半导体装置制造方法及图纸

半导体装置具备：包含对第1方向垂直的表面的半导体衬底；设置在半导体衬底的立式霍尔元件，其包含在第1方向具有深度、在对第1方向垂直的第2方向具有宽度、以及在与第1方向及第2方向的两个方向垂直的第3方向具有纵长的磁传感部；以及沿第3方向延伸的励磁布线，励磁布线在半导体衬底的表面侧配置在从第1方向的俯视观察下与磁传感部的宽度的中心重叠的位置，在将磁传感部的宽度设为W、将俯视观察下从磁传感部的宽度的中心到较近一侧的第1端面的距离设为Wc/2、将从磁传感部的深度的中心到励磁布线的距离设为h时，满足下述（1）式的关系的u为0.6以上。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
例如，存在利用霍尔元件作为磁传感器的半导体装置。霍尔元件作为能够以非接触方式检测位置或角度的磁传感器，被利用于各种用途。另外，霍尔元件具有立式霍尔元件和卧式霍尔元件。其中，卧式霍尔元件是检测出对元件表面垂直的磁场分量的磁传感器。另一方面，立式霍尔元件是检测出对元件表面平行的磁场分量的磁传感器。进而，还提出了组合卧式霍尔元件和立式霍尔元件来二维或三维检测磁场的磁传感器。不过，上述立式霍尔元件与卧式霍尔元件相比容易受到制造偏差造成的影响，而关于灵敏度或偏置电压特性，与卧式霍尔元件相比偏差容易变大。为了校正这样的特性偏差，提出了如下方法（例如，参照专利文献1），即在立式霍尔元件附近配置励磁布线，在该励磁布线流过恒定的电流，从而对立式霍尔元件的磁传感部施加具有既定强度的磁场（以下，记为“校正磁场”），推断出该磁传感部中的灵敏度。即，在专利文献1记载的专利技术中，使校正磁场的强度变化，并测定从立式霍尔元件输出的霍尔电压的变化，从而推断出磁传感部中的实际灵敏度。另外，在专利文献1记载的专利技术中，进行使励磁布线的中心相对于立式霍尔元件中的磁传感部的中心沿水平方向偏移的操作，即进行使励磁布线的中心与磁传感部的中心在水平方向拉开距离的操作。由此，抑制在半导体装置的制造过程中因为工艺变动造成的励磁布线的宽度等的偏差而励磁布线产生的校正磁场的强度的偏差。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】美国专利第9116192号说明书。r>
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】然而，在上述专利文献1记载的专利技术中，励磁布线和磁传感部在水平方向上被分离配置，因此产生如以下的问题。因流过励磁布线的电流而产生的校正磁场的强度，与到励磁布线的距离成反比例，因此磁传感部与励磁布线的距离越大，施加在磁传感部的校正磁场的强度就越低。若施加在磁传感部的校正磁场的强度变低，则从立式霍尔元件输出的霍尔电压的变化会变小。因而，在专利文献1记载的专利技术中，即便能抑制施加在磁传感部的校正磁场的强度的偏差，由于校正磁场的强度变低，所以推断磁传感部上的实际灵敏度的精度也会下降。作为其对策，可考虑增加流过励磁布线的电流，提高施加在磁传感部的校正磁场的强度。然而，如果增加流过励磁布线的电流，则励磁布线的发热量增大。另外，在专利文献1记载的专利技术中，在水平方向上使励磁布线的中心从磁传感部的中心大幅偏移，所以配置在磁传感部周边的外围电路与励磁布线的距离变近。在该情况下，外围电路从靠近的励磁布线受到热的影响。具体而言，因为励磁布线的发热，在外围电路产生非对称的温度分布，该外围电路的特性发生变动。因而，在增加了流过励磁布线的电流的情况下，推断磁传感部上的实际灵敏度的精度也会下降。此外，如果增大励磁布线与外围电路的距离，则能够抑制外围电路的特性变动，但是会增大半导体装置的所需要面积，导致成本增加，因此是不现实的。本专利技术的目的在于提供提高施加在磁传感部的校正磁场的产生效率并且抑制该校正磁场的强度的偏差及外围电路的热造成的特性变动的半导体装置。【用于解决课题的方案】为了达成上述目的，本专利技术的一实施方式所涉及的半导体装置，其特征在于，具备：半导体衬底，包含对第1方向垂直的表面；设置在半导体衬底的立式霍尔元件，包含磁传感部，该磁传感部在第1方向具有深度、在对第1方向垂直的第2方向具有宽度、在对第1方向及第2方向的两个方向垂直的第3方向具有纵长；以及励磁布线，在第2方向具有第1端面及第2端面，且沿第3方向延伸，励磁布线在半导体衬底的表面侧配置在从磁传感部分离的位置，且从第1方向俯视观察下配置在与磁传感部的宽度的中心重叠的位置，配置励磁布线的位置在俯视观察下，是从磁传感部的宽度的中心到第1端面的距离成为从磁传感部的宽度的中心到第2端面的距离以下的位置，当将磁传感部的宽度设为W、将俯视观察下从磁传感部的宽度的中心到第1端面的距离设为Wc/2、将从磁传感部的深度的中心到励磁布线的距离设为h时，由下述（1）式导出的u为0.6以上。【专利技术效果】依据本专利技术所涉及的半导体装置，通过以适当关系配置产生校正磁场的励磁布线和磁传感部，能够提高施加在磁传感部的校正磁场的产生效率并且抑制强度的偏差及外围电路的热造成的特性变动。附图说明【图1】是示出第1实施方式所涉及的半导体装置的结构的平面图。【图2】是本实施方式所涉及的半导体装置的II－II线截面图。【图3】是本实施方式所涉及的半导体装置的III－III线主要部分截面图。【图4】是说明实施方式所涉及的半导体装置的原理的说明图。【图5】是示出施加在磁传感部的校正磁场的沿着图2所示的双点划线C的强度分布的图表。【图6】是示出均匀性与施加在磁传感部的校正磁场的强度偏差的关系的图表。【图7】是示出第2实施方式所涉及的半导体装置的结构的平面图。【图8】是本实施方式所涉及的半导体装置的VIII－VIII线截面图。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式详细地进行说明。此外，为了容易理解特征，方便起见，在以下说明中利用的附图中有放大成为特征的部分而示出的情况，并且各结构要素的尺寸比例等有时也与实际不同。另外，在以下说明中利用的左、右、上及下等的方向是基于图示的状态的方向。（第1实施方式）图1是示出本专利技术的第1实施方式所涉及的半导体装置1A的结构的平面图。图2是沿着半导体装置1A的图1中所示的切断线II－II线的截面图（II－II线截面图）。图3是沿着图1中所示的切断线III－III线的半导体装置1A的主要部分的截面图（III－III线主要部分截面图）。此外，在图1中，说明的方便起见，示出了省略绝缘层6a、6b后的状态。如图1、图2及图3所示，半导体装置1A具备：半导体衬底2；包含磁传感部3a并设置在半导体衬底2的立式霍尔元件3；以及设置在磁传感部3a的上方的励磁布线4。半导体衬底2具有P型和N型中的一种即第1导电型（例如P型）。另外，半导体衬底2包含对于作为第1方向的深度方向垂直的表面S。在此，也为第1方向的深度方向是对xyz三维正交坐标系的z方向平行的方向。在半导体衬底2设置有立式霍尔元件3和扩散层8。立式霍尔元件3具有检测对元件表面平行的磁场分量的磁传感部3a以及配置在磁传感部3a的上部的多个（例如，在本实施方式中5个）电极7。电极7在作为第2方向的宽度方向具有既定长度（宽度），且在作为第3方向的纵长方向并排配置。在此，宽度方向是对深度方向垂直的方向，并且是对x方向平行的方向。另外，纵长方向是对深度方向及宽度方向这两个方向垂直的方向，并且是对y方向平行的方向。磁传感部3a是例如通过向具有第1导电型的半导体衬底2注入P型和N型中的另一种即第2导电型（例如N型）的杂质而设置的半导体层（阱）。磁传感部3a具有既定纵长、宽度及深度而立体地形成。磁传感部3a具有在宽度方向上对置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于具备：/n半导体衬底，其包含对第1方向垂直的表面；/n立式霍尔元件，其设置在所述半导体衬底，并包含磁传感部，该磁传感部在所述第1方向具有深度、在对所述第1方向垂直的第2方向具有宽度、在对所述第1方向及所述第2方向的两个方向垂直的第3方向具有纵长；以及/n励磁布线，其在所述第2方向具有第1端面及第2端面，且沿所述第3方向延伸，/n所述励磁布线在所述半导体衬底的表面侧配置在从所述磁传感部分离的位置，且从所述第1方向的俯视观察下配置在与所述磁传感部的宽度的中心重叠的位置，/n配置所述励磁布线的位置在所述俯视观察下，是从所述磁传感部的宽度的中心到所述第1端面的距离成为从所述磁传感部的宽度的中心到所述第2端面的距离以下的位置，/n在将所述磁传感部的宽度设为W、将所述俯视观察下从所述磁传感部的宽度的中心到所述第1端面的距离设为Wc/2、将从所述磁传感部的深度的中心到所述励磁布线的距离设为h时，由下述（1）式导出的u为0.6以上。/n

【技术特征摘要】
20190328 JP 2019-064068;20191128 JP 2019-2156971.一种半导体装置，其特征在于具备：
半导体衬底，其包含对第1方向垂直的表面；
立式霍尔元件，其设置在所述半导体衬底，并包含磁传感部，该磁传感部在所述第1方向具有深度、在对所述第1方向垂直的第2方向具有宽度、在对所述第1方向及所述第2方向的两个方向垂直的第3方向具有纵长；以及
励磁布线，其在所述第2方向具有第1端面及第2端面，且沿所述第3方向延伸，
所述励磁布线在所述半导体衬底的表面侧配置在从所述磁传感部分离的位置，且从所述第1方向的俯视观察下配置在与所述磁传感部的宽度的中心重叠的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川洋平，上村紘崇，
申请(专利权)人：艾普凌科有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP