磁传感器的制造方法
【专利说明】磁传感器
[0001 ] 本申请是申请日为2008年3月21日、申请号为201310175595.X、发明名称为“磁传感器及其灵敏度测量方法”的申请的分案申请，其中201310175595.X是申请日为2008年3月21日、申请号为200880009567.8(国际申请号为PCT/JP2008/055282)、发明名称为“磁传感器及其灵敏度测量方法”的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种具备灵敏度测量功能的磁传感器及其灵敏度测量方法，更详细地说，涉及一种用于使具备半导体基板和磁性体的磁传感器具有灵敏度测量功能的磁传感器及其灵敏度测量方法，其中，在上述半导体基板上相互分离地设置有多个霍尔元件，上述磁性体被设置在该半导体基板上。
【背景技术】
[0003]以往，作为磁传感器已知:具备设置在半导体基板上的霍尔元件和设置在该霍尔元件上的具有聚磁(magnetic convergence)功能的磁性体(聚磁板)，使磁性体进行聚磁，由霍尔元件来检测其磁场强度。
[0004]图1是用于说明此类磁传感器的结构图。半导体电路I由半导体基板3和设置在该半导体基板3上的霍尔元件4a、4b构成。该半导体电路I上依次设有保护层5和粘接层6，并且在粘接层6上设有聚磁板2。
[0005]关于组合了霍尔元件和具有聚磁功能的磁性体(聚磁板)的磁传感器，例如有专利文献I。该专利文献I所记载的磁传感器是关于能够以二维来决定磁场方向的磁场方向检测传感器。其具备具有平坦形状的聚磁板和第一霍尔效应元件以及第二霍尔效应元件，这些霍尔效应元件配置在聚磁板的端部区域。
[0006]另外，专利文献2所记载的磁传感器是与图1相同结构的磁传感器，其涉及使水平方向磁场灵敏度和垂直方向磁场灵敏度一致那样的技术。
[0007]另外，专利文献3所记载的磁传感器是如下结构。使具有用于对磁传感器施加磁场的线圈的探针卡与具有磁传感器和数字信号处理部的磁传感器模块的某一个接触。一边对线圈提供电流来产生磁场，一边通过探针卡来检查数字信号处理部，检查磁传感器。并且，通过探针卡将与检查结果相应的磁传感器的校正值存储到磁传感器模块的存储部。
[0008]并且，关于霍尔元件的灵敏度校正，存在以下结构。如图2所示，在霍尔元件的正下方配置用于产生垂直磁场成分的垂直方向磁场产生用线圈，由霍尔元件检测由该垂直方向磁场产生用线圈所产生的垂直磁场成分，校正霍尔元件的自身灵敏度。关于其具体内容，记载在非专利文献I中。
[0009]上述的专利文献I公开有以下内容。磁传感器是如下结构:具备设置在半导体基板上的霍尔元件和设置在该霍尔元件上的具有聚磁功能的磁性体(聚磁板)，由该磁性体进行聚磁，由霍尔元件来检测其磁场强度。在检测水平方向和垂直方向的磁场来检测相互正交的两轴或者三轴的磁信号的磁传感器中，水平方向磁场和垂直方向磁场的磁灵敏度分别不同。为此，需要使各轴间的灵敏度一致。
[0010]本申请人在上述的专利文献2中提出了如下技术:通过配置多个检测垂直方向磁场的元件来使水平方向和垂直方向的磁灵敏度一致。然而，在该方法中，无法校正伴随着各个磁传感器中的元件灵敏度偏差、磁性体位置偏移而产生的灵敏度偏差。
[0011 ]在上述的专利文献3中，公开有以下内容。使具有用于对磁传感器施加磁场的线圈的探针卡与具有磁传感器和数字信号处理部的磁传感器模块的某一个接触，一边对线圈提供电流来产生磁场，一边通过探针卡来检查数字信号处理部从而检查磁传感器的灵敏度，并且进行灵敏度校正。
[0012]在该专利文献3中，需要进行如下等作业:为了调查电路块是否按照功能进行动作，在外部的探针卡上设置用于产生磁场的线圈，另外，为了测量而特意地使探针卡密接在IC的晶圆(wafer)上。同时，为了校正线圈所产生的磁场，需要准备预先校正过的晶圆，对该晶圆进行一次测量来进行线圈的校正等烦杂作业，从而存在测试成本高的问题。
[0013]在这种状况中，研究了不依靠外部线圈而通过将内部线圈嵌入到磁传感器中来解决如上所述的问题点的方案。通过将内部线圈搭载到磁传感器中，I)能够在制造时以及出厂时验证功能动作，2)能够针对输出灵敏度的工艺依赖性的偏差、电路块的灵敏度偏移，对每个轴进行灵敏度校正，3)不需要在测试板上设置用于在适度范围内产生一样的磁场区域的磁场测试线圈(外部线圈)。由此，能够统一次性测试多个磁传感器，具有削减测试成本的效果。
[0014]另外，例如在非专利文献I中存在以下公开。在同一硅基板的霍尔元件的正下方配置用于产生垂直磁场成分的垂直方向磁场产生用线圈，通过由霍尔元件来检测由该垂直方向磁场产生用线圈所产生的垂直磁场成分来测量灵敏度并进行校正。
[0015]然而，在该结构中只能产生垂直方向磁场。由此，在对相互正交的两轴或者三轴的磁成分具有灵敏度的磁传感器结构中，无法使用内部线圈来测量所有轴的灵敏度。
[0016]如上所述，专利文献I至3以及非专利文献I所记载的内容为如下。以各种方式来实现霍尔元件或者磁传感器的灵敏度校正。不管哪一篇文献都是与能够检测相互正交的两轴或者三轴磁场的磁传感器相关的内容。在那些文献中，关于不使用外部线圈而用于测量磁传感器的各轴方向的灵敏度的具体结构、也就是说在磁性体与霍尔元件之间配置灵敏度测量用内部线圈的结构，没有任何公开。
[0017]本发明是鉴于这种状况而完成的。其目的在于，提供一种使具备半导体基板和磁性体的两轴或者三轴的磁传感器不使用外部的灵敏度测量用磁场产生源而具有测量磁传感器的各轴方向的灵敏度的功能的磁传感器及其灵敏度测量方法，其中，上述半导体基板相互分离地设置有多个霍尔元件，上述磁性体设置在该半导体基板上。
[0018]专利文献1:日本特开2002-71381号公报
[0019]专利文献2:日本特开2004-257995号公报
[0020]专利文献3:日本特开2007-24518号公报
[0021]非专利文献1: “Autocal ibrat1n of si I icon Hal I devices”(P.L.Simonetal.Sensors and Actuators A 52(1996)203-207)
【发明内容】
[0022]本发明是为了达成这种目的而作出的，本发明的磁传感器具备相互分离地设置了多个磁感应部的半导体基板和设置在该半导体基板上的磁性体，上述磁感应部设置在上述磁性体的端部区域，该磁传感器的特征在于，在上述多个磁感应部之间的区域内并且在上述磁感应部与上述磁性体之间具有在垂直于上述磁感应部的磁感应方向的方向上产生水平磁场成分的用于灵敏度测量的水平磁场产生单元，上述磁感应部检测与由该水平磁场产生单元产生的上述水平磁场成分相关的垂直磁场成分。
[0023]另外，其特征在于，上述磁感应部和上述水平磁场产生单元相对于上述磁性体配置在相同侧。
[0024]另外，其特征在于，与由上述水平磁场产生单元产生的水平磁场成分相关的垂直磁场成分依赖于上述磁性体的厚度并且依赖于该磁性体与上述磁感应部之间的距离。
[0025]另外，其特征在于，上述磁感应部是霍尔元件。
[0026]另外，其特征在于，上述水平磁场产生单元是平面状螺旋型线圈。
[0027]另外，其特征在于，在上述多个磁感应部的各磁感应部附近设置有在平行于上述磁感应部的磁感应方向的方向上产生垂直磁场成分的用于灵敏度测量的垂直磁场产生单元，上述磁感应部检测由该垂直磁场产生单元产生的上述垂直磁场成分。
[0028]另外，其特征在于，上述垂直磁场产生单元配置在与上述水平磁场产生单元相同平面侧上并且在上述磁感应部的正上方。
[0029]另外，其特征在于，上述垂直磁场产生单元配置在上述磁性体的端部区域，位于在与上述水平磁场产生单元不同的平面上并且在上述磁感应部的正下方。
[0030]另外，其特征在于，由上述垂直磁场产生单元产生的垂直磁场成分的磁通密度依赖于上述磁性体与上述磁感应部之间的距离。
[0031]另外，其特征在于，上述垂直磁场产生单元是环型线圈。
[0032]另外，其特征在于，具有相互正交的两轴或者三轴的检测轴。
[0033]另外，其特征在于，具备灵敏度运算部，该灵敏度运算部根据来自上述磁传感器的多个磁感应部的与各轴相关的磁场强度信息来运算灵敏度。
[0034]另外，其特征在于，上述灵敏度运算部具备:轴成分分解部，其将来自上述磁传感器的磁场强度信息分解为每个轴的成分;灵敏度判断部，其将来自该轴成分分解部的磁场强度信息的各轴成分与规定的基准值进行比较来判断灵敏度；以及灵敏度校正部，其根据来自该灵敏度判断部的灵敏度信息进行灵敏度校正。
[0035]另外，其特征在于，具备传感器诊断部，该传感器诊断部根据来自上述灵敏度判断部的灵敏度信息来自判断上述磁传感器的灵敏度是否良好。
[0036]另外，其特征在于，具备对上述磁传感器的水平磁场产生单元以及垂直磁场产生单元提供电流的一个以上的电流源。
[0037]另外，本发明中的本发明的磁传感器的灵敏度测量方法，其特征在于，具有以