]设为霍尔元件-聚磁板底面间的垂直间距以ΙΟμπι为中心，在工艺上的偏差为数μπι，设为半径R可相对于155μπι变动数μπι左右，厚度T可相对于13μπι变动数μπι左右，磁性体的水平面内位置能够从中心位置变动数Mi左右。
[0117]此时，对平面状螺旋型线圈通电，在线圈周边产生水平方向的磁场。该水平方向磁场通过磁性体，磁通在磁性体端部再次被放出到空间。此时磁场方向具有垂直方向的成分，能够由霍尔元件的磁感应面检测。在该结构中，磁性体与霍尔元件间的垂直方向间距变动/磁性体的直径变动/磁性体的水平面内位置偏移/磁性体的厚度变动等成为磁感应面中的磁场强度变化(灵敏度变化)而能够进行检测。通过对配置在霍尔元件的正上方的环型线圈通电，主要是磁性体与霍尔元件间的垂直方向间距变动/磁性体直径变动/磁性体水平面内位置偏移等成为磁感应面中的磁场强度变化(灵敏度变化)而能够进行检测。
[0118]例如，每当工艺变动时，预先校正诊断模式下的各种线圈磁场引起的各轴的灵敏度比和测量模式下的各轴的灵敏度比。根据校正曲线，由灵敏度校正部34c来校正灵敏度(灵敏度调整)。优选对输出到输出部35的被分解为各轴的磁输出数据以数值进行校正量的校正的方法，但是不限于此，也可应用于其它校正手段。在后级电路块中的增益偏移基本上是作为X、Y、Z整体的灵敏度偏移。在需要进行也包括各轴灵敏度的绝对值在内的校正的情况下，最好进行也包括该电路块中的增益变动在内的校正。在仅使各轴的灵敏度比固定即可的情况下，也可以不校正整体增益变动而以某一个轴为基准来校正其它轴的灵敏度比。
[0119]详细说明与上述条件下的平面状螺旋型线圈、环型线圈相应的由工艺变动引起的灵敏度的状态。
[0120]图9是表示霍尔元件和聚磁板底面间距离(μπι)与磁感应面中的磁通密度(T)(绝对值)之间关系的图。将聚磁板的厚度设为参数。图10是表示聚磁板厚度Τ(μπι)与磁感应面中的磁通密度(T)(绝对值)之间的关系的图。将霍尔元件(He)与聚磁板(Mc)底面间距离(μπι)设为参数。
[0121]两图都示出灵敏度自诊断时的平面状螺旋型线圈的例子。此外，图11以及图12是与图9以及图10相对应地、按照每个参数从基准位置看时的相对变化的图。
[0122]关于平面状螺旋型线圈，可举出如下结构例。聚磁板(圆形)直径为310μπι，霍尔元件配置在从聚磁板端部起向内侧(线圈下侧)5μπι的位置上。设线圈形状为八角形、线圈布线宽度为4μπι、布线间隔为Ιμπι、对线圈通ImA电流，从线圈中心起在120?20μπι间有20匝和在120?70μπι间有10匝。由平面状螺旋型线圈产生的水平方向磁场经由聚磁板，在会聚板端部变成垂直方向成分，被霍尔元件检测。
[0123]在霍尔元件和聚磁板底面间距离(垂直间距)是9?Ι?μπι的情况下，在聚磁板厚度为10?16μπι的范围内，通以ImA电流时的霍尔元件磁感应面中的磁场强度大致为55μτ。在垂直间距为9?I Ιμπι的情况下，灵敏度是约7%左右的灵敏度变化。在聚磁板厚是10?16μπι的情况下，发现约2%左右的灵敏度变化。由此可知在磁场垂直间距、聚磁板厚度变动的情况下，霍尔元件对于水平方向磁场感知到的磁场灵敏度非偶然地进行变化。
[0124]关于环型线圈，可举出如下结构例。
[0125]图13是表示磁感应面中的磁通密度(T)(绝对值)相对于霍尔元件与聚磁板底面间距离(MO的关系的图。将聚磁板的厚度变化设为参数。
[0126]图14是表示聚磁板的厚度Τ(μπι)与磁感应面中的磁通密度(T)(绝对值)之间关系的图。将霍尔元件(He)与聚磁板(磁性体:Mc)底面间距离的变化设为参数。
[0127]两图都示出灵敏度自诊断时的环型线圈的例子。此外，图15以及图16是与图13以及图14相对应地、按照每个参数从基准位置看时的相对变化的图。
[0128]设为聚磁板(圆形)直径为310μπι、霍尔元件配置在从聚磁板端部起向内侧(线圈下侧)5μηι的位置上、线圈形状为长方形、线圈布线宽度为4μηι、布线间隔为1μπι、10?、对线圈通以ImA电流。由环型线圈产生的垂直方向磁场被线圈正下方的霍尔元件检测。
[0129]在霍尔元件与聚磁板底面间距离(垂直间距)为9?12μπι的情况下，聚磁板厚为12μm、通以ImA电流时的霍尔元件磁感应面中的磁场强度大致为64μΤ。在垂直间距为9?I Ιμπι的情况下，灵敏度存在约5%左右的灵敏度变化。在聚磁板厚度为10?16μπι的情况下，发现约I %以下的灵敏度变化。由此可知在垂直间距变动的情况下，霍尔元件对垂直方向磁场检测到的磁场灵敏度非偶然地进行变化。
[0130]图8Α以及图SB是表示用于说明本发明所涉及的磁传感器的灵敏度测量装置中的灵敏度测量方法的流程图。本发明的磁传感器的灵敏度测量方法是测量图4所示的磁传感器的灵敏度的灵敏度测量方法。
[0131]首先，设定灵敏度测量模式(步骤SI)，不使电流流过垂直磁场产生线圈以及水平磁场产生线圈(步骤S2)。接着，由第一至第四磁传感器来测量磁场强度(步骤S3)。接着，存储第一测量数据(步骤S4)。接着，使电流流过垂直磁场产生线圈来产生磁场(步骤S5)。接着，由第一至第四磁传感器来测量磁场强度(步骤S6)。接着，存储第二测量数据(步骤S7)。
[0132]接着，使反向电流流过垂直磁场产生线圈来产生反向磁场(步骤S8)。接着，由第一至第四磁传感器来测量磁场强度(步骤S9)。接着，存储第三测量数据(步骤S10)。接着，使电流流过水平磁场产生线圈来产生磁场(步骤Sll)。接着，由第一至第四磁传感器来测量磁场强度(步骤S12)。接着，存储第四测量数据(步骤S13)。
[0133]接着，使反向电流流过水平磁场产生线圈来产生反向磁场(步骤S14)。接着，由第一至第四磁传感器来测量磁场强度(步骤S15)。接着，存储第五测量数据(步骤S16)。
[0134]接着，根据第一测量数据、第二测量数据、第三测量数据的全部或者两个的组合来算出相互正交的两轴或者三轴方向的磁场成分数据(步骤S17)。接着，将磁场成分数据存储为第一磁场灵敏度数据(步骤S18)。
[0135]接着，根据第一测量数据、第四测量数据、第五测量数据的全部或者两个的组合来算出相互正交的两轴或者三轴方向的磁场成分数据(步骤S19)。接着，将磁场成分数据存储为第二磁场灵敏度数据(步骤S20)。
[0136]接着，根据第一磁场成分数据以及第二磁场成分数据算出两轴或者三轴磁场灵敏度的校正系数(步骤S21)。接着，存储校正系数(步骤S22)。由此，能够对灵敏度偏移进行灵敏度自校正，并且能够通过磁传感器的灵敏度是否良好的判断进行自诊断。
[0137]产业上的可利用性
[0138]本发明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，能够测量磁传感器对垂直方向磁场的灵敏度和对水平方向磁场的灵敏度，其中，上述半导体基板相互分离地设置多个霍尔元件，上述磁性体设置在该半导体基板上。另外，具有如下功能:对于磁传感器的相互正交的三轴方向的灵敏度，能够校正因霍尔元件形成时、磁性体形成时的工艺依赖性偏差或集成电路所具有的灵敏度偏差而产生的灵敏度偏移量。并且，能够通过磁传感器的灵敏度是否良好的判断进行自诊断，能够进行对灵敏度偏移的灵敏度自校正(调整)。
【主权项】
1.一种磁传感器，其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的各磁感应部附近具有垂直磁场产生单元，上述垂直磁场产生单元配置在上述磁性体的端部区域，该垂直磁场产生单元在与上述磁感应部的磁感应方向平行的方向上产生垂直磁场成分，上述磁感应部检测由该垂直磁场产生单元所产生的上述垂直磁场成分。
【专利摘要】本发明涉及磁传感器。由磁感应部(31)检测的磁通密度被切换部(32)提取各轴的磁场强度信息，通过放大部(33)被输入到灵敏度运算部(34)。灵敏度运算部(34)根据来自磁感应部(31)的与各轴相关的磁场强度信息来运算灵敏度。灵敏度运算部具备：轴成分分解部(34a)，将来自磁感应部(31)的磁通密度分解为各轴的磁成分；灵敏度判断部(34b)，将来自轴成分分解部(34a)的磁场强度的各轴成分与基准值进行比较来判断灵敏度；以及灵敏度校正部(34c)，根据来自灵敏度判断部(34b)的灵敏度信息进行灵敏度校正。
【IPC分类】G01R33/07
【公开号】CN105589050
【申请号】CN201510959122
【发明人】山下昌哉, 山县曜
【申请人】旭化成微电子株式会社
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2008年3月21日
【公告号】CN101641609A, CN101641609B, CN103257325A, EP2131205A1, EP2131205A4, US9116195, US20100117638, US20150316638, WO2008123144A1