KR102469715B1 - 홀 효과 센싱 요소 - Google Patents

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알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨
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Abstract

일 측면에 있어서, 홀 효과 센싱 요소(100)는 약 100나노미터보다 작은 두께를 갖는 홀 플레이트(114) 및 상기 홀 플레이트와 직접 접촉되고, 약 0.1나노미터 내지 약 5나노미터 범위의 두께를 갖는 접착층(110)을 포함한다. 다른 측면에 있어서, 센서는 홀 효과 센싱 요소를 포함한다. 상기 홀 효과 센싱 요소(100')는 반도체 물질 또는 절연체 물질의 하나를 포함하는 기판(102), 상기 기판과 집적 접촉되는 절연층(106), 약 0.1나노미터 내지 5나노미터 범위의 두께를 가지며 상기 절연층과 직접 접촉되는 접착층(110), 그리고 상기 접착층과 직접 접촉되고 약 100나노미터보다 작은 크기를 가지는 홀 플레이트(114)를 구비한다.

Description

홀 효과 센싱 요소
본 발명은 홀 효과 센싱 요소에 관한 것이다.
홀 효과 자기장 센싱 요소(Hall Effect magnetic field sensing element)들이 알려져 있다. 알려진 바와 같이, 홀 효과 요소는 가장 흔히 기판 상의 에피택셜 영역(즉, 층)인 이른바 "홀 플레이트(Hall plate)"를 포함한다. 상기 에피택셜 영역은 중간 양의 도핑을 가지는 것으로 이해된다.
본 발명은 홀 효과 센싱 요소, 홀 효과 센싱 요소를 포함하는 센서 및 홀 효과 센싱 요소를 제조하는 방법을 제공한다.
일 측면에 있어서, 홀 효과 센싱 요소(Hall effect sensing element)는 약 100나노미터보다 작은 두께를 갖는 홀 플레이트(Hall plate) 및 상기 홀 플레이트와 직접 접촉되고, 약 0.1나노미터 내지 5나노미터 범위의 두께를 갖는 접착층을 포함한다. 이러한 측면은 다음 특징들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 홀 플레이트의 두께는 약 10㎚보다 작을 수 있다. 상기 홀 플레이트는 약 1019 내지 약 1026 범위의 캐리어(carrier) 농도를 가질 수 있다. 상기 홀 플레이트는 약 1022 내지 약 1024 범위의 캐리어 농도를 가질 수 있다. 상기 홀 플레이트는 금속 질화물 물질을 포함할 수 있다. 상기 금속 질화물 물질은 티타늄 질화물 또는 티타늄 산질화물의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 홀 플레이트는 금속 산화물 물질을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물 물질은 구리 산화물을 포함할 수 있다. 상기 구리 산화물은 제1 구리(cuprous) 산화물일 수 있다. 상기 접착층은 루테늄 또는 루테늄 산화물을 포함할 수 있다. 상기 홀 효과 센싱 요소는 반도체 물질 또는 절연체 물질의 하나를 포함하는 기판을 포함할 수 있고, 상기 접착층은 상기 플레이트 물질과 상기 기판 물질 사이에 배치된다. 상기 홀 효과 센싱 요소는 상기 반도체 기판 물질 상의 집적 회로를 포함할 수 있다. 상기 홀 효과 센싱 요소의 하부 또는 기판 측부로부터 상기 홀 효과 센싱 요소를 상기 집적 회로에 연결하는 비아(via)들을 포함할 수 있다. 상기 홀 효과 센싱 요소는 상기 기판 또는 집적 회로로부터 떨어져 상기 홀 효과 센싱 요소의 상부 또는 떨어진 측부로부터 상기 홀 효과 센싱 요소를 상기 집적 회로에 연결하는 비아들을 포함할 수 있다. 상기 반도체 물질은 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 절연체 물질은 유리 또는 세라믹 물질의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 절연체 물질은 알루미나를 포함할 수 있다. 상기 절연체 물질은 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 상기 홀 효과 센싱 요소는 상기 홀 플레이트에 직접 접촉되는 패시베이션층(passivation layer)을 포함할 수 있다. 상기 패시베이션층은 질화물, 산화물, 폴리머, 폴리이미드(polyimide) 또는 벤조시클로부텐(benzocyclobutene: BCB)의 적어도 하나가 될 수 있다.
다른 측면에 있어서, 센서는 홀 효과 센싱 요소를 포함한다. 상기 홀 효과 센싱 요소는 반도체 물질 또는 절연체 물질의 하나를 포함하는 기판, 상기 기판에 직접 접촉되는 절연층, 약 0.1나노미터 내지 5나노미터 범위의 두께를 가지며 상기 절연층에 직접 접촉되는 접착층, 그리고 상기 접착층에 직접 접촉되며 약 100나노미터보다 작은 두께를 가지는 홀 플레이트를 포함한다. 이러한 측면은 다음 특징들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 접착층은 루테늄 또는 루테늄 산화물을 포함할 수 있고, 상기 홀 플레이트는 구리 산화물을 포함할 수 있다. 상기 홀 플레이트의 두께는 약 10㎚보다 작을 수 있다. 상기 홀 플레이트는 약 1022 내지 1024 범위의 캐리어 농도를 가질 수 있다. 상기 홀 플레이트는 금속 질화물 물질을 포함할 수 있다. 상기 금속 질화물은 탄탈륨 질화물 또는 티타늄 산질화물의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 홀 플레이트 물질은 금속 산화물 물질이 될 수 있다. 상기 금속 산화물은 구리 산화물 또는 루테늄 산화물을 포함할 수 있다. 상기 구리 산화물은 제1 구리 산화물이 될 수 있다. 상기 접착층은 티타늄, 탄탈륨 또는 루테늄의 하나를 포함할 수 있다. 상기 반도체 물질은 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 절연체 물질은 유리 또는 세라믹 물질의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 절연체 물질은 알루미나를 포함할 수 있다. 상기 센서는 상기 홀 플레이트에 직접 접촉되는 패시베이션층을 포함할 수 있다. 상기 패시베이션층은 질화물, 산화물, 폴리이미드 또는 벤조시클로부텐(BCB)의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 센서는 전류 센서 또는 속도 센서의 하나가 될 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 홀 효과 센싱 요소를 제조하는 방법은 기판 상에 약 100나노미터보다 작은 두께를 갖는 플레이트 물질을 형성하는 단계 및 상기 홀 플레이트에 직접 접촉되고, 약 0.1나노미터 내지 5나노미터 범위의 두께를 갖는 접착층을 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 측면은 다음 특징들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 홀 플레이트는 10㎚보다 작은 두께를 가질 수 있다. 상기 홀 플레이트는 약 1019 내지 약 1026 범위의 캐리어 농도를 가질 수 있다. 상기 홀 플레이트의 두께는 약 1㎚ 내지 10㎚ 범위가 될 수 있고, 상기 캐리어 농도는 약 1022 내지 약 1024가 될 수 있다. 상기 플레이트 물질을 형성하는 단계는 금속 질화물을 포함하는 플레이트 물질을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 금속 질화물을 포함하는 플레이트 물질을 형성하는 단계는 상기 플레이트 물질을 형성하도록 탄탈륨 질화물 또는 티타늄 산화물의 적어도 하나를 스퍼터링하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 플레이트 물질을 형성하는 단계는 금속 산화물을 포함하는 플레이트 물질을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물을 포함하는 플레이트 물질을 형성하는 단계는 적어도 구리 산화물 또는 루테늄 산화물을 포함하는 플레이트 물질을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 적어도 구리 산화물을 포함하는 플레이트 물질을 형성하는 단계는 진공 하에서 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계 및 산소를 상기 챔버 내로 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 진공 하에서 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계 및 상기 산소를 상기 챔버 내로 주입하는 단계는 챔버 내로 산소를 주입하면서 진공 하에서 상기 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 진공 하에서 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계 및 상기 산소를 상기 챔버 내로 주입하는 단계는 챔버 내로 산소를 주입하기 전에 진공 하에서 상기 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 진공 하에서 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계 및 상기 산소를 상기 챔버 내로 주입하는 단계는 챔버 내로 산소를 주입한 후에 진공 하에서 상기 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 홀 효과 센싱 요소의 단면도이다.
도 2는 도 1의 홀 효과 센싱 요소 내의 홀 플레이트를 형성하는 예의 흐름도이다.
도 3은 홀 플레이트를 형성하는 스퍼터링 프로세스에 사용되는 장치의 도면이다.
도 4는 전류 센서의 등각도이다.
도 5는 자기장 센싱 요소, 전자 회로 및 자석을 갖는 종래 기술의 자기장 센서의 블록도이다.
도 6은 홀 효과 센싱 요소의 다른 예의 단면도이다.
다양한 도면들 중에서 동일한 참조 부호들은 동일한 요소들을 나타낸다.
홀 효과 센싱 요소(Hall effect sensing element)의 감도를 현저하게 향상시키는 홀 플레이트(Hall plate)가 여기에 설명된다. 특히, 상기 홀 플레이트는, 예를 들면 금속 산화물 또는 금속 질화물과 같은 금속을 포함하는 플레이트 물질로 형성된다. 또한, 상기 홀 플레이트는 약 5나노미터 내지 약 100나노미터의 두께를 가지도록 제조될 수 있다. 일부 예들에 있어서, 상기 홀 플레이트의 캐리어(carrier) 농도는 약 1019캐리어/㎤ 내지 약 1026캐리어/㎤이다. 특정한 일예에 있어서, 상기 홀 플레이트의 두께는 약 10㎚보다 작으며, 상기 캐리어 농도는 약 1022 내지 1024이다. 상기 홀 전압 VH가 -(IB)/(nte)와 동일하게 정해지고, 여기서 I는 상기 플레이트 길이에 걸치는 전류이고, B는 자기장이며, t는 상기 플레이트의 두께이고, e는 기본 전하이며, n이 캐리어 전자들의 전하 캐리어 밀도일 경우, 여기에서 설명되는 홀 요소는 사용되고 있는 현재의 홀 요소들보다 십 배 내지 천 배까지의 규모로 큰 증가된 감도를 가진다.
도 1을 참조하면, 감도를 개선하는 홀 플레이트를 구비하는 홀 효과 센싱 요소의 하나의 예는 홀 효과 센싱 요소(100)이다. 상기 홀 효과 센싱 요소(100)는 일정한 비율로 도시되지는 않는다. 상기 홀 효과 센싱 요소는 기판(102), 절연층(106), 접착층(adhesion layer)(110), 홀 플레이트(114) 및 패시베이션층(passivation layer)(118)을 포함한다. 상기 절연 물질(106)은 상기 기판 물질(102) 상에 배치되고, 상기 접착층(110)은 상기 절연층(106) 상에 배치된다. 상기 접착층(110)은 상기 홀 플레이트(114)를 형성하는 데 사용되는 물질이, 예를 들면, 스퍼터링 프로세스 동안에 상기 절연층(106)에 부착되게 한다. 상기 패시베이션층(118)은 상기 홀 플레이트(114)의 플레이트 물질 상에 배치된다. 홀 효과 센싱 요소의 이러한 예에 있어서, 상기 홀 플레이트(114)는 비아(via)들(122a, 122b)을 통해 상부로부터 또는 비아들(120a, 120b)을 통해 하부로부터 전기적으로 접근될 수 있다. 상기 비아들(120a, 120b)은 실리콘 관통 비아(through silicon via: TSV)들로 도시되지만, 다른 실시예들에서 상기 비아들(120a, 120b)은 상기 절연층을 통해 금속층 또는 폴리실리콘층과 같은 아래에 위치하는 집적 회로 특징까지 진행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 감도를 개선하는 홀 플레이트를 갖는 홀 효과 센싱 요소(100)를 제조하는 프로세스의 예는 프로세스(200)이다. 프로세스(200)에서 상기 절연층(202)이 형성된다. 예를 들면, 산화물, 질화물, 또는 예를 들면 실리콘 이산화물, 실리콘 질화물 혹은 알루미늄 질화물(또는 알루미나)과 같은 세라믹 물질이 상기 절연층(106)을 형성하기 위해 상기 기판(102) 상에 증착된다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이들 물질들이 항상 정확한 화학량론적인 양들은 가질 수 없는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 상기 산화물은 정확하게 SiO2는 아니지만, 실리콘과 산소의 일부 다른 결합이 될 수 있다. 일 예에 있어서, 상기 기판(102)은, 예를 들면, 실리콘과 같은 반도체 물질이다. 다른 예에 있어서, 상기 기판 물질(102)은, 예를 들면, 유리, 세라믹 물질 또는 알루미나의 적어도 하나를 포함하는 절연체 물질이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 기판은 집적 회로, 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니지만 CMOS, BiMOS 또는 다른 집적 회로 프로세스를 포함할 수 있는 실리콘 집적 회로이다. 아래에 위치하는 기판의 토폴로지(topology)에 기초하여, 일부 실시예들은 상기 기판이나 아래에 위치하는 집적 회로 출발 물질에 대한 화학적 기계적 연마(CMP) 또는 다른 평탄화 단계를 포함할 수 있다.
프로세스(200)에서 접착층(206)이 증착된다. 예를 들면, 티타늄, 탄탈륨 또는 루테늄의 적어도 하나가 상기 접착층(110)을 형성하기 위해 상기 절연층 상으로 증착된다. 일부 예들에 있어서, 상기 접착층은 약 1나노미터 내지 약 5나노미터의 두께를 가진다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 상기 접착 물질의 두께가 이를 통해 진행되는 상기 홀 요소가 자기장 반응의 충분한 감도를 제공하지 못할 수 있도록 하는 홀 전류를 위한 상당한 전류 통로를 제공하지 않도록 될 수 있는 점이 분명해질 것이다. 이러한 충분한 감도는 여기에 설명되는 홀 요소들의 실제 응용에 따라 변화될 것이다. 일부 예들에 있어서, 상기 접착층(110)은 연속적이지 않을 수 있거나, 전체적으로 균일하지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 접착층 내에 갭(gap)들이 존재할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 프로세스(200)에서 홀 플레이트 물질이 상기 접착층(212) 상으로 증착된다, 예를 들면, 상기 홀 플레이트는 약 5나노미터 내지 약 100나노미터 범위의 두께를 가지며, 약 1019 내지 약 1026의 캐리어 농도를 가질 수 있다. 특정한 일 예에 있어서, 상기 홀 플레이트는 10나노미터보다 작은 두께를 가진다. 특정한 일 예에 있어서, 상기 홀 플레이트는 약 1022 내지 약 1024 범위의 캐리어 농도를 가진다.
일 예에 있어서, 금속이 도 3에 도시된 스퍼터링 시스템(300)을 이용하여 상기 접착층 상으로 스퍼터된다. 특정한 일 예에 있어서, 기판/절연층/접착층 복합체(100')는 금속 소스 또는 타겟(306)을 가지며 유출구 포트(318)를 통해 공기를 펌핑하여 진공 하에 놓이는 챔버(302) 내에 배치된다. 일 예에 있어서, 상기 금속은 구리 또는 루테늄이다. 다른 예에 있어서, 금속 질화물은 티타늄 질화물 또는 갈륨 질화물과 같은 금속 소스를 가지며 상기 유출구 포트(318)를 통해 공기를 펌핑하여 진공 하에 놓이는 상기 스퍼터 시스템(300)을 이용하여 상기 접착층 상으로 스퍼터된다. 해당 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 통상적으로 다중의 금속 또는 다른 물질의 타겟들이나 소스가 스퍼터링 시스템 내에 존재한다. 도 3은 도면의 간편성을 위해 단지 하나의 타겟이나 금속 소스(306)를 도시한다. 다른 실시예에 있어서, 기판/절연층 복합체는 스퍼터링 또는 다른 적합한 증착 챔버(302) 내에 배치된다. 일 예에 있어서, 두께가 대략 1㎚인 루테늄(Ru)의 접착층이 증착되며, 후속하여 두 층들의 증착 사이에서 진공을 깨뜨리지 않고 구리와 같은 금속이 증착된다. 다른 실시예들에 있어서, 이에 한정되는 것은 아니지만 Ru, RuO2, Ti, TiN, Ta 및 W를 포함하는 다른 접착층 물질들이 Cu, CdSnO 및 Ru와 같은 다른 센싱층 물질들과 다양한 결합으로 사용될 수 있다.
특정한 일 예에 있어서, 상기 금속은, 예를 들면, 루테늄 산화물이나 제1 구리(cuprous) 산화물과 같은 구리 산화물을 형성하도록 산소와 결합된다. 다른 특정한 예에 있어서, 예를 들면, 티타늄 산질화물을 형성하도록 티타늄 질화물이 산소와 결합된다.
상기 산소는 유입구 포트(312)를 통해 공급된다, 상기 산소는 스퍼터링 이전에, 그 동안에 또는 이후에 공급될 수 있으며, 상기 단계들은 반복될 수 있다.
특정한 일 예에 있어서, 접착층이 동일한 기계 내에서 스퍼터된 후, 산소도 상기 챔버(302) 내로 주입되면서 진공 하에서 구리가 상기 챔버(302) 내에서 스퍼터된다. 다른 예에 있어서, 구리는 산소를 상기 챔버(302) 내로 주입하기 전에 진공 하에서 상기 챔버(302) 내에서 스퍼터된다. 또 다른 예에 있어서, 구리는 산소를 상기 챔버(302) 내로 주입한 후에 상기 챔버(302) 내에서 스퍼터된다.
프로세스(200)에서 식각 마스크층(218)이 형성된다, 일 예에 있어서, 상기 식각 마스크층은, 예를 들면, 산화물 또는 실리콘 질화물 물질과 같은 질화물을 포함하는 유전체이다. 다른 예들에 있어서, 상기 식각 마스크층은 폴리이미드(polyimide)나 벤조시클로부텐(benzocyclobutene: BCB), 또는 포토레지스트 물질이 될 수 있다. 프로세스(200)에서 상기 홀 플레이트 및 상기 식각 마스크 물질(220)이 패터닝된다.
상기 홀 플레이트는, 예를 들면, 이온 빔 식각 시스템 또는 다른 식각 시스템 내에서 식각된다(222). 일부 경우들에 있어서, 임의의 폴리머 물질들이 이후에 식각될 수 있지만, 다른 경우들에서는 상기 폴리머 물질은, 예를 들면, 폴리이미드 또는 벤조시클로부텐(BCB) 물질이 상기 홀 플레이트를 패터닝하는 데 사용된 경우에는 남아있을 수 있다.
프로세스(200)에서, 예를 들면, 산화물, 질화물, 산화물 및 질화물 층의 적층체, 또는 이에 한정되는 것은 아니지만 폴리이미드나 벤조시클로부텐(BCB)과 같은 폴리머 물질이 될 수 있는 패시베이션층(224)이 증착된다.
프로세스(200)에서 비아들(227)이 형성된다. 일 예에 있어서, 상기 패시베이션층(224) 내에 상기 비아들(122a, 122b)을 통해 상기 홀 플레이트(114)의 상부에 대해 접속(connection)이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 플레이트 물질까지 아래로 물질이 제거되고, 상기 비아들(122a, 122b)을 형성하도록 텅스텐 플러그들이 채워진다. 다른 예들에 있어서, 상기 비아들(122a, 122b)은 이에 한정되는 것은 아니지만 알루미늄계 비아 물질을 구비하는 티타늄 접착층을 포함하는 접착층을 가지는 본드 패드(bond pad) 물질이 될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 본드 패드 물질은 상기 비아들(122a, 122b)을 먼저 채우지 않고 상기 비아들(122a, 122b) 내로 증착된다. 다른 예에 있어서, 상기 접속은 텅스텐 플러그들을 포함할 수 있는 비아들(120a, 120b)을 이용하여 상기 홀 플레이트(114)의 바닥으로부터 이루어질 수 있다. 다른 예들에 있어서, 상기 비아들(120a, 120b)은 이에 한정되는 것은 아니지만 알루미늄계 비아 물질을 구비하는 티타늄 접착층을 포함하는 접착층을 가지는 금속 상호연결 물질이 될 수 있다. 다른 예에 있어서, 다른 규격의 높은 도전성의 상호연결들이 상기 홀 플레이트(114)를 상기 회로에 연결하는 데 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 전류 센서의 예는 전류 센서(410)이다. 도 4에 있어서, 상기 홀 효과 센싱 요소(100)의 예는 홀 효과 센싱 요소(418)이다.
상기 전류 센서(410)는 복수의 리드들(412a-412h)을 갖는 리드 프레임(412)을 포함한다. 상기 리드들(412a, 412b)은 전류 경로 또는 폭 W1을 갖는 좁은 부분(414)을 구비하는 전류 도전체를 형성하도록 상기 리드들(412c, 412d)에 연결된다. 상기 전류 센서(410)는 또한 제1 표면(416a) 및 대향하는 제2 표면(416b)을 갖는 기판(416)을 포함한다. 상기 홀 효과 센싱 요소(418)는, 일부 예들에서, 상기 제1 표면(416a) 내로 분산될 수 있거나, 그렇지 않으면 상기 제1 표면(416a) 상에 배치될 수 있다. 상기 기판(416)은 반도체 물질, 예를 들면, 실리콘으로 구성될 수 있거나, 다른 선택적인 실시예에서 상기 기판(416)은 절연 물질로 구성될 수 있다.
상기 기판(416)이 상기 리드 프레임(412) 상부에 배치되므로, 상기 제1 표면(416a)은 상기 전류 도전체 부분(414)에 근접하고, 상기 제2 표면(416b)은 상기 전류 도전체 부분(414)으로부터 떨어지며, 보다 상세하게는 상기 홀 효과 센싱 요소(418)가 상기 전류 도전체 부분(414)에 매우 근접하게 된다. 예시된 실시예에 있어서, 상기 기판(416)은 기판이 집적 회로 패키지 내에 장착되는 종래의 배향에 대해 뒤집힌 배향을 가진다(즉, 상기 제1 표면(416a)이 아래로 향한다).
상기 기판(416)은 상기 제1 표면(416a) 상에 본드 와이어들(422a-422c)이 연결되는 본딩 패드들(420a-420c)을 가진다. 상기 본드 와이어들은 상기 리드 프레임(412)의 리드들(412e, 412f, 412h)에 더 연결된다.
절연체(424)는 상기 리드 프레임(412)과 상기 기판(416)을 분리시킨다. 상기 절연체(424)는 다양한 방식들로 제공될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 상기 절연체(424)의 제1 부분은 상기 기판(416)의 제1 표면(416a) 상에 직접 증착되는 벤조시클로부텐(BCB) 수지 물질의 4㎛ 두께의 층을 포함한다. 상기 절연체(424)의 제2 부분은 상기 리드 프레임(412) 상에 증착되는 언더필(underfill) 물질, 예를 들면, 스테이칩™(Staychip™) NUF-2071 E(미국 뉴저지주의 쿡손 일렉트로닉스 이큅먼트(Cookson Electronics Equipment))의 층을 포함할 수 있다. 이와 같은 배치는 상기 기판(416)과 상기 리드 프레임(412) 사이에 천 볼트 이상의 절연을 제공한다.
상기 전류 도전체 부분(414)이 전류가 통해 흐르는 전체 경로의 단지 일부인 점이 이해될 것이다. 예를 들면, 화살표들(426)로 나타낸 방향을 갖는 전류가 상기 전류 도전체 부분(414)을 통해 여기서는 전기적으로 병렬로 연결되는 것으로 도시된 상기 리드들(412c, 412d) 내로 흐르고, 여기서는 전기적으로 병렬로 연결되는 것으로 도시된 상기 리드들(412a, 412b)로부터 흐른다.
이러한 배치로, 상기 홀 효과 센싱 요소(418)가 상기 전류 도전체 부분(414)에 대해 소정의 위치에 상기 전류 도전체 부분(414)에 매우 근접하여 배치되므로, 화살표들(426)로 나타낸 방향으로 상기 전류 도전체 부분(414)을 통과하는 전류에 의해 발생되는 자기장은 상기 홀 효과 센싱 요소(418)의 최대 반응 축에 실질적으로 정렬되는 방향이 된다. 상기 홀 효과 센싱 요소(418)는 상기 자기장에 비례하며, 이에 따라 상기 전류 도전체 부분(414)을 통해 흐르는 상기 전류에 비례하는 전압 출력을 생성한다. 예시된 홀 효과 센싱 요소(418)는 z-축(434)에 실질적으로 정렬되는 최대 반응 축을 가진다. 상기 전류에 대응하여 발생되는 자기장이 상기 전류 도전체 부분(414)에 대해 원형이기 때문에, 상기 홀 효과 센싱 요소(418)는 도시된 바와 같이 바로 상기 전류 도전체 부분(414)의 측부에(즉, y-축(432)을 따라 약산 오프셋(offset)) 배치되며, 여기서 상기 자기장은 실질적으로 상기 z-축(434)을 따라 향한다. 이러한 위치는 상기 홀 효과 센싱 요소(418)로부터 보다 큰 전압 출력을 가져오게 하며, 이에 따라 감도를 향상시킨다. 그러나 다른 방향으로 정렬되는 최대 반응 축을 갖는 홀 효과 센싱 요소 또는 다른 유형의 자기장 센서, 예를 들면, 자기저항 요소(magnetoresistance element)가 상기 전류 도전체 부분(414)에 대해 다른 위치, 예를 들면, 상기 전류 도전체 부분(414)의 상부(z-축(434)을 따라) 상에 배치될 수 있다.
비록 하나의 홀 효과 센싱 요소(418)가 상기 기판(416)의 제1 표면(416a) 상에 있는 것으로 도시되지만, 하나 이상의 홀 효과 센싱 요소가 사용될 수 있는 점이 이해될 것이다. 또한, 추가적인 회로부, 예를 들면, 증폭기(amplifier)도 상기 기판(416)의 제1 및/또는 제2 표면들(416a, 416b) 내에 분산되거나, 그렇지 않으면 그 상부에 배치되거나, 이들에 의해 지지될 수 있다.
도 4의 실시예에 있어서, 상기 홀 효과 센싱 요소(418)와 상기 전류 도전체 부분(414) 사이의 밀접한 근접은 상기 홀 효과 센싱 요소(418)를 상기 제1 표면 보다 상기 전류 도전체 부분(414)에 가깝게 위치하는 상기 제1 기판 표면(416a) 상에 제공함에 의해 구현된다. 다른 실시예들에 있어서, 이러한 유리한 밀접한 근접은 상기 홀 효과 센싱 요소(418)를 상기 제2 기판 표면(416b) 상에 제공하고, 상기 제2 표면(416b)과 실질적으로 정렬되도록 상기 전류 도전체 부분(414)을 형성함에 의해 구현된다.
다른 예들에 있어서, 전류 센서(400)는 또한 구리의 솔더(solder) 볼들, 범프들 또는 스터드(stud) 범프들로 조립되는 플립 칩(flip chip)이 될 수 있다. 예를 들어, 비록 와이어 본드들이 도 4에서 접속 방법으로 도시되지만, 플립 칩 프로세스를 이용하여 상기 다이와 리드 프레임 사이에 접속을 제공하는 것도 가능할 수 있다. 예를 들면, 리드 핑거(finger)들(도시되지 않음) 및 상기 본드 패드들 또는 상기 다이(416) 상의 접속 포인트들 사이의 상기 다이(416)의 액티브 영역들이 솔더 볼들이나 스터드 범프들(예를 들면, 솔더를 구비하는 구리 필라(pillar)들)로 접속될 수 있다. 상기 리드 프레임에 대한 상기 다이의 접속은 통상적으로 리플로우(reflow) 단계를 통해 구현된다. 선택적인 실시예에 있어서, 도전성 에폭시 접착제가 상기 리드 프레임을 상기 다이에 연결하도록 정해진 위치들에 사용될 수 있다. 선택적으로는, 리드 온 칩 프로세스도 이용될 수 있다. 이러한 프로세스는 상기 리드 프레임이 상기 다이 상부에 위치하고, 이후에 전기적인 접속이 상기 리드 프레임의 상부 표면으로부터 상기 다이의 상부 표면까지 이루어지는 경우이며, 여기서 두 표면들은 동일한 방향으로 마주한다.
상기 폭 w1(도 4)은 이에 한정되는 것은 아니지만 상기 전류 센서(410)(도 4)의 원하는 감도 및 상기 전류 경로(414) 및 상기 홀 효과 센싱 요소(418)의 상대적인 위치의 제조 과정에서의 변화로부터 야기되는 성능 변화의 원하는 감소를 포함하여 다양한 인자들에 따라 선택된다. 대체로, 상기 홀 효과 센싱 요소(418)의 폭과 비교될 수 있는 상기 폭 w1을 선택하는 것이 상기 전류 센서(410)의 가장 큰 감도를 제공하는 점이 이해될 것이다. 그러나 상기 홀 효과 센싱 요소(418)의 폭보다 크게 상기 폭 w1을 선택하는 것이 상기 x-방향(430)으로 홀 요소 위치 배치의 제조 공차로부터 야기되는 가장 작은 성능 변화를 제공하는 점 또한 이해될 것이다.
도 5를 참조하면, 속도 센서의 예는 자기장 센서(510)이다. 도 5에 있어서, 상기 홀 효과 센싱 요소(100)의 예는 홀 효과 센싱 요소(510)이다. 다른 실시예들에 있어서, 다중의 홀 효과 센싱 요소들이 속도 이외에도 방향 및 진동의 하나 또는 모두를 결정하는 데 사용될 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 자기장 센서(510)는 강자성의 기어 톱니들, 예를 들면, 기어 톱니들(522a, 522b, 522c)을 갖는 기어(522)에 반응한다. 상기 기어(522)가 단지 상기 자기장 센서(510)가 반응할 수 있는 "강자성의 타겟 물체" 또는 간단히 "타겟 물체"의 하나의 유형인 점이 이해되어야 할 것이다. 다른 자기 시스템들에 있어서, 상기 강자성의 타겟 물체는 영구 자석(또는 경질의 강자성 물질), 예를 들면, 전술한 교번되는 남극 및 북극을 갖는 링 자석을 포함할 수 있다.
상기 자기장 센서(510)는 전자 회로(516)에 연결되는 자기장 센싱 요소(512)를 포함한다. 상기 자기장 센싱 요소(512) 및 상기 전자 회로(516)는 상기 기판(514) 상에 배치(예를 들어, 내부 또는 상부에 집적)될 수 있다. 명료성을 위해, 여기서는 상기 홀 효과 센싱 요소(512)가 크기가 확대되고, 상기 기판(514)의 평면 외부로 회전하는 것으로 도시된다. 또한, 명료성을 위해, 상기 홀 효과 센싱 요소(512)가 상기 기판(514)의 상부 상에 있는 것으로 도시되지만, 홀 효과 센싱 요소들이 대체로 집적 회로의 기판의 표면상에 또는 내에 배치되는 점이 이해될 것이다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 홀 효과 센싱 요소(들)는 실리콘 관통 비아(TSV)들의 사용에 의해 상기 회로부로부터 상기 다이의 대향되는 표면상에 배치될 수 있다.
상기 자기장 센서(510)는 또한 자석(518)(예를 들면, 영구 자석이나 경질의 강자성 물질)을 포함할 수 있다. 상기 자석(518)은 자기장을 발생시키도록 구성되며, 이는 대체로 상기 홀 효과 센싱 요소(512)의 위치에서 축(524)을 따라 향하고, 상기 자기장 센서(510)에 대한 상기 기어 톱니들(522a, 522b, 522c)의 위치들에 따라 방향 및 진폭 변화들을 겪는다. 그러나 상기 자석(518)의 면들에서의 상기 자기장의 구조는 코어(core)(520)로 인해 보다 복잡할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 자기장은 코어가 없는 자성 요소에 의해 생성될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 자석으로부터의 자화 또는 자기장의 방향은 상기 축(524)에 대체로 평행한 것과는 달리, 예를 들면, 상기 축(524)에 직교할 수 있거나, 임의의 다른 각도가 될 수 있다.
상기 전자 회로(516)는 출력 신호(도시되지 않음)를 발생시키도록 구성된다. 상기 출력 신호는 상기 기어가 회전하고 있지 않을 때에 상기 자기장 센서(510)가 기어 톱니 또는 기어 밸리 상부에 있는 지를 나타낸다. 따라서, 상기 자기장 센서(510)는 때때로 "에지 검출기(edge detector)"에 대향되는 것으로서 "톱니 검출기(tooth detector)"(또는 특징 검출기)로 언급된다. 상기 출력 신호는 상기 기어가 회전하고 있을 때에 상기 기어의 회전의 속도를 나타내는 에지 레이트(edge rate) 또는 주파수를 가진다. 상기 출력 신호의 상태들의 에지들이나 전이들은 이들이 상기 자기장 센서를 지나가면서 상기 기어 톱니들의 애지들의 위치들을 확인하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 센서는 톱니의 존재나 부존재를 검출할 수 없지만, 오히려 속도 또는 타겟의 위치의 변화의 검출을 위해 사용될 수 있다,
상기 자석(518)은 상기 자석(518) 내부에 배치되는 연질의 강자성 물질로 구성되는 중심 코어(520)를 포함할 수 있다. 코어를 갖는 자석의 예는 2001년 8월 21일에 등록되었고, 본 출원의 양수인에게 양도되었으며, 여기에 전체적으로 참조로 포함되는 미국 특허 제6,728,269호(발명의 명칭: "자석 구조(Magnet structure)")에 기재되어 있다. 미국 특허 제6,728,269호에 기재된 바와 같이, 상기 코어(522)를 갖는 자석(518)에 의해 제공되는 자극 구성은 상기 기어(552)의 밸 리가 상기 자기장 센서(510)에 근접할 때에 상기 코어(522)의 표면 상부의(예를 들면, 도시된 바와 같이 코어의 좌측에 대한) 일부 지점들에서 상기 자기장의 자속 밀도의 베이스 필드(base field)(또는 베이스라인(baseline))를 낮춘다. 상기 홀 효과 센싱 요소(512)에서의 소정의 베이스라인(예를 들면, 약 +/- 육백 가우스(Gauss) 범위 이내) 및 거의 제로(zero)의 결과적인 차동 자기장 신호(512a, 512b)(즉, 아날로그 차동 근접 신호)가 적절한 설계로 구현될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 자석은 중심의 연질의 강자성 코어를 가지지 않을 수 있고, 오히려 에어 코어를 가질 수 있다. 다른 실시예들은 2014년 10월 30일에 공개된 미국 공개 특허 제2014-0320124호(발명의 명칭: "스플릿 리드 프레임 및 자석을 갖는 집적 회로 패키지(Integrated circuit package having a split lead frame and a magnet)") 및 2013년 9월 26일에 공개된 미국 공개 특허 제2013-0249546호(발명의 명칭: "스플릿 리드 프레임을 갖는 집적 회로 패키지(Integrated circuit package having a split lead frame)")에서 찾아볼 수 있으며, 이들 미국 공개 특허들은 여기에 전체적으로 참조로 포함되고, 본 출원의 양수인에게 양도되었다.
이에 비하여, 상기 기어(522)의 기어 톱니가 상기 홀 효과 센싱 요소(512)에 근접할 때, 상기 홀 요소(512)는 보다 높은 자기장을 겪으며, 보다 높은 값을 갖는 상기 차동 자기장 신호(512a, 512b)를 발생시킨다. 상술한 바와 같이, 상기 베이스라인 자기장 및 상기 보다 높은 자기장 사이의 차이는 상기 자기장 센서(510)의 궁극적인 정확도와 관련된다.
상기 자기장 센서(510)가 상기 기어(522) 내의 밸리에 근접하는 때에 발생될 수 있는 상기 베이스라인 자기장은 상기 기어(522)와 상기 자기장 센서(510) 사이의 에어 갭이 변화되는 경우에도 작은 변화로 상대적으로 낮게 유지된다. 에어 갭과 실질적으로 독립적인 낮은 베이스라인의 이러한 유리한 결과는 상기 코어(520)(에어 코어를 포함하여)의 동작과 설계에 의해 구현될 수 있으며, 이는 특히 상기 홀 효과 센싱 요소(512)가 상기 기어(522) 내의 밸리에 근접할 때에 상기 자기장 센싱 요소(512)에 근접하는 상기 코어(520)의 면(즉, 도시된 바와 같이 좌측면)에 존재하는 대향하는 자극들을 가져온다. 이러한 효과는 또한 1998년 7월 14일에 등록되었고, 본 출원의 양수인에게 양도되었으며, 여기에 전체적으로 참조로 포함되는 미국 특허 제5,781,005호(발명의 명칭: "홀 효과 강자성 물품 근접 센서(Hall-effect ferromagnetic-article-proximity sensor))")에 기재되어 있다.
상기 자기장 센서가 기어 밸리에 근접할 때에 발생되는 전술한 낮은 베이스라인은 기어 밸리로부터 상기 기어 톱니의 존재를 구별하는 상기 전자 회로(516)의 향상된 능력을 가져온다.
상기 베이스라인 자기장이 상대적으로 작고, 이에 따라 상기 자기장 센서(510)가 상기 기어(522) 내의 밸리에 근접할 때에 온도로 인해 일어나는 회로 변화들이 덜 영향을 받기 때문에, 상술한 낮은 베이스라인은 또한 온도 효과들을 보다 용이하게 보상하는 능력을 제공한다. 본질적으로, 상기 회로부 내의 임의의 에러는 상기 에러의 임의의 증대(거의 제로)가 보다 작기 때문에 상기 베이스라인 자기장 레벨이나 범위 부근으로 잘 보정될 수 있다. 이에 따라, 온도 또는 습도와 같은 그 동작 조건들에 대한 상기 시스템 내의 노이즈 또는 에러가 작기 때문에, 정밀도를 유지하면서 밸리로부터 톱니를 구별하는 데 이용되는 자기장 스레시홀드(threshold)가 보다 작게 구현될 수 있다.
도 6을 참조하면, 감도를 향상시키는 홀 플레이트를 구비하는 홀 효과 센싱 요소의 다른 예는 홀 효과 센싱 요소(100')이다. 상기 홀 효과 센싱 요소(100')는 일정한 비율로 도시되지는 않는다. 도 6에 있어서, 집적 회로들(105)은 상기 기판(102) 내에 도시되며, 상기 집적 회로들은 비아들(120a, 120b)을 통해 상기 홀 플레이트(114)에 연결된다.
여기에 설명되는 프로세스가 상술한 특정한 예들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 프로세스(200)가 도 2의 특정한 처리 순서에 한정되지는 않는다. 오히려, 도 2의 처리 블록들의 임의의 것은 앞서 설시한 결과들을 구현하기 위해 필요한 경우에 순서가 변경될 수 있거나, 결합 또는 제거될 수 있거나, 병렬 또는 직렬로 수행될 수 있다.
여기에 설명되는 다른 실시예들의 요소들은 위에서 구체적으로 설시하지 않은 다른 실시예들을 구현하도록 결합될 수 있다. 단일의 실시예들의 내용에서 기술되는 다양한 요소들 또한 별도로 제공될 수 있거나, 임의의 적절한 하위 결합으로 제공될 수 있다. 여기서 구체적으로 설시하지 않은 다른 실시예들도 첨부된 특허청구범위의 범주에 속한다.

Claims (60)

100나노미터보다 작은 두께를 갖는 홀 플레이트(Hall plate)를 포함하며, 상기 홀 플레이트는 구리 산화물을 포함하고;
상기 홀 플레이트와 직접 접촉되며, 0.1나노미터 내지 5나노미터 범위의 두께를 갖는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소(Hall effect sensing element).
제1항에 있어서, 상기 홀 플레이트의 두께는 10㎚보다 작은 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제1항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 입방 센티미터 당 1019캐리어(carrier) 내지 1026캐리어 범위의 캐리어 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제3항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 입방 센티미터 당 1022캐리어 내지 약 1024캐리어 범위의 캐리어 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제1항에 있어서, 상기 구리 산화물은 제1 구리(cuprous) 산화물인 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제1항에 있어서, 상기 접착층은 루테늄 또는 루테늄 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제1항에 있어서, 반도체 물질 또는 절연체 물질 중의 하나를 포함하는 기판을 더 포함하며,
상기 접착층은 상기 플레이트 물질과 상기 기판 물질 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제7항에 있어서, 상기 반도체 기판 물질 상의 집적 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제8항에 있어서, 상기 홀 효과 센싱 요소의 하부 또는 기판 측부로부터 상기 홀 효과 센싱 요소를 상기 집적 회로에 연결하는 비아(via)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제8항에 있어서, 상기 기판 또는 상기 집적 회로로부터 떨어져 상기 홀 효과 센싱 요소의 상부 또는 떨어진 측부로부터 상기 홀 효과 센싱 요소를 상기 집적 회로에 연결하는 비아들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제7항에 있어서, 상기 반도체 물질은 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제7항에 있어서, 상기 절연체 물질은 유리 또는 세라믹 물질 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제7항에 있어서, 상기 절연체 물질은 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제7항에 있어서, 상기 절연체 물질은 산화물 또는 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제1항에 있어서, 상기 홀 플레이트에 직접 접촉되는 패시베이션층(passivation layer)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제15항에 있어서, 상기 패시베이션층은 질화물, 산화물, 폴리머, 폴리이미드(polyimide) 또는 벤조시클로부텐(benzocyclobutene: BCB) 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
반도체 물질 또는 절연체 물질의 하나를 포함하는 기판을 포함하고;
상기 기판에 직접 접촉되는 절연층을 포함하며;
0.1나노미터 내지 5나노미터 범위의 두께를 가지며, 상기 절연층에 직접 접촉되는 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 루테늄 또는 루테늄 산화물 중의 하나를 포함하며;
상기 접착층에 직접 접촉되며, 100나노미터보다 작은 두께를 가지는 홀 플레이트를 포함하고, 상기 홀 플레이트는 구리 산화물을 포함하는 홀 효과 센싱 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
제17항에 있어서, 상기 홀 플레이트의 두께는 10㎚보다 작은 것을 특징으로 하는 센서.
제17항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 입당 센티미터 당 1022캐리어 내지 1024캐리어 범위의 캐리어 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 센서.
제17항에 있어서, 상기 반도체 물질은 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
제17항에 있어서, 상기 절연체 물질은 유리 또는 세라믹 물질 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
제21항에 있어서, 상기 절연체 물질은 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
제17항에 있어서, 상기 홀 플레이트에 직접 접촉되는 패시베이션층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
제23항에 있어서, 상기 패시베이션층은 질화물, 산화물, 폴리이미드 또는 벤조시클로부텐(BCB) 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
제17항에 있어서, 상기 센서는 전류 센서 또는 속도 센서 중의 하나인 것을 특징으로 하는 센서.
홀 효과 센싱 요소를 제조하는 방법에 있어서,
기판 상에 100나노미터보다 작은 두께를 갖는 플레이트 물질을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 홀 플레이트는 구리 산화물을 포함하며;
상기 홀 플레이트에 직접 접촉되고, 0.1나노미터 내지 5나노미터 범위의 두께를 갖는 접착층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 접착층은 루테늄 또는 루테늄 산화물 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 10㎚보다 작은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 입방 센티미터 당 1019캐리어 내지 1026캐리어 범위의 캐리어 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제28항에 있어서, 상기 홀 플레이트의 두께는 1㎚ 내지 10㎚ 범위이며, 상기 캐리어 농도는 입방 센티미터 당 1022캐리어 내지 약 1024캐리어인 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 상기 구리 산화물을 포함하는 플레이트 물질을 형성하는 단계는,
진공 하에서 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계; 및
산소를 상기 챔버 내로 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제30항에 있어서, 상기 진공 하에서 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계 및 상기 산소를 상기 챔버 내로 주입하는 단계는 챔버 내로 산소를 주입하면서 진공 하에서 상기 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제30항에 있어서, 상기 진공 하에서 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계 및 상기 산소를 상기 챔버 내로 주입하는 단계는 챔버 내로 산소를 주입하기 전에 진공 하에서 상기 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제30항에 있어서, 상기 진공 하에서 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계 및 상기 산소를 상기 챔버 내로 주입하는 단계는 챔버 내로 산소를 주입한 후에 진공 하에서 상기 챔버 내에서 구리를 스퍼터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
100나노미터보다 작은 두께를 갖는 홀 플레이트를 포함하며, 상기 홀 플레이트는 금속 질화물 물질 또는 금속 산화물 물질을 포함하고, 상기 홀 플레이트는 강자성 물질을 포함하지 않으며;
상기 홀 플레이트와 직접 접촉되는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 플레이트의 두께는 10㎚ 보다 작은 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 입방 센티미터 당 1019캐리어 내지 1026캐리어 범위의 캐리어 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제36항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 입방 센티미터 당 1022캐리어 내지 1024캐리어 범위의 캐리어 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 금속 질화물 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제38항에 있어서, 상기 금속 질화물 물질은 티타늄 질화물 또는 티타늄 산질화물 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 금속 산화물 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제40항에 있어서, 상기 금속 산화물 물질은 구리 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제41항에 있어서, 상기 구리 산화물은 제1 구리 산화물인 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 구리 산화물을 포함하며, 상기 접착층은 탄탈륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 접착층은 0.1나노미터 내지 5나노미터 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 반도체 물질 또는 절연체 물질 중의 하나를 포함하는 기판을 더 포함하며,
상기 접착층은 상기 홀 플레이트 및 상기 기판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제45항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 구리 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제45항에 있어서, 상기 기판 상에 배치되는 집적 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제47항에 있어서, 상기 홀 효과 센싱 요소의 하부 또는 기판 측부로부터 상기 홀 효과 센싱 요소를 상기 집적 회로에 연결하는 비아들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제47항에 있어서, 상기 기판 또는 상기 집적 회로로부터 떨어져 상기 홀 효과 센싱 요소의 상부 또는 떨어진 측부로부터 상기 홀 효과 센싱 요소를 상기 집적 회로에 연결하는 비아들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제45항에 있어서, 상기 반도체 물질은 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제45항에 있어서, 상기 기판은 상기 절연체 물질을 포함하며, 상기 절연체 물질은 유리 또는 세라믹 물질 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제45항에 있어서, 상기 기판은 상기 절연체 물질을 포함하며, 상기 절연체 물질은 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제45항에 있어서, 상기 기판은 상기 절연체 물질을 포함하며, 상기 절연체 물질은 산화물 또는 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 플레이트와 직접 접촉되는 패시베이션층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제54항에 있어서, 상기 패시베이션층은 질화물, 산화물, 폴리머, 폴리이미드 또는 벤조시클로부텐(BCB) 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 접착층은 탄탈륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 자성을 가지지 않는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 금속 합금으로 구성되지 않는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 플레이트는 금속 질화물 물질 또는 금속 산화물 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
제34항에 있어서, 상기 홀 효과 센셍 요소는 강자성 물질을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 홀 효과 센싱 요소.
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