JPS6327074A - ホール素子の製造方法 - Google Patents
ホール素子の製造方法Info
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- JPS6327074A JPS6327074A JP61170615A JP17061586A JPS6327074A JP S6327074 A JPS6327074 A JP S6327074A JP 61170615 A JP61170615 A JP 61170615A JP 17061586 A JP17061586 A JP 17061586A JP S6327074 A JPS6327074 A JP S6327074A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N52/00—Hall-effect devices
- H10N52/101—Semiconductor Hall-effect devices
Landscapes
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
本発明は化合物半導体材料を用いたホール素子に関し、
特に高出力で温度特性の良いホール素子に関するもので
あるる (ロ)従来の技術 ホール素子は、磁気を電気信号に変換する磁電変換素子
、すなわち磁気センサの一種であり、VTR・フロッピ
ーディスク装置等のブラシレスモーフの回転制御など幅
広い分野で使用されている。
特に高出力で温度特性の良いホール素子に関するもので
あるる (ロ)従来の技術 ホール素子は、磁気を電気信号に変換する磁電変換素子
、すなわち磁気センサの一種であり、VTR・フロッピ
ーディスク装置等のブラシレスモーフの回転制御など幅
広い分野で使用されている。
従来のホール素子はセンサ技術(1985年9月号、V
ol、 5 、NoI O)(1)第68頁乃至第71
頁(第5図)に詳述されている如く、半絶縁性のGaA
s基板(2)と、該GaAs基板(2〉にシリコンイオ
ン(Si” )をイオン注入することで形成されたN9
型のコンタクト領域(3)と、該フンタクト領域(3)
と重畳するように前記GaAs基板(2)にシリコンイ
オン(Si”)をイオン注入することで形成されたN型
の活性領域(4)と、前記コンタクト領域(3)とオー
ミックコンタクトする電極(7)とにより構成されてい
た。
ol、 5 、NoI O)(1)第68頁乃至第71
頁(第5図)に詳述されている如く、半絶縁性のGaA
s基板(2)と、該GaAs基板(2〉にシリコンイオ
ン(Si” )をイオン注入することで形成されたN9
型のコンタクト領域(3)と、該フンタクト領域(3)
と重畳するように前記GaAs基板(2)にシリコンイ
オン(Si”)をイオン注入することで形成されたN型
の活性領域(4)と、前記コンタクト領域(3)とオー
ミックコンタクトする電極(7)とにより構成されてい
た。
一方上述した構成のホール素子は特開昭59−2287
83号公報にも詳しく述べられている。
83号公報にも詳しく述べられている。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
一般にホール素子の材料にはGaAs−InSb等の■
−V族化合物半導体が用いられている。GaAsを用い
たホール素子に於いては温度特性は優れているが、出力
電圧は劣っている。一方InSbを用いたホール素子に
於いては比較的に高出力であるが、温度特性が劣ってい
る。
−V族化合物半導体が用いられている。GaAsを用い
たホール素子に於いては温度特性は優れているが、出力
電圧は劣っている。一方InSbを用いたホール素子に
於いては比較的に高出力であるが、温度特性が劣ってい
る。
上述した如く各々に長所・短所があるために、両者を兼
ね備えた素子が無い問題点を有しており、本発明はこの
問題点を解決したホール素子を提供するものである。
ね備えた素子が無い問題点を有しており、本発明はこの
問題点を解決したホール素子を提供するものである。
(ニ)問題点を解決するための手段
本発明は前述の問題点に鑑みてなされ、化合物半導体材
料を用いたホール素子に於いて、少なくとも該化合物半
導体材料よりなる基板(2)と、該基板(2)に低不純
物濃度で、深く注入きれた一導電型の活性領域(4)と
、前記基板(2)に接着された強磁性体(8)とを具備
することで解決するものである。
料を用いたホール素子に於いて、少なくとも該化合物半
導体材料よりなる基板(2)と、該基板(2)に低不純
物濃度で、深く注入きれた一導電型の活性領域(4)と
、前記基板(2)に接着された強磁性体(8)とを具備
することで解決するものである。
(*)作用
一般に電子移動度μを大きくするとホール出力電圧Vo
を大きくできることは良く知られている。
を大きくできることは良く知られている。
しかし第2図に示す如く不純物濃度により移動度μを制
御できるが、前記移動度μを大きくしようとして不純物
濃度を減らすと活性領域(4)のシート抵抗が上昇して
しまう。
御できるが、前記移動度μを大きくしようとして不純物
濃度を減らすと活性領域(4)のシート抵抗が上昇して
しまう。
ところが実験によると化合物半導体中に例えばシリコン
イオンを注入する際、第3図・第4図の如く、ドーズ量
を下げてイオン注入深さを増していくと、シート抵抗の
上昇を押えながら電子移動度が上昇することが判明した
。ここで第3図は従来の不純物注入状態と本発明の不純
物注入状態を説明する概略図であり、第4図はイオン注
入エネルギーと移動度を説明する概略図である。
イオンを注入する際、第3図・第4図の如く、ドーズ量
を下げてイオン注入深さを増していくと、シート抵抗の
上昇を押えながら電子移動度が上昇することが判明した
。ここで第3図は従来の不純物注入状態と本発明の不純
物注入状態を説明する概略図であり、第4図はイオン注
入エネルギーと移動度を説明する概略図である。
従ってホール素子のホール出力電圧■4を大きくするこ
とができる。
とができる。
更には強磁性体であるフェライト(8)を接着すること
で、ホール素子部にかかる磁束密度を1゜4〜2.2倍
(atlKG:構造により倍率が多少異なる。)に増加
できた。
で、ホール素子部にかかる磁束密度を1゜4〜2.2倍
(atlKG:構造により倍率が多少異なる。)に増加
できた。
(へ)実施例
以下に本発明のホール素子(1)の実施例を第1図を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
先ず半絶縁性の基板(2)と、該基板(2)内にイオン
注入により形成きれたN+型のコンタクト領域(3)が
ある。
注入により形成きれたN+型のコンタクト領域(3)が
ある。
ここでは前記基板(2)上にノンドープのシリコン酸化
膜をCVD法により約5000人被覆し、更にホトレジ
スト膜を被覆した後蝕刻により前記コンタクト領域(3
)に対応する領域のシリコン酸化膜とホトレジスト膜を
開口し、注入エネルギーが150KeV、 ドーズ量
が1×1011c1TI−1でシリコンイオン(Si”
)を前記開口部を介して注入しくシリコン酸化膜とホト
レジスト膜はイオン注入の際のマスクとなる。)N0型
のコンタクト領域(3)を形成する。
膜をCVD法により約5000人被覆し、更にホトレジ
スト膜を被覆した後蝕刻により前記コンタクト領域(3
)に対応する領域のシリコン酸化膜とホトレジスト膜を
開口し、注入エネルギーが150KeV、 ドーズ量
が1×1011c1TI−1でシリコンイオン(Si”
)を前記開口部を介して注入しくシリコン酸化膜とホト
レジスト膜はイオン注入の際のマスクとなる。)N0型
のコンタクト領域(3)を形成する。
次に前記N0型のコンタクト領域(3)と重畳し、かつ
コンタクト領域(3)(3)間にイオン注入により形成
されたN型の活性領域(4)がある。
コンタクト領域(3)(3)間にイオン注入により形成
されたN型の活性領域(4)がある。
ここでは前述したN9型のコンタクト領域(3)と同様
にし、注入エネルギーが360KeV、ドーズ量が4
、2X 10”cyn−”でシリ−1’/イオンヲ注入
する。更には欠陥の回復とキャリア回復のために、前記
基板(2)両面にノンドープのシリコン酸化膜を約50
00人被覆した後に赤外加熱炉でランプアニールをした
。その結果電子移動度μ=4400cIT12/v−5
eCを得ることができた。
にし、注入エネルギーが360KeV、ドーズ量が4
、2X 10”cyn−”でシリ−1’/イオンヲ注入
する。更には欠陥の回復とキャリア回復のために、前記
基板(2)両面にノンドープのシリコン酸化膜を約50
00人被覆した後に赤外加熱炉でランプアニールをした
。その結果電子移動度μ=4400cIT12/v−5
eCを得ることができた。
そして前記基板(2)上に形成されたシリコン酸化膜(
5)を蝕刻して形成されるN9型のフンタクト領域(3
)のコンタクト孔(6)と、該コンタクト孔(6)を介
して蒸着により形成される電極(7)とがある。
5)を蝕刻して形成されるN9型のフンタクト領域(3
)のコンタクト孔(6)と、該コンタクト孔(6)を介
して蒸着により形成される電極(7)とがある。
ここで電極(7)はAuGe、 Ni、 Ti、 Au
を夫々に約1100人、400人、1000人、300
0人の厚さで蒸着する。また電極(7)を形成する方法
としてはりフトオフ法を採用し、更に前記電極(7)を
合金化するために赤外加熱炉で400’C11分間の合
金化処理をおこなう。
を夫々に約1100人、400人、1000人、300
0人の厚さで蒸着する。また電極(7)を形成する方法
としてはりフトオフ法を採用し、更に前記電極(7)を
合金化するために赤外加熱炉で400’C11分間の合
金化処理をおこなう。
最後に前記基板(2)の下面に接着される強磁性体であ
るフェライト(8)がある。
るフェライト(8)がある。
ここでは前記基板(2)の厚さが100μmと非常に薄
いため取扱いが難しいので、ウェハー状態でフェライト
(8)に接層剤を用いて取付ける。また基板(2)上面
に更にフェライトを付けても良く、この場合は前記電極
(7)にワイヤボンドした後取付ける。
いため取扱いが難しいので、ウェハー状態でフェライト
(8)に接層剤を用いて取付ける。また基板(2)上面
に更にフェライトを付けても良く、この場合は前記電極
(7)にワイヤボンドした後取付ける。
またここでは後工程となるワイヤボンド、樹脂モールド
等の構成の説明および図面は省略した。
等の構成の説明および図面は省略した。
本発明の第1の特徴とするところはN型の活性領域(4
)にあり、ホール出力電圧VWを大きくするために、例
えば注入エネルギーが200 KeV以上、ドーズ量が
4.2X10”CTn−”(7)条件でシリフンイオン
を注入することにある。
)にあり、ホール出力電圧VWを大きくするために、例
えば注入エネルギーが200 KeV以上、ドーズ量が
4.2X10”CTn−”(7)条件でシリフンイオン
を注入することにある。
一般には移動度μを大きくしようとしてキャリア濃度を
減らすと活性領域(4)のシート抵抗(シート抵抗は4
00Ω/ロ〜600Ω/口が好ましい。)が上昇してし
まうために、本発明ではシリコンイオンを注入する際に
低不純物濃度で移動度が大きくなるように注入し、その
代りにシート抵抗の上昇分を加速電圧(注入エネルギー
)を大きくして補正している。(ここでは加速電圧を大
きくする代りに、ダブルチャージイオン(51+ *
)を使用した。)。従ってシリコンイオンは深(注入さ
れる。ここで第4図は横軸に注入エネルギー、縦軸に移
動度μを示した。図より判るように注入エネルギーが大
きいという事はイオンの打込み深さが深い事を意味して
いる。従ってイオンを深く打込むことでキャリア移動度
μを大きくできた。
減らすと活性領域(4)のシート抵抗(シート抵抗は4
00Ω/ロ〜600Ω/口が好ましい。)が上昇してし
まうために、本発明ではシリコンイオンを注入する際に
低不純物濃度で移動度が大きくなるように注入し、その
代りにシート抵抗の上昇分を加速電圧(注入エネルギー
)を大きくして補正している。(ここでは加速電圧を大
きくする代りに、ダブルチャージイオン(51+ *
)を使用した。)。従ってシリコンイオンは深(注入さ
れる。ここで第4図は横軸に注入エネルギー、縦軸に移
動度μを示した。図より判るように注入エネルギーが大
きいという事はイオンの打込み深さが深い事を意味して
いる。従ってイオンを深く打込むことでキャリア移動度
μを大きくできた。
本発明の第2の特徴とするところは強磁性体であるフェ
ライト(8)にある。ここで基板(2)はラップ板に接
着され厚きが約100μmになるまでパックラップきれ
る。この100μmの厚さの基板(2)は非常に薄いた
めに作業性が極めて悪い。
ライト(8)にある。ここで基板(2)はラップ板に接
着され厚きが約100μmになるまでパックラップきれ
る。この100μmの厚さの基板(2)は非常に薄いた
めに作業性が極めて悪い。
そのためにラップされた後に、フェライト(8)上にラ
ップ板の付いた基板(2)を接着し、その後ラップ板を
取除く。従ってフェライト(8)がウェハーに接着きれ
であるため強度が増加しその後の作業性が良好となる。
ップ板の付いた基板(2)を接着し、その後ラップ板を
取除く。従ってフェライト(8)がウェハーに接着きれ
であるため強度が増加しその後の作業性が良好となる。
更にほこのフェライト(8)をそのまま使用することで
、ホール素子(1)にかかる磁束密度は1゜4〜262
倍(atlKG:構造により倍率が異なる。)に増加で
きる。
、ホール素子(1)にかかる磁束密度は1゜4〜262
倍(atlKG:構造により倍率が異なる。)に増加で
きる。
磁束密度を増加させる方法としてはフェライトの形状、
フェライトの透磁率と飽和磁束密度、半導体薄膜層とフ
ェライトとの距離が考えられ、ここではGaAsの厚さ
は100μm1下側フエライトの厚さは200μm、チ
ップサイズは350μm′″である。
フェライトの透磁率と飽和磁束密度、半導体薄膜層とフ
ェライトとの距離が考えられ、ここではGaAsの厚さ
は100μm1下側フエライトの厚さは200μm、チ
ップサイズは350μm′″である。
これにより下側フェライトのみでは増加率は約1.4倍
、上側にも150μm厚で150μm。
、上側にも150μm厚で150μm。
の寸法のものを装着すると約2.2倍の増加率が得られ
た。
た。
(ト)発明の効果
以上の説明からも明らかなようにシリコンイオンを深く
注入することで、シート抵抗を押えながら電子移動度μ
を440旧が/v−5eCと大きくできた。
注入することで、シート抵抗を押えながら電子移動度μ
を440旧が/v−5eCと大きくできた。
またフェライト(8)をウェハーの状態の時に接着する
ため作業性が非常に良好で、かつ磁束密度は1.4〜2
.2倍に増加できた。
ため作業性が非常に良好で、かつ磁束密度は1.4〜2
.2倍に増加できた。
従って以上の効果によりホール出力■□を38mV〜6
0mVと従来より1.5〜2.4倍と大きくでき、温度
依存性は−0,06%/°C,磁界直線性は1.8〜2
.04と従来にはないホール素子を形成できた。
0mVと従来より1.5〜2.4倍と大きくでき、温度
依存性は−0,06%/°C,磁界直線性は1.8〜2
.04と従来にはないホール素子を形成できた。
第1図は本発明のホール素子の断面図、第2図はGaA
sの移動度と不純物濃度の関係を説明する図、第3図は
従来の不純物注入状態と本発明の不純物注入状態とを説
明する概略図、第4図はイオン注入エネルギーと移動度
の関係を示す図、第5図は従来のホール素子の断面図で
ある。 (1)はホール素子、 (2)は基板、 (3)はフン
タクト領域、 (4)は活性領域、 (5)はシリコン
酸化膜、(6)はコンタクト孔、(7)は電極、〈8〉
はフェライトである。 出願人 三洋電機株式会社外1名 代理人 弁理士 西野卓嗣 外1名 第1図 第2図 不純Wly3AI N(cm−’) 第3図 キiリア科朝厳%zl\ 呻 キ〜リアオhレルH人
fJE4図 120 111!0 240 300 360イオ〉進
入1午ルギー にe■
sの移動度と不純物濃度の関係を説明する図、第3図は
従来の不純物注入状態と本発明の不純物注入状態とを説
明する概略図、第4図はイオン注入エネルギーと移動度
の関係を示す図、第5図は従来のホール素子の断面図で
ある。 (1)はホール素子、 (2)は基板、 (3)はフン
タクト領域、 (4)は活性領域、 (5)はシリコン
酸化膜、(6)はコンタクト孔、(7)は電極、〈8〉
はフェライトである。 出願人 三洋電機株式会社外1名 代理人 弁理士 西野卓嗣 外1名 第1図 第2図 不純Wly3AI N(cm−’) 第3図 キiリア科朝厳%zl\ 呻 キ〜リアオhレルH人
fJE4図 120 111!0 240 300 360イオ〉進
入1午ルギー にe■
Claims (1)
- (1)化合物半導体材料を用いたホール素子に於いて、
少なくとも該化合物半導体材料よりなる基板と、該基板
に低不純物濃度で深く注入された一導電型の活性領域と
、前記基板に接着された強磁性体とを具備することを特
徴としたホール素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61170615A JPS6327074A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | ホール素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61170615A JPS6327074A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | ホール素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6327074A true JPS6327074A (ja) | 1988-02-04 |
JPH0467793B2 JPH0467793B2 (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=15908146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61170615A Granted JPS6327074A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | ホール素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6327074A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51140494A (en) * | 1975-05-14 | 1976-12-03 | Ibm | Magnetic sensor |
JPS5519896A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-12 | Stout Glenn M | Capsule filled hall effect device |
JPS55117294A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-09 | Tdk Corp | Hall effect device |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP61170615A patent/JPS6327074A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51140494A (en) * | 1975-05-14 | 1976-12-03 | Ibm | Magnetic sensor |
JPS5519896A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-12 | Stout Glenn M | Capsule filled hall effect device |
JPS55117294A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-09 | Tdk Corp | Hall effect device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0467793B2 (ja) | 1992-10-29 |
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