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公開番号2025140482
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024039912
出願日2024-03-14
発明の名称縦型ホール素子
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10N 52/00 20230101AFI20250919BHJP()
要約【課題】半導体領域を流れる検知電流の電流経路の広がりが抑制された縦型ホール素子を提供する。
【解決手段】縦型ホール素子1は、第1面210と第1面210の反対方向を向く第2面220を有し、第1面210の一部に第1領域211が選択的に設定された導電性の第1半導体層20と、第1面210の第1領域211を除いた第2領域212に配置された、絶縁層又は第1半導体層と導電型が異なる導電性半導体のマスク層80と、第1半導体層20の第1領域211に配置され、底面が第1面210に対向するメサ形状であって第1半導体層20と同一導電型の導電性半導体の第1感磁層301を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１面と前記第１面の反対方向を向く第２面を有し、前記第１面の一部に第１領域が選択的に設定された導電性の第１半導体層と、
前記第１面の前記第１領域を除いた第２領域に配置された、絶縁層又は前記第１半導体層と導電型が異なる導電性半導体のマスク層と、
前記第１半導体層の前記第１領域に配置され、底面が前記第１面に対向するメサ形状であって前記第１半導体層と同一導電型の導電性半導体の第１感磁層と、
を備える縦型ホール素子。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記第１感磁層がエピタキシャル成長層である、請求項１に記載の縦型ホール素子。
【請求項３】
前記第１感磁層の周囲に前記マスク層が露出している、請求項１に記載の縦型ホール素子。
【請求項４】
前記マスク層が絶縁層である、請求項１に記載の縦型ホール素子。
【請求項５】
前記第１感磁層が第１導電型半導体であり、
前記マスク層が第２導電型半導体である、
請求項１に記載の縦型ホール素子。
【請求項６】
前記第１感磁層の前記底面の反対方向を向く上面に配置された第１主電極と、
前記第１感磁層から離隔した位置で前記第１面の上方に配置された第２主電極と、
を更に備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の縦型ホール素子。
【請求項７】
前記第１主電極を挟んで前記第１感磁層の前記上面に配置された一対のホール電極を更に備え、
前記第１半導体層の前記第１面と平行な向きの磁場と、前記第１感磁層を経由して前記第１主電極と前記第２主電極の間を流れる検知電流とにより発生するローレンツ力に起因するホール出力電圧を、前記ホール電極により検知可能に構成されている、請求項６に記載の縦型ホール素子。
【請求項８】
前記第１感磁層から離隔した位置で前記第１面の上方に配置され、底面が前記第１面に対向するメサ形状の導電性半導体の第２感磁層を更に備え、
前記第２主電極が前記第２感磁層の前記底面に対向する上面に配置されている、
請求項６に記載の縦型ホール素子。
【請求項９】
前記第１感磁層を挟んで２つの前記第２感磁層が配置されている、請求項８に記載の縦型ホール素子。
【請求項１０】
前記第１感磁層が化合物半導体を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の縦型ホール素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、縦型ホール素子に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ホール効果を利用して磁場を検知するホール素子に、基板に対して平行に通過する磁場を検知する縦型ホール素子が用いられている。縦型ホール素子では、磁場を検知するための検知電流が基板に対して垂直方向に半導体領域を流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－１６８６３号公報
【０００４】
［概要］
縦型ホール素子は、半導体領域を流れる検知電流の電流経路に広がりが生じると、感度が低下する。本開示の目的は、半導体領域を流れる検知電流の電流経路の広がりが抑制された縦型ホール素子を提供することにある。
【０００５】
本開示の一態様は、第１面と第１面の反対方向を向く第２面を有し、第１面の一部に第１領域が選択的に設定された導電性の第１半導体層と、第１面の第１領域を除いた第２領域に配置された、絶縁層又は第１半導体層と導電型が異なる導電性半導体のマスク層と、第１半導体層の第１領域に配置され、底面が第１面に対向するメサ形状であって第１半導体層と同一導電型の導電性半導体の第１感磁層を備える縦型ホール素子である。
【０００６】
本開示の他の態様は、第１面と第１面の反対方向を向く第２面を有し、第１面の一部に第１領域が選択的に設定された導電性の第１半導体層を準備し、第１面の第１領域を除いた第２領域に、絶縁層又は第１半導体層と導電型が異なる導電性半導体のマスク層を選択的に形成し、第１半導体層の第１領域に、底面が第１面に対向するメサ形状であって第１半導体層と同一導電型の導電性半導体の第１感磁層を形成する、を含む縦型ホール素子の製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子の構造を示す模式的な断面図である。
図２は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子の動作を説明するための模式的な斜視図である。
図３は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子による磁場の誤った検知の防止を説明するための模式図である。
図４は、感磁層モデルの構造を示す模式的な斜視図である。
図５は、感磁層における検知電流の電流経路の広がりを説明するための模式的な断面図である。
図６は、感磁層における検知電流の電流経路の広がりの例を示すグラフである。
図７は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子の製造方法を説明するための模式的な工程断面図である（その１）。
図８は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子の製造方法を説明するための模式的な工程断面図である（その２）。
図９は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子の製造方法を説明するための模式的な工程断面図である（その３）。
図１０は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子の製造方法を説明するための模式的な工程断面図である（その４）。
図１１は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子の製造方法を説明するための模式的な工程断面図である（その５）。
図１２は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子の製造方法を説明するための模式的な工程断面図である（その６）。
図１３は、第１の実施形態に係る縦型ホール素子の主電極の形状の例を示す模式的な断面図である。
図１４は、第１の実施形態の変形例に係る縦型ホール素子の構造を示す模式的な平面図である。
図１５は、第１の実施形態の変形例に係る縦型ホール素子の他の構造を示す模式的な平面図である。
図１６は、第２の実施形態に係る縦型ホール素子の構造を示す模式的な断面図である。
図１７は、第２の実施形態に係る縦型ホール素子の製造方法を説明するための模式的な工程断面図である（その１）。
図１８は、第２の実施形態に係る縦型ホール素子の製造方法を説明するための模式的な工程断面図である（その２）。
図１９は、第２の実施形態に係る縦型ホール素子の製造方法を説明するための模式的な工程断面図である（その３）。
図２０は、その他の実施形態に係る縦型ホール素子の構造を示す模式的な断面図である。
【０００８】
［詳細な説明］
次に、図面を参照して実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【０００９】
また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置又は方法を例示するものであって、構成部品の形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この実施形態は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００１０】
第１の実施形態に係る縦型ホール素子１は、図１に示すように、第１面２１０と第１面２１０の反対方向を向く第２面２２０を有する導電性の第１半導体層２０と、第１面２１０の上方に配置された第１感磁層３０１および第２感磁層３０２Ａ、３０２Ｂを備える。以下において、第２感磁層３０２Ａと第２感磁層３０２Ｂのそれぞれを限定しない場合は「第２感磁層３０２」と表記する。第２感磁層３０２は、第１感磁層３０１から離隔した位置で第１面２１０の上方に配置されている。また、第１感磁層３０１と第２感磁層３０２のそれぞれを限定しない場合は、「感磁層３０」と表記する。感磁層３０と第１半導体層２０は電気的に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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