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Die
Erfindung betrifft ein Hall-Element und ein Herstellungsverfahren
für das
Hall-Element.
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Hall-Elemente
sind als magnetoelektrische Wandlerelemente bekannt, die integriert
werden können.
Eine derartige Bauart ist das beispielsweise in der Druckschrift
JP-A-4-26170 offenbarte
vertikale Hall-Element. Das vertikale Hall-Element ist so entworfen,
dass Strom in Richtung der Dicke eines Halbleitersubstrates fließt. Im Einzelnen
ist ein Strompfad zwischen einem auf der Oberfläche einer N-Epitaxieschicht auf einem P-Siliziumsubstrat
ausgebildeten N+-Bereich und einem in einer
vorbestimmten Tiefe vergrabenen N+-Bereich
ausgebildet, und die auftretende Hall-Spannung, wenn ein Magnetfeld
parallel zu der Oberfläche
des Substrates wirkt, wird durch ein auf der Oberfläche der
N-Epitaxieschicht ausgebildetes Paar von N+-Bereichen erfasst.
Zudem ist bei der vorstehend angeführten Veröffentlichung ein Kanalbereich
zwischen in dem Substrat ausgebildeten Gräben ausgebildet, Strom fließt in dem
durch die ausgebildeten Gräben
definierten Bereich, und eine entlang dem Bodenabschnitt der Gräben ausgebildete
hochkonzentrierte Diffusionsschicht ist als ein Hall-Spannungserfassungsbereich
eingestellt, wodurch die Empfindlichkeit verbessert wird.
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Bezüglich dem
in der vorstehend angeführten
Veröffentlichung
beschriebenen Hall-Element ist jedoch der Diffusionsbereich (Hall-Spannungserfassungsbereich)
entlang dem Grabenbodenabschnitt ausgebildet, so dass die Struktur
kompliziert ist, und ein Hindernis für eine weitere Verbesserung
der Empfindlichkeit bedeutet. Zudem ist auch der Herstellungsablauf
kompliziert (wobei es im Einzelnen nötig ist, ein zweistufiges Epitaxiewachstum
usw. auszuführen,
was Komplikationen verursacht).
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hall-Element
mit einem neuen Aufbau und einer ausgezeichneten Empfindlichkeit
sowie ein Herstellungsverfahren für das Hall-Element bereitzustellen.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet ein Hall-Element eine
isolierende Schicht mit einer vorbestimmten Tiefe, die um einen Diffusionsbereich
für eine
zweite Elektrode, um einen Diffusionsbereich für eine dritte Elektrode und
um einen Diffusionsbereich für
eine vierte Elektrode auf der Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates
ausgebildet ist, wobei die isolierende Schicht einen zwischen dem
Diffusionsbereich für
die erste Elektrode und dem Diffusionsbereich für die zweite Elektrode ausgebildeten
Strompfadbereich bzw. Stromdurchlassbereich reguliert, wobei die
Seitenoberflächen des
Diffusionsbereichs für
die dritte Elektrode und des Diffusionsbereichs für die vierte
Elektrode durch die isolierende Schicht bedeckt sind, und wobei
deren bezüglich
der isolierenden Schicht freiliegenden Bodenoberflächen in
Kontakt mit dem Halbleitersubstrat stehen.
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Gemäß der ersten
Ausgestaltung ist der zwischen dem Diffusionsbereich für die erste
Elektrode und dem Diffusionsbereich für die zweite Elektrode ausgebildete
Strompfadbereich bzw. Stromdurchlassbereich durch die isolierende
Schicht reguliert, wodurch eine Aufspreizung des Strompfadbereichs vermieden
wird, und somit eine Diffusion von Elektronen unterdrückt wird,
um dadurch die Stromdichte zu verbessern. Ferner sind die Seitenoberfläche des Diffusionsbereichs
für die
dritte Elektrode und des Diffusionsbereichs für die vierte Elektrode durch
die isolierende Schichtbeschichtet, und deren bezüglich der
isolierenden Schicht freiliegenden Bodenoberflächen stehen in Kontakt mit
dem Halbleitersubstrat, wodurch die Kontaktposition (die Position
der Bodenoberflächen
der Diffusionsbereiche) leicht auf geeignete Positionen eingestellt
werden können.
Wenn eine Hall-Spannung bei dem Diffusionsbereich für die dritte
Elektrode und dem Diffusionsbereich für die vierte Elektrode erfasst
wird, kann daher die Symmetrie der Widerstandskomponente (die Balance
der Wheatstone-Brücke)
in dem Strompfadbereich (magnetische Erfassungseinrichtung) verbessert
werden. Gemäß vorstehender
Beschreibung kann die Empfindlichkeit des Hall-Elementes verbessert
werden.
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Gemäß einer
zweiten Ausgestaltung sind bei dem Hall-Element nach der ersten
Ausgestaltung vorzugsweise die isolierende Schicht, der Diffusionsbereich
für die
dritte Elektrode und der Diffusionsbereich für die vierte Elektrode so ausgebildet,
dass sie tiefer liegen als der Diffusionsbereich für die zweite Elektrode,
wodurch die Symmetrie der Widerstandskomponente (die Balance der
Wheatstone-Brücke)
in dem Strompfadbereich (magnetische Erfassungseinrichtung) verbessert
werden kann.
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Gemäß einer
dritten Ausgestaltung ist ein Diffusionsbereich mit der entgegengesetzten
Leitungsart zu der des Halbleitersubstrates in einer vorbestimmten
Tiefe um den Diffusionsbereich der zweiten Elektrode auf der Hauptoberfläche des
Halbleitersubstrats zum Regulieren eines zwischen dem Diffusionsbereich
für die
erste Elektrode und dem Diffusionsbereich für die zweite Elektrode ausgebildeten Strompfadbereich
durch den Diffusionsbereich ausgebildet, und eine isolierende Schicht
zum Regulieren des Strompfadbereiches ist an einer tieferen Stelle
als der Diffusionsbereich mit der entgegengesetzten Leitungsart
in dem Halbleitersubstrat vergraben.
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Gemäß der dritten
Ausgestaltung ist der zwischen einem Diffusionsbereich für eine erste
Elektrode und einem Diffusionsbereich für eine zweite Elektrode ausgebildete
Strompfadbereich durch einen Diffusionsbereich mit der entgegengesetzten
Leitungsart zu der des Halbleitersubstrates reguliert, wodurch der
Strompfadbereich vor einer Aufspreizung bewahrt werden kann, und
somit eine Diffusion von Elektronen unterdrückt wird. Ferner wird durch Regulieren
des Strompfadbereiches durch eine vergrabene isolierende Schicht
ein Aufspreizen des Strompfadbereiches vermieden, und die Diffusion
der Elektroden unterdrückt,
wodurch die Stromdichte erhöht
und die Empfindlichkeit des Hall-Elementes verbessert werden kann.
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Gemäß einer
vierten Ausgestaltung wird bei dem Hall-Element gemäß einer
der ersten bis dritten Ausgestaltungen der Abstand zwischen dem
Diffusionsbereich für
die erste Elektrode und dem Diffusionsbereich für die zweite Elektrode gleich
dem Abstand zwischen dem Diffusionsbereich für die dritte Elektrode und
dem Diffusionsbereich für
die vierte Elektrode eingestellt.
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Wenn
gemäß der vierten
Ausgestaltung ein Gleichspannungswandleransteuerungsbetrieb ausgeführt wird,
so dass ein Zustand wiederholt wird, bei dem Strom zwischen dem
Diffusionsbereich für
die erste Elektrode und dem Diffusionsbereich für die zweite Elektrode fließt, und
eine Hall-Spannung durch den Diffusionsbereich für die dritte Elektrode und
dem Diffusionsbereich für
die vierte Elektrode erfasst wird, und einem Zustand, bei Strom
zwischen dem Diffusionsbereich für
die dritte Elektrode und dem Diffusionsbereich für die vierte Elektrode fließt, und
ebenfalls eine Hall-Spannung durch den Diffusionsbereich für die erste
Elektrode und den Diffusionsbereich für die zweite Elektrode erfasst
wird, ist der Abstand zwischen den Stromelektroden gleich dem Abstand
zwischen den Spannungselektroden, und somit kann ein Versatzbeseitigungseffekt
effizienter erzielt werden.
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Gemäß einer
fünften
Ausgestaltung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Hall-Elementes nach
der ersten Ausgestaltung einen ersten Schritt zum Ausbilden auf
einem als Basissubstrat dienenden Halbleitersubrat einer Epitaxieschicht,
die als Halbleitersubstrat mit entgegengesetzter Leitungsart zu
der des Halbleitersubstrates dient, und einem Zustand, bei dem der
Diffusionsbereich für
die erste Elektrode an einem Schnittstellenabschnitt vergraben ist;
einem zweiten Schritt zum Ausbilden von eine isolierende Schicht
vergrabenden Gräben
um jede bei der Ausbildung eingeebnete Stelle eines Diffusionsbereichs
für eine
zweite Elektrode, eines Diffusionsbereichs für eine dritte Elektrode und
eines Diffusionsbereichs für
eine vierte Elektrode auf der Hauptoberfläche der Epitaxieschicht; einen
dritten Schritt zum Vergraben einer isolierenden Schicht in den
eine isolierende Schicht vergrabenen Gräben; und einen vierten Schritt
zum Ausbilden eines Diffusionsbereichs für eine dritte Elektrode und
eines Diffusionsbereichs für
eine vierte Elektrode in der Epitaxieschicht, so dass die Seitenoberflächen der
Diffusionsbereiche für
die dritte und vierte Elektrode in Kontakt mit der isolierenden
Schicht stehen, und außerdem
zum Ausbilden eines Diffusionsbereichs für eine zweite Elektrode. Bei
dem vierten Schritt kann durch Einstellen der Tiefe des Diffusionsbereichs
für die dritte
Elektrode und des Diffusionsbereichs für die vierte Elektrode die
Position des Kontakts mit dem Halbleitersubstrat auf der bezüglich der
isolierenden Schicht freiliegenden Bodenoberfläche (die Position der Bodenoberfläche des
Diffusionsbereichs) eingestellt werden. Wenn nach vorstehender Beschreibung
eine Hall-Spannung bei den Diffusionsbereichen für die dritte und vierte Elektrode
durch Einstellen der Kontaktposition (die Position der Bodenoberfläche des
Diffusionsbereichs) erfasst wird, kann die Symmetrie der Widerstandskomponente
(die Balance der Wheatstone-Brücke)
in einem zwischen dem Diffusionsbereich für die erste Elektrode und dem
Diffusionsbereich für
die zweite Elektrode ausgebildeten Strompfadbereich (die magnetische
Erfassungseinrichtung) verbessert werden. Zudem kann gemäß diesem
Herstellungsverfahren eine isolierende Schicht zum Regulieren des
Strompfadbereiches angeordnet werden.
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Ferner
umfasst gemäß einer
sechsten Ausgestaltung ein Verfahren zur Herstellung eines Hall-Elementes
einen ersten Schritt zum Ausbilden eines Diffusionsbereichs für eine erste
Elektrode auf der Oberfläche
eines Halbleitersubstrats; einen zweiten Schritt zum Anbringen eines
Bodensubstrates an der Oberfläche
des Halbleitersubstrates, auf dem der Diffusionsbereich für die erste
Elektrode ausgebildet ist, durch eine Oxidschicht; einen dritten
Schritt zum Polieren der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates
und zum Verdünnen
des Halbleitersubstrates; einen vierten Schritt zum Ausbilden von
eine isolierende Schicht vergrabenen Gräben um jede durch Ausbildung
eingeebnete Stelle des Diffusionsbereichs für die zweite Elektrode, des
Diffusionsbereichs für
die dritte Elektrode und des Diffusionsbereichs für die vierte
Elektrode auf der Hauptoberfläche
des Halbleitersubstrats; einen fünften
Schritt zum Vergraben einer isolierenden Schicht in den eine isolierende Schicht
vergrabenden Gräben;
und einen sechsten Schritt zum Ausbilden des Diffusionsbereichs
für die dritte
Elektrode und des Diffusionsbereichs für die vierte Elektrode, so
dass deren Seitenoberflächen
in Kontakt mit der isolierenden Schicht stehen. Bei dem sechsten
Schritt kann durch Einstellen der Tiefe des Diffusionsbereichs für die dritte
Elektrode und des Diffusionsbereichs für die vierte Elektrode die
Kontaktposition mit dem Halbleitersubstrat auf der bezüglich der
isolierenden Schicht freiliegenden Bodenoberfläche (die Position der Bodenoberfläche des Diffusionsbereichs)
eingestellt werden. Wenn eine Hall-Spannung an den Diffusionsbereichen
für die dritte
und vierte Elektrode erfasst wird, kann durch Einstellen der Kontaktposition
(der Position der Bodenoberfläche
des Diffusionsbereichs) nach vorstehender Beschreibung die Symmetrie
der Widerstandskomponente (die Balance der Wheatstone-Brücke) in
einem zwischen dem Diffusionsbereich für die erste Elektrode und dem
Diffusionsbereich für die
zweite Elektrode ausgebildeten Strompfadbereich (der magnetischen
Erfassungseinrichtung) verbessert werden. Zudem kann gemäß diesem
Herstellungsverfahren die isolierende Schicht zum Regulieren des
Strompfadbereiches angeordnet werden.
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Gemäß einer
siebten Ausgestaltung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines
Hall-Elementes gemäß der dritten
Ausgestaltung einen ersten Schritt zum Ausbilden eines Diffusionsbereichs
für eine
erste Elektrode auf der Oberfläche
eines Halbleitersubstrats; einen zweiten Schritt zum Ausbilden eines Grabens
um eine Stelle, die als ein Strompfadbereich dient, der zwischen
einem Diffusionsbereich für
eine erste Elektrode und einem auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrates,
die der Oberfläche
gegenüberliegt,
auf der der Diffusionsbereich für
die erste Elektrode ausgebildet ist, ausgebildeten Diffusionsbereich
für eine
zweite Elektrode ausgebildet ist; einen dritten Schritt zum Abscheiden
einer isolierenden Schicht auf dem Halbleitersubstrat zum Füllen des Grabens
mit der isolierenden Schicht; einem vierten Schritt zum Polieren
der isolierenden Schicht zum Freilegen des Halbleitersubstrats;
einem fünften Schritt
zum Ausbilden einer Epitaxieschicht auf dem Halbleitersubstrat;
und einem sechsten Schritt zum Ausbilden des Diffusionsbereichs
für die
zweite Elektrode, einem Diffusionsbereich für eine dritte Elektrode, einem
Diffusionsbereich für
eine vierte Elektrode und einem Diffusionsbereich um den Diffusionsbereich
für die
zweite Elektrode auf der Hauptoberfläche der Epitaxieschicht, wobei
der Diffusionsbereich eine zu der Epitaxieschicht umgekehrte Leitungsart aufweist
und den Strompfadbereich reguliert. Gemäß diesem Herstellungsverfahren
können
die isolierende Schicht und die Diffusionsschicht (der Diffusionsbereich
mit der zu der Epitaxieschicht entgegengesetzten Leitungsart) zum
Regulieren des Strompfadbereiches angeordnet werden.
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Nachstehend
ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Stelle, wo ein Hall-Element eines Hall-IC gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist;
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie II-II aus 1;
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3 eine
Schnittansicht entlang der Linie III-III aus 1;
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4 eine
Perspektivansicht an dem Querschnitt II-II aus 1;
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5 ein
Diagramm des elektrischen Aufbaus des Hall-ICs gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel;
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6 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
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7 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
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8 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
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9 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
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10 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
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11 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
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12 eine
Draufsicht auf eine Stelle, wo ein Hall-Element eines Hall-IC gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist;
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13 eine
Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII aus 12;
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14 eine
Schnittansicht entlang der Linie XIV-XIV aus 12;
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15 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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16 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
-
17 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
-
18 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
-
19 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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20 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
-
21 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsvorgangs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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22 eine
Draufsicht auf eine Stelle, wo ein Hall-Element eines Hall-IC nach einem dritten Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist;
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23 eine
Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII aus 22;
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24 eine
Schnittansicht entlang der Linie XXIV-XXIV aus 22;
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25 eine
Schnittansicht an dem Querschnitt XXIII-XXIII aus 22;
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26 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsschritts bei dem dritten Ausführungsbeispiel;
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27 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsschritts bei dem dritten Ausführungsbeispiel;
-
28 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsschritts bei dem dritten Ausführungsbeispiel;
-
29 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsschritts bei dem dritten Ausführungsbeispiel;
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30 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsschritts bei dem dritten Ausführungsbeispiel;
-
31 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsschritts bei dem dritten Ausführungsbeispiel; und
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32 eine
Längsschnittansicht
eines Herstellungsschritts bei dem dritten Ausführungsbeispiel.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
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1 zeigt
eine Draufsicht auf eine Stelle, wo ein Hall-Element eines Hall-IC nach dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist. 2 zeigt eine Schnittansicht
entlang der Linie II-II aus 1, und 3 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie III-III aus
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1. 4 zeigt
eine Perspektivansicht an dem Querschnitt II-II aus 1.
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Die
in der Draufsicht des Substrates zueinander senkrechten Achsen werden
als orthogonales Dreiachsenkoordinatensystem als X-Achse bzw. Y-Achse
eingestellt, und die Achse in der Richtung der Dicke des Substrates
wird außerdem
als Z-Achse eingestellt. Das Hall-Element gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist ein Element zum Erfassen der in Richtung der Y-Achse in der
Draufsicht des Substrates wirkenden magnetischen Flussdichte B. Bei
einem Hall-IC werden das Hall-Element und eine Schaltung, um die
Ausgabe des Hall-Elementes der Verstärkung, Verarbeitung usw. zu
unterziehen, auf demselben Chip wie das Hall-Element integriert.
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Eine
N-Epitaxieschicht 2 ist auf einem P-Siliziumsubstrat 1 ausgebildet.
N+-Bereiche 3, 4, 5 und 6 sind
als vier Elektrodendiffusionsbereiche in der N-Epitaxieschicht 2 als
Halbleitersubstrat ausgebildet.
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Im
Einzelnen ist ein vergrabener N+-Bereich 3 an
dem Grenzflächenabschnitt
zwischen der N-Epitaxieschicht 2 und dem P-Siliziumsubstrat 1 ausgebildet.
Genauer ist der N+-Bereich 3 als Diffusionsbereich
für die
erste Elektrode in einer vorbestimmten Tiefenposition von der Hauptoberfläche S1 der N-Epitaxieschicht 2 ausgebildet.
Ferner ist ein N+-Bereich 4 als Diffusionsbereich
für die
zweite Elektrode auf der Hauptoberfläche S1 entsprechend der oberen
Oberfläche
der N-Epitaxieschicht 2 ausgebildet. Der N+-Bereich 4 und
der vergrabene N+-Bereich 3 sind
so ausgebildet, dass sie einander in der Richtung der Z-Achse (der
Richtung der Dicke des Substrates) überlappen. Der N+-Bereich 4 und
der vergrabene N+-Bereich 3 sind
mit derselben Form und derselben Abmessung entworfen. Weiterhin sind
ein N+-Bereich 5 als Diffusionsbereich
für die
dritte Elektrode und ein N+-Bereich 6 als
Diffusionsbereich für die
vierte Elektrode auf der Hauptoberfläche S1 der N-Epitaxieschicht 2 ausgebildet,
so dass der N+-Bereich 4 dazwischen
sandwichartig umschlossen ist. Die N+-Bereiche 4, 5 und 6 liegen
einander in der Rechts-Links-Richtung (der Richtung der X-Achse) einander
gegenüber,
so dass sie voneinander beabstandet sind, und der N+-Bereich 5 und
der N-Bereich 6 sind zueinander bezüglich des N+-Bereiches 4 ihre Lage
betreffend symmetrisch angeordnet.
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Gemäß 3 ist
ein vergrabener N+-Bereich 7 als
eine Leiterbahn ausgebildet, so dass er sich von dem vergrabenen
N+-Bereich 3 entlang dem Grenzflächenabschnitt
zwischen dem P-Siliziumsubstrat 1 und der N-Epitaxieschicht 2 erstreckt.
Ferner ist ein N+-Bereich 8 als
eine Leiterbahn ausgebildet, so dass er sich in der Richtung der
Dicke der N-Epitaxieschicht 2 an dem Endabschnitt des vergrabenen N+-Bereiches 7 erstreckt
und der N+-Bereich 8 ist an der
Oberfläche
der N-Epitaxieschicht 2 freigelegt, wodurch eine elektrische
Verbindung mit dem vergrabenen N+-Bereich 3 durch
die N+-Bereiche 7, 8 erlaubt
wird.
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Ferner
ist eine isolierende Schicht 9 um den N+-Bereich 4,
um den N+-Bereich 5 und um den N+-Bereich 6 auf der oberen Oberfläche (Hauptoberfläche S1)
der N-Epitaxieschicht 2 ausgebildet. Eine Siliziumoxidschicht
wird als isolierende Schicht 9 verwendet. Die isolierende
Schicht 9 ist in einer derartigen ebenen Form entworfen,
das drei rechteckige Rahmen in der Rechts-Links-Richtung nach 1 angeordnet
sind. Genauer liegen die drei rechteckigen Rahmenabschnitte 10, 11 und 12 einander
gegenüber,
so dass sie miteinander in der Richtung der X-Achse in Kontakt stehen.
Der zentrale rechteckige Rahmenabschnitt 10 ist länglich entworfen,
wobei in der Rechts-Links-Richtung längere Seiten angeordnet sind,
und der N+-Bereich 4 ist im Zentralabschnitt in
der Rechts-Links-Richtung von 1 angeordnet.
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Der
rechteckige Rahmenabschnitt 11 auf der linken Seite von 1 weist
eine quadratische Form auf, und steht mit der Seitenoberfläche des
N+-Bereiches 5 in Kontakt. Ferner
weist der rechteckige Rahmenabschnitt 12 auf der rechten
Seite eine quadratische Form auf, und steht in Kontakt mit der Seitenoberfläche des
N+-Bereiches 6. Die isolierende Schicht 9 (rechteckige
Rahmenabschnitte 10, 11 und 12) ist in
einer vorbestimmten Tiefe von der oberen Oberfläche der N-Epitaxieschicht 2 gemäß den 2 und 3 ausgebildet,
und an einer tieferen Position als der N+-Bereich 4 ausgebildet.
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Der
N+-Bereich 5 ist an einer tieferen
Position als der N+-Bereich 4 ausgebildet, und
in derselben Tiefe wie die isolierende Schicht 9 (rechteckiger
Rahmenabschnitt 11) ausgebildet. In ähnlicher Weise ist der N+-Bereich 6 in einer tieferen Position
als der N+-Bereich 4 ausgebildet,
und ist außerdem
in derselben Tiefe wie die isolierende Schicht 9 ausgebildet (rechteckiger
Rahmenabschnitt 12).
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Gemäß vorstehender
Beschreibung stehen die Seitenoberflächen der N+-Bereiche 5, 6 in
Kontakt mit der isolierenden Schicht 9 (rechteckige Rahmenabschnitte 11, 12)
und lediglich an deren Bodenoberflächen stehen sie in Kontakt
mit der N-Epitaxieschicht 2. Demzufolge dienen die Bodenoberflächen der
N+-Bereiche 5, 6 für Elektroden
als Kontaktabschnitte, und die Positionen der Kontaktabschnitte können durch
Einstellen der Tiefe der N+-Bereiche 5, 6 geeignet
eingestellt werden.
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Wenn
gemäß den 2, 3 Strom
zwischen dem auf der oberen Oberfläche (Hauptoberfläche 51)
der Epitaxieschicht 2 ausgebildeten N+-Bereich 4 und
dem in der Epitaxieschicht 2 vergrabenen N+-Bereich 3 fließt, ist
der Strompfadbereich A1, durch den der Strom fließt, wie
folgt. Genauer ist der Strompfadbereich A1 in einem Bereich ausgebildet, der
durch den rechteckigen Rahmenabschnitt 10 der isolierenden
Schicht umgeben und unter dem betroffenen Bereich angeordnet ist.
Genauer wird der zwischen dem N+-Bereich 3 und
dem N+-Bereich 4 ausgebildete Strompfadbereich
A1 durch die isolierende Schicht 9 mit der vorbestimmten
Tiefe reguliert, die um den N+-Bereich 4 auf
der Hauptoberfläche
S1 der Epitaxieschicht 2 gemäß 4 ausgebildet
ist. Folglich kann ein Spreizen des Strompfadbereichs A1 vermieden
werden, und die Diffusion von Elektronen kann unterdrückt werden.
Daher wird die Stromdichte verbessert, und die Empfindlichkeit des
Hall-Elementes wird erhöht.
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Ferner
sind gemäß 4 die
Seitenoberflächen
des N+-Bereiches 5 und
des N+-Bereiches 6 durch die isolierende
Schicht 9 mit der vorbestimmten Tiefe (den rechteckigen
Rahmenabschnitten 11, 12) beschichtet, die um
den N+-Bereich 5 und
um den N+-Bereich 6 auf der Hauptoberfläche S1 der
Epitaxieschicht 2 ausgebildet ist, und der N+-Bereich 5 und der
N+-Bereich 6 stehen in Kontakt
mit der N-Epitaxieschicht 2 an
deren Bodenoberflächen,
die bezüglich
der isolierenden Schicht 9 frei liegt. Folglich können die
Kontaktpositionen (die Positionen der Bodenoberflächen der
N+-Bereiche 5 und 6) leicht
auf geeignete Positionen eingestellt werden, und die Symmetrie der
Widerstandskomponente (die Balance der Wheatstone-Brücke) in
dem Strompfadbereich (der magnetischen Erfassungseinrichtung) A1
kann verbessert werden, wenn eine Hall-Spannung durch die N+-Bereiche 5, 6 erfasst
wird. Folglich kann ein Abweichen einer Versatzspannung unterdrückt werden, und
die Empfindlichkeit des Hall-Elementes
kann verbessert werden. Insbesondere falls die isolierende Schicht 9 und
die N+-Bereiche 5 und 6 tiefer
als der N+-Bereich 4 ausgebildet
sind, ist dies vorzuziehen, weil die Symmetrie der Widerstandskomponente
(die Balance der Wheatstone-Brücke)
in dem Strompfadbereich (der magnetischen Erfassungseinrichtung)
A1 verbessert werden kann. Ferner können die tiefen N+-Bereiche 5 und 6 in
schmalen Bereichen angeordnet sein. Folglich kann die von dem Hall-Element
eingenommene Fläche
reduziert werden, und das Hall-Element kann somit miniaturisiert
werden.
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5 zeigt
den elektrischen Aufbau der Hall-IC gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
und außerdem
den Aufbau des Hall-Elementes und dessen Peripherieschaltung.
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In 5 weist
das Hall-Element die N+-Bereiche 3, 4, 5 und 6 als
vier Elektroden auf. Ein Schalter SW1 ist zwischen den beiden N+-Bereichen 4, 5 und einem
plusseitigen Energieversorgungsanschluss Vcc angeordnet. Ferner
ist ein Schalter SW2 zwischen den N+-Bereichen 3, 6 und
dem Masseanschluss angeordnet. Ein Schalter SW3 ist zwischen den
N+-Bereichen 4, 5 und
einem Hall-Spannungserfassungsanschluss
angeordnet. Ferner ist ein Schalter SW4 zwischen den N+-Bereichen 3, 6 und
dem anderen Hall-Spannungserfassungsanschluss angeordnet.
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In
einem ersten Zustand sind die Schalter SW1, SW2, SW4 auf die durch
die durchgezogenen Linien in 5 angegebenen
Positionen eingestellt, so dass ein Hall-Strom il zwischen den N+-Bereichen 3 und 4 fließt, und
eine zwischen den N+-Bereichen 5 und 6 auftretende
Hall-Spannung wird erfasst. In einem zweiten Zustand werden die
Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4 auf die durch gestrichelte Linien in 5 angegebenen
Positionen eingestellt, so dass ein Hall-Strom i2 zwischen den N+-Bereichen 5 und 6 fließt, und
eine zwischen den N+-Bereichen 3 und 4 auftretende
Hall-Spannung erfasst wird. Bezüglich
der Hall-Spannung im ersten Zustand dient der N+-Bereich 5 als
Minusseite, und der N+-Bereich 6 dient
als Plusseite. Ferner dient bezüglich
der Hall-Spannung
im zweiten Zustand der N+-Bereich 4 als
Plusseite, und der N+-Bereich 3 dient
als Minusseite.
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Durch
Ausführen
von Messungen, während der
erste und der zweite Zustand abwechselnd wiederholt werden, kann
der Versatz beseitigt werden. Dies ist nachstehend näher beschrieben.
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Bei
dem ersten Zustand ist die Ausgangsspannung Vsh wie folgt gegeben: Vsh = –Vh
+ Vos,wobei Vh die Hall-Spannung und Vos die Versatzspannung
bezeichnen.
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Bei
dem zweiten Zustand ist die Ausgangsspannung Vsh' wie folgt gegeben: Vsh' = Vh + Vos,wobei
Vh die Hall-Spannung und Vos die Versatzspannung bezeichnet.
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Folglich
ist die Differenz der Ausgangsspannungen (Vsh' – Vsh)
wie folgt gegeben: Vsh' – Vsh
= 2Vh Vh = (Vsh' – Vsh)/2
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Daher
kann die Versatzspannung Vos beseitigt werden.
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Wenn
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
nach vorstehender Beschreibung ein Gleichspannungswandleransteuerungsbetrieb
ausgeführt
wird, ist gemäß 2 der
Abstand L1 zwischen dem N+-Bereich 3 und
dem N+-Bereich 4 gleich dem Abstand
L2 zwischen dem N+-Bereich 5 und dem N+-Bereich 6 (L1 = L2). Genauer ist
der Abstand L1 zwischen den gegenüberliegenden Flächen der N+-Bereiche 3 und 4 gleich
dem minimalen Abstand L2 zwischen der Bodenoberfläche des
N+-Bereichs 5 und der Bodenoberfläche des
N+-Bereichs 6. Folglich ist der
Abstand zwischen den Stromelektroden gleich dem Abstand zwischen
den Spannungselektroden und die auf dem Gleichspannungswandleransteuerungsbetrieb
basierende Versatzbeseitigungswirkung kann effizienter erzielt werden.
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Nachstehend
ist ein Herstellungsverfahren unter Bezugnahme auf die 6 bis 11 beschrieben.
Die 6 bis 11 sind Längsschnittansichten der 2 entsprechenden
Ansicht (II-II aus 1).
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Das
P-Siliziumsubstrat 1 ist ein als Basissubstrat dienendes
Halbleitersubstrat. Der N+-Bereich 3 und
der N+-Bereich 7 (vergleiche 3)
sind auf der oberen Oberfläche
des P-Siliziumsubstrats 1 ausgebildet. Ferner ist gemäß 7 die
N-Epitaxieschicht 2 (die als das Halbleitersubstrat mit
der bezüglich dem
Substrat 1 entgegengesetzten Leitungsart dienende Epitaxieschicht)
auf dem P-Siliziumsubstrat 1 ausgebildet, während der
N+-Bereich 3 an
dem Grenzflächenabschnitt
vergraben ist (erster Schritt).
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Ferner
sind gemäß 8 die
eine isolierende Schicht vergrabenden Gräben 13 in dem Anordnungsbereich
der isolierenden Schicht 9 nach 1 ausgebildet,
das heißt
um jede bei der Ausbildung geebnete Stelle des N+-Bereiches 4,
des N+-Bereiches 5 und des N+-Bereiches 6 auf der Hauptoberfläche S1 der
Epitaxieschicht 2 (zweiter Schritt). Dann wird gemäß 9 die
isolierende Schicht aus SiO2 (rechteckiger
Rahmenabschnitt 10, 11 und 12) in den Gräben 13 vergraben
(dritter Schritt). Danach wird die Oberfläche der N-Epitaxieschicht 2 abgeflacht.
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Nachfolgend
wird gemäß den 10 und 11 der
N+-Bereich 5 und der N+-Bereich 6 der Epitaxieschicht 2 ausgebildet,
so dass deren Seitenoberflächen
in Kontakt mit der isolierenden Schicht 9 stehen, und auch
der N+-Bereich 4 wird ausgebildet
(vierter Schritt). Im Einzelnen werden gemäß 10 die
N+-Bereiche 5, 6 in derselben
Tiefe wie die rechteckigen Rahmenabschnitte 11, 12 beispielsweise
durch Ausführung
einer Ionenimplantation auf dem Oberflächenabschnitt des durch die rechteckigen
Rahmenabschnitte 11, 12 umgebenen Bereiches der
Epitaxieschicht 2 ausgebildet. Ferner wird gemäß 11 der
N+-Bereich 4 beispielsweise durch
Ausführen
einer Ionenimplantation auf dem Oberflächenabschnitt des durch den
rechteckigen Rahmenabschnitt 10 umgebenden Bereiches in
der Epitaxieschicht 2 ausgebildet. Bei den 10 und 11 werden
die N+-Bereiche 5, 6 tiefer
als der N+-Bereich 4 ausgebildet.
Ferner wird auch der in 3 gezeigte N+-Bereich 8 ausgebildet.
-
Dabei
können
die Tiefen der N+-Bereiche 5, 6 auf
geeignete Werte durch Einstellen der Ionenimplantationsenergie eingestellt
werden, wenn die N+-Bereiche 5, 6 ausgebildet
werden. Genauer können
durch Einstellen der Tiefen der N+-Bereiche 5, 6 die
Positionen der N+-Bereiche 5, 6 mit
der an ihren Bodenoberflächen
bezüglich
der isolierenden Schicht 9 freigelegten N-Epitaxieschicht 2 (die
Positionen der Bodenoberflächen
der N+-Bereiche 5, 6) eingestellt
werden. Wenn nach vorstehender Beschreibung die Kontaktpositionen
(die Positionen der Bodenoberflächen
der N+-Bereiche 5, 6)
eingestellt werden, und die Hall-Spannung durch die N+-Bereiche 5, 6 erfasst
wird, kann die Symmetrie der Widerstandskomponente in dem Strompfadbereich
(der magnetischen Erfassungseinrichtung) A1 (Wheatstone-Brücke) verbessert
werden.
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Nach
vorstehender Beschreibung ist das in den 1, 2 und 3 gezeigte
Hall-Element vervollständig,
und die isolierende Schicht 9 zum Regulieren des Strompfadbereichs
A1 kann angeordnet werden.
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Für die isolierende
Schicht 9 wird Siliziumoxid verwendet. Die isolierende
Schicht ist jedoch nicht auf Siliziumoxid beschränkt. Es kann beispielsweise
ebenfalls Siliziumnitrid verwendet werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Nachstehend
ist ein zweites Ausführungsbeispiel
durch Fokussierung auf den Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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12 zeigt
eine Draufsicht auf eine Stelle, wo ein Hall-Element einer Hall-IC nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist. 13 zeigt eine Schnittansicht
entlang der Linie XIII-XIII aus 12, und 14 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie XIV-XIV aus 12.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird das Basissubstrat (1), auf dem ein epitaxisches Wachstum
ausgeführt
wird, als das Substrat verwendet. Anstelle dieses Substrates wird
jedoch ein N-Siliziumsubstrat 31 auf einem P-Siliziumsubstrat 30 durch
ein Siliziumoxid 32 gemäß den 13, 14 angebracht,
und das somit ausgebildete Substrat wird als Substrat verwendet.
Ansonsten ist der Aufbau derselbe wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
und dieselben Elemente werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
Deren Beschreibung ist weggelassen.
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Nachstehend
ist ein Herstellungsverfahren unter Bezugnahme auf die 15 bis 21 beschrieben.
Die 15 bis 21 zeigen
Längsschnittansichten
der 13 entsprechenden Stelle (XIII-XIII) aus 12.
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Gemäß 15 wird
ein N-Siliziumsubstrat 31 als Halbleitersubstrat vorbereitet
und der N+-Bereich 3 und der N+-Bereich 7 (vergleiche 14)
werden auf der Oberfläche
des N-Siliziumssubstrates 31 ausgebildet (erster Schritt).
Gemäß 16 wird
eine Oberfläche
des N-Siliziumsubstrates 31, auf dem der N+-Bereich 3 ausgebildet
wird, und das P-Siliziumsubstrat 30 des
Basissubstrates miteinander durch eine Siliziumoxidschicht 32 befestigt
(zweiter Schritt).
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Ferner
wird gemäß 17 die
Hauptoberfläche
S1 des N-Siliziumsubstrats 31 poliert
und verdünnt
(dritter Schritt).
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Gemäß 18 werden
eine isolierende Schicht vergrabende Gräben 33 in dem Anordnungsbereich
der isolierenden Schicht 9 nach 12 der Hauptoberfläche S1 des
N-Siliziumsubstrates 31 ausgebildet,
das heißt
um jede bei der Ausbildung geebnete Stelle des N+-Bereichs 4,
des N+-Bereichs 5 und
des N+-Bereichs 6 (vierter Schritt).
Dann wird gemäß 19 die
isolierende Schicht 9 aus SiO2 (die rechteckigen
Rahmenabschnitte 10, 11 und 12) in den
Gräben 33 vergraben
(fünfter
Schritt). Danach wird die Oberfläche
des N-Siliziumsubstrates 31 abgeflacht.
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Nachfolgend
werden gemäß den 20 und 21 der
N+-Bereich 5 und
der N+-Bereich 6 in dem N-Siliziumsubstrat 31 ausgebildet,
so dass deren Seitenoberflächen
in Kontakt mit der isolierenden Schicht 9 stehen, und auch
der N+-Bereich 4 wird ausgebildet
(sechster Schritt). Im Einzelnen werden gemäß 20 die
N+-Bereiche 5 und 6 in
derselben Tiefe wie die rechteckigen Rahmenabschnitte 11 und 12 durch
Ausführen
einer Ionenimplantation auf dem Oberflächenabschnitt des durch die
rechteckigen Rahmenabschnitte 11 und 12 in dem
N-Siliziumsubstrat 31 umgebenen Bereichs ausgebildet. Ferner wird
gemäß 21 der
N+-Bereich 4 durch Ausführen einer
Ionenimplantation auf dem Oberflächenabschnitt
des durch den rechteckigen Rahmenabschnitt 10 in dem N-Siliziumsubstrat 31 umgebenen
Bereichs ausgebildet. In den 20 und 21 sind die
N+-Bereiche 5 und 6 tiefer
als der N+-Bereich 4 ausgebildet.
Ferner wird auch der N+-Bereich 8 nach 14 ausgebildet.
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Dabei
können
die N+-Bereiche 5 und 6 in
geeigneten Tiefen durch Einstellen der Ionenimplantationsenergie
ausgebildet werden, wenn die N+-Bereiche 5 und 6 ausgebildet
werden. Genauer können deren
Kontaktpositionen mit der N-Epitaxieschicht 2 (die
Positionen der Bodenoberflächen
der N+-Bereiche 5, 6)
an deren bezüglich
der isolierenden Schicht 9 freiliegenden Bodenoberflächen durch
Einstellen der Tiefen der N+-Bereiche 5, 6 eingestellt
werden. Wenn die Kontaktpositionen (die Positionen der Bodenoberflächen der
N+-Bereiche 5, 6) eingestellt
werden, und die Hall-Spannung
durch die N+-Bereiche 5 und 6 erfasst
wird, kann die Symmetrie der Widerstandskomponente (Wheatstone-Brücke) in
dem Strompfadbereich (der magnetischen Erfassungseinrichtung) A1
verbessert werden.
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Gemäß vorstehender
Beschreibung ist das in den 12, 13 und 14 gezeigte
Hall-Element vervollständigt,
und die isolierende Schicht zum Regulieren des Strompfadbereiches
A1 kann angeordnet werden.
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Das
erste Ausführungsbeispiel
verwendet ein Substrat mit P-Siliziumsubstrat 1 und
der darauf ausgebildeten N-Epitaxieschicht 2,
wie es in 2 gezeigt ist. Das zweite Ausführungsbeispiel
verwendet jedoch ein durch Verbinden des Substrates 30 und
des Substrates 31 erhaltenes Substrat. Das Substrat ist
jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Implementierungen
beschränkt.
Das Substrat kann beispielsweise einen derartigen Aufbau aufweisen,
dass lediglich ein Siliziumsubstrat verwendet wird, und die N+-Bereiche 4, 5 und 6 werden
auf einer Oberfläche
(Hauptoberfläche
S1) des Substrates ausgebildet, während der N+-Bereich 3 auf
der anderen Oberfläche
(Rückoberfläche) ausgebildet
wird.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Nachstehend
ist ein drittes Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
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22 zeigt
eine Draufsicht auf eine Stelle, wo ein Hall-Element einer Hall-IC gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist. 23 zeigt eine Schnittansicht
entlang der Linie XXIII-XXIII aus 22. 24 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie XXIV-XXIV aus 22. 25 zeigt
eine Perspektivansicht an dem Querschnitt XXIII-XXIII aus 22.
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Ein
Substrat 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
umfasst ein N-Siliziumsubstrat 41 und eine darauf ausgebildete
N-Epitaxieschicht 42 (vergleiche die einen nachstehend
beschriebenen Herstellungsvorgang zeigende 30). Für das Halbleitersubstrat
werden N+-Bereiche 43, 44, 45 und 46 als
die vier Elektrodendiffusionsbereiche in dem Substrat 40 ausgebildet.
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Im
Einzelnen wird ein N+-Bereich 43 als
die Diffusionsbereich für
die erste Elektrode auf der unteren Oberfläche des N-Siliziumsubstrats 41 ausgebildet,
das heißt
an einer vorbestimmten Tiefenposition bezüglich der Hauptoberfläche S1 des
Substrates 40. Ferner wird ein N+-Bereich 44 als
Diffusionsbereich für
eine zweite Elektrode auf der Hauptoberfläche S1 des Substrates 40 (der
oberen Oberfläche
der N-Epitaxieschicht 42) ausgebildet. Der N+-Bereich 43 und
der N+-Bereich 44 werden in der
Richtung der Dicke des Substrates (in der Richtung der Z-Achse) einander überlappend
ausgebildet. Der N+-Bereich 43 und
der N+-Bereich 44 werden
mit derselben Form und derselben Abmessung ausgebildet. Ferner werden
ein N+-Bereich 45 als Diffusionsbereich
für die dritte
Elektrode und ein N+-Bereich 46 als Diffusionsbereich
für eine
vierte Elektrode in der Recht-Links-Richtung (der Richtung der X-Achse) ausgebildet,
so dass der N+-Bereich 44 dazwischen sandwichartig
umgeben ist. Im Einzelnen sind der N+-Bereich 45 und
der N+-Bereich 46 zueinander bezüglich des
N+-Bereichs 44 aus 22 im
Hinblick auf ihre Lage symmetrisch angeordnet.
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Ferner
wird ein P-Bereich (der Diffusionsbereich mit der zu dem Substrat 40 entgegengesetzten Leitungsart) 47 um
den N+-Bereich 44 auf der Hauptoberfläche S1 des
Substrates 40 ausgebildet. Der P-Bereich 47 wird
gemäß der in 22 gezeigten
Draufsicht in rechteckiger Rahmenform entworfen, und ist im Einzelnen
in einer länglichen
Form mit der längeren
Seite in der Rechts-Links-Richtung (der Richtung der X-Achse) entworfen.
Der N+-Bereich 44 ist im Zentralabschnitt
des P-Bereichs 47 mit der rechteckigen Rahmenform angeordnet.
Der P-Bereich 47 weist gemäß den 23 und 24 eine vorbestimmte
Tiefe auf, und ist gegenüber
der oberen Oberfläche
der N-Epitaxieschicht 2 als der N+-Bereich 44 ausgebildet.
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Der
zwischen dem N+-Bereich 43 und
dem N+-Bereich 44 ausgebildete
Strompfadbereich A2 ist durch den P-Bereich 47 reguliert,
wodurch der Strompfadbereich A2 vor einer Aufspreizung bewahrt und eine
Diffusion von Elektroden unterdrückt
ist. Folglich wird die Stromdichte erhöht und die Empfindlichkeit des
Hall-Elementes verbessert.
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Weiterhin
wird eine isolierende Schicht 48 zum Regulieren des Strompfadbereiches
A2 an einer tieferen Stelle als der P-Bereich 47 in dem
Substrat 40 vergraben, im Einzelnen in dem N-Siliziumsubstrat 41 und
in der N-Epitaxieschicht 42. Genauer wird die isolierende
Schicht 48 mit dem Strompfadbereich A2 als durchgehendes
Loch 48a ausgebildet. Siliziumoxid wird für die isolierende
Schicht 48 verwendet. Die isolierende Schicht 48 verhindert
das Aufspreizen des Strompfadbereiches A2 und unterdrückt somit
die Diffusion von Elektronen. Folglich wird die Stromdichte erhöht und somit
die Empfindlichkeit des Hall-Elementes verbessert.
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Nachstehend
ist das Herstellungsverfahren unter Bezugnahme auf die 26 bis 32 beschrieben.
Die 26 bis 32 zeigen
Längsschnittansichten
an der zu 23 entsprechenden Stelle (XXIII-XXIII
aus 22).
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Zunächst wird
gemäß 26 das
N-Siliziumsubstrat 41 als das Halbleitersubstrat vorbereitet, und
der N+-Bereich 43 wird auf der
Oberfläche
des N-Siliziumsubstrates 41 ausgebildet (erster Schritt). Gemäß 27 werden
Gräben 49 um
die als der Strompfadbereich A2 dienende Stelle ausgebildet, der
zwischen dem N+-Bereich 43 und
dem N+-Bereich 44 auf
der zu der Oberfläche
des N-Siliziumsubstrates 41,
auf der der N+-Bereich 43 ausgebildet
ist, gegenüberliegenden
Oberfläche
ausgebildet ist (zweiter Schritt).
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Gemäß 28 wird
eine isolierende Schicht 48 aus SiO2 auf
dem Substrat 41 abgeschieden und in die Gräben 49 eingefüllt (dritter
Schritt). Danach wird nach 29 die
isolierende Schicht 48 durch CMP oder dergleichen poliert,
und das Substrat 41 wird freigelegt (vierter Schritt).
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Nachfolgend
wird gemäß 30 die
N-Epitaxieschicht 42 auf dem N-Siliziumsubstrat 41 ausgebildet
(fünfter
Schritt). Ferner werden gemäß den 31 und 32 die
N+-Bereiche 44, 45 und 46 und
der P-Bereich (ein Diffusionsbereich mit einer zu der Epitaxieschicht 42 entgegengesetzten
Leitungsart) 47, der um den N+-Bereich 44 bereitgestellt
ist und den Strompfadbereich A2 reguliert, auf der Hauptoberfläche S1 der
Epitaxieschicht 42 ausgebildet (sechster Schritt). Im Einzelnen
wird gemäß 31 der
P-Bereich 47 durch
Ausführen
einer Ionenimplantation auf dem Oberflächenabschnitt der Epitaxieschicht 42 ausgebildet.
Gemäß 32 werden
die N+-Bereiche 44, 45 und 46 durch
Ausführen einer
Ionenimplantation auf dem Oberflächenabschnitt
der Epitaxieschicht 42 ausgebildet.
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Nach
vorstehender Beschreibung ist das in den 22, 23 und 24 gezeigte
Hall-Element vervollständigt,
und die isolierende Schicht 48 und der P-Bereich 47 zum
Regulieren des Strompfadbereiches A1 können angeordnet werden.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird ebenfalls ein unter Bezugnahme auf die 5 beschriebener
Gleichspannungswandleransteuerungsbetrieb ausgeführt. Dabei ist bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
der Abstand L10 zwischen dem N+-Bereich 43 und
dem N+-Bereich 44 gleich dem Abstand
L11 zwischen dem N+-Bereich 45 und
dem N+-Bereich 46 (L10
= L11), wie es in 23 gezeigt ist. Im Einzelnen
ist der Abstand L10 zwischen den gegenüberliegenden Flächen der
N+-Bereiche 43 und 44 gleich
dem minimalen Abstand L11 zwischen der Seitenoberfläche des
N+-Bereiches 45 und der Seitenoberfläche des
N+-Bereiches 46. Demzufolge sind
der Abstand zwischen den Stromelektroden und der Abstand zwischen
den Spannungselektroden einander gleich, und die auf dem Gleichspannungswandleransteuerungsbetrieb
basierende Versatzbeseitigungswirkung kann effizient erzielt werden.
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Siliziumoxid
wird für
die isolierende Schicht 48 verwendet. Die isolierende Schicht
ist jedoch nicht auf Siliziumoxid beschränkt und Siliziumnitrid kann verwendet
werden.
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Bei
dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel
wird Silizium für
das Material des Halbleitersubstrates verwendet. Das Material ist
jedoch nicht auf Silizium beschränkt
und GaAs, InAs, InSb oder dergleichen kann verwendet werden.
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Ferner
kann bezüglich
der Leitfähigkeitsart bei
dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel
die Leitfähigkeitsart
von P und N zueinander invertiert werden.
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Nach
vorstehender Beschreibung ist eine N-Epitaxieschicht 2 auf
einem P-Siliziumsubstrat 1 ausgebildet. Vier N+-Bereiche (als Elektroden
verwendete Diffusionsbereiche) 3, 4, 5, 6 sind
in der N-Epitaxieschicht 2 ausgebildet. Eine isolierende Schicht 9 mit
einer fixierten Tiefe wird um jeden der N+-Bereiche 4, 5, 6 auf
einer Hauptoberfläche
S1 der Epitaxieschicht 2 ausgebildet. Die isolierende Schicht 9 begrenzt
einen zwischen den N+-Bereichen 3, 4 ausgebildeten
Strompfadbereich A1. Die Seitenoberflächen der N+-Bereiche 4, 5 sind
durch die isolierende Schicht 9 bedeckt. Die N+-Bereiche 4, 5 sind
mit der Epitaxieschicht 2 durch eine bezüglich der
isolierenden Schicht 9 freiliegenden Bodenoberfläche in Kontakt
gebracht.