JP3404843B2 - Manufacturing method of Hall element - Google Patents

Manufacturing method of Hall element

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JP3404843B2
JP3404843B2 JP32511693A JP32511693A JP3404843B2 JP 3404843 B2 JP3404843 B2 JP 3404843B2 JP 32511693 A JP32511693 A JP 32511693A JP 32511693 A JP32511693 A JP 32511693A JP 3404843 B2 JP3404843 B2 JP 3404843B2
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隆 宇田川
雅彦 臼田
良一 竹内
圭一 松沢
和弘 三谷
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昭和電工株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】化合物半導体ホール素子に係わ
り、特に高精度の回転センサー、電流センサーや磁界測
定子など産業界で利用されるセンサーに要求される、高
い感度特性を有するホール素子の簡便で合理的な個別素
子分離の方法に関する。 【0002】 【従来の技術】磁界を検知し、その強度に応じて電気信
号を発生する、いわゆる磁電変換素子の一つとしてホー
ル(Hall)素子が知られている。このホール素子は
磁場を印加した際に、ホール素子を構成する半導体内の
電子の運動によって発生するホール(Hall)電圧を
被検知量とする一種の磁気センサーであり、磁気を検出
媒体とする回転、位置検出センサー或いは電流センサー
等としての他、磁界強度測定用の測定子(プローブ;pr
obe )などとして応用され産業界の広範囲に亘り既に利
用されている。 【0003】ホール素子用の半導体材料としてはシリコ
ン(Si)、ゲルマニウム(Ge)などの元素半導体の
他、アンチモン化インジウム(InSb)、ヒ化インジ
ウム(InAs)、ヒ化ガリウム(GaAs)等の元素
周期律表の第 III族に属する元素と第V族に属する二つ
の元素を化合させてなる III−V族2元化合物半導体も
使用される。 【0004】しかし、従来の化合物半導体からなるホー
ル素子を見れば、用いる半導体の物性に依ってホール素
子の特性上に一長一短が存在する。例えば、GaAsか
らなるホール素子はGaAs半導体のバンドギャップが
比較的大きい事により素子特性の温度変化は少ないもの
の、逆に移動度が多少低いため積感度はInSbからな
るホール素子に比較し低いという欠点がある。一方、I
nSbホール素子はInSb半導体のバンドギャップが
低いため特性の温度変化は大きいが、高い積感度が得ら
れる利点を有している。 【0005】最近では、自動車エンジンの精密な回転制
御等、高温環境下に於ける精密センシング技術の必要性
が高まり、高いホール電圧を出力する能力を有し、且つ
温度による素子特性の変化を低く抑制した新たな高性能
ホール素子が要望されるに至っている。ここで、ホール
電圧は半導体材料のホール(Hall)係数に依存し、
ホール係数が大きい程ホール電圧の出力能力は高い。ま
た、このホール係数は半導体材料の移動度に比例して増
加する。従って、高いホール出力電圧を得るには、即ち
高感度なホール素子を得るには高い電子移動度を発現す
る半導体材料を使用する必要がある。 【0006】このため、産業界からの高性能ホール素子
の要望と相まって半導体材料の物性面からの検討も進
み、極く最近では従来と同様の III−V族化合物半導体
でも三種類の元素を混合させた、ヒ化ガリウム・インジ
ウム(GaInAs)三元混晶とリン化インジウム(I
nP)から構成されるヘテロ接合を、InP単結晶基板
上に具備した材料を新たな高感度ホール素子の材料とし
て応用する試みもなされている(奥山 忍他、1992
年秋季第53回応用物理学会学術講演会予稿集No.3
(1992年応用物理学会発行)、16a−SZC−1
6、1078頁参照)。この新たなホール素子は特性の
温度変化も比較的小さく、且つまた室温移動度が極めて
高いために従来にない優れた積感度をもたらすとされ
る。 【0007】ホール素子を得るには、使用する材料に拘
らず、素子化のための種々のプロセスを経て1枚の基板
の上に複数の素子を形成し、最終的には通常ダイシング
(dicing)工程と称される工程により個別の素子、いわ
ゆるチップ(chip)に分離される。このダイシングは通
常ダイヤモンドブレード(diamond brade)などを利用
した機械的な切断によって行われる。上記の様な極く最
近報告されるに至ったホール素子にあっても、GaAs
結晶を基板としたGaAsホール素子と類似の素子であ
るという観念から、この様な機械的な切断により容易に
且つ安定的にチップ化を果たされると考えられていた。 【0008】しかしながら、GaInAsホール素子
は、従来のGaAs結晶を母体材料とするGaAsホー
ル素子とは異なり、GaAs結晶に比較して遥かに脆性
の高いInP単結晶を基板として採用しているが故に、
互いに直行する璧開方向に沿ってダイシングした場合、
通常チッピングと呼ばれる素子チップの端面の「欠け」
や、チップ自体の「割れ」などが発生し、外観不良など
の不具合がチップ上に生じチップの良品収率を著しく悪
化させるばかりか、機械的な衝撃により転位等の結晶欠
陥が導入され素子特性そのものを悪化させる事態を招い
ていた。 【0009】係る事態を克服すべく、ダイシングをスク
ライバ(sucriber)方式により、結晶が本来備えている
劈開性を利用してチップ化する試みも考えられている。
この方法は結晶学的な性質を基にしているだけに、素子
チップの端面に「欠け」などが発生しにくく、外観不良
による不具合の発生率を低下させ得ることが期待されて
いる。しかし、この利点を有するスクライバ方式に於い
ても、チップの欠陥はダイシング用のスクライバを通過
させるために設けた直線状の切れ込み溝、いわゆるダイ
シングライン(dicing line)の深さに強く依存するこ
とが判明した。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】上記のダイシングライ
ンは、通常結晶学的な或る特定の方向、即ち特定の結晶
軸に沿って互いに直交する様に設けられる。例えば、G
aAsやGaInAs等の III−V族化合物半導体結晶
からなるホール素子にあっては、互いに直交するその結
晶が劈開する方向である[110]結晶軸方向に沿って
ダイシングラインが作成される場合が多い。あるいはこ
のような方向に形成すると、結晶軸方向の如何によって
は、その断面の形状がいわゆる逆メサもしくは順メサ形
状と異なることを懸念して、[011]方向と45°を
なす[001]結晶軸方向にダイシングラインを設ける
場合もある。この様なダイシングラインは一般的なフォ
トリソグラフィー技術とエッチング技術とを駆使して形
成されるが、結晶軸の方向に依ってエッチングの形状に
差がある。即ち、結晶軸の方向に依ってエッチングに依
って形成されるダイシングラインの断面形状並びに溝の
深さに差異が生ずる訳である。具体的に説明を加える
と、GaAsやInPなどの結晶に於いては、<0バー
11>と<0バー1バー1>との互いに直交する劈開方
向に形成にされたダイシングラインでは、<0バー11
>方向ではエッチングの深さ方向に対し底部の面積が減
少する、いわゆる順メサ(mesa)型のエッチング形状を
呈する。逆に、<0バー1バー1>方向のダイシングラ
インの断面は、エッチングの深さ方向に対し底部の面積
が拡大する逆メサ型の形状を示す。このことは、ダイシ
ングラインを形成する際に、旧来から行われている様に
互いに直交する方向に於いて、ダイシングに供するダイ
シングラインの線幅を同一に設定すると、ダイシングラ
インのエッチング溝の形状を異にするばかりか、溝の深
さまもでも異にするという結果を招く。 【0011】また、ヘテロ接合の界面の物性がその素子
特性を左右するGaInAsホール素子にあっては、上
記のスクライブラインに沿って、個別の素子へ分離する
ための切削刃(ブレード)を通過させ分離させるに際
し、この切断時の機械的な衝撃等がホール素子の電極形
成部や磁気感応部に掛かり、ホール素子の特性の劣化を
来すことが明らかにされた。この特性変化は、ホール素
子の重要な特性である不平衡率の増大、積感度の悪化と
なって主に現れ、本来の優れたGaInAsホール素子
の特性が損なわれる。更に、この特性の劣化原因につき
鋭意、検討を進めた結果、この特性変化は主にウエハの
母体材料に形成されたホール素子を上記の如くのダイシ
ングラインを利用して個別に分離するに際し、機械的な
切断に頼っているが故に、その機械的な衝撃が転位等の
結晶欠陥の発生を誘発し、これによりヘテロ接合部で顕
現される優れた特性が損なわれることを見出し、本発明
に至ったものである。即ち、本発明はAsホール素子の
様に単体でも高いホール電圧を出力できるホール素子
の、高感度特性を損なわずに素子を個別に分離可能とす
る新たな分離法を提供する。 【0012】 【課題を解決するための手段】基板表面におけるホール
素子の素子形成領域の端面からダイシングラインに至る
距離、言い換えればダイシングのためのラインの線幅
を、互いに直交する方向に於いて異なるように構成し、
ダイシングラインにエッチング加工を施すことによって
形成されるエッチング溝の深さをダイシングラインの形
成方向に依らずに一定に保持させ、チップ化された素子
の外観不良の発生率を低減させ、GaInAsホール素
子の優れた特性を損なうことなく確実な個別分離化を達
成する。該ホール素子を個別に分離せしめるために設け
たダイシングライン(切断線)の中央線から上記入力若
しくは出力電極との最短の距離をダイシングラインの中
央線間の間隔の7%以上とし、従ってダイシングライン
の中央線から電極の最周辺部に至るダイシングライン相
互の中央線間の間隔の7%以上に相当する間隔を設ける
ことにより、当該ホール素子の個別化のための分離切断
時に被る機械的な衝撃に因って発生する転位等の結晶欠
陥がヘテロ接合を含む電極部や磁気感応部に悪影響を及
ぼすのを回避するものである。また、ダイシングライン
の断面形状が例えば、順メサ、逆メサと異なる場合にあ
っては、上記のダイシングラインの中央線と入力若しく
は出力電極との最短の距離を、ダイシングラインの断面
形状に依って異にし、かつ断面が逆メサ状である場合に
は、順メサであるダイシングラインの中央線と入力若し
くは出力電極との最短の距離に比較し、その距離を5%
以上大きく設定することにより、個別素子化のための切
断時の機械的な衝撃に因る特性の劣化を防止するもので
ある。 【0013】通常、GaInAs/InPヘテロ接合ホ
ール素子の形成に当たっては、半絶縁性を有する高抵抗
のInP単結晶基板が使用される。比抵抗が104 〜1
8Ω・cmの範囲にある基板が使用されることもある
が、実用上は比抵抗が106Ω・cm〜107 Ω・cm
程度のInP単結晶を基板を用いるのが一般的であり、
これらの結晶は液体封止チョクラルスキー(Liquid En
capsulated Czochralski;LEC)法や、最近ではVB
(Vertical Bridgman)法と称される垂直ブリッジマン
法等により容易に製作できる。また、Fe添加InP単
結晶中のFe不純物が結晶層の電子移動度等の電気的特
性に与える悪影響が懸念される場合にあっては、InP
単結晶を塩酸等により溶解し、純水などで定容とし原子
吸光分光分析法や高周波誘導アルゴンプラズマ分光分析
法などの湿式機器分析法、或いは2次イオン質量分析法
など物理機器分析法等によりFe不純物の濃度を定量分
析し、所望のFe濃度を有する結晶を選択すれば良い。 【0014】このInP単結晶基板上にInP層とn形
GaX In1-X As層(xは組成比を表し、0<x<1
である。)とを堆積しヘテロ接合を形成するが、これら
のエピタキシャル層の積層順序に制限はなく、InP単
結晶基板上に先ずInP層を成長させ、然る後GaX
1-X Asを堆積させても良く、これとは逆の順序で堆
積させても差し支えはない。しかし、通常は感磁部とす
るGaX In1-X As層の電子移動度を向上させるため
に、InP単結晶基板からのFe不純物等のGaX In
1-X Asエピタキシャル成長層への拡散の抑制などを期
して、先ずInP単結晶基板上にInPをバッファ(bu
ffer)層として堆積するのが一般的である。このバッフ
ァ層を設けることにより結晶欠陥等のエピタキシャル成
長層への伝幡を抑制するなどの効果を生じるため、Ga
X In1-X As層の電子移動度をいたずらに低下させず
に、GaInAsホール素子の高感度特性を保持できる
などの利点を招く。係る層の構成を有するウエハに、ノ
ンアロイオーミックコンタクトの形成に供するために更
にキャリア濃度が1019〜1020cm-3の低抵抗n形G
X In1-X As層を成長させる。 【0015】上記のInPバッファ層並びにGaX In
1-X As層の成長方法には、特に制限はなく、液相エピ
タキシャル成長法(Liquid Phase Epitaxial;LPE
法)、分子線エピタキシャル成長法(Molecular Beam E
pitaxial;MBE法)や有機金属熱分解気相成長法、い
わゆるMOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epit
axial ;MOCVD法とかOMVPE法とも呼ばれる場
合もある。)、或いはまたMOVPEとMBE双方を複
合させたMO・MBE法などが適用できると考えられ
る。しかし、現状では蒸気圧が比較的高いリン(元素記
号:P)を含むInP等の半導体薄膜の成長には、MB
E法よりも化学量論的な組成制御性の観点からもっぱら
MOVPE法が多用されており、特にInの出発原料と
して結合価が1価のシクロペンタジエニルインジウム
(分子式:C55 In)を使用するMOVPE法(特
開平1−94613参照)では従来、困難とされていた
常圧(大気圧)下に於いても高品位のInP並びにGa
InAsなどを得ることができる。また、InP層をM
OVPE法で成長させ、Pを含まないGaX In1-X
s層はMBE法で成長させるなど、層毎に成長方法を異
にしても支障は無い。唯一の成長法で当該ヘテロ接合を
形成する各層を設ける必要はなく、層毎に成長方法を異
にしても良いのは勿論である。 【0016】また、前記GaX In1-X Asの混晶比x
については、0.37≦x≦0.57とするのが望まし
い。何故ならば、InPに格子整合するGaX In1-X
Asの混晶比x=0.47から混晶比がずれるに伴い、
GaX In1-X AsとInPとの格子定数の差、即ち格
子不整合度も顕著となり多量の結晶欠陥等を誘発し結晶
性の低下を招くばかりか、電子移動度の低下等の電気的
特性をも悪化させ、ホール素子の特性上、積感度の改善
に多大な支障を来すからである。 【0017】また、本発明に係わる上記GaX In1-X
As層の膜厚については特段の制限はない。但し、ホー
ル素子の実際の製作に当たっては素子間を電気的に絶縁
するため、メサエッチングと称する特定領域の結晶層を
除去するための工程が一般的に採用されるが、この際素
子間絶縁のためにメサエッチングにより除去すべき導電
性を呈する層の膜厚、特にエピタキシャル成長層の全体
的な厚みが増すと必然的にメサエッチングに要する時間
の増大を伴い、結晶方位に因るエッチング量並びにエッ
チング形状に顕著な差異を生じさせる。このことがしい
ては、ホール素子の重要な特性の一つである不平衡率の
増大をもたらし、素子特性の高品位化を妨げると共に良
品素子収率の低下を招く。従って、本発明に記すヘテロ
構造を構成するにあたっては、その構成要素であるGa
X In1-X As層やInP層の合計の膜厚を、おおよそ
5μmより薄く設定すると好結果が得られる。 【0018】上述の如く、InP単結晶基板上に成長さ
せたGaX In1-X As感磁部層及びInPバッファ層
から構成されてなるヘテロ接合エピタキシャルウエハを
母体材料とし、GaX In1-X Asホール素子を製作し
た。この製作に当たっては公知のフォトリソグラフィ技
術、エッチング技術等の加工技術を駆使し、ホール素子
としての機能を発揮するGaX In1-X As感磁部層、
並びにInP層にいわゆるメサ(mesa)エッチング
を施し、当該素子機能領域をメサ状に加工する。この感
磁部層は十字形の平面を有し、十字形に交差する2つの
半導体メサ層は各々、互いに直交する<0バー11>並
びに<0バー1バー1>方向に平行に設ける。ここでメ
サ構造を得る方法につきここで説明を加えるに、先ず当
該母体材料の最表面であるGaX In1-X As感磁部層
の表面に一般的なフォトレジスト材を塗布し、その後、
通常のフォトリソグラフィー技術により入力用並びに出
力用電極の形成領域のみの該レジスト材を残存させ、そ
れ以外の領域に在るレジスト材は剥離し、除去する。然
る後、無機酸を用いてGaX In1-X As感磁部層に対
しエッチングを施す。このエッチングによりフォトレジ
スト材が除去された領域にあるGaX In1-X As層は
選択的に除去され、電極形成領域のみ上記のGaX In
1-X As感磁部層が存在することとなる。次に、再び同
様のフォトレジスト材でウエハ全面を被覆し、公知のフ
ォトリソグラフィー技術を利用した上で、前記と同様に
してInPバッファ層の部分をエッチングにより選択的
に除去する。このエッチングにより電極形成部及び感磁
部領域の鉛直方向の断面は、それを<0バー11>と<
0バー1バー1>の互いに直交する結晶軸の方向から見
れば、<0バー11>方向の断面にあっては台形状、い
わゆる順メサ形状の断面となり、逆に<0バー1バー1
>結晶軸方向にあっては逆台形状のいわゆる逆メサ状の
断面を持ち合わせることとなる。電気的に見ればこのメ
サエッチングにより電極形成部並びに感磁部領域からな
る素子機能部の絶縁性を確保できることとなる。 【0019】しかし、当該メサエッチングについては成
長層の全厚が5μmを超えると結晶軸(結晶方位)に基
づくエッチング形状の差異が顕著となり、これによりホ
ール素子の特性の一つである不平衡電圧の増加を招き、
不平衡率の悪化をもたらす。よって、前述の様に当該ホ
ール素子の製作に供するエピタキシャル成長層の全体の
膜厚は、概ね5μm以下に設定した方が不平衡率を増大
させないという点で好都合である。 【0020】然るメサエッチングを施した後、入力用並
びに出力用電極を形成する。この形成に当たってはメサ
エッチングされたウエハの表面全体に一般のフォトレジ
スト材を塗布する。然る後、電極を形成すべき領域を公
知のフォトリソグラフィー法によりパターニング(patt
erning)し入・出力電極を形成する領域に在るフォトレ
ジスト材のみを剥離、除去し、直下に存在する感磁部層
のGaX In1-X As層の表層を露出させる。 【0021】本発明では電極とダイシングラインとの位
置関係について規定を加える。先ず、磁気感応部位、い
わゆるホールクロス部が[001]結晶軸方向に沿って
形成されており、従ってダイシングラインも常識的に
[001]方向、即ち、劈開方向である[011]方向
と45°をなす方向に形成されている場合を想定する。
この場合は、公知技術である湿式法によりエッチングを
施し、例えば<100>と、それに直交する<010>
方向に沿ったダイシングラインを形成しても、結晶方位
によってダイシングラインの断面の形状に然したる差異
は生じない。従って、ホール素子にあっては、通常、4
個設けられる電極のいずれともダイシングラインの中央
線とオーミック電極端部との距離をダイシングライン間
の間隔の7%以上とすれば良い。一般的なGaAs素子
等にあっては、チップ(chip)サイズが概ね280
〜400μmであることに対応してダイシングライン間
の距離は、約300〜450μmである。従ってダイシ
ングラインと電極の端部との距離は、約20〜30μm
程度となる。この最短距離につきダイシングライン間の
間隔の7%以上と規定を加えるのは、これ以下の距離で
は、ダイシング時に発生する衝撃が電極部等の素子機能
領域に及ぶのを防ぐのに充分ではないからである。例え
ば、転位に基づくピット(pit)を検出するためのエ
ッチングを施すと、上記の最短距離が本発明の規定条件
を満足しない場合にあっては、ダイシングライン部より
電極の形成領域に至る迄、転位ピットが連続して発生し
ており、転位が電極部の直下に迄侵入しているのが示さ
れる。 【0022】一方、上記とは異なり、ダイシングライン
が劈開方向、即ち<0バー11>、<0バー1バー1>
方向なりの[011]結晶軸方向に沿って形成されてい
る場合は、エッチングにより形成されたダイシングライ
ンの垂直断面の形状が結晶軸の方向に依って異なるもの
となる。具体的に説明するに<0バー11>方向に平行
に形成されたダイシングライン溝の垂直断面の形状は、
いわゆる順メサ状となり、逆に<0バー1バー1>方向
に沿って形成されたダイシングライン溝の垂直断面の形
状は逆メサ状となる。ここで、断面の形状について理解
を促すに図4にダイシングライン近傍の極く一般的な構
成を電極の配置と併せて示す。図示した例はダイシング
ライン溝(301)が<0バー11>結晶軸とそれに直
交する<0バー1バー1>結晶軸に沿って形成されたも
のである。また、ダイシングラインの方向別にその断面
の形状を図示するに、図5に示す如く<0バー11>方
向に形成されたダイシングラインにあっては、溝の深さ
方向に底部の断面積が減少するいわゆる順メサとなり、
<0バー1バー1>方向のそれは逆に溝の深さが増すに
伴い、図6に示すように底部の面積が増加する逆メサと
なる。 【0023】このような逆メサの断面を有するダイシン
グライン(301)と電極(302)との位置関係を見
ると、逆メサ状となっているが故にその底部は「裾広が
り」となり、電極(302)との間隔がより短縮されて
いる。即ち、これはダイシングライン(301)を利用
するスクライビング時に掛かる機械的な衝撃等を被り易
いことを意味している。一方、順メサの場合は、溝の深
さの増大に伴って、底部の断面積が減少するが故に、電
極との距離は広がる方向にある。従って、上述してきた
ようにダイシングラインが<0バー1バー1>結晶軸方
向に形成されており、断面が逆メサである場合にあって
は、図4に示す如くダイシングライン(301)の中心
線(301a)と電極(302)との距離(ここでは仮
に、記号Lで表す。)はダイシングライン(301)間
の間隔(ここでは仮に、記号Dで表す。)の最低でも7
%以上に相当する距離を有する順メサ形状を呈するダイ
シングラインの中心線(301a)と電極間の距離(図
4にL0 で表す。)を更に5%以上上回る必要がある。 【0024】数式をもってダイシングラインの中心線と
電極間との距離を纏めると、順メサ断面を呈するダイシ
ングラインの中心と電極との距離(L0 )にあっては下
記の関係式(1)に、また、逆メサ断面を呈すダイシン
グラインの中心と電極との距離(L)にあっては関係式
(2)に各々従うこととなる。 L0 ≧0.7×D ‥‥‥‥‥‥‥(1) L ≧1.05×(0.7×D)‥‥‥‥‥‥‥(2) 【0025】次に電極材料となす金(Au)・ゲルマニ
ウム(Ge)合金を当該加工を施したレジスト材上に真
空蒸着させた。ここでは電極材料としてAu・Ge合金
を使用したが、電極材料としては別段、これに限定され
ることはなくn形のGaX In1-X As結晶につきオー
ミック性電極が得られる材料を使用すれば良い。また、
高いキャリア濃度の低抵抗の例えばn形GaX In1-X
As濃度層をノンアロイオーミックコンタクト層として
設けてある場合にあっては、Au・Ge等の合金ではな
く、アルミニウム(Al)やAuなどの単体の金属でも
オーミック性電極を形成できる。ここで、単体金属によ
ってもオーミック性を呈する電極が得られるのは、上記
の高キャリア濃度を有する低抵抗のGaX In1-X As
層をコンタクト層として設けていることに依るものであ
って、この様なコンタクト用の高キャリア濃度層を設け
てない場合にあっては、単体金属によりオーミック性を
呈する電極を得るのは困難に近い。 【0026】次に、Alを真空蒸着した後、レジスト材
を剥離するのと併行していわゆるリフトオフ(lift of
f)法を利用して当該レジスト材上に被着されたAu・
Ge合金膜を除去する。ノンアロイコンタクトの場合に
あっては、その金属材料を被着させた時点で既にオーミ
ック性が付与されているが、ノンアロイコンタクト層を
具備していない場合にあっては、オーミック性電極を得
るために電極材料を被着した後、アロイング(alloyin
g)と称する熱処理を施す必要がある。ちなみにこれら
のAl電極の形状は長方形の平面を持っているのが一般
的であるが、電極の平面形状は特にこれに限定されず多
角形でも円形でも、或いはまた楕円形などであっても支
障はない。 【0027】次に公知のプラズマCVD法により絶縁性
を有する二酸化珪素(SiO2)を堆積させウエハ表面
の全面を被覆する。本発明では一般的なSiO2を絶縁
被覆膜として採用したが他の絶縁性を有する膜、例えば
窒化珪素(SiN)などであっても良い。次に、上記の
如く製作されたSiO2絶縁膜を一般的なレジスト材で
被覆する。然る後、電極部とダイシングラインを形成す
るための位置に相当する部分のレジスト材を公知のフォ
トリソグラフィー技術により除去し、直下のSiO2
縁膜を露出させる。ここで再び説明を加えるが、本発明
ではダイシングラインが配置されている結晶軸の方位に
よって、ダイシングラインの線幅に変更を加えている。
従って、露出させたSiO2絶縁膜の線幅が方向によっ
て異なることとなる。 【0028】更に、露出したSiO2 絶縁膜をフッ化水
素酸(分子式:HF)に浸し当該部分のSiO2 絶縁膜
を溶解し除去する。これにより入・出力電極の表面並び
にダイシングラインの形成部にあってはGaX In1-X
As層表面を露出させる。実際に個々の素子に分離する
にあっては、ダイシングラインに相当する部分に露出し
ているGaX In1-X As層を、更に無機酸を利用しエ
ッチング除去すれば良い。然る後、GaX In1-X As
層の直下にあるInP層も無機酸により除去する。通常
は、更にエッチングを進行させInP単結晶基板の表層
部の一部迄除去する。この様にするのは、ダイシングに
使用するスクライバー(scriber )やブレード(brade
)などが素子の分離の際に、エピタキシャル成長層や
ヘテロ界面に機械的な損傷を与えるのを予め低減するた
めである。 【0029】ダイシング用の溝の形成加工に際し、基板
材料として使用したInP単結晶基板の裏面側も併行し
てエッチングを進行させると、ダイシング工程以前に基
板結晶の薄層化が果たされ、上記のダイシングラインの
形成と相まってダイシングの完全性を高め、極めて好都
合である。 【0030】係る加工を施した後、<0バー11>結晶
軸に平行なダイシングラインに沿って公知のダイシング
を施す。その後、ダイシングラインの線幅がより小さい
<0バー1バー1>結晶軸に平行なダイシングラインに
沿ってダイシングする事により、製作したホール素子を
個々に分離しホール素子チップ(chip)となす。本発明
に基づき結晶軸の方位によりダイシングラインの線幅に
差を設け、線幅の広い方からダイシングすることによ
り、ダイシング時に発生するホ−ル素子チップの周辺の
「欠け」とか或はまたホール素子自体を破壊せずに、容
易に素子をダイシングしてチップ化できることが確認さ
れた。また、ダイシングラインの線幅を結晶軸に依り変
化せしめることにより、当該切りしろの占有する面積の
差異を利用してリード(lead)線のボンデング(bondin
g )時に於けるボンデング位置の認識が簡便に果たせる
などの波及効果も生まれる。 【0031】 【作用】ホール素子の分離用切りしろ部分の線幅に、結
晶軸の方位に応じて差異を設けることにより、当該ダイ
シングラインのエッチング溝の深さを結晶軸の方向に拘
らず一定とすることができ、ダイシングを容易ならしめ
る効果を有する。また、素子分離用の切りしろが占有す
る面積に結晶軸の方位に依って差異を設けることによっ
て、ホ−ル素子の入力、出力電極の位置検出、或いはボ
ンデング時のホ−ル素子チップの位置決め等も容易なら
しめる波及効果をももたらす。さらに、ダイシングに伴
う機械的応力の影響を排除し、電子移動度の低下を防止
する。 【0032】 【実施例】以下、本発明を実施例を基に具体的に説明す
る。 (実施例1)図1は本発明に係わるGaInAsホール
素子の平面の概略図である。このホ−ル素子は1mAの
動作電流を流通させた場合、1k・Gaussの磁界強
度下で70mVのホール電圧を出力する能力を備えてい
る。また、図2及び図3は図1に示すホール素子の破線
A−A’に沿う断面及び破線B−B’に沿う断面を模式
的に示す図である。 【0033】図2の(101)は、当該ヘテロ接合を形
成するにあたり基板として使用した鉄(Fe)を添加し
てなる、面方位が(100)で厚さが約350μmの半
絶縁性のInP単結晶である。本実施例では比抵抗が
約107 Ω・cmの結晶を用いたが、上記の結晶の面方
位や比抵抗もホ−ル素子製作プロセスあるいは結晶層の
成長方法等を勘案して適宜選択すれば良い。同図中(1
02)は結晶基板(101)上にC55 InをIn源
とする常圧のMOCVD法で成長させた、膜厚が約10
0nmの無添加(アンド−プ)InPエピタキシャル結
晶層である。更に、InP層(102)上に混晶比が
0.47で、約400nmの膜厚を有するGa0.47In
0.53Asエピタキシャル層(103)を常圧MOCVD
成長法で設けた。InP層(102)及びGa0.47In
0.53Asエピタキシャル(103)層のキャリア濃度
は、それぞれ2×1015cm-3及び2×1016cm-3
あった。 【0034】上記エピタキシャル層(102〜103)
は全てのMOCVD法で成長させたが、常圧方式であっ
ても減圧方式でも良く、In源もC55 Inに限らな
いばかりか他の有機In化合物原料を使用しても良い。
この様な構造のウェ−ハを公知のフォトリソグラフィー
法並びにエッチング法を駆使し、感磁部領域及び入力用
並びに出力用電極を形成する電極部領域をメサ領域とす
べく選択的に加工を施した。 【0035】このメサ領域の形成に当たっては、上記G
X In1-X Asエピタキシャル層(103)並びにI
nPエピタキシャル層(102)の感磁部領域、及び入
力用並びに出力用電極の形成領域に相当する以外の領域
を除去する必要があるが、本実施例に於いては無機酸に
よりこれらの層を選択的に除去し、更にInP単結晶基
板(101)の表層部の一部を除去し、深さ方向でGa
X In1-X As(103)からInP単結晶基板(10
1)に至るメサを形成した。然る後、入力用並びに出力
用電極となすべくゲルマニウムを約13重量%含有する
金−ゲルマニウム(Au−Ge)合金を真空蒸着し、そ
の後、電極材料を被着させた上記ウェ−ハを420℃
で、時間にして3分間熱処理してオ−ミック電極(10
4)を形成した。 【0036】次に、素子化されたウェ−ハの表面を通常
のプラズマCVD法によるSiO2絶縁膜(105)で
被覆した。SiO2 膜(105)の厚さは約300nm
とした。更にこのSiO2 膜(105)に公知のフォト
リソグラフィー技術並びにエッチング技術を利用して、
素子を個別に切断し分離させるためのダイシングライン
(107)を、互いに直交する<0バー11>並びに<
0バー1バー1>結晶軸方向に沿って形成した。前述の
如くダイシングライン(107)の線幅は、結晶軸の方
向の差に依存してエッチング溝の深さに違いが生ずるた
め、結晶軸によって故意に変化を持たせている。即ち、
ここではダイシングラインの線幅はInP基板面におい
て<0バー11>結晶軸方向にあっては100μmと
し、一方の<0バー1バー1>方向にあっては半分の5
0μmに設定した。従って、これらのダイシングライン
(107)の中央線上に沿って、ダイシングした場合に
は、結晶軸の方向によって切りしろ領域(106)の面
積が異なることとなる。具体的には、この場合図1に記
載したように、個別に切断された素子の一辺の長さが3
50μmの正方形であるため、<0バー11>方向に平
行に存在する切りしろ領域(106)の面積は、<0バ
ー1バー1>方向の面積(106)の倍の面積を占めて
いる。尚、本実施例では結晶軸の方向によってダイシン
グライン(107)の線幅を100並びに50μmとし
たが、線幅はこれに限ることはなく、また線幅の比率も
本実施例の値に拘束されることもない。 【0037】これより、素子形成領域の端面(108)
からダイシングラインの中心線(107)に至る距離を
互いに直交する方向に於いて異なるようにし、ホール素
子の素子が形成されている領域の端面からダイシングラ
インの中心線(107)に至る間に存在する、素子分離
用切りしろ領域(106)が占有する面積を互いに直交
する方向に於いて変化させることにより、ダイシングラ
インにエッチング加工を施すことによって形成されるエ
ッチング溝の深さをダイシングラインの形成方向に依ら
ずに一定に保持させ、チップ化された素子の外観不良の
発生率を低減させ、GaInAsホール素子の優れた特
性を損なうことなく確実な個別分離化を達成した。 【0038】上述の如く作成したホ−ル素子を外観検査
し、周辺の欠けや脱落を検査した。表1に、評価した項
目と不良率につき、本発明に係わる場合と従来例とを対
比させて示す。ここで従来例とはダイシングラインの線
幅を各方向共同じ幅にしたものを指す。 【0039】 【表1】 【0040】(実施例2)実施例2のホール素子の平面
構造を図7に、断面構造を図8に示す。まず、実施例1
と全く同様にしてInP基板上にInP緩衝層とGaI
nAs感磁層とからなるヘテロ接合を形成した。このよ
うな構造のウエハを前述の如く公知のフォトリソグラフ
ィー技術を駆使して、先ず感磁機能を発揮する感磁部を
含むホールクロス領域と電極形成領域をパターニング
し、当該領域に限り一般的なフォトレジスト材を残存さ
せた。然る後、質量数が32である酸素のイオンを当該
母体材料の全面にわたり注入した。加速電圧は、上記の
InP層(102)及びGa0.47In0.53As層(10
3)の合計の膜厚を考慮し、かつ酸素イオンがInP単
結晶(101)の表層部の一部に迄侵入するように14
5KVとした。また、酸素イオンのドーズ量は、InP
層(102)及びGa0.47In0.53As層(103)の
所望の領域を高抵抗となすべく3.0×1013cm-2
した。このイオン注入により、上記のフォトレジストが
残存している領域以外に在るInP層(102)及びG
0.47In0.53As層(103)は高抵抗化し、よっ
て、電極形成領域並びにホールクロスを含む領域は他の
領域と絶縁されたこととなる。図7及び図8にイオン注
入により絶縁化された領域を番号(204)で示す。 【0041】然る後、一般的なフォトレジスト材でウエ
ハ表面を覆い、パターニング、レジスト剥離、リフトオ
フ等の工程を経て入力用並びに出力用電極となすべくG
eを重量にして13%含有してなるAu・Ge合金を約
600nmの厚さに真空蒸着せしめ、これによりオーミ
ック性入力用電極(105a)並びに出力用電極(10
5b)を形成した。 【0042】更に、ウエハ全面を一旦、プラズマCVD
法によるSiO2 絶縁膜(105)で被覆した。SiO
2 膜(105)の厚さは約300nmとした。次に、当
該絶縁膜(105)上に一般のフォトレジスト材を塗布
し、前述の如くのフォトリソグラフィー、パターニング
各工程等を経て入・出力用電極(104a及びb)の表
面を後の電気結線のために露出させた。これに工程的に
継続させて個々のホール素子に分離するためのダイシン
グライン(107a及び107b)を形成した。このダ
イシングライン(107a及びb)は本実施例では[0
11]方向に設けたが、この内、一本のライン(107
a)は<0バー11>方向に、また他方(107b)は
<0バー1バー1>の方向に設けた。ここでは注意を喚
起するに、<0バー11>方向に設けたダイシングライ
ン(107a)は前記の入力用オーミック電極(104
a)と近接し、一方のライン(107b)は出力用オー
ミック電極(104b)と近接する配置となっている。
然る後、ダイシングラインに相当する部分に露出してい
るGaX In1-X As層を適当な無機酸を利用しエッチ
ング除去した。次に、GaX In1-X As層の直下にあ
るInP層をこれまた無機酸により除去した。更に、エ
ッチングを進行させInP単結晶基板の表層部の一部迄
除去した。 【0043】上記のエッチングにより形成されたダイシ
ングライン(107a及びb)の溝の断面形状につき改
めて記すと、<0バー11>方向に平行に形成したライ
ン(107a)の垂直断面にあっては順メサ状となり、
これと直交する方向である<0バー1バー1>方向に沿
ったライン(107b)にあっては、その断面は逆メサ
状を呈した。ここで、本発明によるスクライブライン
(107a及びb)の形状の差異に基づく電極(104
a及びb)の配置につき省みると、入力用電極(104
a)にあっては、順メサ状のスクライブライン(107
a)に近接しているが故に、同ライン(107a)と入
力用電極(104a)との距離は30μmとしてある。
この距離は、同じ方位に形成された隣接するダイシング
ラインの間隔(図4中で記号Dで表されている)の7.
5%に相当する。即ち、ダイシングラインの間隔は形成
方位によらず400μmである。一方、逆メサ形状を呈
するライン(107b)と近接する出力用電極(104
b)にあっては、ダイシングライン(107b)と電極
との最短距離を40μmとした。この最短距離はダイシ
ングライン間の距離の10%に当たり、また、上記の順
メサを有するライン(107a)と入力電極(104
a)との最短距離を約33%増加させた距離となってい
る。尚、<0バー11>方位と<0バー1バー1>方位
とに沿って形成されたダイシングラインによって確保さ
れる一般的には平面が正方形であるチップ形成範囲内に
おいて、電極がこの正方形の対角線方向に形成されてい
る場合、即ち、電極の周辺の一方は順メサのダイシング
ラインに沿って形成されており、一方は逆メサのライン
に沿って形成されている場合にあっては、メサ形状に鑑
みダイシングラインの中心と電極との最短距離を異にし
ても良く、また、長い隔離距離が必要な逆メサのライン
と電極間の距離に統一しても構わない。 【0044】然る後、ダイシングライン(107a及び
b)に沿ってスクライブを施し、個々の素子(チップ)
に分離した。このチップ化に際しては、InP単結晶基
板(101)に裏面の一部をエッチング除去することに
より、当該基板の厚さを初期厚さ350μmから約13
0μmの厚さとし、スクライブを容易ならしめた。 【0045】かかる工程により製作されたGaInAs
ホール素子を半導体素子の封止用として一般に利用され
るシリカ(SiO2 )フィラー入りのノンノボラック型
エポキシ樹脂で囲繞し、外囲した。外囲器の形成にあた
って、エポキシ樹脂の軟化、金型への注入に要した最高
の温度は190℃であった。ちなみに使用した当該エポ
キシ樹脂の膨張係数は約6×10-5/℃である。外囲器
の形状は直方体であり、外形の寸法は5mm×5mm×
2mmである。 【0046】次に上記の如く加工により製作されたGa
InAsホール素子を電気的な特性の評価に供した。こ
の評価に於いては、室温での電子移動度並びに不平衡電
圧を重点に評価し、また、従来例のGaInAsホール
素子と特性上の比較をした。先ず、室温電子移動度につ
き本発明と従来例とを比較した結果、本発明により製作
されたGaInAsホール素子にあっては、特性評価に
供した素子の平均の電子移動度が約10,000cm2
/V・sであるのに対し、従来例のそれは6,200c
2 /V・sであった。また、不平衡率を比較するに、
本発明による素子にあっては、平均して±6%程度であ
るのに対し、従来例のそれは±13%と明らかな差が認
められた。更には、ホール素子の動作電流を長時間に亙
り、入力電極へ印加せしめる電極の通電劣化試験に於い
ても、本発明に係るGaInAsホール素子は通電劣化
を生ずる率が極めて少ないのに対し、従来のホール素子
にあっては、通電を開始した直後に、既に電界集中等の
事由により、電極破壊を起こす素子が多数見受けられ
た。 【0047】 【発明の効果】以上述べた如く基板表面でフォトレジス
トで描く線幅を調整し、素子形成領域の端面からダイシ
ングライン中心に至る距離を互いに直交する方向で異な
るように構成するだけで、エッチング溝の深さをダイシ
ングラインの方向に依らずに一定に保持することがで
き、チップ化された素子の外観不良の発生率を低減させ
る。GaInAsホール素子の優れた特性を損なうこと
なく確実な個別素子分離を達成し、また、ダイシング工
程によって特性が損なわれることがないために、感度特
性に優れ且つまた不平衡率を低く抑制した従来にない高
品位のGaInAsホール素子を簡便に提供するに効果
がある。 【0048】尚、本実施例に於いてはGaInAsホー
ル素子を例に挙げ説明を加えたが、本発明は緩衝層を構
成する材料の如何に拘らず、GaX In1-X Asを磁気
感応部とするホール素子、或いはGaAs、InSbや
InAs等の従来からのホール素子についても適用でき
るのは勿論である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] [Industrial applications] Compound semiconductor Hall elements
Especially high-precision rotation sensor, current sensor and magnetic field measurement.
High demands for sensors used in industry such as
Simple and reasonable individual elements of Hall elements with high sensitivity characteristics
It relates to the method of separating children. [0002] 2. Description of the Related Art A magnetic field is detected and an electric signal is detected in accordance with the strength of the magnetic field.
Signal as one of the so-called magnetoelectric conversion elements.
Hall elements are known. This Hall element
When a magnetic field is applied, the Hall element
The Hall voltage generated by the movement of electrons
This is a kind of magnetic sensor that detects the amount of magnetism and detects magnetism
Rotation and position detection sensor or current sensor as medium
In addition to the above, a probe (probe; pr
obe), and is already used for a wide range of industries.
Have been used. Silicon is used as a semiconductor material for a Hall element.
Element semiconductors such as silicon (Si) and germanium (Ge)
Other, indium antimonide (InSb), indium arsenide
Elements such as aluminum (InAs) and gallium arsenide (GaAs)
Two elements belonging to Group III and Group V of the periodic table
III-V binary compound semiconductor, which is a combination of
used. However, a conventional compound semiconductor semiconductor
Looking at the element, the hole element depends on the physical properties of the semiconductor used.
There are advantages and disadvantages in the characteristics of children. For example, GaAs
The Hall element consists of a GaAs semiconductor with a band gap of
Small temperature change of element characteristics due to relatively large
On the contrary, the product sensitivity is lower than that of InSb because the mobility is slightly lower.
There is a drawback that it is lower than that of a Hall element. On the other hand, I
The nSb Hall element has a band gap of InSb semiconductor.
The temperature change of the characteristics is large because of the low, but high product sensitivity is obtained.
Have the advantage of being [0005] Recently, precise rotation control of an automobile engine has been performed.
Necessity of precision sensing technology in high temperature environment
Has the ability to output a high Hall voltage, and
New high performance with low changes in device characteristics due to temperature
There has been a demand for Hall elements. Where the hall
The voltage depends on the Hall coefficient of the semiconductor material,
The larger the Hall coefficient, the higher the output capability of the Hall voltage. Ma
The Hall coefficient increases in proportion to the mobility of the semiconductor material.
Add. Therefore, to obtain a high Hall output voltage,
Express high electron mobility to obtain high sensitivity Hall element
Semiconductor materials must be used. Therefore, high performance Hall elements from the industry
In consideration of the physical properties of semiconductor materials
Very recently, the same III-V compound semiconductors as before
But gallium arsenide, a mixture of three elements
(GaInAs) ternary mixed crystal and indium phosphide (I
nP) is formed on an InP single crystal substrate.
Use the material provided above as the material for the new high-sensitivity Hall element
(Shino Okuyama et al., 1992)
Proceedings of the 53rd JSAP Academic Lecture Autumn No. 3
(Published by the Japan Society of Applied Physics in 1992), 16a-SZC-1
6, page 1078). This new Hall element has
Temperature change is relatively small and room temperature mobility is extremely high
It is said that the high product yields unprecedented excellent product sensitivity
You. In order to obtain a Hall element, the material used must be
Instead, a single substrate goes through various processes for device fabrication
Form multiple elements on top of each other and eventually dice
(Dicing) process is called an individual element.
It is separated into loose chips. This dicing
Use a regular diamond blade
This is done by mechanical cutting. Extremely high as above
Even in the recently reported Hall element, GaAs
An element similar to a GaAs Hall element using a crystal as a substrate.
From the notion that
In addition, it was considered that chips could be stably achieved. However, a GaInAs Hall element
Is a GaAs hose using a conventional GaAs crystal as a base material.
Unlike element, it is much more brittle than GaAs crystal
InP single crystal with high
When dicing along the direction of the open wall that is perpendicular to each other,
"Chip" on the end face of the element chip, usually called chipping
And cracking of the chip itself, resulting in poor appearance
Failure on the chip, significantly lowering the yield of good chips
As well as crystal defects such as dislocations due to mechanical shock.
Introduces a defect that degrades the device characteristics itself
I was In order to overcome such a situation, dicing must be performed.
The crystal is inherently provided by the sucriber method
Attempts to make chips using cleavage have been considered.
Because this method is based on crystallographic properties,
Chips are less likely to occur on the chip end face, resulting in poor appearance
Is expected to reduce the incidence of problems due to
I have. However, in the scriber method having this advantage,
Even chip defects pass through dicing scriber
So-called die, provided with a linear cut groove
Strong dependence on the depth of the singing line
It turned out. [0010] The above dicing line
Is usually defined in a certain crystallographic direction,
They are provided so as to be orthogonal to each other along the axis. For example, G
III-V compound semiconductor crystals such as aAs and GaInAs
In the case of a Hall element consisting of
Along the [110] crystal axis direction, which is the direction in which the crystal cleaves
Dicing lines are often created. Or this
When formed in such a direction, depending on the crystal axis direction
Has a so-called inverted mesa or forward mesa shape
To the [011] direction and 45 °
[001] Dicing line is provided in the crystal axis direction
In some cases. Such dicing lines are commonly used
Forming using both lithography and etching technologies
But the shape of the etching depends on the direction of the crystal axis.
There is a difference. In other words, etching depends on the direction of the crystal axis.
The cross-sectional shape of the dicing line formed
This causes a difference in depth. Add a specific explanation
And in a crystal such as GaAs or InP, <0 bar
Cleavage method of <11> and <0 bar 1 bar 1> orthogonal to each other
In the dicing line formed in the direction, <0 bar 11
> In the direction, the area of the bottom is reduced compared to the etching depth direction
Reduce the so-called forward mesa type etching shape
Present. Conversely, <0 bar 1 bar 1> direction dicing la
The cross section of the in is the area of the bottom with respect to the etching depth direction.
Shows an inverted mesa-shaped shape. This means that
When forming a ling line, as has been done from the past
Dies for dicing in directions orthogonal to each other
If the line width of the sing line is set to the same
In addition to making the shape of the etching groove
The result is that everyone is different. The physical properties of the interface of the heterojunction are
In the case of the GaInAs Hall element that affects the characteristics,
Separate into individual elements along the scribe line
When passing through a cutting blade (blade) for separation
However, the mechanical shock at the time of this cutting, etc.
Deterioration of Hall element characteristics due to overhanging part and magnetic sensitive part
It was revealed to come. This characteristic change is
The important characteristics of the element are the unbalance rate,
Mainly excellent GaInAs Hall element
Characteristics are impaired. Furthermore, the cause of this characteristic deterioration
As a result of intensive studies, this change in characteristics has been
The Hall element formed in the base material is
When separating using a
Because it relies on cutting, its mechanical impact
Induces crystal defects, which cause
The present inventors have found that the excellent properties exhibited are impaired, and
It has been reached. That is, the present invention relates to an As Hall element.
Hall element that can output high Hall voltage by itself
Devices can be separated individually without deteriorating high sensitivity characteristics.
To provide a new separation method. [0012] [Means for Solving the Problems] Holes in the substrate surface
From the end face of the element formation area of the element to the dicing line
Distance, in other words the line width of the line for dicing
Are configured to be different in directions orthogonal to each other,
By etching the dicing line
The depth of the formed etching groove is determined by the shape of the dicing line.
Chip-type element that is held constant regardless of the growth direction
Of GaInAs hole element
Reliable individual separation without impairing the excellent characteristics of the child
To achieve. Provided to separate the Hall elements individually
From the center line of the dicing line (cut line)
Or the shortest distance to the output electrode within the dicing line
7% or more of the distance between the center lines, so that the dicing line
Dicing line phase from the center line to the outermost part of the electrode
Provide an interval equivalent to 7% or more of the interval between the center lines
In this way, separate cutting for individualization of the Hall element
Crystal defects such as dislocations generated due to mechanical shock sometimes applied
Defects adversely affect the electrodes and magnetically sensitive parts including the heterojunction.
This is to avoid blurring. Also, dicing line
For example, if the cross-sectional shape of
What is the center line of the above dicing line
Is the shortest distance from the output electrode to the cross section of the dicing line
When the shape differs depending on the shape and the cross section is reverse mesa
Is the center line of the dicing line
5% compared to the shortest distance to the output electrode
By setting a larger value as described above,
This prevents deterioration of characteristics due to mechanical shock at the time of disconnection.
is there. Usually, a GaInAs / InP heterojunction transistor is used.
When forming the element, a semi-insulating high resistance
InP single crystal substrate is used. Specific resistance is 10Four ~ 1
08Substrates in the range of Ωcm may be used
However, in practice, the specific resistance is 106Ω · cm-107 Ω · cm
It is common to use a substrate of about InP single crystal,
These crystals are liquid sealed Czochralski (Liquid En
capsulated Czochralski (LEC) method and recently VB
(Vertical Bridgman) method called vertical bridgeman
It can be easily manufactured by the method. In addition, Fe-added InP
The Fe impurities in the crystal may cause electrical characteristics such as electron mobility in the crystal layer.
If there is a concern about adverse effects on
Dissolve the single crystal with hydrochloric acid, etc.
Absorption spectroscopy and high frequency induction argon plasma spectroscopy
Instruments such as the wet method, or secondary ion mass spectrometry
Quantitatively determine the concentration of Fe impurities by physical instrument analysis, etc.
Then, a crystal having a desired Fe concentration may be selected. On this InP single crystal substrate, an InP layer and an n-type
GaX In1-X As layer (x represents a composition ratio, 0 <x <1
It is. ) To form a heterojunction
There is no restriction on the stacking order of the epitaxial layers of
First, an InP layer is grown on a crystal substrate, and then GaX I
n1-X As may be deposited and deposited in the reverse order.
There is no harm in stacking. However, it is usually
GaX In1-X To improve the electron mobility of the As layer
First, Ga such as Fe impurity from the InP single crystal substrate is used.X In
1-X Preventing diffusion to As epitaxially grown layer
First, buffer InP on the InP single crystal substrate (bubble).
ffer) layer. This buff
The formation of epitaxial defects such as crystal defects
To produce effects such as suppressing propagation to long layers,
X In1-X Without unnecessarily lowering the electron mobility of the As layer
In addition, the high sensitivity characteristics of the GaInAs Hall element can be maintained.
Invite such advantages. A wafer having such a layer configuration is
Update to provide for the formation of alloy ohmic contacts.
Carrier concentration is 1019-1020cm-3Low resistance n-type G
aX In1-X A As layer is grown. The above InP buffer layer and GaX In
1-X There is no particular limitation on the growth method of the As layer,
Taxi growth method (Liquid Phase Epitaxial; LPE)
Method), molecular beam epitaxial growth method (Molecular Beam E)
pitaxial; MBE method), metal-organic pyrolysis vapor deposition,
Wauru MOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epit
axial; a place called MOCVD or OMVPE
In some cases. ), Or both MOVPE and MBE
It is considered that the combined MO / MBE method can be applied.
You. However, at present, phosphorus with a relatively high vapor pressure (elemental description)
No .: P) for the growth of semiconductor thin films such as InP
Exclusively from the viewpoint of stoichiometric composition controllability than the E method
The MOVPE method is frequently used, particularly with the starting material of In.
To give a monovalent cyclopentadienyl indium
(Molecular formula: CFive HFive MOVPE method (in particular)
(See Kaihei 1-94613).
High quality InP and Ga even under normal pressure (atmospheric pressure)
InAs or the like can be obtained. In addition, the InP layer
Ga grown by OVPE and containing no PX In1-X A
The growth method differs for each layer, for example, the s layer is grown by MBE.
There is no problem. The heterojunction is the only growth method
It is not necessary to provide each layer to be formed, and the growth method differs for each layer.
Of course, you can do so. Further, the GaX In1-X Mixed crystal ratio x of As
Is preferably set to 0.37 ≦ x ≦ 0.57.
No. This is because Ga lattice-matched to InPX In1-X
As the mixed crystal ratio of As deviates from the mixed crystal ratio x = 0.47,
GaX In1-X The difference in lattice constant between As and InP,
The degree of child mismatch also becomes remarkable, causing a large number of crystal defects, etc.
In addition to causing a decrease in mobility,
Deterioration of characteristics and improvement of product sensitivity due to Hall element characteristics
This can cause a great deal of trouble. Further, the above Ga according to the present inventionX In1-X
There is no particular limitation on the thickness of the As layer. However, Ho
The elements are electrically insulated during the actual production of
Therefore, the crystal layer in a specific region called mesa etching is
A process for removal is generally employed,
Conductivity to be removed by mesa etching for inter-insulation
Thickness of the layer exhibiting properties, especially the entire epitaxial growth layer
Time required for mesa etching inevitably increases
With the increase in etching, the amount of etching and the etching
This causes a noticeable difference in the chin shape. This is good
Of the unbalance ratio, one of the important characteristics of the Hall element
Increase, which hinders high quality device characteristics and
This leads to lower device yield. Therefore, the heterogeneous described in the present invention.
In constructing the structure, its constituent Ga
X In1-X The total thickness of the As layer and the InP layer is approximately
Good results can be obtained by setting the thickness to less than 5 μm. As described above, the growth on the InP single crystal substrate
GaX In1-X As magnetic sensing layer and InP buffer layer
Heterojunction epitaxial wafer composed of
As a base material, GaX In1-X Produce As Hall element
Was. In this production, a well-known photolithography technique is used.
Making full use of processing technology such as etching and etching technology,
That exhibits the function ofX In1-X As magnetic sensing layer,
So-called mesa etching on the InP layer
Then, the element functional region is processed into a mesa shape. This feeling
The magnetic part layer has a cross-shaped plane, and two
The semiconductor mesa layers are each <0 bar 11>
And in parallel with the <0 bar 1 bar 1> direction. Here
To add a description of the method for obtaining the
Ga which is the outermost surface of the base materialX In1-X As magnetic sensing layer
Apply a general photoresist material on the surface of
Input and output using normal photolithography technology
The resist material is left only in the region for forming the force electrode, and
The resist material in the other area is peeled off and removed. Naturally
After that, Ga is added using inorganic acid.X In1-X As for the magnetic sensing layer
Then, etching is performed. The photoresist
Ga in the region where the strike material has been removedX In1-X As layer
It is selectively removed, and only the above-mentioned GaX In
1-X The As magnetic sensing layer will be present. Then, again
The entire surface of the wafer is covered with a similar photoresist material and
After using photolithography technology,
To selectively etch the InP buffer layer by etching
To be removed. By this etching, the electrode formation part and the magnetic sensitivity
The vertical cross section of the region is represented by <0 bar 11> and <
0 bar 1 bar 1> viewed from the direction of the crystal axes orthogonal to each other
If it is a cross section in the <0 bar 11> direction,
It becomes a so-called mesa-shaped cross section, and conversely, <0 bar 1 bar 1
> In the direction of the crystal axis, an inverted trapezoidal so-called inverted mesa
You will have a cross section. Electrically, this
In the electrode formation area and the magnetic sensing area,
This can ensure the insulation of the element function part. However, the mesa etching is not completed.
When the total thickness of the long layer exceeds 5 μm, it is based on the crystal axis (crystal orientation).
The difference in etched shape is remarkable.
Causes an increase in unbalanced voltage, which is one of the characteristics of
This leads to a worsened imbalance rate. Therefore, as described above,
Of the entire epitaxial growth layer used for the fabrication of
Unbalance rate increases when the film thickness is set to approximately 5 μm or less.
This is convenient in that it is not allowed. After the proper mesa etching,
In addition, an output electrode is formed. In forming this,
General photoresist on the entire surface of the etched wafer
Apply a strike material. After that, the area where the electrode is to be formed is disclosed.
Patterning (patt) by well-known photolithography
erning) and the photoresist in the area where the input / output electrodes are formed.
Strips and removes only the dying material, and the magnetic sensing part layer that exists immediately below
GaX In1-X The surface layer of the As layer is exposed. In the present invention, the position between the electrode and the dicing line is
A rule is added regarding the positional relationship. First, the magnetically sensitive part
The so-called hole cross section extends along the [001] crystal axis direction.
Is formed, so the dicing line is also common sense
[001] direction, ie, [011] direction which is the cleavage direction
And 45 °.
In this case, the etching is performed by a known wet method.
For example, <100> and <010> orthogonal to it.
Even if dicing lines are formed along the
Difference in cross-sectional shape of dicing line due to
Does not occur. Therefore, in the case of a Hall element, usually 4
The center of the dicing line with any of the electrodes provided
Set the distance between the wire and the end of the ohmic electrode between the dicing lines.
May be 7% or more of the interval. General GaAs device
Etc., the chip size is approximately 280
~ 400 μm, corresponding to between dicing lines
Is about 300 to 450 μm. Therefore Daishi
The distance between the scanning line and the end of the electrode is about 20 to 30 μm
About. This shortest distance between dicing lines
7% or more of the interval is added at the distance below
Indicates that the shock generated during dicing is the
Because it is not enough to prevent coverage. example
For example, an error for detecting a pit based on a dislocation can be obtained.
When the pitching is performed, the shortest distance described above is the specified condition of the present invention.
If not satisfied from the dicing line
Dislocation pits are continuously generated up to the electrode formation area.
This indicates that the dislocation has penetrated just below the electrode.
It is. On the other hand, unlike the above, a dicing line
Are cleavage directions, that is, <0 bar 11>, <0 bar 1 bar 1>
Are formed along the [011] crystal axis direction.
The dicing line formed by etching.
The shape of the vertical cross section differs depending on the direction of the crystal axis
Becomes More specifically, it is parallel to the <0 bar 11> direction.
The vertical cross-sectional shape of the dicing line groove formed in
It becomes a so-called forward mesa shape, and conversely, <0 bar 1 bar 1> direction
Of vertical cross section of dicing line groove formed along
The shape becomes an inverted mesa shape. Here, understand the shape of the cross section
FIG. 4 shows a very general structure near the dicing line.
The results are shown together with the arrangement of the electrodes. The example shown is dicing
Line groove (301) is <0 bar 11> crystal axis and
<0 bar 1 bar 1> formed along the crystal axis
It is. Also, the cross section of each dicing line
In order to illustrate the shape of <0 bar 11> as shown in FIG.
For dicing lines formed in the direction
It becomes a so-called forward mesa in which the cross-sectional area of the bottom decreases in the direction,
Conversely, in the <0 bar 1 bar 1> direction, as the groove depth increases
Along with this, as shown in FIG.
Become. Daishin having such an inverted mesa cross section
Look at the positional relationship between the grin (301) and the electrode (302).
Then, because of the inverted mesa shape, the bottom is
And the distance between the electrode (302) is further reduced.
I have. That is, this uses the dicing line (301)
Susceptible to mechanical shock during scribing
Means that On the other hand, in the case of a normal mesa,
As the height increases, the cross-sectional area at the bottom decreases,
The distance to the pole is in the direction of spreading. Therefore, we have mentioned above
Dicing line is <0 bar 1 bar 1> crystal axis direction
When the cross section is an inverted mesa,
Is the center of the dicing line (301) as shown in FIG.
The distance between the line (301a) and the electrode (302)
And represented by the symbol L. ) Is between dicing lines (301)
At least 7 (here, tentatively represented by symbol D).
%, A die having a forward mesa shape having a distance equivalent to at least
Distance between the center line (301a) of the sing line and the electrode (Figure
L for 40 Expressed by ) Must be further increased by 5% or more. Using the formula, the center line of the dicing line
When the distance between the electrodes is summarized, the die
Distance between the center of the scanning line and the electrode (L0 Below)
In the relational expression (1) described above, and also, a daisin exhibiting an inverted mesa cross section
Relational expression for the distance (L) between the center of the grin and the electrode
Each of them will follow (2). L0 ≧ 0.7 × D ‥‥‥‥‥‥‥ (1) L ≧ 1.05 × (0.7 × D) ‥‥‥‥‥‥‥ (2) Next, gold (Au) -germani used as an electrode material
(Ge) alloy on the resist material that has been processed.
Vapor deposited. Here, Au / Ge alloy is used as the electrode material
However, the electrode material is not limited to this.
N-type GaX In1-X O per As crystal
What is necessary is just to use the material which can obtain a mimic electrode. Also,
For example, n-type Ga with low resistance and high carrier concentrationX In1-X
As concentration layer as non-alloy ohmic contact layer
If it is provided, it should not be an alloy such as Au / Ge.
And simple metals such as aluminum (Al) and Au
An ohmic electrode can be formed. Here, the simple metal
The reason why an electrode exhibiting ohmic properties is obtained
Resistance Ga with high carrier concentrationX In1-X As
Layer as a contact layer.
Therefore, a high carrier concentration layer for such a contact is provided.
If not, the ohmic properties can be
Obtaining an electrode that presents is nearly impossible. Next, after vacuum deposition of Al, a resist material
The lift-off (lift of
f) Au ・ deposited on the resist material using the method
The Ge alloy film is removed. For non-alloy contacts
When the metal material is applied,
Although the alloy is provided with a non-alloy contact layer,
If not, obtain an ohmic electrode.
After depositing the electrode material, alloying
It is necessary to perform a heat treatment called g). By the way, these
Al electrodes generally have a rectangular plane
However, the planar shape of the electrode is not particularly limited to this, and may be various.
It can be square, circular, or elliptical.
There is no obstacle. Next, insulating properties are obtained by a known plasma CVD method.
Silicon dioxide (SiOTwo) Deposit the wafer surface
To cover the entire surface. In the present invention, general SiO 2TwoInsulate
A film that has been adopted as a coating film but has another insulating property, for example,
Silicon nitride (SiN) may be used. Next,
SiO manufactured asTwoInsulating film with general resist material
Cover. After that, the electrode part and dicing line are formed.
A portion of the resist material corresponding to the position for
Removed by photolithography technology,TwoAbsolute
Expose the rim. Here again, the present invention will be described.
In the direction of the crystal axis where the dicing line is located
Therefore, the line width of the dicing line is changed.
Therefore, the exposed SiOTwoThe line width of the insulating film depends on the direction.
Is differentYou. Further, the exposed SiOTwo Fluorinated water for insulating film
Immersion in basic acid (molecular formula: HF)Two Insulating film
Is dissolved and removed. As a result, the surface arrangement of the input and output electrodes
In the dicing line formation area, GaX In1-X
The surface of the As layer is exposed. Actually separate into individual elements
Is exposed to the part corresponding to the dicing line
GaX In1-X The As layer is further etched using an inorganic acid.
It is sufficient to remove the pitching. After that, GaX In1-X As
The InP layer immediately below the layer is also removed by the inorganic acid. Normal
Is the surface layer of the InP single crystal substrate
Remove part of the part. Doing this in dicing
Use a scriber or blade
 ) And the like during the separation of the device,
Pre-reducing mechanical damage to the heterointerface
It is. When forming the dicing groove, the substrate
The back side of the InP single crystal substrate used as the material
When the etching proceeds, the base
The thinning of the plate crystal was achieved, and the above dicing line
Increases dicing integrity in conjunction with formation, making it extremely convenient
It is. After performing such processing, <0 bar 11> crystal
Known dicing along a dicing line parallel to the axis
Is applied. After that, the line width of the dicing line is smaller
<0 bar 1 bar 1> Dicing line parallel to crystal axis
By dicing along, the manufactured Hall element
These are individually separated to form Hall element chips. The present invention
To the line width of the dicing line according to the orientation of the crystal axis
By making a difference and dicing from the wider line width
In the vicinity of the ball element chip generated during dicing.
Without breaking the chip or the Hall element itself,
It was confirmed that the device could be easily diced into chips
Was. Also, the line width of the dicing line varies depending on the crystal axis.
The area of the occupied area by the margin
Use the difference to bond the lead wire
g) Recognition of the bonding position at the time can be performed easily.
A ripple effect such as this is also created. [0031] [Function] The line width of the separation margin of the Hall element is
By providing a difference according to the orientation of the crystal axis, the die
Determine the depth of the etching groove of the sing line in the direction of the crystal axis.
And dicing is easy.
Has the effect of Also, the margin for element isolation is occupied.
The difference between the two areas depends on the orientation of the crystal axis.
To detect the position of the input and output electrodes of the ball element, or
If it is easy to position the ball element chip during dending
It also has a ripple effect. Furthermore, with dicing
Eliminates the effects of mechanical stress and prevents a drop in electron mobility
I do. [0032] The present invention will be specifically described below based on examples.
You. (Embodiment 1) FIG. 1 shows a GaInAs hole according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic plan view of an element. This hole element has a current of 1 mA.
When operating current is passed, magnetic field strength of 1k Gauss
It has the ability to output a hall voltage of 70 mV below
You. 2 and 3 are broken lines of the Hall element shown in FIG.
A cross section along A-A 'and a cross section along dashed line B-B' are schematically shown.
FIG. FIG. 2 (101) shows the heterojunction.
The iron (Fe) used as the substrate was added
Half of a plane orientation of (100) and a thickness of about 350 μm
It is an insulating InP single crystal. In this embodiment, the specific resistance is
About 107 The crystal of Ωcm was used,
The position and the specific resistance also depend on the hole element fabrication process or the crystal layer.
It may be appropriately selected in consideration of the growth method and the like. (1)
02) is C on the crystal substrate (101).Five HFive In to In source
Grown by a normal pressure MOCVD method to a thickness of about 10
0 nm additive-free (and-oop) InP epitaxial bonding
It is a crystal layer. Further, the mixed crystal ratio on the InP layer (102) is
0.47, a Ga having a thickness of about 400 nm.0.47In
0.53Normal pressure MOCVD of As epitaxial layer (103)
Provided by the growth method. InP layer (102) and Ga0.47In
0.53Carrier concentration of As epitaxial (103) layer
Is 2 × 10Fifteencm-3And 2 × 1016cm-3so
there were. The above epitaxial layer (102 to 103)
Was grown by all MOCVD methods, but at normal pressure.
Or a reduced pressure method, and the In source is also CFive HFive Limited to In
Of course, other organic In compound raw materials may be used.
A wafer having such a structure can be formed by known photolithography.
Using the method and etching method, for the magnetic sensing area and input
In addition, the electrode area for forming the output electrode is referred to as a mesa area.
It was selectively processed as needed. In forming the mesa region, the G
aX In1-X As epitaxial layer (103) and I
magneto-sensitive area of nP epitaxial layer (102)
Areas other than those corresponding to the areas for forming the force and output electrodes
Must be removed, but in this example, the inorganic acid
These layers are selectively removed, and the InP single crystal group is further removed.
A part of the surface layer of the plate (101) is removed, and Ga is removed in the depth direction.
X In1-X As (103) to InP single crystal substrate (10
A mesa leading to 1) was formed. After that, input and output
Contains about 13% by weight of germanium to form an electrode for use
A gold-germanium (Au-Ge) alloy is vacuum deposited and
After that, the wafer on which the electrode material was deposited was heated at 420 ° C.
Then, the heat treatment was performed for 3 minutes, and the ohmic electrode (10
4) was formed. Next, the surface of the elementized wafer is
SiO by plasma CVDTwoWith insulating film (105)
Coated. SiOTwo The thickness of the film (105) is about 300 nm
And Furthermore, this SiOTwo Well-known photo on film (105)
Using lithography technology and etching technology,
Dicing line for cutting and separating elements individually
(107) are converted to <0 bar 11> and <
0 bar 1 bar 1> formed along the crystal axis direction. The aforementioned
As described above, the line width of the dicing line (107) is
Difference in etching groove depth depending on the difference in direction
Therefore, a change is intentionally given depending on the crystal axis. That is,
Here, the line width of the dicing line is on the InP substrate surface.
<0 bar 11> 100 μm in the crystal axis direction
And half in the <0 bar 1 bar 1> direction
It was set to 0 μm. Therefore, these dicing lines
When dicing along the center line of (107)
Is the plane of the margin area (106) according to the direction of the crystal axis.
The products will be different. Specifically, in this case, FIG.
As described above, the length of one side of the individually cut element is 3
Since it is a 50 μm square, it is flat in the <0 bar 11> direction.
The area of the margin area (106) existing in the row is <0 bar
Occupies an area twice as large as the area in the -1 bar 1> direction (106)
I have. Note that, in this embodiment, the dying
The line width of the grin (107) is set to 100 and 50 μm.
However, the line width is not limited to this, and the ratio of the line width
There is no restriction to the values of the present embodiment. Thus, the end surface (108) of the element forming region
Distance from the center line (107) of the dicing line to
Be different in the direction perpendicular to each other,
From the end face of the area where the element
Element separation existing between the center line (107)
The areas occupied by the margins (106) are orthogonal to each other
The dicing lane by changing
Formed by etching the
The depth of the notching groove depends on the dicing line formation direction.
And maintain a constant
The incidence rate is reduced and the excellent characteristics of GaInAs Hall element
The individual separation was surely achieved without impairing the performance. Visual inspection of the ball element prepared as described above
Then, the surrounding area was inspected for chipping or falling off. Table 1 shows the evaluated terms.
Eyes and defect rates are compared between the case according to the present invention and the conventional example.
Shown in comparison. Here, the conventional example is the line of the dicing line
The width is the same in each direction. [0039] [Table 1] (Embodiment 2) Plane of the Hall element of Embodiment 2
FIG. 7 shows the structure, and FIG. 8 shows the cross-sectional structure. First, Example 1
The InP buffer layer and the GaI
A heterojunction consisting of the nAs magnetic sensing layer was formed. This
A wafer having such a structure is formed by a known photolithography as described above.
Making full use of key technology, the magnetic sensing part that first exhibits the magnetic sensing function
Patterning of hole cross area and electrode formation area including
General photoresist material only in the area
I let you. Thereafter, oxygen ions having a mass number of 32 are
Injected over the entire surface of the parent material. The accelerating voltage is
InP layer (102) and Ga0.47In0.53As layer (10
Considering the total film thickness of 3), and oxygen ions are
14 so as to penetrate a part of the surface layer of the crystal (101).
5 KV. The dose of oxygen ions is InP
Layer (102) and Ga0.47In0.53Of the As layer (103)
3.0 × 10 to increase the resistance of the desired area13cm-2When
did. By this ion implantation, the above photoresist is
InP layer (102) and G
a0.47In0.53The resistance of the As layer (103) is increased.
Therefore, the electrode formation region and the region including the hole cross
It is insulated from the region. 7 and 8 show ion injection.
The region insulated by the insertion is indicated by the number (204). Thereafter, the wafer is made of a general photoresist material.
C Cover the surface, pattern, remove resist, lift
G to become input and output electrodes through processes such as
Au / Ge alloy containing 13% by weight of e
Vacuum deposited to a thickness of 600 nm.
Input electrode (105a) and output electrode (10
5b) was formed. Further, the entire surface of the wafer is once subjected to plasma CVD.
SiO by the methodTwo It was covered with an insulating film (105). SiO
Two The thickness of the film (105) was about 300 nm. Next,
A general photoresist material is applied on the insulating film (105).
And photolithography and patterning as described above.
Table of input / output electrodes (104a and b) after each process
The surface was exposed for later electrical connections. In this process
Daishin to continue and separate into individual Hall elements
Grins (107a and 107b) were formed. This da
The ising lines (107a and 107b) are [0
11] direction, but one of the lines (107
a) is in the <0 bar 11> direction, and the other (107b) is
It was provided in the direction of <0 bar 1 bar 1>. Attention here
To wake up, a dicing line provided in the <0 bar 11> direction
(107a) is the input ohmic electrode (104)
a) and one line (107b) is
The arrangement is close to the mic electrode (104b).
After that, the part corresponding to the dicing line is exposed.
GaX In1-X Etch the As layer using an appropriate inorganic acid
Removed. Next, GaX In1-X Just below the As layer
The InP layer was also removed with an inorganic acid. Furthermore,
The etching proceeds to a part of the surface layer of the InP single crystal substrate.
Removed. The die formed by the above etching
Of the cross-sectional shape of the groove of the lining lines (107a and b)
In other words, a line formed parallel to the <0 bar 11> direction
In the vertical cross section of the pin (107a),
Along the <0 bar 1 bar 1> direction, which is a direction orthogonal to this,
Line (107b), the cross section is inverted mesa
Shape. Here, the scribe line according to the present invention
The electrodes (104) based on the difference in shape of (107a and b)
When the arrangement of a and b) is omitted, the input electrode (104)
In the case of a), the scribe line (107
Because of the proximity to a), the same line (107a)
The distance from the force electrode (104a) is 30 μm.
This distance is determined by the adjacent dicing formed in the same direction.
6. Line spacing (represented by symbol D in FIG. 4).
Equivalent to 5%. That is, the dicing line spacing is formed
It is 400 μm regardless of the direction. On the other hand, it has an inverted mesa shape
Output electrode (104) close to the line (107b)
In the case of b), a dicing line (107b) and an electrode
Was set to 40 μm. This shortest distance is Daishi
10% of the distance between
A line having a mesa (107a) and an input electrode (104)
The distance is increased by about 33% from the shortest distance to a).
You. Note that the <0 bar 11> direction and the <0 bar 1 bar 1> direction
And secured by the dicing line formed along
Generally within the chip formation area where the plane is square
The electrodes are formed diagonally in this square.
In other words, one of the periphery of the electrode is a normal mesa dicing
It is formed along the line, one of which is the reverse mesa line
If it is formed along the
Make the shortest distance between the center of the dicing line and the electrode different.
Inverse mesa line that requires a long separation distance
And the distance between the electrodes may be unified. Thereafter, the dicing lines (107a and 107a)
scribe along b), and individual elements (chips)
Separated. In making this chip, InP single crystal base
To remove part of the back of the plate (101) by etching
Thus, the thickness of the substrate is reduced from the initial thickness of 350 μm to about 13 μm.
The thickness was set to 0 μm, and scribing was facilitated. The GaInAs manufactured by the above steps
Hall elements are generally used for sealing semiconductor elements.
Silica (SiOTwo ) Non-novolak type with filler
Surrounded with epoxy resin and surrounded. Forming an envelope
The highest required for softening the epoxy resin and injecting it into the mold
Was 190 ° C. By the way, the epo used
The expansion coefficient of the xy resin is about 6 × 10-Five/ ° C. Envelope
Is a rectangular parallelepiped and the outer dimensions are 5mm x 5mm x
2 mm. Next, the Ga fabricated by the processing as described above is used.
The InAs Hall element was subjected to evaluation of electrical characteristics. This
Of the electron mobility at room temperature and the unbalanced
The pressure is evaluated with emphasis, and the conventional GaInAs hole
The device and the characteristics were compared. First, the room temperature electron mobility
As a result of comparing the present invention with the conventional example, it is manufactured according to the present invention.
GaInAs Hall element
The average electron mobility of the device provided is about 10,000 cm.Two
/ V · s, whereas that of the conventional example is 6,200 c
mTwo / V · s. Also, to compare the unbalance rates,
In the element according to the present invention, the average is about ± 6%.
In contrast to that of the conventional example, a clear difference of ± 13% was observed.
Was called. Furthermore, the operating current of the Hall element is extended for a long time.
In the current-carrying deterioration test of the electrode applied to the input electrode.
However, the GaInAs Hall element according to the present invention is not
Is extremely low, whereas conventional Hall elements
Immediately after energization is started,
Many elements that cause electrode destruction due to reasons
Was. [0047] As described above, the photo resist is formed on the substrate surface.
Adjust the line width drawn with the
Distances to the center of the
The depth of the etching groove
Can be kept constant regardless of the direction of the
To reduce the occurrence rate of defective appearance of chipped devices
You. Impairing the excellent characteristics of GaInAs Hall element
And achieves individual element separation without dicing.
The sensitivity characteristics are not affected by the process.
Unprecedented high performance with excellent balance and low unbalance rate
Effective in providing high-quality GaInAs Hall elements easily
There is. In this embodiment, the GaInAs hose is used.
In the present invention, a buffer layer is formed.
Regardless of the material to be formed, GaX In1-X As magnetic
Hall element or GaAs, InSb or
It can be applied to conventional Hall elements such as InAs.
Of course.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係わるホール素子の平面構造を概略的
に示す図である。 【図2】図1に示すホール素子のA−A’方向、即ち<
0バー11>結晶方位に垂直な断面を模式的に示す図で
ある。 【図3】図1に示すホール素子のB−B’方向、即ち<
0バー1バー1>結晶方位に垂直な断面を模式的に示す
図である。 【図4】ダイシングライン近傍の平面構造を説明する図
である。 【図5】順メサダイシングラインの断面構造を示す図で
ある。 【図6】逆メサダイシングラインの断面構造を示す図で
ある。 【図7】実施例2によるホール素子の平面構造を示す図
である。 【図8】図7のA−A’断面を示す図である。 【符号の説明】 (101) InP単結晶基板 (102) アンドープInP緩衝層 (103) Ga0.47In0.53As感磁部層 (104) オーミック性入力並びに出力電極 (105) SiO2 絶縁膜 (106) 素子分離用切りしろ領域 (107) ダイシングライン(切断線) (108) 素子端面 (204) 絶縁化領域 (301) ダイシングライン (302) オーミック電極
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a planar structure of a Hall element according to the present invention. FIG. 2 shows the Hall element shown in FIG.
0 bar 11> is a diagram schematically showing a cross section perpendicular to the crystal orientation. FIG. 3 shows the direction of BB ′ of the Hall element shown in FIG.
It is a figure which shows typically the cross section perpendicular | vertical to 0 bar 1 bar 1> crystal orientation. FIG. 4 is a diagram illustrating a planar structure near a dicing line. FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure of a forward mesa dicing line. FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional structure of a reverse mesa dicing line. FIG. 7 is a diagram showing a planar structure of a Hall element according to a second embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a cross section taken along line AA ′ of FIG. 7; [Description of Reference Numerals] (101) InP single crystal substrate (102) an undoped InP buffer layer (103) Ga 0.47 In 0.53 As sensing section layer (104) ohmic input and output electrodes (105) SiO 2 insulating film (106) Device separation margin region (107) Dicing line (cut line) (108) Device end surface (204) Insulated region (301) Dicing line (302) Ohmic electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01R 33/06 H (72)発明者 臼田 雅彦 埼玉県秩父市大字下影森1505番地 昭和 電工株式会社 秩父研究所内 (72)発明者 竹内 良一 埼玉県秩父市大字下影森1505番地 昭和 電工株式会社 秩父研究所内 (72)発明者 松沢 圭一 埼玉県秩父市大字下影森1505番地 昭和 電工株式会社 秩父工場内 (72)発明者 三谷 和弘 埼玉県秩父市大字下影森1505番地 昭和 電工株式会社 秩父工場内 (56)参考文献 特開 昭57−128086(JP,A) 特開 平1−133703(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 43/06 G01R 33/07 H01L 21/301 H01L 43/04 H01L 43/14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI G01R 33/06 H (72) Inventor Masahiko Usuda 1505 Shimokagemori, Chichibu City, Saitama Prefecture Showa Denko KK Chichibu Laboratory (72) Invention Ryoichi Takeuchi 1505 Shimokagemori, Chiba, Saitama, Japan Showa Denko KK 1505, Shimokagemori, Chichibu City, Japan Showa Denko KK Chichibu Plant (56) References JP-A-57-128086 (JP, A) JP-A-1-133703 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int .Cl. 7 , DB name) H01L 43/06 G01R 33/07 H01L 21/301 H01L 43/04 H01L 43/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】基板が面方位を(100)とするInP単
結晶からなり、Ga X In 1-X As(0.37≦X≦0.
57)からなる感磁層とInP層との化合物半導体異種
接合を具備してなるホール素子を、エピタキシャルウエ
ハをダイシングして作製するホール素子の製造方法に於
いて、ダイシングラインを、互いに直交する<0バー1
1>並びに<0バー1バー1>結晶軸方向に沿って、<
0バー11>結晶軸方向の線幅に比較し<0バー1バー
1>結晶軸方向の線幅を小さくしてエッチングにより形
成し、<0バー11>結晶軸方向のダイシングラインに
沿ってダイシングした後<0バー1バー1>結晶軸方向
のダイシングラインに沿ってダイシングすることによ
り、ホール素子を個々に分離することを特徴とするホー
ル素子の製造方法。
(57) [Claim 1] The substrate is made of InP single crystal having a plane orientation of (100).
It is made of a crystal, and Ga X In 1 -X As (0.37 ≦ X ≦ 0.
57) The compound semiconductor of the magneto-sensitive layer and the InP layer composed of
A Hall element having a junction is connected to an epitaxial wafer.
In the method of manufacturing Hall elements manufactured by dicing
And the dicing lines are orthogonal to each other <0 bar 1
1> and <0 bar 1 bar 1> along the crystal axis direction,
0 bar 11> Compared to the line width in the crystal axis direction <0 bar 1 bar
1> Form by etching by reducing the line width in the crystal axis direction
<0 bar 11> Dicing line in the crystal axis direction
After dicing along <0 bar 1 bar 1> crystal axis direction
Dicing along the dicing line
And the hall elements are individually separated.
Manufacturing method of the element.
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