JP3452233B2 - 半導体磁気抵抗素子 - Google Patents
半導体磁気抵抗素子Info
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Landscapes
- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転又は変位等の
検出に用いられる、半導体基板上に半導体材料薄膜を形
成した半導体磁気抵抗素子に関するものである。
検出に用いられる、半導体基板上に半導体材料薄膜を形
成した半導体磁気抵抗素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、車両用の回転センサとして、絶
縁性基板，半絶縁性基板，表面絶縁化基板，半導体基板
等の基板上に、アルカリ土類弗化物よりなる材料層を介
して半導体材料薄膜を形成したり（特開平2-100882号公
報）、層状構造の結晶性を有する材料層を介して半導体
材料薄膜を形成したり（特開平5- 74709号公報）、或い
は、前記材料層を介さず半導体材料薄膜を形成した（特
開平7-169686号公報）、各種の半導体磁気抵抗素子が知
られている。
縁性基板，半絶縁性基板，表面絶縁化基板，半導体基板
等の基板上に、アルカリ土類弗化物よりなる材料層を介
して半導体材料薄膜を形成したり（特開平2-100882号公
報）、層状構造の結晶性を有する材料層を介して半導体
材料薄膜を形成したり（特開平5- 74709号公報）、或い
は、前記材料層を介さず半導体材料薄膜を形成した（特
開平7-169686号公報）、各種の半導体磁気抵抗素子が知
られている。
【０００３】斯かる半導体磁気抵抗素子は、検出出力が
大きく、被検出体とのギャップの許容度も大きい等の利
点を有し、特に、シリコン基板からなる半導体基板上に
少なくともインジウムとアンチモンとを含む半導体材料
薄膜を形成したものは、高抵抗化が容易で、駆動電圧を
高くでき、低消費電力化や小型化に効果があり、車両用
に適している。
大きく、被検出体とのギャップの許容度も大きい等の利
点を有し、特に、シリコン基板からなる半導体基板上に
少なくともインジウムとアンチモンとを含む半導体材料
薄膜を形成したものは、高抵抗化が容易で、駆動電圧を
高くでき、低消費電力化や小型化に効果があり、車両用
に適している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
基板として用いられる単結晶シリコン基板は、入手が容
易なＣＺウエハと言われる抵抗が低い（抵抗率が数十Ω
cm程度かそれ以下）ものであるため、半導体材料薄膜に
流れる電流が半導体基板にも流れ、損失となっていた。
また、半導体材料薄膜に形成した短絡電極（はしご電
極）の近接する短絡電極間でも半導体基板を介して電流
が流れてしまい、同様に損失となっていた。
基板として用いられる単結晶シリコン基板は、入手が容
易なＣＺウエハと言われる抵抗が低い（抵抗率が数十Ω
cm程度かそれ以下）ものであるため、半導体材料薄膜に
流れる電流が半導体基板にも流れ、損失となっていた。
また、半導体材料薄膜に形成した短絡電極（はしご電
極）の近接する短絡電極間でも半導体基板を介して電流
が流れてしまい、同様に損失となっていた。
【０００５】このような問題を解決する手段としては、
ＦＺウエハと言われる抵抗率が千Ωcm以上の高抵抗の半
導体基板を用いることが有効であるが、このような半導
体基板は特殊仕様であって価格が極めて高く、半導体磁
気抵抗素子のコスト高を招くという問題がある。
ＦＺウエハと言われる抵抗率が千Ωcm以上の高抵抗の半
導体基板を用いることが有効であるが、このような半導
体基板は特殊仕様であって価格が極めて高く、半導体磁
気抵抗素子のコスト高を招くという問題がある。
【０００６】また、ＦＺウエハは、ＣＺウエハに比べ
て、酸素濃度が低くてシリコンの強度は劣り、このため
外部からの衝撃に対して弱く、取り扱いに慎重を要する
ため、半導体磁気抵抗素子の製造が困難となるという問
題がある。
て、酸素濃度が低くてシリコンの強度は劣り、このため
外部からの衝撃に対して弱く、取り扱いに慎重を要する
ため、半導体磁気抵抗素子の製造が困難となるという問
題がある。
【０００７】
【０００８】
【課題を解決するための手段】 本発明は、
シリコン基板
からなる半導体基板上にＣＶＤ法やＭＢＥ法によりシリ
コン又はアンチモンを添加したシリコンからなる前記半
導体基板より比抵抗が高い高抵抗層を形成し、この高抵
抗層上に少なくともインジウムとアンチモンとを含む半
導体材料薄膜を形成し、この半導体材料薄膜に短絡電極
を形成したものである。
からなる半導体基板上にＣＶＤ法やＭＢＥ法によりシリ
コン又はアンチモンを添加したシリコンからなる前記半
導体基板より比抵抗が高い高抵抗層を形成し、この高抵
抗層上に少なくともインジウムとアンチモンとを含む半
導体材料薄膜を形成し、この半導体材料薄膜に短絡電極
を形成したものである。
【０００９】また、本発明は、ｎ型シリコン基板からな
る半導体基板内部表面側にイオン注入法により三族不純
物を注入して前記半導体基板より比抵抗が高い高抵抗層
を形成し、この高抵抗層上に少なくともインジウムとア
ンチモンとを含む半導体材料薄膜を形成し、この半導体
材料薄膜に短絡電極を形成したものである。
る半導体基板内部表面側にイオン注入法により三族不純
物を注入して前記半導体基板より比抵抗が高い高抵抗層
を形成し、この高抵抗層上に少なくともインジウムとア
ンチモンとを含む半導体材料薄膜を形成し、この半導体
材料薄膜に短絡電極を形成したものである。
【００１０】また、本発明は、ｐ型シリコン基板からな
る半導体基板内部表面側にイオン注入法により五族不純
物を注入して前記半導体基板より比抵抗が高い高抵抗層
を形成し、この高抵抗層上に少なくともインジウムとア
ンチモンとを含む半導体材料薄膜を形成し、この半導体
材料薄膜に短絡電極を形成したものである。
る半導体基板内部表面側にイオン注入法により五族不純
物を注入して前記半導体基板より比抵抗が高い高抵抗層
を形成し、この高抵抗層上に少なくともインジウムとア
ンチモンとを含む半導体材料薄膜を形成し、この半導体
材料薄膜に短絡電極を形成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、半導体基板表面側に前
記半導体基板より比抵抗が高い高抵抗層を形成し、この
高抵抗層上に半導体材料薄膜を形成し、この半導体材料
薄膜に短絡電極を形成するもので、例えば、ｎ型シリコ
ン基板からなる半導体基板１上にＣＶＤ法によりシリコ
ンからなる高抵抗層２を形成し、この高抵抗層２上に真
空蒸着法によりインジウムとアンチモンからなる半導体
材料薄膜３を形成し、この半導体材料薄膜３をフォトリ
ソグラフィ法により所定形状に加工した後、その上に金
や銅等の導電性材料からなる複数の短絡電極４を形成し
たり、あるいは、高抵抗層２として、半導体基板１内部
表面側にイオン注入法等によりボロン等の三族不純物を
注入したり、または、半導体基板１がｐ型シリコン基板
の場合には、高抵抗層２として、アンチモンやリン等の
五族不純物を注入して形成することにより、半導体材料
薄膜３に流れる電流が半導体基板１に流れることや、半
導体材料薄膜３に形成した短絡電極４の近接する短絡電
極４間でも半導体基板１を介して電流が流れることを抑
えることができる。
記半導体基板より比抵抗が高い高抵抗層を形成し、この
高抵抗層上に半導体材料薄膜を形成し、この半導体材料
薄膜に短絡電極を形成するもので、例えば、ｎ型シリコ
ン基板からなる半導体基板１上にＣＶＤ法によりシリコ
ンからなる高抵抗層２を形成し、この高抵抗層２上に真
空蒸着法によりインジウムとアンチモンからなる半導体
材料薄膜３を形成し、この半導体材料薄膜３をフォトリ
ソグラフィ法により所定形状に加工した後、その上に金
や銅等の導電性材料からなる複数の短絡電極４を形成し
たり、あるいは、高抵抗層２として、半導体基板１内部
表面側にイオン注入法等によりボロン等の三族不純物を
注入したり、または、半導体基板１がｐ型シリコン基板
の場合には、高抵抗層２として、アンチモンやリン等の
五族不純物を注入して形成することにより、半導体材料
薄膜３に流れる電流が半導体基板１に流れることや、半
導体材料薄膜３に形成した短絡電極４の近接する短絡電
極４間でも半導体基板１を介して電流が流れることを抑
えることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を添付図面に記載の実施例に基
づき説明する。
づき説明する。
【００１３】図１は、第１実施例であり、抵抗率10〜20
Ωcm程度のｎ型シリコン基板（ＣＺウエハ）からなる半
導体基板１上にＣＶＤ法によりシリコンからなる高抵抗
層２を膜厚20ミクロン程度にて形成し、この高抵抗層２
上に真空蒸着法（２元蒸着法）によりインジウムとアン
チモンからなる半導体材料薄膜３を形成し、この半導体
材料薄膜３をフォトリソグラフィ法により所定形状に加
工した後、その上に金や銅等の導電性材料からなる複数
の短絡電極４を形成した。なお、５は、半導体基板１の
表面全体を覆う二酸化シリコンからなる保護膜である。
Ωcm程度のｎ型シリコン基板（ＣＺウエハ）からなる半
導体基板１上にＣＶＤ法によりシリコンからなる高抵抗
層２を膜厚20ミクロン程度にて形成し、この高抵抗層２
上に真空蒸着法（２元蒸着法）によりインジウムとアン
チモンからなる半導体材料薄膜３を形成し、この半導体
材料薄膜３をフォトリソグラフィ法により所定形状に加
工した後、その上に金や銅等の導電性材料からなる複数
の短絡電極４を形成した。なお、５は、半導体基板１の
表面全体を覆う二酸化シリコンからなる保護膜である。
【００１４】この実施例によれば、高抵抗層２の抵抗率
として数百Ωcm程度を得ることができ、半導体基板１よ
り比抵抗が高くなり、半導体材料薄膜３に流れる電流が
半導体基板１に流れることや、半導体材料薄膜３に形成
した短絡電極４の近接する短絡電極４間でも半導体基板
１を介して電流が流れることを抑えることができる。
として数百Ωcm程度を得ることができ、半導体基板１よ
り比抵抗が高くなり、半導体材料薄膜３に流れる電流が
半導体基板１に流れることや、半導体材料薄膜３に形成
した短絡電極４の近接する短絡電極４間でも半導体基板
１を介して電流が流れることを抑えることができる。
【００１５】なお、高抵抗層２は、ＣＶＤ法で形成した
が、ＭＢＥ法を用いても良く、この場合は膜厚５ミクロ
ン程度とすることにより、前記実施例と同様な特性を得
ることができる。
が、ＭＢＥ法を用いても良く、この場合は膜厚５ミクロ
ン程度とすることにより、前記実施例と同様な特性を得
ることができる。
【００１６】また、高抵抗層２には、アンチモンを添加
したシリコンを用いることもできる。
したシリコンを用いることもできる。
【００１７】更に、半導体層４を真空蒸着法で形成した
が、ＰＡＤ法，ＩＣＢ法等の適当な方法が利用できる。
が、ＰＡＤ法，ＩＣＢ法等の適当な方法が利用できる。
【００１８】図２は、第２実施例であり、前記第１実施
例との差異は、高抵抗層２の材料，構造及びその製造方
法にある。すなわち、半導体基板１内部表面側にイオン
注入法等によりボロン等の三族不純物を注入して高抵抗
層２を形成し、この高抵抗層２上に半導体材料薄膜３を
形成し、この半導体材料薄膜３を所定形状に加工した
後、その上に複数の短絡電極４を形成したものである。
例との差異は、高抵抗層２の材料，構造及びその製造方
法にある。すなわち、半導体基板１内部表面側にイオン
注入法等によりボロン等の三族不純物を注入して高抵抗
層２を形成し、この高抵抗層２上に半導体材料薄膜３を
形成し、この半導体材料薄膜３を所定形状に加工した
後、その上に複数の短絡電極４を形成したものである。
【００１９】例えば、半導体基板１の抵抗率が10Ωcmで
高抵抗層２の抵抗率を1000Ωcmにする場合には、１立方
センチ当り 4.200 exp.14 程度の濃度を有するボロン
を、80keVで注入することにより実現することができ
る。
高抵抗層２の抵抗率を1000Ωcmにする場合には、１立方
センチ当り 4.200 exp.14 程度の濃度を有するボロン
を、80keVで注入することにより実現することができ
る。
【００２０】なお、高抵抗層２は、ボロンの代わりにイ
ンジウム等の三族不純物を用いることができる。
ンジウム等の三族不純物を用いることができる。
【００２１】また、半導体基板１がｐ型シリコン基板の
場合には、高抵抗層２は、アンチモンやリン等の五族不
純物を注入して形成する。
場合には、高抵抗層２は、アンチモンやリン等の五族不
純物を注入して形成する。
【００２２】この実施例によれば、高抵抗層２の抵抗率
として数百Ωcm程度を得ることができ、半導体材料薄膜
３に流れる電流が半導体基板１に流れることや、半導体
材料薄膜３に形成した短絡電極４の近接する短絡電極４
間でも半導体基板１を介して電流が流れることを抑える
ことができる。
として数百Ωcm程度を得ることができ、半導体材料薄膜
３に流れる電流が半導体基板１に流れることや、半導体
材料薄膜３に形成した短絡電極４の近接する短絡電極４
間でも半導体基板１を介して電流が流れることを抑える
ことができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、半導体基板表面側に高抵抗層
を形成し、この高抵抗層上に半導体材料薄膜を形成し、
この半導体材料薄膜に短絡電極を形成したものであり、
斯かる発明によれば、半導体材料薄膜に流れる電流が半
導体基板に流れることや、半導体材料薄膜に形成した短
絡電極の近接する短絡電極間でも半導体基板を介して電
流が流れることを抑えることができ、従来損失となって
いた電流消費を有効に使用することができるため、半導
体磁気抵抗素子の性能が向上する。
を形成し、この高抵抗層上に半導体材料薄膜を形成し、
この半導体材料薄膜に短絡電極を形成したものであり、
斯かる発明によれば、半導体材料薄膜に流れる電流が半
導体基板に流れることや、半導体材料薄膜に形成した短
絡電極の近接する短絡電極間でも半導体基板を介して電
流が流れることを抑えることができ、従来損失となって
いた電流消費を有効に使用することができるため、半導
体磁気抵抗素子の性能が向上する。
【００２４】また、安価で取り扱いの容易なＣＺウエハ
を用いることができるため、半導体磁気抵抗素子の製造
が容易となる。
を用いることができるため、半導体磁気抵抗素子の製造
が容易となる。
【図１】 本発明の第１実施例の斜視図。
【図２】 本発明の第２実施例の要部断面図。
１ 半導体基板
２ 高抵抗層
３ 半導体材料薄膜
４ 短絡電極
５ 保護膜
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−77556（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−74709（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−10882（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−62111（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−304097（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−169686（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−249577（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−147671（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−224159（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−231354（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−138267（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 43/08
G01R 33/09
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコン基板からなる半導体基板上にＣ
ＶＤ法やＭＢＥ法によりシリコン又はアンチモンを添加
したシリコンからなる前記半導体基板より比抵抗が高い
高抵抗層を形成し、この高抵抗層上に少なくともインジ
ウムとアンチモンとを含む半導体材料薄膜を形成し、こ
の半導体材料薄膜に短絡電極を形成したことを特徴とす
る半導体磁気抵抗素子。 - 【請求項２】 ｎ型シリコン基板からなる半導体基板内
部表面側にイオン注入法により三族不純物を注入して前
記半導体基板より比抵抗が高い高抵抗層を形成し、この
高抵抗層上に少なくともインジウムとアンチモンとを含
む半導体材料薄膜を形成し、この半導体材料薄膜に短絡
電極を形成したことを特徴とする半導体磁気抵抗素子。 - 【請求項３】 ｐ型シリコン基板からなる半導体基板内
部表面側にイオン注入法により五族不純物を注入して前
記半導体基板より比抵抗が高い高抵抗層を形成し、この
高抵抗層上に少なくともインジウムとアンチモンとを含
む半導体材料薄膜を形成し、この半導体材料薄膜に短絡
電極を形成したことを特徴とする半導体磁気抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22725596A JP3452233B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 半導体磁気抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22725596A JP3452233B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 半導体磁気抵抗素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070323A JPH1070323A (ja) | 1998-03-10 |
| JP3452233B2 true JP3452233B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=16857960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22725596A Expired - Fee Related JP3452233B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 半導体磁気抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3452233B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000269567A (ja) | 1999-03-18 | 2000-09-29 | Tdk Corp | 半導体磁気抵抗素子 |
-
1996
- 1996-08-29 JP JP22725596A patent/JP3452233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1070323A (ja) | 1998-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |