JP4653397B2 - ホール素子の製造方法 - Google Patents
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Description
直径2インチのGaAs基板上に分子線エピタキシー(MBE)法により、第1の化合物半導体層として600nmのAl0.55Ga0.45AsSb、活性層として50nmのInAs、第2の化合物半導体層として60nmのAl0.55Ga0.45AsSb、第3の化合物半導体層として6nmのGaAsSbを順次成膜した。
直径2インチのGaAs基板上に、分子線エピタキシー(MBE)法により、第1の化合物半導体層として600nmのAl0.55Ga0.45AsSb、活性層として15nmのInAs、第2の化合物半導体層として60nmのAl0.55Ga0.45AsSb、第3の化合物半導体層として6nmのGaAsSbを順次成膜した。
直径2インチのGaAs基板上に、分子線エピタキシー(MBE)法により、第1の化合物半導体層として600nmのAl0.55Ga0.45AsSb、活性層として70nmのInAs、第2の化合物半導体層として60nmのAl0.55Ga0.45AsSb、第3の化合物半導体層として6nmのGaAsSbを順次成膜した。
直径2インチのGaAs基板上に、分子線エピタキシー(MBE)法により、第1の化合物半導体層として600nmのAl0.55Ga0.45AsSb、活性層として35nmのInAs、第2の化合物半導体層として60nmのAl0.55Ga0.45AsSb、第3の化合物半導体層として6nmのGaAsSbを順次成膜した。
直径2インチのGaAs基板上に、分子線エピタキシー(MBE)法により、第1の化合物半導体層として600nmのAl0.45Ga0.55AsSb、活性層として50nmのInAs、第2の化合物半導体層として60nmのAl0.45Ga0.55AsSb、第3の化合物半導体層として6nmのGaAsSbを順次成膜した。
直径2インチのGaAs基板上に、分子線エピタキシー(MBE)法により、第1の化合物半導体層として600nmのAl0.65Ga0.35AsSb、活性層として50nmのInAs、第2の化合物半導体層として60nmのAl0.65Ga0.35AsSb、第3の化合物半導体層として6nmのGaAsSbを順次形成した。
Sbの組成は、Ge(220)単結晶を用いた4結晶法による高分解能X線回折法で求めた精密な格子定数を基にべガード則から算出し、電子移動度等の電気特性は、van der Pauw法によるホール効果の測定から評価した。
直径2インチのGaAs基板上に、分子線エピタキシー(MBE)法により、第1の化合物半導体層として600nmのAl0.65Ga0.35AsSb、活性層として50nmのIn0.97Ga0.03As0.98Sb0.02、第2の化合物半導体層として60nmのAl0.65Ga0.35AsSb、第3の化合物半導体層として6nmのGaAsSbを順次成膜した。
次に、実施例1で形成した積層基板上に、フォトリソグラフィー法を用いて、図4と同様な磁気センサであるホール素子を形成し、ホール素子特性を測定した。電極は、真空蒸着法によりTi層100nm、Au層600nmを連続蒸着して用いた。ホール素子のチップサイズは360μm×360μmであり、感磁部の長さ(対向した電極間長)が95μm、幅が35μmである。このホール素子に、50mTの磁場中で3Vの入力電圧を加えてホール素子の感度を測定した。測定は基板中央の素子で実行した。
表10は、比較例1で形成した積層体を用いて実施例7と同様にホール素子を形成し、同条件でホール素子特性を測定した結果を纏めたものである。
表11は、実施例2〜6で形成した積層体を用いて、実施例7と同様にホール素子を形成し、同条件でホール素子特性を測定した結果(感度、及び入力抵抗、並びにこれらのばらつき)を纏めたものである。
直径2インチのGaAs基板上に、分子線エピタキシー(MBE)法により、第1の化合物半導体層として600nmのAl0.55Ga0.45AsSb、活性層として50nmのInAs、第2の化合物半導体層として60nmのAl0.55Ga0.45AsSb、第3の化合物半導体層として6nmのGaAsを順次成膜した。
表13は、実施例7と同様に、フォトリソグラフィー法を用いて図4と同様な磁気センサ(ホール素子)を形成してホール素子特性を測定した結果を纏めたものである。
図4に示す化合物半導体ホール素子を以下の工程により作製した。
図1に示す従来の化合物半導体ホール素子を以下の工程により作製した。半導体薄膜の層構成および作製手順は、上述した実施例1と同じである。
上述した実施例11と層構成の異なる半導体薄膜で、図4に示す化合物半導体ホール素子を作製する工程について以下に説明する。
上述した実施例12と層構成の同じ半導体薄膜で、図1に示す化合物半導体ホール素子を作製する工程について以下に説明する。半導体薄膜の作製手順は実施例12と同じである。ウェハプロセスの手順を以下に説明する。
図4に示す化合物半導体ホール素子を以下の工程により作製した。
図1に示すホール素子を以下の工程により作製した。
図5に示すホール素子を以下の工程により作製した。
図5に示すホール素子を以下の工程により作製した。
実施例14と同じ層構成の半導体薄膜で、図4に示すホール素子を作製する工程を以下に説明する。
実施例13と同じ層構成の半導体薄膜で、図8に示すホール素子を作製する工程を以下に説明する。
実施例14と同じ層構成の半導体薄膜で、図8に示すホール素子を作製する工程を以下に説明する。
実施例13と同じ層構成の半導体薄膜を用いて、図10に示すホール素子を作製する工程を以下に説明する。
実施例13と同じ層構成の半導体薄膜を用いて、図13に示すホール素子を作製する工程を以下に説明する。
実施例13と同じ層構成の半導体薄膜を用いて、図14に示すホール素子を作製する工程を以下に説明する。
実施例14と同じ層構成の半導体薄膜を用いて、図14に示すホール素子を作製する工程を以下に説明する。
ホール素子を使ったポインティングデバイスの簡単なモデルを作製した。
2 半導体薄膜
2a 第一化合物半導体層
2b 活性層
2c 第二化合物半導体層
2d 第三化合物半導体層
3 金属電極層
4 保護層
11,21,31,41,51,61,71 基板
12,22,32,42,52,62,72 第1の化合物半導体層
13,23,33,43,53,63,73 活性層
14,24,34,44,54,64,74 第2の化合物半導体層
25,35,45,55,65,75 第3の化合物半導体層
36,46,56,66,76 金属電極層
37 保護層
52〜55 半導体薄膜
57,67,77 第一保護層
58,68、78 第二保護層
79 第三保護層
161,171 ホール素子
162 磁石
163 携帯機器本体
164 携帯機器の蓋
172 制御用IC
Claims (4)
- InX1Ga1−X1AsY1Sb1−Y1(0≦X1≦1、0≦Y1≦1)からなる活性層の上下に、該活性層より大きな禁制帯幅を有する化合物半導体層を配置した半導体薄膜を形成する工程と、
金属電極層を形成する領域の上部の化合物半導体層をエッチングして前記活性層を露出する工程と、
次いで、前記活性層が露出された前記半導体薄膜をすべて覆うように第一保護層を形成する工程と、
さらに、パターンニングした前記第一保護層をマスクとして用いて前記半導体薄膜の感磁部及び電極接触部以外をエッチングするエッチング工程と、
前記エッチング工程で露出した基板と前記半導体薄膜の側面及び前記第一保護層を第二保護層で被覆し、前記活性層のみに接触する前記金属電極層を形成する工程と
を有することを特徴とするホール素子の製造方法。 - InX1Ga1−X1AsY1Sb1−Y1(0≦X1≦1、0≦Y1≦1)からなる活性層の上下に、該活性層より大きな禁制帯幅を有するSbを含む化合物半導体層を配置した半導体薄膜を形成する工程と、
前記半導体薄膜の形成工程の後に第一保護層を形成する工程と、
パターニングされた前記第一保護層をマスクとして用いて前記半導体薄膜の感磁部及び電極接触部以外をエッチング工程で除去する工程と、
エッチング工程で露出した基板と前記半導体薄膜及び前記第一保護層を第二保護層で被覆する工程と、
前記第二保護層、前記第一保護層及び上部化合物半導体層をエッチング工程により除去して金属電極層と接触する前記活性層を露出させる工程と、
エッチング工程で露出した前記半導体薄膜及び前記第二保護層を第三保護層で被覆する工程と、
前記第三保護層をパターニングして前記活性層を露出する工程と、
前記金属電極層を形成する工程と
を有することを特徴とするホール素子の製造方法。 - 前記第一保護層がSiO2で、前記第二保護層がSi3N4であることを特徴とする請求項1又は2に記載のホール素子の製造方法。
- 前記半導体薄膜が、GaAs又はSiの基板上に形成され、前記活性層が、InAsで、前記化合物半導体層が、AlZ1Ga1−Z1AsY2Sb1−Y2(0≦Z1≦1、0≦Y2≦0.3)であることを特徴とする請求項1又は2に記載のホール素子の製造方法。
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