JPH05218528A - 磁電変換素子 - Google Patents

磁電変換素子

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JPH05218528A
JPH05218528A JP4020921A JP2092192A JPH05218528A JP H05218528 A JPH05218528 A JP H05218528A JP 4020921 A JP4020921 A JP 4020921A JP 2092192 A JP2092192 A JP 2092192A JP H05218528 A JPH05218528 A JP H05218528A
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JP
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thin film
semiconductor thin
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glass
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JP4020921A
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Takashi Ito
伊藤  隆
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 表面がガラス被覆処理された基板上に磁伝変
換素子の感磁薄膜となる半導体薄膜を直接形成した場合
に、その結晶構造の大きな違いに起因して高い電子移動
度を持つ良好な特性の半導体薄膜を得ることが難しいと
いう問題を解決し、高い電子移動度を持つ良好な特性の
半導体薄膜を得る。 【構成】 基板1のガラス被覆面2上に、中間層として
感磁薄膜となる半導体4と同じ結晶構造を有する高抵抗
半導体薄膜3を形成する。 【効果】 本発明の磁電変換素子及びその製造方法によ
れば、ガラス被覆処理した基板表面上に良好な結晶性の
半導体薄膜を容易に形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁電変換素子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】高感度の要求されるホール素子、磁気抵
抗素子等の磁電変換素子の感磁薄膜としては、高い電子
移動度が必要とされることから、Inx Ga1ーx Asy
Sb1ー y 薄膜(0≦x≦1、0≦y≦1)等の半導体薄
膜が広く用いられている。又、高感度の磁電変換素子を
実現するために、従来より図2、図3のように強磁性材
料の基板とチップにより感磁薄膜を挟むことで磁気集束
効果を狙ったサンドイッチ構造を用いることも広く行わ
れていた。この場合に用いられる強磁性材料の基板とし
てはフェライト基板等が用いられているが、フェライト
基板は表面粗度が大きく、磁電変換素子の素子化プロセ
スに適当でないことから、一般には図2のようにフェラ
イト基板表面をガラスグレーズ等の処理により平滑化し
た上で感磁薄膜を形成する方法や、図3のように、予
め、マイカ等の上に形成した感磁薄膜を接着剤を用いて
フェライト基板上に転写する方法等が行われていた。し
かし、第1の方法では半導体薄膜をガラス被覆面に直接
形成するために、その結晶構造の大きな違いに起因して
高い電子移動度を持つ良好な特性の半導体薄膜を得るこ
とが難しいという問題を持っていることから、最近、C
aF2 等の半導体薄膜に悪影響を与えることの少ない弱
結合界面を持つ物質を中間層として用いることで改善し
ようとする試み等がなされているが、良好な結晶性のC
aF2 等を低コストで再現性良くガラス被覆面に形成す
ることが難しく、未だ、量産技術として完成するには至
っていない。又、第2の方法では弱結合界面を持つ層状
物質であるマイカ等の上に良好な特性の感磁薄膜を形成
することは可能であり、これを接着剤を用いてフェライ
ト基板上に転写することもできるが、工程が複雑となる
こと、接着剤の存在により耐熱性において接着樹脂のガ
ラス転移点の制約を受ける等の問題を持っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の問題点
等を解決し、高感度で、かつ、耐熱性の優れた信頼性の
高い磁電変換素子及びその製造方法を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の磁電変換素子
は、表面がガラス被覆処理された基板上に高抵抗半導体
薄膜が形成され、かつ該高抵抗半導体薄膜上に形成され
た半導体薄膜を感磁薄膜としたことを特徴とする。本発
明の磁電変換素子の構造をホール素子を例として示した
ものを図1に示す。
【0005】本発明の磁電変換素子は感磁薄膜として用
いられる高い電子移動度を持つ半導体薄膜を得る目的
で、直接基板のガラス表面上に半導体薄膜を形成するの
ではなく、予め感磁薄膜と同一の結晶構造を持ち、か
つ、感磁薄膜に比べて無視できる程度に十分に高抵抗の
半導体薄膜を中間層として形成することで、高い電子移
動度を持つ半導体薄膜を得ることを実現するものであ
る。
【0006】即ち、本発明においては半導体薄膜をガラ
ス被覆面に直接形成した場合に、その結晶構造の大きな
違いに起因して高い電子移動度を持つ良好な特性の半導
体薄膜を得ることが難しいという問題を解決するため
に、感磁薄膜である半導体薄膜と基板との間の成長界面
を半導体薄膜−ガラスとするのでなく、高い電子移動度
を持つ良好な特性の半導体薄膜を得ることが容易な感磁
薄膜と同一の結晶構造を持ち、かつ、電気的には無視す
ることができる高抵抗の半導体薄膜との界面、即ち、半
導体薄膜−半導体薄膜としたものである。
【0007】本発明の磁電変換素子で感磁薄膜として用
いられる半導体薄膜としては、感磁薄膜として使用可能
な高い電子移動度を持つ半導体薄膜であれば何でも良い
が、一般に磁電変換素子の感磁薄膜として広く用いられ
ているInx Ga1ーx AsySb1ーy 薄膜(0≦x≦
1、0≦y≦1)は良く用いられ、その中でも特にIn
Sb、InAs、GaAs等の薄膜は好ましく用いられ
る。更に、これらの感磁薄膜が形成される高抵抗半導体
薄膜としては、感磁薄膜と同一の結晶構造を持ち、か
つ、感磁薄膜に比べて無視できる程度に十分に高抵抗の
半導体薄膜であれば何でも良いが、バンドギャップが広
く、結晶性が完全でない場合には容易に高抵抗となるG
aAs、InP等の薄膜は良く用いられ、その中でも特
に半絶縁性GaAs薄膜は好ましく用いられる。
【0008】又、本発明において用いられる表面がガラ
ス被覆処理された基板としては、フェライト基板表面を
ガラスグレーズ等の処理により平滑化したものが良く用
いられる。次に本発明の製造方法について説明する。本
発明の磁電変換素子の製造方法は表面がガラス被覆処理
された基板上に半絶縁性GaAs薄膜を形成する工程と
前記半絶縁性GaAs薄膜上にInx Ga1ー x Asy
1ーy 薄膜(0≦x≦1、0≦y≦1)を形成する工程
を含むことを特徴とする。
【0009】本発明の製造方法において表面がガラス被
覆処理された基板上に半絶縁性GaAs薄膜を形成する
工程は、半絶縁性とみなせる程度に十分に高抵抗の薄膜
が得られる形成方法であれば何でも良いが、真空蒸着
法、スパッター蒸着法等は好ましく用いられる。又、本
発明の製造方法において半絶縁性GaAs薄膜上にIn
x Ga1ーx As y Sb1ーy 薄膜(0≦x≦1、0≦y≦
1)を形成する工程は、高い電子移動度を持つ結晶性の
良好な薄膜が得られる形成方法であれば何でも良く、真
空蒸着法、分子線エピタシキー法、CVD法、MOCV
D法、スパッター蒸着法等は好ましく用いられる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の製造方法の1例について実施
例を用いて説明する。
【0011】
【実施例1】基板サイズ50mm角、厚さ0.3mmの
Ni−Znフェライト基板の表面にガラスグレーズ処理
を行い、膜厚15μmのガラス被覆層を形成した。次
に、RFマグネトロンスパッター装置を用いて、基板温
度300℃、スパッター時Arガス圧3×10-2Tor
rの成膜条件にて膜厚2000Åの半絶縁性のGaAs
薄膜を形成した。更に、抵抗ボート加熱の真空蒸着装置
を用いて基板温度400℃、蒸着時の真空度5×10-5
Torrの成膜条件にて1時間のInSb蒸着を行っ
た。続いて、InSb薄膜の特性評価を行ったところ、
厚さ1μm、シート抵抗145Ω、電子移動度2800
0cm2 /Vsの結果が得られた。基板のガラス表面上
に同一の蒸着条件を用いて、直接InSb薄膜を形成し
たサンプルと比較した結果を表1に示す。中間層である
半絶縁性のGaAs薄膜の存在により、4倍以上の電子
移動度の改善が認められた。次に得られたInSb薄膜
上で、フォトリソグラフィー技術を用いて電極形成、パ
ターンエッチングを行ない、多数のホール素子パターン
を作製した。これをダイシングにより個別のホール素子
に分離した上で、リードフレームのアイランド上にダイ
ボンドを行い、続いて、ホール素子上面に磁気集束用の
フェライトのチップをのせた上で、ワイヤボンド、モー
ルド、タイバーカットを行うことで、図1に示すような
構造のホール素子を作製した。作製したホール素子の特
性を表1と同様に、ガラス表面上に直接InSb薄膜を
形成したサンプルと比較した結果を表2に示す。膜特性
を反映して4倍以上の出力電圧が得られた。
【0012】
【実施例2】基板サイズ50mm角、厚さ0.3mmの
Ni−Znフェライト基板の表面にガラスグレーズ処理
を行い、膜厚15μmのガラス被覆層を形成した。次
に、RFマグネトロンスパッター装置を用いて、基板温
度300℃、スパッター時Arガス圧3×10-2Tor
rの成膜条件にて膜厚2000Åの半絶縁性のGaAs
薄膜を形成した。更に、抵抗ボート加熱の真空蒸着装置
を用いて基板温度400℃、蒸着時の真空度3×10-5
Torrの成膜条件にて1時間のInAs蒸着を行っ
た。続いて、InAs薄膜の特性評価を行ったところ、
厚さ1μm、シート抵抗165Ω、電子移動度7000
cm2 /Vsの結果が得られた。基板のガラス表面上に
同一の蒸着条件を用いて、直接InAs薄膜を形成した
サンプルと比較した結果を表3に示す。中間層である半
絶縁性のGaAs薄膜の存在により、2倍程度の電子移
動度の改善が認められた。次に得られたInAs薄膜上
で、フォトリソグラフィー技術を用いて電極形成、パタ
ーンエッチングを行ない、多数のホール素子パターンを
作製した。これをダイシングにより個別のホール素子に
分離した上で、リードフレームのアイランド上にダイボ
ンドを行い、続いて、ホール素子上面に磁気集束用のフ
ェライトのチップをのせた上で、ワイヤボンド、モール
ド、タイバーカットを行うことで、図1に示すような構
造のホール素子を作製した。作製したホール素子の特性
を表3と同様に、ガラス表面上に直接InAs薄膜を形
成したサンプルと比較した結果を表4に示す。膜特性を
反映して2倍程度の出力電圧が得られた。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【表3】
【0016】
【表4】
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁電変換
素子及びその製造方法によれば、ガラス被覆処理したフ
ェライト等の基板表面上に磁電変換素子の感磁部として
適した高い電子移動度を持つ良好な結晶性の半導体薄膜
を容易に形成することができることから、高感度で、か
つ、耐熱性の優れた信頼性の高い磁電変換素子を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁電変換素子の構造をホール素子を例
として示した図。
【図2】従来の磁電変換素子の構造をホール素子を例と
して示した図。
【図3】従来の磁電変換素子の別の構造をホール素子を
例として示した図。
【符号の説明】
1 基板(フェライト基板) 2 ガラス被覆層 3 高抵抗半導体薄膜(半絶縁性GaAs薄膜) 4 感磁半導体薄膜(Inx Ga1ーx Asy Sb1ーy
薄膜) 5 電極 6 フェライトチップ 7 ボンディングワイヤ 8 リード 9 モールド樹脂 10 接着剤

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面がガラス被覆処理された基板上に高
    抵抗半導体薄膜が形成され、かつ該高抵抗半導体薄膜上
    に形成された半導体薄膜を感磁薄膜としたことを特徴と
    する磁電変換素子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779031A (ja) * 1993-09-07 1995-03-20 Showa Denko Kk 磁電変換素子
JPH07111347A (ja) * 1993-10-12 1995-04-25 Showa Denko Kk ホール素子
JP2007093468A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 電子部品

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2007093468A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 電子部品

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