JPH1126835A - Semiconductor hall element and its manufacture - Google Patents

Semiconductor hall element and its manufacture

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JPH1126835A
JPH1126835A JP9176912A JP17691297A JPH1126835A JP H1126835 A JPH1126835 A JP H1126835A JP 9176912 A JP9176912 A JP 9176912A JP 17691297 A JP17691297 A JP 17691297A JP H1126835 A JPH1126835 A JP H1126835A
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JP
Japan
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mask
region
substrate
forming
active region
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JP9176912A
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Japanese (ja)
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Tetsuo Ishii
井 哲 夫 石
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the detecting sensitivity of an active area formed in the surface layer area of a semiconductor substrate for a magnetic flux which is impressed upon the semiconductor substrate obliquely to or in parallel with the surface of the substrate by forming the active area so that the bottom of the area may be inclined continuously against the surface of the substrate from one end to the other end. SOLUTION: A galvanomagnetic section, namely, an active area 14 and an electrode 16 for inputting current or outputting voltage are formed in the surface layer section of a semi-insulating gallium arsenide substrate 12 split in a square shape. The active area 14 has an n-type conductivity and an n<+> -area having a high carrier concentration (10<18> cm<-3> ) is formed below the electrode 16. In addition, the surface of the substrate 12 is coated with a protective film 20. The depth of the active area 14 from the surface of the substrate 12 is not uniform, but is continuously changed in an oblique depth distribution. Therefore, the active area 14 can detect a magnetic flux with high sensitivity even when the magnetic flux is impressed upon the substrate in parallel with the surface of the substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ホール素子及
びその製造方法に関し、特に素子の基板に対して斜め方
向の磁界を感度良く検出することができる半導体ホール
素子及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor Hall element and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor Hall element capable of detecting a magnetic field oblique to a substrate of the element with high sensitivity and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ホール素子は、半導体のホール効
果を利用することにより、磁界の強度を電圧信号として
検出する素子であり、例えば、ビデオ・カセット・レコ
ーダやフロッピー・ディスク・ドライブなどの装置にお
いてモータの動作を制御するために広く利用されてい
る。
2. Description of the Related Art A semiconductor Hall element is an element for detecting the intensity of a magnetic field as a voltage signal by utilizing the Hall effect of a semiconductor. For example, in a device such as a video cassette recorder or a floppy disk drive. Widely used to control the operation of motors.

【0003】図8は、従来の半導体ホール素子を表す概
略構成図である。すなわち、同図(a)は、その平面図
であり、同図(b)は、そのA−A’線断面図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a conventional semiconductor Hall element. That is, FIG. 3A is a plan view thereof, and FIG. 3B is a sectional view taken along line AA ′.

【0004】半導体ホール素子は、一般に、III−V
族系の化合物半導体基板上に形成される。図8に示した
例では、一辺が200〜300ミクロンの正方形状に分
割された半絶縁性のガリウム砒素基板110の表面層部
分に、磁電変換部120と、電流入力あるいは電圧出力
のための電極130とが形成されている。磁電変換部1
20は、基板110の表面から一様な深さに形成された
n型領域であり、「活性領域」と称されることもある。
また、電極130の下部には、高いキャリア濃度を有す
るn+ 型領域が形成されている。さらに、基板110の
表面は、保護膜140により覆われている。
[0004] A semiconductor Hall element is generally a III-V
It is formed on a group III compound semiconductor substrate. In the example shown in FIG. 8, on the surface layer portion of a semi-insulating gallium arsenide substrate 110 divided into squares each having a side of 200 to 300 microns, a magnetoelectric converter 120 and electrodes for current input or voltage output are provided. 130 are formed. Magnetoelectric converter 1
Reference numeral 20 denotes an n-type region formed at a uniform depth from the surface of the substrate 110, and may be referred to as an “active region”.
Further, an n + -type region having a high carrier concentration is formed below the electrode 130. Further, the surface of the substrate 110 is covered with a protective film 140.

【0005】図8に示したような従来のホール素子は、
基板110の表面に対して垂直な方向の磁束に対して
は、十分な感度を有するが、平行な方向の磁束に対して
は殆ど感度を有さない。
A conventional Hall element as shown in FIG.
It has sufficient sensitivity to magnetic flux in a direction perpendicular to the surface of the substrate 110, but has little sensitivity to magnetic flux in a direction parallel to the surface.

【0006】ここで、図9を参照しながら、ホール素子
の感度特性について説明する。
Here, the sensitivity characteristics of the Hall element will be described with reference to FIG.

【0007】図9は、半導体基板200に対して、磁束
Bが印加されている様子を表す概略説明図である。ここ
で、半導体基板200の幅をw、長さをl、厚さをd、
基板200の表面と磁束Bとの間の角度をθとすると、
ホール効果によるホール出力電圧Vhは、次式により表
される。
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a state in which a magnetic flux B is applied to the semiconductor substrate 200. Here, the width of the semiconductor substrate 200 is w, the length is 1, the thickness is d,
Assuming that the angle between the surface of the substrate 200 and the magnetic flux B is θ,
The Hall output voltage Vh due to the Hall effect is represented by the following equation.

【0008】 Vh=Kh・Ic・B・sinθ (1) ここで、Kh=Rh・fh(θ/w)/d 上式において、Rhは「ホール係数」と称される量であ
る。また、fhは(θ/w)の関数であり、「形状因
子」と称される。(1)式において、磁束Bが一定であ
ると仮定すると、θ=90°すなわち磁束Bが基板面に
対して垂直な場合にホール電圧Vhは最大となり、θ=
0°すなわち磁束Bが基板面に対して平行な場合にホー
ル電圧Vhは最小となる。つまり、磁束に対してホール
素子を平行方向に配置すると、検出感度が低くなる。
Vh = Kh · Ic · B · sin θ (1) where Kh = Rh · fh (θ / w) / d In the above equation, Rh is an amount called “Hall coefficient”. Fh is a function of (θ / w) and is called a “form factor”. In equation (1), assuming that the magnetic flux B is constant, the Hall voltage Vh becomes maximum when θ = 90 °, that is, when the magnetic flux B is perpendicular to the substrate surface, and θ =
When the magnetic flux B is 0 °, that is, when the magnetic flux B is parallel to the substrate surface, the Hall voltage Vh becomes minimum. That is, if the Hall element is arranged in a direction parallel to the magnetic flux, the detection sensitivity decreases.

【0009】このために、図8に示したような従来のホ
ール素子を使用する際には、検出すべき磁束に対して基
板表面ができるだけ垂直方向になるように実装上の工夫
が凝らされていた。
For this reason, when the conventional Hall element as shown in FIG. 8 is used, a device for mounting is devised so that the substrate surface is as vertical as possible to the magnetic flux to be detected. Was.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、ホール
素子を使用したブラシレス・モータなどを搭載した各種
の電子機器に対して、さらなる小型化、薄型化が要求さ
れている。この要求に応えるために、検出すべき磁束の
方向に対して、ホール素子を垂直に実装することが困難
になるような場合がしばしば生ずる。このように、寸法
上の制約から、ホール素子を磁束に対して斜め方向に実
装すると、検出感度が低下し、電子機器の信頼性が低下
することとなる。また、極端な場合には、実質的に磁束
を検出できず、ホール素子を利用することが不可能とな
る場合も生じていた。
However, in recent years, there has been a demand for further miniaturization and thinning of various electronic devices equipped with a brushless motor using a Hall element. In order to meet this requirement, it often occurs that it is difficult to mount the Hall element perpendicular to the direction of the magnetic flux to be detected. As described above, when the Hall element is mounted obliquely with respect to the magnetic flux due to the dimensional restriction, the detection sensitivity is reduced and the reliability of the electronic device is reduced. Further, in an extreme case, the magnetic flux cannot be detected substantially, and it may be impossible to use the Hall element.

【0011】図10は、ビデオ・テープ・レコーダやフ
ロッピー・ディスク・ドライブ装置において使用されて
いる薄型ブラシレス・モータの要部を表す概略構成図で
ある。すなわち、ブラシレス・モータにおいては、電磁
石150とマグネット180とが対向している。マグネ
ット180はロータ160に固定され、軸182を中心
に回転し、軸受け182により支持されている。この電
磁石150からの磁束を検出するためにホール素子17
0が使用されている。ここで、モータの厚さ寸法を薄く
するためには、ホール素子170は、同図に示したよう
に、電磁石150に対して平行方向に実装することが望
ましい。その結果として、同図に示したように、磁束B
は、ホール素子170に対して斜め方向から入射するこ
ととなる。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a main part of a thin brushless motor used in a video tape recorder or a floppy disk drive. That is, in the brushless motor, the electromagnet 150 and the magnet 180 face each other. The magnet 180 is fixed to the rotor 160, rotates around a shaft 182, and is supported by a bearing 182. In order to detect the magnetic flux from the electromagnet 150, the Hall element 17 is used.
0 is used. Here, in order to reduce the thickness of the motor, the Hall element 170 is desirably mounted in a direction parallel to the electromagnet 150 as shown in FIG. As a result, as shown in FIG.
Is incident on the Hall element 170 from an oblique direction.

【0012】しかし、図9に関して前述したように、従
来のホール素子は、素子の基板に対して入射する磁束の
方向が平行に近づくほど検出感度が低下するという問題
を有する。従って、ホール素子の検出感度の維持と、搭
載機器の小型化という2つの要請を同時に満足すること
が困難であった。
However, as described above with reference to FIG. 9, the conventional Hall element has a problem that the detection sensitivity decreases as the direction of the magnetic flux incident on the element substrate approaches parallel. Therefore, it has been difficult to simultaneously satisfy the two requirements of maintaining the detection sensitivity of the Hall element and miniaturizing the mounted device.

【0013】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のである。すなわち、本発明は、ホール素子の基板に対
して垂直な方向の磁束だけでなく、平行な方向の磁束に
対しても十分な感度を有し、その使用に際して実装上の
工夫を凝らす必要を無くし、且つ信頼性が高く、用途を
拡大することができる半導体ホール素子及びその製造方
法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem. That is, the present invention has sufficient sensitivity not only to the magnetic flux in the direction perpendicular to the substrate of the Hall element but also to the magnetic flux in the direction parallel thereto, and eliminates the need for elaborate mounting when using the same. It is another object of the present invention to provide a semiconductor Hall element which has high reliability and can be used in a wide range of applications, and a method for manufacturing the same.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の半導
体ホール素子は、半導体基板の表面に対して傾斜した底
面を有する活性領域を備えたものとして構成される。こ
のように活性領域を形成することにより、基板に対して
斜め或いは平行に印加される磁束に対する感度を向上さ
せることができる。
That is, a semiconductor Hall element of the present invention is configured as having an active region having a bottom surface inclined with respect to the surface of a semiconductor substrate. By forming the active region in this manner, the sensitivity to magnetic flux applied obliquely or parallel to the substrate can be improved.

【0015】また、この半導体基板は、半絶縁性のガリ
ウム砒素基板であり、活性領域は、n型領域とすること
が望ましい。
The semiconductor substrate is a semi-insulating gallium arsenide substrate, and the active region is preferably an n-type region.

【0016】さらに、このn型領域のドーパントとして
は、シリコンを用いることが望ましい。
Further, it is desirable to use silicon as a dopant for the n-type region.

【0017】また、本発明による半導体ホール素子の製
造方法は、半導体基板の表面に傾斜面を有する凹部を形
成し、その凹部に半導体結晶を埋め込んで活性領域とす
る工程を含むものとして構成される。
Further, the method of manufacturing a semiconductor Hall element according to the present invention is configured to include a step of forming a concave portion having an inclined surface on a surface of a semiconductor substrate and embedding a semiconductor crystal in the concave portion to form an active region. .

【0018】このような凹部は、メサ・エッチングによ
り形成することが望ましい。
It is desirable that such a concave portion is formed by mesa etching.

【0019】また、本発明による半導体ホール素子の第
2の製造方法は、半導体基板の表面にくさび型の断面形
状を有するマスクを形成し、このマスクを透過させてド
ーパントを導入することにより構成される。
A second method of manufacturing a semiconductor Hall element according to the present invention comprises forming a mask having a wedge-shaped cross section on the surface of a semiconductor substrate and transmitting a dopant through the mask to introduce a dopant. You.

【0020】このようなくさび型の断面形状を有するマ
スクは、サイド・エッチングを利用することにより形成
することができ、または、薄膜を堆積させて階段状と
し、必要に応じて、加熱により軟化させて形成すること
ができる。
The mask having such a wedge-shaped cross-sectional shape can be formed by utilizing side etching, or by depositing a thin film into a step shape and, if necessary, softening by heating. Can be formed.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は、本発明による半導体ホール素子を
表す概略構成図である。すなわち、同図(a)は、その
平面図であり、同図(b)は、そのA−A’線断面図で
ある。
FIG. 1 is a schematic structural view showing a semiconductor Hall element according to the present invention. That is, FIG. 3A is a plan view thereof, and FIG. 3B is a sectional view taken along line AA ′.

【0023】本発明による半導体ホール素子10は、例
えば、III−V族系の化合物半導体基板上に形成する
ことができる。図1に示した例では、正方形状に分割さ
れた半絶縁性のガリウム砒素基板12の表面層部分に、
磁電変換部すなわち活性領域14と、電流入力あるいは
電圧出力のための電極16とが形成されている。活性領
域14の導電型はn型であり、そのキャリア濃度は、例
えば1017cm-3とすることができる。また、電極16
の下部には、高いキャリア濃度を有するn+型領域18
が形成されている。そのキャリア濃度は、例えば1018
cm-3とすることができる。さらに、基板12の表面
は、保護膜20により覆われている。
The semiconductor Hall element 10 according to the present invention can be formed, for example, on a group III-V compound semiconductor substrate. In the example shown in FIG. 1, the surface layer portion of the semi-insulating gallium arsenide substrate 12 divided into a square shape is
A magnetoelectric converter or active region 14 and electrodes 16 for current input or voltage output are formed. The conductivity type of the active region 14 is n-type, and the carrier concentration thereof can be, for example, 10 17 cm −3 . The electrode 16
Is formed under the n + -type region 18 having a high carrier concentration.
Are formed. The carrier concentration is, for example, 10 18
cm −3 . Further, the surface of the substrate 12 is covered with a protective film 20.

【0024】ここで、本発明によれば、活性領域14の
深さは、基板12の表面から一様でなく、連続的に変化
するように形成されている。このように、活性領域14
が基板12表面に対して、斜めの深さ分布を有するよう
に形成されているので、基板に対して平行方向の磁束に
対しても十分な検出感度を得ることができる。
Here, according to the present invention, the depth of the active region 14 is not uniform from the surface of the substrate 12 and is formed so as to change continuously. Thus, the active region 14
Is formed so as to have an oblique depth distribution with respect to the surface of the substrate 12, so that a sufficient detection sensitivity can be obtained even for a magnetic flux parallel to the substrate.

【0025】本発明のホール素子の検出感度について、
図2を参照しつつ、以下に説明する。
Regarding the detection sensitivity of the Hall element of the present invention,
This will be described below with reference to FIG.

【0026】図2(a)は、本発明によるホール素子の
活性領域14の概略斜視図であり、同図(b)は、その
活性領域14に対して磁束Bが印加されている様子を
表す概略側面図である。ここで、活性領域14の幅を
w、長さをl、基板表面からの最浅部の深さをa、基板
表面からの最深部の深さを(a+b)、活性領域の底面
が基板面となす角度をψとする。また同図(b)に示し
たように、θ、δ及びhを定義する。すると、 ホール効果による電圧:Ey=Rh・j・B ホール係数 :Rh=1/(n・c・q) 電流密度 :j=I・cosθ/(w・h) 磁束密度 :B=B・cos(δ−θ) と表すことができる。従って、ホール電圧Vhは、次式
により表すことができる。
FIG. 2A is a schematic perspective view of the active region 14 of the Hall element according to the present invention, and FIG. 2B shows a state where a magnetic flux B0 is applied to the active region 14. It is a schematic side view showing. Here, the width of the active region 14 is w, the length is 1, the shallowest depth from the substrate surface is a, the deepest depth from the substrate surface is (a + b), and the bottom surface of the active region is the substrate surface. And the angle formed by と. Also, θ, δ, and h are defined as shown in FIG. Then, the voltage due to the Hall effect: Ey = Rh · j · B Hall coefficient: Rh = 1 / (n · c · q) Current density: j = I · cos θ / (w · h) Magnetic flux density: B = B 0 · cos (δ−θ). Therefore, the Hall voltage Vh can be expressed by the following equation.

【0027】[0027]

【数1】 すなわち、ホール電圧の分布の中心値が(ψ/2)だけ
ずれて、その大きさはcos(ψ/2)倍となることが
分かる。
(Equation 1) That is, it can be seen that the center value of the Hall voltage distribution is shifted by (ψ / 2), and the magnitude is cos (ψ / 2) times.

【0028】図3は、(2)式により表されるホール素
子の出力電圧特性を、従来のホール素子の特性と比較し
つつ表したグラフ図である。すなわち、同図の縦軸はホ
ール素子の出力電圧を表す。また、横軸は基板面に対す
る磁束の入射角度を表し、基板面に対して垂直に入射す
る場合の角度をゼロとして表している。
FIG. 3 is a graph showing the output voltage characteristics of the Hall element represented by the equation (2) in comparison with the characteristics of the conventional Hall element. That is, the vertical axis in the figure represents the output voltage of the Hall element. The horizontal axis represents the angle of incidence of the magnetic flux on the substrate surface, and the angle when the magnetic flux is perpendicularly incident on the substrate surface is represented as zero.

【0029】同図から明らかなように、従来のホール素
子では、基板面に対して磁束が垂直に入射する場合にホ
ール素子の検出感度がピークとなっているのに対して、
本発明によれば、磁束の入射角度が(ψ/2)の時にホ
ール素子の検出感度のピークが得られる。また、本発明
によるホール素子のほうが従来よりも、よりブロードな
感度特性を示し、入射磁束に対して感度を有する範囲が
従来よりも広いことが分かる。
As is apparent from FIG. 2, in the conventional Hall element, the detection sensitivity of the Hall element peaks when the magnetic flux is perpendicularly incident on the substrate surface.
According to the present invention, the peak of the detection sensitivity of the Hall element is obtained when the incident angle of the magnetic flux is (ψ / 2). Further, it can be seen that the Hall element according to the present invention exhibits broader sensitivity characteristics than the conventional one, and the range of sensitivity to the incident magnetic flux is wider than the conventional one.

【0030】図3では、横軸に表した角度αにおいて、
従来のホール素子と本発明によるホール素子とのホール
電圧とが一致している。すなわち、本発明によれば、磁
束の入射角度がαよりも大きくなる場合には、従来より
も高い感度が得られる。本発明者の実験によれば、活性
領域14の底面が基板面に対して様々の角度を有するよ
うな複数のホール素子を試作し、それぞれについて磁束
の入射方向を変化させながらホール電圧Vhを測定した
結果、図3に示した通りの感度特性が得られることが確
認された。
In FIG. 3, at an angle α represented on the horizontal axis,
The Hall voltages of the conventional Hall element and the Hall element according to the present invention match. That is, according to the present invention, when the angle of incidence of the magnetic flux is larger than α, higher sensitivity than before can be obtained. According to the experiment of the inventor, a plurality of Hall elements in which the bottom surface of the active region 14 has various angles with respect to the substrate surface are prototyped, and the Hall voltage Vh is measured for each of the Hall elements while changing the incident direction of magnetic flux. As a result, it was confirmed that the sensitivity characteristics as shown in FIG. 3 were obtained.

【0031】以上の説明から明らかなように、本発明に
よれば、素子の基板面に対して斜めに入射する磁束に対
して、従来よりも高い検出感度を有する。さらに、基板
面に対して平行な方向の磁束をも検出することができる
ようになる。その結果として、磁束に対して、ホール素
子を平行方向に実装することができるようになり、ブラ
シレス・モータなどの各種の機器を容易に小型化、薄型
化することができるようになる。また、実装工程が容易
となり、製造コストも低減するとともに、ホール素子を
搭載した各種の機器の信頼性を向上することができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, a higher detection sensitivity is provided for the magnetic flux obliquely incident on the substrate surface of the element than in the prior art. Further, the magnetic flux in the direction parallel to the substrate surface can be detected. As a result, the Hall element can be mounted in the direction parallel to the magnetic flux, and various devices such as a brushless motor can be easily reduced in size and thickness. Further, the mounting process is facilitated, the manufacturing cost is reduced, and the reliability of various devices equipped with the Hall element can be improved.

【0032】次に、本発明によるホール素子の製造方法
について説明する。
Next, a method of manufacturing a Hall element according to the present invention will be described.

【0033】図4は、本発明によるホール素子の製造工
程を表す概略工程断面図である。まず、図4(a)に示
したように、面方位(100)を有する半絶縁性のガリ
ウム砒素基板12の表面に光触刻法により開口32を有
するフォトレジスト・マスク30を形成する。次に、こ
の開口32を介して、基板12の表面部分を深さ100
ミクロン程度まで異方的にエッチングする。この際のエ
ッチング法としては、いわゆるメサ・エッチングとする
ことが望ましく、例えば、臭化メチル(Br2 −CH3
OH)を用いたウエット・エッチング法を用いることが
できる。このメサ・エッチングによって、基板12の表
面に対して54゜44´の角度をなす(111)、(1
−1−1)の順メサ面からなる傾斜面部34が形成され
る。
FIG. 4 is a schematic process sectional view showing a process of manufacturing a Hall element according to the present invention. First, as shown in FIG. 4A, a photoresist mask 30 having an opening 32 is formed on the surface of a semi-insulating gallium arsenide substrate 12 having a plane orientation (100) by a photolithography method. Next, through the opening 32, the surface of the substrate 12 is
Etch anisotropically down to about a micron. The etching method at this time is preferably so-called mesa etching, for example, methyl bromide (Br 2 —CH 3
OH) can be used. This mesa etching makes an angle of 54 ゜ 44 ′ with respect to the surface of the substrate 12 (111), (1).
The inclined surface portion 34 composed of the normal mesa surface of -1-1) is formed.

【0034】次に、図4(b)に示したように、フォト
レジスト・マスク30を除去し、さらにn型ガリウム砒
素層をエピタキシャル成長させ、さらにラッピングによ
り表面を平坦化させることによって、活性領域14を形
成する。活性領域14のキャリア濃度は例えば、1017
cm-3とすることができる。また、このエピタキシャル
成長法は、傾斜面上に埋め込み成長ができる方法であれ
ば良く、例えば液層成長法(liquid phase
epitaxy:LPE)を用いることができる。ま
た、有機金属気相成長法(metal−organic
vapourphase epitaxy:MOVP
E)や分子線エピタキシャル法(molucular
beam epitaxy:MBE)などの気相成長法
(vapour phase epitaxy:VP
E)も用いても良い。
Next, as shown in FIG. 4B, the photoresist mask 30 is removed, an n-type gallium arsenide layer is epitaxially grown, and the surface is flattened by lapping. To form The carrier concentration of the active region 14 is, for example, 10 17
cm −3 . The epitaxial growth method may be any method as long as the method allows buried growth on an inclined surface, and for example, a liquid phase growth method (liquid phase growth method).
epitaxy: LPE). In addition, metal-organic vapor phase epitaxy (metal-organic)
vaporphase epitaxy: MOVP
E) and molecular beam epitaxy (molecular)
vapor phase epitaxy: VP such as beam epitaxy: MBE
E) may also be used.

【0035】次に、図4(c)に示したように、フォト
レジスト・マスク36を形成し、n型ドーパントを選択
的に導入してn+ 領域18を形成する。ここで、n+
域18は、n型領域の対向する2つの傾斜面34のうち
の片方のみを残すように形成する。このように形成する
ことにより、基板面に対して傾斜した底面を有する活性
領域14を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 4C, a photoresist mask 36 is formed, and an n-type dopant is selectively introduced to form an n + region 18. Here, the n + region 18 is formed so as to leave only one of two opposing inclined surfaces 34 of the n-type region. By forming in this manner, the active region 14 having a bottom surface inclined with respect to the substrate surface can be formed.

【0036】また、n+ 領域18を形成する際のn型ド
ーパントの導入方法としては、例えば、イオン注入法や
熱拡散法などを用いることができる。また、n型ドーパ
ントとしては、例えば、シリコンを用いることができ
る。イオン注入法を採用する場合は、例えば、加速電圧
360キロボルト、ドーズ量4×1013cm-2で、原子
量29のシリコンを注入し、その後にアニールを施すこ
とにより、n+ 領域18を形成することができる。
As the method of introducing the n-type dopant when forming the n + region 18, for example, an ion implantation method or a thermal diffusion method can be used. As the n-type dopant, for example, silicon can be used. In the case of employing the ion implantation method, for example, silicon having an atomic weight of 29 is implanted at an acceleration voltage of 360 kV and a dose of 4 × 10 13 cm −2 , followed by annealing to form the n + region 18. be able to.

【0037】次に、図4(d)に示したように、フォト
レジスト・マスク36を除去して、保護膜20及び電極
16を形成することにより、ホール素子10が完成す
る。保護膜20の材料としては、例えば、ポリシリケー
ト・ガラス(PSG)、酸化シリコン、窒化シリコン或
いは酸化アルミニウムなどを用いることができる。ま
た、電極16は、n+ 領域18と良好なコンタクトを形
成できるものであれば良く、例えば、金・ゲルマニウム
合金の層とニッケルの層と金の層とをこの順序で積層し
た構造とすることができる。
Next, as shown in FIG. 4D, by removing the photoresist mask 36 and forming the protective film 20 and the electrode 16, the Hall element 10 is completed. As a material of the protective film 20, for example, polysilicate glass (PSG), silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, or the like can be used. The electrode 16 only needs to be capable of forming a good contact with the n + region 18. For example, the electrode 16 has a structure in which a gold-germanium alloy layer, a nickel layer, and a gold layer are stacked in this order. Can be.

【0038】次に、本発明によるホール素子の第2の製
造方法について、図5を参照しつつ説明する。
Next, a second method for manufacturing a Hall element according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0039】図5は、本発明によるホール素子の第2の
製造方法を表す概略工程断面図である。本方法において
は、まず、同図(a)に示したように、半絶縁性のガリ
ウム砒素基板12の表面に、くさび型の断面形状を有す
るマスク40と、厚さが一定のマスク42とをそれぞれ
形成する。マスク40は、後の工程で導入するドーパン
トに対して透過性を有するように形成する。また、マス
ク42はドーパントを遮蔽するように形成する。これら
のマスクの材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化
シリコン、レジスト或いはポリイミドなどを用いること
ができる。
FIG. 5 is a schematic process sectional view showing a second method of manufacturing a Hall element according to the present invention. In this method, first, as shown in FIG. 3A, a mask 40 having a wedge-shaped cross-sectional shape and a mask 42 having a constant thickness are formed on the surface of a semi-insulating gallium arsenide substrate 12. Form each. The mask 40 is formed so as to be transparent to a dopant introduced in a later step. The mask 42 is formed so as to shield the dopant. As a material for these masks, for example, silicon oxide, silicon nitride, resist, polyimide, or the like can be used.

【0040】くさび型の断面形状を有するマスク40
は、例えば、サイド・エッチングを利用して形成するこ
とができる。
A mask 40 having a wedge-shaped cross section
Can be formed using, for example, side etching.

【0041】図6はサイド・エッチングによりマスク4
0を形成する場合の概略説明図である。まず、同図
(a)に示したように、基板12の上に酸化シリコン膜
などの膜40aを形成し、さらにその上に所定の開口パ
ターンを有するレジスト・マスク60を形成する。
FIG. 6 shows a mask 4 formed by side etching.
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram in the case of forming 0. First, as shown in FIG. 1A, a film 40a such as a silicon oxide film is formed on a substrate 12, and a resist mask 60 having a predetermined opening pattern is formed thereon.

【0042】次に、このレジスト・マスク60の開口を
介して酸化シリコン膜40aをエッチングする。する
と、開口の周囲において、レジスト・マスク60の下部
の酸化シリコン40aがサイド・エッチングにより浸食
される。このようなサイド・エッチングを顕著に生じさ
せるためには、エッチング法として、ウェット・エッチ
ング法を用いることが望ましい。サイド・エッチングが
生じた部分では、酸化シリコン40aの膜厚が徐々に変
化して、図6(b)に示したようなくさび型の断面形状
を得ることができる。
Next, the silicon oxide film 40a is etched through the opening of the resist mask 60. Then, around the opening, the silicon oxide 40a below the resist mask 60 is eroded by side etching. In order to cause such side etching remarkably, it is desirable to use a wet etching method as an etching method. In the portion where the side etching occurs, the thickness of the silicon oxide 40a gradually changes, and a wedge-shaped cross-sectional shape as shown in FIG. 6B can be obtained.

【0043】次に、図6(c)に示したように、レジス
ト・マスク60と、酸化シリコン膜40aの不要部分を
除去することにより、くさび型の断面形状を有するマス
ク40が得られる。
Next, as shown in FIG. 6C, by removing the unnecessary portions of the resist mask 60 and the silicon oxide film 40a, the mask 40 having a wedge-shaped cross-sectional shape is obtained.

【0044】次に、このようなくさび型の断面形状を有
するマスク40を形成する別の方法を図7を参照しつつ
説明する。
Next, another method for forming the mask 40 having such a wedge-shaped cross section will be described with reference to FIG.

【0045】図7は、くさび型の断面形状を有するマス
ク40を形成する際の工程断面図である。まず、図7
(a)〜(c)に示したように、所定のマスク材料40
b、40c、40d、・・・を階段状に積層する。例え
ば、レジストを薄膜状に堆積し、順次小さいパターンの
フォトマスクを用いて露光パターニングする工程を繰り
返すことによって、階段状に積層することができる。
FIG. 7 is a process sectional view for forming a mask 40 having a wedge-shaped sectional shape. First, FIG.
As shown in (a) to (c), a predetermined mask material 40
, 40c, 40d,... are laminated stepwise. For example, by repeating a process of depositing a resist in a thin film shape and exposing and patterning using a photomask having a smaller pattern in order, a stepwise lamination can be achieved.

【0046】次に、加熱処理などによりレジストの表面
を軟化させて表面を平坦化させると、図7(d)に示し
たように、連続的な斜面が形成され、くさび状の断面形
状を有するマスク40が得られる。ここで、加熱処理に
より軟化させて平坦化を生じさせるためには、レジスト
やその他の有機材料を用いることが望ましい。
Next, when the surface of the resist is softened by heat treatment or the like to flatten the surface, as shown in FIG. 7D, a continuous slope is formed and has a wedge-shaped cross-sectional shape. A mask 40 is obtained. Here, it is desirable to use a resist or another organic material in order to soften by heat treatment to cause flattening.

【0047】また、同図(a)〜(c)に示したような
階段状の積層構造を作成するに際して、積層数を増加さ
せて細かい階段状とすると、その結果として得られたマ
スクは、表面を平坦化しなくても、本発明におけるくさ
び型の断面形状を有するマスクとして実質的に用いるこ
とができる。従って、酸化シリコンや窒化シリコンなど
の材料を用いた場合でも、多数の層からなる階段状の積
層構造とすれば、図7(d)に示したような表面の平坦
化工程を経ずとも、本発明のくさび型マスク40として
用いることができる。
Further, when forming a step-like laminated structure as shown in FIGS. 7A to 7C, if the number of layers is increased to form a fine step-like structure, the resulting mask is Even if the surface is not flattened, it can be used substantially as a mask having a wedge-shaped cross-sectional shape in the present invention. Therefore, even when a material such as silicon oxide or silicon nitride is used, if a step-like laminated structure including a large number of layers is used, a surface flattening step as shown in FIG. It can be used as the wedge mask 40 of the present invention.

【0048】ここで、再び図5に戻って説明すると、所
定のマスク40、42を形成した後に、同図(b)に示
したように、マスク40を介してドーパントを導入し、
活性領域14を形成する。この際に、マスク42はドー
パントを遮蔽する。ドーパントの導入方法としては、例
えば、イオン注入法や熱拡散法などを用いることができ
る。
Referring back to FIG. 5, after forming predetermined masks 40 and 42, a dopant is introduced through the mask 40 as shown in FIG.
An active region 14 is formed. At this time, the mask 42 shields the dopant. As a method for introducing the dopant, for example, an ion implantation method, a thermal diffusion method, or the like can be used.

【0049】マスク40は、くさび型の断面形状を有す
るので、このマスク40を透過して導入されるドーパン
トの量はマスク40の厚さを反映して場所ごとに異な
る。この結果として、形成される活性領域14の底面
は、基板面に対して傾斜したものとなる。
Since the mask 40 has a wedge-shaped cross-sectional shape, the amount of dopant introduced through the mask 40 varies from place to place, reflecting the thickness of the mask 40. As a result, the bottom surface of the formed active region 14 is inclined with respect to the substrate surface.

【0050】ここで、イオン注入法による場合の条件と
しては、例えば、加速電圧360キロボルト、ドーズ量
3〜4×1012cm-2で、原子量29のシリコンを注入
し、その後にアニールを施すことにより、活性領域14
を形成することができる。
Here, conditions for the ion implantation method include, for example, implantation of silicon having an atomic weight of 29 at an acceleration voltage of 360 kV and a dose of 3 to 4 × 10 12 cm −2 , followed by annealing. The active region 14
Can be formed.

【0051】次に図5(c)に示したように、マスク4
0及び42を除去して、新たにマスク44を形成し、そ
の開口を介してドーパントを導入することにより、n+
領域18を形成する。
Next, as shown in FIG.
By removing 0 and 42 to form a new mask 44 and introducing a dopant through the opening, n +
A region 18 is formed.

【0052】この際のドーパントの導入方法としても、
例えば、イオン注入法や熱拡散法などの方法を用いるこ
とができる。イオン注入法による場合の条件としては、
例えば、加速電圧360キロボルト、ドーズ量4×10
13cm-2で、原子量29のシリコンを注入し、その後に
アニールを施すことにより、n+ 領域18を形成するこ
とができる。
In this case, the method of introducing the dopant is as follows.
For example, a method such as an ion implantation method or a thermal diffusion method can be used. Conditions for ion implantation are as follows:
For example, an acceleration voltage of 360 kV and a dose of 4 × 10
By implanting silicon having an atomic weight of 29 at 13 cm -2 and thereafter performing annealing, the n + region 18 can be formed.

【0053】次に、図5(d)に示したように、マスク
44を除去し、保護膜20及び電極16を形成すること
により、ホール素子10が完成する。保護膜20や電極
16の材料は、前述したものと同様のものとすることが
できる。
Next, as shown in FIG. 5D, by removing the mask 44 and forming the protective film 20 and the electrode 16, the Hall element 10 is completed. The materials of the protective film 20 and the electrode 16 can be the same as those described above.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
The present invention is embodied in the form described above and has the following effects.

【0055】まず、本発明によれば、素子の基板面に対
して斜めに入射する磁束に対して、従来よりも高い検出
感度を有する。さらに、基板面に対して平行な方向の磁
束をも検出することができるようになる。その結果とし
て、磁束に対して、ホール素子を平行方向に実装するこ
とができるようになり、ブラシレス・モータなどの各種
の機器を容易に小型化、薄型化することができるように
なる。
First, according to the present invention, the detection sensitivity to magnetic flux obliquely incident on the substrate surface of the element is higher than that of the related art. Further, the magnetic flux in the direction parallel to the substrate surface can be detected. As a result, the Hall element can be mounted in the direction parallel to the magnetic flux, and various devices such as a brushless motor can be easily reduced in size and thickness.

【0056】また、本発明によれば、ホール素子を実装
するに際して特殊な工夫を凝らす必要がなくなる。従っ
て、実装工程が容易となり、製造コストも低減するとと
もに、ホール素子を搭載した各種の機器の信頼性を向上
することができる。
Further, according to the present invention, it is not necessary to take special measures when mounting the Hall element. Therefore, the mounting process is facilitated, the manufacturing cost is reduced, and the reliability of various devices equipped with the Hall element can be improved.

【0057】このように、本発明によれば、高性能のホ
ール素子を簡易に得ることが可能となり、産業上のメリ
ットは多大である。
As described above, according to the present invention, it is possible to easily obtain a high-performance Hall element, and industrial advantages are great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による半導体ホール素子を表す概略構成
図である。すなわち、同図(a)は、その平面図であ
り、同図(b)は、そのA−A’線断面図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a semiconductor Hall element according to the present invention. That is, FIG. 3A is a plan view thereof, and FIG. 3B is a sectional view taken along line AA ′.

【図2】図2(a)は、本発明によるホール素子の活性
領域14の概略斜視図であり、同図(b)は、その活性
領域14に対して磁束Bが印加されている様子を表す
概略側面図である。
FIG. 2 (a) is a schematic perspective view of an active region 14 of a Hall element according to the present invention, and FIG. 2 (b) shows a state where a magnetic flux B0 is applied to the active region 14. It is a schematic side view showing.

【図3】(2)式により表されるホール素子の出力電圧
特性を、従来のホール素子の特性と比較しつつ表したグ
ラフ図である。
FIG. 3 is a graph showing the output voltage characteristics of the Hall element represented by the equation (2) in comparison with the characteristics of a conventional Hall element.

【図4】本発明によるホール素子の製造工程を表す概略
工程断面図である。
FIG. 4 is a schematic process sectional view illustrating a process of manufacturing a Hall element according to the present invention.

【図5】本発明によるホール素子の第2の製造方法を表
す概略工程断面図である。
FIG. 5 is a schematic process sectional view illustrating a second method of manufacturing a Hall element according to the present invention.

【図6】サイド・エッチングによりマスク40を形成す
る場合の概略説明図である。
FIG. 6 is a schematic explanatory view in the case of forming a mask 40 by side etching.

【図7】くさび型の断面形状を有するマスク40を形成
する際の工程断面図である。
FIG. 7 is a process cross-sectional view in forming a mask 40 having a wedge-shaped cross-sectional shape.

【図8】従来の半導体ホール素子を表す概略構成図であ
る。すなわち、同図(a)は、その平面図であり、同図
(b)は、そのA−A’線断面図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a conventional semiconductor Hall element. That is, FIG. 3A is a plan view thereof, and FIG. 3B is a sectional view taken along line AA ′.

【図9】半導体基板200に対して、磁束Bが印加され
ている様子を表す概略説明図である。
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram illustrating a state where a magnetic flux B is applied to a semiconductor substrate 200.

【図10】薄型ブラシレス・モータの要部を表す概略構
成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a thin brushless motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体ホール素子 12 半導体基板 14 活性領域 16 電極 18 コンタクト領域 20 保護膜 30 マスク 32 開口 34 傾斜面 36 マスク 40 マスク 42 マスク 44 マスク 100 半導体ホール素子 110 半導体基板 120 活性領域 130 電極 140 保護膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor Hall element 12 Semiconductor substrate 14 Active region 16 Electrode 18 Contact region 20 Protective film 30 Mask 32 Opening 34 Inclined surface 36 Mask 40 Mask 42 Mask 44 Mask 100 Semiconductor Hall element 110 Semiconductor substrate 120 Active area 130 Electrode 140 Protective film

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板と、前記半導体基板の表面層領
域に形成された活性領域と、を備えたホール素子であっ
て、 前記活性領域の深さは、その両端のうちの一端から他端
にかけて、連続的に深くなるように形成されていること
を特徴とする半導体ホール素子。
1. A Hall element comprising: a semiconductor substrate; and an active region formed in a surface layer region of the semiconductor substrate, wherein the active region has a depth from one end to the other end. A semiconductor Hall element formed so as to be continuously deeper.
【請求項2】半導体基板と、前記半導体基板の表面層領
域に形成された活性領域とを有し、印加される磁束を電
圧信号に変換して出力するホール素子であって、 前記半導体基板の基板面に対して平行な前記磁束に対す
る感度が上がるように、前記半導体基板の表面からの前
記活性領域の深さが一定でないものとして構成されてい
ることを特徴とする半導体ホール素子。
2. A Hall element having a semiconductor substrate and an active region formed in a surface layer region of the semiconductor substrate, wherein the Hall element converts an applied magnetic flux into a voltage signal and outputs the voltage signal. A semiconductor Hall element wherein the depth of the active region from the surface of the semiconductor substrate is not constant so that sensitivity to the magnetic flux parallel to the substrate surface is increased.
【請求項3】半導体基板と、 前記半導体基板の表面層領域に形成された活性領域であ
って、2本のストライプが互いにほぼ直交する形状の表
面パターンを有し、前記2本のストライプのうちの少な
くともいずれかのストライプの部分において前記半導体
基板の表面からの前記活性領域の深さが、そのストライ
プの一端から他端に向かって連続的に深くなるように形
成された活性領域と、 前記活性領域のそれぞれの前記ストライプの両端部に隣
接してそれぞれ形成されたコンタクト領域と、 前記コンタクト領域に接触して形成された電極と、 を備えたことを特徴とする半導体ホール素子。
3. A semiconductor substrate and an active region formed in a surface layer region of the semiconductor substrate, wherein two stripes have a surface pattern of a shape substantially orthogonal to each other. An active region formed so that the depth of the active region from the surface of the semiconductor substrate in at least one of the stripe portions is continuously increased from one end of the stripe toward the other end; A semiconductor Hall element, comprising: a contact region formed adjacent to both ends of each of the stripes in a region; and an electrode formed in contact with the contact region.
【請求項4】半絶縁性のガリウム砒素からなる半導体基
板と、 前記半導体基板の表面層領域に選択的に形成されたn型
の領域であって、2本のストライプが互いにほぼ直交す
る形状の表面パターンを有し、前記2本のストライプの
うちの少なくともいずれかのストライプの部分において
前記半導体基板の表面からの深さが、そのストライプの
一端から他端に向かって連続的に深くなるように形成さ
れた領域からなる活性領域と、 前記活性領域のそれぞれの前記ストライプの両端部に隣
接してそれぞれ形成されたn型の領域であって、前記活
性領域よりも高いキャリア濃度を有するコンタクト領域
と、 前記コンタクト領域に接触して形成された電極と、 を備えたことを特徴とする半導体ホール素子。
4. A semiconductor substrate made of semi-insulating gallium arsenide, and an n-type region selectively formed in a surface layer region of the semiconductor substrate, wherein two stripes are substantially orthogonal to each other. A surface pattern, wherein a depth from a surface of the semiconductor substrate in a portion of at least one of the two stripes is continuously increased from one end to the other end of the stripe; An active region comprising a formed region; and an n-type region formed adjacent to both ends of each of the stripes of the active region, the contact region having a higher carrier concentration than the active region. And an electrode formed in contact with the contact region.
【請求項5】前記活性領域に含まれるn型の不純物がシ
リコンであることを特徴とする請求項4記載の半導体ホ
ール素子。
5. The semiconductor Hall device according to claim 4, wherein the n-type impurity contained in said active region is silicon.
【請求項6】半導体基板の表面を選択的にエッチングし
て、前記基板の表面に対して傾斜した面を有する凹部を
形成するエッチング工程と、 前記半導体基板の前記凹部内に半導体結晶を成長させ
て、前記凹部を埋める結晶成長工程と、 前記凹部の前記傾斜した面のうちのいずれかの面の両端
に隣接してコンタクト領域を形成するコンタクト領域形
成工程と、 前記コンタクト領域に接触させて金属を堆積する電極形
成工程と、 を備えたことを特徴とする半導体ホール素子の製造方
法。
6. An etching step of selectively etching a surface of a semiconductor substrate to form a recess having a surface inclined with respect to the surface of the substrate, and growing a semiconductor crystal in the recess of the semiconductor substrate. A crystal growth step of filling the recess, a contact area forming step of forming a contact area adjacent to both ends of one of the inclined surfaces of the recess, and a metal contacting the contact area. An electrode forming step of depositing: a method of manufacturing a semiconductor Hall element.
【請求項7】半絶縁性のガリウム砒素基板の表面を選択
的にエッチングして、前記基板の表面に対して傾斜した
面を有する凹部を形成するエッチング工程と、 前記半導体基板の前記凹部内にn型のガリウム砒素を成
長させて、前記凹部を前記n型のガリウム砒素で埋める
結晶成長工程と、 前記凹部の前記傾斜した面のうちのいずれかの面の両端
に隣接した領域にn型の不純物を選択的に導入して、前
記n型のガリウム砒素よりも高いキャリア濃度を有する
コンタクト領域を形成するコンタクト領域形成工程と、 前記コンタクト領域に接触させて金属を堆積する電極形
成工程と、 を備えたことを特徴とする半導体ホール素子の製造方
法。
7. An etching step of selectively etching the surface of a semi-insulating gallium arsenide substrate to form a recess having a surface inclined with respect to the surface of the substrate, and forming a recess in the recess of the semiconductor substrate. a crystal growth step of growing n-type gallium arsenide and filling the recess with the n-type gallium arsenide; and forming an n-type gallium arsenide in a region adjacent to both ends of one of the inclined surfaces of the recess. A contact region forming step of selectively introducing impurities to form a contact region having a carrier concentration higher than that of the n-type gallium arsenide; and an electrode forming step of depositing a metal in contact with the contact region. A method for manufacturing a semiconductor Hall element, comprising:
【請求項8】前記半絶縁性のガリウム砒素基板は(10
0)の面方位を有し、 前記エッチング工程における前記エッチングは、メサ・
エッチングであり、前記傾斜した面は、前記(100)
基板のいずれかの順メサ面であることを特徴とする請求
項7記載の方法。
8. The semi-insulating gallium arsenide substrate comprises (10
0), and the etching in the etching step is a mesa
Etching, and the inclined surface is the (100)
8. The method of claim 7, wherein any of the substrates is a regular mesa surface.
【請求項9】半導体基板の表面に、くさび型の断面形状
を有する第1のマスクと、その周囲を囲む第2のマスク
とを形成するマスク形成工程と、 前記第1のマスクを透過させて不純物を選択的に前記基
板の表面層領域に導入することにより、前記第1のマス
クの前記くさび型の断面形状に対応して前記基板の表面
からの深さが連続的に変化する活性領域を形成する活性
領域形成工程と、 前記活性領域の端部に隣接して、前記活性領域よりも高
いキャリア濃度を有するコンタクト領域を形成するコン
タクト領域形成工程と、 前記コンタクト領域に接触させて金属を堆積する電極形
成工程と、 を備えたことを特徴とする半導体ホール素子の製造方
法。
9. A mask forming step of forming, on a surface of a semiconductor substrate, a first mask having a wedge-shaped cross-sectional shape and a second mask surrounding the first mask, and transmitting the first mask through the first mask. By selectively introducing impurities into the surface layer region of the substrate, an active region whose depth from the surface of the substrate continuously changes corresponding to the wedge-shaped cross-sectional shape of the first mask is formed. Forming an active region, forming a contact region having a carrier concentration higher than the active region adjacent to an end of the active region, and depositing a metal in contact with the contact region. A method of manufacturing a semiconductor Hall element, comprising:
【請求項10】半絶縁性のガリウム砒素基板の表面に、
くさび型の断面形状を有する第1のマスクと、その周囲
を囲む第2のマスクとを形成するマスク形成工程と、 前記第1のマスクを透過させてn型の不純物を選択的に
前記基板の表面層領域に導入することにより、前記第1
のマスクの前記くさび型の断面形状に対応して前記基板
の表面からの深さが連続的に変化する活性領域を形成す
る活性領域形成工程と、 前記活性領域の端部に隣接した領域にn型の不純物を選
択的に導入することにより、前記活性領域よりも高いキ
ャリア濃度を有するコンタクト領域を形成するコンタク
ト領域形成工程と、 前記コンタクト領域に接触させて金属を堆積する電極形
成工程と、 を備えたことを特徴とする半導体ホール素子の製造方
法。
10. A semi-insulating gallium arsenide substrate, comprising:
A mask forming step of forming a first mask having a wedge-shaped cross-sectional shape and a second mask surrounding the first mask; and transmitting the first mask to selectively remove n-type impurities from the substrate. By introducing into the surface layer region, the first
Forming an active region in which the depth from the surface of the substrate continuously changes in accordance with the wedge-shaped cross-sectional shape of the mask; and n in the region adjacent to the end of the active region. A contact region forming a contact region having a higher carrier concentration than the active region by selectively introducing a type impurity, and an electrode forming step of depositing a metal in contact with the contact region. A method for manufacturing a semiconductor Hall element, comprising:
【請求項11】前記マスク形成工程は、前記基板上にマ
スク材料を堆積し、前記マスク材料の上に所定の開口を
有する第3のマスクを形成し、前記第3のマスクの前記
開口を介して前記マスク材料をエッチングすることによ
り、前記開口の周辺において、前記第3のマスクの下の
前記マスク材料のサイド・エッチングを生じさせて前記
マスク材料を前記くさび型の断面形状を有する前記第1
のマスクとする工程、 を含むことを特徴とする請求項9または10に記載の方
法。
11. The mask forming step comprises: depositing a mask material on the substrate, forming a third mask having a predetermined opening on the mask material, and forming a third mask through the opening of the third mask. Etching the mask material so as to cause side etching of the mask material under the third mask around the opening, so that the mask material has the wedge-shaped cross-sectional shape.
The method according to claim 9, further comprising the step of:
【請求項12】前記マスク形成工程は、パターン寸法の
異なる複数のレジスト層を順次堆積することにより階段
状の断面形状を有するレジストマスクを形成し、前記レ
ジストマスクを加熱することにより前記レジストを軟化
させて、くさび型の断面形状を有する前記第1のマスク
とする工程を含むことを特徴とする請求項9または10
に記載の方法。
12. The mask forming step comprises forming a resist mask having a step-like cross-sectional shape by sequentially depositing a plurality of resist layers having different pattern dimensions, and softening the resist by heating the resist mask. 11. The method according to claim 9, further comprising the step of forming the first mask having a wedge-shaped cross section.
The method described in.
【請求項13】半導体基板の表面に、パターン寸法の異
なる複数のマスク層を順次堆積することにより階段状の
断面形状を有する第1のマスクを形成する工程と、その
周囲を囲む第2のマスクとを形成する工程とを含むマス
ク形成工程と、 前記第1のマスクを透過させて不純物を選択的に前記基
板の表面層領域に導入することにより、前記半導体基板
の表面層領域に、一端から他端にかけて、前記不純物を
含有する領域の深さが連続的に深くなるように活性領域
を形成する活性領域形成工程と、 前記活性領域のそれぞれの端部に隣接して、前記活性領
域よりも高いキャリア濃度を有するコンタクト領域を形
成するコンタクト領域形成工程と、 前記コンタクト領域に接触させて金属を堆積する電極形
成工程と、 を備えたことを特徴とする半導体ホール素子の製造方
法。
13. A step of forming a first mask having a stepped cross-sectional shape by sequentially depositing a plurality of mask layers having different pattern dimensions on a surface of a semiconductor substrate, and a second mask surrounding the periphery thereof. Forming a mask including a step of forming a mask, and selectively introducing impurities into the surface layer region of the substrate by transmitting the first mask to the surface layer region of the semiconductor substrate. An active region forming step of forming an active region so that the depth of the region containing the impurity is continuously increased toward the other end, and adjacent to each end of the active region, A contact region forming step of forming a contact region having a high carrier concentration; and an electrode forming step of depositing a metal in contact with the contact region. Manufacturing method of body Hall element.
【請求項14】半絶縁性のガリウム砒素基板の表面に、
パターン寸法の異なる複数のマスク層を順次堆積するこ
とにより階段状の断面形状を有する第1のマスクを形成
する工程と、その周囲を囲む第2のマスクとを形成する
工程とを含むマスク形成工程と、 前記第1のマスクを透過させてn型の不純物を選択的に
前記基板の表面層領域に導入することにより、前記半導
体基板の表面層領域に、一端から他端にかけて、前記基
板の表面からの深さが連続的に深くなる活性領域を形成
する活性領域形成工程と、 前記活性領域のそれぞれの端部に隣接した領域にn型の
不純物を選択的に導入することにより、前記活性領域よ
りも高いキャリア濃度を有するコンタクト領域を形成す
るコンタクト領域形成工程と、 前記コンタクト領域に接触させて金属を堆積する電極形
成工程と、 を備えたことを特徴とする半導体ホール素子の製造方
法。
14. A semi-insulating gallium arsenide substrate, comprising:
A mask forming step including a step of forming a first mask having a stepped cross-sectional shape by sequentially depositing a plurality of mask layers having different pattern dimensions, and a step of forming a second mask surrounding the periphery thereof By selectively introducing an n-type impurity into the surface layer region of the substrate by transmitting the first mask to the surface layer region of the semiconductor substrate from one end to the other end of the surface of the substrate. Forming an active region in which the depth from the active region is continuously increased by selectively introducing an n-type impurity into a region adjacent to each end of the active region. A contact region forming a contact region having a higher carrier concentration, and an electrode forming step of depositing a metal in contact with the contact region. Of manufacturing a semiconductor Hall element.
【請求項15】前記マスク形成工程における前記マスク
層は、酸化シリコン、窒化シリコン、及びレジストから
なる群から選択されたいずれかの材料により構成されて
いることを特徴とする請求項13または14に記載の方
法。
15. The method according to claim 13, wherein said mask layer in said mask forming step is made of any material selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, and resist. The described method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012120871A1 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 住友化学株式会社 Semiconductor substrate, semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor substrate
CN104134747A (en) * 2013-05-03 2014-11-05 远翔科技股份有限公司 Semiconductor structure for sensing electromagnetic induction and manufacturing method thereof

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