JPS6288383A - ホ−ル素子 - Google Patents

ホ−ル素子

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JPS6288383A
JPS6288383A JP60227778A JP22777885A JPS6288383A JP S6288383 A JPS6288383 A JP S6288383A JP 60227778 A JP60227778 A JP 60227778A JP 22777885 A JP22777885 A JP 22777885A JP S6288383 A JPS6288383 A JP S6288383A
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JP
Japan
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layer
bonding
type operating
output path
contact layer
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Pending
Application number
JP60227778A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Tomoi
友井 進
Kazuhiko Inoue
和彦 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6288383A publication Critical patent/JPS6288383A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N52/00Hall-effect devices
    • H10N52/101Semiconductor Hall-effect devices

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  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野1 本発明は、半導体装置の電1′41#4造に関ケるもの
で特にGaASホール素子等の14五電変IIA素了に
使用されるものである。
[発明の技術的背Hとぞの問題点] GaAsホール素子等の脅)71鹿換素子は、各種計測
用或は電磁現頓の磁気l!ンリ等磁気吊を電気量に変換
する半導体未了どして利用分野が拡大されている。
従来のGaAs小−ル木了の1つの例を第4図及び第5
図にちtづい−(以下説明りる。 半絶縁性G a A
、8基板1の一ベト面の表面層に入力通路どなるN型動
作層2ど、出力通路となるN型#Jn一層3とが形成さ
れる。 N型動作層2おJ、び3は直交し、nに交わる
部ブ)を共有する1−字形の平面形状をしている。 入
力通路のN型初作層2或番よ出力通路のN ’I’J 
*)+作層3は、イれぞれ一対のN+ ]ンタクト層/
Ia或は4b(al、を入力端を、h LJJ力端を表
′!t)に」:リイれぞれの両端を挾まれる。
N+]ンタク1へ層4a及び4bの上面には、これらど
ほぼ同一形状で重合−りるAIIQe含金から成るそれ
ぞれ一対のA−ミック接合用金属膜(以下オーミック電
極という>58及び51)が形成される。 これらそれ
ぞれ−λ1のΔ−ミック電極5a及び51)を除く基板
1の前記」−面は、5102よりなる絶縁膜6によって
覆われている。 更にオーミック電極5a及び5bのそ
れぞれの平面には、これらとほぼ同一形状で重合づ−る
Al1等り目うなるボンディング用金属膜(以下ポンデ
ィングパッド電極という)7a及び7 bが形成される
。 相対向する一対のポンディングパッド電極78は入
力端を、又71)【よ出り端を形成づる。 入力端の一
対のN + I]ンタクト層4aに挾まれるN型動作層
2を入力通路(電流チャネル)といい、その距離ノをN
型動作層の良、)と呼ぶ。 又出力端の一対(n N 
+:1ンl りl−Hd /Ib ニ挾;lし6 N 
型fJ+ YVWj 、’3を出力通路(電If、 −
1トネル)といい、イの距離WをN型動作層の幅とll
+pぶ。
入力端のボンj′イングパッド電44!7aに外部J、
リバイアス電流11+を流し、これど直角方向(ff!
4図の平面図においては紙面IJ中向直方向に磁未密度
Bの磁界をか(Jだとさ、11−レンツ力にJ:すI□
と8の双方(J直角<’c jj向即l)出力通路の方
向にホール起電力V+tが発11りる。 この電口はI
Hと8との積に1に1例1ノ、出力端の一対のポンディ
ングパッド電+4+ 711間1;: IQれる。 こ
のホール電圧は一般に次式(表される。
VH−K”RdI ++ II     ・・・(1)
(1)式でIく”は比値1q、Rdは人力抵抗であって
、Nへ゛(11作−居の長ざti 、 N /l’l動
作層の幅W、及び動作層の層II7等にJ、りさめIう
れ、W/1の値ができるだけ 月;り人きいことが望よ
【)い。 他方ポンディングパッド?tfvMの面積は
、確実なワイヤボンデを1qるI、:めにある稈j11
の面積が必要である。 しかしながら第4図に示される
ように、この構造ではそれぞれのN + ]ンタク1一
層4、オ−ミック電極5、及びポンディングパッド電極
7は実質的に同じ平面形状で積層されている。 このた
めN ゛=コンタクト層4も成る程度の面積が必要と/
rす、N iS’!動作層の大きさが制限され、比感度
、電流容量等の素子特性の向上の妨げとなっていた。
この問題を解決り−るため第6図及び第7図に示づ新し
い小−ル素子が開示されたく特開昭60−175471
1照)。 この素子は、素子のチップサイズ及びポンデ
ィングパッド電極の大きさを従来と同一どし、他方N 
+ ]ンタクト層とA−ミンク電極の形状及び配置を適
当に変更し、比感度及び電流容量等の素子特性の向上を
4つたものである。
即ち入力端のN+=」ンタク1〜層4a及びオーミック
電極58は、動作層の良さ1を短くするため中央部近傍
に設置゛Jる。 又出力端のN4コンタクト層4b及び
A−ミック電極5bは、動作層の幅Wを大きくどるため
、その面積も小さくし、且つペレッ1へ周辺部に設ける
。 この素子では、ボンディングパッド?tN4i7b
が出力通路のNハリ動作層3を絶縁膜6を介して覆う構
造となる。 これによりW/1の値は1J、り大きくな
り、ボール素子の比感度及び電流容¥は著しく数片され
た。
磁界を印加しくfい状態て・、小−ル素子の入力端から
バイアス電流1 uを流1ノだとき、出力端にあられれ
る電圧を不畢衡電R: V noといい、この値が小さ
いことが望ましい。 V noはN型動作層2及び3が
十字に交わるバ通部分におけるjFAやバイアス電流r
+−+の密度分布のバラツキ等々に起因り−るものであ
って小−ルミ圧の精度に直接影響を与える重要な特例で
ある。 このI:めつT−ハの状態で自動で全パターン
のブn−ブデス1−を行4rい、その後製品の段階でも
検査を行なっている。 第6図に示す構造のホール素子
においては、つ゛[−ハ状態でのV、。の分布値が、製
品段階でのV 110の分布値と相関が薄くなりバラツ
キも大ぎくな−)だ。
この構造ではIt @a Wの特性let大さ゛く改善
されたがVHoのつ■−ハ状態での測定値が変化し、T
稈管理等を妨げるど共に歩留(It十を生じ、新しい間
照点となっている。
1発明の目的] 本発明の[]的は、小−ル索了のデツプサイズ及び比感
度等を変えへいで、irf記ウェーハ状態での不甲衡電
月V H8の測定値に測定による変動が混入しない構造
のホール素子を提供づることである。
[発明のFM要] ホール素子のクー1−−ハ状態での不平衡電圧V、イ。
の測定値に測定による変動が混入することについ0次の
知見を得た。 即らつ1−凸状態でV HOを測定づる
どに〜に1.1、出力通路のN型動作層を覆うポンディ
ングパッド電極部にテスト用プローブをII接して測定
するので、プローブの側圧による圧電効果h<測定値に
詳大してV Haが変化をすることを発見()た。 こ
の問題を解決する1つの方法は、プローブの多1圧によ
る圧電気が、出力通路のN型動作層の外側に延在りる基
板中に発生する構造とづればよい。
即I5本弁明は、出力端のポンディングパッド電極(ボ
ンディング用金属膜)が絶縁膜を介して覆う部分が、出
力通路のN型gJ+ 4’r層だIJでイ1く、テスト
用プローブを当(るための領1或く以]ζプ目−ブテス
ト領域という)としてこのN)1!動作層の外側に延在
する1体)A板の−L面の〜部分を含むことを特徴とり
る小−ル素了である。
なお、プローブテスト領域(、Lダイシング後は不要と
なる。 したが−)で出力端のポンディングパッド電極
が延7tづる外側の部分が、N+−1ンタクト層を挾/
υで出力通路のN型動0層と反対側の半導体基板のダイ
シングラインぎりぎりの周辺部を含む構造とりることが
望ましい。
[発明の実施例1 結晶体に圧力、張力或(ま1!ん断力を加えると、その
内部に誘電分極を/lじ、結晶体の両端が+1ど負iこ
分極りるFi:電91宋は、一般にJ、く知られCいる
。 ホール素子のつ[−凸状態ぐの不甲衡電月V Ho
の測定値が不規則な変動を示りのは、l[1一ブテスト
時の1圧にJ、るII T+気横効宋による1〕のと推
定された。 V IRIの測定値にI”E Ti効果が
影響しないためには、ポンディングパッド電極が出力通
路のN型動作層を覆う領域1メ外にプローブデス1〜領
域を形成すればよい。 プ11−ブチスト領域番31ワ
イA7ボンデイングに必要イ’Kallfti(以下ボ
ンディング領域という)よりもその面積は小さく、例え
ば約1/4程度である。 したがってポンディングパッ
ド電極部に両領域を別々に設()てもよいし或はボンデ
ィング領域の一部はプローブテスト領域とΦなっても差
支えイにい。
本発明の実施例について第1図及び第2図を参照して以
下説明づる。 なお、以下の図面において、同一符号は
同一部分若しくは相当部分を表し、実施例の符号の下位
1ケタの数字と従来例のそれとはりに対応覆る。 中結
晶の半絶縁性G a A S雄板21に入力通路のNQ
す動作層22及び出力通路のN型動作層23ど、これら
のN型動作層の両端に接してこれを挟むそれぞれ一対の
入力端のN4コンタク1一層24a及び出力端のN”l
ンタク1へ層24bが形成される。 前記各層はイオン
注入法により不純物を基板21に注入し、気相成長法に
J、す5i02膜(絶縁膜)26を基板21の両面に?
111@I、、拡散炉中e熱処理を行イ1い、ン(人さ
れた不純物イオンの活性化を行なって形成される。 次
に公知の小1−]ツチング技術1.J J、す5i02
膜26を1ツfングしUA−ミツクー1ンタクトボール
をパターンーングし、負空蒸N?人により入力端のA−
ミック電極(オーミック接合用金属膜)258及び出力
端のA−ミック電極25bをそれぞれN1]ンタクI−
祠24a及び24bに積層する。 次に合金化りること
にJ、−)てN + ]ンタクl一層2/IとA−ミッ
ク′1ljXI4i25とのオーミックコンタクトをと
る。 次に貞空蒸着法及びホト・Tツブング技術により
入力端及び出力端のポンディングパッド電4427 a
及び271)を形成する。 以Vで小−ル*了Lツブは
完成りる。
N+コンタクト層2/11A−ミック電極25及びポン
ディングパッド電極27は多層構造の電極を構成づる。
 本実施例で番よ、出力端のボン7’イングパツド電極
27])のN1−1ンタクト層2/Ihより内側の部分
が絶縁IPJ 26を介しC出力通路のN型動作層23
を覆う構造どなっている。 N1−1ンタクト層241
2を覆う部分を含むこの内側部分でワイヤボンディング
は行なわれる。 又N+コンタクト層2/Ibを挾んで
出力通路のN型動作層23と反対側(外側)の基板21
の部分及びN+二1ンタク1一層241)を覆うポンデ
ィングパッド電VM27bの領域がプ1−1−ブチスト
領域として使用される。
第3図は本発明の他の実施例で、ポンディングパッド電
I427bの形状のみ変更したものである。
N型動作層24hの側方(図面の斜線部分)の領Idを
プローブテスト領1或として使用するものである。
4′l−43、ホール素子の基板どしては実施例の半絶
縁士’II G a A S 基板が望ましいが、たと
えばGa At As 、 31 ′fiでの他の半導
体基板を使用しても差支えない。
[発明の効!l] 従来技術ではポンディングパッド電極面でボンディング
領域とプ[]−ブチスト領域とが重なり、その市なる部
分が絶縁膜を介して出力通路のN型動作層をNうl、−
め、不)11衡電1iVu。はナス用〜川゛10−ブの
1圧の影響を受1.1 /、−が、本発明ではブ11−
ブテスト領域をN Q’−1動作層Iに設LJ !’c
いのrffi1斤の影響を受17 <にい。 21.た
ノn −−Iテス]・領!或はボンディング領域に比1
ノイの面積がJ:り小さく、かつプ[1−ブテス1〜領
域はプ11−ブjスl 1Gはt要とイするのでダーr
シングフィンぎりざり;lニー(−使用できるため、本
発明にJ、リブツブ1jイズを大さくすることはほどん
ど必曹がイ「い。 本発明の小−ル素子でCま、プr’
l−’/’テストの際の釘しトの影響が除かれ、不平衡
電1l−V1.llの肉の飴が1′、Iられ、l1の影
響によV11膜を不14品と1〕で測定してしまうこと
がなくなり、歩留イ)向1した。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の小−ル素了の実施例のそれ
ぞれ平面図及びC−G線断面図、第3図は本発明のホー
ル素子の仙の実施例の平面図、第4図及び第5図(よ小
−ル素子の従来例のぞれぞれ平面図及びA−Δ線断面図
、第6間尺(f第7図はホール素子の他のf&来例のぞ
れぞれ平面図及び13−B線断面図である。 1.21・・・半導体基板(半絶縁性GaAS基板)、
2.22・・・入力通路のN型動作層、 3.23・・
・出力通路のN型動作層、 da、24a・・・入力端
のN4コンタクト層(末尾の文字aは入力端を表す)、
 4b、24b・・・出力端のN+]ンタク[・層(末
尾の文字1)は出力端を表す)、 5゜25・・・オー
ミック接合用金属膜(オーミック電極)、 6・・・絶
縁膜(Sin2膜)、 7,27・・・ボンディング用
金属膜(ポンディングパッド電極)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板の一主面に設けられたN型動作層と、そ
    の両端に接してこれを挾む一対のN^+コンタクト層と
    、前記N^+コンタクト層に積層されるオーミック接合
    用金属膜と、前記オーミック接合用金属膜を除く前記半
    導体基板の主面を覆う絶縁膜と、前記オーミツク接合用
    金属膜に積層されるとともに前記絶縁膜を介して出力通
    路のN型動作層を覆う出力端のボンディング用金属膜を
    有するホール素子において、出力端のボンディング用金
    属膜が前記絶縁膜を介して覆う部分が出力通路のN型動
    作層の外側に延在する前記半導体基板の主面の一部分を
    含むことを特徴とするホール素子。 2 半導体基板が半絶縁性GaAs基板である特許請求
    の範囲第1項記載のホール素子。 3 前記出力端のボンディング用金属膜が延在する外側
    の部分が、N^+コンタクト層を挾んで出力通路のN型
    動作層と反対側の前記半導体基板の周辺部を含む特許請
    求の範囲第1項又は第2項記載のホール素子。
JP60227778A 1985-10-15 1985-10-15 ホ−ル素子 Pending JPS6288383A (ja)

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