WO1993002479A1 - Semiconductor sensor and its manufacturing method - Google Patents

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WO1993002479A1
WO1993002479A1 PCT/JP1992/000908 JP9200908W WO9302479A1 WO 1993002479 A1 WO1993002479 A1 WO 1993002479A1 JP 9200908 W JP9200908 W JP 9200908W WO 9302479 A1 WO9302479 A1 WO 9302479A1
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compound semiconductor
magnetic sensor
sensor
inas
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PCT/JP1992/000908
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Ichiro Shibasaki
Naohiro Kuze
Tatsuro Iwabuchi
Kazuhiro Nagase
Original Assignee
Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L31/03046—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including ternary or quaternary compounds, e.g. GaAlAs, InGaAs, InGaAsP
    • H—ELECTRICITY
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials

Definitions

  • the present invention relates to a novel semiconductor sensor. Background art
  • InAs is a material with extremely high electron mobility, and its application to high-sensitivity magnetic sensors has been expected, but 1) high electron mobility can be obtained It is difficult to grow an InAs thin film with good crystallinity.2) When used as a magnetic sensor at a high temperature when used as a magnetic sensor due to the narrow band gap of InAs There was a problem in both the manufacturing process and the device characteristics that the temperature characteristics were poor.
  • InP exists as an insulating substrate whose lattice constant matches InGaAs, but the composition ratio of In and Ga that lattice-match with InP is In. 53 G a. * Only 7 As and no insulating substrate corresponding to any composition of InGaAs. Therefore, even in the growth of InGaAs thin films having a lattice constant different from that of InP, the lattice disturbance generated at the interface with the substrate cannot be suppressed, as in InAs. It has been difficult to obtain InGaAs thin films with electron mobility.
  • Japanese Patent Publication No. 2-24033 Japanese Patent Publication No. 6-210-378 And Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2595953.
  • Japanese Patent Publication No. 2-243033 A Hall element with improved temperature characteristics of the element has been proposed by doping S and Si on the magnetosensitive layer of InAs, but the element resistance decreases at a high temperature exceeding 100 ° C.
  • Sho 61-200378 discloses a Hall element using InAs or InGaAs grown on a semi-insulating GaAs substrate as a magnetosensitive layer.
  • lattice disturbance occurs at the interface between the GaAs substrate and the InAs layer, and the reliability and sensitivity at high temperatures are still insufficient due to the influence. there were.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-259583 proposes a Hall element using InAs formed on a sapphire substrate as a magneto-sensitive layer. 0 0 shortening of element resistance at high temperatures exceeding e C was observed and was one inadequate reliable when used at high temperatures. For this reason, there has been a demand for a fundamentally different technology for improving the sensitivity of magnetic sensors.
  • a sensor thin film layer having high electron mobility without disorder of a crystal lattice is manufactured, and a high-sensitivity semiconductor sensor excellent in temperature characteristics without characteristics change due to a process is realized. To do aimed to.
  • the present inventor has solved such a problem of the InAs-based thin film, studied a method of manufacturing a sensor thin film layer having a high electron mobility, and developed a high-sensitivity semiconductor sensor. I worked on it. As a result, after forming a compound semiconductor layer having a lattice constant equal to or close to that of InAs, which is larger than InAs, and larger than * Ingap energy. On top of that, when InA s was grown on the crystal, it was found that a very large electron mobility of InAs was obtained even if the film thickness was small.
  • the compound semiconductor layer lattice-matched to InAs is used, an InAs ultrathin film with good crystallinity can be formed, and from the quantum effect of the InAs ultrathin film, It has been found that the device characteristics can be improved.
  • InGas which introduces Ga in InAs to expand the band gap more than InAs
  • lattice matching with InGas also occurs. It has been found that if a compound semiconductor layer is used, an InGaAs ultra-thin film with good crystallinity can be formed, and the temperature characteristics of the device can be improved.
  • n A s layer is I n
  • I n A s layer, I .n x G ai - x A. s (0 ⁇ x ⁇ 1.0) layer and I n x G a have x A s y S bi - y (0 ⁇ x ⁇ 1.0, 0 ⁇ y ⁇ 1.0) layers are collectively referred to as sensor layers.
  • a band gap having a lattice constant equal to or close to that of the crystal constituting the sensor layer is larger than that of the crystal.
  • a high-resistance second compound semiconductor layer having a top energy may be formed.
  • the sensor layer side may be formed of group 111 selected from crystals constituting the sensor layer, and the first and second compound semiconductor layers may be formed of group V selected from the compound semiconductor. And are preferred.
  • the bonding layer at the sensor layer side is a group V selected from the crystal constituting the sensor layer, and the first and second compound semiconductor layer sides are a group 111 selected from the compound semiconductor. Shape from May be implemented.
  • An intermediate layer may be inserted between the in group-V group bond.
  • the electron concentration is preferably in the range of 5 ⁇ 10 16 to 8 ⁇ 10 18 / cm 3 , and 8 ⁇ 10 16 ⁇ 3 1 0 18 / cm 3 is a Ri favored correct range good.
  • a donor impurity may be doped in the sensor layer. Further, doping may be performed on the first and second compound semiconductor layers that serve as a barrier layer with respect to the sensor layer. In addition, it is common to introduce a spacer layer between the sensor layer and the doped barrier layer.
  • the electrode formed on the sensor layer of the present invention is preferably formed by forming an omic contact directly on the sensor layer, but the second compound semiconductor layer is present. In such a case, after the electrodes are formed on the second compound semiconductor layer, the sensor layer is made to have an ohmic contact with the anneal or the like via the second compound semiconductor layer. .
  • the magnetic sensor of the present invention is a magnetic sensor utilizing a Hall effect or a magnetoresistance effect of a Hall element, a magnetic resistance element, or the like.
  • the step of forming the high-resistance first compound semiconductor layer and the step of forming the sensor layer on the first compound semiconductor layer further comprise the step of forming the sensor layer with the crystal and lattice constant of the first compound semiconductor.
  • This is a method for manufacturing a magnetic sensor characterized by having a step of forming a magnetic sensor.
  • a step of forming the second compound semiconductor layer on the upper surface of the sensor layer is included as necessary.
  • a step of doping the sensor layer or the first or second compound semiconductor layer as necessary is also included.
  • the step of forming an electrode on the upper surface of the second compound semiconductor layer and causing the sensor layer to make an ohmic contact with an anneal or the like is also within the scope of the present invention.
  • the magnetic sensor of the present invention is often bonded and knocked down and used as needed.
  • the magnetic sensor of the present invention is often packaged together with the SiIC chip.
  • FIG. 1 shows a high-sensitivity Hall element, which is one of the high-sensitivity magnetic sensors that are the basis of the present invention.
  • Figure 1A schematically shows the cross section.
  • Figure 1B is a view from the top.
  • reference numeral 1 denotes a substrate
  • 2 denotes a bandgap energy that is the same as or close to the lattice constant of the crystal forming the sensor layer, and is larger than the crystal.
  • the first compound semiconductor layer has a high resistance and has a sensor layer 3.
  • 4 (41, 42, 43, 44) indicates an ohmic electrode.
  • 5 (5 1, 5 2, 53, 54) are electrodes for bonding.
  • FIG. 1 shows a high-sensitivity Hall element, which is one of the high-sensitivity magnetic sensors that are the basis of the present invention.
  • FIG. 1A schematically shows the cross section.
  • Figure 1B is a view from the top.
  • reference numeral 1 denotes a substrate
  • 2 denotes a bandgap energy that is
  • reference numeral 6 denotes a high-resistance second compound semiconductor layer.
  • Reference numeral 7 denotes a donor impurity doped in the sensor layer.
  • Reference numeral 8 denotes a passivation layer made of an insulator formed as necessary to protect the surface of the semiconductor.
  • the donor impurity to be doped in the sensor layer is indicated by 7, but the position of this impurity may be as a whole, or may be only a predetermined position. For example, only the central portion may be doped, or a portion may be doped and other portions may not be doped. Furthermore, the central part may be large and the peripheral part may be small. In addition, it is common that impurities are often doped in the central part and in the peripheral part. These may be performed by stratification.
  • the impurity doped into the sensor layer in the present invention may be anything that generally acts as a donor on the crystal constituting the sensor layer, and S, Si, Ge, Se, etc. It is a good thing.
  • the composition ratio of In and Ga in the Sbi-y layer is 0 ⁇ x ⁇ 1.0, and preferably 0.6 ⁇ x ⁇ 1.0. Furthermore, in order to take advantage of the high electron mobility of InAs, 0.8 ⁇ X ⁇ 1.0 is preferred over S. Also, In x G a! -XA s y S bi-The composition ratio of As and Sb in the y layer is 0 ⁇ ⁇ 1.0, but preferably in the range 0.4 ⁇ y ⁇ 1.0, more preferably 0.6 ⁇ y ⁇ 1.0.
  • the thickness of the sensor layer is less than 1.4 Atm, preferably less than 0.5 m, and more preferably less than 0.3 / m. Often less than 0.2 m is often used to make semiconductor sensors with higher sensitivity.
  • a value of less than 0.1 ⁇ is preferably used for fabricating a semiconductor sensor having a larger input resistance value.
  • the sensor layer is further thinned, electrons are confined in the sensor layer by the first and, if necessary, the second compound semiconductor layer, a quantum well is formed, and the quantum effect is reduced.
  • the heat resistance, withstand voltage, etc. are further improved.
  • the thickness of the sensor layer is 500 mm or less, preferably 300 A or less, and more preferably 200 A or less.
  • the present invention provides that the dopant of the donor impurity is located near the sensor interface of the first or second compound semiconductor layer.
  • the electrons supplied from the impurities across the boundary surface to the sensor layer to reduce scattering due to impurities in the sensor layer and to increase sensitivity. Often, higher electron mobilities are obtained.
  • the electric conduction in the sensor layer is caused by the electrons supplied from the first or second compound semiconductor layer to the sensor layer, and also in the sensor layer. In some cases, it may be mixed conduction with the supplied electrons or electrons supplied from donor impurity atoms that are doped in the sensor layer.
  • FIG. 3 shows such an embodiment of the present invention. Examples have been given.
  • Reference numeral 9 denotes a donor impurity doped into the high-resistance compound semiconductor layer for such a purpose.
  • FIG. 3A shows an example in which a donor impurity is doped in the first compound semiconductor layer.
  • FIG. 3B shows an example in which the second compound semiconductor layer is doped.
  • the electrons supplied from the donor impurity 9 into the sensor layer may form a two-dimensionally spread electron gas, but the electrons supplied from the donor impurity 7 in the sensor layer are electrically Participate in conduction.
  • the impurity 9 to be doped for this purpose may be anything that acts as a donor impurity, but Si, S, Ge, Se, etc. are preferred.
  • the resistance of the high-resistance first and second compound semiconductor layers used for the semiconductor sensor of the present invention is preferably constant or semi-insulating, but may be a high resistance according to these.
  • the resistance of the first and second compound semiconductor layers is at least 5 to 10 times higher than the resistance of the sensor layer, preferably 100 times or more. , More preferably more than 100 times higher.
  • the first compound semiconductor layer on which the sensor layer used for the semiconductor sensor of the present invention is formed, and the second compound semiconductor layer formed on the upper surface of the sensor layer are:
  • a compound semiconductor having the same or close to the lattice constant as the crystal constituting the sensor layer, and the band gap energy is It is better to have a larger value than the crystal.
  • a 1 t, 2 In! -b 2 P a 1 S b, ... is ⁇ 0 ⁇ b 2 ⁇ 1.0, 0 ⁇ d! ⁇ 1.0 ⁇ , ⁇ 0. 1 ⁇ b 2 ⁇ 1.0, 0. 1 ⁇ di ⁇ 0.8 ⁇ is the preferred range.
  • a la 2 G a a 2 Pa 2 S b For 2 , the preferred range is ⁇ 0 ⁇ a 2 ⁇ 1.0, 0 ⁇ d 2 ⁇ 0.5 ⁇ , and the preferred range is ⁇ 0.5 ⁇ a 2 ⁇ 1.0, 0 ⁇ d 2 ⁇ 0.35 ⁇ . is there.
  • the fact that the lattice constant of the first and second compound semiconductor layers has a value close to the lattice constant of the crystal forming the sensor layer means that the lattice constant of the compound semiconductor and the sensor layer The difference from the lattice constant of the crystal forming the crystal is within ⁇ 5%, more preferably within ⁇ 2%.
  • the thickness “St” of the first compound semiconductor layer is O.l Atm ⁇ ⁇ Gi ' ⁇ 10 Atm, preferably in the range of 0.5 [1 m ⁇ ⁇ I ⁇ 5 ⁇ . in it. also arbitrary. thickness £ 2 of the second compound.
  • the compound semiconductor layer favored Meniwa 1 or m that obtain quantum effects of the sensor layer is typically, but equivalent to the first compound semiconductor layer, as a preferred correct range lt ni or less, more preferably 0.5 m or less, and 0.1 l i m or less.
  • the first and second compound semiconductor layers are formed of these compounds.
  • a multilayer composed of several kinds selected from semiconductors may be formed, for example, a third compound semiconductor layer may be formed on the second compound semiconductor layer.
  • the layer is a semiconductor insulating layer similar to the second compound semiconductor layer, and has a thickness similar to £ 2 . It prevents air oxidation of the air layer, and has a protective effect against damage caused by perforations and the like.
  • the bonding species at the interface formed by the sensor layer of the present invention and the first and second compound semiconductor layers include In—Sb, Ga—Sb, Ga—As, and In— A s, A l — A s, A 1 — S b, In — P, G a — P Of these, In-Sb is preferably used.
  • An intermediate layer may be introduced between the group III layer and the group V layer.
  • Figure 4 shows an enlarged view of such interfacial bonding species.
  • the first compound semiconductor In order to form the interfacial bonding species, first, in the case of the interface between the first compound semiconductor layer and the sensor layer, the first compound semiconductor When the growth of the layer is completed, only the group V '(group III) selected from the compound semiconductor layer is irradiated, and then the irradiation of the group V (group III) is stopped. Irradiate only the selected 1 1 1 group (V group). Next, irradiation of the remaining ⁇ I and V groups of the crystal of the sensor layer is started, and the sensor layer is grown. In the case of the interface between the sensor layer and the second compound semiconductor layer, when the growth of the sensor layer is completed, only the group 11 (V group) selected from the sensor layer crystal is irradiated.
  • the interface layer formed by the irradiation of the group III and group V is preferably grown by a few atomic layers, more preferably by a single atomic layer.
  • the electrode constituting the semiconductor sensor of the present invention is usually a phantom electrode. In this case, it is preferable to make the sensor layer have an omic contact directly.
  • a structure in which an electrode is formed on the two-compound semiconductor layer, and the sensor layer and the semiconductor layer are in ohmic contact via the second-compound semiconductor layer may be used. This structure is formed by the following method. In other words, in order to obtain an ohmic contact between the electrode and the sensor layer, alloying annealing is performed to diffuse the electrode material from the second compound semiconductor layer to the sensor layer, or Only in the region below the electrode. There is a method to lower the contact resistance by injecting ions.
  • the electrode metal may be a known multilayer electrode structure including a three-layer structure of AuGe / NiZAu, but may be a single-layer metal such as A1, Ti, Au, or W. However, many combinations are possible.
  • a non-ohmic electrode may be formed in some cases. Further, a transparent electrode for transmitting light may be formed.
  • the substrate used to form the magnetic sensor of the present invention may be any substrate as long as a single crystal can be generally grown, such as a GaAs single-crystal semi-insulating substrate or a Si single-crystal substrate.
  • a surface on which a crystal is grown a (100) plane, a (110) plane, and the like are often used.
  • a surface cut at an angle of several degrees from these crystal planes is often used to improve crystal growth.
  • a plane turned off twice from the (100) plane is a preferred example.
  • a thin film layer grown on a micro force is transferred. That is, in the manufactured magnetic sensor, the substrate may not be used substantially.
  • the step of forming the first compound semiconductor layer and the step of forming the sensor layer are performed.
  • the step of forming the second compound semiconductor and the step of forming the second compound semiconductor are generally any method capable of growing a single crystal of a thin film, but the molecular beam epitaxy method, M 0 VPE
  • the ALE method is a particularly preferred method.
  • the process of processing the sensor layer into a required shape as necessary includes a process such as weight-etching, dry-etching, and ion milling. Used. These methods are also preferably used for the purpose of processing the first and second compound semiconductor layers into required shapes as required.
  • FIG. 5 shows a magnetoresistive element that is a basic example of the high-sensitivity magnetic sensor of the present invention.
  • FIG. 5A shows a cross-sectional view of a two-terminal magnetoresistive element.
  • Figure 5B is a view from the top.
  • Figure 5C is a diagram of the three-terminal differential type magnetoresistive element viewed from above.
  • 10 is a short bar electrode. This short bar electrode has the effect of increasing the magnetoresistance effect and is preferably used to increase the magnetic sensitivity.
  • the short bar electrode 10 in FIG. 5 has ohmic contact with the sensor layer 3 and is usually made of metal.
  • the magnetic sensor of the present invention is packaged together with a Si IC chip for amplifying the output of the sensor, and is used as a magnetic sensor such as a Hall IC or a magnetoresistive IC. Is also favorably done.
  • Figure 6 shows such an example. 1 1 is the magnetic sensor chip, 1 2 is the Si IC chip, 13 is the eye on the lead, 14 is the lead, Reference numeral 15 denotes a wire, and reference numeral 16 denotes a molded resin.
  • the semiconductor sensor of the present invention can be used as an optical sensor, a pressure sensor, or a strain sensor in addition to the magnetic sensor described above. That is, a high-resistance first compound semiconductor layer is formed on a semi-insulating substrate, and a sensor layer is formed on the upper surface of the layer. Next, an optical sensor is one in which an electrode for detecting light is formed on the sensor layer. Further, a second compound semiconductor layer may be formed on the upper surface of the sensor layer, or a quantum well may be formed by making the sensor layer an ultrathin film. Further, an optical sensor having a structure in which a superlattice is formed by repeatedly growing a barrier layer of the first or second compound semiconductor and a sensor layer of an ultrathin film is also preferable.
  • an optical sensor of the type shown in FIG. 18 having a transparent electrode formed on the surface can be formed by the semiconductor sensor of the present invention.
  • an optical sensor there is no lattice disturbance at the interface formed between the lattice-matched compound semiconductor layer and the sensor layer, and the dark current that is a problem in the optical sensor is extremely small. can do.
  • the electron mobility of the sensor layer is very large, high-speed response is possible.
  • This optical sensor is very promising as an optical sensor for the mid-infrared region (2-8 im).
  • a high-resistance first compound semiconductor layer is formed, a sensor layer is formed on the upper surface of the layer, and an electrode for detecting pressure is formed on the upper surface of the sensor layer. It is a sensor. Further, a second compound semiconductor layer may be formed on the upper surface of the sensor layer. Furthermore, the quantum well may be formed by making the sensor layer an ultrathin film. It is also preferable to form a superlattice by repeatedly growing a barrier layer composed of the first and second compound semiconductors and an ultrathin sensor layer.
  • the electrode of the pressure sensor according to the present invention may have an ohmic contact directly to the sensor layer, but if the second compound semiconductor layer is formed, the second compound semiconductor layer may be used.
  • An electrode may be formed on the semiconductor layer and may be in ohmic contact with the sensor layer by annealing or the like. Further, in some cases, a non-unique electrode such as the surface electrode on the second compound semiconductor layer shown in FIGS. 16 and 17 is formed.
  • the sensor layer of the present invention has a smaller gate gap than GaAs and Si, and can produce a pressure sensor with higher sensitivity. Until now, it was difficult to form an InAs thin film with good crystallinity without lattice disorder, and a good InAs-based pressure sensor had not been obtained. If a sensor layer formed on the upper surface of the system compound semiconductor layer is used, a highly sensitive pressure sensor utilizing the characteristics of the InAs-based thin film can be manufactured.
  • a high-resistance first compound semiconductor layer is formed, a sensor layer is formed on the upper surface of the layer, and an electrode for detecting strain is formed at a required portion on the sensor layer. This is the strain sensor.
  • the second compound semiconductor is placed on the upper surface of the sensor layer.
  • a body layer may be formed.
  • the quantum well may be formed by making the sensor layer ultra-thin. It is also preferable to form a superlattice by repeatedly growing a barrier layer of the first or second compound semiconductor and a sensor layer of an ultrathin film.
  • FIG. 15 shows an example of the semiconductor sensor of the present invention using the change in resistance.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view of the device structure
  • FIG. 15B is a view seen from above.
  • 1 is a substrate
  • 2 is a first compound semiconductor layer of a lattice matching system
  • 3 is a sensor layer
  • the sensor layer is processed into a shape as shown in FIG. 15B.
  • 17 is an ohmic electrode.
  • the resistance value of the processed sensor layer is changed by the illuminated light or by the applied pressure or strain, and the change is detected.
  • Figure 15C schematically shows the state where the strain is applied.
  • FIG. 16 shows another example of the semiconductor sensor of the present invention using the change in resistance.
  • 6 is a second compound semiconductor layer
  • 18 and 19 are ohmic electrodes
  • 20 is an unusual mix intermediate electrode.
  • the semiconductor sensor of this the light, the 0 of al those that detect the inter-electrode resistance value that changes in Tsu good that the pressure or distortion, Ri by the and this applying a voltage to the intermediate electrode, the semiconductor sensor Sensitivity can be adjusted.
  • FIG. 17 shows an example of the semiconductor sensor of the present invention. 6 'is an insulating second compound semiconductor layer, 21 is an ohmic electrode, and 22 is a collector electrode formed on the second compound semiconductor layer. When a voltage is applied to these electrodes, electric charges are generated at the interface of the insulating second compound semiconductor layer. This semiconductor sensor detects changes in this charge due to light, pressure and strain.
  • FIG. 18 shows another example of the semiconductor sensor of the present invention.
  • 23 is an ohmic electrode
  • 24 is a transparent electrode.
  • the change in capacitance due to light, pressure, and strain is detected as a voltage change between the two electrodes.
  • FIG. 19 shows an example of a practical device for actually using these semiconductor sensors.
  • FIG. 19A shows an example of an optical sensor, where 25 and 26 are the same optical sensor, indicating that the optical sensor 26 is shielded from light. 27, 28 and 29 are terminals. Usually, it is preferable that these optical sensors are formed on the same substrate, but they may be formed on different substrates and combined. Actually, in the example of FIG. 19A, the measurement as an optical sensor was performed using the semiconductor sensor shown in FIG. As a result, the resistance between light-shielded 2 8 and 2 9 was 1480 ⁇ , whereas the resistance between 2 7-1 and 2 8 illuminated was lower than that. It was 75 ⁇ larger and the change in resistance value was confirmed by light.
  • Fig. 19B In the figure, 30 indicates the semiconductor sensor of the present invention, and 31 indicates the external resistance.
  • a sensor configured by combining a circuit element such as an external resistor with the semiconductor sensor of the present invention is also within the scope of the present invention.
  • FIGS. 1A and 1B are a cross-sectional view and a top view showing the structure of a Hall element as a basic embodiment of a magnetic sensor of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention having a second compound semiconductor layer.
  • 3A and 3B are cross-sectional views showing an embodiment having a structure for supplying electrons from the first and second compound semiconductor layers.
  • Figure 4 is an enlarged schematic diagram of the interface bonding species between the InAs layer and the first compound semiconductor layer.
  • FIGS. 5A, 5B and 5C are a cross-sectional view and a top view showing an example of a magnetoresistive element which is an example of the magnetic sensor of the present invention.
  • FIG. 6 shows a high-priority structure of the present invention in which a Hall element, which is an example of the magnetic sensor of the present invention, and a Si IC chip having an IC circuit are molded in the same package.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a magnetic sensor.
  • FIG. 7 is a characteristic diagram showing the temperature characteristics of the Hall output voltage in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a characteristic diagram showing a temperature change of the element resistance value in Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing temperature characteristics.
  • FIG. 10 is a diagram showing the temperature change of the element resistance value in Example 5 of the present invention.
  • FIG. 11 is a characteristic diagram showing the temperature characteristics of the Hall output voltage in Example 12 of the present invention.
  • FIG. 12 is a characteristic diagram showing a temperature change of the element resistance value in Example 12 of the present invention.
  • FIG. 13 is a characteristic diagram showing the temperature characteristics of the Hall output voltage in Example 1.7 of the present invention.
  • FIG. 14 is a characteristic diagram showing a temperature change of an element resistance value in Example 17 of the present invention.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view and a top view showing an example of the semiconductor sensor of the present invention which is a resistive element type and can be used for detecting light, pressure, and strain.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view
  • FIG. 15B is a view from above
  • FIG. 15C is a schematic diagram when used as a strain sensor.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of the semiconductor sensor of the present invention which can adjust the detection sensitivity of light, pressure, and strain by providing an intermediate electrode to a resistance element type semiconductor sensor.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are a cross-sectional view and a top view showing an example of the semiconductor sensor of the present invention capable of detecting light, pressure, and strain.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of the semiconductor sensor of the present invention, which can detect light, pressure, and strain based on a change in capacitance.
  • FIG. 19 is a schematic view showing an example for actually using the semiconductor sensor of the present invention.
  • Figure 19A is an example of an optical sensor
  • Figure 19B is an example of a light, pressure, and strain sensor.
  • the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches is used as a first compound semiconductor layer as a first compound semiconductor layer.
  • 1 0. 8 G a 0. 2 eight 3. 16 5 1).
  • 84 was grown 0.30 wm.
  • Si deep InAs was grown as a sensor layer by 0.25 m.
  • a resist pattern for forming a part to be a magnetic sensing part was formed on the laminated thin film formed on the GaAs substrate by using a photolithography method. Pull-out and have continued, after an unnecessary portion Ri by the error pitch packaging solution of H 3 P 0 system was error pitch in g, to remove the Les dis me.
  • a 0.2 / xm SiN film was formed on the entire surface of the wafer by plasma CVD. An electrode is formed on the layer by the photolithography method, and the electrode portion is an opening. A test pattern was formed. Next, the reactive ion etching was used to etch the SiN where the electrode was formed, exposing the sensor layer.
  • the Hall element of Example 11a has a large Hall output voltage of 21 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. It has. This value is more than twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element.
  • Figure 7 shows the temperature characteristics of the Hall output voltage. Further, the temperature change of the hall output voltage at a constant voltage is 100, which is small and shows excellent temperature characteristics. Temperature variation of the element resistance value cormorants by shown in FIG. 8 1 5 0 e C until in rather very small drop in resistance is also very not small.
  • the heat dissipation coefficient is about 2.3 mW e C, which is impossible in the past.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to a high temperature, and has extremely high reliability.
  • Example 1 A Hall element was fabricated in the same manner as in Example 1a, and the characteristics were measured under the same conditions. As a result, the Hall output voltage was 150 mV and the input resistance was 1.lkQ. , 1 0 0 e C or more high-temperature region in example 1 - decrease slightly resistance was observed as compared to a.
  • the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches was formed on the surface of the GaAs substrate as a first compound semiconductor layer as a first compound semiconductor layer by MBE. 0.30 ⁇ Lengthened.
  • Si-doped InAs was grown as' 0.15 ⁇ as a sensor layer.
  • the electron mobility value of this InAs thin film is 1900 cm 2 ZVs, and the sheet resistance value is 230 ⁇ / electron concentration 0.95 10 0.I 7 cm ⁇ 3 Tsukko
  • Example 11a a Hall element was manufactured in the same manner as in Example 11a.
  • the film characteristics are shown in Table 1 below, and the device characteristics are shown in Table 2.
  • the Hall element of Example 2 has a large Hall output voltage of 26 OmV at a rated input voltage in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G. This value is more than twice the Hall output voltage of the average GaAs Hall element.
  • the temperature dependence of the Hall output voltage showed the same characteristics as in Example 11a. Et al., Was extremely small to a similar 1 5 0 e C and the temperature dependency in Example 1 one a device resistance value is. As described above, the temperature change of the element resistance value is extremely small, and the decrease of the resistance value is also very small. For this reason, when the device is used at a constant voltage, no overcurrent flows and no failure occurs, and the reliability at high temperatures is good.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability. No.
  • the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches was formed on the surface of the GaAs substrate as a first compound semiconductor layer by a MBE method.
  • b o. was grown to 0.30 ⁇ m.
  • Si-doped InAs was grown to 0.10 m as a sensor layer.
  • I n A value of electron mobilities of s thin film is 1 9 0 0 0 cm 2 Roh V s, sheet resistance value is 3 0 0 ⁇ ⁇ mouth of this, the electron concentration 1. Ixi 0 17 cm _ 3 Der I got it.
  • Example 11a a Hall element was manufactured in the same manner as in Example 11a.
  • the film characteristics are shown in Table 1 below, and the device characteristics are shown in Table 2.
  • the Hall element of Example 3 has a large Hall output voltage of 27 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. This value is more than twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element.
  • the temperature dependence of the Hall output voltage showed the same characteristics as in Example 11a.
  • the temperature dependence of the element resistance value was extremely small up to 150 as in Example 1. As described above, the temperature change of the element resistance value is extremely small, and the decrease of the resistance value is also very small. For this reason, when the device is used at a constant voltage, there is no possibility that an overcurrent will flow and cause a failure. Reliability is also good.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • Example 3 In the same manner as in Example 3, the anode A10.aGa0.2.2As ⁇ . ⁇ Sbo.5 was grown to 0.30 jLt m. . Next, the node InAs was grown to 0.10 / m. The surface morphology of this InAs thin film was poor, and the sheet resistance was too high to measure the electron mobility. It became clear that an InAs thin film with good crystallinity could not be obtained if the AlGaAsSb layer did not conform to the InAs lattice constant. It was not possible to use a Hall element.
  • the first compound semiconductor layer was formed on the surface of a 2 inch diameter GaAs substrate as the first compound semiconductor layer by the MBE method.
  • the Si dove In As was 0.10.
  • Ie S b 0. 84 is a 5 0 0 A growth is et to key catcher-up 6 & 8 3 as layers. 16 5 3. 84 was grown up to 100.
  • I n A s the value of the electron mobility of the thin film 2 1 0 0 0 cm 2 ' V s, sheet resistance 2 8 0 Omega Noro, electron concentration 1 1 X 1 0 1 7 cm -. 3 met .
  • a resist pattern for forming a part to be a magnetic sensing part was formed on the laminated thin film formed on the GaAs substrate. . Pull-out and have continued, unnecessary portions Ri by the error pitch packaging solution of H 3 P 0 4 system after the error pitch in g, to remove the Les THIS door.
  • a SiN film of 0.1 was formed on the entire surface of the wafer by plasma CVD.
  • a resist pattern in which a portion to be an electrode was an opening was formed by a photolithography method.
  • the reactive ion etching is used to etch the SiN in the area where the electrode is formed, and then the unnecessary parts are removed by the HC1-based etching solution.
  • the second compound semiconductor layer and the cap layer were removed to expose the sensor layer.
  • the Ni layer is 500 A
  • the Au layer is 350 A by the vacuum evaporation method.
  • the electrode pattern of the Hall element was formed by a normal lift-off method. In this way, a number of Hall elements were fabricated on a 2-inch wafer. Next, each hole element was cut by a dicing saw. The chip size of the manufactured Hall element was 0.36 mm X 0.36 mm.
  • the film characteristics are shown in Table 1 below, and the device characteristics are shown in Table 2.
  • the Hall element of Example 4 has a large Hall output voltage of 309 mV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. . This value is more than three times the Hall output voltage of the average GaAs Hall element. Further, the temperature characteristics of the Hall output voltage were the same as those in Example 1-a, and the temperature characteristics were good even at 100 ° C. or more. The temperature dependency of the element resistance was also the same as in Example 11-a, the temperature change was extremely small, and the decrease in the resistance was very small.
  • the heat dissipation coefficient of a standard mini-molded, resin-molded device is about 2.3 mWZ ° C, and this device is called 100 to 150 ° C.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • Example 11a a Hall element was manufactured in the same manner as in Example 11a.
  • the film characteristics are shown in Table 1 below, and the device characteristics are shown in Table 2.
  • the Hall element of Example 5 has a large Hall output voltage of 20 OmV in a magnetic field with a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. .
  • This value is more than twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element.
  • Figure 9 shows the temperature characteristics of the Hall output voltage. Further, the temperature change of the Hall output voltage at a constant voltage is 100, which is small even in the above case, showing excellent temperature characteristics.
  • Et al. Temperature change in the element resistance value cormorants I was shown in Figure 1 0 is 1 5 0 e C until in pole Umate rather small to be observed decrease in resistance. For this reason, when the device is used at a constant voltage, no overcurrent flows and no failure occurs, and the reliability at high temperatures is good.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability. Also, this device consumes less power, and in particular, consumes half the power consumption to obtain the same sensitivity as compared to the GaAs Hall device.
  • the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches was converted into a first compound semiconductor layer by the MBE method to form
  • Si Dove In is used as the sensor layer.
  • ⁇ 8 G a. 2 As was grown to 0.10 O / m.
  • a second compound semiconductor layer about 10 ⁇ 8 G a 0.2 As 0.23 Sb of the non-dove is used.
  • 77 grown to 50 OA, and GaAs as a cap layer. 23 Sb. 77 was grown to 10 OA.
  • the film characteristics are shown in Table 1 below, and the device characteristics are shown in Table 2.
  • the Hall element of Example 6 had a large Hall output of 24 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. Has voltage. This value is more than twice the Hall output voltage of the average GaAs Hall element.
  • the temperature characteristics of the Hall output voltage were the same as those in Example 5, and 100 showed good temperature characteristics.
  • the temperature dependence of the element resistance was the same as in Example 5, the temperature change was extremely small, and no decrease in the resistance was observed.
  • the coefficient of heat dissipation of a standard mini-molded resin-molded element is about 2.3 mWZ ° C, and this element is said to be 100 to 150 ° C. It has been clarified that it can be used even at high temperatures that were not possible before.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to a high temperature, and has extremely high reliability.
  • the use on the low temperature side was no problem even at a temperature of 60 ° C, and it was found that it was reliable over a wide temperature range.
  • the MBE method was applied to the surface of a 2-inch diameter GaAs substrate. Ri first compound semiconductor layer and to Bruno down de chromatography Bed of A 1 0 a 'G a o 2 A s o -ts S b o 553 ⁇ 4 0 3 At m formed;... And allowed to 3 ⁇ 4... Next, Si Dove In is used as the sensor layer. The. 65 G a 0. 36 A s 0. Was l O tm growth. Next, A 1 0. 8 Roh down-doped with a second compound semiconductor layer G a 0. 2 A s. -4 5 5 1>. 55 were grown by 500 people, and GaAs was also used as a cap layer. 4 5 S b. The ss was grown 100 A.
  • the film characteristics are shown in Table 1 below, and the device characteristics are shown in Table 2.
  • the Hall element of Example 7 has a large Hall output voltage of 195 mV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage.
  • This value is twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element.
  • the temperature characteristics of the Hall output voltage showed the temperature characteristic but it may also be at the 1 0 0 e C above Ri Example 5 the same Jidea.
  • the temperature dependence of the element resistance was also the same as in Example 5, the temperature change was extremely small, and no decrease in the resistance was observed.
  • the heat dissipation coefficient of a standard mini-molded, resin-molded element is about 2.3 mWZ. It has been clarified that it can be used even at high temperatures that were not possible before.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to a high temperature, and has extremely high reliability. It was found that there was no problem with use at a low temperature side even at a temperature of 160, indicating that the device was reliable over a wide temperature range. (Example 8)
  • the first compound semiconductor layer was formed on the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches as the first compound semiconductor layer by the MBE method.
  • the film characteristics are shown in Table 1 below, and the device characteristics are shown in Table 2.
  • the Hall element of Example 8 has a Hall output voltage of 14 OmV at a rated input voltage in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G. This shashi Is about 1.5 times the average Hall output voltage of the GaAs Hall element. Also, the temperature characteristics of the Hall output voltage showed the temperature characteristic but it may also be at the 1 0 0 e C above Ri Example 5 the same Jidea. The temperature dependence of the element resistance was also the same as in Example 5, the temperature change was extremely small, and no decrease in the resistance was observed. The heat dissipation coefficient of a standard minimolded resin molded element is 2.3 mWZ. About C, this element is 100 to 150. It has been clarified that C can be used even at high temperatures, which was not possible before.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability. It was found that there was no problem with use on the low temperature side even at 160 ° C, and it was found that it was reliable over a wide temperature range. (Example 9)
  • a non-doped Al layer was formed on the surface of a 2-inch diameter GaAs substrate as the first compound semiconductor layer by the MBE method.
  • a resist pattern for forming a part to be a magnetic sensing part on a laminated thin film formed on a GaAs substrate was formed.
  • a 0.2 ⁇ Si film was formed on the entire surface of the wafer by plasma CVD.
  • a resist pattern in which a portion to be an electrode was an opening was formed by photolithography.
  • the reactive ion etching is used to etch the portion of the electrode where the electrode is to be formed, and the HC1-based etching solution is unnecessary.
  • This Hall element chip was die-bonded, wire-bonded, and then subjected to transfer molding, to produce a molded Hall element made of epoxy resin.
  • the film characteristics are shown in Table 1 below, and the device characteristics are shown in Table 2 below.
  • the Hall element of Example 9 has a Hall output voltage of 30 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at a rated input voltage. This value is about three times larger than the average output voltage of the GaAs Hall element. Also, temperature characteristics of the Hall output voltage showed good temperature characteristics even in a more 1 0 0 e C Ri Example 5 same Jidea. The temperature dependence of the element resistance was the same as in Example 5, the temperature change was extremely small, and no decrease in the resistance was observed. The coefficient of heat dissipation of a standard mini-molded resin-molded element is about 2.3 mWZ, and this element is 100-150, which is impossible in the past. It became clear that it can be used even at high temperatures.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability. Use of the low temperature side one 6 0 e C even problem rather than, it was found that there reliable in a wide temperature range.
  • the first compound semiconductor layer was formed on the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches as a first compound semiconductor layer by the MBE method.
  • the Hall element of Example 10 has a Hall output voltage of 31 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. . This value is about three times larger than the average Hall output voltage of the GaAs Hall element. Further, the temperature characteristics of the Hall output voltage were the same as those in Example 5, and the temperature characteristics were 100, which was good. The temperature dependence of the element resistance was the same as in Example 5, the temperature change was extremely small, and no decrease in the resistance was observed. The heat dissipation coefficient of a standard mini-molded, resin-molded element is about 2.3 111 3 ⁇ 4 / ", and this element is between 100 and 150.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, can be used even at a high temperature, which is impossible in the past. It has high sensitivity, can be used up to high temperature, and has extremely high reliability.It can be used at low temperature of 60 ° C without any problem, and it can be reliable over a wide temperature range. all right.
  • the first compound semiconductor layer was formed on the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches as a first compound semiconductor layer by MBE. 0.3 Atm grown. Next, as a sensor layer, Si drive In. 8 G ao. A As. 2 S b. 8 was grown to 0. Next In addition, non-doped ⁇ ⁇ ⁇ .4
  • the aperture was 250 ⁇ and the electron concentration was 1.19 xi 0 17 cm- 3 .
  • the film characteristics are shown in Table 1 below, and the device characteristics are shown in Table 2.
  • the Hall element of Example 11 has a Hall output voltage of 300 mV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. . This value is about three times larger than the average Hall output voltage of the GaAs Hall element.
  • the temperature characteristics of the Hall output voltage were the same as those in Example 5, and showed good temperature characteristics even at 100 ° C or more.
  • the temperature dependence of the element resistance was the same as in Example 5, the temperature change was extremely small, and no decrease in the resistance was observed.
  • the heat dissipation coefficient of a standard mini-mold type resin-molded element is about 2.SmWZt, and this element has a conventional temperature of 100 to 150 ° C.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, and can be used up to high temperatures. And its reliability is extremely high.
  • the use of the low temperature side is a problem even one 6 0 ° C ⁇ is rather than, in J one I have and Oh Ru this reliability in a wide temperature range.
  • a G a 0. 2 3 0.16 8 13 0. 84 1. is O At m growth.
  • a non-dove InAs was grown to 150 A as a sensor layer.
  • non-doped A10.8GaAs0.16Sb0.84 was grown by 50 OA, and the cap layer was further grown. And 6 & 8 3. 16 3 1>. 84 was grown 100 A.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 12 has a large Hall output voltage of 22 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. It has. This value is equivalent to the average G a It is more than twice the output voltage.
  • Figure 11 shows the temperature characteristics of the Hall output voltage. At constant voltage, the temperature variation of the Hall output voltage that has shown excellent temperature characteristics rather small in the above 1 0 0 e C. As shown in Fig. 12, the temperature change of the element resistance does not drop at all to about 150'C, indicating that it has excellent temperature characteristics. Was. Therefore, when the device is used at a constant voltage, no overcurrent flows and no failure occurs, and the reliability at high temperatures is good.
  • the element manufactured by resin molding with a standard mini-mold type has a coefficient of heat dissipation of about 2.3 mW / ° C.
  • This element has a coefficient of 100 to 150 ° C. . It has been clarified that C can be used even at high temperatures, which is impossible in the past. In addition, it was found that there was no problem with use at a low temperature side even at a temperature of 150, and that it was reliable over a wide temperature range.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • a non-dope A10.8Ga0.2As0.5Sb was formed on the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches. s was grown 1.0 xm. Next, the anode InAs was grown by 150 A. Next, ⁇ 1 of the non-dope. . ⁇ G a 0. 2 A s o. 5 S b o. 5 is a 5 0 0 A growth, as a by Raniki catcher-up layer G a A s o. 5 S b 0. 5 to 1 0 0 A grew.
  • a non-doped Al o. 8 G a 0 as a first compound semiconductor layer was formed on the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches by the MBE method. . 2
  • the A s o. 16 S b 0 . 84 was 1. O jm growth. Next, 200 A of non-dove InAs was grown as a sensor layer. Next, as a second compound semiconductor layer, non-doped A10.sa0.2Aso.16Sb0.8 was grown to 500 A, and the cap layer was further grown. And G a A s. 16 S b. 84 was grown by 10 OA. The value of the electron mobility of I n A s thin this 1 5 0 0 0 cm 2 ZV s, sheet resistance 2 1 5 ⁇ / ⁇ , electron concentration 0. 9 7 xl 0 18 cm _ 3 der I got it. It was also confirmed that this thin film formed a quantum well.
  • Example 4 a Hall element was manufactured in the same manner as in Example 4.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 13 has a large Hall output of 225 mV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. Has voltage. This value is more than twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element. Further, the temperature change of the Hall output voltage is as small as in Example 12, and the temperature change of the element resistance value is also completely reduced to about 150 as in Example 12. In addition, it was found that the temperature dependency was excellent.
  • a standard minimold type resin molded element has a heat dissipation coefficient of 2.3 mWZ. It was about C, and it became clear that this device could be used even at a high temperature of 100 to 150 ° C, which was not possible before. The use on the low temperature side is 150.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, has high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches is non-doped as a first compound semiconductor layer by MBE by an MBE method. . 2 eight 5. 16 5 1). 84 was grown to 1. 1 ⁇ . Next, Non-doped InAs was grown to 300 A as a sa layer. Next, non-doped A10. ⁇ a0.2ASb0.8 was grown as a second compound semiconductor layer by 50 OA, and further, as a cap layer, GaA s 0.16 S bo. 84 3 ⁇ 4r 10 OA was grown. This I n A value of electron mobility s films 1 5 0 0 0 cm 2 ZV s, sheet resistance 2 5 0 Omega / mouth, electron concentration 0 5 6 X 1 O ie cm - 3. There was.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 14 has a large Hall output voltage of 21 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. It has. This value is more than twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element.
  • the temperature change of the hall output voltage showed the same characteristics as those of Example 12. Temperature change or the element resistance value not also seen the decrease in the resistance value exceeds a likewise 1 5 0 e C Example 1 2, heat resistance verge Meteyo physician. This element became 1 0 0 ⁇ 1 5 0 e C and Le, Cormorant previously impossible a is at a high temperature Ru can be used this and GaAkira Laka.
  • the hoe which is one of the magnetic sensors of the present invention, is used.
  • the Hall element has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the 8 G a 0. 2 a s 0. 1 6 S b o. 84 was 1. ⁇ ⁇ ⁇ growth.
  • a non-dove InAs was grown as a sensor layer by 10 OA.
  • the electron mobility value of this InAs thin film was 140 000 cm 2 V s, the sheet resistance value was 220 ⁇ ⁇ 1, and the electron concentration was 2.0 3 xi 0 18 cm _ 3 . Was. It was also confirmed that this thin film formed a quantum well.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 15 has a large Hall output of 17 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. Has voltage. This value is twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element. Also, the Hall output voltage Temperature changes Ri similar der to Example 1.2 showed 1 0 0 e C above 'also excellent temperature characteristics Oite. Temperature change or the element resistance value is also not observed resistance of decrease in anti-values even beyond Likewise 1 5 0 e C Example 1 2, heat resistance extremely have good.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the surface of a GaAs substrate with a diameter of 2 inches is used as a first compound semiconductor layer as a first compound semiconductor layer by the MBE method.
  • a node In. 9 G a 0.1 As was grown by 15 OA.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 16 had a large Hall of 2 15 mV in a magnetic field with a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. Has output voltage. This value is twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element.
  • the temperature change of the Hall output voltage showed the same characteristics as those of Example 12.
  • the temperature dependence of the element resistance value is extremely small up to about 150 ° C. as in Example 12, and the resistance value does not decrease and has excellent temperature characteristics. I understood. Since the temperature change of the element resistance value is extremely small, a standard minimold type resin molded element has a heat dissipation coefficient of about 2.3 mWZ. Thus, it has become clear that it can be used even at high temperatures, which was not possible before.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the surface of a GaAs substrate with a diameter of 2 inches is deposited on the surface of the GaAs substrate by the MBE method.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 17 has a large Hall output voltage of 205 mV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. Yes. This value is twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element.
  • Figure 13 shows the temperature characteristics of the Hall output voltage. At constant voltage, the temperature variation of the Hall output voltage shows excellent temperature characteristics rather small in the above 1 0 0 e C. As shown in Fig. 14, the temperature change of the device resistance value drops to about 180 ° C. It was also found that they had excellent temperature characteristics.
  • An element manufactured by resin molding with a standard mini-mold type has a coefficient of heat dissipation of about 2.3 mW ° C.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • a non-dope A10.8Ga0.2As0.6Sb was formed on the surface of the GaAs substrate having a diameter of 2 inches. 4 was grown by 1. . ⁇ . Next, the node In. 8 G a. 2 As was grown by 150 A. Next, Al0,8GaAS0.6Sb0.4 of the non-stop is grown to 500A, and GaAs is further used as a cap layer. 6 S b. 4 was grown 100 A. The surface morphology of the grown thin film is slightly cloudy, and this In. . 8 G a 0. 2 A value of electron mobility s films 2 0 0 0 cm 2 / V s sheet resistance 1 1 0 0 ⁇ ⁇ ⁇ , electron concentration, 1. 8 9 X 1 0 It was 18 cm— 3 .
  • a Hall element was manufactured in the same manner as in Example 4, but the Hall output voltage was as small as 30 mV, and the input resistance was as high as 2.2 k ⁇ . In addition, temperature characteristics Regarding the Hall output voltage and the input resistance, the temperature change was large, and the input resistance was significantly reduced in the high-temperature part.
  • the purpose is to obtain a Hall element using the quantum effect.
  • the surface of a GaAs substrate with a diameter of 2 inches is used as the first compound semiconductor layer by MBE as a first compound semiconductor layer.
  • Example 4 a Hall element was manufactured in the same manner as in Example 4.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the characteristics of the element are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 18 had a large Hall output voltage of 205 mV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. It has. This value is twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element. Also, at constant voltage, Temperature change Le output voltage shows a 1 0 0 e in the above c also rather small, excellent temperature characteristics. Also, the temperature change in the element resistance value 1 8 0 e C about or in rather also this you decrease total Ku, was found and this has excellent temperature characteristics.
  • a standard mini-molded element manufactured by resin molding has a heat dissipation coefficient of about 2.3 mWZ ° C.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in the magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to a high temperature, and has extremely high reliability.
  • G a A s first compound Ri by the MBE method on the surface of the substrate a semiconductor layer and to Bruno down de chromatography A 1 0 of flop diameter 2 inches. 8 G a 0. 2 A s . 7 5 S b. 25 was grown to 1.0 / zm.
  • a node In. .3 G a 0.7 As was grown by 15 OA.
  • the second compound semiconductor layer No. 1 of the nondope. ⁇ G a 0. a As 0.77 5 5 13. 25 grown to 500 people and G a Aso. 75 Sb as a cap layer. 2 S was grown to 100 A.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 19 has a large Hall output voltage of 15 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. Yes. This value is more than 1.5 times the Hall output voltage of the average GaAs Hall element.
  • the temperature change of the Hall output voltage at a constant voltage is 100, which indicates a small and excellent temperature characteristic.
  • the temperature change of the element resistance did not drop at all to about 180, indicating that the element had excellent temperature characteristics.
  • the element manufactured by resin molding with the standard mini-mold type has a coefficient of heat dissipation of about 2.3 mWZ, and this element has a conventional coefficient of 100 to 180. It has become clear that it can be used even at high temperatures where it is impossible.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the MBE method was applied to the surface of a 2-inch diameter GaAs substrate.
  • a 10.8-of the dopant as the first compound semiconductor layer was applied to the surface of a 2-inch diameter GaAs substrate.
  • the aperture was 300 ⁇ and the electron concentration was 0.933 xi 0 18 cm- 3 . It was also confirmed that this thin film formed a quantum well.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 20 has a large hole of 21 OmV in a magnetic field with a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. Has output voltage. This value is more than twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element. Further, the temperature change of the Hall output voltage is as small as in Example 17, and the temperature change of the element resistance value is also reduced to about 180 ° C as in Example 17. At the same time, it was found that the temperature dependency was excellent.
  • a standard minimold type element made of resin mold has a heat dissipation coefficient of 2.3. m WZ e C, and this element is 100 to 180. It became clear that it can be used even at high temperatures called C-which was not possible before.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, has high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the first compound semiconductor layer was formed on the surface of the GaAs substrate with a diameter of 2 inches as the first compound semiconductor layer by MBE method.
  • I n 0 of this. 8 G a 0. 2 A s 0. 5 S b. .
  • a Hall element was manufactured in the same manner as in Example 9, and the film characteristics were as shown in Table 3 below, and the characteristics of the element were as shown in Table 4 and Table 4 as shown in Table 4.
  • the device has a large Hall output voltage of 215 mV in a magnetic field with a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. This value is more than twice the Hall output voltage of the average GaAs Hall element. Further, the temperature change of the Hall output voltage is as small as in Example 17, and the temperature change of the element resistance value is also reduced to about 180 ° C as in Example 17. At the same time, it was found that the temperature dependency was excellent.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, has high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 22 had a large hole of 23 OmV in a magnetic field with a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. Has output voltage. This value is more than twice the average Hall output voltage of the GaAs Hall element. Further, the temperature change of the Hall output voltage is small as in the case of Example 17, and the temperature change of the element resistance value is also reduced to about 180 ° C as in Example 17. No temperature dependence I understood that.
  • the standard minimold type resin-molded element has a heat dissipation coefficient of 2.3 mWZ. It was about C, and it became clear that this device can be used even at a high temperature of 100 to 180, which is not possible conventionally.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large output voltage in a magnetic field, that is, has high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the Hall element of Example 23 has a large hole of 26 OmV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage. Has output voltage. This value is more than three times the average Hall output voltage of the GaAs Hall element. Also, the temperature characteristics of the Hall output voltage are the same as in Example 1 2 showed 1 0 0 e C has good temperature characteristics even on more than. In addition, the temperature change of the element resistance did not drop at all to about 150 ° C. as in Example 12, indicating that the temperature dependency was excellent.
  • the element manufactured by resin molding with a standard mini-mold type has a coefficient of heat dissipation of about 2.3 mW ° C, and this element is 100 to 150.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, a high sensitivity. It can be used at high temperatures and high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the first compound semiconductor layer was formed on the surface of a GaAs substrate having a diameter of 2 inches as a first compound semiconductor layer by MBE method using a non-anode A1Ga0.2As0.32Sbo32.
  • -O m component Next, only S b was irradiated to grow only one atomic layer. Next, the irradiation of S b was stopped, and at the same time, only In was irradiated to one atomic layer. Irradiating the A s and G a subsequent, Roh down-doped I n 0 as the sensor layer. 8 G a. 2 As was grown by 15 OA.
  • the second compound semiconductor layer is used as the Aldo. 8 G a 0.2 As 0.3 32 S b of the node.
  • Grow 68 as a cap layer and grow 50,000 people.
  • 32 Sb. 68 was grown by 100 A.
  • the electron mobility value of this Inno. 8 G a 0.2 As thin film is 1600 cm 2 ZV s, the sheet resistance value is 3 ⁇ , the electron concentration is 0.87 was Oh Tsu in X 1 0 1 8 cm _ 3 .
  • the electron mobility was greatly improved by forming the In-Sb bond species at the interface of the 68 layers.
  • the film characteristics are shown in Table 3 below, and the device characteristics are shown in Table 4.
  • the Hall element of Example 24 had a large value of 225 mV in a magnetic field having a magnetic flux density of 500 G at the rated input voltage.
  • Has Hall output voltage This value is more than twice the Hall output voltage of the average GaAs Hall element.
  • the temperature characteristics of the Hall output voltage is Ri similar der to Example 1 7 showed 1 0 0 e C has good temperature characteristics even on more than.
  • the temperature change of the element resistance did not drop down to about 180 at the same level as in Example 17, indicating that the temperature dependency was excellent.
  • the heat dissipation coefficient of a standard minimold type resin-molded element is about 2.3 mWZ, and this element is 100-180.
  • the Hall element which is one of the magnetic sensors of the present invention, has a large Hall output voltage in a magnetic field, that is, high sensitivity, can be used up to high temperatures, and has extremely high reliability.
  • the semiconductor sensor of the present invention is an unprecedented high-sensitivity, high-output magnetic sensor as a magnetic sensor.
  • thin film formation and element formation processes can be mass-produced and are engineeringly useful technologies.
  • the semiconductor sensor of the present invention has a high response speed by utilizing the high electron mobility of the sensor layer in the light detection, and also has a low dark current in the mid-infrared region (2 to 8 m). It is promising as an optical sensor for use. Furthermore, in pressure and strain detection, it can be widely used as a highly sensitive pressure sensor or strain sensor that takes advantage of the characteristics of a sensor layer with a small band gap.

Description

明 細 書 半導体セ ンサお よ びその製造方法 技術分野 本発明 は 、 新規な半導体セ ン サ に 関す る も の で あ る。 背景技術
I n A s は き わめ て高い電子移動度を持つ材料で あ り 、 高感度磁気セ ン サな どへの応用 が期待さ れて き た が、 1 ) 高電子移動度が得 ら れる ほ ど良好な結 晶性を有し た I n A s 薄膜の成長が困難である 、 2 ) I n A s のバン ドギャ ッ プが狭いために磁気セ ンサ と し て使用 し た場合高温での温度特性が劣る、 と い う 製 造プロ セス と素子特性の両方に問題があ つ た。
こ れまで I n A s 薄膜の成長が様々 な基板上に試み られて き たが、 薄膜の単結晶を成長させる ための絶縁 性の基板の格子定数が I n A s と大き く 異な り 、 その ために基板上に成長した I n A s 結晶は基板 と の界面 近 く に格子の乱れが発生し、 低い電子移動度 と な り 、 十分にその特性を得るに至っ ていない。 ま た、 こ の よ う な特性の膜は素子の製造工程に よ る特性の変動が大 き く 、 ま た抵抗値の温度特性も悪く なる傾向が見 られ ' る。 このため厚さの薄レヽ I n A s薄膜を感磁部と する 磁気セ ンサを造ろ う と する と電子移動度が低 く な り 高 感度の磁気セ ンサの製作は難しかっ た。 .
ま た 、 I n A s の温度特性を 改良 す る た め に 、 ノ ン ド ギ ャ ッ プ を 広 げ る 目 的 で G a を 導入 し た I n G a A s の 3 元 混 晶 系 が 試 み ら れ て き た 。 I n G a A s と格子定数が一致する絶縁性の基板と し て I n Pが存在するが、 I n P と格子整合する I n と G aの組成比は、 I n。 .53 G a。 . * 7 A s だけであ り 、 I n G a A s の任意の組成に対応する絶縁性基板は存 在しない。 そのため I n P と は異なる格子定数を もつ I n G a A s の薄膜成長においても I n A s 同様に基 板 と の界面に発生す る格子乱れを抑え る こ と がで き ず、 高電子移動度の I n G a A s薄膜を得るのは困難 であ っ た。
さ らに、 厚さ を薄く して大きなシー ト抵抗値を得る こ と も必要であるが、 格子の乱れによ り キ ヤ リ ャ濃度 の制御 も難 し く 、 こ の ため、 電子移動度が大き く 、 かつ、 シー ト 抵抗値の大き い磁気セ ンサに好ま し い I n A s系薄膜を得る こ と は難しかっ た。
こ れ ま でに I n A s 薄膜を感磁層に利用 し た磁気 セ ンサの技術 と し て、 特公平 2 - 2 4 0 3 3 号， 特 開昭 6 1 — 2 0 3 7 8号と特開昭 6 1 — 2 5 9 5 8 3 号公報があ る 。 特公平 2 - 2 4 0 3 3号公報では、 I n A s の感磁層に S， S i を ドーピ ング して素子の — 温度特性を改良したホール素子が提案されているが、 1 0 0 °Cを越える高温で、 素子抵抗値の低下が見 られ てお り 、 高温でホール素子を使用 した場合の信頼性に 問題があ っ た。 特開昭 6 1 — 2 0 3 7 8 号公報では、 半絶縁性 G a A s 基板上に結晶成長させた I n A s ま たは I n G a A s を感磁層と するホール素子が提案さ れているが、 G a A s 基板 と I n A s 層の界面には格 子乱れが発生し、 その影響のために高温での信頼性お よ び感度も ま だ不十分であっ た。 ま た、 特開昭 6 1 — 2 5 9 5 8 3 号公報では、 サフ ァ イ ア基板上に形成さ れた I n A s を感磁層 と するホール素子が提案されて いるが、 1 0 0 eCを越える高温での素子抵抗値の低下 が見られ、 高温で使用する場合の信頼性は不十分であ つ た。 こ の ため、 従来と は異なる根本的な磁気セ ンサ の高感度化の技術が求め られていた。 ま た、 磁気セ ン ザに留ま らず、 光、 圧力や歪等の検出において も 、 小 型で しかも信頼性の高い、 かつ高感度の検出素子の実 現が望まれていた。 発明の開示 本発明は、 結晶の格子の乱れのない高電子移動度の セ ンサ薄膜層を製作し、 工程に よ る特性変化がな く 、 温度特性に も優れた高感度半導体セ ンサを実現する こ と を 目的 と する。
本発明者は、 こ の よ う な I n A s系薄膜の問題点を 解決 し 、 電子移動度の大き いセ ンサ薄膜層の製作方 法を検討 し 、 高感度半導体セ ン サの製作に取 り 組ん だ。 その結果、 I n A s と格子定数が同 じか、 も し く は、 近い値をもち、 I n A s よ り ノ、 * ン ドギャ ッ プエネ ルギ一の大き い化合物半導体層を形成したのち、 その 上に、 I n A s を結晶成長さ.せる と、 膜厚が.薄く て も I n A s の非常に大きな電子移動度が得られる事を見 いだした。 さ らに、 I n A s に格子整合する該化合物 半導体層を用いれば、 結晶性の良い I n A s超薄膜を 形成させる こ とができ、 I n A s超薄膜の量子効果か ら、 素子特性を改善でき る こ と を見いだ し た。 ま た、 I n A s よ り も さ らにバン ドギャ ッ プを広げるために I n A s に G aを導入した I n G a A s においても 、 I n G a A s に格子整合する化合物半導体層を用いれ ば、 結晶性の よ い I n G a A s超薄膜の形成が可能 と な り 、 素子と した場合の温度特性も改良でき る こ と を 見いだ し た。 さ らに超薄膜による量子効果を利用すれ ば、 I n A s や I n G a A s に S bを導入し、 さ らな る高感度を実現でき る こ と を見いだ し、 本発明を完成 した。 即ち、 高抵抗の第一化合物半導体層と、 該層の 上に形成された I n A s層 と、 該 I n A s層の上に形 成されたオーム性電極を有する磁気セ ンサであ っ て、 該第一化合物半導体が I n A s と格子定数が同 じか、 も し く は、 近い値を も ち、 I n A s よ り 大き いノ' ン ド · ギ ヤ ッ プエ ネ ル ギー を も つ こ と を特徴 と す る 磁気 セ ン サ で あ る 。 ま た 、 該 I n A s 層 力 s i n A s 層 に G a や S b が導入 さ れ た 3 元系 も し く は 4 元系 曰
曰曰 で あ っ て も よ い 即 ち n A s 層 が I n
G a i - x A s (0 < x く 1. 0)や I n x G a i - x A s y S b , -y (0 < x ≤ 1. 0 ， 0 ≤ y < 1. 0)で あ っ て も よ レヽ 。 以下、 I n A s 層 、 I .n x G a i - x A. s ( 0 < x < 1.0)層及び I n x G a い x A s y S b i -y (0 < x ≤ 1.0 , 0 ≤ y < 1.0)層を総称してセ ンサ層 と 呼ぶこ と にする。
さ ら に、 該セ ンサ層の上面には、 セ ンサ層を構成す る結晶 と 格子定数が同 じ か、 も し く は、 近い値を も ち、 該結晶よ り 大き いバン ド ギ ャ ッ プエネルギーを も つ高抵抗の第二化合物半導体層が、 形成されていて も よ い。
さ ら に、 該セ ンサ層 と第一及び第二化合物半導体層 の界面の欠陥を減ら して高電子移動度を実現する ため に、 該界面の一方も し く は、 両方の結合種が、 セ ン サ 層側はセ ンサ層を構成する結晶から選ばれた 111 族、 そ して第一及び第二化合物半導体層側は該化合物半導 体か ら選ばれた V族から形成される こ と が好ま し い。 ま た界面の結合種がセ ンサ層側はセ ンサ層を構成する 結晶か ら選ばれた V族、 そ して第一及び第二化合物半 導体層側は該化合物半導体から選ばれた 111 族か ら形 成されていても よ い。 ま た該 in 族一 V族結合の間に ' 中間層が挿入されていて も よ い。
さ らに該セ ンサ層には電気伝導にあずかる電子が存 在する が、 その電子濃度は 5 X 1 0 16〜 8 X 1 0 18 / cm3 の範囲が好ま し く 、 8 X 1 0 16〜 3 1 0 18 / cm3 は、 よ り 好ま しい範囲である。 必要に応じてセ ンサ層に ドナー不純物が ドーブされても よ い。 ま た、 セ ンサ層に対してバ リ ァ層 と なる第一および第二化合 物半導体層に ドーピ ングして も よい。 さ ら にセ ンサ層 と ドーピ ングされたバ リ ア層の間にはスぺーサ一層を 導入する こ と がよ く 行われる。
本発明のセ ンサ層の上に形成される電極は、 セ ンサ 層に直接ォーミ ッ ク コ ンタ ク 卜 して形成される こ と が 好ま し く 行われるが、 第二化合物半導体層が存在する 場合には、 第二化合物半導体層の上に電極が形成され たのちに、 第二化合物半導体層を介して、 ァニールな どでセ ンサ層にォーミ ッ ク コ ンタ ク 卜 させる こ と も行 われる。
さ らに、 本発明の磁気セ ンサはホール素子、 磁気抵 抗素子などのホール効果や磁気抵抗効果を利用する磁 気セ ンサである。
さ らに、 高抵抗の第一化合物半導体層を形成するェ 程と 、 該層の上にセ ンサ層を形成する工程でしかも 、 該第一化合物半導体がセ ンサ層を構成する結晶 と格子 定数が同 じか、 も し く は、 近い値を も ち、 該結晶よ り 大き いバン ドギャ ッ プエネルギーを持っ て いる こ と を · 特徴 と し て お り 、 さ ら に該セ ン サ層を加工す る工程 と 、 該セ ン サ層の上面に複数のオーム性電極を形成す る工程を有する事を特徴 と する磁気セ ンサの製造方法 である。 さ ら に、 必要に応じて、 前記第二化合物半導 体層がセ ンサ層の上面に形成される工程が含まれる。 ま た、 必要に応じてセ ンサ層、 第一ま たは第二化合物 半導体層に ドー ピ ングする工程も含まれる。 第二化合 物半導体層の上面に電極を形成し、 ァニールな どでセ ンサ層にォー ミ ッ ク コ ンタ ク ト させる工程 も本発明の 範囲である。
本発明の磁気セ ンサは、 必要に応じてボ ンディ ング され、 かつ、 ノ ッ ケイ ジされて用レヽ られる こ と も よ く 行われる。 本発明の磁気セ ンサは S i I C チ ッ プ と一 緖にパ ッ ケイ ジされる こ と も よ く 行われる 。
次に、 本発明をさ らに詳細に説明する。
図 1 は本発明の基本と なる高感度磁気セ ンサの一つ である高感度ホール素子を示す。 図 1 A は断面を模式 的に示 した ものである。 図 1 B は上面か らみた図であ る。 図 1 に於いて 1 は基板、 2 はセ ンサ層を構成する 結晶 と格子定数が同 じか、 も し く は近い値を有 し、 か つ、 該結晶よ り 大き いバン ドギヤ ッ プエネルギーを も つ高抵抗の第一化合物半導体層であ り 、 3 はセ ンサ層 を示 している。 4 ( 4 1 、 4 2 、 4 3 、 4 4 ) はォー ム性の電極を示 し て い る 。 ま た、 5 ( 5 1 、 5 2 、 5 3 、 5 4 ) はボンディ ングの為の電極である。 こ こ ' では簡単の為に磁気セ ンサチ ッ プのみを示した。 図 2 は本発明の他の実施例を示したものであ り 、 6 は高抵 抗の第二化合物半導体層である。 ま た、 7 はセ ンサ層 中に ドープされた ドナー不純物を示している。 8 は半 導体の表面を保護するために必要に応じて形成された 絶縁物からなるパ ッ シベーシ ョ ン層を示す。
本発明に於いて、 セ ンサ層中に ドーブされる ドナー 不純物は 7で示してあるがこの不純物の位置は全体に —様でも 、 ま た、 定め られた位置のみでも よ い。 例え ば、 中央部のみに ドーブされても よ く 、 ま た、 一部を ド ーブ し他の部位は ドープされな く て も よ い。 さ ら に、 中央部は多 く 周辺部は少な く ても よい。 ま た、 中 央部は少な く 、 周辺部に多 く 不純物が ドーブされる こ と も よ く 行われる。 これらは層別に分けて行われて も よ い。 本発明でセ ンサ層に ドープされる不純物は、 一 般にセ ンサ層を構成する結晶に ドナーと して作用する ものな ら何でも よ く 、 S ， S i ， G e , S e な どは好 ま しレヽ ものである。
本発明のセ ンサ層を構成する I n x G a :-x A s y
S b i- y 層 の I n と G a の 組成比 は 0< x ≤ 1.0 で あ り 、 好 ま し く は 0.6≤ x ≤ 1.0 で あ る 。 さ ら に I n A s の高電子移動度を利用 する ため に は 0.8 ≤ X ≤ 1.0 力 S よ り 好ま し レ、。 ま た 、 I n x G a ！ - X A s y S b i - y 層の A s と S b の組成比は 0 ≤ ≤ 1.0 であるが、 好ま し く は 0.4≤ y ≤ 1.0 、 よ り 好ま · し く は 0.6≤ y ≤ 1.0 の範囲である。 セ ンサ層の厚さ は、 1 . 4 At m以下、 好ま し く は、 0 . 5 m以下、 よ り 好ま し く は、 0 . 3 / m以下である.。 0 . 2 m 以下も よ り 高感度の半導体セ ンサを製作する ために よ く 用 い られる。 ま た、 0 . Ι μ πι以下は、 よ り 大き な 入力抵抗値の半導体セ ンサを製作するために好ま し く 用 い られる。 ま た、 さ らに該セ ンサ層を薄 く し 、 第一 及び、 必要に応じて第二化合物半導体層に よ り セ ンサ 層に電子を閉 じ込め、 量子井戸を形成し 、 量子効果に よ り 耐熱、 耐圧等を向上させる こ と も行われる。 こ の 場合はセ ンサ層の厚みは、 5 0 0 Α以下であ り 、 好ま し く は 3 0 0 A以下、 よ り 好ま し く は 2 0 0 A以下で ある。 ま た、 特に、 薄いセ ンサ層を用いる場合、 本発 明では、 第一、 も し く は、 第二の化合物半導体層のセ ン サ層の境界面の近 く に ド ナー不純物の ド ープを行 い、 該不純物よ り 供給される電子を境界面を越えてセ ンサ層に供給する こ と に よ り セ ンサ層中の不純物に よ る散乱を少な く し、 高感度化のために よ り 高い電子移 動度を得る こ と も しばしば行われる。 こ の場合、 セ ン サ層中の電気伝導は、 第一ま たは第二の化合物半導体 層か らセ ンサ層へ供給される電子が担う 場合 と 、 さ ら に、 セ ンサ層中に存在し た電子やセ ンサ層中に ドーブ されている ドナー不純物原子よ り 供給される電子 と の 混合伝導の場合も ある。 図 3 に こ の よ う な本発明の実 施例を示 した。 9 はこのよ う な目的で高抵抗の化合物 半導体層に ドープされた ドナー不純物である。 図 3 A は第一の化合物半導体層に ドナー不純物が ドーブされ た例である。 図 3 B は第二の化合物半導体層に ドープ された例である。 ドナー不純物 9 よ り セ ンサ層中に供 給される電子は二次元的に広がっ た電子ガスを形成 し ている場合も あるが、 セ ンサ層中の ドナー不純物 7 よ り 供給された電子と共に電気伝導にあずかる。 この 目 的で ドーブする不純物 9 は、 ドナー不純物 と して作用 する ものな ら何でも よ いが、 S i , S， G e , S e な どは好ま しい ものである。
本発明の半導体セ ンサに用いる高抵抗の第一及び第 二の化合物半導体層の抵抗値は絶緣も し く は半絶縁性 が好ま しいが、 これらに準じた高い抵抗値でも よ い。 た と え ば、 第一及び第二化合物半導体層の抵抗値が セ ンサ層の抵抗値に対 し て少な く と も 5〜 1 0 倍以 上高 く 、 好ま し く は 1 0 0 倍以上、 よ り 好ま し く は 1 0 0 0 倍以上高いものである。
本発明の半導体セ ンサ に用 い られて い る セ ンサ層 がその上に形成される、 第一化合物半導体層、 及び、 セ ン サ層 の上面 に 形成 さ れ る 第二の化合物半導体 層 は 、 一般 に セ ン サ層 を構成す る 結晶 と 同 じ格子 定数を有す る か 、 も し く は近い値を有す る 化合物 半導体で 、 かつ 、 パ ン ド ギ ャ ッ プエ ネ ルギーが該 結晶 よ り 大 き い値を も て ば よ い 。 た と え ば、 G a S b , A l S b 、 A 1 a l G a ！ - a i S b , G a A s c l S b i - c i A 1 A s c i S b ！ - c ! , A 1 a i G a i - a i A s c l S b i - c i、 A 1 b l I n i - b i A s c 2 S b 1 - c 2 ^ A 1 62 I n 1 - ΰ 2 P a 1 S b i - a iや A 1 a 2 G a i，a 2 P a z S b い a 2な どは格子定数がセ ンサ層を構成する結晶 と 同 じ か、 も し く は、 近い値を有す る組成が可能で あ り 、 かつ、 バ ン ド ギ ャ ッ プエネ ルギー も 該結晶に比 ベて大 き い値を も ち 、 好 ま し い材料であ る 。 該化合 物半導体層において、 A 1 a 1 G a ！ - a 1 A s c 1 S b 5 - c 1 で は 、 { 0 ≤ a,≤ 1. 0, 0≤ c,≤ 0. 6 } が好ま し く 、 { 0. 5 ≤ ai≤ 1.0, 0≤ C l≤ 0.4 } がよ り 好ま し い範囲 である。 八 1 ¾ 1 1 1 1 - 1> 1 3 (：25 1) 1 -«: 2では、 { 0. 2 ≤ b,≤ 1. 0, 0≤ c2≤ 1. 0 } が好ま し く 、 { 0. 5 ≤ b: ≤ 1. 0, 0≤ c2≤ 0. 8 } が よ り 好 ま し レヽ範囲で あ る 。
A 1 t, 2 I n ！ -b 2 P a 1 S b ,…は、 { 0 ≤ b2≤ 1. 0, 0≤ d !≤ 1. 0 } で あ るカ 、 { 0. 1 ≤ b2≤ 1. 0, 0. 1≤ di≤ 0. 8 } が好 ま し い範囲で あ る 。 A l a 2 G a い a 2 P a 2 S b い。 2では、 { 0 ≤ a2≤ 1.0, 0≤ d2≤ 0. 5 } が好ま し く 、 { 0. 5 ≤ a2≤ 1.0, 0≤ d2≤ 0.35} 力 よ り 好ま し い範囲である。 こ こ で第一及び第二化合物半導体層の 格子定数がセ ンサ層を構成する結晶の格子定数と近い 値を有する と い う のは、 実際には、 該化合物半導体の 格子定数 と セ ンサ層を構成する結晶の格子定数 と の違 いが、 ± 5 % 以内、 よ り 好 ま し く は ± 2 %以内 を レヽ 。 第一化合物半導体層の厚み " S t は O. l At m ^ ^G i ' ≤ 10 At m で あ り 、 好 ま し く は、 0. 5 [1 m ≤ β I ≤ 5 μ πιの範囲である。 またセンサ層の量子効果を得るた めには 1 m以上が好ま しい。 第二化合.物半導体層の 厚み £ 2 は通常第一化合物半導体層に準ずるが、 好ま しい範囲 と して l t ni以下、 よ り 好ま し く は、 0 . 5 m以下、 ま た 0 . l ii m以下も好ま し く 用 い られ る。 ま た、 第一及び第二化合物半導体層は、 これらの 化合物半導体から選ばれた数種類からなる多層を形成 していて も よ い。 た と えば、 第二化合物半導体層の上 に第三の化合物半導体層が形成されても よ い。 第三化 合物半導体層は第二化合物半導体層に準ずる半導体絶 縁層であ り 、 その厚みも £ 2 と 同様である。 該第二及 び第三化合物半導体層はセ ンサ層の空気酸化を防ぎ、 さ ら にパ ヅ シベーシ ヨ ンなどに よ るダメージに対する プロ テク ト効果がある。
本発明のセ ンサ層 と第一及び第二化合物半導体層に よ っ て形成さ れる界面の結合種に は、 I n— S b ， G a— S b , G a— A s， I n— A s , A l — A s , A 1 — S b , I n— P， G a— P力 ある。 こ の中でも I n— S bが好ま し く 用い られる。 また該 III 族層一 V族層の間に中間層が導入されていても よ い。 図 4 に は、 こ の よ う な界面結合種の部分を拡大 し た図を示 す。 該界面結合種を形成するには、 第一化合物半導体 層 とセ ンサ層の界面の場合は、 まず第.一化合物半導体 層の成長がおわる と化合物半導体層から選ばれた V族 ' ( I I I 族） のみを照射し、 次に該 V族 （ I I I 族） の照 射をやめる と 同時にセ ンサ層を構成する結晶か ら選ば れた 1 1 1 族 （ V族） のみを照射する。 次にセ ンサ層結 晶の残 り の Π I 族と V族の照射を開始し、 セ ンサ層を 成長させる。 ま たセ ンサ層 と第二化合物半導体層の界 面の場合は、 セ ンサ層の成長が終了する と セ ンサ層結 晶か ら選ばれた 1 1 1 族 （ V族） のみを照射する。 つぎ に該 1 1 1 族 （ V族） の照射をやめる と 同時に第二化合 物 半 導 体 か ら 選 ば れ た V 族 （ I I I 族 ） を 照 射 す る。 そ して第二化合物半導体の残 り の元素の照射を開 始し、 第二化合物半導体層を成長させる。 該 I I I 族及 び V族の照射に よ る界面層は、 数原子層だけ成長さ せ るのが好ま し く 、 1 原子層だけ成長させるのがよ り 好 ま し い。
本発明の半導体セ ンサを構成している電極は、 通常 はォ一 ミ ッ ク電極であるが、 この場合直接セ ンサ層に ォーミ ッ ク コ ンタ ク ト させる こ と が好ま し いが、 第二 化合物半導体層の上に電極を形成し、 第二化合物半導 体層を介 して、 セ ンサ層 と ォーミ ッ ク コ ン タ ク ト さ せ る構造で も よ い。 この構造は、 次の方法に よ っ て形成 される。 すなわち、 電極と セ ンサ層のォーミ ッ ク コ ン タ ク ト を得る ために、 合金化ァニールを行い、 電極材 料を第二化合物半導体層からセ ンサ層ま で拡散させる か、 ある いは、 電極下部の領域のみに.ドナー不純物を イ オ ン注入 し、 接触抵抗を下げる方法がある。 ま た、 電極金属は、 A u G e / N i Z A uの 3層構造をは じ め と する公知の積層電極構造でよいが、 A 1 , T i , A u , Wな どの単層金属でも よ く 、 多 く 組み合せが 可能である。
ま た、 本発明の半導体セ ンサの特に光、 圧力、 歪セ ンサを製作する場合、 非ォーミ ッ ク性電極を形成する こ と も ある。 さ らに光を透過させるための透明電極が 形成されても よい。
本発明の磁気セ ンサを形成するために用い られる基 板は、 一般に単結晶を成長でき る ものであれば何でも よ く 、 G a A s の単結晶の半絶縁基板、 S i 単結晶基 板等は、 好ま しい例である。 また、 結晶を、 成長させ る表面と して、 （ 1 0 0 ) 面や （ 1 1 0 ) 面、 等はよ く 用い られる。 さ らに、 これらの結晶面から数度傾け てカ ツ 卜 された表面が結晶成長性を向上させる為に用 い られる こ と も よ く 行われる。 例えば、 （ 1 0 0 ) 面 よ り 2度オフ した面は、 好ま しい例である。 ま た、 マ イ カ な どの絶縁性の基板を用いて磁気セ ンサを製造す る工程においては、 マイ 力上に成長させた薄膜層を転 写する こ と も行われる。 即ち、 作製された磁気セ ンサ においては、 実質的には基板が用いられていない こ と も ある。
また、 本発明の磁気セ ンサの製造法に於いて、 第一 の化合物半導体層を形成する工程、 セ ンサ層を形成す る工程や第二の化合物半導体を形成する工程は、 一般 ' に薄膜の単結晶の成長で き る方法で あれば何で も 好 いが、 分子線エ ピ タ キ シー法、 や 、 M 0 V P E 法、 A L E法な どは特に好ま し い方法である.。
さ らに、 セ ンサ層を必要に応じて所要の形状に加工 す る工程は 、 ウ エ ッ ト エ ッ チ ン グや ド ラ イ エ ツ チ ン グ、 イ オ ン ミ リ ングな どが用 い られる。 こ れらの方法 は、 必要に応じて、 第一、 及び、 第二化合物半導体層 を所要の形状に加工する 目的に も ま た好ま し く 用 い ら れる。
図 5 は本発明の高感度磁気セ ンサの基本的な一例で ある磁気抵抗素子である。 図 5 Aは二端子磁気抵抗素 子の断面図を示 している。 図 5 B は上面か らみた図で ある。 図 5 C は三端子の差動型の磁気抵抗素子を上面 か らみた図である。 1 0 はシ ョ ー ト バー電極である。 こ の シ ョ ー ト バー電極は磁気抵抗効果を上げる効果が あ り 、 磁気感度をあげる為に好ま し く 用 い られる。 図 5 の シ ョ ー ト バー電極 1 0 はセ ンサ層 3 と オーム性接 触を してお り 、 普通は金属が用い られる。
本発明の磁気セ ンサは、 セ ンサの出力を増幅する た めの S i I C チ ッ プと一緒にパ ヅ ケイ ジさ れてホール I Cや磁気抵抗 I C等の磁気セ ンサ と し て用 い られる こ と も好ま し く 行われる。 図 6 に こ の よ う な例を示 し た。 1 1 は磁気セ ンサチ ッ プを、 1 2 は S i I C チ ッ プ、 1 3 は リ ー ド上のアイ ラ ン ド部、 1 4 は リ ー ド 、 1 5 はワ イ ヤを、 そ して、 1 6 はモール ド樹脂を示 し ている。
本発明の半導体セ ンサは上記に示した磁気セ ンサ以 外に光セ ンサ、 圧力セ ンサや歪セ ンサ と レて も使用で き る。 すなわち、 半絶縁性基板上に高抵抗の第一化合 物半導体層を形成し、 さ らに該層の上面にセ ンサ層を 形成する。 次にセ ンサ層の上に光を検出する電極を形 成 したものが光セ ンサである。 また、 セ ンサ層の上面 に第二化合物半導体層を形成しても よ く 、 ま たセ ンサ 層を超薄膜にする こ と に よ って量子井戸が形成されて も よい。 さ らに第一、 ま たは第二化合物半導体のバ リ ァ層と超薄膜のセ ンサ層を繰 り 返し成長して超格子を 形成させた構造の光セ ンサも好ま しいものである。 ま た、 透明電極が表面に形成された図 1 8 の型の光セ ン サも本発明の半導体セ ンサで形成でき る。 こ の よ う な 光セ ンサにおいて、 格子整合系化合物半導体層 と セ ン サ層 と で形成される界面には格子乱れの発生はな く 、 光セ ンサで問題と なる暗電流をきわめて少な く する こ とができ る。 また、 セ ンサ層の電子移動度は非常に大 き いため、 高速応答が可能と なる。 該光セ ンサは中赤 外域 （ 2 〜 8 ii m ) 用の光セ ンサ と して非常に有望で ある。
ま た、 同様に高抵抗の第一化合物半導体層を形成 し、 さ らに該層の上面にセ ンサ層を形成し、 該セ ンサ 層の上面に圧力を検出する電極を形成したものが圧力 セ ンサである。 ま た、 セ ンサ層の上面に第二化合物半 ' 導体層を形成 して も よ い。 さ らに、 セ ンサ層を超薄膜 に す る こ と に よ っ て量子井戸が形成さ れて いて も よ い。 ま た、 第一、 第二化合物半導体から.なるバ リ ア層 と超薄膜のセ ンサ層を繰 り 返し成長する こ と に よ っ て 超格子を形成させる こ と も好ま し く 行われる。 本発明 の圧力セ ンサの電極は、 直接セ ンサ層にォー ミ ヅ ク コ ン タ ク ト していて も よ いが、 第二化合物半導体層が形 成されている場合は、 第二化合物半導体層の上に電極 を形成し、 ァニール等に よ っ てセ ンサ層 と ォー ミ ッ ク コ ン タ ク ト させて も よ い。 さ らに、 図 1 6 や図 1 7 に 示された第二化合物半導体層上の表面電極の よ う に、 非才一ミ ッ ク性の電極が形成される場合も ある。 本発 明のセ ンサ層は、 G a A s や S i に比べて、 ノ、' ン ド ギ ヤ ッ プが小さ く 、 よ り 高感度な圧力セ ンサが作製でき る。 こ れま で格子乱れがな く 結晶性の よ い I n A s 薄 膜の形成が困難であっ たため良好な I n A s 系圧力セ ンサは得られていなかつ たが、 本発明の格子整合系化 合物半導体層の上面に形成さ れたセ ンサ層 を用 いれ ば、 I n A s 系薄膜の特性を生か し た高感度な圧力セ ンサの作製が可能と なる。
さ ら に、 同様に高抵抗の第一化合物半導体層を形成 し 、 該層の上面にセ ンサ層を形成し、 該セ ンサ層上の 所要の部位に歪を検出する電極を形成し た も のが歪セ ンサである。 ま た、 セ ンサ層の上面に第二化合物半導 体層が形成されていて も よい。 さ らに、 セ ンサ層を超 薄膜にする こ と に よ っ て量子井戸が形成されていて も よ い。 ま た、 第一、 または第二化合物半導体のバ リ ア 層 と超薄膜のセ ンサ層を繰り返し成長して超格子を形 成させる こ と も好ま し く 行われる。
以下に、 本発明の光、 圧力、 歪セ ンサの具体例を示 す。
図 1 5 に抵抗値変化を利用 した本発明の半導体セ ン ザの一例を示す。 図 1 5 Aは、 素子構造の断面図で、 図 1 5 B は上から見た図である。 1 が基板、 2 が格子 整合系の第一化合物半導体層、 3 がセ ンサ層であ り 、 該セ ンサ層は図 1 5 B に示したよ う な形状に加工され ている。 ま た、 1 7がォーミ ッ ク性の電極である。 こ の半導体セ ンサは、 加工されたセ ンサ層の抵抗値が照 射される光によ っ て、 あるいはかけられた圧力や歪に よ っ て変化 し、 その変化を検出す る も のであ る 。 図 1 5 C は、 歪がかけられた状態を模式的に表したもの である。
図 1 6 は抵抗値変化を利用 した本発明の半導体セ ン ザの他の例である。 6 は第二化合物半導体層であ り 、 1 8 と 1 9 はォーミ ッ ク性の電極であ り 、 2 0 は非才 一ミ ッ ク性の中間電極である。 こ の半導体セ ンサは、 光、 圧力や歪に よ っ て変化する電極間抵抗値を検出す る ものである 0 さ らに、 中間電極に電圧をかける こ と によ り 、 半導体セ ンサの感度の調節も可能 と なる。 図 1 7 は、 本発明の半導体セ ンサの一例を示す。 6 ' は絶縁性の第二化合物半導体層、 2 1 はォー ミ ッ ク性 の電極で、 2 2 は第二化合物半導体層上に形成された コ レ ク ター電極である。 これらの電極に.電圧を印可す る と 、 6 の絶縁性の第二化合物半導体層の界面に電荷 が発生する。 こ の半導体セ ンサは、 光、 圧力や歪に よ つ て こ の電荷の変化を検出する ものである。
図 1 8 は、 本発明の半導体セ ンサの他の例を示す。 2 3 はォー ミ ッ ク性の電極であ り 、 2 4 は透明電極で ある。 こ れ も 図 1 7 と 同様に光、 圧力や歪に よ るキ ヤ パシタ ンスの変化を両電極間の電圧変化 と して検出す る も のである。
図 1 9 は実際に これらの半導体セ ンサを使用する た めの実用的な素子の例を示し た ものである。 図 1 9 A は光セ ンサの例で、 2 5 と 2 6 は同一の光セ ンサであ り 、 2 6 の光セ ンサは遮光されている こ と を示 し て レ、 る。 2 7 、 2 8 、 2 9 は端子である。 通常は、 こ れ ら の光セ ンサは同一基板上に形成される こ と が好ま し い が、 別 々 の基板上に作製し、 組み合わされる場合 も あ る。 実際に図 1 9 Aの例において、 図 1 5 で示された 半導体セ ン サ を用 いて光セ ンサ と し て の測定を行 つ た 。 そ の結果、 遮光さ れた 2 8 — 2 9 間の抵抗値が 1 4 8 0 Ω であっ たのに対して、 光が照射された 2 7 一 2 8 間の抵抗値はそれよ り も 7 5 Ω大き く 、 光に よ り 抵抗値の変化を確認した。 ま た、 図 1 9 B において は、 3 0 が本発明の半導体セ ンサで、 3 1 が外部抵抗 - を示している。 このよ う に、 外部抵抗な どの回路素子 と本発明の半導体セ ンサを組み合せて、 セ ンサを構成 したもの も本発明の範囲である。
(以下余白）
図面の簡単な説明 図 1 Aおよ び図 1 B は本発明の磁気セ ンサの基本 と なる実施例 と して、 ホール素子の構造を示す断面図お よ び上面図である。
図 2 は第二の化合物半導体層を有する本発明の他の 実施例を示す断面図である。
図 3 Aお よ び図 3 B は第一、 及び、 第二の化合物半 導体層か ら電子を供給する構造を有する実施例を示す 断面図である。
図 4 は I n A s 層 と第一化合物半導体層の界面結合 種を拡大 し た模式図である。
図 5 A , 図 5 B および図 5 C は本発明の磁気セ ンサ の 1 例である磁気抵抗素子の例を示す断面図お よ び上 面図である。
図 6 は本発明の磁気セ ンサの 1 例であるホール素子 と I C 回路の形成された S i I Cのチ ッ プと が同一パ ヅ ケイ ジ内にモール ド された本発明のハイ プ リ ッ ド磁 気セ ンサの例を示す模式的断面図である。
図 7 は本発明の実施例 1 におけるホール出力電圧の 温度特性を示す特性図である。
図 8 は本発明の実施例 1 における素子抵抗値の温度 変化を示す特性図である。
図 9 は本発明の実施例 5 におけるホール出力雷圧の 温度特性を示す特性図である。
図 1 0 は本発明の実施例 5 における素子抵抗値の温 度変化を示した図である。
図 1 1 は本発明の実施例 1 2 における.ホール出力電 圧の温度特性を示す特性図である。
図 1 2 は本発明の実施例 1 2 における素子抵抗値の 温度変化を示す特性図である。
図 1 3 は本発明の実施例 1. 7におけるホール出力電 圧の温度特性を示す特性図である。
図 1 4は本発明の実施例 1 7における素子抵抗値の 温度変化を示す特性図である。
図 1 5 は抵抗素子型で光、 圧力、 歪検出に使用でき る本発明の半導体セ ンサの一例を示す断面図および上 面図である。 図 1 5 Aが断面図、 図 1 5 Bが上から見 た図、 図 1 5 Cが歪セ ンサと して使用した場合の模式 図を示したものである。
図 1 6 は抵抗素子型の半導体セ ンサに中間電極をも う けて光、 圧力、 歪の検出感度を調節できる本発明の 半導体セ ンサの一例を示す断面図である。
図 1 7 Aおよび図 1 7 Bは光、 圧力、 歪を検出でき る本発明の半導体セ ンサの一例を示す断面図および上 面図である。
図 1 8 はキャ パシタ ンスの変化によ り光、 圧力、 歪 を検出でき る本発明の半導体セ ンサの一例を示す断面 図である。 図 1 9 は本発明の半導体セ ンサを実際に使用する た · めの例を示す模式図で あ る 。 図 1 9 A は光セ ン サの 例、 図 1 9 B は光、 圧力、 歪セ ンサの例である。 発明を実施するための最良の形態 以下に本発明を実施例に よ り 述べるが、 本発明は こ れ らの例のみに限定される ものではない。
(実施例 1 一 a )
直径 2 イ ン チの G a A s 基板の表面に M B E ( モ レ キ ユ ラ一ビームエ ピ タ キ シー） 法に よ り 、 第一化 合物半導体層 と し て ノ ン ド ーブの A 1 0 . 8 G a 0 . 2 八 3 。. 165 1) 。. 84を 0 . 3 0 w m成長さ せた 。 次に セ ン サ層 と し て S i ド ープ I n A s を 0 . 2 5 m 成長 さ せた 。 こ の I n A s 薄膜の電子移動度の値は 1 9 0 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト抵抗値は 1 5 0 Ω Ζ 口、 電子濃度 0 . 8 8 x l 0 17c m _3であ っ た。
次に、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 一法を用いて、 G a A s 基板上に形成された積層薄膜上に感磁部 と なる部分を 形成する ための レジス ト パターンを形成 し た。 引 き続 いて、 H 3 P 0 系のエ ッ チ ング液に よ り 不要部分を エ ッ チ ン グ し た後、 レ ジス 卜 を除去 し た。 次に 、 ゥ ェハ全面に プ ラ ズマ C V D法に よ り 、 0 . 2 /x mの S i N膜を形成した。 該層上に フ ォ 卜 リ ソ グラ フ ィ ー 法に よ り 、 電極と なる部分が開口部と .な っ ている レ ジ ス ト パターンを形成した。 次に反応性イ オ ンエ ツ チン · グを使っ て、 電極の形成される部分の S i Nをエ ッ チ ングし、 セ ンサ層を露出させた。 さ らに真空蒸着法に よ り 、 A u G e (Au:Ge = 88:12) 層を 2 0 Q 0 A , Ν i 層を 5 0 0 Α , A u層を 3 5 0 0 A連続蒸着し、 通常 の リ フ ト オフ法によ り 、 ホール素子の電極パターンを 得た。 こ う して、 2 イ ンチの ゥエーハー上に多数のホ ール素子を製作した。 次に、 ダイ シ ングソ一に よ り 個 々 のホール素子に切断した。 この製作したホール素子 のチ ッ プサイズは 0 . 3 6 m m X 0 . 3 6 m mであ つ た。 こ のホール素子チ ッ プを、 ダイ ボン ド し、 ワイ ヤ 一ボ ン ド し 、 つ いで、 ト ラ ンス フ ァ ーモール ド を行 い、 エポキシ樹脂によ るモール ド されたホール素子を 製作した。 膜特性は後出の表 1 に、 素子の特性は表 2 に示した。
表 2 に示し たよ う に、 実施例 1 一 aのホール素子は 定格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁 界中で 2 1 O m Vと い う大き なホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2倍以上の値である。 また、 ホール出力電 圧の温度特性を図 7に示した。 ま た、 定電圧での、 ホ ール出力電圧の温度変化は 1 0 0で以上においても小 さ く 優れた温度特性を示している。 図 8 に示した よ う に素子抵抗値の温度変化が 1 5 0 eCま で極めて小さ く 、 抵抗値の低下も非常に小さ い。 さ ら に 、 標準的 な ミ ニモール ド型でモール ド し た場合の、 熱放散の ' 係数は 2 . 3 m W eC程度であ り 、 従来は不可能な
1 0 0〜 1 5 0 °C高温に於いて も使用でき る こ と がわ かっ た。 ま た、 低温側での使用は一 5 0.でで も 問題は な く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と がわかっ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの一つである ホール素 子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち高感度で あ り 、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性も極めて高い。
(実施例 1 一 b )
実施例 1 - a と 同様の方法に よ り 、 第一化合物半導 体層 と し て ノ ン ド ーブの A l o. 8 G a 。. 2 A s 。. 1 6 S b 0. 84を 0 ， 3 0 / m成長させた。 次に ノ ン ドープ I n A s を 0 . 2 5 /x m成長させた。 こ の I n A s 薄 膜の電子移動度の値は 1 2 0 0 0 c m 2 / V s 、 シー ト 抵抗値は 5 2 0 0 ロ、 電子濃度 4 . 0 0 X 1 0 16 c m _ 3でめっ た。
実施例 1 一 a と 同 様 に ホ ー ル素子 を 作製 し 、 同 条件 で特性 を 測定 し た と こ ろ 、 ホ ー ル 出 力 電圧が 1 5 0 m V ， 入力抵抗力 1 . l k Qで、 1 0 0 eC以上 の高温領域で実施例 1 - a に比べて若干抵抗値の低下 が見られた。
(実施例 2 )
直径 2 ィ ン チ の G a A s 基板の表面 に M B E 法 に よ り 、 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ー プの A 1 0 . 8 G a 0 . z A s o. i e S b o. etを 0 . 3 0 μ πι成 長させた。 次にセ ンサ層 と して S i ドープ I n A s を ' 0 . 1 5 μ πι成長させた。 この I n A s薄膜の電子移 動度の値は 1 9 0 0 0 c m 2 ZV s 、 シー ト抵抗値は 2 3 0 Ω / 電子濃度 0 . 9 5 1 0.I 7 c m -3であ つ すこ
以下、 実施例 1 一 a と 同様に してホール素子を製作 した。
膜特性は後出の表 1 に 、 素子の特性は表 2 に示 し た。
表 2 に示したよ う に、 実施例 2 のホール素子は定格 入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界中 で 2 6 O m V と い う大き なホール出力電圧を有する。 この値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール出力 電圧の 2倍以上の値である。 また、 ホール出力電圧の 温度依存性は実施例 1 一 a と 同様の特性を示した。 さ らに、 素子抵抗値の温度依存性も実施例 1 一 a と 同様 1 5 0 eCまで極めて小さかっ た。 こ の よ う に素子抵抗 値の温度変化は極めて小さ く 、 また抵抗値の低下も非 常に小さ い。 こ の ため、 定電圧で素子を使用 し た時 に、 過電流が流れて不良と なる こ と も な く 、 高温での 信頼性も よ い。 さ らに低温側での使用は一 5 0 °Cで も 問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と がわか つ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの一つであるホ ール素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち高 感度で、 かつ高温ま で使用 で き 、 信頼性 も極めて高 い。
(実施例 3 )
直径 2 ィ ン チ の G a A s 基板の表面 に M B E 法 に よ り 、 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ー プ の A l o. 8 G a 0 . a A s o. i e S b o. を 0 . 3 0 ^ m成 長させた。 次にセ ンサ層 と して S i ドープ I n A s を 0 . 1 0 m成長させた。 こ の I n A s 薄膜の電子移 動度の値は 1 9 0 0 0 c m 2 ノ V s 、 シー ト 抵抗値は 3 0 0 Ω Ζ口、 電子濃度 1 . i x i 0 17 c m _3であ つ た。
以下、 実施例 1 一 a と 同様に してホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 1 に 、 素子の特性は表 2 に示 し た。
表 2 に示 し たよ う に、 実施例 3 のホール素子は定格 入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界中 で 2 7 O m V と いう大き なホール出力電圧を有する。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール出力 電圧の 2 倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電圧の 温度依存性は実施例 1 一 a と 同様の特性を示 し た。 さ ら に 、 素子抵抗値の温度依存性 も 実施例 1 と 同様 1 5 0 ま で極めて小さかっ た。 こ の よ う に素子抵抗 値の温度変化は極めて小さ く 、 ま た抵抗値の低下も非 常に小 さ い。 こ の ため、 定電圧で素子を使用 し た時 に、 過電流が流れて不良 と なる こ と も な く 、 高温での 信頼性も よ い。 さ らに低温側での使用は一 5 0 eCでも ' 問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と がわか つ た。 こ の よ う に本発明の磁気センサの一つであるホ ール素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち高 感度で、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性 も極めて高 い o
(比較例 1 )
実 施 例 3 と 同 様 の 方 法 に よ り 、 ノ ン ド ー プ の A 1 0. a G a 0 . 2 A s ο . ε S b o . 5 を 0 . 3 0 jLt m成 長させた。 次にノ ン ドーブ I n A s を 0 . 1 0 / m成 長させた。 こ の I n A s 薄膜の表面モホ ロ ジ一は悪 く 、 シー ト抵抗値が高すぎて電子移動度の測定は不可 能であっ た。 A l G a A s S b層が I n A sの格子定 数か らずれる と結晶性の良い I n A s薄膜が得られな い こ と が明らか と なっ た。 ホール素子化も不可能であ つ た。
(実施例 4 )
直径 2 イ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープの A 1
G a 0. 2 八 5 。.168 13 。. 8 4を 0 . 3 /t m成長させた。
次にセ ンサ層 と し て S i ドーブ I n A s を 0 . 1 0
m成長 さ せた 。 次 に 、 第二化合物半導体層 と し てノ ン ドープの A 1 0. 8 G a 0. 2 A s o . i e S b 0.84 を 5 0 0 A 成長 さ せ 、 さ ら に キ ャ ッ プ 層 と し て 6 & 八 3 。. 165 3 。. 84を 1 0 0 入成長さ せた。 こ の I n A s 薄膜の電子移動度の値は 2 1 0 0 0 c m 2 ' V s 、 シー ト抵抗値は 2 8 0 Ωノロ、 電子濃度 1 . 1 X 1 0 1 7 c m - 3であっ た。
次に、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 一法を用いて、 G a A s 基板上に形成された積層薄膜上に感磁部と な る部分を 形成するための レジス ト パターンを形成 し た。 引 き続 いて、 H 3 P 04 系のエ ッ チ ング液に よ り 不要部分を エ ッ チ ン グ し た後、 レ ジス ト を除去 し た。 次に 、 ゥ ェハ全面に プラ ズマ C V D法に よ り 、 0 . の S i N膜を形成し た。 該層上に フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ ー 法に よ り 、 電極と なる部分が開口部と な っ ている レジ ス ト パターンを形成した。 次に反応性イ オ ンエ ツ チ ン グを使っ て、 電極の形成される部分の S i N をエ ッ チ ングし た後、 H C 1 系のエ ッ チ ング液に よ り 不要な部 位に ある第二化合物半導体層 と キ ヤ ッ プ層を除去 し 、 セ ン サ層 を露出 さ せた。 さ ら に真空蒸着法に よ り 、 A u G e (Au： Ge = 88： 12) 層 を 2 0 0 0 A , N i 層を 5 0 0 A ， A u層を 3 5 0 0 A連続蒸着 し 、 通常の リ フ ト オ フ法に よ り 、 ホール素子の電極パター ンを形成 し た。 こ う して、 2 イ ンチの ゥエーハー上に多数のホ ール素子を製作し た。 次に、 ダイ シ ングソ一に よ り 個 々 のホ一ル素子に切断した。 こ の製作し たホール素子 のチ ッ プサイ ズは 0 . 3 6 m m X 0 . 3 6 m mであ つ た。
こ のホール素子チ ッ プを、 ダイ ボ ン ド し、 ワ イ ヤー ボ ン ド し、 つ いで、 ト ラ ンス フ ァ ーモール ド を行い、 エポキシ樹脂に よ るモール ド されたホール素子を製作 し 。
膜特性は後出の表 1 に、 素子の特性は表 2 に示 し た。
表 2 に示し た よ う に、 実施例 4のホール素子は定格 入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界中 で 3 0 9 m V と い う大き なホール出力電圧を有する。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール出力 電圧の 3倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電圧の 温度特性は実施例 1 - a と 同 じであ り 1 0 0 °C以上に 於いて も よ い温度特性を示した。 素子抵抗値の温度依 存性も実施例 1 一 a と 同様であ り 、 温度変化は極めて 小さ く 、 抵抗値の低下 も非常に小さ かっ た。 標準的 な ミ ニモール ド型で樹脂モール ド し た素子の、 熱放 散の係数は 2 . 3 m WZ °C程であ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 1 5 0 °Cと いう従来不可能である高温に於い ても使用でき る こ とが明らかと なっ た。 この よ う に本 発明の磁気セ ンサの一つであるホール素子は、 磁界で のホール出力電圧が大き く 即ち高感度で、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性も極めて高い。 低温側での使用は 一 5 0 eCでも問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のあ る こ と がわかっ た。
(実施例 5 )
直径 2 ィ ン チ の G a A s 基板の表面に M B E法に よ り 、 第一化合物半導体層 と し て A l o . 8。G a 0. 2 · A s 。 . 32 S b 。 .68を 0 . 3 0 m成長さ せた。 次に セ ン サ層 と し て S i ドープ I n 。.8 G a 0 . 2 A s を 0 . 1 0 m成長させた。 こ の I n 0. a G a o . 2 A s 薄膜の電子移動度の値は 1 5 5 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト 抵抗値は 3 3 0 Ω Ζ口、 電子濃度 1 . 2 2 X 1 0 17 c m— 3であっ た。
以下、 実施例 1 一 a と 同様に してホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 1 に 、 素子の特性は表 2 に示 し た。
表 2 に示 し たよ う に、 実施例 5のホール素子は定格 入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界中 で 2 0 O m V と い う 大き なホール出力電圧を有する。 この値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール出力 電圧の 2 倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電圧の 温度特性を図 9 に示した。 ま た、 定電圧での、 ホール 出力電圧の温度変化は 1 0 0 で以上に於いて も 小さ く 、 優れた温度特性を示 している。 さ ら に、 図 1 0 に 示 し た よ う に素子抵抗値の温度変化は 1 5 0 eCま で極 めて小さ く 、 抵抗値の低下も見られない。 こ のため、 定電圧で素子を使用 した時に、 過電流が流れて不良 と なる こ と も な く 、 高温での信頼性も よ い。 従来不可能 であ っ た高温に於いて も使用でき る こ とが明 らか と な つ た。 さ らに低温側での使用は、 一 6 0 °Cで も 問題は な く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と がわかっ た。 ' この よ う に本発明の磁気セ ンサの一つであるホール素 子は、 磁界での ホール出力電圧が大き く 即ち高感度 で、 かつ高温まで使用でき、 信頼性も極 .めて高い。 ま た こ の素子は、 パワー消費も少な く 、 特に G a A s ホ ール素子と比べて、 同 じ感度を得るのに半分の消費電 力でよ い。
(比較例 2 ) .
実施例 5 と 同様に、 ノ ン ドープの A l o. a G a 0. 2 A s 。. 6 S b 。.4 を 0 · 3 0 ΠΙ成長さ せた。 次に S i ドーブ I n o. 8 G a o. 2 A s を 0 . l O At m成長 させたが、 こ の Ι η。· 8 G a ο. 2 A s薄膜の表面モホ ロ ジ一は悪く 、 電子移動度の測定は不可能であっ た。 ホール素子化も不可能であっ た。
(実施例 6 )
直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し てノ ン ド ープの A 1 0 . 8
G a 0 . 2 5 。. 235 1 。. 7 7を 0 . 3 x m成長させた。
次にセ ンサ層 と して S i ドーブ I n。· 8 G a。.2 A s を 0 . l O / m成長させた。 次に、 第二化合物半導体 層 と し て ノ ン ド ーブの Α 1 0· 8 G a 0 . 2 A s 0 . 2 3 S b 。. 77を 5 0 O A成長させ、 さ ら に キ ャ ッ プ層 と し て G a A s 。.23S b 。. 77を 1 0 O A成長させた。
こ の I n 0.8 G a 0 . 2 A s 薄膜の電子移動度の値は 1 9 0 0 0 c m 2 ZV s 、 シー ト抵抗値は 3 1 0 Ωノ □、 電子濃度 1 . 0 6 x l 0 17c m _3であ っ た。
以下、 実施例 4 と 同様に し てホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 1 に 、 素子の特性は表 2 に示 し た。
表 2 に示 し たよ う に、 実施例 6のホール素子は定格 入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界中 で 2 4 O m V と い う 大き なホ.ール出力電圧を.有する。 こ の値は 、 平均的な G a A s ホール素子の ホール出 力電圧の 2 倍以上の値で あ る 。 ま た 、 ホール出力電 圧の温度特性は実施例 5 と 同 じ で あ り 1 0 0 で以上 に於いて も よ い温度特性を示 し た。 素子抵抗値の温 度依存性も実施例 5 と 同様であ り 、 温度変化は極めて 小さ く 、 抵抗値の低下も見られなかっ た。 標準的な ミ ニモール ド型で樹脂モール ド し た素子の、 熱放散の係 数は 2 . 3 m W Z °C程であ り 、 この素子は、 1 0 0〜 1 5 0 °C と い う 従来不可能である高温に於いて も使用 でき る こ と が明 らか と な っ た。 この よ う に本発明の磁 気セ ンサの一つであるホール素子は、 磁界でのホール 出力電圧が大き く 即ち高感度で、 かつ高温ま で使用で き 、 信頼性も極めて高い。 低温側での使用 は一 6 0 °C で も問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と 力 s わかっ た。
(実施例 7 )
直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ーブの A 1 0. a ' G a o. 2 A s o. -t s S b o. 55¾ 0 . 3 At m成； ¾させた。 次にセ ンサ層 と して S i ドーブ I n。.65G a 0.36A s を 0 . l O t m成長さ せた。 次に、 第二化合物半導 体層 と し て ノ ン ドープの A 1 0. 8 G a 0. 2 A s 。- 4 5 5 1> 。. 55を 5 0 0 人成長させ、 さ ら に キ ャ ッ プ層 と し て G a A s 。. 45S b 。. s sを 1 0 0 A成長させた。 こ の I n 0.65G a o. a s A s 薄膜の電子移動度の値は 1 3 0 0 0 c m 2 /V s . シー ト抵抗値は 3 8 0 Ω , 口、 電子濃度 1 . 2 6 x l 0 17c m _3であ っ た。
以下、 実施例 4 と 同様に し てホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 1 に、 素子の特性は表 2 に示 し た。
表 2 に示したよ う に、 実施例 7のホール素子は定格 入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界中 で 1 9 5 m V と い う大きなホール出力電圧を有する。
こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール出力 電圧の 2倍の値である。 ま た、 ホール出力電圧の温度 特性は実施例 5 と 同 じであ り 1 0 0 eC以上に於いて も よ い温度特性を示した。 素子抵抗値の温度依存性も実 施例 5 と 同様であ り 、 温度変化は極めて小さ く 、 抵抗 値の低下も見られなかっ た。 標準的な ミ ニモール ド型 で樹脂モール ド し た素子の、 熱放散の係数は 2 . 3 m WZ 程であ り 、 この素子は、 1 0 0〜 ； L 5 0 で と い う 従来不可能である高温に於いて も使用でき る こ と · が明 らか と な っ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの —つであるホール素子は、 磁界でのホール出力電圧が 大き く 即ち高感度で、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性 も極めて高い。 低温側での使用は一 6 0 で も 問題は な く 、 広い温度範囲で信頼性の る こ と がわかっ た。 (実施例 8 )
直径 2 ィ ン チの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープの A 1 0 . 8
G a 0 . 2 8 。. 755 1) 。、 2 5を 0 . 3 / m成長させた。 次にセ ンサ層 と して S i ドーブ I n 0.3 G a 0 . 7 A s を 0 . 1 0 /x m成長さ せた。 次に 、 第二化合物半導 体層 と し て ノ ン ドープの A l 。.8 G a 。. 2 A s 。.75 8 1> 。. 25を 5 0 0 人 成長さ せ、 さ ら に キ ャ ッ プ層 と し て G a A s 。. 7 SS b 。. 25を 1 0 0 A成長さ せた 。 こ の I n 0.3 G a 0 . 7 A s 薄膜の電子移動度の値は 9 0 0 0 c m 2 / V s , シー ト 抵抗値は 4 2 0 Ω Ζ □、 電子濃度 1 . 6 5 X 1 0 17 c m— 3であ っ た。
以下、 実施例 4 と 同様に し て ホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 1 に 、 素子の特性は表 2 に示 し た。
表 2 に示 し た よ う に、 実施例 8のホール素子は定格 入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界中 で 1 4 O m V と い う ホール出力電圧を有する。 こ の俥 は、 平均的な G a A s ホール素子のホール出力電圧の · 約 1 . 5倍の値である。 ま た、 ホール出力電圧の温度 特性は実施例 5 と 同 じであ り 1 0 0 eC以上に於いて も よ い温度特性を示した。 素子抵抗値の温度依存性も実 施例 5 と 同様であ り 、 温度変化は極めて小さ く 、 抵抗 値の低下も見られなかっ た。 標準的な ミ ニモール ド型 で樹脂モール ド し た素子の、 熱放散の係数は 2 . 3 m WZ。C程であ り 、 この素子は、 1 0 0〜 1 5 0。Cと い う 従来不可能である高温に於いても使用でき る こ と が明 らか と なっ た。 この よ う に本発明の磁気セ ンサの —つであるホール素子は、 磁界でのホール出力電圧が 大き く 即ち高感度で、 かつ高温まで使用でき 、 信頼性 も極めて高い。 低温側での使用は一 6 0 °Cでも問題は な く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ とがわかっ た。 (実施例 9 )
直径 2ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ドープの A 1
I n 0. a A s o. a S b o. 7 ¾: 0， 3 μ πι成 させた。
次 に セ ン サ層 と し て S i ド ーブ I n 。. 8 G a 0 . 2 3 。.3 5 1) 。.7 を 0 . Ι Ο μ ιη成長させた。 次に、 第二化合物半導体層 と し て ノ ン ド ーブの A 1
1 n 0 . 2 A s o. 3 S b o. 7 を 5 0 0 A成長させた。 こ の I n 0. 8 G a o. 2 A s 。. 3 S b o. 7 薄膜の電子移動 度の値は 2 0 0 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト 抵抗値は
2 7 0 Ω ΖΕ]、 電子濃度 1 . 1 5 x i 0 17c m _3であ つ た。
次に、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 一法を用いて、 G a A s 基板上に形成された積層薄膜上に感磁部 と な る部分を 形成する ための レジス ト パターンを形成レ た。 引 き続 いて、 H 3 P 04 系のエ ッ チ ング液に よ り 不要部分を エ ッ チ ン グ し た後、 レ ジス ト を除去 し た。 次に 、 ゥ ェハ全面に プ ラ ズマ C V D法に よ り 、 0 . 2 μ πιの S i Ν膜を形成し た。 該層上にフ ォ ト リ ソ グラ フ ィ ー 法に よ り 、 電極 と な る部分が開口部 と な っ て い る レ ジ ス 卜 パ タ ー ン を形成 し た。 次に反応性イ オ ンエ ツ チ ン グを使 っ て 、 電極の形成さ れる部分の S i N を エ ッ チ ングし た後、 H C 1 系のエ ッ チ ング液に よ り 不 要な部位に ある第二化合物半導体層を除去 し 、 セ ンサ 層を露出させた。 さ らに真空蒸着法に よ り 、 A u G e (Au: Ge = 88： 12) 層を 2 0 0 O A , N i 層を 5 0 O A , A u層を 3 5 0 0 A連続蒸着し、 通常の リ フ ト オ フ法 に よ り 、 ホール素子の電極パターンを形成 し た。 こ う して、 2 イ ンチの ゥエーハー上に多数のホール素子を 製作し た。 次に、 ダイ シ ングソ一に よ り 個 々 のホール 素子に切断 し た。 この製作したホール素子のチ ッ プサ ィ ズは 0 . 3 6 m m X 0 . 3 6 m mであ っ た。
こ のホール素子チ ッ プを、 ダイ ボン ド し 、 ワ イ ヤー ボ ン ド し、 ついで、 ト ラ ンスフ ァーモール ド を行い、 エポキシ樹脂に よ るモール ド されたホール素子を製作 し た。 膜特性は後出の表 1 に 、 素子の特性は表 2 に示 し ' た。
表 2 に示したよ う に、 実施例 9 のホール素子は定格 入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度.を持つ磁界中 で 3 0 O m V と いう ホール出力電圧を有する。 こ の値 は、 平均的な G a A s ホール素子のホール出力電圧よ り 約 3 倍大き い値である。 ま た、 ホール出力電圧の温 度特性は実施例 5 と 同 じであ り 1 0 0 eC以上に於いて も よい温度特性を示した。 素子抵抗値の温度依存性も 実施例 5 と 同様であ り 、 温度変化は極めて小さ く 、 抵 抗値の低下も見られなかっ た。 標準的な ミ ニモール ド 型で樹脂モール ド した素子の、 熱放散の係数は 2 . 3 m W Zで程であ り 、 この素子は、 1 0 0〜 1 5 0 と い う 従来不可能である高温に於いても使用でき る こ と が明 らか と な っ た。 このよ う に本発明の磁気セ ンサの —つであるホール素子は、 磁界でのホール出力電圧が 大き く 即ち高感度で、 かつ高温まで使用でき、 信頼性 も極めて高い。 低温側での使用は一 6 0 eCでも問題は な く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と がわかっ た。
(以下余白） (比較例 3 )
実施例 9 と 同様 に ノ ン ド ープの A 1 。. 8 I n 0 . 2 A s 。. 7 S b 。. 3 を 0 . 3 μ πι成長 さ せ た 。 次 に S i ド ー プ I n o . 8 G a o . 2 A s o . 3 S b 0. 7 を
0 . 1 0 μ m 成 長 さ せ た 。 次 に 、 ノ ン ド ー プ の A 1 0. 8 I n 。. 2 A s o . 7 S b o . a を 5 0 0 A成長さ せた。 こ の Ι π ο. 8 G a ο .2 A s o. 3 S b 0 . 7 薄膜の 表面モホ ロ ジ一は悪く 、 シー ト抵抗値も非常に高 く 、 電子移動度は測定でき なかっ た。 ホール素子化は不可 能であっ た。
(実施例 1 0 )
直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープの A 1 0 . 8
1 n 0. 2 A s o. osS b o. 9 5 0 . d /z m成： ¾させた。 次 に セ ン サ 層 と し て S i ド ー プ I n 。. β G a 0 . 2 5 。. 5 5 1) 。. 5 を 0 . 1 0 m成長 さ せ た 。 次 に、 第二化合物半導体層 と してノ ン ドープの A 1 0. 8
I n 。. 2 八 5 0. 。53 1) 0.95を 5 0 0 人成長させた。 こ の I n。， 8 G a 0. a A s o . 5 S b 。. 5 薄膜の電子移動 度の値は 2 1 0 0 0 c m 2 / V s 、 シー ト 抵抗値は
2 7 0 Ω //Ε 、 電子濃度 1 . 1 0 x l 0 17c m _3であ つ た。
以下、 実施例 9 と 同様に し て ホール素子を製作 し た。 ―
膜特性は後出の表 1 に 、 素子の特性は表 2 に示 し た。
表 2 に示 し た よ う に、 実施例 1 0 のホール素子は 定格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ 磁界中で 3 1 O m V と い う ホール出力電圧を有する。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子の ホール出 力電圧よ り 約 3倍大き い値である。 また、 ホール出力 電圧の温度特性は実施例 5 と 同 じであ り 1 0 0 で以上 に於いても よ い温度特性を示した。 素子抵抗値の温度 依存性も実施例 5 と 同様であ り 、 温度変化は極めて小 さ く 、 抵抗値の低下も見られなかっ た。 標準的な ミ ニ モール ド型で樹脂モール ド した素子の、 熱放散の係数 は 2 . 3 111 ¾/"ノで程で あ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 1 5 0 で と い う従来不可能である高温に於いて も使用 でき る こ と が明 らかと な っ た。 このよ う に本発明の磁 気セ ンサの一つであるホール素子は、 磁界でのホール 出力電圧が大き く 即ち高感度で、 かつ高温ま で使用で き、 信頼性も極めて高い。 低温側での使用は一 6 0 °C でも問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と が わかっ た。
(実施例 1 1 )
直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープの A 1 I n 0. 6 A s o . o 5 S b o . 9 5 ¾r 0 . 3 At m成長させた。 次 に セ ン サ層 と し て S i ド ーブ I n 。. 8 G a o . a A s 。.2 S b 。. 8 を 0 . Ι Ο μ πι成長さ せ た 。 次 に、 第二化合物半導体層 と してノ ン ドープの Α ΐ θ.4
I n。. 6 八 3 0. 。55 1) 0.95を 5 0 0 人成長さ せた。 こ の I n。.8 G a。.2 A s 。. 2 S b 。. 8 薄膜の電子移動 度の値は 2 1 0 0 0 c m 2 ノ V s 、 シー ト 抵抗値は
2 5 0 Ω Ζ口、 電子濃度 1 . 1 9 x i 0 17 c m -3であ つ た。
以下、 実施例 9 と 同様に し て ホール素子を製作 し た。
膜特性は後出 の表 1 に 、 素子の特性は表 2 に示 し た。
表 2 に示 し た よ う に 、 実施例 1 1 の ホール素子は 定格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ 磁界中で 3 0 5 m V と い う ホール出力電圧を有する。 こ の値は 、 平均的 な G a A s ホール素子の ホール出 力電圧よ り 約 3倍大き い値である。 ま た、 ホール出力 電圧の温度特性は実施例 5 と 同 じであ り 1 0 0 °C以上 に於いて も よ い温度特性を示した。 素子抵抗値の温度 依存性も実施例 5 と 同様であ り 、 温度変化は極めて小 さ く 、 抵抗値の低下も見られなかっ た。 標準的な ミ ニ モール ド型で樹脂モール ド した素子の、 熱放散の係数 は 2 . S m W Z t 程で あ り 、 こ の素子は 、 1 0 0 〜 1 5 0 °C と い う 従来不可能である高温に於いて も使用 でき る こ と が明 らか と な っ た。 この よ う に本発明の磁 気セ ンサの一つであるホール素子は、 磁界でのホール 出力電圧が大き く 即ち高感度で、 かつ高温ま で使用で き、 信頼性も極めて高い。 低温側での使用は一 6 0 °C · でも問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のあ る こ と が わ Jつ に。
(実施例 1 2 )
量子効果を利用 したホール素子を得る 目的で、 直径 2 イ ンチの G a A s基板の表面に M B E法によ り 第一 化合物半導体層 と してノ ン ドープの A l o . a G a 0. 2 3 0. 168 13 0.84を 1 . O At m成長させた。 次にセ ン サ層 と し て ノ ン ドーブ I n A s を 1 5 0 A成長さ せ た。 次に 、 第二化合物半導体層 と し て ノ ン ドープの A 1 0. 8 G a A s 0 . 1 6 S b 0 . 8 4を 5 0 O A成長さ せ、 さ らにキ ャ ヅ プ層 と して 6 &八 3 。. 163 1> 。.84を 1 0 0 A成長さ せた。 こ の I n A s 薄膜の電子移動 度の値は 1 5 0 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト 抵抗値は 2 0 0 Ω ΖΕ]、 電子濃度 1 . 3 9 x l 0 18c m _3であ つ た。 こ の薄膜は量子井戸を形成している こ と も確認 された。
以下、 実施例 4 と 同様に し てホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し た。
表 4に示 したよ う に、 実施例 1 2 のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 2 2 O m V と い う 大き なホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電 · 圧の温度特性を図 1 1 に示 し た。 定電圧での、 ホール 出力電圧の温度変化は 1 0 0 eC以上において も小さ く 優れた温度特性を示 し て い る 。 図 1 2 に示 し た よ う に、 素子抵抗値の温度変化は 1 5 0 'C程度ま で全 く 低 下する こ と も な く 、 優れた温度特性を有し ている こ と がわかっ た。 このため定電圧で素子を使用 し た時に、 過電流が流れて不良 と なる こ，と も な く 、 高温での信頼 性も よ い。 標準的な ミ ニモール ド型で樹脂モール ド し て製作 し た素子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m Wノ °C程 であ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 ； 1 5 0。C と レ、 う 従来不 可能である高温に於いて も使用でき る こ と が明 らか と な っ た。 ま た、 低温側での使用は、 一 5 0 でで も 問題 は な く 、 広い温度範囲で信頼性の あ る こ と がわか つ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの一つである ホー ル素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち高感 度で、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性も極めて高い。
(比較例 4 )
実施例 1 2 と 同様に 、 直径 2 イ ン チ の G a A s 基 板の表面 に ノ ン ド ープの A 1 0 . 8 G a 0 . 2 A s 0 . 5 S b 。. s を 1 . 0 x m成長さ せた。 次に ノ ン ド ープ I n A s を 1 5 0 A成長 さ せた。 次に 、 ノ ン ド ープ の Α 1 。. β G a 0 . 2 A s o. 5 S b o. 5 を 5 0 0 A成長 させ、 さ らにキ ャ ッ プ層 と して G a A s o. 5 S b 0 . 5 を 1 0 0 A 成長 さ せた。 成長薄膜の表面モ ホ ロ ジー は、 少 し の曇 り がみ られ、 こ の I n A s 薄膜の電子 · 移動度の値は 2 3 0 0 c m 2 ノ V s 、 シー ト 抵抗値 は 1 0 3 0 Ω ΖΠ 、 電子濃度は、 1 . 7 5 X 1 0 18 c m _3であっ た。 実施例 4 と 同様の方法に よ り ホール 素子を作製したが、 そのホール出力電圧は、 3 5 m V と 小さ く 、 入力抵抗は 2 k Ω と 非常に高か っ た。 ま た、 温度特性についても ホール出力電圧、 入力抵抗と も に温度変化が大き く 、 高温部での入力抵抗値の低下 も大きかっ た。
(実施例 1 3 )
量子効果を利用 したホール素子を得る 目的で、 直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一 化合物半導体層 と してノ ン ドープの A l o.8 G a 0 . 2
A s o.16S b 0.84を 1 . O j m成長させた。 次にセ ン サ層 と し てノ ン ドーブ I n A s を 2 0 0 A成長さ せ た。 次に 、 第二化合物半導体層 と し て ノ ン ドープの A 1 0. s a 0. 2 A s o .1 6 S b 0. 8 を 5 0 0 A成長さ せ、 さ らにキ ャ ッ プ層 と して G a A s 。. 16S b 。. 84を 1 0 O A成長さ せた。 こ の I n A s 薄膜の電子移動 度の値は 1 5 0 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト 抵抗値は 2 1 5 Ω /Ε 、 電子濃度 0 . 9 7 x l 0 18c m _3であ つ た。 こ の薄膜は量子井戸を形成している こ と も確認 された。
以下、 実施例 4 と 同様に し てホール素子を製作 し た。 膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し · た。
表 4 に示 し たよ う に、 実施例 1 3 のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 2 2 5 m V と い う 大 き な ホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電 圧の温度変化は実施例 1 2 と 同様に小さ く 、 ま た素子 抵抗値の温度変化も実施例 1 2 と 同様に 1 5 0 程度 ま で全 く 低下する こ と もな く 、 温度依存性に優れてい る こ と がわかっ た。 標準的な ミ ニモール ド型で樹脂モ 一ル ド し て製作 し た素子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m WZ。C程であ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 1 5 0 °C と い う 従来不可能である高温に於いて も使用でき る こ と が明 らか と な っ た。 ま た、 低温側での使用 は一 5 0。C で も問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と 力 s わかっ た。 こ のよ う に本発明の磁気セ ンサの一つであ る ホール素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即 ち高感度で、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性 も極めて 高い。
(実施例 1 4 )
量子効果を利用 したホール素子を得る 目的で、 直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一 化合物半導体層 と してノ ン ドープの A 1 0 . 8 G a 0 . 2 八 5 。. 165 1) 。.84を 1 . Ο μ πι成長させた。 次にセ ン サ層 と し て ノ ン ドープ I n A s を 3 0 0 A成長させ - た。 次に、 第二化合物半導体層 と し て ノ ン ドープの A 1 0. β a 0 . 2 A S b 0. 8 を 5 0 O A成長さ せ、 さ らにキヤ ヅ プ層 と して G a A s 0. 1 6 S b o . 8 4 ¾r 1 0 O A成長さ せた。 こ の I n A s 薄膜の電子移動 度の値は 1 5 0 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト 抵抗値は 2 5 0 Ω /口、 電子濃度 0 . 5 6 X 1 O i ec m -3であ つ た。
以下、 実施例 4 と 同様に し てホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 3 に、 素子の特性は表 4 に示 し た。
表 4に示 したよ う に、 実施例 1 4のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 2 1 O m V と い う 大き なホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電 圧の温度変化は実施例 1 2 と 同様の特性を示 した。 ま た素子抵抗値の温度変化も実施例 1 2 と 同様に 1 5 0 eCを越えて も抵抗値の低下の見られず、 耐熱性も きわ めてよ い。 この素子は、 1 0 0〜 1 5 0 eCと レ、 う 従来 不可能である高温に於いても使用でき る こ と が明 らか と なっ た。 ま た、 低温側での使用は一 5 0 Cでも問題 は な く 、 広レ、温度範囲で信頼性の あ る こ と がわかつ た。 この よ う に本発明の磁気セ ンサの一つであるホー ル素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち高感 ' 度で、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性も極めて高い。 (実施例 1 5 )
量子効果を利用 したホール素子を得る 目的で、 直径 2 イ ン チの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一 ィ匕合物半導体層 と してノ ン ドープの A 1 0.8 G a 0 . 2 A s 0. 1 6 S b o. 84を 1 . Ο μ ιη成長させた。 次にセ ン サ層 と し て ノ ン ドーブ I n A s を 1 0 O A成長 さ せ た 。 次 に 、 第二化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープの A 1 0 . a G a 0 . 2 八 5 。. 1 63 13 。. 84を 5 0 0 人成長さ せ、 さ らにキ ャ ッ プ層 と して G a A s 。. 16S b 。. 84を 1 0 0 A成長 さ せた。 こ の I n A s 薄膜の電子移動 度の値は 1 4 0 0 0 c m 2 V s 、 シー ト 抵抗値は 2 2 0 Ω ΖΕ1、 電子濃度 2 . 0 3 x i 0 18c m _3であ つ た。 こ の薄膜は量子井戸を形成してい る こ と も確認 された。
以下、 実施例 4 と 同様に し て ホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し た。
表 4 に示 し たよ う に、 実施例 1 5のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 1 7 O m V と い う 大 き な ホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2倍の値である。 ま た、 ホール出力電圧の 温度変化は実施例 1.2 と同様であ り 、 1 0 0 eC以上に ' おいて も優れた温度特性を示した。 ま た素子抵抗値の 温度変化も実施例 1 2 と 同様に 1 5 0 eCを越えても抵 抗値の低下の見られず、 耐熱性も きわめてよ い。 こ の 素子は、 1 0 0〜 1 5 0 eCと い う従来不可能である高 温に於いて も 使用 で き る こ と が明 ら か と な っ た。 ま た、 低温側での使用は一 5 0 eCでも問題はな く 、 広い 温度範囲で信頼性のある こ とがわかっ た。 こ の よ う に 本発明の磁気セ ンサの一つであるホール素子は、 磁界 でのホール出力電圧が大き く 即ち高感度で、 かつ高温 まで使用でき 、 信頼性も極めて高い。
(実施例 1 6 )
量子効果を利用 し たホール素子を得る 目 的で、 直 径 2 ィ ンチの G a A s 基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープ の A 1
G a 0. 2 A s 0. 2 3 S b o . 7 7¾r 1 . 0 m成長させた。
次 に セ ン サ層 と し て ノ ン ド ーブ I n 。. 9 G a 0 . 1 A s を 1 5 O A成長さ せた。 次に 、 第二化合物半導 体層 と し て ノ ン ドープの A 1 0.8 G a 0 . 2 A s 0 . 2 3 5 15 。. 7?を 5 0 0 人成長さ せ、 さ ら にキ ャ ッ プ層 と し て G a A s 0 . 2 3 S b 。. 77を 1 0 0 A成長さ せた。
こ の I n 0. s G a 0 . 1 A s 薄膜の電子移動度の値は 1 4 0 0 0 c m 2 / V s , シー ト抵抗値は 3 0 0 Ω Ζ 口、 電子濃度 0 . 9 9 X 1 0 18 c m - 3であっ た。 こ の 薄膜は量子井戸を形成している こ と も確認された。 以下、 実施例 4 と 同様に し てホール素子を製作 し · た。
膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し た。
表 4 に示 し た よ う に、 実施例 1 6 のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 2 1 5 m V と い う 大 き なホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2 倍の値である。 ま た、 ホール出力電圧の 温度変化は実施例 1 2 と 同様の特性を示 し た。 さ ら に 素子抵抗値の温度依存性も実施例 1 2 と 同様 1 5 0 °C 程度ま で極めて小さ く 、 しかも抵抗値の低下も見 られ ず、 優れた温度特性を有している こ と がわかっ た。 こ の よ う に素子抵抗値の温度変化は極めて小さ い為、 標 準的な ミ ニモール ド型で樹脂モール ド して製作し た素 子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m W Zで程度であ り 、 従 来不可能であっ た高温に於いて も使用でき る こ と が明 らか と な つ た。 ま た、 低温側での使用は、 一 5 0 °Cで も問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と がわ かっ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの一つである ホール素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち 高感度で、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性 も極めて高 い o
(実施例 1 7 )
量子効果を利用 し た ホール素子を得る 目 的で、 直 径 2 イ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り - 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープ の A 1
G a 0. 2 A s o. 32S b o. 68¾: l . Ο μ πι成長させた。 次 に セ ン サ層 と し て ノ ン ド ー ブ I n 。. 8 G a 0. 2 A s を 1 5 0 A成長さ せた。 次に、 第二化合物半導 体層 と し てノ ン ドープの A l o.8 G a 0. z A s 0. 32 5 13 。. 68を 5 0 0 ム成長さ せ、 さ ら に キ ャ ッ プ層 と し て G a A s 。.32S b 。. 68を 1 0 0 A成長させた。 こ の I n o.8 a 0. 2 A s 薄膜の電子移動度の値は 1 3 0 0 0 c m 2 ZV s 、 シー ト抵抗値は 3 2 0 Ω Ζ 口、 電子濃度 1 . 0 0 x l 0 18c m _3であ っ た。 この 薄膜は量子井戸を形成している こ と も確認された。
以下、 実施例 4 と 同様に し てホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し た。
表 4に示したよ う に、 実施例 1 7のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 2 0 5 m V と い う 大き なホール出力電圧を有す る。 この値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2倍の値である。 ま た、 ホール出力電圧の 温度特性を図 1 3 に示した。 定電圧での、 ホール出力 電圧の温度変化は 1 0 0 eC以上においても小さ く 優れ た温度特性を示している。 図 1 4に示した よ う に、 素 子抵抗値の温度変化は 1 8 0 °C程度まで全 く 低下する こ と も な く 、 優れた温度特性を有している こ と がわか · つ た。 標準的な ミ ニモール ド型で樹脂モール ド し て製 作 し た素子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m W °C程であ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 ： I 8 0 eC と い う 従来不可能 である高温に於いて も使用でき る こ と が明 らか と な つ た。 ま た、 低温側での使用は、 一 6 0 eCで も問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と がわかっ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの一つである ホール素子 は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち高感度で、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性も極めて高い。
(比較例 5 )
実施例 1 7 と 同様に 、 直径 2 イ ン チ の G a A s 基 板の表面 に ノ ン ド ープの A 1 0 . 8 G a 0 . 2 A s 0 . 6 S b 。. 4 を 1 . Ο μ ηι成長さ せた。 次に ノ ン ド ープ I n 。. 8 G a 。. 2 A s を 1 5 0 A 成長 さ せ た 。 次 に、 ノ ン 卜 ープの A l 0， 8 G a A S 0 . 6 S b 0 . 4 を 5 0 0 A 成長さ せ、 さ ら に キ ャ ッ プ層 と し て G a A s 。. 6 S b 。. 4 を 1 0 0 A 成長 さ せ た 。 成長薄 膜の 表面 モ ホ ロ ジ 一 は 、 少 し の曇 り がみ ら れ 、 こ の I n 。. 8 G a 0 . 2 A s 薄膜の 電子移動度 の 値 は 2 0 0 0 c m 2 / V s シー ト抵抗値は 1 1 0 0 Ω Ζ □、 電子濃度は、 1 . 8 9 X 1 0 18 c m— 3であ っ た。
実施例 4 と 同様の方法に よ り ホール素子を作製 し た が、 そのホール出力電圧は、 3 0 m V と小さ く 、 入力 抵抗は 2 . 2 k Ω と非常に高かっ た。 ま た温度特性に ついても ホール出力電圧、 入力抵抗と も に温度変化が · 大き く 、 高温部での入力抵抗値の低下も大きかっ た。
(実施例 1 8 )
量子効果を利用 し たホール素子を得 目 的で、 直 径 2 ィ ン チ の G a A s 基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ー ブ の A 1 0 . 8
G a 0 . 2 A s 0 . 4 5 S b 。. s sを 1 . O z m成長 さ せ た。 次にセ ンサ層 と してノ ン ドーブ I n。.65G a 0. 3 5 A s を 1 5 0 A成長さ せた。 次に、 第二化合物半導 体層 と し て ノ ン ドープの A l o . 8 G a 。.2 A s 。.45 5 1) 。. 55を 5 0 0 人成長さ せ、 さ ら にキ ャ ッ プ層 と し て G a A s 。.45S b 。. 55を 1 0 0 A成長させた。
こ の I n 0.65G a 0 . 35 A s 薄膜の電子移動度の値は 1 4 0 0 0 c m 2 / V s シー ト抵抗値は 3 6 0 Ω Ζ 口、 電子濃度 0 . 8 3 x i 0 18c m -3であ っ た。 この 薄膜は量子井戸を形成している こ と も確認された。
以下、 実施例 4 と 同様に し てホール素子を製作 し 膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し た。
表 4に示したよ う に、 実施例 1 8のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 2 0 5 m V と い う 大 き なホール出力電圧を有す る。 この値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2倍の値である。 また、 定電圧での、 ホー ル出力電圧の温度変化は 1 0 0 ec以上において も小さ · く 優れた温度特性を示している。 ま た、 素子抵抗値の 温度変化 も 1 8 0 eC程度ま で全 く 低下す る こ と も な く 、 優れた温度特性を有している こ と がわかっ た。 標 準的な ミ ニモール ド型で樹脂モール ド し て製作 し た素 子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m WZ°C程であ り 、 こ の 素子は、 1 0 0〜 1 8 0 °Cと い う 従来不可能である高 温に於いて も 使用 で き る こ と が明 ら か と な っ た。 ま た、 低温側での使用は、 一 6 0 °Cでも問題はな く 、 広 い温度範囲で信頼性のある こ と がわかっ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの一つであるホール素子は、 磁 界でのホール出力電圧が大き く 即ち高感度で、 かつ高 温ま で使用で き 、 信頼性も極めて高い。
(実施例 1 9 )
直径 2 イ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープの A 1 0. 8 G a 0. 2 A s 。. 7 5 S b。. 25を 1 . 0 /z m成長させた。
次 に セ ン サ 層 と し て ノ ン ド ー ブ I n 。. 3 G a 0 . 7 A s を 1 5 O A成長さ せた。 次に 、 第二化合物半導 体層 と し て ノ ン ド ープの Α 1 。. β G a 0. a A s 0. 7 5 5 13 。. 25を 5 0 0 人 成長さ せ、 さ ら に キ ャ ッ プ層 と し て G a A s o . 7 5 S b 。. 2 Sを 1 0 0 A成長させた。
こ の I n 0.3 G a o . 7 A s 薄膜の電子移動度の値は 1 0 0 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト抵抗値は 4 0 0 Ω Ζ □、 電子濃度 1 . 0 4 x l 0 18c m— 3であ っ た。 こ の 薄膜は量子井戸を形成している こ と も確認された。 以下、 実施例 4 と 同様に してホール素子を製作し た。
膜特性は後出の表 3 に、 素子の特性は表 4 に示 し た。
表 4に示したよ う に、 実施例 1 9のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 1 5 O m V と い う 大き な ホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 1 . 5倍以上の値である。 ま た、 定電圧で の、 ホール出力電圧の温度変化は 1 0 0で以上におい て も小さ く 優れた温度特性を示している。 ま た、 素子 抵抗値の温度変化も 1 8 0 程度まで全 く 低下する こ と も な く 、 優れた温度特性を有している こ と がわかつ た。 標準的な ミ ニモール ド型で樹脂モール ド して製作 し た素子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m WZで程であ り 、 この素子は、 1 0 0〜 1 8 0 と い う従来不可能 である高温に於いても使用でき る こ とが明 らか と な つ た。 また、 低温側での使用は、 一 6 0 eCでも問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ とがわかっ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの一つであるホール素子 は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち高感度で、 かつ高温まで使用でき、 信頼性も極めて高い。
(実施例 2 0 )
直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と して ノ ン ド ープの A 1 0 . 8 -
I n 0 . 2 A s 0 . a S b o . 7 を 1 . Ο μ ιη成長 さ せ た。 次にセ ンサ層 と してノ ン ドープ I η 0.8 G a o . 2 A s 。 . 8 S b 。 . 2 を 1 5 0 A 成長 さ せ た 。 次 に 、 第二化 合物 半導体層 と し て ノ ン ド ー プ の A 1 0. β
I n 。.2 A s o . a S b 。. 7 を 5 0 0 A成長させた。 こ の I n。.8 G a o . 2 A s o . 8 S b 。， 2 薄膜の電子移動 度の値は 1 5 0 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト 抵抗値は
3 0 0 Ω Ζ口、 電子濃度 0 . 9 3 x i 0 18 c m -3であ つ た。 こ の薄膜は量子井戸を形成している こ と も確認 された。
以下、 実施例 9 と 同様に し てホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し た。
表 4 に示 し た よ う に、 実施例 2 0 のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中 で 2 1 O m V と い う 大 き な ホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電 圧の温度変化は実施例 1 7 と 同様に小さ く 、 ま た素子 抵抗値の温度変化も実施例 1 7 と 同様に 1 8 0 °C程度 ま で全 く 低下する こ と も な く 、 温度依存性に優れてい る こ と がわかっ た。 標準的な ミ ニモール ド型で樹脂モ 一ル ド し て製作 し た素子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m WZeC程であ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 1 8 0。Cと - いう 従来不可能である高温に於いても使用でき る こ と が明 らかと な っ た。 また、 低温側での使用は一 6 0 °C でも問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ とが わかっ た。 こ のよ う に本発明の磁気セ ンサの一つであ るホール素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即 ち高感度で、 かつ高温まで使用でき、 信頼性も極めて 高い。
(比較例 6 )
実 施 例 2 0 と 同 様 に 、 ノ ン ド ー プ の A l 。. 8
1 n 0. 2 A s o. 7 S b o . 3 を 1 . 0 x m成： ¾ sせた。 次にノ ン ドープ I n 0.8 G a o . a A s o. a S b 0. 2 を 1 5 0 人 成長さ せた。 次に 、 ノ ン ドーブの A l 0. s I n 。. 2 A s o . 7 S b o . 3 を 5 0 0 A成長さ せた。 こ の成長薄膜の表面モ ホ ロ ジ一は悪 く 、 シー ト 抵抗 値は 1 0 5 0 Ω と非常に高く 、 電子移動度は 2 2 0 0 c m 2 ZV s であっ た。 実施例 9 と 同様の方法でホー ル素子を作製 し 、 素子特性を測定 し た と こ ろ 、 その ホール出力電圧は、 3 0 m V と 小さ く 、 入力抵抗は
2 . 1 k Ω と非常に高かっ た。 また温度特性について も ホール出力電圧、 入力抵抗 と も に温度変化が大き く 、 高温部での入力抵抗値の低下も大きかっ た。
(実施例 2 1 )
直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープの A 1 0. 8 I n o.2 A s o. o5S b 0 . 9 5¾ l . O jc m成長させた。 次 に セ ン サ 層 と し て.ノ ン ド ー プ I n 。. 8 G a o. 2 A s o.5 S b o.5 を 1 5 0 A成長させた。 次に、 第二 化合物半導体層 と してノ ン ドープの A l p.8 I n 0 . 2 八 3 。. 。53 1) 。. 95を 5 0 0 人 成長成長さ せた。 こ の I n 0 . 8 G a 0 . 2 A s 0 . 5 S b 。. s 薄膜の電子移動 度の値は 1 5 0 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト 抵抗値は 2 9 0 Ω Ζ1Ι1、 電子濃度 0 . 9 6 x l 0 18c m _3であ つ た。 こ の薄膜は量子井戸を形成している こ と も確認 された。
以下、 実施例 9 と 同様に し て ホール素子を製作 し 膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し 表 4 に示 し た よ う に、 実施例 2 1 のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 2 1 5 m V と い う 大 き な ホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2 倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電 圧の温度変化は実施例 1 7 と 同様に小さ く 、 ま た素子 抵抗値の温度変化も実施例 1 7 と 同様に 1 8 0 °C程度 ま で全 く 低下する こ と も な く 、 温度依存性に優れてい る こ と がわかっ た。 標準的な ミ ニモール ド型で樹脂モ 一ル ド し て製: (乍 し た素子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m WZ。C程であ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 ； 1 8 0 と い う 従来不可能である高温に於いても使用でき る こ と が明 らか と な っ た。 また、 低温側での使用は一 6 0 'C でも問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ と が わかっ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの—つであ るホール素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即 ち高感度で、 かつ高温まで使用でき、 信頼性も極めて 高い。
(以下余白）
5 g
(実施例 2 2 )
直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ド ープの A 1 0 . 4
1 11 。. 6 八 5 。. 。55 13 。. 9 5を 1 ， O m成長させた。 次 に セ ン サ 層 と し て ノ ン ド ー プ I n 。. 8 G a 0 . 2 A s o. 2 S b o. 8 を 1 5 0 A成長させた。 次に、 第二 化合物半導体層 と してノ ン ドープの A l o. 4 I n 0 . 6 A s 。. 。s S b 。. 95を 5 0 0 A成長成長さ せた 。 こ の I n 。.8 G a 。.2 A s 。， 2 S b 。. 8 薄膜の電子移動 度の値は 1 6 0 0 0 c m 2 ノ V s 、 シー ト 抵抗値は 2 7 0 Ωノロ、 電子濃度 0 . 9 6 1 O i e c m - 3であ つ た。 こ の薄膜は量子井戸を形成している こ と も確認 された。
以下、 実施例 9 と 同様に し て ホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し た。
表 4 に示 し た よ う に、 実施例 2 2 のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中 で 2 3 O m V と い う 大 き な ホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電 圧の温度変化は実施例 1 7 と 同様に小さ く 、 ま た素子 抵抗値の温度変化も実施例 1 7 と同様に 1 8 0 °C程度 ま で全 く 低下する こ と も な く 、 温度依存性に優れて い る こ とがわかっ た。 標準的なミ ニモール ド型で樹脂モ - ール ド し て製作 し た素子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m WZ。C程であ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 1 8 0で と い う 従来不可能である高温に於いても使用でき る こ と が明 らかと なっ た。 また、 低温側での使用は一 6 0 eC でも問題はな く 、 広い温度範囲で信頼性のある こ とが わかっ た。 この よ う に本発明の磁気セ ンサの一つであ るホール素子は、 磁界での ール出力電圧^大き く 即 ち高感度で、 かつ高温まで使用でき、 信頼性も極めて 高い。
(実施例 2 3 )
直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ドーブの A 1 0.8 G a 0. a 5 。.165 15 。. 8 4を 1 . 0 /x m成長させた。 次に S bのみを照射し、 1原子層だけ成長させた。 次 に、 S bの照射をやめる と同時に I nのみを 1 原子層 だけ照射した。 引 き続いて A s を照射し、 セ ンサ層 と し てノ ン ド一ブ I n A s を 1 5 0 A成長さ せた。 次 に、 再び I nのみを 1 原子層だけ照射し、 I nの照射 をやめる と 同時に S bのみを照射した。 S bを 1 原子 層形成後、 第二化合物半導体層 と し てノ ン ドープの A 1 0. a G a o. a 5 。. 165 13 。. 8 4を 5 0 0 人成長さ せ、 さ らにキャ ッ プ層 と して G a A s 。. 16S b 。.84を 1 0 0 A成長さ せた。 こ の I n A s 薄膜の電子移動 度の値は 2 1 0 0 0 c m 2 / V s 、 シー ト 抵抗値は 2 0 5 Ω Ζ口、 電子濃度 0 . 9 7 x i 0 180 m -3で あ っ た 。 1 1 八 3 層 と 1 。. 8 G a 0 . 2 A s 。. 1 6 S b 。. 84層の界面に I n— S bの結合種を形成する こ と に よ っ て電子移動度は大幅に向上し た 9
以下、 実施例 4 と 同様に し てホール素子を製作 し た。
膜特性は後出の表 3 に 、 素子の特性は表 4 に示 し た。 ，
表 4 に示 し た よ う に、 実施例 2 3 のホール素子は定 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中 で 2 6 O m V と い う 大 き な ホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 3倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電 圧の温度特性は実施例 1 2 と 同様であり 、 1 0 0 eC以 上において も よ い温度特性を示し た。 ま た素子抵抗値 の温度変化も実施例 1 2 と 同様に 1 5 0 °C程度ま で全 く 低下する こ と も な く 、 温度依存性に優れている こ と がわかっ た。 標準的な ミ ニモール ド型で樹脂モール ド し て製作 し た素子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m W °C 程であ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 1 5 0 。〇 と ぃ ぅ 従来 不可能である高温に於いて も使用でき る こ と が明らか と な っ た。 ま た、 低温側での使用は一 5 0 °Cで も 問題 は な く 、 広い温度範囲で信頼性の あ る こ と がわか つ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの一つである ホー ル素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち高感 度で、 かつ高温ま で使用でき、 信頼性も極めて高い。
(実施例 2 4 )
直径 2 ィ ンチの G a A s基板の表面に M B E法に よ り 第一化合物半導体層 と し て ノ ン ドーブの A 1 G a 0. 2 A s 0 . 3 2 S b o. 6 8¾r 1 - O m成： ¾させた。 次に S b のみを照射 し 、 1 原子層だけ成長させた。 次に、 S b の照射をやめ る と 同時に I nのみを 1 原 子層だけ照射した。 引き続いて A s と G aを照射し、 セ ンサ層 と し て ノ ン ドープ I n 0.8 G a 。.2 A s を 1 5 O A成長さ せた。 次に、 再び I nのみを 1 原子 層だ け照射 し 、 I nの照射をやめ る と 同時に S b の みを照射した。 S bを 1 原子層形成後、 第二化合物半 導体層 と してノ ン ドーブの A l o.8 G a 0. 2 A s 0. 3 2 S b 。. 68を 5 0 0 人成長させ、 さ ら に キ ャ ッ プ層 と し て G a A s 。.32S b 。. 68を 1 0 0 A成長さ せた。 こ の I n o. 8 G a 0 . 2 A s 薄膜の電子移動度の値は 1 6 0 0 0 c m 2 Z V s 、 シー ト抵抗値は 3 0 0 Ω Ζ □ 、 電子濃度 0 . 8 7 X 1 0 1 8 c m _3で あ っ た 。 I n 0. 8 a 0. 2 A s層 と A l o.8 a 0 > z A s 0 . 3 2 S b 。.68層の界面に I n— S bの結合種を形成する こ と に よ っ て電子移動度は大幅に向上した。
以下、 実施例 4 と 同様に し て ホール素子を製作し た。
膜特性は後出の表 3 に、 素子の特性は表 4 に示 し た。 表 4 に示 し た よ う に、 実施例 2 4 のホール素子は定 · 格入力電圧に於いて、 5 0 0 Gの磁束密度を持つ磁界 中で 2 2 5 m V と い う 大 き な ホール出力電圧を有す る。 こ の値は、 平均的な G a A s ホール素子のホール 出力電圧の 2 倍以上の値である。 ま た、 ホール出力電 圧の温度特性は実施例 1 7 と 同様であ り 、 1 0 0 eC以 上において も よ い温度特性を示し た。 ま た素子抵抗値 の温度変化も実施例 1 7 と 同様に 1 8 0 で程度まで全 く 低下する こ と も な く 、 温度依存性に優れている こ と がわかっ た。 標準的な ミ ニモール ド型で樹脂モール ド して製作し た素子は、 熱放散の係数は 2 . 3 m W Zで 程であ り 、 こ の素子は、 1 0 0〜 1 8 0。C と レ、 う 従来 不可能である高温に於いて も使用でき る こ と が明 ら力 と なっ た。 ま た、 低温側での使用は一 6 0 eCでも 問題 は な く 、 広い温度範囲で信頼性の あ る こ と がわか つ た。 こ の よ う に本発明の磁気セ ンサの一つである ホー ル素子は、 磁界でのホール出力電圧が大き く 即ち高感 度で、 かつ高温ま で使用でき 、 信頼性も極めて高い。
以上、 こ れま での結果を ま と める と表 1 〜表 4 の よ う にな る。 表 2 および表 4 中で温度特性を示すラ ン ク A、 B お よ び C は、 Aは温度特性が非常に優れ、 高温 において も素子抵抗値の低下は全 く 見られない。 B は 温度特性は優れているが、 高温において若干の素子抵 抗値の低下が見られるが実用上支障のない も ので、 C は高温部での素子抵抗値の低下が大き く 、 実用上温度 特性に問題がある、 こ と を表している
(以下余白）
膜 特 性
実施例 センサ層の組成と膜圧 第 2化合物 Mobility シ-ト 抵抗 電子濃度
No. (A) 半導体層 (cmVVs) ( Ω ) ( xlOI7cm-3)
1 - a シリコンド- -プ （S i一） I nAs 2500 據 19000 150 0. 88
1 b ノンドープ I nAs 2500 12000 520 0. 40
2 S i - I n A s 1500 19000 230 0. 95
3 S i - I n A s 1000 19000 300 1. 10 比較例 1 不整合 i - I n A s 1000 測定不可 同左 同左
4 S i - I n A s 1000 有 21000 280 1. 10
5 S i I n o. G a o. A s 1000 15500 330 1. 22 比較例 2 不整合 S i — I n o. a G a o. 2 A s 1000 測定不可 同左 同左
6 S i - I n o. 8 G a o. 2 A s 1000 有 19000 310 1. 06
7 S i - I n o. ee G a o. A s 1000 有 13000 380 1. 26
8 S i - I n o. G a o. A s 1000 有 9000 420 1. 65
9 S i - I n 0. 8 G a o. 2 A s 0. 8 0. 2 1000 有 20000 270 1. 10 比較例 3 不整合 S i - 1 n o. 8 G a o. 2 A S 0. 8 S b 0. 2 1000 有 測定不可 同左 同左
10 S i - I n o. 8 G a o. 2 A s 0. 5 O b 0. B 1000 有 21000 270 1. 10
1 1 S i - I n o. 8 VJ a 0. 2 A s 0. 2 S 0.8 1000 有 21000 250 1. 19
表 2
ホール素子特性
夫湖 π
1?リ センサ層の組成と膜圧 «r ΙΙΆ.&ΙΛ
>ム 1じ 物 / i±i jml±VH IN i ml Vu 温度特
No. (A) 半導体層 (mV/500G6V) ( Ω ) (mV/0G6V)
1一 シリコンドーブ （S i -） I n A s 2 5 00 1 0 3 7 5 1.20+ 0.40 A
1 - b ノンド一プ I n A s 2 500 無 1 50 1 1 00 同上 B
2 S i - I n A s 1 500 無 2 6 0 460 同上 A
3 S i - I n A s 1 000 2 70 580 同上 A 比較例 1 不整合 S i - I n A s 1 000 to 素子化不可
4 S i - I n A s 1 0 0 0 有 309 560 1.20土 0.40 A
5 S i - I no. G & 0, a A s 1 0 0 0 2 0 0 6 50 同上 A 比較例 2 不整合 S i - I n o, G a0. a A s 1 00 0 M *"、 素子化不可
6 S i - I no β u & o. 2 A s 1 00 0 有 240 640 1.20± 0.40 A
7 S i - I no 66 G a o, SB A s 1 0 0 0 有 1 95 7 50 同上 A
8 S i - I no 3 G & 0. 7 A s 1 0 0 0 有 1 40 840 同上 A
9 S i - I n0 a G a o. 2 A s 0. 8 S b 0, 2 1 0 00 有 3 00 54.0 同上 A 比較例 3 不整合 S i - ■ I n o. a G a0. g A s o. β ώ b o. 2 1 0 0 0 有 素子化不可
1 0 S i - I no G a o A s S b B 1 0 0 0 有 3 1 0 5 3 0 1.20± 0.40 A
1 1 S i - I no s G a o A s > 1 00 0 有 3 0 5 5 2 5 同上 A
膜 特 性
実施例 センサ層の組成と膜圧 第 2化合物 Mobility シ-ト 抵抗 電子濃度
No. (A) 半導体層 (cmVVs) ( Ω ) ( 1017 cm-"
1 2 I n A s 150 有 1 5000 200 1 3 . 9 比較例 4 不整合 I n A s 1 50 有 2300 1030 1 7 . 5
13 I n A s 200 有 15000 215 9. 70
14 I n A s 300 有 15000 250 5. 60
1 5 I n A s 100 有 14000 220 20. 3
16 I n o a o. i A s 150 有 14000 300 9. 90
17 I n o G a o. A s 150 有 1 3000 320 10. 0 比較例 5 不整合 I n0. a G a o. a As 150 有 2000 1 100 18. 9
18 I n . β G a. A s 1 50 有 14000 360 8. 30
19 I n a A s 150 有 1 0000 400 10. 4
20 I n o a o. A S S 150 有 1 5000 300 9. 30 比較例 6 不整合 I n G a A S b 150 有 2200 1050 18. 0
21 I n G a A S S b 150 有 15000 290 9. 60
22 I n o G a o. A S S 150 有 16000 270 9. 60
23 I n A s I n S b界面 1 50 有 2 1000 205 9. 70
24 I n o G a o. z A s I n S b界面 1 50 有 1 6000 300 8. 70
表 4
ホール素子特性
実施例 センサ層の組成と膜圧 第 2化合物 ホ-ル 出力電圧 VH R IN オフセット 電圧 Vu 温度特性
No. (A) 半導体層 (mV/500G6V) ( Ω ) (mV/0G6V)
1 2 I n A s 1 50 有 220 400 1.20±0.40 A 比較例 4 不整合 I n A s 1 50 有 35 2000 5.00 + 0.40 C
1 3 I n A s 200 有 225 430 1.20±0.40 A
1 4 I n A s 300 有 2 1 0 500 同上 A
1 5 I n A s 1 00 有 1 70 440 同上 A
1 6 I n o.9 G a o. l A s 1 50 有 2 1 5 600 同上 A
1 7 I n o. a G a o. z A s 1 50 有 205 620 同上 A 比較例 5 I no, 8 G a o.2 A s 1 50 有 30 2200 5.00±0，40 C
1 8 I n o.6E G a o, as A s 1 50 有 205 700 1.20土 0.40 A
1 9 I n o.3 G a o.7 As 1 50 有 1 50 800 同上 A
20 I n o. β G a o. z A s o, 8 ϋ b o.2 1 50 有 2 1 0 600 同上 A 比較例 6 不 合 I n o, β G a o.2 A s 0. 8 S b 0. z 1 50 有 30 2 1 00 5.00±0.40 C
2 1 I n 0. β G a 0. 2 A s 0. 6 S b 0. B 1 50 有 2 1 5 580 1.20+ 0.40 A
22 I n 0. B u a 0. z A s 0. 2 S b 0. β 1 50 有 230 540 同上 A
23 I n A s I n S b界面 1 50 有 260 4 1 0 同上 A
24 I n o. a G a 0, a A s I n S b界面 1 50 有 225 6 1 0 同上 A
以上、 本発明を実施例に よ っ て述べたが、 本発明は こ れ ら に限定される ものではな く 、 さ ら に、 本発明に 基づいた多 く の例があ り 、 多様な応用が可能であ り 、 こ れ ら はすべて本発明の範囲である。 産業上の利用分野 以上述べ た ご と く 、 本発明の半導体セ ン サ は 、 磁 気セ ン サ と し て 、 従来に な い、 高感度、 高出力の磁 気セ ン サで あ る 。 ま た、 薄膜形成や素子形成プ ロ セ ス は 、 大量生産が可能で あ り 、 工学的に有益な技術 である。 さ ら に、 結晶性のよ い I n x G a ！ A s y S b ! - y ( 0 < X≤ 1 . 0 , 0≤ y ≤ 1 . 0 )薄膜層を感磁部 と し てお り 、 磁気セ ンサ出力や素子抵抗値の温度依存性も 小さ く 、 ま た素子抵抗値が高温ま で低下 し ないため、 耐熱性、 耐圧も大き く 、 使用でき る温度範囲 も広 く 信 頼性も高い。 こ のため、 従来でき なかっ た広い応用が 可能であ り 、 産業上の有用性は計 り 知れない。
ま た 、 本発明の半導体セ ン サ は 、 光検出 にお いて は、 セ ンサ層の高電子移動度を利用 して高速応答で、 しか も 暗電流の少ない中赤外域 （ 2 〜 8 m ) 用光セ ンサ と して有望である。 さ らに圧力や歪の検出では、 バ ン ド ギ ヤ ッ プの小さ なセ ンサ層の特性を生か し た高 感度な圧力セ ンサや歪セ ンサ と して広 く 活用でき る。

Claims

請求の範囲
1. 高抵抗の第一化合物半導体層と、 該層の上に形 成された I n A s 薄膜層 と 、 該 I n A s 薄膜層の上に 形成された電極からなる磁気セ ンサであっ て、 該第一 化合物半導体が I n A s と格子定数が同 じか、 も し く は近い値を も ち、 かつ、 I n A s よ り 大き なバン ドギ ャ ヅ プエネルギーを有している こ と を特徴と する磁気 センサ。
2. 高抵抗の第一化合物半導体層 と 、 該層の上に形 成された I n x G a i- x A s (0<χ < 1· 0)薄膜層 と 、 該 I n x G a A s 薄膜層の上に形成された電極か ら成る磁気セ ンサであ っ て、 該第一化合物半導体が I n X G a !-x A s と格子定数が同 じか、 も し く は近 い値を も ち、 かつ、 I n x G a i- x A s よ り 大きなノ' ン ドギヤ ヅ プエネルギーを有している こ と を特徴と す る磁気セ ンサ。
3. 高抵抗の第一化合物半導体層と、 該層の上に形 成された I n x G a i - x A s y S b い y(0 < x ≤ 1.0,
Q ≤ y < 1.0)薄膜層 と 、 該 I n x G a い x A s y S b l-y 薄膜層の上に形成された電極からなる磁気セ ンサであっ て、 該第一化合物半導体が I n x G a ! - x A s y S b , - y と格子定数が同 じか、 も し く は近い値 · を も ち、 力 つ、 I n x G a A s y S b - y よ り 大 き なバン ド ギヤ ッ プエネルギーを有している こ と を特 徴と する磁気セ ンサ。
4. I n A s薄膜層が 5 0 0 A以下の膜厚を有する こ と を特徴 と す る請求の範囲第 1 項記載の磁気セ ン サ。 ，
5. I n X G a ! - x A s薄膜層が 5 0 0 A以下の膜 厚を有する こ と を特徴と する請求の範囲第 2 項記載の 磁気セ ンサ。
6. I n G a い A s y S b い y 層力 S 5 0 0 A以 下の膜厚を有する こ と を特徴と する請求の範囲第 3項 記載の磁気セ ンサ。
7. I n A s 層の電子濃度が、 5 X 1 0 16〜 8 X 1 0 18/cm3 の範囲である こ と を特徴と する請求の範 囲第 1 項ま たは第 4項記載の磁気セ ンサ。
8. I n G a , A s 層 の 電子濃度 が 、 5 x 1 0 1 s〜 8 X 1 0 18Z cm3 の範囲である こ と を特徴 と す る請求の範囲第 2 項 ま た は第 5 項記載の磁気セ ン サ。
9. I n x G a !-x A s y S b い y 層の電子濃度が ' 5 x 1 0 1 6〜 8 x 1 0 1 / cm3 の範囲である こ と を特 徵と する請求の範囲第 3項または第 6項記載の磁気セ ンサ。
10. 前記第一化合物半導体層に ドナー不純物が ドー プされている こ と を特徴とする請求の範囲第 1 項ない し第 9 項のいずれかに記載の磁気セ ンサ。
11. 請求の範囲第 1 項記載の磁気セ ンサにおいて、 I n A s 層の上面に、 高抵抗の第二化合物半導体層が 形成されていて、 該第二化合物半導体が、 I n A s と 格子定数が同 じ か、 も し く は近い値を持ち 、 かつ、
I n A s よ り 大きなバン ドギャ ッ プエネルギーを有 し ている こ と を特徴と する磁気セ ンサ。
12. 請求の範囲第 2項記載の磁気セ ンサにおいて、 I n x G a l-x A s 層の上面に、 高抵抗の第二化合物 半導体層が形成されていて、 該第二化合物半導体が、
I n G a A s と格子定数が同 じか、 も し く は近 い値を持ち、 かつ、 I n x G a A s よ り 大きなノ ン ドギヤ ヅ プエネルギーを有している こ と を特徴と す る磁気セ ンサ。
13. 請求の範囲第 3 項記載の磁気セ ンサにおいて、 I n x G a i - x A s y S b い y 層の上面に、 高抵抗の · 第二化合物半導体層が形成されていて、 該第二化合物 半導体が、 I n x G a ！ A s y S b と 格子定 数が同 じ か 、 も し く は近 い値を持 ち 、 かつ 、 I n x G a ! - χ A S y S b , - y よ り 大き なノ ン ド ギ ャ ッ プェ ネルギーを有している こ と を特徴と する磁気セ ンサ。
14. I n A s薄膜層が 5 0 0 A以下の膜厚を有する こ と を特徴 と する請求の範囲第 1 1 項記載の磁気セ ン サ。
15. I n x G a い x A s薄膜層が 5 0 0 A以下の膜 厚を有する こ と を特徴と する請求の範囲第 1 2項記載 の磁気セ ンサ。
16. 1 11 3£ 6 & ぃ3£ 3 5^ 5 13 1-5； 層が 5 0 ひ 人以 下の膜厚を有する こ と を特徴と する請求の範囲第 1 3 項記載の磁気セ ンサ。
17. I n A s 層の電子濃度が、 5 X 1 0 1 6〜 8 X 1 0 18/ cm3 の範囲である こ と を特徴と する請求の範 囲第 1 1 項ま たは第 1 4項記載の磁気セ ンサ。
18. I n x G a ! -x A s 層 の 電子濃度 力 s、 5 x 1 0 16〜 8 X 1 0 18/ cm3 の範囲である こ と を特徴 と する請求の範囲第 1 2項または第 1 5項記載の磁気セ ' ンサ。
19. I n X G i - x A s y S b ! - y 層の電子濃度が 5 1 0 16〜 8 X 1 0 18 cm3 の範囲である こ と を特 徵とする請求の範囲第 1 3項または第 1 6項記載の磁 気セ ンサ。
20. 前記第一化合物半導体層、 及び前記第二化合物 半導体層の両方、 も し く はいずれか一方に ドナー不純 物が ドーブされている こ と を特徴と する請求の範囲第 1 1 項な い し第 1 9 項の いずれかに記載の磁気セ ン サ。
21. I n A s と格子定数が同 じか、 も し く は、 近い 値を も ち、 I n A s よ り 大き いバン ドギャ ッ プェネル ギーを持っ ている高抵抗の第一化合物半導体層を形成 する工程 と 、 該層の上に I n A s 層を形成する工程 と、 該 I n A s層を加工する工程と 、 該 I n A s層の 上に複数のオーム性電極を形成する工程を有する こ と を特徴と する磁気セ ンサの製造方法。
22. I n A s と格子定数が同 じか、 も し く は、 近い 値を も ち、 I n X G a 1-x A s よ り 大き レ、ノ ン ド ギ ヤ ヅ プエネルギーを持っ ている高抵抗の第一化合物半導 体層 を形成 す る 工程 と 、 該層の上に I n x G a ： A s (0< X く 1， 0)層 を 形成 す る 工程 と 、 該 I n x G a ！ A s層を加工する工程 と 、 該 I n x G a , -x A s層の上に複数のオーム性電極を形成する工程を有 する こ と を特徴 と する磁気セ ンサの製造方法。
23. I n x G a n A s y S b !-y と 格子定数力 s 同 じ 力 、 も し く は 、 近 い値を も ち 、 I n x G a 1 A s y S b i - y よ り 大 き レヽ ノ' ン ド ギ ャ ッ プ ェ ネ ル ギー を 持 っ て い る 高抵抗の 第一化合物半導体層 を 形成す る 工程 と 、 該層の上に I n x G a , A s y S b ,-y (0 < x ≤ 1,0 ， 0 ≤ y < 1,0)層を形成するェ 程 と 、 該 I n x G a , - x A s y S b ! - y 層を加工する 工程 と 、 該 I n x G a !-x A s y S b !-y 層の上に複 数のオーム性電極を形成する工程を有する こ と を特徴 と す る磁気セ ンサの製造方法。
24. 前記 I n A s層の上面に I n A s と 格子定数が 同 じか、 も し く は、 近い値を もち、 I n A s よ り 大き いバ ン ド ギ ヤ ッ プエネルギーを持つ高抵抗の第二化合 物半導体層を形成する工程を有する事を特徴 と す る請 求の範囲第 2 1 項記載の磁気セ ンサの製造方法。
25. 前記 I n x G a 1 A s層の上面に I n x G a A s と格子定数が同 じか、 も し く は、 近い値を も ち、 I n x G a i -x A s よ り 大き いノ ン ドギャ ッ プェ ネルギーを持つ高抵抗の第二化合物半導体層を形成す る工程を有する こ と を特徴と する請求範囲第 2 2項記 載の磁気セ ンサの製造方法。
26. 前記 I n x G a ！ - A s y S b i 層の上面 に I n x G a ！ - x A s y S b L - y 格子定数が同 じか、 も し く は 、 近 い 値 を も ち 、 I n x G a I A s y
S b ！ - y よ り 大きいバン ドギヤ ッ ブエネルギーを持つ 高抵抗の第二化合物半導体層を形成する工程を有する こ と を特徴と する請求範囲第 2 3項記載の磁気セ ンサ の製造方法。
27. 高抵抗の第一化合物半導体層 と 該層の上に形 成された I n x G a 1 A s y S b t-y (0<x≤ 1.0, 0 ≤y ≤ 1.0)薄膜層 と該 I n x G a い x A s y S b y - y 薄膜層の上に形成された電極とからなる磁気セ ンサで あって、 該第一化合物半導体が I n x G a -x A s y S b r -y と格子定数が同 じか、 も し く は、 近い値を も ち、 I n x G a i- x A s y S b ！ -y よ り 大き いノ ン ド ギャ ッ プエネルギーを持つ磁気セ ンサ と 、 増幅回路を 備えた S i I C (シ リ コ ンモノ リ シ ッ ク集積回路） チ ヅ プとが同一パ ッ ケイ ジ内でモール ド されている こ と を特徴と するノ、イ ブ リ ヅ ド磁気センサ。
28. 請求の範囲第 2 7項記載のハイ プ リ ッ ド磁気セ · ン サ に お い て 、 前記 I n x G a ！ - A s y S b 1 - y 層の上面に第二化合物半導体層が形成さ れ、 該第二 化合物半導体層が I n x G a ! - x A s y. S b , -y と 格子定数が同 じか、 も し く は、 近い値を も ち、 I n x G a i - x A s y S b い y よ り 大き いバ ン ド ギ ャ ッ プェ ネルギーを持つ こ と を特徴と するハイ ブ リ ツ ド磁気セ ンサ。
29. 高抵抗の第一化合物半導体層 と該層の上に形成 さ れ た I n x G a ！ - A s y S h i - y (0<x≤ 1.0, 0 ≤ y ≤ 1.0)薄膜層 と該 I n x G a , -x A s y S b い y 薄膜層の上に形成された光を検出するための電極 と か ら なる半導体光セ ンサであって、 該第一化合物半導体 力 5 I n x G a ！ - x A s y S b , -y と 格子定数が同 じ か、 も し く は、 近い値を も ち、 I n x G a ! - x A s y S b , -y よ り 大き いバン ドギヤ ッ プエネルギーを持つ こ と を特徴 と す る半導体光セ ンサ。
30. 請求の範囲第 2 9 項記載の半導体光セ ンサに お い て 、 前言己 I n x G a 1 A s y S b t 層の上 面に高抵抗の第二化合物半導体層が形成さ れ、 該第 二化合物半導体層が I n x G a ！ A s y S b ： -y と 格子定数 が 同 じ か 、 も し く は 、 近 い値 を も ち 、
I n G a 1 A s y S b -y よ り 大き レヽノ ン ド ギ ヤ ヅ ブエネルギーを持つこ と を特徴と する半導体光セ ン - サ。
31. 高抵抗の第一化合物半導体層 と該層の上に形成 さ れた I n x G a ！ A s y S b i - y (0<x≤ 1.0, 0 ≤y ^ l.O)薄膜層と該 I n x G a i - x A s y S b j -y 薄膜層の上に形成された圧力を検出するための電極と か らなる半導体圧力セ ンサであっ て、 該第一.化合物半 導体が I n x G a , A s y S b l.y と 格子定数が 同 じ か、 も し く は 、 近い値を も ち 、 I n x G a ！ A s y S b i - y よ り 大き いバン ドギャ ッ プエネルギー を持つ こ と を特徴とする半導体圧力セ ンサ。
32. 請求の範囲第 3 1 項記載の半導体圧力セ ンサに おいて、 前記 I n x G a 1 A s y S b i- y 層の上面 に高抵抗の第二化合物半導体層が形成され、 該第二化 合物半導体層が I n x G a ! - x A s y S b , -y と格 子定数が同 じ か、 も し く は、 近い値を も ち 、 I n x G a !-x A s y S b い y よ り 大き いバン ドギャ ッ プェ ネルギーを持つ こ と を特徴と する半導体圧力セ ンサ。
33. 高抵抗の第一化合物半導体層 と該層の上に形成 さ れた I n x G a , A s y S b , -y (0<x≤ 1.0, 0 ≤ y ≤ 1.0)薄膜層 と該 I n x G a i - x A s y S b ,-y 薄膜層の上に形成された歪を検出するための電極と か ら な る半導体歪セ ンサであ っ て、 該第一化合物半導体 · が I n x G a A s y S b , -y と 格子定数が同 じ か、 も し く は、 近い値を も ち、 I n x G a ： A s y S b い y よ り 大き いバ ン ドギ ヤ ッ プエネルギーを持つ こ と を特徴 と する半導体歪セ ンサ。
34. 請求の範囲第 3 3 項記載の半導体歪セ ンサに お い て 、 前言己 I n x G a A s y S b 層の上 面に高抵抗の第二化合物半導体層が形成さ れ、 該第 二化合物半導体層が I n x G a ！ A s y S b 1 -y と 格子定数 が 同 じ か 、 も し く は 、 近 い値 を も ち 、 I n G a , A s S b 卜 y よ り 大き レヽノ ン ド ギ ヤ ッ プエネルギーを持つ こ と を特徴と する半導体歪セ ン サ。
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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
JP2013149681A (ja) * 2012-01-17 2013-08-01 Asahi Kasei Electronics Co Ltd ホール素子

Families Citing this family (87)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0678925A1 (en) * 1994-04-18 1995-10-25 General Motors Corporation Magnetic field sensor
US5883564A (en) * 1994-04-18 1999-03-16 General Motors Corporation Magnetic field sensor having high mobility thin indium antimonide active layer on thin aluminum indium antimonide buffer layer
US6195228B1 (en) * 1997-01-06 2001-02-27 Nec Research Institute, Inc. Thin, horizontal-plane hall sensors for read-heads in magnetic recording
US5963028A (en) * 1997-08-19 1999-10-05 Allegro Microsystems, Inc. Package for a magnetic field sensing device
US6556025B1 (en) * 1997-12-05 2003-04-29 University Of Waterloo DC/low frequency sub-atto signal level measurement circuit
JP3916870B2 (ja) * 1998-08-07 2007-05-23 旭化成株式会社 磁気センサおよびその製造方法
JP2001043336A (ja) * 1999-07-29 2001-02-16 Sony Chem Corp Ｉｃカード
US6693033B2 (en) 2000-02-10 2004-02-17 Motorola, Inc. Method of removing an amorphous oxide from a monocrystalline surface
GB2362505A (en) 2000-05-19 2001-11-21 Secr Defence Magnetic Field Sensor
JP2003535466A (ja) * 2000-06-02 2003-11-25 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 受動素子
US6501973B1 (en) 2000-06-30 2002-12-31 Motorola, Inc. Apparatus and method for measuring selected physical condition of an animate subject
US6580139B1 (en) 2000-07-20 2003-06-17 Emcore Corporation Monolithically integrated sensing device and method of manufacture
US6555946B1 (en) 2000-07-24 2003-04-29 Motorola, Inc. Acoustic wave device and process for forming the same
US6590236B1 (en) 2000-07-24 2003-07-08 Motorola, Inc. Semiconductor structure for use with high-frequency signals
US6638838B1 (en) 2000-10-02 2003-10-28 Motorola, Inc. Semiconductor structure including a partially annealed layer and method of forming the same
US6559471B2 (en) 2000-12-08 2003-05-06 Motorola, Inc. Quantum well infrared photodetector and method for fabricating same
US6673646B2 (en) 2001-02-28 2004-01-06 Motorola, Inc. Growth of compound semiconductor structures on patterned oxide films and process for fabricating same
US6709989B2 (en) 2001-06-21 2004-03-23 Motorola, Inc. Method for fabricating a semiconductor structure including a metal oxide interface with silicon
US6531740B2 (en) 2001-07-17 2003-03-11 Motorola, Inc. Integrated impedance matching and stability network
US6646293B2 (en) 2001-07-18 2003-11-11 Motorola, Inc. Structure for fabricating high electron mobility transistors utilizing the formation of complaint substrates
US6693298B2 (en) 2001-07-20 2004-02-17 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating epitaxial semiconductor on insulator (SOI) structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form same
US6498358B1 (en) 2001-07-20 2002-12-24 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating an electro-optic system having an electrochromic diffraction grating
US6667196B2 (en) 2001-07-25 2003-12-23 Motorola, Inc. Method for real-time monitoring and controlling perovskite oxide film growth and semiconductor structure formed using the method
US6585424B2 (en) 2001-07-25 2003-07-01 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating an electro-rheological lens
US6594414B2 (en) 2001-07-25 2003-07-15 Motorola, Inc. Structure and method of fabrication for an optical switch
US6589856B2 (en) 2001-08-06 2003-07-08 Motorola, Inc. Method and apparatus for controlling anti-phase domains in semiconductor structures and devices
US6639249B2 (en) 2001-08-06 2003-10-28 Motorola, Inc. Structure and method for fabrication for a solid-state lighting device
US6673667B2 (en) 2001-08-15 2004-01-06 Motorola, Inc. Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials
JP4417107B2 (ja) * 2001-10-01 2010-02-17 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁気センサ
KR100658025B1 (ko) * 2002-01-15 2006-12-15 아사히 가세이 덴시 가부시끼가이샤 화합물 반도체 적층 구조체, 홀 소자 및 홀 소자의 제조방법
JPWO2004077585A1 (ja) * 2003-02-26 2006-06-08 旭化成電子株式会社 半導体センサ及びその製造方法
WO2005052533A1 (ja) * 2003-11-27 2005-06-09 Kyocera Corporation 圧力センサ装置
US7567078B2 (en) * 2004-12-28 2009-07-28 Asahi Kasei Emd Corporation Magnetic rotation-angle sensor and angle-information processing device
US7843190B2 (en) 2005-12-16 2010-11-30 Asahi Kasei Emd Corporation Position detection apparatus
US8059373B2 (en) * 2006-10-16 2011-11-15 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. EMR sensor and transistor formed on the same substrate
WO2008066118A1 (ja) * 2006-11-30 2008-06-05 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha 薄膜積層体及びそれを用いた薄膜磁気センサ並びにその製造方法
CN101657367B (zh) * 2007-01-26 2012-08-22 先进影像技术（控股）有限公司 传送带监控
US7816772B2 (en) * 2007-03-29 2010-10-19 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for multi-stage molding of integrated circuit package
US9823090B2 (en) 2014-10-31 2017-11-21 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing a movement of a target object
US8093559B1 (en) * 2008-12-02 2012-01-10 Hrl Laboratories, Llc Methods and apparatus for three-color infrared sensors
US8486755B2 (en) 2008-12-05 2013-07-16 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensors and methods for fabricating the magnetic field sensors
US20100188078A1 (en) * 2009-01-28 2010-07-29 Andrea Foletto Magnetic sensor with concentrator for increased sensing range
US8629539B2 (en) 2012-01-16 2014-01-14 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having non-conductive die paddle
US9812588B2 (en) 2012-03-20 2017-11-07 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material
US9494660B2 (en) 2012-03-20 2016-11-15 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a split lead frame
US9666788B2 (en) 2012-03-20 2017-05-30 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a split lead frame
US10234513B2 (en) 2012-03-20 2019-03-19 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material
US10215550B2 (en) 2012-05-01 2019-02-26 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensors having highly uniform magnetic fields
US9817078B2 (en) 2012-05-10 2017-11-14 Allegro Microsystems Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having integrated coil
US10725100B2 (en) 2013-03-15 2020-07-28 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having an externally accessible coil
US9411025B2 (en) 2013-04-26 2016-08-09 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a split lead frame and a magnet
US9810519B2 (en) 2013-07-19 2017-11-07 Allegro Microsystems, Llc Arrangements for magnetic field sensors that act as tooth detectors
US10495699B2 (en) 2013-07-19 2019-12-03 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having an integrated coil or magnet to detect a non-ferromagnetic target
US10145908B2 (en) 2013-07-19 2018-12-04 Allegro Microsystems, Llc Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field
US9720054B2 (en) 2014-10-31 2017-08-01 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element
US9823092B2 (en) 2014-10-31 2017-11-21 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor providing a movement detector
US10712403B2 (en) 2014-10-31 2020-07-14 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element
US9719806B2 (en) 2014-10-31 2017-08-01 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing a movement of a ferromagnetic target object
JP6676308B2 (ja) * 2015-08-07 2020-04-08 ローム株式会社 半導体装置
JP2017037900A (ja) * 2015-08-07 2017-02-16 ローム株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP6586682B2 (ja) * 2015-09-01 2019-10-09 ローム株式会社 磁電変換素子およびその製造方法
CN105261698A (zh) * 2015-09-30 2016-01-20 苏州矩阵光电有限公司 一种霍尔元件及其制备方法
US10012518B2 (en) 2016-06-08 2018-07-03 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing a proximity of an object
US10041810B2 (en) 2016-06-08 2018-08-07 Allegro Microsystems, Llc Arrangements for magnetic field sensors that act as movement detectors
US10260905B2 (en) 2016-06-08 2019-04-16 Allegro Microsystems, Llc Arrangements for magnetic field sensors to cancel offset variations
US10128434B2 (en) * 2016-12-09 2018-11-13 Rohm Co., Ltd. Hall element module
CN106784301B (zh) * 2016-12-27 2019-04-23 陕西科技大学 一种高稳定霍尔元件及其制备方法
CN106784302B (zh) * 2016-12-27 2019-04-02 陕西科技大学 一种基于柔性基板的高稳定霍尔元件及其制备方法
CN107132497B (zh) * 2017-04-28 2020-05-12 西安工业大学 用于无损检测半导体薄膜霍尔效应的基片及其制备方法
US10641842B2 (en) 2017-05-26 2020-05-05 Allegro Microsystems, Llc Targets for coil actuated position sensors
US11428755B2 (en) 2017-05-26 2022-08-30 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated sensor with sensitivity detection
US10996289B2 (en) 2017-05-26 2021-05-04 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated position sensor with reflected magnetic field
US10324141B2 (en) 2017-05-26 2019-06-18 Allegro Microsystems, Llc Packages for coil actuated position sensors
US10837943B2 (en) 2017-05-26 2020-11-17 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with error calculation
US10310028B2 (en) 2017-05-26 2019-06-04 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated pressure sensor
US10866117B2 (en) 2018-03-01 2020-12-15 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field influence during rotation movement of magnetic target
US11255700B2 (en) 2018-08-06 2022-02-22 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor
US10921391B2 (en) 2018-08-06 2021-02-16 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with spacer
US10823586B2 (en) 2018-12-26 2020-11-03 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor having unequally spaced magnetic field sensing elements
US11061084B2 (en) 2019-03-07 2021-07-13 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated pressure sensor and deflectable substrate
US10955306B2 (en) 2019-04-22 2021-03-23 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated pressure sensor and deformable substrate
US10991644B2 (en) 2019-08-22 2021-04-27 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a low profile
US11237020B2 (en) 2019-11-14 2022-02-01 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor having two rows of magnetic field sensing elements for measuring an angle of rotation of a magnet
US11280637B2 (en) 2019-11-14 2022-03-22 Allegro Microsystems, Llc High performance magnetic angle sensor
US11262422B2 (en) 2020-05-08 2022-03-01 Allegro Microsystems, Llc Stray-field-immune coil-activated position sensor
US11493361B2 (en) 2021-02-26 2022-11-08 Allegro Microsystems, Llc Stray field immune coil-activated sensor
US11578997B1 (en) 2021-08-24 2023-02-14 Allegro Microsystems, Llc Angle sensor using eddy currents

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58175833A (ja) * 1982-04-08 1983-10-15 Asahi Chem Ind Co Ltd 化合物半導体薄膜構造体の製造法
JPS6120378A (ja) * 1984-07-09 1986-01-29 Asahi Chem Ind Co Ltd 磁電変換素子

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61259583A (ja) * 1985-05-14 1986-11-17 Asahi Chem Ind Co Ltd 半導体磁電変換素子
JPS63119590A (ja) * 1986-11-07 1988-05-24 Victor Co Of Japan Ltd 磁電変換素子
JPH0224033A (ja) * 1988-07-11 1990-01-26 T Echi K Kk Ｘｙテーブル
US4926154A (en) * 1988-12-23 1990-05-15 General Motors Corporation Indium arsenide magnetoresistor
US4978938A (en) * 1988-12-23 1990-12-18 General Motors Corporation Magnetoresistor
JP2557998B2 (ja) * 1990-04-04 1996-11-27 旭化成工業株式会社 ＩｎＡｓホール効果素子
US5153557A (en) * 1991-01-28 1992-10-06 General Motors Corporation Magnetic field sensor contacts
US5184106A (en) * 1991-01-28 1993-02-02 General Motors Corporation Magnetic field sensor with improved electron mobility

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58175833A (ja) * 1982-04-08 1983-10-15 Asahi Chem Ind Co Ltd 化合物半導体薄膜構造体の製造法
JPS6120378A (ja) * 1984-07-09 1986-01-29 Asahi Chem Ind Co Ltd 磁電変換素子

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0548375A4 *

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
JP2013149681A (ja) * 2012-01-17 2013-08-01 Asahi Kasei Electronics Co Ltd ホール素子

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