[發明專利]半導體裝置

在審

• 申請號: 201711105355.7
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN108155288A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 飛岡孝明;海老原美香
• 申請（專利權）人: 艾普凌科有限公司
• 主分類號: H01L43/06
• 分類號: H01L43/06;G01R33/07
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;楊美靈

一種縱型霍爾元件，提高利用沿與襯底平行的方向流動的電流的靈敏度，且減小偏置電壓，該縱型霍爾元件具備：第2導電型的半導體層，設置在第1導電型的半導體襯底上，濃度分布恒定；第2導電型的雜質擴散層，設置在半導體層上，濃度比半導體層高；多個電極，在雜質擴散層的表面在一條直線上設置，由濃度比雜質擴散層高的第2導電型的雜質區域構成；以及多個第1導電型的電極分離擴散層，在雜質擴散層的表面，分別設置在多個電極的各電極間，使多個電極分別分離。

技術領域

本發明關于半導體裝置，特別是，關于具有探測水平方向的磁場的縱型霍爾元件的半導體裝置。

背景技術

霍爾元件作為磁傳感器能夠進行非接觸方式的位置探測或角度探測，因此能用于各種用途。其中一般常常知道的是使用檢測對于半導體襯底表面垂直的磁場分量的橫型霍爾元件的磁傳感器，但也提出各種使用檢測對于襯底的表面平行的磁場分量的縱型霍爾元件的磁傳感器。進而，還提出組合橫型霍爾元件和縱型霍爾元件而2維、3維地檢測磁場的磁傳感器。

然而，縱型霍爾元件與橫型霍爾元件相比，難以使靈敏度變高。

因此，在專利文獻1（特別是，參照圖3）中，提出了這樣的結構：對形成在P型襯底的磁感受部（N阱）設置由N型擴散層構成的電極及分離鄰接的電極間的電極分離擴散層（P阱），磁感受部具有在襯底表面具有最高濃度并隨著從該表面加深而緩緩變成低濃度這樣的濃度分布。通過這樣的結構，使得所形成的耗盡層的寬度和隨著從襯底表面加深而變窄的電極分離擴散層的寬度互相增補，抑制磁感受部中的電流的擴展，能夠相對增加向與襯底垂直的方向流動的電流分量，謀求靈敏度的提高。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2005－333103號公報。

發明內容

【發明要解決的課題】

專利文獻1的構造具有如以下的特性。

即，在向夾住電極分離擴散層的二個電極間供給電流的情況下，電流從襯底表面的一個電極向襯底背面方向（下方）流動后，在電極分離擴散層的下部沿與襯底平行的方向流動，從此處向襯底表面的另一個電極（上方）流動。此時，在電極分離擴散層的下部沿與襯底平行的方向流動的電流，會特別集中到電極分離擴散層的下部的磁感受部中電阻最低的（濃度高的）區域即電極分離擴散層的正下方而流動。而且，磁感受部隨著向襯底背面側前進而成為高電阻，因此在電極分離擴散層的下部的磁感受部中接近襯底背面的區域，成為幾乎不流動電流的狀態。因而，沿與襯底平行的方向流動的電流在襯底的深度方向上的寬度會變窄。

已知霍爾元件的磁靈敏度與流動的電流的寬度成比例地變高，在專利文獻1的構造中，如上述，由于沿與襯底平行的方向流動的電流的寬度較窄，結果難以提高靈敏度。

另外，電流流過具有濃度分布的區域，因此成為電流路徑的偏差原因，有可能偏置電壓增大。

因而，本發明的目的在于提供具有提高利用沿與襯底平行的方向流動的電流的靈敏度、且減小偏置電壓的縱型霍爾元件的半導體裝置。

【用于解決課題的方案】

本發明的半導體裝置是具有第1導電型的半導體襯底和設置在所述半導體襯底上的縱型霍爾元件的半導體裝置，其特征在于，所述縱型霍爾元件具備：第2導電型的半導體層，設置在所述半導體襯底上，濃度分布恒定；第2導電型的雜質擴散層，設置在所述半導體層上，濃度比所述半導體層高；多個電極，在所述雜質擴散層的表面在一條直線上設置，由濃度比所述雜質擴散層高的第2導電型的雜質區域構成；以及多個第1導電型的電極分離擴散層，在所述雜質擴散層的表面，分別設置在所述多個電極的各電極間，使所述多個電極分別分離。

【發明效果】