[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810393464.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108807659A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小川洋平;飛岡孝明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 艾普凌科有限公司
• 主分類號(hào): H01L43/06
• 分類號(hào): H01L43/06
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;閆小龍

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置。提供一種具有更可靠地抑制向磁感受部的耗盡層的擴(kuò)展而減少了特性偏差的霍爾元件的半導(dǎo)體裝置。一種半導(dǎo)體裝置，具有：第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板；以及在半導(dǎo)體基板上設(shè)置的霍爾元件，霍爾元件具備：在半導(dǎo)體基板上與半導(dǎo)體基板分離設(shè)置的第二導(dǎo)電型的磁感受部；以及在半導(dǎo)體基板上以包圍磁感受部的側(cè)面和底面的方式設(shè)置而比磁感受部低濃度且濃度分布固定的第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置，特別是涉及具有對(duì)與半導(dǎo)體基板垂直的方向的磁場(chǎng)進(jìn)行感測(cè)的霍爾元件的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

霍爾元件能夠使用霍爾效應(yīng)來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)，通過(guò)用作磁傳感器，從而能夠以非接觸進(jìn)行位置或角度的感測(cè)，因此，在各種用途中使用。通常廣泛知曉能夠?qū)Υ怪狈较虻拇艌?chǎng)進(jìn)行檢測(cè)的橫向霍爾元件。

橫向霍爾元件例如具有在半導(dǎo)體基板上設(shè)置的磁感受部、在該磁感受部的表面設(shè)置的一對(duì)輸入電極、以及一對(duì)輸出電極來(lái)構(gòu)成。

然后，當(dāng)向半導(dǎo)體基板沿垂直的方向施加磁場(chǎng)且在一對(duì)輸入電極間流動(dòng)電流時(shí)，由于磁場(chǎng)的作用，在與電流和磁場(chǎng)雙方垂直的方向上產(chǎn)生洛倫茲力。由此，在一對(duì)輸出電極間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將其作為輸出電壓得到，由此，能夠檢測(cè)磁場(chǎng)。

在這樣的橫向霍爾元件中，根據(jù)向輸入電極施加的電壓，向磁感受部擴(kuò)展的耗盡層的寬度發(fā)生變動(dòng)，由此，成為電流路徑的磁感受部的電阻值發(fā)生變動(dòng)，存在產(chǎn)生霍爾元件的特性的偏差等問(wèn)題。

作為向這樣的問(wèn)題的對(duì)策，在專利文獻(xiàn)1所示的霍爾元件中，在P型半導(dǎo)體基板內(nèi)設(shè)置成為磁感受部的N型的第一阱層、以及包圍其外側(cè)且比第一阱層低濃度的N型的第二阱層，抑制在半導(dǎo)體基板與第二阱層之間形成的耗盡層擴(kuò)展到第一阱層。由此，由于磁感受部（第一阱層）不會(huì)受到耗盡層的影響，所以能夠防止電阻值發(fā)生變動(dòng)的情況，因此，能夠抑制特性偏差。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2013-149838號(hào)公報(bào)；

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平06-186103號(hào)公報(bào)。

發(fā)明要解決的課題

可是，在專利文獻(xiàn)1的構(gòu)造中，產(chǎn)生以下那樣的問(wèn)題。

即，通過(guò)利用離子注入等向半導(dǎo)體基板導(dǎo)入N型的雜質(zhì)來(lái)形成設(shè)置在第一阱層的外側(cè)的、濃度比第一阱層低的第二阱層，因此，在第二阱層中產(chǎn)生雜質(zhì)的濃度分布。像這樣，當(dāng)?shù)诙鍖泳哂袧舛确植紩r(shí)，在第二阱層與半導(dǎo)體基板的PN結(jié)部形成的耗盡層由于第二阱層具有濃度分布的情況的影響而難以為均勻的厚度。因此，根據(jù)場(chǎng)所而存在耗盡層延伸到第一阱層內(nèi)的可能性。結(jié)果是，成為磁感受部的第一阱層根據(jù)場(chǎng)所而受到耗盡層的影響，其電阻值發(fā)生變動(dòng)，產(chǎn)生特性偏差。

另一方面，在未施加磁場(chǎng)時(shí)輸出的所謂偏移電壓通常使用旋轉(zhuǎn)電流法消除（進(jìn)行偏移消除）（例如，參照專利文獻(xiàn)2）。可是，在專利文獻(xiàn)1所示的霍爾元件中，如上述那樣，耗盡層的擴(kuò)展方式難以均勻。因此，當(dāng)在專利文獻(xiàn)1的霍爾元件中進(jìn)行根據(jù)旋轉(zhuǎn)電流法的偏移消除的情況下切換流動(dòng)電流的方向（電流施加方向）時(shí)，在各電流施加方向上生成的耗盡層的擴(kuò)展方式不同，因此，無(wú)法消除完偏移電壓而殘留。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有更可靠地抑制向磁感受部的耗盡層的擴(kuò)展而減少了特性偏差的霍爾元件的半導(dǎo)體裝置。

用于解決課題的方案

本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是，一種半導(dǎo)體裝置，具有：第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板；以及在所述半導(dǎo)體基板上設(shè)置的霍爾元件，所述半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述霍爾元件具備：在所述半導(dǎo)體基板上與所述半導(dǎo)體基板分離設(shè)置的第二導(dǎo)電型的磁感受部；以及在所述半導(dǎo)體基板上以包圍所述磁感受部的側(cè)面和底面的方式設(shè)置而比所述磁感受部低濃度且濃度分布固定的第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層。

發(fā)明效果