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公開番号2025007739
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023109339
出願日2023-07-03
発明の名称磁電変換素子及びその製造方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10N 52/00 20230101AFI20250109BHJP()
要約【課題】感磁層と金属電極層との間の接触抵抗を低減する。
【解決手段】ホール素子10は、化合物半導体を含む基板11と、基板11の頂面に形成された感磁層12と、感磁層12上に形成された感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層13と、エッチングストップ層13上にエッチングストップ層13の一部が露出するように形成された感磁層12より接触抵抗が低いコンタクト層14と、感磁層12、エッチングストップ層13及びコンタクト層14が形成された頂面を露出したエッチングストップ層13を除いて覆うように形成された保護層16と、保護層16上に形成され、保護層16に形成された開口を通じてコンタクト層14に接する金属電極層15とを含み、感磁層12、エッチングストップ層13及びコンタクト層14は化合物半導体を含み、露出したエッチングストップ層13の第2領域13bは酸化により絶縁体にされた。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
化合物半導体を含む基板と、
前記基板の頂面に形成された感磁層と、
前記感磁層上に形成された前記感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層と、
前記エッチングストップ層上に前記エッチングストップ層の一部が露出するように形成された前記感磁層より金属との接触抵抗が低いコンタクト層と、
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層が形成された前記頂面を前記露出したエッチングストップ層上を除いて覆うように形成された保護層と、
前記保護層上に形成され、前記保護層に形成された開口を通じて前記コンタクト層に接する金属電極層と
を含み、
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層は前記化合物半導体を含み、前記露出した前記エッチングストップ層の一部は酸化により絶縁体にされた磁電変換素子。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む請求項１に記載の磁電変換素子。
【請求項３】
前記ＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓの少なくとも一つを含む請求項２に記載の磁電変換素子。
【請求項４】
前記感磁層には、Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方が添加された請求項１に記載の磁電変換素子。
【請求項５】
前記エッチングストップ層には、Ａｌ及びＴｅが添加された請求項１に記載の磁電変換素子。
【請求項６】
前記コンタクト層には、Ｔｅが添加された請求項１に記載の磁電変換素子。
【請求項７】
化合物半導体を含む基板の頂面に感磁層を形成する工程と、
前記感磁層上に前記感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層を形成する工程と、
前記エッチングストップ層上に前記感磁層より金属との接触抵抗が低いコンタクト層を形成する工程と、
前記コンタクト層上に前記コンタクト層の一部が露出するように保護層を形成する工程と、
前記保護層から露出した前記コンタクト層をエッチングして前記エッチングストップ層の一部が露出するようにする工程と、
前記露出した前記エッチングストップ層の一部を酸化させて絶縁体にする工程と、
前記保護層上に金属電極層を形成する工程と
を含み、
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層はいずれも前記化合物半導体を含む磁電変換素子の製造方法。
【請求項８】
前記化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む請求項７に記載の磁電変換素子の製造方法。
【請求項９】
前記ＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓの少なくとも一つを含む請求項８に記載の磁電変換素子の製造方法。
【請求項１０】
前記感磁層には、Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方が添加された請求項７に記載の磁電変換素子の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁電変換素子及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
磁電変換素子の一例として、ホール素子が知られている。ホール素子は、磁気信号を電気信号に変換して検出するものであり、電流センサや、モータの回転角検出センサなどの幅広い分野で利用されている。従来のホール素子の構成は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１は、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）に不純物のＳｉ（シリコン）を添加したｎ型半導体で構成した感磁層を基板上に平面視で十字形状を成すように形成したホール素子を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－５０３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｓｉ添加のｎ型ＧａＡｓで構成された感磁層においては、磁気の検出感度を高めるためにキャリアの移動度を高くする必要があり、それにはＳｉを低濃度にする必要がある。このため感磁層と金属電極層との金属半導体接合において接触抵抗が高くなりやすかった。この高い接触抵抗はホール素子の感度を低下させる。接触抵抗を低減するために、金属に接する半導体の界面に不純物を高濃度で添加したいわゆるコンタクト層を介在させることがあるが、ｎ型の不純物としてＳｉは拡散係数が高く、感磁層に拡散して感度を低下させるため、Siを適応することは困難であった。
【０００５】
この発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、ＧａＡｓに不純物のＳｉを添加したｎ型半導体で構成した感磁層を有する磁電変換素子において、感磁層と金属電極層との金属半導体接合における接触抵抗を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、本開示は、化合物半導体を含む基板と、基板の頂面に形成された感磁層と、感磁層上に形成された感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層と、エッチングストップ層上にエッチングストップ層の一部が露出するように形成された感磁層より金属との接触抵抗が低いコンタクト層と、感磁層、エッチングストップ層及びコンタクト層が形成された頂面を前記露出したエッチングストップ層上を除いて覆うように形成された保護層と、保護層上に形成され、保護層に形成された開口を通じてコンタクト層に接する金属電極層とを含み、感磁層、エッチングストップ層及びコンタクト層は化合物半導体を含み、露出したエッチングストップ層の一部は酸化により絶縁体にされた。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によると、感磁層と金属電極層との間の接触抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本実施の形態のホール素子の平面図である。
図２は、本実施の形態のホール素子の断面図である。
図３Ａは、本実施の形態のホール素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
図３Ｂは、本実施の形態のホール素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
図３Ｃは、本実施の形態のホール素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
図３Ｄは、本実施の形態のホール素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
図３Ｅは、本実施の形態のホール素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
図３Ｆは、本実施の形態のホール素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
図３Ｇは、本実施の形態のホール素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
図３Ｈは、本実施の形態のホール素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
図３Ｉは、本実施の形態のホール素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、磁電変換素子及びその製造方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、磁電変換素子の一例としてホール素子について説明する。図１は、ホール素子１０を示す平面図である。図２は、図１において切断線ＩＩ－ＩＩでホール素子１０を切断した断面図である。
【００１０】
ホール素子１０において、平面視で略矩形を有する基板１１の頂面には、略矩形の二つの対角線方向に延びる略十字型のパターンを形成するように感磁層１２及びエッチングストップ層１３が順に積層されている。エッチングストップ層１３の端部の第１領域１３ａには、コンタクト層１４がそれぞれ積層されている。これら感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４が積層された基板１１の頂面は、エッチングストップ層１３において第１領域１３ａに挟まれた中央の第２領域１３ｂを除いて、絶縁体である保護層１６によって覆われている。保護層１６上には互いに電気的に分離した金属電極層１５が形成されている。保護層１６はコンタクト層１４上で開口し、金属電極層１５は開口を通じてそれぞれコンタクト層１４に接し、コンタクト層１４を介在させて感磁層１２に電気的に接続している。金属電極層１５は、保護層１６上でコンタクト層１４に隣接する領域までさらに伸びている。
（【００１１】以降は省略されています）

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