[发明专利]一种高灵敏度霍尔元件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁敏传感器技术领域，具体涉及一种霍尔元件及其制备方法。

背景技术

对于霍尔元件来说，载流子迁移率越大，则其灵敏度越大。大多数半导体的电子迁移率都大于空穴迁移率，所以一般的霍尔元件功能层均采用N型掺杂，而半导体材料的电子迁移率和掺杂浓度密切相关，掺杂浓度越高，则电子迁移率越低。因此，要获得更高的灵敏度，要求霍尔元件功能层材料掺杂浓度越低越好。但是，另一方面，当霍尔元件功能层掺杂浓度降低后，在其上与金属形成良好欧姆接触的工艺难度将大大提升。

为了兼顾灵敏度和良好的欧姆接触，目前GaAs霍尔元件的功能层掺杂浓度为5E16cm^-3到1E17cm^-3。在现有技术和器件结构的基础上，很难对灵敏度进行进一步提升。

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有GaAs霍尔元件的灵敏度提升受限于欧姆接触工艺水平的问题，从而提供一种高灵敏度且能形成很好欧姆接触的高灵敏度霍尔元件及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明所述的一种光电探测器，包括层叠设置的半绝缘GaAs衬底、GaAs功能层、欧姆接触层、金属电极和钝化层；金属电极直接和欧姆接触层接触，钝化层覆盖在整个器件表面。

优选地，所述GaAs功能层为N型掺杂，掺杂浓度为2E15cm^-3到5E16cm^-3。

优选地，所述欧姆接触层的材料为AlGaAs或InGaAs，掺杂类型为N型掺杂，掺杂浓度为1E18cm^-3到1E19cm^-3。

本发明所述的一种高灵敏度霍尔元件的制备方法，包括如下步骤：

S1、在半绝缘GaAs衬底上依次外延生长GaAs功能层和欧姆接触层；

S2、对GaAs功能层和欧姆接触层进行图案化，形成台面；

S3、在欧姆接触层表面蒸镀金属电极；

S4、选择性腐蚀去除GaAs功能层表面的欧姆接触层；

S5、在霍尔元件表面制备一层钝化层。

优选地，步骤S1中，所述GaAs功能层为N型掺杂，掺杂浓度为2E15cm^-3到5E16cm^-3。

优选地，步骤S1中，所述欧姆接触层的材料为AlGaAs或InGaAs，掺杂类型为N型掺杂，掺杂浓度为1E18cm^-3到1E19cm^-3。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下特点：

本发明所述的一种高灵敏度霍尔元件，通过在GaAs功能层表面制备一层高掺杂浓度的欧姆接触层，使之很容易与金属形成良好的欧姆接触，这样，GaAs功能层可以进一步降低掺杂浓度，使之电子迁移率提升，从而能够提高霍尔元件的灵敏度30%以上。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1~2是本发明所述的一种高灵敏度霍尔元件在制备过程中的结构示意图；

图中附图标记表示为：1-半绝缘GaAs衬底、2-GaAs功能层、3-欧姆接触层、4-金属电极、5-钝化层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

实施例

本实施例提供一种高灵敏度霍尔元件，如图2所示，包括层叠设置的半绝缘GaAs衬底、GaAs功能层、欧姆接触层、金属电极和钝化层。所述金属电极和欧姆接触层直接接触，未与金属电极接触的欧姆接触层被选择性腐蚀掉。所述钝化层覆盖在除金属电极以外的器件表面其他部位。