[发明专利]半导体装置

说明书

一种纵型霍尔元件，提高利用沿与衬底平行的方向流动的电流的灵敏度，且减小偏置电压，该纵型霍尔元件具备：第2导电型的半导体层，设置在第1导电型的半导体衬底上，浓度分布恒定；第2导电型的杂质扩散层，设置在半导体层上，浓度比半导体层高；多个电极，在杂质扩散层的表面在一条直线上设置，由浓度比杂质扩散层高的第2导电型的杂质区域构成；以及多个第1导电型的电极分离扩散层，在杂质扩散层的表面，分别设置在多个电极的各电极间，使多个电极分别分离。

技术领域

本发明关于半导体装置，特别是，关于具有探测水平方向的磁场的纵型霍尔元件的半导体装置。

背景技术

霍尔元件作为磁传感器能够进行非接触方式的位置探测或角度探测，因此能用于各种用途。其中一般常常知道的是使用检测对于半导体衬底表面垂直的磁场分量的横型霍尔元件的磁传感器，但也提出各种使用检测对于衬底的表面平行的磁场分量的纵型霍尔元件的磁传感器。进而，还提出组合横型霍尔元件和纵型霍尔元件而2维、3维地检测磁场的磁传感器。

然而，纵型霍尔元件与横型霍尔元件相比，难以使灵敏度变高。

因此，在专利文献1（特别是，参照图3）中，提出了这样的结构：对形成在P型衬底的磁感受部（N阱）设置由N型扩散层构成的电极及分离邻接的电极间的电极分离扩散层（P阱），磁感受部具有在衬底表面具有最高浓度并随着从该表面加深而缓缓变成低浓度这样的浓度分布。通过这样的结构，使得所形成的耗尽层的宽度和随着从衬底表面加深而变窄的电极分离扩散层的宽度互相增补，抑制磁感受部中的电流的扩展，能够相对增加向与衬底垂直的方向流动的电流分量，谋求灵敏度的提高。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2005－333103号公报。

发明内容

【发明要解决的课题】

专利文献1的构造具有如以下的特性。

即，在向夹住电极分离扩散层的二个电极间供给电流的情况下，电流从衬底表面的一个电极向衬底背面方向（下方）流动后，在电极分离扩散层的下部沿与衬底平行的方向流动，从此处向衬底表面的另一个电极（上方）流动。此时，在电极分离扩散层的下部沿与衬底平行的方向流动的电流，会特别集中到电极分离扩散层的下部的磁感受部中电阻最低的（浓度高的）区域即电极分离扩散层的正下方而流动。而且，磁感受部随着向衬底背面侧前进而成为高电阻，因此在电极分离扩散层的下部的磁感受部中接近衬底背面的区域，成为几乎不流动电流的状态。因而，沿与衬底平行的方向流动的电流在衬底的深度方向上的宽度会变窄。

已知霍尔元件的磁灵敏度与流动的电流的宽度成比例地变高，在专利文献1的构造中，如上述，由于沿与衬底平行的方向流动的电流的宽度较窄，结果难以提高灵敏度。

另外，电流流过具有浓度分布的区域，因此成为电流路径的偏差原因，有可能偏置电压增大。

因而，本发明的目的在于提供具有提高利用沿与衬底平行的方向流动的电流的灵敏度、且减小偏置电压的纵型霍尔元件的半导体装置。

【用于解决课题的方案】

本发明的半导体装置是具有第1导电型的半导体衬底和设置在所述半导体衬底上的纵型霍尔元件的半导体装置，其特征在于，所述纵型霍尔元件具备：第2导电型的半导体层，设置在所述半导体衬底上，浓度分布恒定；第2导电型的杂质扩散层，设置在所述半导体层上，浓度比所述半导体层高；多个电极，在所述杂质扩散层的表面在一条直线上设置，由浓度比所述杂质扩散层高的第2导电型的杂质区域构成；以及多个第1导电型的电极分离扩散层，在所述杂质扩散层的表面，分别设置在所述多个电极的各电极间，使所述多个电极分别分离。

【发明效果】