[发明专利]半导体装置

说明书

本发明涉及半导体装置。提供一种具有更可靠地抑制向磁感受部的耗尽层的扩展而减少了特性偏差的霍尔元件的半导体装置。一种半导体装置，具有：第一导电型的半导体基板；以及在半导体基板上设置的霍尔元件，霍尔元件具备：在半导体基板上与半导体基板分离设置的第二导电型的磁感受部；以及在半导体基板上以包围磁感受部的侧面和底面的方式设置而比磁感受部低浓度且浓度分布固定的第二导电型的半导体层。

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别是涉及具有对与半导体基板垂直的方向的磁场进行感测的霍尔元件的半导体装置。

背景技术

霍尔元件能够使用霍尔效应来检测磁场，通过用作磁传感器，从而能够以非接触进行位置或角度的感测，因此，在各种用途中使用。通常广泛知晓能够对垂直方向的磁场进行检测的横向霍尔元件。

横向霍尔元件例如具有在半导体基板上设置的磁感受部、在该磁感受部的表面设置的一对输入电极、以及一对输出电极来构成。

然后，当向半导体基板沿垂直的方向施加磁场且在一对输入电极间流动电流时，由于磁场的作用，在与电流和磁场双方垂直的方向上产生洛伦兹力。由此，在一对输出电极间产生电动势，将其作为输出电压得到，由此，能够检测磁场。

在这样的横向霍尔元件中，根据向输入电极施加的电压，向磁感受部扩展的耗尽层的宽度发生变动，由此，成为电流路径的磁感受部的电阻值发生变动，存在产生霍尔元件的特性的偏差等问题。

作为向这样的问题的对策，在专利文献1所示的霍尔元件中，在P型半导体基板内设置成为磁感受部的N型的第一阱层、以及包围其外侧且比第一阱层低浓度的N型的第二阱层，抑制在半导体基板与第二阱层之间形成的耗尽层扩展到第一阱层。由此，由于磁感受部（第一阱层）不会受到耗尽层的影响，所以能够防止电阻值发生变动的情况，因此，能够抑制特性偏差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-149838号公报；

专利文献2：日本特开平06-186103号公报。

发明要解决的课题

可是，在专利文献1的构造中，产生以下那样的问题。

即，通过利用离子注入等向半导体基板导入N型的杂质来形成设置在第一阱层的外侧的、浓度比第一阱层低的第二阱层，因此，在第二阱层中产生杂质的浓度分布。像这样，当第二阱层具有浓度分布时，在第二阱层与半导体基板的PN结部形成的耗尽层由于第二阱层具有浓度分布的情况的影响而难以为均匀的厚度。因此，根据场所而存在耗尽层延伸到第一阱层内的可能性。结果是，成为磁感受部的第一阱层根据场所而受到耗尽层的影响，其电阻值发生变动，产生特性偏差。

另一方面，在未施加磁场时输出的所谓偏移电压通常使用旋转电流法消除（进行偏移消除）（例如，参照专利文献2）。可是，在专利文献1所示的霍尔元件中，如上述那样，耗尽层的扩展方式难以均匀。因此，当在专利文献1的霍尔元件中进行根据旋转电流法的偏移消除的情况下切换流动电流的方向（电流施加方向）时，在各电流施加方向上生成的耗尽层的扩展方式不同，因此，无法消除完偏移电压而残留。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有更可靠地抑制向磁感受部的耗尽层的扩展而减少了特性偏差的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，一种半导体装置，具有：第一导电型的半导体基板；以及在所述半导体基板上设置的霍尔元件，所述半导体装置的特征在于，所述霍尔元件具备：在所述半导体基板上与所述半导体基板分离设置的第二导电型的磁感受部；以及在所述半导体基板上以包围所述磁感受部的侧面和底面的方式设置而比所述磁感受部低浓度且浓度分布固定的第二导电型的半导体层。

发明效果