[发明专利]半导体装置

说明书

本发明涉及半导体装置。霍尔元件具备：磁感受部（20），由在第一导电型的半导体基板（10）设置的第二导电型的杂质扩散层构成，在俯视下具有四个端部；以及四个电极（31）~（34），在磁感受部的表面由在四个端部的各个设置的比磁感受部高浓度的第二导电型的杂质扩散层构成，作为磁感受部的杂质扩散层离半导体基板的表面具有第一深度（D1），具有第二导电型的杂质浓度从半导体基板的表面起到比第一深度浅的第二深度（D2）为止朝向深度方向变高的第一浓度梯度（S1），具有第二导电型的杂质浓度从第二深度起到第一深度为止朝向深度方向变低的第二杂质梯度（S2），第二深度为第一深度的一半以下，第一浓度梯度比第二浓度梯度陡峭。

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别是涉及具有霍尔元件的半导体装置。

背景技术

霍尔元件由于能够作为磁传感器进行非接触下的位置感测或角度感测，所以被用于各种用途。

对于实际的霍尔元件，即使在未被施加磁场时，也产生输出电压。将在该磁场0时输出的电压称为偏移电压。偏移电压产生的原因被认为是由于由从外部向元件施加的机械的应力或在制造过程中的对准（alignment）偏差等造成的元件内部的电位分布的不均衡。在将霍尔元件用作磁传感器的情况下，需要除去这样的偏移电压。

为了除去（消除）偏移电压，通常使用旋转电流法。

霍尔元件能够由图3所示的等效电路表示。即，霍尔元件被表示为通过4个电阻R1、R2、R3、R4将4个端子T1、T2、T3、T4连接后的桥式电路。

在这样的电路中，为了进行旋转电流法，首先，将端子T1、T2作为驱动电流供给电极，将端子T3、T4作为霍尔电压输出电极，向端子T1-T2间施加电压Vin。由此，在端子T3-T4间产生输出电压Vh+Vos。接着，将端子T3、T4作为驱动电流供给电极，将端子T1、T2作为霍尔电压输出电极，向端子T3-T4间施加电压Vin。由此，在端子T1-T2间产生输出电压-Vh+Vos。在此，Vh示出与磁场成比例的霍尔元件的霍尔电压，Vos示出偏移电压。

通过将电流向以上的二个方向流动时的输出电压相减，从而消除偏移电压Vos，能够得到与磁场成比例的输出电压2Vh。

电阻R1、R2、R3、R4的电阻值由于元件内部的电位分布的不均衡而不均，因此，产生偏移电压Vos，但是，偏移电压Vos能够通过如上述那样进行旋转电流法来消除。

可是，在电阻R1、R2、R3、R4的电阻值根据电压的施加方向而发生变化的情况下，不能完全除去偏移电压。

在通常的霍尔元件中，霍尔元件的将成为磁感受部的N型的杂质区域包围的周边部为P型的杂质区域以便与其他的区域分离（参照专利文献1）。当为了向磁感受部供给电流而向驱动电流供给电极施加电压时，耗尽层扩展到霍尔元件的磁感受部与其周边部的边界。由于在耗尽层中电流不流动，所以，在磁感受部内耗尽层扩展的区域中抑制电流，该部分的电阻值增加。此外，耗尽层宽度依赖于电压的施加方向而发生变化，因此，图3所示的等效电路的电阻R1、R2、R3、R4的电阻值根据电压的施加方向而发生变化。因此，即使执行旋转电流法，也消除不完偏移电压。

针对这样的问题，在专利文献2中，提出了通过在元件周边和元件上部配置耗尽层控制电极来调节向各个电极施加的电压而抑制耗尽层向霍尔元件内延伸的方法。由此，能够进行利用旋转电流法的偏移消除。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2007/116823号；

专利文献2：日本特开平08-330646号公报。

发明要解决的课题

可是，在专利文献2的方法中，必须使用多个耗尽层控制电极，进而需要复杂的控制电路，因此，存在芯片尺寸变大而牵涉到成本增高等难点。