專利名稱：橫向型霍爾器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橫向型霍爾器件。
圖1A是具有4個(gè)引線端子的現(xiàn)有的橫向型霍爾器件的俯視圖，圖1B是圖1A所示的橫向型霍爾器件在1B-1B線上切開表示的向視剖面圖。圖1C是把示于圖1A的橫向型霍爾器件在1C-1C線上切開表示的向視剖面圖。在圖1A～1C中，在p′型硅基板上形成了n型的活性層2。活性層2被深度達(dá)到基板1的P型3圍起來，與器件的其他區(qū)域隔離。此外，在活性層2的表面上，相互面對地形成了一對n+型層41和42。在n+型41上邊形成有電流供給電極51，在n+型層42上邊形成了電流供給電極52。在活性層的與n+型層41，42，不同的表面上相互面對地形成有一對n+型層61，62，在n+型層61上邊設(shè)有傳感器電極71，在n+型層62上設(shè)有傳感器電極72。
于是，電流就由兩個(gè)電流供給電極51，52供給并在活性層2的表面上平行地流動，倘對此活性層2的表面加上與電流垂直的磁場，則根據(jù)洛侖茲原理，將在兩個(gè)傳感器電極71和72之間感應(yīng)起霍爾電壓Vn。
這種橫向型霍爾器件，由于在半導(dǎo)體的表面上形成電流供給電極傳感器電極的引行端子，故可以應(yīng)用作為集成電路制造方法的平面技術(shù)廉價(jià)地進(jìn)行制造。此外，從減少無磁場時(shí)所產(chǎn)生的偏移(offset)電壓的觀點(diǎn)考慮，有時(shí)候橫向型霍爾器件采用在同一基板上把多個(gè)橫向型霍爾器件配置為互相傾斜90度并把各個(gè)器件的電流供給電極、傳感器電極并列地結(jié)線的那種正交連接。在采用正交過接時(shí)，各個(gè)橫向型霍爾器件彼此之間必須互相進(jìn)行器件隔離，而示于圖1A～1C的橫向型霍爾器件形成為器件隔離非常易于形成的構(gòu)造。
在此，我們來看一看在這種橫向型霍爾器件的電流供給電極51，52之間加上電壓Vin時(shí)的情況。圖2A～2C是一些特性圖，它們示出了Vin為0、正、負(fù)偏置時(shí)的圖1A中的1B-1B線剖面的電位分布Ψ1B、D-D線剖面的電位分布ΨD、和活性層2與P型層3之間的Pn結(jié)里的耗盡層區(qū)域的寬度Wj。圖2A示出的是Vin＝0的時(shí)候，圖2B示出的是Vin＞0的時(shí)候，圖2C示出的是Vin＜0的時(shí)候。另外；在Vin＜0的情況下，為使得在pn結(jié)部分沒有電流流動，必須給P型3加上負(fù)的偏置電壓。
Vin＝0的情況下，在1B-1B線剖面上，電位0的能級與費(fèi)米能級(F.L)一致，Ψ1B整體性地為正，且n+層41，42，61的部分高、活性層2的部分低。而在D-D線剖面上，F(xiàn).L比電位0低一個(gè)用VR表示的額度那么大的量，ΨD比其F.L要低。而且，Wj為恒定。
Vin＞0的情況下，在1B-1B線剖面上，電流供給電極52一側(cè)的F.L比電位0上升用Vin所表示的那么大的量，Ψ1B整體性地比其F.L變高。為此，耗盡的寬度Wj擴(kuò)展F.L所上升的量。D-D線剖面的電位分布ΨD與Vin＝0時(shí)相同。
在Vin＜0的情況下，與Vin＞0時(shí)正好相反。就如從圖2B-2C所知道的那樣，Vin為正的時(shí)候耗盡層的區(qū)域就擴(kuò)展，在Vin為負(fù)的時(shí)候，反過來，耗盡層區(qū)域?qū)⒆冋?br>
考慮比如說給P型層3加上-2V，給電流供給電極5加上±2V的電壓時(shí)的情況。假定電壓為0時(shí)的耗盡層區(qū)的寬度Wj為0.7μm，則加上電壓時(shí)的Wj將變大成1.79μm。而耗盡層的擴(kuò)展也隨霍爾電壓Vn而變。還有，在圖2A～2C中，畫出的是活性層2與P型層3之間的Pn結(jié)部分的耗盡層的變化，但由于在基板1與活性層2之間的Pn結(jié)部分上也加有偏壓，故該P(yáng)n結(jié)部分的耗盡層也要變化。這種耗盡層的變化將引起電流以通路的寬度即器件的電阻的變化，并將產(chǎn)生使霍爾靈敏度對磁場的直線性遭受損害的問題。例如，圖3是對于示于圖1A～1C的橫向型霍爾器件，以把輸入電壓1V時(shí)的霍爾電壓Vh與原點(diǎn)連成的直線為基準(zhǔn)，使霍爾電壓Vn對此直線的偏離與輸入電壓相對應(yīng)而畫成的圖。如圖所示，霍爾電壓的偏離與輸入電壓的大小成比例地急劇地變大了。
此外，當(dāng)加上上述那種±2V的電壓時(shí)，假定器件的寬度為100μm，則器件的電阻將以幾個(gè)百分點(diǎn)的量級發(fā)生變化。
為了防止這樣的電阻變化，人們考慮過比如說在活層2的部分表面上形成P型，并用加于此P型層上的電壓對Vin或Vn加以反饋以減小耗盡層變化的方法等等。但是，用這種方法時(shí)，存在著需要有復(fù)雜的外部電路，此外，對Vin的快速的變化不能響應(yīng)等缺點(diǎn)。
此外，在把橫型霍爾器件應(yīng)用于電度表之類的功率量檢測等情況下。由于是交流功率，故必須對一個(gè)橫向型霍爾器件的一對電流供給電極交互地加上正負(fù)電壓。就是說在一對電流供給電極之間流動的電流方向要相應(yīng)于交流電力的頻率而變化。還有，在加到電流供給電極上的電壓被用為在正的時(shí)候和在負(fù)的時(shí)候不一樣的情況下，由于存在于活性層和基板與器件隔離區(qū)結(jié)之間的耗盡層的伸展將發(fā)生變化，故霍爾特性也將變得不同。就是說，將產(chǎn)生霍爾特性對極性的依賴性、對電壓絕對值的依賴性。在這種情況下，雖然人們也考慮了加厚活性層的厚度以抑制上述影響的情況，但在這種情況下對感應(yīng)霍爾電壓Vn有貢獻(xiàn)的電流成分減小了，因而霍爾靈敏度降低了。此外，在活性層的厚度非常厚的情況下，器件的隔離擴(kuò)散將會變?yōu)榉浅５夭滑F(xiàn)實(shí)，而且器件隔離擴(kuò)散所引起的橫向擴(kuò)散將變大，橫向型霍爾器件的圖形形狀在精度上就成了問題。
另一方面，作為左右橫向型霍爾器件的性能的主要因素有在未加磁場時(shí)產(chǎn)生的上述偏移電壓。作為偏移電壓的產(chǎn)生原因，可以認(rèn)為是由于由橫向型霍爾器件中的兩個(gè)電流供給電極和兩個(gè)傳感器電極構(gòu)成的4端電橋的不平衡。比如，假如在各電流供給電極端子與各傳感器電極端子之間的電阻值相等。則傳感器電極間的電位將變?yōu)榱?，但電阻值不同時(shí)則將產(chǎn)生電位。作為這種電阻值的偏離，人們所熟知的有因電流供給電極和傳感器電極的非對稱性，或因從外部加到橫向型霍爾器件上的應(yīng)力在硅單晶中所產(chǎn)生的壓電效應(yīng)使電阻值部分地不一樣等等。為了減小這種偏移電壓，迄今為止人們提出了各種各樣的方案。前邊說過的正交連接就是其有力的一種方法。但是，這種方法至少需要形成多個(gè)霍爾器件，而且不能使偏移電壓完全去掉。對一且產(chǎn)生了的偏移電壓很難從外部直接進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整。
如上所述，在現(xiàn)有的橫向型霍爾器件中，存在著因從基板和器件隔離區(qū)向活性層一側(cè)進(jìn)行的耗盡層的伸展產(chǎn)生變化使霍爾靈敏度的直線性受到損害的問題，此外，還存在著難于對由一對電流供給電極和一對傳感器電極構(gòu)成的四端電橋的電阻值的偏離所產(chǎn)生的偏移電壓進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膯栴}。
本發(fā)明的目的是提供一種橫向型霍爾器件，這種霍爾器件與現(xiàn)有的霍爾器件相比有優(yōu)良的霍爾靈敏度直線性，此外還可以確實(shí)地進(jìn)行偏移補(bǔ)償。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明所涉及的橫向型霍爾器件中，特征是具備有基板(1)、在此基板形成的第1導(dǎo)電型活性層(2)、形成為把該第1導(dǎo)電型活性層圍起來且深度達(dá)到上述基板的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(3)、在上述第1導(dǎo)電性活性層表面上相互隔一規(guī)定的距離而選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(41，42)、在此一對的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極(51，52)、在與上述第1導(dǎo)電型活性層的表面的上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置相互隔開一規(guī)定的距離而形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(61，62)、在該一對的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上邊個(gè)別地形成的傳感器電極(71，72)、在上述第1導(dǎo)電型活性層的表面上與上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上形成的多數(shù)個(gè)第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(82-83，101～103)。
這樣一來，采用對多個(gè)第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的每一個(gè)加上電位的辦法，就可以使得在該第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的周圍的第1導(dǎo)電型活性層的電位差變成為大體上恒定。因此，可以使得從本身為器件隔離區(qū)的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層伸向第1導(dǎo)電型活性層一側(cè)的耗盡層的寬度不依賴于輸入電壓，從而可以保持霍爾靈敏度的直線性，即可以保持霍爾靈敏度對輸入電壓的依賴性。
此外，在本發(fā)明所涉及的第2橫向型霍爾器件中，其特征是具備有第2導(dǎo)電型的基板(1)；在此基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層(2)、形成為把該第1導(dǎo)電型活性層包圍起來且深度達(dá)到上述基板的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(3)；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面上互相隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(41，42)；在此成對的第1個(gè)第1導(dǎo)電型活性層表面上分別形成的電流供給電極(51，52)；在上述第1導(dǎo)電型活性層的表面上與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(61，62)；在該成對的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上分別形成的傳感器電極(71，72)；在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間選擇性地或整個(gè)面地形成的具有比上述第1與導(dǎo)型活性層低的電阻的第3個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(19)。
這樣一來，通過采用在第1導(dǎo)電型活性層與基板之間形成其電阻比第1導(dǎo)電型活性層低的第3個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的辦法，就可以抑制耗盡層從基板向第1導(dǎo)電型活性層一側(cè)的伸展，從而可以改善霍爾靈敏度對輸入電壓的依賴性和偏移電壓對輸入電壓的依賴性及輸入電壓的極性依賴性。
再有，本發(fā)明所涉及的第3橫向型霍爾器件的特征是具備有基板(1)；已形成于該基板上第1導(dǎo)電性活性層(2)；已在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(41，42)；已個(gè)別地形成于該成對的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的電流供給電極(51，52)；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(61，62)；在此成對的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極(71，72)；被形成為把上述第1導(dǎo)電型活性層包圍起來且深度達(dá)到上述基板的器件隔離層(22)以及在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間形成的絕緣膜(21)。
還有，器件隔離層，比如可用絕緣體或者第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成。此外，第1導(dǎo)電型活性層的厚度，令人滿意的是處于0.5-9μm的范圍之內(nèi)，而絕緣膜(21)的厚度理想的是在0.3-2μm的范圍內(nèi)。
這樣一來，通過用由絕緣體或第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層構(gòu)成的器件隔離層把第1導(dǎo)電型活性層包圍起來并在第1導(dǎo)電型活性層與基板之間形成絕緣膜，就可以確實(shí)地抑制耗盡層從基板向第1導(dǎo)電型活性層一側(cè)的伸展。因而改善霍爾靈敏度對輸入電壓的依賴性和偏移電壓對輸入電壓的依賴性和輸入電壓的極性依賴性。此外，借助于把第1導(dǎo)電型活性層的厚度作成為0.5-9μm的范圍之內(nèi)的辦法，可以得到良好的相對靈敏度。再有，借助于把絕緣膜的厚度作成為在0.3-2μm的范圍之內(nèi)的辦法，可以得到對寄生MOS晶體管的動作抑制和防止SOI大片的撓曲。
另外，本發(fā)明所涉及的第4橫向型霍爾器件的特征是具備有第2導(dǎo)電型基板(1)；在該第2導(dǎo)電型基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層(2)；在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(41，42)；在該成對的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體基板上個(gè)別地形成的電流供給電極(51，52)；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(61，62)；在該成對的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極(71，72)；在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述第2導(dǎo)電型基板之間形成的第3個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(24)，在該第3個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上選擇性地形成的其電阻比上述第1導(dǎo)電型活性層低的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(25)。在第4橫向型霍爾器件中，形成了深度達(dá)到上述第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(23)，使得從上述第1導(dǎo)電型活性層表面把上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層包圍起來。
于是，通過用其電阻比上述第3個(gè)第1導(dǎo)電型活性層低的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層在下方和側(cè)面把第1導(dǎo)電型活性層圍起來，并介以第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半體層在該被圍起來的第1導(dǎo)電型活性層部分上邊設(shè)以電流供給電極和傳感器電極的辦法。就可以抑制耗盡層從基板向第1導(dǎo)電性活性層一側(cè)的伸展。因此，和上述一樣，霍爾靈敏度對輸入電壓的依賴性得以被改善。
此外，本發(fā)明所涉及的第5橫向型霍爾器件的特征是具備有基板(1)；形成于該基板上的第1導(dǎo)電型活性層(2)；在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(41，42)；在該成對的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極(51，52)；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(61，62)；在該成對的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極(71，72)；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面上與上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上形成的多個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(26)；在該第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的柵極電極(27)；形成為使得把上述第1導(dǎo)電型活性層圍起來且深度達(dá)到上述基板上的器件隔離層(22)，以及形成于上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間的絕緣膜(21)。
此外，各第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(26)形成于從把上述成對的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(41，42)相互的中心連接起來的直線與把上述成對的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(61，62)相互的中心連接起來的直線的交點(diǎn)脫離開來的位置上。詳細(xì)地講，各第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(26)，形成于脫離開把上述成對的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(41，42)相互的中心連成的直線的位置，同時(shí)，形成于脫離開把上述成對的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(61，62)的相互的中心連接起來的直線的位置上。
這里，通過在第1導(dǎo)電型活性層表面上設(shè)置1個(gè)以上的用于構(gòu)成結(jié)柵極的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層并給其以電位，耗盡層在第1導(dǎo)電型活性層中擴(kuò)展，而電流通路發(fā)生變化能夠起著抑制耗盡層從上述基板向第1導(dǎo)電型活性層伸展的作用的同時(shí)，可以確實(shí)地對偏移進(jìn)行補(bǔ)償。
還有，第1導(dǎo)電型活性層的厚度理想的是處于3.5～6μm的范圍以內(nèi)，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度理想的是在1μm以下。此外，第1導(dǎo)電型活性層的厚度與上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(26)的差(tVG-tGate)理想的是在2-5μm的范圍以內(nèi)。另外，器件隔離層，比如說由絕緣體或第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成。
于是，借助于把第1導(dǎo)電型活性層的厚度作成為在3.5-6μm的范圍以內(nèi)，并把第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度作成為1μm以下的辦法，就可以阻止靈敏度的降低。另外，借助于把第1導(dǎo)電型活性層的厚度與上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(26)的厚度的差(tvG-tGate)作成為在2-5μm的范圍之內(nèi)以謀求器件構(gòu)造最佳化的辦法，可以阻止相對靈敏度的降低和偏移電壓調(diào)整功能的降低。
再有，本發(fā)明涉及的第6橫向型霍爾器件的特征是具有第1導(dǎo)電型基板(1)；在該第1導(dǎo)電型基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層(2)；在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(41，42)；在該成對的第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極(51，52)；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(61，62)；在該成對的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極(71，72)；形成于上述第1導(dǎo)電型活性層與上述第1導(dǎo)電型基板之間的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(24)；被形成為從上述第1導(dǎo)電型活性層表面深度達(dá)到上述第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層以把上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層包圍的第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層(23)，并使上述第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度處于1.5-3μm的范圍內(nèi)。
在此，借助于應(yīng)用第1導(dǎo)電型基板，與本發(fā)明所涉及的第4橫向型霍爾器件相比，可以省去與第1導(dǎo)電型活性層接連且與基板為同一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層。此外，還可以得到與本發(fā)明所涉及的第4橫向型霍爾器件的效果相同的效果。
此外，本發(fā)明所涉及的第7橫向型霍爾器件的特征是具備有在本發(fā)明所涉及的第3橫向型霍爾器件中，在被器件隔離層(28)包圍起來的上述第1導(dǎo)電型活性層上邊形成的柵極絕緣膜(29)和在此柵極絕緣膜上與上述各電流供給電極和上述各傳感器電極不同的位置形成的多個(gè)柵極電極(27)。
這樣一來，即使在本發(fā)明所涉及的第3橫向型霍爾器件的第1導(dǎo)電型活性層表面上形成1個(gè)以上的MOS構(gòu)造，并對其MOS構(gòu)造的柵極端子加上電位，也可得到與本發(fā)明所涉及的第5橫向型霍爾器件的效果相同的效果。
此外，本發(fā)明所涉及的第8橫向型霍爾裝置的特征是具備有4個(gè)上述第5或第7橫向型霍爾器件，且上述各橫向型霍爾器件被配置為互相傾斜90度、上述各橫向型霍爾器件的互相對應(yīng)的電流供給電極(51，52)之間并列地正交連接、上述各橫向型霍爾器件的互相對應(yīng)的傳感器電極(71，72)彼此之間并列地正交連接，上述各橫向型霍爾器件的柵極電極(27)彼此之間任意地連接。
在這里，通過把第5或第7橫向型霍爾器件的各自的各1對電流供給電極和各1對傳感器電極分別并列地進(jìn)行正交連接，并把上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層彼此間或上述各柵極電極彼此間任意地進(jìn)行連接，同時(shí)給以所要求的電位，就可以選擇偏移電壓調(diào)整的變化的程度和幅度，因而可更準(zhǔn)確地進(jìn)行偏移補(bǔ)償。
還有，本發(fā)明所涉及的第9橫向型霍爾器件的特征是該器件是前述說過的第5或第7橫向型霍爾器件，借助于使正比于被測定系統(tǒng)電壓的電流在上述一對電流供給電極之間流動、加上與被測定系統(tǒng)的電流成正比例的磁場、并在上述一對傳感器電極之間輸出與被測定系統(tǒng)的電壓與電流之積成正比例的霍爾電壓的辦法，可以用作電力檢測器件。
在此，通過利用其電流和電壓的乘法運(yùn)算功能把前邊說過的第5或第7橫向型霍爾器件用作電力檢測器件，可以高精度地測定被測定系統(tǒng)的電力值。
圖1A是現(xiàn)有橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖1B是圖1A的橫向型霍爾器件的1B-1B線向視剖面圖。
圖1C是圖1A的橫向型霍爾器件的1C-1C線向視剖面圖。
圖2A是圖1A的橫向型霍爾器件的VIN＝0時(shí)的特性圖。
圖2B是圖1A的橫向型霍爾器件的VIN＞0時(shí)的特性圖。
圖2C是圖1A的橫向型霍爾器件的VIN＜0時(shí)的特性圖。
圖3是現(xiàn)有的橫向型霍爾器件中的霍爾電壓對直線性的偏離與輸入電壓的對應(yīng)關(guān)系圖。
圖4A是本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖4B是圖4A的橫向型霍爾器件的4B-4B線向視剖面圖。
圖4C是圖4A的橫向型霍爾器件的4C-4C線向視剖面圖。
圖4D是圖4A的橫向型霍爾器件的4D-4D線向視剖面圖。
圖5是同一實(shí)施形態(tài)中的橫向型霍爾器件的電極布線的模式圖。
圖6A是同一實(shí)施形態(tài)中的橫向型霍爾器件的VIN＝0時(shí)的特性圖。
圖6B是同一實(shí)施形態(tài)中的橫向型霍爾器件的VIN＞0時(shí)的特性圖。
圖6C是同一實(shí)施形態(tài)中的橫向型霍爾器件VIN＜0時(shí)的特性圖。
圖7是本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖8A是本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯施視圖。
圖8B是圖8A的橫向型霍爾器件的8B-8B線向視剖面圖。
圖9本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖10A是本發(fā)明的第5實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖10B是圖10A的橫向型霍爾器件的10B-10B線向視圖。
圖11A是本發(fā)明的第6實(shí)施形態(tài)涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖11B是圖11A的橫向型霍爾器件的11B-11B線向視圖。
圖12是同一實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的輸入電壓與偏移的關(guān)系圖和比較例。
圖13A是同一實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的變形例的俯視圖。
圖13B是圖13A的橫向型霍爾器件的13B-13B線向視圖。
圖14示出了同一實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的相對靈每度對活性層厚度的變化。
圖15A是本發(fā)明的第7實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖15B是圖15A的橫向型霍爾器件的15B-15B線向視圖。
圖16A是同一實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的變形例的俯施視圖。
圖16B是圖16A的橫向型霍爾器件的16B-16B線向視圖。
圖17A是本發(fā)明的第8實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖17B是圖17A的橫向型霍爾器件的17B-17B線向視圖。
圖18A是本發(fā)明的第9實(shí)施例所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖18B是圖18A的橫向型霍爾器件的18B-18B線向視圖。
圖19是同一實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件中通過改變柵極電壓調(diào)整偏移電壓的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖20是以相對靈敏度的變化示出的同一實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件中的活性層厚度與導(dǎo)電型擴(kuò)散層的深度的關(guān)系。
圖21示出的是同一實(shí)施形態(tài)所涉及的霍爾器件的霍爾電壓對直線性的偏離與輸入電壓Vn的關(guān)系。
圖22A是同一實(shí)施形態(tài)的變形例所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖22B是圖22A的橫向型霍爾器件的22B-22B線向視剖面圖。
圖23A是本發(fā)明的第10實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。
圖23B是圖23A的橫向型霍爾器件的23B-23B線向視剖面圖。
圖24是一結(jié)線圖，它示出了用圖18A，18B的4個(gè)橫向型霍爾器件進(jìn)行正交連線并可以從外部調(diào)整偏移電壓的第11實(shí)施形態(tài)。
圖25的電路圖示出了用各實(shí)施形態(tài)的任何一個(gè)橫向型霍爾器件構(gòu)成電度表的例子。
以下邊參照附圖邊說明發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
第1實(shí)施形態(tài)圖4A是本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)所涉及的霍爾器件的俯視圖，圖4B是把圖4A所示的橫向型霍爾器件在4B-4B線上切開所表示的向視剖面圖。圖4C是把示于圖4A的橫向型霍爾器件在4C-4C線上切開表示的向視剖面圖，圖4D是把示于圖4A的橫向型霍爾器件在4D-4D線上切開表示的向視剖面圖。在圖4A-4D中，在P-型硅基板1上已形成了n型的活性層2?；钚詫?被深度達(dá)到基板1上的P型層3包圍與器件的其他區(qū)域進(jìn)行隔離。此外，在活性層2的表面上已相對地形成了1對n+型層41、42。在n+型層41的上邊形成了電流供給電極51，在n+型層42上邊形成了電流供給電極52。在活性層2的與n+型層41，42不同的表面上互相面對面地形成了一對n+型層61，62、n+型層61上邊設(shè)有傳感器電極71、在n+型層72上邊設(shè)有傳感器電極72。
在比n+型62往外的活性層3的表面上形成了1列深度未達(dá)到基板1的P型層81，82，83。在P型層81上邊形成了電極91，在P型層82上邊形成了電極92、在P型層83上邊形成了電極93。同樣，在n+型層61的外側(cè)的活性層3的表面上形成了1列P型層101，102，103、并在其上邊分別形成了電極111，112和113。各P型層81～83被配置為與基板1和其他的P型層81～83相互離開某一距離以避免與從自己P型層81～83擴(kuò)展的耗盡層與基板1或其他的P型層81-83相連。
此外，為了使霍爾靈敏度做得最大，把電流供給電極5的寬度W與兩個(gè)電流供給電極51，52間的距離L之比L/W設(shè)計(jì)為接近于1。具體地說，寬度W和距離L約為120μm，理想的是約10～1000μm。其理由是，當(dāng)寬度W和距離L小于10μm時(shí)，在制造工序時(shí)套刻偏差將變大因而偏移偏差將變大，這是不希望的。此外，當(dāng)寬度W和距離L大于1000μm時(shí)，因器件電阻變小因而損耗變大，且芯片面積變大，是令人不滿意的。此電流供給電極51，52的寬度W和距離L的尺寸，對于第2實(shí)施形態(tài)以下的各實(shí)施形態(tài)也是共同的。
示于圖4A-4D的橫向型霍爾器的電極間的布線例子模式性地示于圖5。在電流供給電極51、電極91，92，93、電流供給電極52之間，分別用高阻值的電極121，122，123，124進(jìn)行連接。同樣，在電流供給電極51、電極111，112，113、電流供給電極52之間分別用高阻值的電阻131，132，133，134進(jìn)行連接。此外，在電流供給電極52和電極93之間接有可變電源141、在電流供給電極52與電極113之間接有可變電源142。還有，在電流供給電源51，52之間連接有給出Vin的可變電源15。而在傳感器電極71，72之間接有用之檢測霍爾電壓Vn的電壓表16。
圖6A～6C的特性圖示出了把電壓Vin加到這種橫向型霍爾器件的電流供給電極51，52之間時(shí)的圖4A中的4B-4B線剖面的電位分布Ψ4B、4C-4C線剖面的電位分布Ψ4C和活性層2與P型層3之間的Pn結(jié)部分中的耗盡層區(qū)的寬度Wj。圖6A示出的是Vin＝0時(shí)，圖6B示出的是Vin＞0時(shí)，圖6C示出的是Vin＜0時(shí)的情況。
在Vin＝0的情況下，Ψ4B與示于圖2A的Ψ1B相同，但在Ψ4C中，n型層2的電位變得比電位0高，而P型層81～83的電位將變得比電位0低。于是，耗盡層將取與P型層81～83分別對應(yīng)的形狀。
在Vin＞0時(shí)，Ψ4B，Ψ4C都是電流供給電極52一側(cè)的F.L比電位0變高一個(gè)Vin那么大的量。這時(shí)，P型層81～83的電位將比例子Vin而變高。結(jié)果是耗盡層的寬度W在電流供給電極52一側(cè)擴(kuò)展了而在電流供給電極51一側(cè)則變窄了。因而在這種情況下，變化的僅僅是Vin＝0中的耗盡層的形狀，作為耗盡層整體的區(qū)域卻幾乎沒有擴(kuò)大。對于+2V的外加電壓最多約為2％。
在Vin＜0的情況下，電位上升的一側(cè)的電流供給電極變?yōu)榕cVn＞0時(shí)的情況相反，但這時(shí)耗盡層的整體的區(qū)域也幾乎沒有擴(kuò)大。
因而，在4B-4B線，4C-4C線的剖面方向上的耗盡層整體的擴(kuò)散成為幾乎不依賴于Vin。其結(jié)果是器件的電阻幾乎不變，霍爾靈敏度的直線性得以被保持。此外，由于這種橫向型霍爾器件可以用電源141，142把電位差給予電極91，92，93之間和電極112，112，113之間，所以在電極91～93一側(cè)和電極111～113一側(cè)可設(shè)定不同的Wj。因此，可以抵消在傳感器電極61，62之間產(chǎn)生的不平衡電壓。
第2實(shí)施形態(tài)圖7是本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖。在圖7中對于和圖4A-4D相同的部分賦以同一標(biāo)號，在以下的圖中也都相同。這種橫向型霍爾器件與圖4A-4D的橫向型霍爾器件不同之處在于分別形成8個(gè)P型層81～84，101～104，然后與此相應(yīng)形成8個(gè)電極91～94，111～114這一點(diǎn)。此外還有一點(diǎn)不同之處是這些各個(gè)P型層81～84，101～104及各電極91～94，111～114不是在傳感器電極71，72的外側(cè)而是在兩個(gè)電流供給電極51，52之間，形成于與傳感器電極71，72大體上同一直線上、且把電極92，93和電極112，113形成為分別把傳感器電極72和71的一半包圍起來。
在橫向型霍爾器件中，由于當(dāng)n+層61，62處于電流通路內(nèi)部時(shí)靈敏度將降低，故可以用示于圖7的上述構(gòu)造來謀求靈敏度的改善。
第3實(shí)施形態(tài)圖8A是本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖，圖8B是把示于圖8A的橫向型霍爾器件在8B～8B線上切開表示的向視剖面圖。這種橫向型霍爾器件與示于圖4A～4D的橫向型霍爾器的不同之點(diǎn)是在被電流供給電極5和電極9，11所圍起來的區(qū)域內(nèi)設(shè)置4個(gè)P型層171，172，173，174，并與各P型層171～174相對應(yīng)地設(shè)有電極181，182，183，184。還有一個(gè)不同之點(diǎn)是在基板1與活性層2之間設(shè)有n-型層19。由于用此n-層19、使得從基板1伸展出來的耗盡層僅僅對n-層19內(nèi)有影響而對活性層2則變得沒有影響，故可以使測定靈敏度恒定。
而且，通過采用使電位以電流供給電極51、電極181，183、電極182，184、電流供給電極52的順序固定為升高或固定為降低的辦法，就可以抑制耗盡層在對于沿8B-8B線切開所示的剖面垂直的方向上的擴(kuò)展。
此外，各P型層171～174用從器件的上表面上進(jìn)行的雜質(zhì)擴(kuò)散形成，但當(dāng)此擴(kuò)散深度tGate近于活性層2的厚度tvG時(shí)、將使靈敏度下降。因而tGate理想的是盡可能的淺，比如說使其深度小于1μm。
另外，由于各P型層171～174的面積大的時(shí)候?qū)⑹蛊骷娮柙龃笫轨`敏度下降。所以各P型層171～174上的各電極181～184的長度LG和寬度WG希望在設(shè)置電極181～184的有效的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)得盡可能的小。具體地說，使長度LG約為30μm。理想的是小于50μm，寬度WG約為30μm，理想的是小于50μm。
再有，當(dāng)活性層2的厚度tvG與n+層41，42，61，62的擴(kuò)散深度比過于厚時(shí)，將使之產(chǎn)生對霍爾電壓Vn沒有貢獻(xiàn)的縱向電流成分并使靈敏度下降，所以理想的是3.5～6μm左右。還有，“擴(kuò)散深度tGate理想的是像1μm以下這樣地盡可能的淺，活性層2的厚度tVG理想的是3.5-6μm這樣的關(guān)系”并不限定于本實(shí)施形態(tài)，對其他的各實(shí)施形態(tài)也是共同的。
第4實(shí)施形態(tài)圖9是第4實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的構(gòu)造圖，具體地說是示于圖8A的橫向型霍爾器件在8B-8B線切開后表示的向視剖面圖。這種橫向型霍爾器件與示于圖8B的橫向霍爾器件的不同之處是不用圖8B的n-層19，而如圖9所示，代之以在基板1與活性層2之間設(shè)以氧化硅膜20。用此氧化硅膜20活性層2與基板1電絕緣的結(jié)果是幾乎可以除掉源于耗盡層的擴(kuò)展而產(chǎn)生的對活性層2的影響。
第5實(shí)施例圖10A是本發(fā)明的第5實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖，圖10B是把示于圖10A的橫向型霍爾器件在10B-10B線上切開所示的向視剖面圖。這種橫向型霍爾器件在基板1(P型，電阻率2-6Ω·cm，厚度約625μm)和在此基板1上邊形成的由與基板1相反的導(dǎo)電型構(gòu)成的活性層(n型，電阻率1.5～2.5Ω·cm，厚度約5μm)之間，選擇性地或整個(gè)面地形成了與活性層2為同一導(dǎo)電類型且電阻比活性層2低半導(dǎo)體層19(n型，電阻率0.001Ω·cm)。
這樣一來，在基板1與活性層2之間加有偏壓之際，盡管耗盡層向基板1一側(cè)和活性層2一側(cè)擴(kuò)展，但由于半導(dǎo)體層19電阻低，高濃度(～1020cm-3)，故可以抑制向活性層伸展的耗盡層。此外，借助于此，可以提高相對靈敏度、偏移電壓，輸入阻抗等霍爾諸特性對于輸入電壓的直線性的同時(shí)，有關(guān)對于所施加于一對電流供給電極51，52上的電壓的正負(fù)以及不同正負(fù)電壓值的霍爾諸特性，能夠抑制加到基板1與活性層2之間的偏壓的影響而產(chǎn)生的變動。
再有，作為半導(dǎo)體層19的厚度，從吸收耗盡層的擴(kuò)展且控制形成時(shí)的側(cè)面擴(kuò)散長度的觀點(diǎn)來說希望為約0.5～3μm。此外，在活性層2和P型層3的上邊形成有2層的SiO2膜41和42，但作為下層的SiO2膜42理想的是約500μm，而作為上層的SiO2膜41，理想的是約3000～5000μm。
第6實(shí)施形態(tài)圖11A是本發(fā)明的第6實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖，圖11B是示于圖11A的橫向型霍爾器件在11B…11B線上切開后所示出的向視面圖。這種橫向型霍爾器件應(yīng)用了在基板1(P型，電阻率2-6Ω·cm)和活性層2(n型，電阻率1.5～2.5Ω·cm)之間已形成了絕緣膜(SiO2)的SOI基板。器件隔離層22(寬度1μm)可以用溝道(trench)器件隔離進(jìn)行的電介質(zhì)隔離形成，也可用Pn結(jié)隔離(P型表面濃度～1018cm-3)形成。借助于絕緣膜21，耗盡層完全不向活性層2擴(kuò)展、而且避免因基板1與活性層2之間的電位差而引起的上述霍爾諸特性的變動。在用電介質(zhì)隔離形成器件隔離層22時(shí)，還可避免從側(cè)面伸向活性層2的耗盡層的影響。再者，作為絕緣膜層21的厚度，從抑制寄生MOS晶體管的動作和防止SOI大片撓曲的觀點(diǎn)說，希望為0.3～2μm。此外，在示于圖13A的橫向型霍爾器件中，如圖13B所示，在用Pn結(jié)隔離元件隔離層作為P型層3時(shí)，為了抑制上面說過的來自側(cè)面的耗盡層擴(kuò)展所產(chǎn)生的影響，也可以設(shè)從具有比電流供給電極51，52傳感器電極71，72的n+型層41，42，61，62(深度約0.5μm)還深的擴(kuò)散長度的保護(hù)環(huán)23(P型)，使得從活性層2的表面包圍電流供給電極51、52、傳感器電極71、72。作為保護(hù)環(huán)23的深度，必須為活性層2的深度的1/2以上而且達(dá)不到絕緣膜層21。圖12示出了應(yīng)用了本實(shí)施形態(tài)的SOI基板時(shí)的偏移電壓Voff對輸入電壓Vin的依賴性。與現(xiàn)有構(gòu)造相比，可以把Voff對Vin的變化抑制到極其之小的1mV之下。
在此，在圖14中，示出了相對靈敏度對活性層2的厚度tVG的變化。如圖所示，可知在活性層2的厚度tVG的值約4μm時(shí)可以得到最高的相對靈敏度。另一方面，當(dāng)相對靈敏度太低時(shí)，與噪聲就分辨不清了，分辨率下降。因此，相對靈敏度理想的是6.5mV/KG.V，在這種情況下，厚度tVG將變?yōu)?μm以下。但是，當(dāng)厚度太薄時(shí)，在活性層2和絕緣膜層21的界面下將產(chǎn)生載流子的表面散射并使遷移率下降，所以厚度tVG理想的是大于0.5μm。
第7實(shí)施形態(tài)圖15A是本發(fā)明的第7實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖，圖15B是示于圖15A的橫向型霍爾器件在15B-15B線上切開所示的向視剖面圖。這種橫向型霍爾器件在基板1(P型，電阻率2-6Ω·cm)的上邊外延形成具有與基板1相反的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層24(n型，電阻率1.5～2.5Ω·cm、厚度1.5～5μm)，在此半導(dǎo)體層24的表面上選擇性地形成與基板1為同一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層25(P型，電阻率0.05～0.1Ω·cm、厚度0.5～3μm)，在這兩個(gè)半導(dǎo)體層24，25的上邊外延形成與基板1的導(dǎo)電類型相反的活性層2(n型，電阻率1.5～2.5Ω·cm，厚度5μm)。
此外，從活性層2的表面到達(dá)半導(dǎo)體層25選擇性地形成了與基板1為同一導(dǎo)電類型的保護(hù)環(huán)23，使得把形成于活性層2上形成的一對電流供電極51，52所用的n+型層41，42(n型，電阻率0.001Ω·cm)和一對傳感器電極71，72所用的n+型層(n型，電阻率0.001Ω·cm)包圍起來。因此如前述那樣，就可以抑制因在基板1與活性層2之間以及在器件隔離區(qū)3與活性層2之間所加上的偏置電壓的影響而產(chǎn)生的霍爾諸特性的變動。在該第7實(shí)施形態(tài)中，在基板1為n型的情況下，如圖16A，16B所示，可以省掉與基板1為同一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層25。在這種情況下，作為半導(dǎo)體層24，理想的是P型，電阻率在1.5～4.5μm的范圍之內(nèi)，厚度在1.5～3.0μm的范圍之內(nèi)。
第8實(shí)施形態(tài)圖17A是本發(fā)明的第8實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖，圖17B是示于圖17A的橫向型霍爾器件在17B-17B線上切開示出的向視剖面圖。本實(shí)施形態(tài)被構(gòu)成為把基板1的電阻值與活性層2比較增大了約2-4個(gè)數(shù)量級(基板的雜質(zhì)濃度下降，電阻率為200-400Ω·cm)，且使耗盡層伸向基板1一側(cè)，這樣來抑制耗盡層向活性層2一側(cè)擴(kuò)展。
第9實(shí)施形態(tài)圖18A是本發(fā)明的第9實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖、圖18B是示于圖18A的橫向型霍爾器件在18B-18B線上剖開而示出的向視剖面圖。本實(shí)施形態(tài)的器件是可從外部調(diào)整偏移電壓的器件。在圖18A，18B中，采用了上述第6實(shí)施形態(tài)(圖11A，11B)的構(gòu)造。即變成為這樣的構(gòu)造在示于圖11A，11B的構(gòu)造基礎(chǔ)上再加上在1對電流供給電極51，52和1對傳感器電極71，72所夾持的活性層2的區(qū)域內(nèi)，從活性層2的表面上選擇性地形成1個(gè)到多個(gè)與活性層2不同的導(dǎo)電型擴(kuò)散層26(表面濃度～1018cm-3、深度約0.35μm)，并在其上邊設(shè)置上柵極(電極)端子27。
倘采用這種構(gòu)造，則在從外部給柵極端子27加上電壓時(shí)，耗盡層將伸向活性層2中去并使在電流供給電極51，52之間流動的電流的流路變化，使偏移電壓可以進(jìn)行調(diào)整。還有在這種霍爾器件中，必須糾正由于在由一對電流供給電極51，52、一對傳感器電極71，72構(gòu)成的等效的4端電橋中的端子之間的電阻值的非對稱性而在一對傳感器電極71，72之間產(chǎn)生的電位差，具體地說，必須在從把兩個(gè)電流供給電極51，52的中心和中心連接起來的直線與把兩個(gè)傳感器電極71，72的中心和中心連接起來的直線的交點(diǎn)(活性層2的中心)偏離開來的位置上配置柵極端子27。
在這種情況下，由于橫向型霍爾器件的圖形的對稱性受到破壞，故與上述第5到第8實(shí)施形態(tài)一樣，必需采取對策抑制因加于基板1與活性層2上的電位差而引起的耗盡層向活性層2一側(cè)的擴(kuò)展。就是說，由于即使給柵極端子27加上固定電位，也會由于基板1與活性層2之間的耗盡層的變化而變得不能有效地起作用了。圖19示出了加在柵極端子27上的柵極電壓與被調(diào)整過的偏移電壓的關(guān)系。通過給柵極端子27加上電位的辦法，可以使編移電壓容易地變化。如用該數(shù)據(jù)，則可以0.8mv/V的比率來調(diào)整偏移電壓。此外，對于活性層2的厚度(tVG)和導(dǎo)電型擴(kuò)散層26的深度(tGate)，在與霍爾特性的關(guān)系中存在著最佳值。因而，作為(tVG-tGate)的理想的范圍，從希望相對靈敏度為6.5以上這件事考慮，將變成為3.5-6μm。即，活性層2的厚度tVG與導(dǎo)電型擴(kuò)散層26的深度tGate相比為非常厚的情況下，會使對霍爾電壓的產(chǎn)生有貢獻(xiàn)的電流減少，使相對靈敏度降低，此外，還使柵極電壓的偏移電壓的調(diào)整作用顯著地降低。
另一方面，在活性層2的厚度tVG與導(dǎo)電型擴(kuò)散層26相比非常薄的情況下，由于導(dǎo)電型擴(kuò)散層26的存在霍爾電流的流路受到妨礙。所以將使相對靈敏度下降和編移電壓的增加。圖20示出了相對靈敏度對活性層的厚度與導(dǎo)電型擴(kuò)散層26的深度之差的變化。根據(jù)圖20，作為把相對靈敏度作成為5以上的(tVG-tGate)的范圍已被確認(rèn)為2-5μm。而在(tVG-tGate)的值為3.8μm的時(shí)候，存在著最高的相對靈敏度的值。要想把(tVG-tGate)的值作成為3.8μm，比如說在tGate變成0.75μm的情況下，把tVG作成為4.55μm是令人滿意的。
此外，圖21是與示于圖18A，18B的橫向型霍爾器件有關(guān)，并以把輸入電壓為2V時(shí)的霍爾電壓與原點(diǎn)連接起來的直線作為基準(zhǔn)，使霍爾電壓Vn對此直線的偏移與輸入電壓相對應(yīng)而畫出的曲線圖。如圖所示，在輸入電壓為0-2V的范圍之內(nèi)?？梢园鸦魻栯妷篤n的偏離抑制到0.2％以內(nèi)。
其次，圖22A，22B示出的是該第9實(shí)施形態(tài)變形例，是形成了4個(gè)導(dǎo)電型擴(kuò)散層26的橫向型霍爾器件。這種橫向型霍爾器件形成有4個(gè)柵極端子27。
這種橫向型霍爾器件與示于圖18A，18B的具有兩個(gè)柵極端子27的器件不同，可以構(gòu)成4端橋路，故可以更穩(wěn)定且更正確地調(diào)整偏移電壓。
第10實(shí)施形態(tài)圖23A是本發(fā)明的第10實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾器件的俯視圖、圖23B是示于圖23A的橫向型霍爾器件在23B-23B線上剖開而示出的向視剖面圖。本實(shí)施形態(tài)的器件，在從外部調(diào)整偏移電壓的方式中，沒有應(yīng)用上述第9實(shí)施形態(tài)的Pn結(jié)構(gòu)造的柵極而代之以應(yīng)用MOS構(gòu)造。即，本實(shí)施形態(tài)的器件把活性層2做得薄至1μm以下，并在器件隔離區(qū)中采用應(yīng)用了LOCOS氧化膜28的隔離法。為了從外部調(diào)整偏移電壓，在由一對電流供給電極51，52和一對傳感器電極71，72所挾著的活性層2的表面區(qū)域上形成了1個(gè)到多個(gè)MOS構(gòu)造。MOS構(gòu)造中，應(yīng)用了膜厚10nm的柵極氧化膜29和多晶硅柵極的柵極電極30?；钚詫?采用n型、埋層氧化膜31的膜厚做成為0.5μm。這里，在柵極電極30上邊加有負(fù)電位、在SiO2/Si界面上形成了P溝。由于活性層2薄，故當(dāng)給柵極電極30加上電壓時(shí)，得以容易地使電流通路產(chǎn)生變化，從而可以調(diào)整偏移電壓。
第11實(shí)施形態(tài)圖24是本發(fā)明的第11實(shí)施形態(tài)所涉及的橫向型霍爾裝置的俯視圖。本實(shí)施形態(tài)借助于把4個(gè)橫向型霍爾器件配置為互相傾斜90度，并使電流供給電極51，52和傳感器電極71，72各自并列地正交連接，把柵極端子27任意地進(jìn)行連接并加上任意的電位的辦法，使得可以從外部抑制因應(yīng)力而產(chǎn)生的壓電效應(yīng)所產(chǎn)生的偏移電壓。即使用一個(gè)柵極端子也可充分調(diào)整偏移電壓，但通過把多個(gè)柵極端子27的連接進(jìn)行組合，可以選擇柵極端子電壓、偏移電壓調(diào)整的變化的程度和幅度。在示于圖24的那種構(gòu)造的例子中。采用了4個(gè)圖18A，18B(第9實(shí)施形態(tài))的橫向型霍爾器件，且每個(gè)橫向型霍爾器件的兩個(gè)柵極端子27并聯(lián)連接以形成G1端子和G2端子、并采用給這些端子加上外加電壓的辦法，使得可以調(diào)整偏移電壓。用G1端子可以調(diào)整正電壓區(qū)的偏移電壓，而用G2端子可進(jìn)行負(fù)的偏移電壓調(diào)整。
還有，本實(shí)施形態(tài)的橫向霍爾裝置中也能夠適用圖23A，23B(第10實(shí)施形態(tài))的具有MOS柵極構(gòu)造的橫向霍爾元件。
第12實(shí)施形態(tài)圖25是把本發(fā)明的第12實(shí)施形態(tài)所涉及的上邊說過的任何一種橫向型霍爾器件裝到家用電度表上的時(shí)候的電路圖。具體說來，在圖25中，采用了帶柵極端子27的比如說示于圖18A，18B(第9實(shí)施形態(tài))的橫向型霍爾器件。B是用磁芯等變換后的與被測定系統(tǒng)的電流值成比例的外加磁場。Tin是輸入被測定系統(tǒng)的電壓的電壓輸入端子、通常輸入AC100V等的電壓。電阻R4，R5構(gòu)成了把被測定系統(tǒng)的電壓變換成適合于本裝置的內(nèi)部電路的電平的衰減器。形成為緩沖器的第3遠(yuǎn)放OP3輸出與被測系統(tǒng)的電壓成正比例的電壓V1。電壓V1是有變動的交流或直流電壓。
第1運(yùn)放OP1是流過在一對電流供給電極51，52之間的與被測定系統(tǒng)的電壓成正比的電流的運(yùn)放，具體地說，借助于把電壓V2輸出到電流供給電極52上去以使電流供給電極51保持0電位的辦法，使用下式所表示的電流I1流向在1對電流供給電極51，52之間的霍爾器件。
I1＝V1/R1…(1)還有，第1運(yùn)放OP1的輸出電壓V2可用下式表示。
V2＝I1·Rin…(2)其中Rin為一對電流供給電極51，52之間的霍爾器件的電阻。
減法器32把產(chǎn)生于橫向型霍爾器件的一對傳感器電極71，72之間的霍爾電壓之差(Va-Vb)K倍放大之后輸入到輸出端子Tout上去。由于電壓差(Va-Vb)是與被測定系統(tǒng)的功率值成正比的值，故通過讀取輸出端子Tout的輸出電壓，就可以測定被測定系統(tǒng)的功率值。偏移檢測器33檢測出現(xiàn)于傳感器電極71，72上的電壓并給柵極端子27的一方加上用于補(bǔ)償?shù)碾妷阂赃M(jìn)行補(bǔ)償偏移電壓的反饋控制。用偏移檢測器33和連接到它上邊的柵極端子27的一方構(gòu)成了偏移補(bǔ)償電路。還有，本實(shí)施形態(tài)所涉及的霍爾器件，借助于調(diào)整由電流供給電極51與傳感器電極71之間的等效電阻ra、電流供給電極51與傳感器電極72之間的等效電阻rb、傳感器電極71與電流供給電極52之間的等效電阻rc、傳感器電極72與電流供給電極52之間的等效電阻rd等四個(gè)等效電阻ra～rd構(gòu)成的電橋電路之中的等效電阻rd的辦法，就可以調(diào)整偏移。此外，當(dāng)用此補(bǔ)償電路使一個(gè)等效電阻rd可變以進(jìn)行偏移補(bǔ)償時(shí)，為了使剩下的等效電阻rc可變以保持霍爾器件的電阻Rin為恒定值。所以由第2運(yùn)放OP2、電阻R2，R3和柵極端子的另一方構(gòu)成了輸入電阻控制電路。還有，使此電阻Rin恒定的目的是為了使靈敏度恒定。
極性切換器34被設(shè)置為在電壓V1為交流時(shí)，對第2運(yùn)放OP2的輸入將成為負(fù)反饋，并由作為比較器而起作用的第4運(yùn)放OP4、倒相器35和開關(guān)SW1～SW4構(gòu)成。極性切換器34借助于電壓V1的正負(fù)，如下表所示，使各開關(guān)SW1～SW4通/斷，把電阻R1，R3的中間接點(diǎn)切換連接到第2運(yùn)放OP2的倒相輸入端或同相輸入端。<
表1第2運(yùn)放OP2用于使一對電流供給電極51，52間的霍爾器件的電阻值Rin保持恒定，具體地說來，把輸出電壓加到柵極端子27的另一方上，使得電阻R2，R3的中間連接點(diǎn)保持0電位以調(diào)整活性層2中的耗盡層寬度。此外當(dāng)借助于耗盡層寬度的調(diào)整，霍爾器件的電阻Rin被控制為恒定值時(shí)。流過電阻R2，R3的電流I2可用下述式(3)的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。
I2＝V1/R2＝V2/R3…(3)在此，倘把上邊說過的(2)式代入(1)式，則V2可用下述式(4)表示V2＝V1·Rin/R1…(4)此外，倘從(3)式和(4)式中消去V1，V2，則可得到(5)式。
Rin＝R1·R3/R2…(5)即，在上述那樣的構(gòu)成中，由第2運(yùn)放OP2構(gòu)成的輸入控制電路無論電壓V1是AC還是DC，都把輸入電阻Rin控制為用(5)式所示的恒定值。
其結(jié)果是，即使把應(yīng)使偏移電壓補(bǔ)償?shù)搅愕耐粱魻柶骷械囊粋€(gè)等效電阻rc作成為可變，也可消除測定靈敏度的變動
表2此表2給出了把本實(shí)施形態(tài)的橫向型霍爾器件裝到實(shí)際的家用電度表上時(shí)的電流特性。測定電流的范圍是1-30A。功率測定誤差在功率因數(shù)為1.0時(shí)，得到了表示為0.7％的結(jié)果。還有，在本實(shí)施形態(tài)的橫向型霍爾器件中，也可以采用具有圖23A，23B(第10實(shí)施形態(tài))的MOS柵極構(gòu)造的橫向型霍爾器件。
以上說明了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施形態(tài)，但本發(fā)明并不受限于以上的實(shí)施形態(tài)。在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可有各種各樣的變形。
權(quán)利要求
1.一種橫向型霍爾器件，它具備有基板；形成于該基板上的第1導(dǎo)電型活性層；形成為把該第1導(dǎo)電型活性層圍起來且深度一直到達(dá)上述基板上的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上互相隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面上，與上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上形成的多數(shù)個(gè)第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。
2.一種橫向型霍爾器件，它具有第2導(dǎo)電型的基板；在該基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；被形成為把該第1導(dǎo)電型活性層包圍起來且深度一直達(dá)到上述基板上的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面上互相隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上分別形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面上的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上互相隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上分別形成的傳感器電極；具有比上述第1導(dǎo)電型活性層低的電阻，且在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間選擇性地或整個(gè)面地形成的第3個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；
3.一種橫向型霍爾器件，它具有基板；在此基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在此第1導(dǎo)電型活性層表面上互相隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上互相隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；形成為把上述第1導(dǎo)電型活性層包圍起來且深度一直達(dá)到上述基板上的器件隔離層以及在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間形成的絕緣膜。
4.一種橫向型霍爾器件，它具有第2導(dǎo)電型基板；在此第2導(dǎo)電型基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在此第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述第2導(dǎo)電型基板之間形成的第3個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此第3個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上選擇性地形成的電阻比上述第1導(dǎo)電型活性層低的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；且被形成為從上述第1導(dǎo)電型活性層表面直到深度達(dá)到上述第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層以把上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層包圍起來的第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。
5.一種橫向型霍爾器件，它包括基板；在此基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在此第1導(dǎo)電型活性層的表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面上與上述第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上形成的多個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的柵極電極；形成為把上述第1導(dǎo)電型活性層圍起來且深度一直達(dá)到上述基板上的器件隔離層以及在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間形成的絕緣膜。
6.一種橫向型霍爾器件，它具有基板；在此基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在此第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面上的與上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上形成的多個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的柵極電極；形成為把上述第1導(dǎo)電型活性層包圍起來且深度一直達(dá)到上述基板上的器件隔離層以及在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間形成的絕緣膜；且上述第1導(dǎo)電型活性層的厚度在3.5～6μm的范圍以內(nèi)；上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度小于1μm。
7.一種橫向型霍爾器件，它具有基板；在該基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；形成為把上述第1導(dǎo)電型活性層包圍起來且深度一直達(dá)到上述基板上的器件隔離層以及在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間形成的絕緣膜；且上述第1導(dǎo)電型活性層的厚度在0.5-9μm的范圍以內(nèi)。
8.一種橫向型霍爾器件，它具有第1導(dǎo)電型基板；在該第1導(dǎo)電型基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上形成的傳感器電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述第1導(dǎo)電型基板之間形成的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；被形成為從上述第1導(dǎo)電型活性層表面直到深度達(dá)到上述第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層以把上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層圍起來的第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；且上述第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度在1.5～3μm的范圍之內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橫向型霍爾器件，其中具備在用上述器件隔離層包圍起來的上述第1導(dǎo)電型活性層上形成的柵極絕緣膜；在該絕緣膜上的與上述各電流供給電極和上述各傳感器電極不同的位置上形成的多個(gè)柵極電極。
10.一種橫向型霍爾裝置，它具有四個(gè)橫向型霍爾器件，每個(gè)都具有基板；在該基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層上的與上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上形成的多個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的柵極電極；形成為把上述第1導(dǎo)電型活性層圍起來且深度直到達(dá)到上述基板的器件隔離層以及在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間形成的絕緣膜；而且，上述各橫向型霍爾器件被配置為相互傾斜90度且上述各橫向霍爾器件的相互對應(yīng)的電流供給電極之間并聯(lián)地正交連接，上述各橫向型霍爾器件的相互對應(yīng)的傳感器電極之間并聯(lián)地正交連接，上述各橫向型霍爾器件的柵極電極之間任意地進(jìn)行連接。
11.一種橫向型霍爾裝置，它具有4個(gè)橫向型霍爾器件，每個(gè)橫向型霍爾器件都具有基板；在該基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；被形成為把上述第1導(dǎo)電型活性層包圍起來且深度一直達(dá)到上述基板上的器件隔離層以及在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間形成的絕緣膜；被上述器件隔離層圍起來的上述第1導(dǎo)電型活性層上形成的柵極絕緣膜；在此柵極絕緣膜上的與上述各電流供給電極以及各傳感器電極不同的位置上形成的多個(gè)柵極電極；而且，上述各橫向型霍爾器件被配置為相互傾斜90度，且上述各橫向型霍爾器件的相互對應(yīng)的電流供給電極之間并聯(lián)地正交連接，上述各橫向霍爾器件的相互對應(yīng)的傳感器電極之間相互并聯(lián)地正交連接，上述各橫向型霍爾器件的柵極電極之間任意地進(jìn)行連接。
12.一種橫向型霍爾器件，它具有基板；在該基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；在上述第1導(dǎo)電型表面上的與上述第1和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上形成的多個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的柵極電極；被形成為把上述第1導(dǎo)電型活性層圍起來且深度一直達(dá)到上述基板上的器件隔離層以及在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間形成的絕緣膜；而且在上述一對電流供給電極之間流有與被測定系統(tǒng)的電壓成正比例的電流，加有與被測定系統(tǒng)的電流成正比的磁場，并向上述一對傳感器電極之間輸出與上述被測定系統(tǒng)的電壓和電流之積成正比的霍爾電壓，以此被用作功率檢測器件。
13.一種橫向型霍爾器件，它具備有基板；在該基板上形成的第1導(dǎo)電型活性層；在該第1導(dǎo)電型活性層表面上相互隔以規(guī)定的距離選擇性地形成的一對高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的電流供給電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面的與上述第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層不同的位置上相互隔以規(guī)定的距離形成的一對高雜質(zhì)濃度的第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在該一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上個(gè)別地形成的傳感器電極；被形成為把上述第1導(dǎo)電型活性層包圍起來且深度一直達(dá)到上述基板上的器件隔離層以及在上述第1導(dǎo)電型活性層與上述基板之間形成的絕緣膜；在由上述器件隔離層包圍起來的第1導(dǎo)電型活性層上形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上的與上述各電流供給電極和各傳感器電極不同的位置上形成的多個(gè)柵極電極；而且，在上述一對電流供給電極之間流有與被測定系統(tǒng)的電壓成正比的電流、加有與被測定系統(tǒng)的電流成正比的磁場，并向一對傳感器電極間輸出與被測定系統(tǒng)的電壓和電流之積成正比的霍爾電壓，因此可以用作功率檢測器件。
14.如權(quán)利要求5的橫向型霍爾器件，其中，上述第1導(dǎo)電型活性層的厚度與上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度的差在2-5μm的范圍之內(nèi)。
15.如權(quán)利要求3的橫向型霍爾器件，其中，上述絕緣膜的厚度處于0.3-2μm的范圍內(nèi)。
16.如權(quán)利要求5的橫向型霍爾器件，其中，上述各第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層被形成于從把上述一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層相互的中心連接起來的直線與把上述一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層相互的中心連接起來的直線的交點(diǎn)脫離開的位置上。
17.如權(quán)利要求5的橫向型霍爾器件，其中，上述各第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成于偏離開把上述一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層彼此的中心連接起來的直線的位置上。
18.如權(quán)利要求5的橫向型霍爾器件，其中，上述各第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成于偏離開把上述一對第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層彼此的中心連接起來的直線的位置上。
19.如權(quán)利要求5的橫向型霍爾器件，其中，上述器件隔離層由絕緣體或第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成。
20.如權(quán)利要求3的橫向型霍爾器件，其中，上述器件隔離層由絕緣體或第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成。
全文摘要
一種橫向型霍爾器件，它具備有基板；基板上的第1導(dǎo)電型活性層；把第1導(dǎo)電型活性層圍起來的第1個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在第1導(dǎo)電型活性層表面上形成對的高雜質(zhì)濃度的第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和第2個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在此一對第1個(gè)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的電流供給電極；在此一對第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的傳感器電極；在上述第1導(dǎo)電型活性層表面上，不同位置上形成的多數(shù)個(gè)第2個(gè)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。
文檔編號G01R15/20GK1136714SQ9610297
公開日1996年11月27日 申請日期1996年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月30日
發(fā)明者望月博, 藤井佳苗, 舟木英之 申請人:株式會社東芝