知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024161688
(43)【公開日】2024-11-20
(54)【発明の名称】ホール素子
(51)【国際特許分類】
H10N 52/00 20230101AFI20241113BHJP
【ＦＩ】
H10N52/00 P
H10N52/00 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023076581
(22)【出願日】2023-05-08
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100133514
【弁理士】
【氏名又は名称】寺山 啓進
(74)【代理人】
【識別番号】100135714
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 一生
(74)【代理人】
【識別番号】100167612
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 直行
(72)【発明者】
【氏名】吉宗 聖司
(72)【発明者】
【氏名】湯地 洋行
【テーマコード（参考）】
5F092
【Ｆターム（参考）】
5F092AA15
5F092AB01
5F092AC02
5F092BA03
5F092BA06
5F092BA07
5F092BA12
5F092BA15
5F092BA19
5F092BA21
5F092BA25
5F092BA33
(57)【要約】
【課題】基板に対して平行に通過する磁場を検知するホール素子を提供する。
【解決手段】ホール素子１は、相互に対向する第１面２０１と第２面２０２で両面が定義された導電性の第１半導体層２０と、メサ形状の導電性半導体の第１感磁層３０１および第２感磁層３０２Ａ、３０２Ｂを備える。第１感磁層３０１は、第１半導体層２０の第１面２０１の上方に配置され、底面が第１面２０１に対向する。第２感磁層３０２Ａ、３０２Ｂは、第１感磁層３０１から離隔した位置で第１面２０１の上方に配置され、底面が第１面２０１に対向する。
【選択図】図１
【解決手段】ホール素子１は、相互に対向する第１面２０１と第２面２０２で両面が定義された導電性の第１半導体層２０と、メサ形状の導電性半導体の第１感磁層３０１および第２感磁層３０２Ａ、３０２Ｂを備える。第１感磁層３０１は、第１半導体層２０の第１面２０１の上方に配置され、底面が第１面２０１に対向する。第２感磁層３０２Ａ、３０２Ｂは、第１感磁層３０１から離隔した位置で第１面２０１の上方に配置され、底面が第１面２０１に対向する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
相互に対向する第１面と第２面で両面が定義された導電性の第１半導体層と、
前記第１半導体層の前記第１面の上方に配置され、底面が前記第１面に対向するメサ形状の導電性半導体の第１感磁層と、
前記第１感磁層から離隔した位置で前記第１面の上方に配置され、底面が前記第１面に対向するメサ形状の導電性半導体の第２感磁層と
を備える、ホール素子。
前記第１半導体層の前記第１面の上方に配置され、底面が前記第１面に対向するメサ形状の導電性半導体の第１感磁層と、
前記第１感磁層から離隔した位置で前記第１面の上方に配置され、底面が前記第１面に対向するメサ形状の導電性半導体の第２感磁層と
を備える、ホール素子。
【請求項2】
前記第１感磁層および前記第２感磁層のそれぞれにおいて、前記底面から前記底面に対向する上面に向かう方向が前記第１面と交差する、請求項１に記載のホール素子。
【請求項3】
前記第１感磁層の上面に配置された第１主電極と、
前記第２感磁層の上面に配置された第２主電極と
を更に備える、請求項１に記載のホール素子。
前記第２感磁層の上面に配置された第２主電極と
を更に備える、請求項１に記載のホール素子。
【請求項4】
前記第１主電極を挟んで前記第１感磁層の前記上面に配置された一対のホール電極を更に備え、
前記第１半導体層の前記第１面と平行な向きの磁場と、前記第１感磁層および前記第２感磁層を流れる検知電流とにより発生するローレンツ力に起因するホール出力電圧を、前記ホール電極により検知可能に構成されている、請求項３に記載のホール素子。
前記第１半導体層の前記第１面と平行な向きの磁場と、前記第１感磁層および前記第２感磁層を流れる検知電流とにより発生するローレンツ力に起因するホール出力電圧を、前記ホール電極により検知可能に構成されている、請求項３に記載のホール素子。
【請求項5】
前記第１感磁層を挟んで２つの前記第２感磁層が配置されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項6】
前記第１感磁層および前記第２感磁層のそれぞれの前記底面が、前記第１半導体層の前記第１面と接触する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項7】
前記第１半導体層の前記第１面に形成された凸形状部の頂面に前記第１感磁層および前記第２感磁層が配置されている、請求項６に記載のホール素子。
【請求項8】
前記第１感磁層および前記第２感磁層と前記第１半導体層の前記第１面との間に配置された、前記第１感磁層および前記第２感磁層と組成の異なる第２半導体層を更に備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項9】
前記第２半導体層が、前記第１感磁層および前記第２感磁層よりもエッチングレートが低い、請求項８に記載のホール素子。
【請求項10】
前記第１感磁層および前記第２感磁層のそれぞれの側面が、前記第１半導体層の前記第１面に対して垂直方向に延伸する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項11】
前記第１感磁層および前記第２感磁層の材料が化合物半導体を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項12】
前記第１感磁層および前記第２感磁層の材料がガリウム砒素を含む、請求項１１に記載のホール素子。
【請求項13】
前記第１半導体層の前記第２面と接続する絶縁性の基板を更に備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のホール素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ホール素子に関する。
【背景技術】
【0002】
ホール素子は、ホール効果を利用して磁場を検知する。ホール素子が形成された基板に対して垂直方向に通過する磁場を検知する平面型ホール素子と、基板に対して平行に通過する磁場を検知する縦型ホール素子が用いられている。例えば、縦型ホール素子として、磁場を検知するための検知電流を流すｎ型の半導体領域をｐ型のシリコン（Ｓｉ）基板に形成した構成が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８－１６８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示の目的は、平行に通過する磁場を検知するホール素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様は、相互に対向する第１面と第２面で両面が定義された導電性の第１半導体層と、メサ形状の導電性半導体の第１感磁層および第２感磁層を備えるホール素子である。第１感磁層は、第１半導体層の第１面の上方に配置され、底面が第１面に対向する。第２感磁層は、第１感磁層から離隔した位置で第１面の上方に配置され、底面が第１面に対向する。
【発明の効果】
【0006】
本開示の一態様によれば、基板に対して平行に通過する磁場を検知するホール素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
次に、図面を参照して実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0009】
また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置又は方法を例示するものであって、構成部品の形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この実施形態は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【0010】
第１の実施形態に係るホール素子１は、図１に示すように、相互に対向する第１面２０１と第２面２０２で両面が定義された第１半導体層２０と、第１面２０１の上方に配置された第１感磁層３０１および第２感磁層３０２Ａ、３０２Ｂを備える。以下において、第２感磁層３０２Ａと第２感磁層３０２Ｂのそれぞれを限定しない場合は「第２感磁層３０２」と表記する。第２感磁層３０２は、第１感磁層３０１から離隔した位置で第１面２０１の上方に配置されている。また、第１感磁層３０１と第２感磁層３０２のそれぞれを限定しない場合は、「感磁層３０」と表記する。感磁層３０と第１半導体層２０は電気的に接続されている。
【0011】
感磁層３０は、底面が第１面２０１に対向し、側面が第１面２０１と交差する方向に延伸するメサ形状である。図１に示した感磁層３０は、側面が露出している。感磁層３０の底面から底面に対向する上面に向かう方向は、第１面２０１と交差する。例えば、感磁層３０の底面から上面に向かう方向が第１面２０１に対して垂直であってもよい。
【0012】
第１半導体層２０と感磁層３０の材料は導電性半導体である。例えば、第１半導体層２０と感磁層３０の材料が、Ｓｉ半導体、又はＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＧａＡｓなどの化合物半導体であってよい。以下では、第１半導体層２０と感磁層３０の材料がＧａＡｓを含む場合を例示的に説明する。
【0013】
図１に示すように、第１半導体層２０の厚さ方向（第２面２０２から第１面２０１に向かう方向）をＺ方向とする。図１において、Ｚ方向は紙面の上下方向である。また、Ｚ方向に垂直な平面を、Ｘ方向とＹ方向により定義されるＸＹ平面とする。図１において、Ｘ方向は紙面の左右方向、Ｙ方向は紙面の奥行方向である。本開示では、Ｚ方向において、第１半導体層２０から見て感磁層３０が位置している方向を上方向、感磁層３０から見て第１半導体層２０が位置している方向を下方向とする。ホール素子１の各層について、上方向を向いた面を上面、下方向を向いた面を下面又は底面とも称する。例えば、第１面２０１は第１半導体層２０の上面であり、第２面２０２は第１半導体層２０の下面である。
【0014】
図１に示したホール素子１は、第１感磁層３０１を挟んで、２つの第２感磁層３０２が配置された構成である。言い換えると、Ｘ方向に沿って、第２感磁層３０２Ａ、第１感磁層３０１、第２感磁層３０２Ｂがこの順に配列されている。
【0015】
第１半導体層２０は、例えばｎ型不純物がドーピングされたＧａＡｓ半導体層であってもよい。第１半導体層２０の不純物濃度は、例えば１Ｅ１７ｃｍ－３～１Ｅ１９ｃｍ－３である。感磁層３０は、例えばｎ型不純物がドーピングされたＧａＡｓ半導体層であってもよい。感磁層３０の不純物濃度は、例えば１Ｅ１６ｃｍ－３～１Ｅ１７ｃｍ－３である。ｎ型不純物は、例えばＳｉ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｂｅであってよい。
【0016】
図１に示すホール素子１は、第１半導体層２０の第２面２０２と接続する基板１０を更に備える。基板１０には、例えば半絶縁性基板又は絶縁性基板が使用されてよい。基板１０は、例えばＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＩｎＳｂ基板、Ｓｉ基板などであってよい。
【0017】
ホール素子１は、図１に示すように、第１感磁層３０１の上面に配置された第１主電極４０１と、第２感磁層３０２Ａの上面に配置された第２主電極４０２Ａおよび第２感磁層３０２Ｂの上面に配置された第２主電極４０２Ｂを備える。以下において、第２主電極４０２Ａと第２主電極４０２Ｂのそれぞれを限定しない場合は「第２主電極４０２」と表記する。また、第１主電極４０１と第２主電極４０２のそれぞれを限定しない場合は「主電極４０」と表記する。主電極４０の材料は、例えばＡｕ、ＡｕＧｅ／Ｎｉ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕなどであってよい。
【0018】
第１主電極４０１は、第１半導体層２０を経由して第１感磁層３０１と第２感磁層３０２の間を流れる検知電流Ｉｓの電流経路の第１の端部である。第２主電極４０２は、検知電流Ｉｓの電流経路の第２の端部である。以下では、第１感磁層３０１から第２感磁層３０２に検知電流Ｉｓが流れる場合を例示的に説明する。例えば、第１主電極４０１から第２主電極４０２に検知電流Ｉｓを流す電源が、ホール素子１の外部に用意される。
【0019】
ホール素子１では、第１主電極４０１と第２主電極４０２の間を流れる検知電流Ｉｓは、第１感磁層３０１と第２感磁層３０２において第１半導体層２０の第１面２０１の面法線方向であるＺ方向に沿って流れる。言い換えると、検知電流Ｉｓが基板１０の主面と垂直な方向に流れる。検知電流Ｉｓが基板１０の主面と垂直な方向に流れることにより、後述するように、ホール素子１により、基板１０の主面に対して平行な向きの磁場を検知することができる。
【0020】
ホール素子１は、第１主電極４０１を挟んで第１感磁層３０１の上面にそれぞれ配置された、一対となる第１ホール電極５０１と第２ホール電極５０２を更に備える。以下において、第１ホール電極５０１と第２ホール電極５０２のそれぞれを限定しない場合は「ホール電極５０」と表記する。ホール電極５０の材料は、上記の主電極４０と同様である。
【0021】
第１半導体層２０の第１面２０１に対して平行な向きの磁場と、第１面２０１に対して垂直な向きに感磁層３０を流れる検知電流Ｉｓにより、ホール素子１にローレンツ力が発生する。以下に説明するように、ホール素子１は、ローレンツ力に起因するホール出力電圧をホール電極５０により検知する。
【0022】
【0023】
ホール素子１により磁場を検知するために、第１主電極４０１と第２主電極４０２の間を検知電流Ｉｓが第１半導体層２０を介して流れる。既述のように、検知電流Ｉｓは、感磁層３０を第１半導体層２０の第１面２０１に対して垂直方向に流れ、第１半導体層２０を第１面２０１に対して平行方向に流れる。基板１０を検知電流Ｉｓが流れないように、第１半導体層２０に対して基板１０の電気的な絶縁性が確保されている。
【0024】
感磁層３０を第１面２０１に対して垂直方向に検知電流Ｉｓが流れている状態で、基板１０の主面と平行な向きで磁場Ｂｘが通過すると、検知電流Ｉｓと磁場Ｂｘとによりフレミングの左手の法則に従ってローレンツ力ｆが発生する。ローレンツ力ｆの向かう先に荷電粒子（キャリア）が溜まり、荷電粒子の偏りによりホール出力電圧が生じる。
【0025】
ホール素子１では、第１ホール電極５０１から第２ホール電極５０２に向かうローレンツ力ｆに起因して発生するホール出力電圧が、ホール電極５０により検知される。上記のようにして、ホール素子１により磁場Ｂｘが検知される。
【0026】
ホール素子１では、第１感磁層３０１の両側に第２感磁層３０２がそれぞれ配置されている。このため、検知電流Ｉｓは、第１感磁層３０１を流れた後に、第２感磁層３０２Ａに流れる成分と第２感磁層３０２Ｂに流れる成分に分流される。言い換えると、ホール素子１では、第１感磁層３０１から第１半導体層２０を経由して第２感磁層３０２Ａに流れる電流経路と、第１感磁層３０１から第１半導体層２０を経由して第２感磁層３０２Ｂに流れる電流経路が形成される。
【0027】
検知電流Ｉｓの電流経路が２つあることにより、基板１０の主面に対して垂直方向に通過する磁場（以下、「垂直磁場」とも称する。）をホール素子１が誤って検知することが防止される。例えば図３に示すように、第１面２０１に対して垂直方向に磁場Ｂｚが通過すると、検知電流Ｉｓの第２感磁層３０２Ａに流れる成分に対するローレンツ力ｆａと検知電流Ｉｓの第２感磁層３０２Ｂに流れる成分に対するローレンツ力ｆｂが発生する。このとき、図３に示すように、ローレンツ力ｆａとローレンツ力ｆｂの方向は逆向きである。このため、ローレンツ力ｆａとローレンツ力ｆｂにそれぞれ起因するホール出力電圧の向きは対称であり、打ち消し合ってホール出力電圧は発生しない。したがって、基板１０の主面と平行な向きで通過する磁場Ｂｘのみが、ホール素子１により検知される。
【0028】
ホール素子１の感度を上げるためには、感磁層３０において検知電流Ｉｓが流れる距離を長くすることが有効である。つまり、感磁層３０の膜厚を厚くすることが、感度を上げるために有効である。感磁層３０の膜厚は、上面から底面までの、第１半導体層２０の第１面２０１の面法線方向（Ｚ方向）に沿った長さである。
【0029】
しかし、後述するように半導体膜をメサ形状にエッチングして感磁層３０を形成する場合には、感磁層３０の膜厚を厚くするには限界がある。これは、感磁層３０の膜厚が成膜装置の制限を受けるためである。例えば、感磁層３０をエピタキシャル成長法により形成する場合に、エピタキシャル成長装置に成長膜厚の上限が存在する。このため、感磁層３０の膜厚を厚くする以外の方法によっても、ホール素子１の感度を上げることが好ましい。
【0030】
以下に、図４に示す感磁層モデル３０Ｍを参照して、ホール素子１の感度について検討する。感磁層モデル３０Ｍのサイズは、電流Ｉの流れるＺ方向に沿った厚さＬ、磁場Ｂの向かうＸ方向に沿った長さｔ、厚さＬと長さｔに垂直なＹ方向に沿った幅Ｗである。厚さＬは、感磁層３０の膜厚に相当する。長さｔおよび幅Ｗは、主電極４０のサイズに依存する。
【0031】
感磁層モデル３０Ｍに電流Ｉと磁場Ｂが印加されると、キャリアはｆ＝ｑ×ｖ×Ｂのローレンツ力を受ける。ｑは電子の電荷、ｖはドリフト速度である。ローレンツ力ｆに起因するキャリアの偏りによって生じる電場から受ける力Ｆとローレンツ力ｆが釣り合うところで定常状態に達する。電場から受ける力Ｆは、以下の式（１）で表される：
Ｆ＝ｑ×（Ｖｈ／Ｗ） ・・・（１）
式（１）で、Ｖｈはホール出力電圧である。一方、電流Ｉは式（２）で表される：
Ｉ＝ｑ×ｎ×ｖ×Ｗ×ｔ ・・・（２）
式（２）で、ｎはキャリア濃度である。
Ｆ＝ｑ×（Ｖｈ／Ｗ） ・・・（１）
式（１）で、Ｖｈはホール出力電圧である。一方、電流Ｉは式（２）で表される：
Ｉ＝ｑ×ｎ×ｖ×Ｗ×ｔ ・・・（２）
式（２）で、ｎはキャリア濃度である。
【0032】
ｆ＝Ｆから式（２）のドリフト速度ｖを除去して、感磁層モデル３０Ｍを定電流駆動する場合のホール出力電圧Ｖｈは、以下の式（３）で表される：
Ｖｈ＝Ｉ×Ｂ／（ｑ×ｎ×ｔ） ・・・（３）
Ｖｈ＝Ｉ×Ｂ／（ｑ×ｎ×ｔ） ・・・（３）
【0033】
ホール素子を定電圧駆動する場合のホール出力電圧Ｖｈは、感磁層モデル３０Ｍのシート抵抗をＲｓとしたときの入力電圧Ｖｉｎ＝Ｒｓ×（Ｌ／Ｗ）×Ｉを式（３）に代入して得られる式（４）で表される：
Ｖｈ＝μ×（Ｗ／Ｌ）×Ｖｉｎ×Ｂ ・・・（４）
式（４）で、μはキャリアの移動度である。ここで、シート抵抗Ｒｓ＝１／（ｑ×ｎ×μ×ｔ）である。
Ｖｈ＝μ×（Ｗ／Ｌ）×Ｖｉｎ×Ｂ ・・・（４）
式（４）で、μはキャリアの移動度である。ここで、シート抵抗Ｒｓ＝１／（ｑ×ｎ×μ×ｔ）である。
【0034】
感磁層モデル３０Ｍの感度Ｋｈは、抵抗率ρを用いて以下の式（５）で表される：
Ｋｈ＝１／（ｑ×ｎ×ｔ）＝Ｒｓ×μ＝ρ×μ／ｔ ・・・（５）
Ｋｈ＝１／（ｑ×ｎ×ｔ）＝Ｒｓ×μ＝ρ×μ／ｔ ・・・（５）
【0035】
なお、感磁層３０の幅Ｗに対して厚さＬが短い場合の感度Ｋｈは、式（５）で示した感度Ｋｈに形状効果係数Ｋを乗じた式（６）で表される：
Ｋｈ＝１／（ｑ×ｎ×ｔ）×Ｋ ・・・（６）
例えば、Ｌ＞＞Ｗの場合はＫ＝１であり、Ｌ＜Ｗの場合はＫ＝０．７４×Ｌ／Ｗである。
Ｋｈ＝１／（ｑ×ｎ×ｔ）×Ｋ ・・・（６）
例えば、Ｌ＞＞Ｗの場合はＫ＝１であり、Ｌ＜Ｗの場合はＫ＝０．７４×Ｌ／Ｗである。
【0036】
長さｔと幅Ｗは主電極４０のサイズに依存し、厚さＬは感磁層３０の膜厚に相当する。厚さＬが短くなるホール素子１において、感度Ｋｈに形状効果係数Ｋが掛からないようにすることが好ましい。以下に、ホール素子１の感度Ｋｈの向上について検討する。
【0037】
式（５）から、感度Ｋｈを上げるためには、キャリア濃度ｎと長さｔを小さくすればよいことが分かる。このため、感磁層３０の材料にＳｉを使用してキャリア濃度ｎを下げることが、感度Ｋｈを上げるために有効である。
【0038】
一方、ＧａＡｓなどの化合物半導体は、Ｓｉと比較して移動度μが高いため、長さｔを小さくできる。このため、感磁層３０の材料に化合物半導体を使用することにより、長さｔを小さくして感度Ｋｈを高くしてもよい。例えば、感磁層３０の抵抗値が決まっている場合に、感度Ｋｈを上げるために長さｔを小さくしてもよい。
【0039】
ところで、感度Ｋｈはキャリア濃度ｎに対して依存性を有するため、化合物半導体を感磁層３０に使用することにより、感度の温度に対する変化が少ないホール素子１が得られる。また、Ｓｉよりも抵抗値の低い化合物半導体を感磁層３０に使用することにより、化合物半導体を使用した平面型ホール素子と同等の抵抗値および温度特性を有するホール素子１を実現してもよい。
【0040】
感磁層モデル３０Ｍの感度を上げるためには、長さｔを小さくし、Ｌ≧Ｗとすることが有効である。例えば、厚さＬを大きく、幅Ｗを小さくすることにより、感磁層モデル３０Ｍの感度を上げることができる。
【0041】
以上に説明したように、第１の実施形態に係るホール素子１によれば、メサ形状の感磁層３０を有するホール素子を提供することができる。メサ形状の感磁層３０を形成することにより、半導体基板又は半導体層に埋込領域として感磁層を形成することが困難な材料を用いてホール素子を構成することが容易である。また、ホール素子１は、例えばｐ型の半導体領域とｎ型の半導体領域が隣接するホール素子と比較して、リーク電流および浮遊容量の発生が抑制される。したがって、ホール素子１によれば、磁場を高い精度で検知することができる。
【0042】
ところで、半導体膜をエッチングしてメサ形状の感磁層３０を形成する工程において、感磁層３０を形成した領域を除いた残余の領域において第１半導体層２０の第１面２０１に半導体膜が残る可能性がある。第１半導体層２０の第１面２０１に半導体膜が残っていると、第１感磁層３０１と第２感磁層３０２の間で半導体膜を介して検知電流Ｉｓの一部が流れるおそれがある。半導体膜を検知電流Ｉｓが流れると、第１半導体層２０の第１面２０１と平行に流れる検知電流Ｉｓの抵抗値が上昇したり、垂直磁場を検知したりするなど、ホール素子１の感度の精度が低下する。
【0043】
このため、図５に示すように、第１半導体層２０の第１面２０１の上部をエッチングするオーバーエッチングにより感磁層３０を形成してもよい。このオーバーエッチングにより、メサ形状の感磁層３０と接触する領域を除いた第１面２０１の残余の領域に半導体膜が残らない。
【0044】
図５に示すホール素子１では、オーバーエッチングによって感磁層３０を形成することにより、第１半導体層２０の感磁層３０の底面が接触する領域はエッチングされずに凸形状部が形成される。このため、ホール素子１は、第１半導体層２０の第１面２０１に形成された凸形状部の頂面に第１感磁層３０１と第２感磁層３０２が配置された構成を有する。
【0045】
以下に、図６Ａ、図６Ｂ～図１６Ａ、図１６Ｂを参照して、第１の実施形態に係るホール素子１の製造方法を説明する。図６Ａ～図１６Ａは、Ｚ方向から見た平面図であり、図６Ｂ～図１６Ｂは、図６Ａ～図１６ＡのＢ－Ｂ方向に沿った断面図である。なお、以下に述べるホール素子１の製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能である。以下では、図５を参照して説明したオーバーエッチングにより感磁層３０を形成する場合について説明する。
【0046】
まず、図６Ａと図６Ｂに示すように、例えばエピタキシャル成長法などにより、基板１０の主面に第１半導体層２０、感磁層膜３００を順に形成する。例えば、ＧａＡｓ基板の基板１０の主面に、ｎ型不純物をドーピングしたＧａＡｓ（ｎ＋－ＧａＡｓ）層を第１半導体層２０として形成する。そして、第１半導体層２０の上面（第１面２０１）にｎ型不純物をドーピングしたＧａＡｓ（ｎ－ＧａＡｓ）膜を感磁層膜３００として形成する。ｎ型不純物は、例えばＳｉである。第１半導体層２０の不純物濃度は例えば１Ｅ１７ｃｍ-３～１Ｅ１９ｃｍ-３であり、膜厚は例えば１～５μｍ程度である。感磁層膜３００の不純物濃度は例えば１Ｅ１６ｃｍ-３～１Ｅ１７ｃｍ-３であり、膜厚は例えば１５μｍ程度である。
【0047】
次に、図７Ａと図７Ｂに示すように、感磁層膜３００の一部を選択的にエッチング除去して、メサ形状の感磁層３０を形成する。このとき、図７Ｂに示すように、メサ形状の間の溝（以下、「メサ溝３１０」と表記する。）をオーバーエッチングで形成することにより、第１面２０１から第１半導体層２０の上部の一部がエッチングされる。感磁層膜３００のエッチングには、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）などのドライエッチング法を用いてもよい。
【0048】
感磁層３０を形成した後、図８Ａと図８Ｂに示すように、感磁層３０の上面に絶縁膜６０を形成する。絶縁膜６０は、例えばＳｉＮ膜であってよい。その後、図９Ａと図９Ｂに示すように、主電極４０とホール電極５０が配置される領域の絶縁膜６０を除去する。例えば、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング法により、絶縁膜６０に開口部６００を設ける。
【0049】
その後、図１０Ａと図１０Ｂに示すように、絶縁膜６０の開口部６００を埋め込むようにして、絶縁膜６０の上面に第１の金属膜４１０を形成する。このとき、メサ溝３１０の壁面にも第１の金属膜４１０が形成される。例えば、ＡｕＧｅ膜とＮｉ膜を順に積層して第１の金属膜４１０を形成してよい。
【0050】
第１の金属膜４１０を形成した後、図１１Ａと図１１Ｂに示すように、主電極４０とホール電極５０となる領域のみ残るように第１の金属膜４１０を選択的に除去する。その後、熱処理による合金化によりＡｕＧｅ膜とＮｉ膜の積層膜をＡｕＧｅ／Ｎｉ膜にしてよい。
【0051】
【0052】
次に、図１３Ａと図１３Ｂに示すように、第１の金属膜４１０の上方において第２の金属膜４２０の上面に第３の金属膜４３０を形成する。第３の金属膜４３０は、例えばＡｕメッキであってよい。その後、図１４Ａと図１４Ｂに示すように、主電極４０とホール電極５０の領域を除いて第２の金属膜４２０を選択的に除去する。上記の工程により、例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ膜、ＴｉＡｕ膜、Ａｕメッキの積層構造の主電極４０とホール電極５０が形成される。
【0053】
【0054】
以上の工程により、メサ形状の第１感磁層３０１および第２感磁層３０２のそれぞれの底面が第１半導体層２０の第１面２０１と接触するホール素子１が完成する。第１感磁層３０１および第２感磁層３０２が第１半導体層２０と直接に接触していることにより、第１半導体層２０の第１面２０１に対して垂直方向に流れる検知電流Ｉｓの電気抵抗を低減することができる。
【0055】
ｐ型不純物を注入したｐ型半導体よりも、ｎ型不純物を注入したｎ型半導体の方がキャリア移動度を高くできる。このため、ホール素子１では、磁場の感度を上げるために、半導体の不純物としてｎ型不純物を使用することが好ましい。また、第１面２０１と平行に流れる検知電流Ｉｓは、磁場Ｂの検知に直接は関与しない。このため、第１面２０１と平行に流れる検知電流Ｉｓの電気抵抗を低減するために、第１半導体層２０の不純物濃度を感磁層３０の不純物濃度よりも高くしている。
【0056】
既に説明したように、検知電流Ｉｓの第２感磁層３０２Ａに流れる成分と第２感磁層３０２Ｂに流れる成分に対してそれぞれ発生するローレンツ力ｆの向きが反対であることにより、垂直磁場を誤って検知することが防止される。したがって、第２感磁層３０２Ａと第２感磁層３０２Ｂをそれぞれ流れる検知電流Ｉｓの成分を同等にするために、第２感磁層３０２Ａにおける電流経路と第２感磁層３０２Ｂにおける電流経路の電気抵抗が同等であることが好ましい。
【0057】
このため、第２感磁層３０２Ａと第２感磁層３０２Ｂの高さおよび断面積が同等であるように、感磁層３０が形成される。感磁層３０の高さは第１半導体層２０の第１面２０１に垂直な方向のサイズであり、断面積は高さ方向に垂直な断面の面積である。更に、第２感磁層３０２の電気抵抗に影響するその他のメサ形状のパラメータ、例えば第１面２０１に対する側面の傾き、底面および上面の幅など、についても第２感磁層３０２Ａと第２感磁層３０２Ｂで同等にすることが好ましい。
【0058】
感磁層３０の形成では、例えばフォトリソグラフィ技術によりパターニングしたシリコン酸化膜又はフォトレジスト膜などをエッチングマスクとして使用してもよい。フォトレジスト膜よりも硬度の高いシリコン酸化膜などをエッチングマスクとして使用することにより、エッチングマスクの形状の安定性を向上することができる。
【0059】
感磁層３０のそれぞれの側面は、第１半導体層２０の第１面２０１に対して垂直方向に延伸してもよいし、第１面２０１と斜めに交差する方向に延伸してもよい。例えば、図１７に示すように、感磁層３０の側面が第１半導体層２０の第１面２０１に対して垂直に延伸することにより、Ｚ方向から見てホール素子１のサイズを小さくすることができる。
【0060】
ところで、式（５）および式（６）に示すように、感度Ｋｈは磁場の向かう方向に沿った感磁層３０の長さｔおよび幅Ｗに依存する。したがって、ホール素子１に要求される感度に応じて感磁層３０のサイズを設定してもよい。ただし、図１８に示すように、主電極４０から感磁層３０に流れる検知電流Ｉｓは、上下方向（Ｚ方向）に流れる間に感磁層３０の内部で横方向（ＸＹ平面）に広がる。したがって、主電極４０のサイズは、感磁層３０の上面の面積よりも小さいことが好ましい。例えば、感磁層３０の一辺の長さは、主電極４０の対応する辺の長さの３倍程度に設定される。このため、主電極４０のサイズは、要求される感度に応じた感磁層３０のサイズに対して検知電流Ｉｓの広がりを考慮して設定することが好ましい。
【0061】
主電極４０のサイズは、電極プロセス設計での製造限界の下限の制限を受ける。また、主電極４０を外部の電源と例えばワイヤボンディングなどにより電気的に接続するために、主電極４０には一定の面積が必要である。このため、図１８に示すように、感磁層３０の上面に形成した絶縁膜６０の上面に必要な面積の主電極４０を形成し、絶縁膜６０の開口部６００において主電極４０と感磁層３０を接触させている。言い換えると、絶縁膜６０の開口部６００のサイズ（以下、「目抜きサイズＤ」）が、要求される感度に応じた感磁層３０のサイズに対応するように設計される。
【0062】
上記のように、感磁層３０の上面に絶縁膜６０を形成し、絶縁膜６０に設けた開口部６００を介して主電極４０が感磁層３０と電気的に接続することが好ましい。絶縁膜６０の開口部６００の目抜きサイズＤは、ホール素子１の感度Ｋｈに影響する感磁層３０のサイズ、感磁層３０での検知電流Ｉｓの広がり、主電極４０のサイズと目抜きサイズＤの関係などを考慮して設定されることが好ましい。目抜きサイズＤが、感度Ｋｈに影響するホール素子１の主電極４０の実質的なサイズである。
【0063】
＜変形例＞
上記では、第１感磁層３０１を挟んで一対の第２感磁層３０２が配置された構成を示した。既に説明したように、垂直磁場を誤って検出しないように、検知電流Ｉｓの電流経路は磁場Ｂｘの通過する方向に沿って２つの電流経路が対称に構成されていることが好ましい。このため、第１感磁層３０１に対して対称性を保って検知電流Ｉｓを２以上の複数に分岐してもよい。言い換えると、検知電流Ｉｓの対称性が保たれるならば、第２感磁層３０２の個数が２つ以外であってもよい。
上記では、第１感磁層３０１を挟んで一対の第２感磁層３０２が配置された構成を示した。既に説明したように、垂直磁場を誤って検出しないように、検知電流Ｉｓの電流経路は磁場Ｂｘの通過する方向に沿って２つの電流経路が対称に構成されていることが好ましい。このため、第１感磁層３０１に対して対称性を保って検知電流Ｉｓを２以上の複数に分岐してもよい。言い換えると、検知電流Ｉｓの対称性が保たれるならば、第２感磁層３０２の個数が２つ以外であってもよい。
【0064】
例えば図１９Ａに示すように、第１感磁層３０１の両側に配置される第２感磁層３０２の対が複数であってもよい。或いは、図１９Ｂに示すように、第１感磁層３０１を挟んで一対の第２感磁層３０２を配置した構成の電磁層ユニット３０Ａを複数含んでもよい。
【0065】
図１９Ａおよび図１９Ｂに示したホール素子１によれば、検知電流Ｉｓを多く流して感度を向上させることができる。また、検知電流Ｉｓの電流経路が増えることにより、電流経路の電気抵抗を低減することができる。このため、検知電流Ｉｓに関して設計自由度を上げることができる。
【0066】
図１９Ａでは、第１感磁層３０１を挟む第２感磁層３０２の対が２つである構成を示したが、第２感磁層３０２の対が３つ以上であってもよい。図１９Ｂでは、２つの電磁層ユニット３０Ａを含む構成を示したが、電磁層ユニット３０Ａの個数が３つ以上であってもよい。
【0067】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るホール素子１は、図２０に示すように、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２と第１半導体層２０の第１面２０１との間に配置された第２半導体層７０を更に備えることが、第１の実施形態に係るホール素子１と異なる点である。第２半導体層７０は、感磁層３０と組成の異なる材料の半導体層である。その他の構成については、第２の実施形態は図１に示す第１の実施形態と同様である。
第２の実施形態に係るホール素子１は、図２０に示すように、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２と第１半導体層２０の第１面２０１との間に配置された第２半導体層７０を更に備えることが、第１の実施形態に係るホール素子１と異なる点である。第２半導体層７０は、感磁層３０と組成の異なる材料の半導体層である。その他の構成については、第２の実施形態は図１に示す第１の実施形態と同様である。
【0068】
以下に、図面を参照して、第２の実施形態に係るホール素子１の製造方法を説明する。
【0069】
まず、基板１０の上面に第１半導体層２０を形成する。次いで、図２１に示すように、例えばエピタキシャル成長法などにより、第１半導体層２０の第１面２０１に第２半導体層７０を形成し、更に、第２半導体層７０の上面に感磁層膜３００を形成する。第２半導体層７０は、感磁層膜３００よりもエッチングレートが低い材料である。言い換えると、第２半導体層７０は、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２よりもエッチングレートが低い。
【0070】
例えば、感磁層膜３００がｎ型不純物をドーピングしたＧａＡｓ膜である場合に、第２半導体層７０はｎ型不純物をドーピングしたＩｎＧａＰなどのリン（Ｐ）系の化合物半導体であってもよい。第２半導体層７０の膜厚は例えば１０ｎｍ以下程度である。
【0071】
【0072】
ただし、図７Ａと図７Ｂを参照して説明した工程と異なり、感磁層膜３００をエッチングしてメサ溝３１０を形成する工程において、第２半導体層７０がエッチングストップ層として機能する。このため、図２０に示すように、第１半導体層２０の第１面２０１に第２半導体層７０が配置された構成のホール素子１が完成する。第２半導体層７０をエッチングストップ層とすることにより、感磁層膜３００のオーバーエッチングにより第１半導体層２０の上部がエッチングされることを考慮せずに、感磁層膜３００を十分にエッチングすることができる。これにより、第１感磁層３０１と第２感磁層３０２の間で第１半導体層２０の第１面２０１と平行に感磁層膜３００が残ることを防止できる。
【0073】
図２０に示したホール素子１の製造工程では、ドライエッチング法とウェットエッチング法の２段階でメサ溝３１０を形成してもよい。例えば、ドライエッチング法を用いて一定の深さまで感磁層膜３００をエッチングした後、ウェットエッチング法を用いて第２半導体層７０が露出するまで感磁層膜３００をエッチングしてもよい。これにより、ドライエッチング法を用いてエッチング時間を短くすると共に、第２半導体層７０をウェットエッチング法のエッチングストップ層として使用できる。
【0074】
第２半導体層７０の膜厚は例えば１０ｎｍ程度と薄くてもよい。このため、第１半導体層２０の第１面２０１と平行に第２半導体層７０を流れる電流の電気抵抗は高く、第２半導体層７０を第１面２０１と平行に検知電流Ｉｓが流れることを抑制できる。その結果、第１感磁層３０１と第２感磁層３０２の間を流れる検知電流Ｉｓの電流経路を第１半導体層２０に限定することができる。なお、感磁層３０が形成された後に、第１半導体層２０の第１面２０１を露出させるように一部の第２半導体層７０を除去してもよい。
【0075】
上記では、感磁層３０を形成する工程におけるエッチングストップ層として第２半導体層７０を使用する場合を説明した。第２半導体層７０は、ドライエッチング法によるエッチングにおける終点検出（End Point Detection；ＥＰＤ）に利用してもよい。
【0076】
例えば、ドライエッチング法による感磁層膜３００のエッチング工程において、感磁層膜３００と第２半導体層７０の組成元素の違いによる光の反射率の変化を検出することにより、エッチングの終点検出が可能である。感磁層膜３００がＧａＡｓ膜である場合に、第２半導体層７０をＩｎＧａＰ膜とすることにより、光の反射率の変化によりエッチング工程の終点検出を行うことができる。
【0077】
以上に説明したように、第２の実施形態に係るホール素子１によれば、メサ形状の感磁層３０と接触する領域を除いた第１半導体層２０の残余の領域に感磁層膜３００が残らない。このため、第１半導体層２０の表面に形成された感磁層膜３００を検知電流Ｉｓが流れることが防止される。他は、第２の実施形態に係るホール素子１は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
【0078】
（その他の実施形態）
上記では、第１感磁層３０１から第１感磁層３０１の両側にそれぞれ配置された２つの第２感磁層３０２に検知電流Ｉｓを流す場合を説明した。しかし、図２２に示すように、第２感磁層３０２Ａおよび第２感磁層３０２Ｂから第１感磁層３０１に検知電流Ｉｓを流してもよい。この場合、図２２に示すように、ローレンツ力ｆの向きは図２に示す向きとは逆向きである。
上記では、第１感磁層３０１から第１感磁層３０１の両側にそれぞれ配置された２つの第２感磁層３０２に検知電流Ｉｓを流す場合を説明した。しかし、図２２に示すように、第２感磁層３０２Ａおよび第２感磁層３０２Ｂから第１感磁層３０１に検知電流Ｉｓを流してもよい。この場合、図２２に示すように、ローレンツ力ｆの向きは図２に示す向きとは逆向きである。
【0079】
なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【0080】
［付記］
本開示から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、限定する意図ではなく理解の補助のために、付記に記載される構成要素には、実施形態中の対応する構成要素の参照符号が付されている。参照符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、参照符号で示される構成要素に限定されるべきではない。
本開示から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、限定する意図ではなく理解の補助のために、付記に記載される構成要素には、実施形態中の対応する構成要素の参照符号が付されている。参照符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、参照符号で示される構成要素に限定されるべきではない。
【0081】
（付記１：第１の実施形態、図１）
ホール素子１は、相互に対向する第１面２０１と第２面２０２で両面が定義された導電性の第１半導体層２０、メサ形状の導電性半導体である第１感磁層３０１および第２感磁層３０２を備える。第１感磁層３０１は、第１半導体層２０の第１面２０１の上方に配置され、底面が第１面２０１に対向する。第２感磁層３０２は、第１感磁層３０１から離隔した位置で第１面２０１の上方に配置され、底面が第１面２０１に対向する。付記１に記載のホール素子１によれば、メサ形状の感磁層３０を有するホール素子を提供することができる。
ホール素子１は、相互に対向する第１面２０１と第２面２０２で両面が定義された導電性の第１半導体層２０、メサ形状の導電性半導体である第１感磁層３０１および第２感磁層３０２を備える。第１感磁層３０１は、第１半導体層２０の第１面２０１の上方に配置され、底面が第１面２０１に対向する。第２感磁層３０２は、第１感磁層３０１から離隔した位置で第１面２０１の上方に配置され、底面が第１面２０１に対向する。付記１に記載のホール素子１によれば、メサ形状の感磁層３０を有するホール素子を提供することができる。
【0082】
（付記２：第１の実施形態、図１）
付記１に記載のホール素子１において、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２のそれぞれで、底面から底面に対向する上面に向かう方向が第１面２０１と交差する。付記２に記載のホール素子１によれば、検知電流Ｉｓが基板１０の主面と垂直な方向に感磁層３０を流れる。これにより、ホール素子１は、基板１０の主面に対して平行な向きの磁場を検知することができる。
付記１に記載のホール素子１において、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２のそれぞれで、底面から底面に対向する上面に向かう方向が第１面２０１と交差する。付記２に記載のホール素子１によれば、検知電流Ｉｓが基板１０の主面と垂直な方向に感磁層３０を流れる。これにより、ホール素子１は、基板１０の主面に対して平行な向きの磁場を検知することができる。
【0083】
（付記３：第１の実施形態、図１）
付記１又は付記２に記載のホール素子１において、第１感磁層３０１の上面に配置された第１主電極４０１と、第２感磁層３０２の上面に配置された第２主電極４０２を更に備える。付記３に記載のホール素子１によれば、第１主電極４０１を検知電流Ｉｓの電流経路の第１の端部とし、第２主電極４０２を電流経路の第２の端部として、検知電流Ｉｓが基板１０の主面と垂直な方向に流れる。
付記１又は付記２に記載のホール素子１において、第１感磁層３０１の上面に配置された第１主電極４０１と、第２感磁層３０２の上面に配置された第２主電極４０２を更に備える。付記３に記載のホール素子１によれば、第１主電極４０１を検知電流Ｉｓの電流経路の第１の端部とし、第２主電極４０２を電流経路の第２の端部として、検知電流Ｉｓが基板１０の主面と垂直な方向に流れる。
【0084】
（付記４：第１の実施形態、図２）
付記１乃至３のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１主電極４０１を挟んで第１感磁層３０１の上面に配置された一対のホール電極５０を更に備える。付記４に記載のホール素子１は、第１面２０１と平行な向きの磁場と、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２を流れる検知電流Ｉｓとにより発生するローレンツ力ｆに起因するホール出力電圧を、ホール電極５０により検知可能に構成されている。
付記１乃至３のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１主電極４０１を挟んで第１感磁層３０１の上面に配置された一対のホール電極５０を更に備える。付記４に記載のホール素子１は、第１面２０１と平行な向きの磁場と、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２を流れる検知電流Ｉｓとにより発生するローレンツ力ｆに起因するホール出力電圧を、ホール電極５０により検知可能に構成されている。
【0085】
（付記５：第１の実施形態、図１）
付記１乃至４のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１感磁層３０１を挟んで２つの第２感磁層３０２が配置されている。付記５に記載のホール素子１によれば、検知電流Ｉｓの電流経路が２つあることにより、基板１０の主面に対して垂直方向に通過する磁場を誤って検知することが防止される。
付記１乃至４のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１感磁層３０１を挟んで２つの第２感磁層３０２が配置されている。付記５に記載のホール素子１によれば、検知電流Ｉｓの電流経路が２つあることにより、基板１０の主面に対して垂直方向に通過する磁場を誤って検知することが防止される。
【0086】
（付記６：第１の実施形態、図１）
付記１乃至５のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２のそれぞれの底面が、第１半導体層２０の第１面２０１と接触する。第１感磁層３０１および第２感磁層３０２が第１半導体層２０と直接に接触していることにより、第１半導体層２０の第１面２０１に対して垂直方向に流れる検知電流Ｉｓの電気抵抗を低減することができる。
付記１乃至５のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２のそれぞれの底面が、第１半導体層２０の第１面２０１と接触する。第１感磁層３０１および第２感磁層３０２が第１半導体層２０と直接に接触していることにより、第１半導体層２０の第１面２０１に対して垂直方向に流れる検知電流Ｉｓの電気抵抗を低減することができる。
【0087】
（付記７：第１の実施形態、図５）
付記１乃至６いずれか１つに記載のホール素子１において、第１半導体層２０の第１面２０１に形成された凸形状部の頂面に第１感磁層３０１および第２感磁層３０２が配置されている。第１半導体層２０の第１面２０１に凸形状部が形成されるようにオーバーエッチングにより感磁層３０を形成することにより、感磁層３０と接触する領域を除いた第１面２０１の残余の領域に感磁層膜３００が残らない。
付記１乃至６いずれか１つに記載のホール素子１において、第１半導体層２０の第１面２０１に形成された凸形状部の頂面に第１感磁層３０１および第２感磁層３０２が配置されている。第１半導体層２０の第１面２０１に凸形状部が形成されるようにオーバーエッチングにより感磁層３０を形成することにより、感磁層３０と接触する領域を除いた第１面２０１の残余の領域に感磁層膜３００が残らない。
【0088】
（付記８：第２の実施形態、図２０）
付記１乃至５のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２と第１半導体層２０の第１面２０１との間に配置された、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２と組成の異なる第２半導体層７０を更に備える。付記８に記載のホール素子１によれば、第１感磁層３０１と第２感磁層３０２の間の領域に感磁層膜３００が残らない。このため、第１半導体層２０の表面に形成された感磁層膜３００を検知電流Ｉｓが流れることが防止される。
付記１乃至５のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２と第１半導体層２０の第１面２０１との間に配置された、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２と組成の異なる第２半導体層７０を更に備える。付記８に記載のホール素子１によれば、第１感磁層３０１と第２感磁層３０２の間の領域に感磁層膜３００が残らない。このため、第１半導体層２０の表面に形成された感磁層膜３００を検知電流Ｉｓが流れることが防止される。
【0089】
（付記９：第２の実施形態、図２０）
付記９に記載のホール素子１において、第２半導体層７０が、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２よりもエッチングレートが低い。付記９のホール素子１によれば、第２半導体層７０をエッチングストップ層とすることにより、第１半導体層２０の第１面２０１に感磁層膜３００が残ることを防止できる。
付記９に記載のホール素子１において、第２半導体層７０が、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２よりもエッチングレートが低い。付記９のホール素子１によれば、第２半導体層７０をエッチングストップ層とすることにより、第１半導体層２０の第１面２０１に感磁層膜３００が残ることを防止できる。
【0090】
（付記１０：第１の実施形態、図１７）
付記１乃至９のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２のそれぞれの側面が、第１半導体層２０の第１面２０１に対して垂直方向に延伸する。付記１０に記載のホール素子１によれば、ホール素子１のサイズを小さくすることができる。
付記１乃至９のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１感磁層３０１および第２感磁層３０２のそれぞれの側面が、第１半導体層２０の第１面２０１に対して垂直方向に延伸する。付記１０に記載のホール素子１によれば、ホール素子１のサイズを小さくすることができる。
【0091】
（付記１１：第１の実施形態）
付記１乃至１０のいずれか１つに記載のホール素子１において、感磁層３０の材料が化合物半導体を含む。付記１１に記載のホール素子１によれば、感磁層３０の材料が化合物半導体であることにより、感磁層３０の材料がシリコンの場合に比べて感度が高く、且つ、感度の温度に対する変化が少ない温度特性の良いホール素子１が得られる。
付記１乃至１０のいずれか１つに記載のホール素子１において、感磁層３０の材料が化合物半導体を含む。付記１１に記載のホール素子１によれば、感磁層３０の材料が化合物半導体であることにより、感磁層３０の材料がシリコンの場合に比べて感度が高く、且つ、感度の温度に対する変化が少ない温度特性の良いホール素子１が得られる。
【0092】
（付記１２：第１の実施形態）
付記１１に記載のホール素子１において、感磁層３０の材料がガリウム砒素を含む。感磁層３０の材料が化合物半導体のガリウム砒素であることにより、感度が高く、且つ、温度特性の良いホール素子１が得られる。
付記１１に記載のホール素子１において、感磁層３０の材料がガリウム砒素を含む。感磁層３０の材料が化合物半導体のガリウム砒素であることにより、感度が高く、且つ、温度特性の良いホール素子１が得られる。
【0093】
（付記１３：第１の実施形態）
付記１乃至１２のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１半導体層２０の第２面２０２と接続する絶縁性の基板を更に備える。
付記１乃至１２のいずれか１つに記載のホール素子１において、第１半導体層２０の第２面２０２と接続する絶縁性の基板を更に備える。
【符号の説明】
【0094】
１ ホール素子
１０ 基板
２０ 第１半導体層
６０ 絶縁膜
７０ 第２半導体層
２０１ 第１面
２０２ 第２面
３０１ 第１感磁層
３０２Ａ、３０２Ｂ 第２感磁層
４０１ 第１主電極
４０２Ａ、４０２Ｂ 第２主電極
５０１ 第１ホール電極
５０２ 第２ホール電極
１０ 基板
２０ 第１半導体層
６０ 絶縁膜
７０ 第２半導体層
２０１ 第１面
２０２ 第２面
３０１ 第１感磁層
３０２Ａ、３０２Ｂ 第２感磁層
４０１ 第１主電極
４０２Ａ、４０２Ｂ 第２主電極
５０１ 第１ホール電極
５０２ 第２ホール電極
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22】