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(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】P2025007739
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】磁電変換素子及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H10N 52/00 20230101AFI20250109BHJP
H10N 52/01 20230101ALI20250109BHJP
H10N 52/85 20230101ALI20250109BHJP
G01R 33/07 20060101ALI20250109BHJP
【ＦＩ】
H10N52/00 S
H10N52/00 P
H10N52/01
H10N52/85
G01R33/07
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023109339
(22)【出願日】2023-07-03
(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】▲高▼水 大樹
【テーマコード（参考）】
2G017
5F092
【Ｆターム（参考）】
2G017AA02
2G017AD53
2G017AD61
2G017AD62
5F092AB01
5F092AC02
5F092BA03
5F092BA06
5F092BA15
5F092BA19
5F092BA20
5F092BA21
5F092BA22
5F092BA32
5F092CA08
5F092CA11
(57)【要約】
【課題】感磁層と金属電極層との間の接触抵抗を低減する。
【解決手段】ホール素子１０は、化合物半導体を含む基板１１と、基板１１の頂面に形成された感磁層１２と、感磁層１２上に形成された感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層１３と、エッチングストップ層１３上にエッチングストップ層１３の一部が露出するように形成された感磁層１２より接触抵抗が低いコンタクト層１４と、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４が形成された頂面を露出したエッチングストップ層１３を除いて覆うように形成された保護層１６と、保護層１６上に形成され、保護層１６に形成された開口を通じてコンタクト層１４に接する金属電極層１５とを含み、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４は化合物半導体を含み、露出したエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂは酸化により絶縁体にされた。
【選択図】図２
【解決手段】ホール素子１０は、化合物半導体を含む基板１１と、基板１１の頂面に形成された感磁層１２と、感磁層１２上に形成された感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層１３と、エッチングストップ層１３上にエッチングストップ層１３の一部が露出するように形成された感磁層１２より接触抵抗が低いコンタクト層１４と、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４が形成された頂面を露出したエッチングストップ層１３を除いて覆うように形成された保護層１６と、保護層１６上に形成され、保護層１６に形成された開口を通じてコンタクト層１４に接する金属電極層１５とを含み、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４は化合物半導体を含み、露出したエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂは酸化により絶縁体にされた。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
化合物半導体を含む基板と、
前記基板の頂面に形成された感磁層と、
前記感磁層上に形成された前記感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層と、
前記エッチングストップ層上に前記エッチングストップ層の一部が露出するように形成された前記感磁層より金属との接触抵抗が低いコンタクト層と、
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層が形成された前記頂面を前記露出したエッチングストップ層上を除いて覆うように形成された保護層と、
前記保護層上に形成され、前記保護層に形成された開口を通じて前記コンタクト層に接する金属電極層と
を含み、
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層は前記化合物半導体を含み、前記露出した前記エッチングストップ層の一部は酸化により絶縁体にされた磁電変換素子。
前記基板の頂面に形成された感磁層と、
前記感磁層上に形成された前記感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層と、
前記エッチングストップ層上に前記エッチングストップ層の一部が露出するように形成された前記感磁層より金属との接触抵抗が低いコンタクト層と、
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層が形成された前記頂面を前記露出したエッチングストップ層上を除いて覆うように形成された保護層と、
前記保護層上に形成され、前記保護層に形成された開口を通じて前記コンタクト層に接する金属電極層と
を含み、
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層は前記化合物半導体を含み、前記露出した前記エッチングストップ層の一部は酸化により絶縁体にされた磁電変換素子。
【請求項2】
前記化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む請求項１に記載の磁電変換素子。
【請求項3】
前記ＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓの少なくとも一つを含む請求項２に記載の磁電変換素子。
【請求項4】
前記感磁層には、Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方が添加された請求項１に記載の磁電変換素子。
【請求項5】
前記エッチングストップ層には、Ａｌ及びＴｅが添加された請求項１に記載の磁電変換素子。
【請求項6】
前記コンタクト層には、Ｔｅが添加された請求項１に記載の磁電変換素子。
【請求項7】
化合物半導体を含む基板の頂面に感磁層を形成する工程と、
前記感磁層上に前記感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層を形成する工程と、
前記エッチングストップ層上に前記感磁層より金属との接触抵抗が低いコンタクト層を形成する工程と、
前記コンタクト層上に前記コンタクト層の一部が露出するように保護層を形成する工程と、
前記保護層から露出した前記コンタクト層をエッチングして前記エッチングストップ層の一部が露出するようにする工程と、
前記露出した前記エッチングストップ層の一部を酸化させて絶縁体にする工程と、
前記保護層上に金属電極層を形成する工程と
を含み、
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層はいずれも前記化合物半導体を含む磁電変換素子の製造方法。
前記感磁層上に前記感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層を形成する工程と、
前記エッチングストップ層上に前記感磁層より金属との接触抵抗が低いコンタクト層を形成する工程と、
前記コンタクト層上に前記コンタクト層の一部が露出するように保護層を形成する工程と、
前記保護層から露出した前記コンタクト層をエッチングして前記エッチングストップ層の一部が露出するようにする工程と、
前記露出した前記エッチングストップ層の一部を酸化させて絶縁体にする工程と、
前記保護層上に金属電極層を形成する工程と
を含み、
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層はいずれも前記化合物半導体を含む磁電変換素子の製造方法。
【請求項8】
前記化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む請求項７に記載の磁電変換素子の製造方法。
【請求項9】
前記ＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓの少なくとも一つを含む請求項８に記載の磁電変換素子の製造方法。
【請求項10】
前記感磁層には、Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方が添加された請求項７に記載の磁電変換素子の製造方法。
【請求項11】
前記エッチングストップ層には、Ａｌ及びＴｅが添加された請求項７に記載の磁電変換素子の製造方法。
【請求項12】
前記コンタクト層には、Ｔｅが添加された請求項７に記載の磁電変換素子の製造方法。
【請求項13】
前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層が前記頂面において所定のパターンを形成するように前記感磁層、前記エッチングストップ層及び前記コンタクト層の一部を除去する工程をさらに含む請求項７に記載の磁電変換素子の製造方法。
【請求項14】
前記コンタクト層上の前記保護層に開口を形成する工程をさらに含み、前記金属電極層は前記開口を通じて前記コンタクト層に接する請求項７に記載の磁電変換素子の製造方法。
【請求項15】
前記基板の頂面において、少なくとも前記露出したエッチングストップ層を覆うように保護層を形成する工程をさらに含む請求項７に記載の磁電変換素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、磁電変換素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
磁電変換素子の一例として、ホール素子が知られている。ホール素子は、磁気信号を電気信号に変換して検出するものであり、電流センサや、モータの回転角検出センサなどの幅広い分野で利用されている。従来のホール素子の構成は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１は、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）に不純物のＳｉ（シリコン）を添加したｎ型半導体で構成した感磁層を基板上に平面視で十字形状を成すように形成したホール素子を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－５０３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
Ｓｉ添加のｎ型ＧａＡｓで構成された感磁層においては、磁気の検出感度を高めるためにキャリアの移動度を高くする必要があり、それにはＳｉを低濃度にする必要がある。このため感磁層と金属電極層との金属半導体接合において接触抵抗が高くなりやすかった。この高い接触抵抗はホール素子の感度を低下させる。接触抵抗を低減するために、金属に接する半導体の界面に不純物を高濃度で添加したいわゆるコンタクト層を介在させることがあるが、ｎ型の不純物としてＳｉは拡散係数が高く、感磁層に拡散して感度を低下させるため、Siを適応することは困難であった。
【0005】
この発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、ＧａＡｓに不純物のＳｉを添加したｎ型半導体で構成した感磁層を有する磁電変換素子において、感磁層と金属電極層との金属半導体接合における接触抵抗を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述の課題を解決するために、本開示は、化合物半導体を含む基板と、基板の頂面に形成された感磁層と、感磁層上に形成された感磁層よりエッチングレートが低いエッチングストップ層と、エッチングストップ層上にエッチングストップ層の一部が露出するように形成された感磁層より金属との接触抵抗が低いコンタクト層と、感磁層、エッチングストップ層及びコンタクト層が形成された頂面を前記露出したエッチングストップ層上を除いて覆うように形成された保護層と、保護層上に形成され、保護層に形成された開口を通じてコンタクト層に接する金属電極層とを含み、感磁層、エッチングストップ層及びコンタクト層は化合物半導体を含み、露出したエッチングストップ層の一部は酸化により絶縁体にされた。
【発明の効果】
【0007】
本開示によると、感磁層と金属電極層との間の接触抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、磁電変換素子及びその製造方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、磁電変換素子の一例としてホール素子について説明する。図１は、ホール素子１０を示す平面図である。図２は、図１において切断線ＩＩ－ＩＩでホール素子１０を切断した断面図である。
【0010】
ホール素子１０において、平面視で略矩形を有する基板１１の頂面には、略矩形の二つの対角線方向に延びる略十字型のパターンを形成するように感磁層１２及びエッチングストップ層１３が順に積層されている。エッチングストップ層１３の端部の第１領域１３ａには、コンタクト層１４がそれぞれ積層されている。これら感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４が積層された基板１１の頂面は、エッチングストップ層１３において第１領域１３ａに挟まれた中央の第２領域１３ｂを除いて、絶縁体である保護層１６によって覆われている。保護層１６上には互いに電気的に分離した金属電極層１５が形成されている。保護層１６はコンタクト層１４上で開口し、金属電極層１５は開口を通じてそれぞれコンタクト層１４に接し、コンタクト層１４を介在させて感磁層１２に電気的に接続している。金属電極層１５は、保護層１６上でコンタクト層１４に隣接する領域までさらに伸びている。
【0011】
金属電極層１５は、第１金属電極層１５１から第４金属電極層１５４までの４個から構成されている。これらの内で、一つの対角線方向に対向する例えば第１金属電極層１５１及び第３金属電極層１５３は入力端子を構成し、他の一つの対角線方向に対向する例えば第２金属電極層１５２及び第４金属電極層１５４は出力端子を構成している。感磁層１２において、第１金属電極層１５１及び第３金属電極層１５３のような一対の入力端子の間の経路を移動するキャリアは感磁層１２を貫く磁場により移動方向と直交する方向にローレンツ力を及ぼされ、移動方向とは略直交方向に対向する第２金属電極層１５２及び第４金属電極層１５４のような出力端子に磁場の強さに応じた起電力が検出される。
【0012】
エッチングストップ層１３において、中央の第２領域１３ｂは、コンタクト層１４、保護層１６又は金属電極層１５によって覆われることなく露出し、酸化により絶縁体にされている。この第２領域１３ｂのエッチングストップ層１３は、図示しない他の保護層によって覆われてもよい。
【0013】
本実施の形態のホール素子１０において、基板１１はＩＩＩ－Ｖ族のＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）による化合物半導体から構成されている。感磁層１２は、不純物としてＳｉ（シリコン）及びＴｅ（テルル）の少なくとも一方を添加したＧａＡｓによるｎ型化合物半導体から構成されている。感磁層１２は、磁気を検出する感度を確保するために、移動度が落ちない程度に不純物が低濃度で添加され、キャリア濃度が低くなっている。
【0014】
エッチングストップ層１３は、エッチングレートが低下するようにＡｌを加えたＡｌxＧａ(1-x)Ａｓ（ヒ化アルミニウムガリウム、０＜ｘ＜１）に、不純物としてＴｅを添加したｎ型化合物半導体から構成されている。エッチングストップ層１３において、コンタクト層１４、金属電極層１５又は保護層１６によって覆われずに露出している第２領域１３ｂは、酸化されて絶縁体のＧａ２Ｏ３（酸化ガリウム）及びＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）が生成されている。エッチングストップ層１３は感磁層１２に接しているが、エッチングストップ層１３に含まれる不純物のＴｅは拡散しにくい性質を有している。このため、感磁層１２へ不純物が拡散してキャリアの移動度が低下するような感磁層１２の劣化が発生することはなく、ホール素子１０の感度が確保される。
【0015】
コンタクト層１４は、不純物としてＴｅを添加したＧａＡｓによるｎ型化合物半導体から構成されている。コンタクト層１４は、ｎ型半導体のエッチングストップ層１３と金属電極層１５との間に介在し、金属電極層１５との接触抵抗が低下するように、エッチングストップ層１３と比べて高濃度のＴｅが添加されて高いキャリア濃度にされている。コンタクト層１４は、エッチングストップ層１３を介して感磁層１２に接しているが、コンタクト層１４に含まれる高濃度のＴｅは拡散しにくい性質を有している。このため、前述のように、感磁層１２へのＴｅの拡散による移動度の低下のような感磁層１２の劣化は発生することがなく、ホール素子１０の感度が確保される。
【0016】
金属電極層１５は、積層構造としてもよく、例えばＡｕＧｅ（金ゲルマニウム）、Ｎｉ（ニッケル）及びＡｕ（金）を順に積層してもよい。保護層１６には、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）、ＳｉＮ（窒化珪素）、ＳｉＯＮ（酸窒化珪素）などを使用してもよい。なお、本実施の形態のホール素子１０において、基板１１、感磁層１２、エッチングストップ層１３、コンタクト層１４に含まれる化合物半導体にはＩＩＩ－Ｖ族のＧａＡｓを示したが、これに限らずＩｎＳｂ（アンチモン化インジウム）、ＩｎＡｓ（ヒ化インジウム）など他の種類の化合物半導体を使用してもよい。
【0017】
本実施の形態のホール素子１０においては、コンタクト層１４に高濃度で添加された不純物にはＴｅを使用している。また、コンタクト層１４と感磁層１２との間に介在するエッチングストップ層の不純物にもＴｅを使用している。したがって、本実施の形態においては、コンタクト層１４に添加された高濃度のＴｅにより高濃度のキャリアを提供して金属電極層１５との間の接触抵抗を低減することができる。このような接触抵抗を低減することにより、ホール素子１０の感度又は効率を向上させることができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２にＴｅが添加されたエッチングストップ層１３が隣接し、高濃度のＴｅが添加されたコンタクト層１４がエッチングストップ層１３を介在させて接していても、Ｔｅが拡散して感磁層１２が劣化することにより感度が低下することはない。
【0018】
【0019】
図３Ａに示すように、ＧａＡｓから構成された基板１１を用意する。図３Ｂに示すように、基板１１の頂面に不純物としてＳｉ及びＴｅの少なくとも一方を添加したＧａＡｓによるｎ型化合物半導体を堆積して感磁層１２を所定の厚さに形成する。感磁層１２は、磁気を検出する感度を確保するために、移動度が高くなるように不純物も低濃度で添加されている。
【0020】
図３Ｃに示すように、感磁層１２上にエッチングレートが低下するようにＡｌを加えたＡｌxＧａ(1-x)Ａｓに不純物としてＴｅを添加したｎ型化合物半導体を堆積してエッチングストップ層１３を所定の厚さに形成する。エッチングストップ層１３は、後述する工程により所定の領域が大気、水蒸気などへの暴露によりＧａ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３に容易に酸化されるように、感磁層１２よりも薄い適切な厚さに設定されている。エッチングストップ層１３の厚さは、３０ｎｍ～２００ｎｍの範囲にあってもよい。
【0021】
図３Ｄに示すように、エッチングストップ層１３上に不純物としてＴｅを添加したＧａＡｓによるｎ型化合物半導体を堆積してコンタクト層１４を形成する。コンタクト層１４は、金属電極層１５との接触抵抗が低下するように、エッチングストップ層１３と比べて高濃度のＴｅを添加してキャリア濃度を高めている。
【0022】
図３Ｅに示すように、基板１１の頂面に積層した感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４が、平面視で略矩形の形状を有する基板１１の頂面において二つの対角線方向に延びる略十字型のパターンを形成するように、積層した感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４の一部を除去する。なお、これらの除去は、エッチングによるものでもよいし、リフトオフによるものでもよい。
【0023】
図３Ｆに示すように、基板１１の頂面及び基板１１の頂面に積層された感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４を覆うように、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどで保護層１６を形成する。保護層１６は、平面視で略十字形状を有するコンタクト層１４において、端部の第１領域１３ａを除いた中央の第２領域１３ｂ上で開口している。
【0024】
図３Ｇに示すように、保護層１６に覆われていない、露出したコンタクト層１４をエッチングにより除去する。コンタクト層１４の下にあるエッチングストップ層１３は、コンタクト層１４及び感磁層１２よりも低いエッチングレートを有している。このため、露出したコンタクト層１４をエッチングすることにより、コンタクト層１４のみを除去し、エッチングストップ層１３を残すことができる。露出したコンタクト層１４をエッチングにより除去すると、エッチングストップ層１３において保護層１６によって覆われていない第２領域１３ｂが露出するようになる。
【0025】
図３Ｈに示すように、金属電極層から１５から露出したエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂにおいてＡｌxＧａ(1-x)Ａｓを絶縁体のＧａ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３に酸化する。ＡｌxＧａ(1-x)Ａｓの酸化は、第２領域１３ｂを大気に暴露することによってもよいし、水蒸気に暴露することによってもよい。エッチングストップ層１３は、前述のように適切な厚さに設定されているため、第２領域１３ｂは暴露により容易に酸化される。
【0026】
図３Ｉに示すように、エッチングによりコンタクト層１４を覆う保護層１６に開口を形成する。そして、保護層１６上に例えばＡｕＧｅ、Ｎｉ及びＡｕを順に積層して金属電極層１５を形成する。金属電極層１５は、保護層１６の開口を通じてコンタクト層１４に接している。このような金属電極層１５の形成により、図２に示したようなホール素子１０が得られる。
【0027】
図１に示したように、金属電極層１５は、平面視で略十字型を有するエッチングストップ層１３における各端部の第１領域１３ａに保護層１６の開口を通じて接し、さらに基板１１の頂面において保護層１６上で第１領域１３ａに隣接する領域まで延びている。このような金属電極層１５のパターンは、金属電極層１５を堆積した後で、エッチングにより形成してもよく、リフトオフによって形成してもよい。
【0028】
図３Ｈに示したエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂを酸化した後で、第２領域１３ｂを覆うようにさらに他の保護層を形成してもよい。他の保護層は、保護層１６と同様に、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどによって形成してもよい。
【0029】
なお、本実施の形態のホール素子１０の製造方法において、基板１１、感磁層１２、エッチングストップ層１３、コンタクト層１４に含まれる化合物半導体にはＩＩＩ－Ｖ族のＧａＡｓを示したが、これに限らずＩｎＳｂ、ＩｎＡｓなど他の種類の化合物半導体を使用してもよい。また、金属電極層１５から露出したコンタクト層１４の所定の領域は金属電極層１５を形成した後でエッチングにより除去されたが、これにコンタクト層１４の当該領域は金属電極層１５が形成される前に除去されてもよい。
【0030】
本実施の形態の製造方法においては、感磁層１２上に感磁層１２及びコンタクト層１４よりもエッチングレートが低いエッチングストップ層１３を形成している。このため、金属電極層１５から露出したコンタクト層１４はエッチングにより除去されるが、エッチングはエッチングストップ層１３に達すると停止され、エッチングストップ層１３の下の感磁層１２に及ぶことはない。
【0031】
本実施の形態の製造方法においては、保護層１６から露出したコンタクト層１４を除去すると、保護層１６からエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂが露出する。エッチングストップ層１３は容易に酸化されるような適切な厚さに設定されているため、第２領域１３ｂは酸素を含む雰囲気への暴露により酸化されて酸化物の絶縁体に転換される。第２領域１３ｂの酸化は大気中に所定時間にわたり静置することによってもよいし、水蒸気などに曝して短時間で進めてもよい。第２領域１３ｂは絶縁体に転換されるため、感磁層１２を流れる電流が第２領域１３ｂを経由することは阻まれ、ホール素子１０の感度が確保される。
【0032】
本実施の形態の製造方法で作製したホール素子１０は、コンタクト層１４に高濃度で添加された不純物にはＴｅを使用している。また、コンタクト層１４と感磁層１２との間に介在するエッチングストップ層の不純物にもＴｅを使用している。したがって、本実施の形態においては、コンタクト層１４に添加された高濃度のＴｅにより高濃度のキャリアを提供して金属電極層１５との間の接触抵抗を低減することができる。このような接触抵抗を低減することにより、ホール素子１０の感度又は効率を向上させることができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２にＴｅが添加されたエッチングストップ層１３が隣接し、高濃度のＴｅが添加されたコンタクト層１４がエッチングストップ層１３を介在させて接していても、Ｔｅが拡散により感磁層１２が劣化して感度が低下することはない。
【0033】
（付記１）
ホール素子１０は、化合物半導体を含む基板１１と、基板１１の頂面に形成された感磁層１２と、感磁層１２上に形成された感磁層１２よりエッチングレートが低いエッチングストップ層１３と、エッチングストップ層１３上にエッチングストップ層１３の一部が露出するように形成された感磁層１２より接触抵抗が低いコンタクト層１４と、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４が形成された頂面を露出したエッチングストップ層上１３を除いて覆うように形成された保護層１６と、保護層１６上に形成され、保護層１６に形成された開口を通じて前記コンタクト層１４に接する金属電極層１５とを含み、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４は化合物半導体を含み、露出したエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂは酸化により絶縁体にされた。コンタクト層１４により金属電極層１５との接触抵抗が低減され、エッチングストップ層１３の第２領域１３ｂは酸化により絶縁体に転換されているため感磁層１２を流れる電流が第２領域１３ｂを経由することを阻んでホール素子１０の感度を確保することができる。
ホール素子１０は、化合物半導体を含む基板１１と、基板１１の頂面に形成された感磁層１２と、感磁層１２上に形成された感磁層１２よりエッチングレートが低いエッチングストップ層１３と、エッチングストップ層１３上にエッチングストップ層１３の一部が露出するように形成された感磁層１２より接触抵抗が低いコンタクト層１４と、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４が形成された頂面を露出したエッチングストップ層上１３を除いて覆うように形成された保護層１６と、保護層１６上に形成され、保護層１６に形成された開口を通じて前記コンタクト層１４に接する金属電極層１５とを含み、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４は化合物半導体を含み、露出したエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂは酸化により絶縁体にされた。コンタクト層１４により金属電極層１５との接触抵抗が低減され、エッチングストップ層１３の第２領域１３ｂは酸化により絶縁体に転換されているため感磁層１２を流れる電流が第２領域１３ｂを経由することを阻んでホール素子１０の感度を確保することができる。
【0034】
（付記２）
付記１に記載の化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含んでもよい。化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体から適宜選択することができる。
付記１に記載の化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含んでもよい。化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体から適宜選択することができる。
【0035】
（付記３）
付記２に記載のＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓの少なくとも一つを含んでもよい。ＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓから適宜選択することができる。
付記２に記載のＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓの少なくとも一つを含んでもよい。ＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓから適宜選択することができる。
【0036】
（付記４）
付記１から３のいずれか一項に記載の感磁層１２には、Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方が添加されてもよい。Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方の添加により、ｎ型半導体を構成することができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
付記１から３のいずれか一項に記載の感磁層１２には、Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方が添加されてもよい。Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方の添加により、ｎ型半導体を構成することができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
【0037】
（付記５）
付記１から４のいずれか一項に記載のエッチングストップ層１３には、Ａｌ及びＴｅが添加されてもよい。Ａｌの添加によりエッチングレートを低下させることができ、Ｔｅの添加によりｎ型半導体を構成することができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
付記１から４のいずれか一項に記載のエッチングストップ層１３には、Ａｌ及びＴｅが添加されてもよい。Ａｌの添加によりエッチングレートを低下させることができ、Ｔｅの添加によりｎ型半導体を構成することができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
【0038】
（付記６）
付記１から５に記載のコンタクト層には、Ｔｅが添加されてもよい。Ｔｅの添加によりｎ型半導体を構成することができる。またＴｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
付記１から５に記載のコンタクト層には、Ｔｅが添加されてもよい。Ｔｅの添加によりｎ型半導体を構成することができる。またＴｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
【0039】
（付記７）
ホール素子１０の製造方法は、化合物半導体から構成された基板１１の頂面に感磁層１２を形成する工程と、感磁層１２に感磁層１２よりエッチングレートが低いエッチングストップ層１３を形成する工程と、エッチングストップ層１３上に感磁層１２より金属との接触抵抗が低いコンタクト層１４を形成する工程と、コンタクト層１４上にコンタクト層の一部が露出するように保護層１６を形成する工程と、保護層１６から露出したコンタクト層１４をエッチングしてエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂが露出するようにする工程と、露出したエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂを酸化させて絶縁体にする工程と、保護層１６上に金属電極層１５を形成する工程とを含み、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４はいずれも化合物半導体から構成されている。エッチングレートの低いエッチングストップ層１３により感磁層１２を保護するとともにコンタクト層１４の一部を除去することを可能とし、エッチングストップ層１３の第２領域１３ｂを酸化して絶縁体に転換することにより感磁層１２を流れる電流が第２領域１３ｂを経由することを阻んでホール素子１０の感度を確保することができる。
ホール素子１０の製造方法は、化合物半導体から構成された基板１１の頂面に感磁層１２を形成する工程と、感磁層１２に感磁層１２よりエッチングレートが低いエッチングストップ層１３を形成する工程と、エッチングストップ層１３上に感磁層１２より金属との接触抵抗が低いコンタクト層１４を形成する工程と、コンタクト層１４上にコンタクト層の一部が露出するように保護層１６を形成する工程と、保護層１６から露出したコンタクト層１４をエッチングしてエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂが露出するようにする工程と、露出したエッチングストップ層１３の第２領域１３ｂを酸化させて絶縁体にする工程と、保護層１６上に金属電極層１５を形成する工程とを含み、感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４はいずれも化合物半導体から構成されている。エッチングレートの低いエッチングストップ層１３により感磁層１２を保護するとともにコンタクト層１４の一部を除去することを可能とし、エッチングストップ層１３の第２領域１３ｂを酸化して絶縁体に転換することにより感磁層１２を流れる電流が第２領域１３ｂを経由することを阻んでホール素子１０の感度を確保することができる。
【0040】
（付記８）
付記７の記載の化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含んでもよい。化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体から適宜選択することができる。
付記７の記載の化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含んでもよい。化合物半導体は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体から適宜選択することができる。
【0041】
（付記９）
付記８に記載のＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓの少なくとも一つを含んでもよい。ＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓから適宜選択することができる。
付記８に記載のＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓの少なくとも一つを含んでもよい。ＩＩＩ－Ｖ族半導体は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓから適宜選択することができる。
【0042】
（付記１０）
付記７から９のいずれか一項に記載の感磁層１２には、Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方が添加されてもよい。Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方の添加により、ｎ型半導体を構成することができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
付記７から９のいずれか一項に記載の感磁層１２には、Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方が添加されてもよい。Ｓｉ及びＴｅの少なくとも一方の添加により、ｎ型半導体を構成することができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
【0043】
（付記１１）
付記７から１０のいずれか一項に記載のエッチングストップ層には、Ａｌ及びＴｅが添加されてもよい。Ａｌの添加によりエッチングレートを低下させることができ、Ｔｅの添加によりｎ型半導体を構成することができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
付記７から１０のいずれか一項に記載のエッチングストップ層には、Ａｌ及びＴｅが添加されてもよい。Ａｌの添加によりエッチングレートを低下させることができ、Ｔｅの添加によりｎ型半導体を構成することができる。また、Ｔｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
【0044】
（付記１２）
付記７から１１のいずれか一項に記載のコンタクト層１４には、Ｔｅが添加されてもよい。Ｔｅの添加によりｎ型半導体を構成することができる。またＴｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
付記７から１１のいずれか一項に記載のコンタクト層１４には、Ｔｅが添加されてもよい。Ｔｅの添加によりｎ型半導体を構成することができる。またＴｅは拡散しにくい性質を有しているため、感磁層１２に拡散してホール素子１０の感度を低下させることがない。
【0045】
（付記１３）
付記７から１２のいずれか一項に記載の感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４が頂面において所定のパターンを形成するように感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４の一部を除去する工程をさらに含んでもよい。感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４を適切なパターンに形成することにより、ホール素子１０を形成することができる。
付記７から１２のいずれか一項に記載の感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４が頂面において所定のパターンを形成するように感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４の一部を除去する工程をさらに含んでもよい。感磁層１２、エッチングストップ層１３及びコンタクト層１４を適切なパターンに形成することにより、ホール素子１０を形成することができる。
【0046】
（付記１４）
付記７から１３のいずれか一項に記載のコンタクト層１４上の保護層１６に開口を形成する工程をさらに含み、金属電極層１５は開口を通じてコンタクト層１４に接してもよい。金属電極層１５は、コンタクト層１４を介してエッチングストップ層１３及び感磁層１２に電気的に接続することができる。
付記７から１３のいずれか一項に記載のコンタクト層１４上の保護層１６に開口を形成する工程をさらに含み、金属電極層１５は開口を通じてコンタクト層１４に接してもよい。金属電極層１５は、コンタクト層１４を介してエッチングストップ層１３及び感磁層１２に電気的に接続することができる。
【0047】
（付記１５）
付記７から１３のいずれか一項に記載の基板１１の頂面において、少なくとも露出したエッチングストップ層１３を覆うように保護層１６を形成してもよい。保護層１６の形成により、エッチングストップ層１３を介して感磁層１２を保護することにより、ホール素子１０の安定した動作を確保することができる。
付記７から１３のいずれか一項に記載の基板１１の頂面において、少なくとも露出したエッチングストップ層１３を覆うように保護層１６を形成してもよい。保護層１６の形成により、エッチングストップ層１３を介して感磁層１２を保護することにより、ホール素子１０の安定した動作を確保することができる。
【符号の説明】
【0048】
１０ ホール素子
１１ 基板
１２ 感磁層
１３ エッチングストップ層
１４ コンタクト層
１５ 金属電極層
１１ 基板
１２ 感磁層
１３ エッチングストップ層
１４ コンタクト層
１５ 金属電極層
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図3I】