[发明专利]半导体装置

说明书

提供具有提高灵敏度的纵型霍尔元件的半导体装置。其具备：第2导电型的半导体层，设置在半导体衬底上；多个电极，在半导体层的表面在一条直线上设置，由浓度比半导体层高的第2导电型的杂质区域构成；多个第1导电型的电极分离扩散层，在半导体层的表面，分别设置在多个电极的各电极间，使多个电极分别分离；以及埋入层，在电极分离扩散层各自的大致正下方的半导体衬底与半导体层之间分别设置，由浓度比半导体层高的第2导电型的杂质区域构成。

技术领域

本发明关于半导体装置，特别关于具有探测水平方向的磁场的纵型霍尔元件的半导体装置。

背景技术

霍尔元件作为磁传感器能够以非接触进行位置探测或角度探测，因此被使用于各种用途。其中一般经常知道的是使用检测对于半导体衬底表面垂直的磁场分量的横型霍尔元件的磁传感器，但是也提出各种使用检测对于衬底的表面平行的磁场分量的纵型霍尔元件的磁传感器。进而，还提出组合横型霍尔元件和纵型霍尔元件而2维、3维地检测磁场的磁传感器。

然而，与横型霍尔元件相比，纵型霍尔元件难以提高灵敏度。

因此，在专利文献1（特别是，参照图3）中，提出了这样的结构：在磁感受部（N型半导体晶圆）的表面，设置由N型扩散层构成的多个电极及分离邻接的电极间的由P型扩散层构成的电极分离扩散层（P型指（finger）），进而，在各电极的正下方设置浓度比磁感受部高的N型的埋入层（N型遮盖层（blanket））。通过这样的结构，提出了增加在磁感受部表面的电极与处于各电极的正下方的低电阻的埋入层之间流动的电流分量、即向与半导体晶圆垂直的方向流动的电流分量，谋求提高灵敏度。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】美国专利第9312473号说明书。

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，在专利文献1的构造中，产生如以下的问题。

在向在作为霍尔电压输出电极发挥功能的电极的两侧配置的作为驱动电流供电电极发挥功能的二个电极间供给电流的情况下，电流从磁感受部表面的一个驱动电流供电电极向位于该电极的正下方的电阻较低的N型埋入层（下方）流入后，向位于霍尔电压输出电极的正下方的N型埋入层流动，从该处向位于另一个驱动电流供电电极的正下方的N型埋入层流动，进而从该处向磁感受部表面的另一个电极（上方）流动。此时，在各驱动电流供电电极的正下方存在N型埋入层，从而对于半导体晶圆表面垂直方向的电流路径到霍尔电压输出电极的距离变远。这样若霍尔电压输出电极从电流路径远离，则霍尔电压会变小、即灵敏度会降低。

另外，在霍尔电压输出电极的正下方也形成有杂质浓度高的N型埋入层，因此在霍尔电压输出电极的下部沿与半导体晶圆平行的方向流动的电流，会流过电阻最低的（浓度高的）区域即N型埋入层。即，流过迁移率低的区域。已知霍尔元件的磁灵敏度与迁移率成比例地变高，因而，借助沿与半导体晶圆平行的方向流动的电流的灵敏度也会变小。

如以上那样，在专利文献1的构造中，作为结果，不怎么能提高灵敏度。

因此，本发明的目的在于提供具有提高灵敏度的纵型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具有第1导电型的半导体衬底、和设置在所述半导体衬底上的纵型霍尔元件的半导体装置，其特征在于，所述纵型霍尔元件具备：第2导电型的半导体层，设置在所述半导体衬底上；多个电极，在所述半导体层的表面在一条直线上设置，由浓度比所述半导体层高的第2导电型的杂质区域构成；多个第1导电型的电极分离扩散层，在所述半导体层的表面，分别设置在所述多个电极的各电极间，使所述多个电极分别分离；以及埋入层，在所述电极分离扩散层各自的大致正下方的所述半导体衬底与所述半导体层之间分别设置，由浓度比所述半导体层高的第2导电型的杂质区域构成。