一種霍爾元件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種霍爾元件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]霍爾元件在制備過程中，因為材料生長或者工藝等原因，會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的不對稱，從而導(dǎo)致在不加磁場的情況下，輸入兩端通入電流，在輸出兩端會產(chǎn)生一個電壓，該電壓稱為不平衡電壓，或者失調(diào)電壓。受限于材料生長及工藝水平，在霍爾元件制備過程中，沒有辦法完全消除不平衡電壓。而不平衡電壓的存在，會使實際的霍爾輸出電壓偏離真實值，從而影響霍爾兀件的精度。
[0003]單晶材料在濕法腐蝕過程中，存在各向異性。以GaAs單晶材料為例，如圖4所示，在同樣的腐蝕溶液中，一般有(110)晶面的腐蝕速率大于(lll)B晶面的腐蝕速率，而(111)B晶面的腐蝕速率大于(100)晶面的腐蝕速率，(lll)A晶面具有最小的腐蝕速率。因此，在GaAs單晶材料的腐蝕過程中，沿[011]晶向?qū)霈F(xiàn)倒梯形結(jié)構(gòu)，而沿[01-1]晶向出現(xiàn)正梯形結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不對稱，而在與[011]晶向呈45°的方向，將會腐蝕出垂直的結(jié)構(gòu)。
[0004]砷化鎵霍爾元件一般采用濕法腐蝕制備，因此，在刻蝕臺面的過程中，不可避免地會遇到腐蝕各向異性的問題，傳統(tǒng)的砷化鎵霍爾元件采用沿著[011]晶向進行腐蝕，因此，會額外引入器件結(jié)構(gòu)的不對稱，從而進一步增大霍爾元件的不平衡電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有霍爾元件因為工藝設(shè)計而引起的不平衡電壓偏大的問題，從而提供一種能夠進一步減小不平衡電壓的霍爾元件及其制備方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明所述的一種霍爾元件，包括層疊設(shè)置的半絕緣GaAs襯底(1 )、GaAs霍爾元件功能層(2)和設(shè)置在其上的電極(3)，所述GaAs霍爾元件功能層(2)為十字結(jié)構(gòu)，其十字結(jié)構(gòu)方向與所述半絕緣GaAs襯底(1)的[011]晶向成一定夾角，所述夾角為45°。
[0007]所述霍爾元件的制備方法，包括如下步驟:
51、在半絕緣GaAs襯底(1)上外延生長GaAs霍爾元件功能層(2)；
52、對GaAs霍爾元件功能層(2)圖案化，形成暴露GaAs霍爾元件功能層(2)側(cè)壁和半絕緣GaAs襯底(1)部分區(qū)域的臺面，臺面的形狀為十字形狀；
53、完成制備電極(3)等芯片工藝。
[0008]優(yōu)選地，步驟S2中，臺面的十字形狀與半絕緣GaAs襯底(1)的[011]晶向成一定夾角。
[0009]優(yōu)選地，步驟S2中，所述的夾角為45°。
[0010]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明所述的一種霍爾元件，包括層疊設(shè)置的半絕緣GaAs襯底(1 )、GaAs霍爾元件功能層(2)，其中霍爾元件的功能區(qū)為十字形狀，通過濕法刻蝕形成，其十字方向與GaAs襯底
(1)的[011]晶向呈45°角。通過此種結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以大幅降低霍爾元件的失調(diào)電壓，提高信噪比。
【附圖說明】
[0011]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中:
圖1~3是本發(fā)明所述的霍爾元件在制備過程中的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中附圖標(biāo)記表不為:l-GaAs襯底、2-GaAs霍爾兀件功能層、3-電極；
圖4是GaAs單晶材料各向異性腐蝕的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細描述。
[0013]本發(fā)明可以以許多不同的形式實施，而不應(yīng)該被理解為限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例，使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發(fā)明的構(gòu)思充分傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明將僅由權(quán)利要求來限定。在附圖中，為了清晰起見，會夸大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)元件例如層、區(qū)域或基板被稱作“形成在”或“設(shè)置在”另一元件“上”時，該元件可以直接設(shè)置在所述另一元件上，或者也可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱作“直接形成在”或“直接設(shè)置在”另一元件上時，不存在中間元件。
[0014]實施例1:
本實施例提供一種霍爾元件，如圖1所示，包括層疊設(shè)置的半絕緣GaAs襯底(1)、GaAs霍爾元件功能層(2)和設(shè)置在其上的電極(3)，所述GaAs霍爾元件功能層(2)為十字結(jié)構(gòu)，其十字結(jié)構(gòu)方向與所述半絕緣GaAs襯底(1)的[011]晶向45°夾角。
[0015]本實施例中，所述GaAs襯底優(yōu)選為半絕緣GaAs襯底，厚度為625 μ m。
[0016]所述GaAs霍爾元件功能層(2)為N型半導(dǎo)體層，本實施例優(yōu)選為摻雜有娃元素的GaAs層，摻雜濃度為8 X 1016 /0113，厚度為141]1。
[0017]所述霍爾元件的制備方法，包括如下步驟:
S1、如圖2所示，通過外延生長技術(shù)在所述半絕緣GaAs襯底(1)上外延生長所述GaAs霍爾元件功能層(2)。
[0018]S2、如圖3所示，通過刻蝕工藝對所述GaAs霍爾元件功能層(2)，形成暴露所述GaAs霍爾元件功能層(2)側(cè)壁和GaAs襯底(1)部分區(qū)域的臺面。
[0019]S3、通過蒸鍍工藝完成電極(3)制備。
【主權(quán)項】
1.一種霍爾元件，包括層疊設(shè)置的半絕緣GaAs襯底(I)和GaAs霍爾元件功能層(2)和設(shè)置在其上的電極(3)，其特征在于，所述GaAs霍爾元件功能層(2)為十字結(jié)構(gòu)，其十字結(jié)構(gòu)方向與所述半絕緣GaAs襯底(I)的[011]晶向成45°夾角。2.如權(quán)利要求1所述的霍爾元件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、在半絕緣GaAs襯底(I)上外延生長GaAs霍爾元件功能層(2)； 52、對GaAs霍爾元件功能層(2)圖案化，形成暴露GaAs霍爾元件功能層(2)側(cè)壁和半絕緣GaAs襯底(I)部分區(qū)域的臺面，臺面的形狀為十字形狀； 53、完成制備電極(3)等芯片工藝。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的霍爾元件的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述十字結(jié)構(gòu)方向與半絕緣GaAs襯底(I)成一定夾角。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的霍爾元件的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述夾角為45。。
【專利摘要】本發(fā)明所述的一種霍爾元件，包括層疊設(shè)置的半絕緣GaAs襯底、GaAs霍爾元件功能層和設(shè)置在其上的電極，其中霍爾元件的功能區(qū)為十字結(jié)構(gòu)，通過濕法刻蝕形成，其十字方向與GaAs襯底的[011]晶向呈45°角。通過此種結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以大幅降低霍爾元件的失調(diào)電壓，提高信噪比。
【IPC分類】H01L43/14, H01L43/06
【公開號】CN105355779
【申請?zhí)枴緾N201510869115
【發(fā)明人】胡雙元
【申請人】蘇州矩陣光電有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月2日