(57)【要約】【課題】ホールセンサ出力の、磁束密度に対する直線性を向上させる。【解決手段】絶縁性基板または半絶縁性基板１０上に形成された膜厚方向に電子移動度の分布を有する化合物半導体薄膜を用いた磁気センサにおいて、導電層２０となる化合物半導体薄膜を、第一の半導体層２１と第二の半導体層２２と第三の半導体層２３とをこの順に積層して構成し、前記第一の半導体層２１が前記絶縁性基板または半絶縁性基板１０に接するように配置し、前記第二の半導体層のキャリア移動度を、前記第一の半導体層及び前記第三の半導体層のキャリア移動度よりも高く、且つ前記第二の半導体層２２の不純物濃度を、前記第一の半導体層２１及び前記第三の半導体層２３の不純物濃度よりも大きくする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板または半絶縁性基板上に化合物半導体層が積層されてなる磁気センサであって、
前記化合物半導体層は、
第一の半導体層と第二の半導体層と第三の半導体層とがこの順に積層され且つ前記第一の半導体層が前記絶縁性基板または半絶縁性基板と接して配置され、
前記第二の半導体層のキャリア移動度は、前記第一の半導体層及び前記第三の半導体層のキャリア移動度よりも高く、且つ前記第二の半導体層の不純物濃度は、前記第一の半導体層及び前記第三の半導体層の不純物濃度よりも大きいことを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記第一の半導体層の厚さは、０．１〔μｍ〕以上１．０〔μｍ〕以下であり、前記第三の半導体層の厚さが０．０５〔μｍ〕以上１．０〔μｍ〕以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記第二の半導体層の厚さは、０．０５〔μｍ〕以上３．０〔μｍ〕以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記第二の半導体層のキャリア濃度は、４×１０15個／ｃｍ3以上８×１０17個／ｃｍ3以下であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記第一、第二及び第三の半導体層は、ＩｎＳｂ層、ＩｎＡｓ層、ＧａＡｓ層のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記第二の半導体層の不純物は、Ｓｉ、Ｓ、Ｓｎ及びＧｅのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記絶縁性基板または半絶縁性基板は、ＧａＡｓまたはＳｉであることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の磁気センサ。
【請求項８】
前記絶縁性基板または半絶縁性基板と前記第一の半導体層との格子定数の差は５％よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の磁気センサ。
【請求項９】
前記磁気センサは、半導体磁気抵抗素子またはホールセンサであることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の磁気センサ。
【請求項１０】
磁場に対する出力の直線性が、５００〔ｍＴ〕以下の範囲で１％以下であることを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁束密度に応じた信号を出力する、化合物半導体を用いた磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ホールセンサは磁束密度に比例して出力電圧が変化する。この特性を利用し、導体に流れる電流に比例して発生する磁束密度をホールセンサで検出することにより、導体に流れる電流量を測定する、いわゆる電流センサ等で広く用いられていることがよく知られている。
一方、近年は、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車等の大容量のモータを搭載した自動車が開発されつつある。このため、大容量モータを駆動させるバッテリの充放電の制御を精度よく行う必要性が出てきている。
【０００３】
ホールセンサを用いずに電流を測定する技術として、電流が流れる導体に直列にシャント抵抗を接続し、その両端の電圧を測定する方法がある。しかしながら、自動車の大容量モータを駆動する電流は、最大１０００〔Ａ〕程度であり、シャント抵抗の発熱などの問題がある。
そのため、特許文献１に記載されているように、電流が流れる導体とは絶縁された状態で電流値の測定が可能なホールセンサを、電流センサとして用いる方法が提案されている。
【０００４】
ここで、上記大容量モータで要求される電流量の測定範囲は、エンジン停止時などの暗電流領域（０〔Ａ〕付近）から最大電流（１０００〔Ａ〕付近まで）であり、その際に、ホールセンサに求められる磁束密度に対する出力電圧の線形領域は、例えば、磁束密度が０〔ｍＴ〕付近の低密度の磁束領域から、５００〔ｍＴ〕付近の高密度の磁束領域までである。
このとき、ホールセンサの感度が高ければ高いほど高精度に電流検出を行うことができるため、感度の高い化合物半導体を導電層に用いたホールセンサが、電流センサとして適しているということは、いうまでもない。
また、ホールセンサは、広い磁束密度の範囲で磁束密度に対する出力電圧の線形性を要求する場合には、定電流駆動することが一般的であり、一般に、電流センサに求められる線形性は１％以下である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５８０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、作製方法が容易であり、信頼性が高く、且つ磁気感度も非常に高いホールセンサである、絶縁性の基板上に直接形成された化合物半導体の薄膜を導電層に用いたホールセンサは、定電流駆動したとしても、０〔ｍＴ〕付近から５００〔ｍＴ〕付近といった、比較的広い磁束密度の範囲において、出力電圧が磁束密度に対して２％程度線形特性からずれてしまうという問題があった。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、より広い磁束密度の範囲において、磁束密度に対する出力電圧の高い線形性を発揮することの可能な化合物半導体を用いた磁気センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる磁気センサは、絶縁性基板または半絶縁性基板上に化合物半導体層が積層されてなる磁気センサであって、前記化合物半導体層は、第一の半導体層と第二の半導体層と第三の半導体層とがこの順に積層され且つ前記第一の半導体層が前記絶縁性基板または半絶縁性基板と接して配置され、前記第二の半導体層のキャリア移動度は、前記第一の半導体層及び前記第三の半導体層のキャリア移動度よりも高く、且つ前記第二の半導体層の不純物濃度は、前記第一の半導体層及び前記第三の半導体層の不純物濃度よりも大きいことを特徴としている。
【０００８】
本発明の請求項２にかかる磁気センサは、前記第一の半導体層の厚さは、０．１〔μｍ〕以上１．０〔μｍ〕以下であり、前記第三の半導体層の厚さが０．０５〔μｍ〕以上１．０〔μｍ〕以下であることを特徴としている。
本発明の請求項３に係る磁気センサは、前記第二の半導体層の厚さは、０．０５〔μｍ〕以上３．０〔μｍ〕以下であることを特徴としている。
【０００９】
本発明の請求項４に係る磁気センサは、前記第二の半導体層のキャリア濃度は、４×１０15個／ｃｍ3以上８×１０17個／ｃｍ3以下であることを特徴としている。
本発明の請求項５に係る磁気センサは、前記第一、第二及び第三の半導体層は、ＩｎＳｂ層、ＩｎＡｓ層、ＧａＡｓ層のいずれかであることを特徴としている。
本発明の請求項６に係る磁気センサは、前記第二の半導体層の不純物は、Ｓｉ、Ｓ、Ｓｎ及びＧｅのいずれかであることを特徴としている。
【００１０】
本発明の請求項７に係る磁気センサは、前記絶縁性基板または半絶縁性基板は、ＧａＡｓまたはＳｉであることを特徴としている。
本発明の請求項８に係る磁気センサは、前記絶縁性基板または半絶縁性基板と前記第一の半導体層との格子定数の差は５％よりも大きいことを特徴としている。
本発明の請求項９に係る磁気センサは、半導体磁気抵抗素子またはホールセンサであることを特徴としている。
本発明の請求項１０に係る磁気センサは、磁場に対する出力の直線性が、５００〔ｍＴ〕以下の範囲で１％以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の磁気センサによれば、第二の半導体層のキャリア移動度を、第一の半導体層及び第三の半導体層のキャリア移動度よりも高くし、且つ第二の半導体層の不純物濃度を、第一の半導体層及び第三の半導体層の不純物濃度よりも大きくなるようにしたため、高密度の磁束を印加したとしても、各半導体層の抵抗が大きく異なってしまうことを抑制することができる。そのため、キャリア移動度がより低い半導体層に流れる電流量が増加することに起因して磁気センサの直線性が低下することを抑制することができ、その結果、より広い磁場の範囲で直線性を維持することができると共に、磁気センサの感度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した、絶縁性基板または半絶縁性基板上に形成された化合物半導体の薄膜を導電層に用いたホールセンサの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者等は、鋭意検討した結果、定電流駆動しても広い磁束密度の範囲（０〔ｍＴ〕付近から５００〔ｍＴ〕付近まで）において、ホールセンサの出力電圧が、磁束密度に対して高い線形性を保持しないのは、ホールセンサの導電層に用いられている化合物半導体薄膜の、膜厚方向における膜構造に起因するとの結論を得た。
まず、ホールセンサの導電層に用いられている化合物半導体の薄膜構造の、ホールセンサの出力電圧への影響を説明する。
【００１４】
図１に、絶縁性基板または半絶縁性基板１０上に直接形成された化合物半導体の薄膜を導電層２０に用いたホールセンサの概略図を示す。
通常、絶縁性基板または半絶縁性基板１０上に直接形成された化合物半導体の薄膜を導電層２０に用いたホールセンサは、該絶縁性基板または半絶縁性基板１０の材料と、該導電層２０に用いる化合物半導体との材料の格子間隔が異なるため、該絶縁性基板または半絶縁性基板１０と該導電層２０に用いる化合物半導体の界面付近に格子欠陥が生じることが、よく知られている。
前記格子欠陥の影響により、界面付近の化合物半導体におけるキャリア移動度とキャリア濃度とは、界面より所定の距離以上（例えば、０．１〔μｍ〕以上）離れた位置の化合物半導体におけるキャリア移動度とキャリア濃度とは異なる値を示す。
【００１５】
また、絶縁性基板または半絶縁性基板１０上に直接形成された化合物半導体の薄膜を導電層２０に用いたホールセンサにおいて、前記化合物半導体からなる導電層２０の表面から所定の膜厚（例えば、０．０５〔μｍ〕以上）の領域は、化合物半導体の終端面のマイグレーションや、導電層２０を保護する保護層（例えば、ＧａＡｓやＴｉＮ等）との格子不整合の影響を受け、結晶に格子欠陥が入ることはよく知られている。前記格子欠陥の影響により、前記化合物半導体からなる導電層２０の表面付近の化合物半導体におけるキャリア移動度とキャリア濃度とは、前記化合物半導体からなる導電層２０の表面より所定距離以上（例えば、０．０５〔μｍ〕以上）離れた位置の化合物半導体におけるキャリア移動度とキャリア濃度とは異なる値を示す。
【００１６】
ここで、図１に示すように、絶縁性基板または半絶縁性基板１０上に形成された化合物半導体の薄膜である導電層２０において、絶縁性または半絶縁性基板１０と化合物半導体を用いた導電層２０との格子不整合により発生する前記格子欠陥を原因としてキャリア移動度の低下が生じる層を第一の層（キャリア移動度μ１、キャリア濃度ｎ１）２１ａ、化合物半導体の終端面の原子のマイグレーションや、導電層２０を保護する保護層との格子不整合により発生する前記格子欠陥を原因としてキャリア移動度の低下が生じる層を第三の層（キャリア移動度μ３、キャリア濃度ｎ３）２３ａ、さらに、第一の層２１ａ及び第三の層２３ａで挟まれた、前記格子欠陥などの影響を受けることなく、格子欠陥によるキャリア移動度の低下が生じない層を第二の層（キャリア移動度μ２、キャリア濃度ｎ２）２２ａとする。
【００１７】
前記格子欠陥が多いとキャリアの散乱確率は増加し、キャリア移動度が下がることはいうまでもない。よって、第一の層２１ａのキャリア移動度μ１、第二の層２２ａのキャリア移動度μ２及び第三の層２３ａのキャリア移動度μ３との間には、μ１＜μ２、μ３＜μ２の関係が成り立つ。
また、前記格子欠陥（ドナー欠陥）を原因とするキャリアが多く存在するため、第一の層２１ａのキャリア濃度ｎ１、第二の層２２ａのキャリア濃度ｎ２及び第三の層２３ａのキャリア濃度ｎ３との間には、ｎ２＜ｎ１、ｎ２＜ｎ３の関係が成り立つ。
【００１８】
前記３層からなる化合物半導体薄膜（導電層２０）に高密度の磁束（例えば、１００〔ｍＴ〕以上）を印加した場合、半導体磁気抵抗効果によりキャリア移動度の高い第二の層２２ａの方が、第一の層２１ａ、第三の層２３ａよりも抵抗の増加率が高くなる。
ここで、半導体における磁気抵抗効果は、キャリア移動度の二乗に比例する。このため、キャリア移動度の高い第二の層２２ａにおいて抵抗が大きく増加した結果、キャリア移動度の低い第一の層２１ａと第三の層２３ａとを流れる電流は、低密度の磁束下にある場合に比較して増加する。この現象は、２つの抵抗体が並列に接続されている場合において、一方の抵抗値が他方よりも増加すると、抵抗値の低い抵抗体を流れる電流が増加することから理解することができる。
【００１９】
また、ホールセンサの磁気感度は、キャリア移動度が高く、キャリア濃度が低い化合物半導体膜のほうが高くなることは周知の事実である。
よって、上記のように、高密度の磁束下においては、半導体磁気抵抗効果の影響で、キャリア移動度が低く、キャリア濃度の高い層、言い換えれば、磁気感度の低い層を電流が多く流れることにより、磁気感度の低い層の影響が大きくなり、結果的に、ホールセンサ全体の磁気感度が低下する。
そこで、第二の層２２ａのキャリア移動度を、第一の層２１ａ及び第三の層２３ａのキャリア移動度よりも高くし、且つ第二の層２２ａの不純物濃度を、第一の層２１ａ及び第三の層２３ａの不純物濃度よりも大きくし、これにより第二の層２２ａのキャリア移動度を低くすることで、磁束密度に対する出力電圧の線形特性が向上することを見出した。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図１を参照して説明する。
本発明におけるホールセンサは、図１に示すように、絶縁性基板または半絶縁性基板１０と、この上に直接形成された導電層２０としての化合物半導体の薄膜とで構成される。
導電層２０としての化合物半導体は、絶縁性基板または半絶縁性基板１０側から、第１の半導体層（前記第一の層２１ａに対応）２１と、第二の半導体層（前記第二の層２２ａに対応）２２と、第三の半導体層（前記第三の層２３ａに対応）２３との積層構造で形成される。
また、第二の半導体層２２は、その不純物濃度が前記第一の半導体層２１及び第三の半導体層２３の不純物濃度よりも高くなるように形成される。
ここで、上述のように、高密度の磁束を印加することによって半導体において磁気抵抗効果が生じた場合、キャリア移動度が低く、キャリア濃度の高い層を電流が多く流れる。
【００２１】
また、絶縁性または半絶縁性基板１０の上に直接形成される第一の半導体層２１は、絶縁性または半絶縁性基板１０との格子不整合により発生する前記格子欠陥を原因としてキャリア移動度が低下する。また、第三の半導体層２３は、化合物半導体の終端面の原子のマイグレーションや、導電層２０を保護する保護層との格子不整合により発生する前記格子欠陥が原因によりキャリア移動度が低下する。さらに、第二の半導体層２２は、第一の半導体層２１及び第三の半導体層２３よりもキャリア移動度が高く、且つ第一の半導体層２１及び第三の半導体層２３よりも不純物濃度が大きい。
【００２２】
そのため、第二の半導体層２２及び第三の半導体層２３のキャリア移動度が格子欠陥などにより低下した場合でも、第二の半導体層２２は、不純物濃度が第一の半導体層２１及び第三の半導体層２３よりも高い分、キャリア移動度は低くなっているから、この状態で高密度の磁束が印加された場合でも、各半導体層２１〜２３の抵抗の増加率が大きく異なることが抑制されることになる。つまり、各半導体層２１〜２３の抵抗値が大きく異なる状態となることが抑制される。
【００２３】
その結果、高密度の磁束が印加された場合であっても、各半導体層２１〜２３それぞれを流れる電流量が大幅に異なる状態となることを抑制することができ、導電層２０を構成する各半導体層２１〜２３のうち、キャリア移動度がより低い層に流れる電流量が他の層よりも増加するといった状態となることを抑制することができる。
したがって、導電層２０において、キャリア移動度がより低い層に流れる電流量が他の層よりも増加することを原因として、ホールセンサ自体の磁気感度特性が低下することを抑制することができ、結果的に、ホールセンサの直線性を向上させることができる。
【００２４】
ここで、前記第一の半導体層２１、第二の半導体層２２及び第三の半導体層２３は、キャリア移動度の高い半導体が好ましく、例えば、ＩｎＳｂや、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓなどが適用される。
また、前記絶縁性基板または半絶縁性基板１０として、ＧａＡｓ基板、Ｓｉ基板を適用することができる。
また、前記第一の半導体層２１の厚さは、０．１〔μｍ〕以上１．０〔μｍ〕以下であり、前記第三の半導体層２３の厚さは、０．０５〔μｍ〕以上１．０〔μｍ〕以下であることが好ましい。
【００２５】
また、前記第二の半導体層２２の厚さは、０．０５〔μｍ〕以上３．０〔μｍ〕以下であることが好ましい。
また、前記第二の半導体層２２にドープする不純物として、Ｓｉ、Ｓ、Ｓｎ、Ｇｅなどを適用することができる。
また、絶縁性基板または半絶縁性基板１０と、これに接して配置される第一の半導体層２１との格子定数の差は、５％よりも大きいことが好ましい。
また、ここでは、絶縁性基板または半絶縁性基板１０上に化合物半導体層を形成してホールセンサを構成する場合について説明したがこれに限るものではなく、絶縁性基板または半絶縁性基板１０上に化合物半導体層を形成して、磁気変化に伴う抵抗の変化を電圧信号として取り出すようにした半導体磁気抵抗素子を構成する場合であっても適用することができる。
【実施例】
【００２６】
（実施例１）
厚さ０．６３〔ｍｍ〕の半絶縁性ＧａＡｓ単結晶基板の（１００）面上に、分子線エピタキシー法を用いてＳｉドープＩｎＡｓ薄膜をエピタキシャル成長させ、第一の半導体層２１、第二の半導体層２２及び第三の半導体層２３を成膜し、絶縁性または半絶縁性基板１０である半絶縁性ＧａＡｓ単結晶基板の上に、第一の半導体層２１、第二の半導体層２２及び第三の半導体層２３からなる導電層２０が形成されたホールセンサを形成した。このとき、第二の半導体層２２にはＳｉをドープした。
【００２７】
なお、不純物がドープされた第二の半導体層２２の電子濃度は、４×１０15〜８×１０17個／ｃｍ3であればよく、好ましくは、１×１０16〜２×１０17個／ｃｍ3であり、さらに好ましくは、１×１０17〜２×１０17個／ｃｍ3であればよい。また、第一の半導体層２１と第二の半導体層２２と第三の半導体層２３との合計の厚さは、０．２〜３．２〔μｍ〕であればよく、好ましくは、０．３〜２．０〔μｍ〕であり、さらに好ましくは、０．４から１．５〔μｍ〕であればよい。
【００２８】
成膜した第一の半導体層２１の厚さは、後述の表１に示すように、０．１〔μｍ〕、第二の半導体層２２の厚さは０．３８〔μｍ〕、第三の半導体層２３の厚さは０．０５〔μｍ〕であった。また、Ｓｉがドープされた第二の半導体層２２の電子濃度（ｎ２）は、１．５×１０17／ｃｍ3であった。
このようにして形成された第一の半導体層２１、第二の半導体層２２及び第三の半導体層２３からなる導電層２０について、その電気特性を、公知のファンデルポー法を用いて測定したところ、電子濃度は８．６×１０16／ｃｍ3、電子移動度は１２８００ｃｍ2／Ｖｓであった。
【００２９】
次に、このようにして形成した、ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ基板の表面に、フォトレジストを均一に塗布し、露光・現像した後に、燐酸・過酸化水素系のエッチング液でメサエッチングした。
次に、メサエッチングした後のＩｎＡｓ／ＧａＡｓ基板の表面に、保護膜として窒化シリコン薄膜をプラズマＣＶＤ法で５００〔ｎｍ〕形成した。その後再度フォトレジストを塗布した後に、電極を形成する部分の窒化シリコンを、反応性イオンエッチング装置を用いて除去した。
続いてフォトレジストを塗布して電極を形成するための露光・現像を行い、真空蒸着法で電極を蒸着し、リフトオフ法で電極を形成した。電極は、ＡｕとＴｉとの２層構造とし、電極厚はＡｕ／Ｔｉ＝９００〔ｎｍ〕／１００〔ｎｍ〕とし、１層目のＴｉ層を形成後、真空中で引き続き２層目のＡｕ層を形成した。
【００３０】
次にモールド樹脂による圧力や面内応力を緩和するために、磁気センサの感磁部面上にゴム系樹脂を形成した。
このようにして、化合物半導体薄膜を感磁部とした磁気センサを多数製作した。この素子の抵抗は、３２０〔Ω〕であった。続いて裏面研削によって、ＧａＡｓ基板を所定の厚さに研磨し、リードフレーム上に接着剤で接着した後にプラスチックパッケージでモールドし、４端子の磁気センサを作成した。
【００３１】
この磁気センサを用い、入力端子に５〔ｍＡ〕の電流を流しながらＶＳＭ（振動試料型磁力）装置を用いて磁場を変化させ、磁場中のホール出力を測定した。その際、磁場は０〔ｍＴ〕〜１００〔ｍＴ〕までは１０〔ｍＴ〕刻みで変化させ、その後５０〔ｍＴ〕刻みで１４５０〔ｍＴ〕まで変化させた。３０〔ｍＴ〕〜１００〔ｍＴ〕までの出力を、最小二乗法を用いて直線近似し、各磁場の出力について、前記直線から得られる出力とのズレを求めたところ、直線から１％変動する磁場の最小値は３８０〔ｍＴ〕となった。つまり、３８０〔ｍＴ〕未満の磁場においては、直線からの変動分を１％未満に抑えることができることが確認でき、磁場に対する直線性が良好であることが確認された。
【００３２】
（比較例１）
厚さ０．６３〔ｍｍ〕の半絶縁性ＧａＡｓ単結晶基板の（１００）面上に、分子線エピタキシー法を用いてＳｉドープＩｎＡｓ薄膜をエピタキシャル成長させ、膜厚が０．５３〔μｍ〕のＳｉドープＩｎＡｓ薄膜からなる導電層を得た。
この導電層について、その電気特性を公知のファンデルポー法で測定したところ、表１に示すように、電子濃度は９．１×１０16／ｃｍ3、電子移動度は１２３００ｃｍ2／Ｖｓであった。
その後、実施例１と同様の手順で磁気センサを作成した。
素子化後の抵抗は２９０〔Ω〕であった。
【００３３】
実施例１と同様の手順で、磁場を０〔ｍＴ〕〜１００〔ｍＴ〕までは１０〔ｍＴ〕刻みで変化させ、その後５０〔ｍＴ〕刻みで１４５０〔ｍＴ〕まで変化させた。３０〔ｍＴ〕〜１００〔ｍＴ〕までの出力を、最小二乗法を用いて直線近似し、各磁場の出力について、前記直線から得られる出力とのズレを求めたところ、直線から１％変動する磁場の最小値は２９０〔ｍＴ〕となり、実施例１の方が、直線からの変動分を１％未満に維持することの可能な磁場の範囲が、より広いことが確認された。
【００３４】
（実施例２）
この実施例２は、上記実施例１において、第二の半導体層２２にドープするＳｉ量を変更したものである。
すなわち、上記実施例１と同様の手順で磁気センサを作成した。その際、第二の半導体層２２にドープするＳｉ量を、実施例１におけるＳｉ量とは異なる値とした。
Ｓｉのドープが行われた第二の半導体層２２の電子濃度（ｎ２）は、１．６×１０17／ｃｍ3であった。このようにして形成された導電層２０について、その電気特性を公知のファンデルポー法で測定したところ、表１に示すように、電子濃度は１．０×１０17／ｃｍ3、電子移動度は１３８００ｃｍ2／Ｖｓであった。
また、素子化後の抵抗は２４０〔Ω〕であった。
【００３５】
上記実施例１と同様の手順で、磁場を０〔ｍＴ〕〜１００〔ｍＴ〕までは１０〔ｍＴ〕刻みで変化させ、その後５０〔ｍＴ〕刻みで１４５０〔ｍＴ〕まで変化させた。３０〔ｍＴ〕〜１００〔ｍＴ〕までの出力を、最小二乗法を用いて直線近似し、各磁場の出力について、前記直線から得られる出力とのズレを求めたところ、直線から１％変動する磁場の最小値は４４０〔ｍＴ〕となり、磁場に対する直線性が向上したことが確認された。
【００３６】
（実施例３）
この実施例３は、上記実施例１において、第二の半導体層２２にドープするＳｉ量を変更したものである。
すなわち、上記実施例１と同様の手順で磁気センサを作成した。その際、第二の半導体層２２にドープするＳｉ量を、実施例１におけるＳｉ量とは異なる値とした。
Ｓｉのドープが行われた第二の半導体層２２の電子濃度（ｎ２）は、１．８×１０17／ｃｍ3であった。
このようにして形成された導電層２０について、その電気特性を公知のファンデルポー法で測定したところ、表１に示すように、電子濃度は１．３×１０17／ｃｍ3、電子移動度は１３４００ｃｍ2／Ｖｓであった。
また、素子化後の抵抗は、２００〔Ω〕であった。
【００３７】
上記実施例１と同様の手順で、磁場を０〔ｍＴ〕〜１００〔ｍＴ〕までは１０〔ｍＴ〕刻みで変化させ、その後５０〔ｍＴ〕刻みで１４５０〔ｍＴ〕まで変化させた。３０〔ｍＴ〕〜１００〔ｍＴ〕までの出力を、最小二乗法を用いて直線近似し、各磁場の出力について、前記直線から得られる出力とのズレを求めたところ、直線から１％変動する磁場の最小値は５００〔ｍＴ〕となり、磁場に対する直線性が向上したことが確認された。
【００３８】
表１は、上記実施例１〜実施例３及び比較例について、各半導体層２１〜２３の膜厚、第二の半導体層２２の電子濃度、層全体すなわち導電層２０としての膜厚、電子濃度、電子移動度、抵抗値、及びリニアリティー(直線性)を表にしたものである。なお、表１では、リニアリティーとは、直線から１％変動する磁場の最小値、すなわち、直線に対する誤差を１％以内に収めることの可能な磁場の最大値を表す。
【００３９】
表１から、本願の実施例１〜実施例３の構成とすることにより、リニアリティーが向上していることが確認された。また、第二の半導体層２２へのドープ量が多いときほどリニアリティーはより向上することが確認された。
特に実施例３の場合には、５００〔ｍＴ〕以下の範囲で直線からの変動を１％以内に抑えることができる。したがって、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車等の大容量のモータを搭載した自動車の電流センサとして要求される、磁束密度に対する出力の線形領域（０〜５００〔ｍＴ〕程度）を満足することができ、自動車の電流センサとして好適である。
【００４０】
【表１】
2011216553.tif 000003
【符号の説明】
【００４１】
１０  絶縁性基板または半絶縁性基板
２０  導電層
２１  第一の半導体層
２２  第二の半導体層
２３  第三の半導体層
【図１】
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