JPH02143576A - 磁気検知素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気半導体素子、例えばホール効果素子を用
いて磁界を電気信号に変換する磁気検知素子に関する。

従来の技術 磁界の検出や測定を行なう磁気検知素子として、従来、
ホール効果素子が知られている。このホール効果素子は
、ホール効果素子に対して電流を流し、かつ、この電流
の向きとは垂直に存在する磁界中にホール効果素子を配
置したとき、電流、磁界と垂直な方向にホール電圧が生
じるもので、このホール電圧を測定することにより、外
部磁界を検出する。

この様なホール効果素子を用いた磁気検知素子として、
例えば第４図に示す基板２０上に半導体薄膜２１．２２
と電気的絶縁性薄膜２３とを交互に積層すると共に、駆
動電極２４．２５及びホール電圧を互いに直列的に相加
する電極等を設けたものが提案されている（実開昭６３
−６１１６７号公報参照）。

発明が解決しようとする課題 しかし、この種の磁気検知素子は、半導体薄膜２１．２
２の各々に発生するホール電圧を相加させるため、比較
的大きなホール電圧が得られるが、磁気検知素子に流き
れる電流値及び半導体薄膜２１゜２２の積層数によって
ホール電圧がほぼ定まるので大出力を得ることはできな
かった。また、ホール電圧を高出力とするためには、半
導体薄膜２１．２２及び絶縁性薄膜２３を多数層に形成
する必要があり、製作工程が複雑になるうえ、製作費も
高価となっていた。

そこで、本発明の課題は、ホール電圧を発生する半導体
薄膜のホール効果を高めて、高出力のホール電圧を得る
ことができる磁気検知素子を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、前記課題を達成するため、ホール効果を呈す
る半導体薄膜と絶縁性薄膜と強磁性体薄膜とを交互に積
層すると共に、前記各半導体薄膜から出力されるホール
電圧を互いに直列的に相加する電極を設けてなることを
特徴とする。

作用 以上の構成によれば、強磁性体の磁気作用によって、半
導体薄膜に発生するホール効果が高められ、ホール電圧
の上昇が図られる。そして、各半導体薄膜から出力きれ
たホール電圧が直列的に相加されることにより、磁気検
知素子から高出力のホール電圧が取り出される。

実施例 以下、本発明に係る磁気検知素子の実施例を添付図面に
基づいて説明する。

第１図〜第３図において、本磁気検知素子は、絶縁性基
板１上に強磁性体層２，３、絶縁性薄膜６．７．８及び
半導体薄膜４，５を積層した構成となっている。

半導体薄膜４，５は、本実施例では下層の第１半導体薄
膜４をＰ型半導体とする一吏、上層の第２半導体薄膜５
がＮ型半導体となる様にそれぞれ異なる材料にて形成さ
れている。そして、この各半導体薄膜４，５の両端面に
は、第１駆動電極９及び第２駆動電極１０が形成され、
両駆動電極９゜１０から前記両生導体薄膜４，５に対し
同一方向の電流を供給し、ホール電圧を互いに逆の横方
向（第３図において左向きと右向き）に発生きせる。

また、第３図に示す様に、下層側の第１半導体薄膜４に
第１取出し電極１１が、最上層の第２半導体薄膜に第２
取出し電極１２が、第１及び第２半導体薄膜４，５間に
中継電極１３がそれぞれ配設きれ、第１半導体薄膜４及
び第２半導体薄膜５を直列に接続し、相加きれるホール
電圧を外部に取出し可能となっている。

さらに、第１及び第２半導体薄膜４，５の各下部側で、
第１半導体薄膜４を挾む様に強磁性体層２．３が形成さ
れ、両生導体薄膜４，５から出力されるホール電圧の高
出力化を図っている。即ち、ホール効果を有する各半導
体薄膜４，５から出力きれるホール電圧は、一般に磁束
と電流との相乗積に対して比例関係にあることが知られ
ている。

そこで、この様に半導体薄膜４，５を強磁性体層２．３
にて挾むか又は近接させることにより、各半導体薄膜４
，５は強磁性体層２，３の磁界の影響を受けて内部の磁
束密度が高められ、ホール電圧の出力が上昇する。

次に、この磁気検知素子の製作工程について説明する。

まず、ガラス等からなる絶縁性基板１上にフェライト、
Ｂａフェライト、希土類コバルト磁石等の強磁性体微粉
末を蒸着して、強磁性体層２を形成する。次に、この強
磁性体Ｍ２上に絶縁性薄膜６を被着する。この絶縁性薄
膜６は、窒化シリコンからなるシランとアンモニアとの
混合ガスをグロー放電することによって形成される。

続いて、この絶縁性薄膜６及び強磁性体層２の端部側に
取出し電極１１を被着する。この電極１１は、アルミニ
ウム等を用いて蒸着することにより形成され、一部を基
板１上に突出きせる。その後、絶縁性薄膜６上にＰ型の
第１半導体薄膜４を形成する。次に、第１半導体薄膜４
上に絶縁性薄膜７を形成し、さらに、その上に強磁性体
Ｆ？３を形成した後、絶縁性薄膜８を形成する。これら
は前記と同様の工程を繰り返すことによって形成される
。

次に、絶縁性薄膜７、強磁性体層３及び絶縁性薄膜８の
端部に、前記第１取出し電極１１と同様にして中継電極
１３を形成する。

続いて、絶縁性薄膜８上に、Ｎ型の第２半導体薄膜５を
形成する。この第２半導体薄膜５は、Ｎ型非晶質シリコ
ンからなり、水素ガスで希釈したシランガス（希釈率１
〜１０％）のグロー放電にて微結晶化シリコンを形成す
ることによって構成される。この際、シランに対してホ
スフィンを１１００ｐｐ〜１％混入し、Ｎ型ドーピング
を行ない、膜厚を０．１〜１μｍ程度とする。そして、
第２半導体薄膜５の上面端部に第２取出し電極１２を設
ける。

最後に、この様にして得られた積層体の両端部に第１及
び第２駆動電極９，１０が設けられ、ホール効果を呈す
る磁気検知素子とされる。

なお、前記実施例において、半導体薄膜材料としては、
前記シリコンの他に、ゲルマニウム、ガノウム砒素、イ
ンジウムアンチモン、硫化カドニウム等が使用できる。

また、強磁性体材料としては、前記フェライトの他にア
ルニロ磁石、サマリウム・コバルト磁石等を使用するこ
とができる。

以上の如く製作された磁気検知素子は、半導体薄膜４，
５に駆動電極９，１０を介して電流を供給すると、各半
導体薄膜４，５にホール電圧が発生する。このとき、両
生導体薄膜４，５を挾む様に強磁性体層２，３が近接し
ているので、磁化により各半導体薄膜４，５内の磁束密
度が増加し、ホール効果が高められる。そして、各半導
体薄膜４゜５からのホール電圧は、中継電極１３を介し
て、直列的に相加されることにより、第１及び第２堆出
し電極１１．１２から高出力で取り出きれる。

なお、本発明に係る磁気検知素子は、以上の実施例に限
定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更
することができる。

例えば、第１、第２半導体薄膜４，５及び強磁性体層２
，３を交互に複数積層してもよい。これにより、強磁性
体層２，３の磁気飽和を生じさせない範囲で、ホール電
圧を一層高めることができる。

光肌久釆ユ 以上の説明で明らかな様に、本発明に係る磁気検知素子
は、半導体薄膜と絶縁性薄膜と強磁性体層とを交互に積
層し、かつ、半導体薄膜に電極を設けたため、強磁性体
の磁化作用により各半導体薄膜に発生するホール効果が
高められる。そして、この半導体薄膜より出力されるホ
ール電圧は、直列的に相方口されるため、磁気検知素子
からは高出力のホール電圧を取り出すことができる。ま
た、強磁性一体層を介在させることでホール重圧を高め
ることができるので、半導体薄膜を従来の様に多数層に
する必要がなくなり、製作工程が簡略化されると共に、
同一容量では安価で小型の磁気検知素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る磁気検知素子の一実
施例を示し、第１図は平面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ
線断面図、第３図は第１図の■−■線断面図である。第
４図は従来の磁気検知素子を示す断面図である。 ｊ・・・基板、２，３・・・強磁性体層、４．５・・・
半導体薄膜、６，７．８・・・絶縁性薄膜、９，１０・
・・電極。 特許出願人　　株式会社村田製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ホール効果を呈する半導体薄膜と絶縁性薄膜と強磁
   性体薄膜とを交互に積層すると共に、前記各半導体薄膜
   から出力されるホール電圧を互いに直列的に相加する電
   極を設けてなることを特徴とする磁気検知素子。