WO2005013376A1

WO2005013376A1 - 半導体磁気センサとこれを用いた磁気計測装置

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Abstract

　超小型、低消費電力、経時変化の極めて少なく、高感度であり、各種回路を集積可能な半導体磁気センサと、これを搭載するコンパクトな磁気計測装置を提供する。バイポーラ又はＭＯＳ型のトランジスタ構造とし、このベースに対応する領域に再結合領域Ｒを設け、ベースに注入された少数キャリアを外部磁場Ｈによるローレンツ力で、再結合割合を変化させるようにして、コレクタ又はドレインの電流の変化から、外部磁場Ｈの大きさと方向を計測できるようにする。ｐｎ接合を利用した再結合領域Ｒでは、バイアス電圧の印加により少数キャリアの再結合割合も調整できるようにする。

Description

明細書

半導体磁気センサとこれを用いた磁気計測装置

技術分野

[0001] 本発明は、半導体を用いた高感度で小型、かつ低消費電力で、磁界の大きさと方向が検出できる磁気センサと、これを用いた磁気計測装置に関するものである。背景技術

[0002] 従来、本発明者が発明した半導体磁気センサとしての磁気ダイオード（例えば、特開 2002— 134758)があった。この磁気ダイオードは基本的には pin構造の 2端子であり、その動作原理は次のようなものであった。真性半導体領域である i領域には、再結合領域を具備してあり、 p型領域と n型領域との間に順方向ノァスを印加して、キャリアの二重注入状態で外部磁場 Hを印加し、二重注入されたキャリアである電子 (一 )と正孔（+ )が共に再結合領域側にローレンツ力により曲げられたときには、流れる両キャリアが再結合により消滅し少なくなるので、二重注入が抑止される傾向になるので、ダイオード電流が小さくなる。また、逆に二重注入された電子と正孔のキャリアが共に再結合領域とは反対側に曲げられたときには、再結合が起こりにくい非再結合領域としているので、二重注入キャリアが十分流れ、大きなダイオード電流が流れるという原理を用いた半導体ダイオードの磁気センサであった。

[0003] また、 SOI基板の薄い SOI層に形成してあるので、小さな外部磁界 Hにおいても注入キャリアは容易に SOI表面に形成してある再結合領域に到達するので、その分、小型で駆動電圧が小さくて済み、消費電力も小さくて済むものであった。

[0004] また、従来、磁気トランジスタが一般に知られている。これは、ノポーラトランジスタのェミッタ Eからベース Bに注入されたキャリアは、ベース B領域では少数キャリアであり、この注入された少数キャリアはベース Bでの自由な多数キャリアの存在で電気的に中性を保ちながら逆方向バイアスされたコレクタ Cに流れて行くが、外部磁場 Hを流れに対し直角方向に印加すると、ローレンツ力によりホール電圧を発生せずに偏向することを利用し、コレクタ Cをコレクタ C1とコレクタ C2との二つに分割しておき、口一レンツ力により偏向された注入された少数キャリア力コレクタ C1とコレクタ C2のどちらかに多く流入するので、これらの異なるコレクタ電流の差動増幅により、外部磁場 Hの大きさと方向を知るものである。

[0005] また、従来、バイポーラトランジスタの磁気トランジスタの代わりに MOSFETを形成し、 2個のコレクタに対応する 2個のドレインを設けて、ゲート電圧の印加調整でバイポーラトランジスタ的動作領域で、注入された少数キャリアのチャンネル領域におけるローレンツ力による偏向により、二つのドレイン間の電流の差を検出するという、磁気トランジスタとほぼ同様な動作原理の基づく磁気センサとしての MAGFETが報告されている。

[0006] 従来の磁気を計測する装置では、完全に CMOS工程に適合する地磁気程度の弱い磁場を計測できる程度の高感度のセンサが存在していなかったために、数百 MH z程度の高周波発生させて、インピーダンスを測定する磁気センサもあるが、この場合、特殊な磁性体などの組み合わせや製作工程を必要とするので、磁気センサ部と周辺回路部との集積化が困難で、どうしても大型化と共に高価な磁場計測装置にならざるを得なかった。 GMRや TMRなどの高感度磁気センサでも、弱い磁場の領域に磁気感度のピークを有しているので、弱い磁場が存在しているかどうかのオン、ォフ信号のようなデジタル信号を得るには適する力広範囲の磁場の計測には適しなレ、ので、広範囲の磁場計測装置としては適しなレ、ものであった。

[0007] また、従来の二重注入型 pin磁気ダイオード（特開 2002—134758)では、ドリフト電界が発生している領域に pn接合による再結合領域 Rを形成しても、 i層中で電界集中している中に pn接合を形成しても、その領域の存在のために i層の長さ方向が短絡状態となり、電界分布が複雑になり、実質的に再結合領域 Rとしての効果が無いものであった。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力ながら、従来のこのタイプの磁気センサは、この半導体磁気センサはシリコンなどの半導体で形成できるので、 CMOS工程に適合し、集積化しやすいという特長があるものの、従来の磁気トランジスタや MAGFETは、極めて感度が低ぐ本発明者の発明による磁気ダイオードである半導体磁気センサで、ようやく地磁気の大きさが検出できる程度で、磁気感度が更に大きい半導体磁気センサが望まれていた。

[0009] また、磁気ダイオードでは、二重注入された電子と正孔は、再結合しても再結合電流が流れるので、それほど大きな外部磁場による電流変化が得られないので、磁気感度がそれほど大きくなれないという問題もあった。

[0010] また、再結合領域 Rとして、再現性があり、経時変化が極めて少なぐ設計しやすい領域の形成が望まれてレ、た。

[0011] 本発明は、従来の半導体ダイオードの二重注入キャリアの磁場による偏向と再結合に基づく磁気抵抗変化を利用するという上述した半導体磁気センサとは基本原理が同一であるが、ベースに注入されたベースにおける少数キャリアの再結合割合を外部磁場 Hにより変化させるトランジスタとして動作させる半導体磁気センサで、半導体の最新の集積化技術が利用でき、超小型、低消費電力、安定な再結合領域の採用により経時変化の極めて少なぐ高感度であり、駆動回路、増幅回路や各種補償回路などを集積化できる半導体磁気センサを提供すると共に、安価で、低消費電力で、かつコンパ外な磁気計測装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 上記の目的を達成するために、本発明の請求項 1に係わる半導体磁気センサは、半導体の一方の導電型 (例えば、 p型）の領域 Bに、少数キャリアを注入する他方の導電型 (例えば、 n型）の領域 Eと、この領域 Eと同一の導電型もしくは金属からなり、この注入された少数キャリアを受け取る領域 Cとを近接して配設し、更に、領域 Eと領域 Cとの間の領域 Bに、前記注入された少数キャリアを再結合させる再結合領域 Rを具備してあり、外部磁場 Hが印加されたときに、領域 Eから領域 Bに注入された少数キャリアがローレンツ力を受けて偏向して再結合領域 Rで再結合する割合が変化するように再結合領域 Rを配設してあり、外部磁場 Hにより領域 Cに到達する前記注入された少数キャリアの数が変化し、この少数キャリアの数による領域 Cを流れる電流の変化から外部磁場 Hに関する大きさと方向などの情報を得るようにしたことを特徴とするものである。

[0013] もう少し詳しく説明すると、本発明の半導体磁気センサは、大きく分けてバイポーラトランジスタ型半導体磁気センサおよび MOSFET型（または MISFET型）半導体磁気センサに分けることができる。

[0014] 先ず、ノくイポーラトランジスタ型半導体磁気センサについて説明すると次のようである。

[0015] 領域 Bとして p型 Si基板の p型領域を例にする。この領域にェミッタとしての n型の領域 Eとコレクタとしての n型の領域 Cとを、ェミッタからベース領域である p型の領域 Bに注入された少数キャリアである電子がコレクタ領域 Cに到達できる程度の近接した間隔（ェミッタ領域 Eとコレクタ領域 Cとの間隔であるベース長は、少数キャリアである電子の拡散距離よりも充分小さくする）で形成する。ベース領域 Bのうちェミッタ領域 Eとコレクタ領域 Cとの間で、ェミッタ領域 Eとコレクタ領域 Cとを結ぶ軸から少しずれた所にキャリアの再結合領域 Rを形成しておく。ェミッタ領域 Eとベース領域 Bとの pn接合に順方向バイアス電圧を印加して、ェミッタ領域 Eからベース領域 Bに、 p型のベース領域 Bにおける少数キャリアである電子を注入させて、ベース領域 Bとコレクタ領域 C に印加した逆方向バイアス電圧により注入された少数キャリアである電子がコレクタ領域 Cにスイープアウトされるようにする。このとき、ベース領域 Bに注入された電子のうち再結合領域 Rに拡散した分は、再結合により失われるが、残りの分はコレクタ領域 Cに到達し、スイープアウトされてコレクタ電流となる。ベース領域 Bに注入された少数キャリアの電子は、コレクタ領域 Cに主に拡散により流れてゆく途中で、印加された外部磁場 Hのローレンツ力によりに再結合領域 Rに平均して曲げられると、コレクタ領域 Cに到達する数が少なくなるので、コレクタ電流が小さくなる。また、逆に印加された外部磁場 Hのローレンツ力によりに平均して再結合領域 Rから離れる方向に曲げられると再結合領域 Rで失われる少数キャリアの電子が少なくなり、コレクタ領域 Cに到達する数が増えるので、その分、コレクタ電流が大きくなる。このようにして、コレクタ電流の大きさと、この半導体磁気センサに対する外部磁場 Hとの空間的配位から外部磁場 Hの大きさと方向などの情報を得ることができる。

[0016] 従来の pinダイオードを用いた二重注入キャリアによる半導体磁気センサでは、 i領域に注入されたキャリアは、電界によるドリフトで走行し、ドリフト速度が大きぐ従って、ローレンツ力は大きくなる力 S、走行するキャリアとの相互作用時間が短いので、結局、キャリアの曲がりが少なくなる。むしろ、本発明の半導体磁気センサのように、ベース領域 B中を拡散でゆっくり少数キャリアが動いた方が相互作用時間が長いので、大きく曲げられることになり、再結合領域 Rで少数キャリアが再結合して失われる割合が大きくなり、その分、高感度磁気センサとなる。また、ベース領域 Bとコレクタ領域 Cとの接合は、逆方向バイアスになっているので、外部磁場 Hの印加により注入された少数キャリアの電子が再結合領域 R側に曲げられて、そこでの再結合により失われて、コレクタ領域 Cまで到達しないと、ほとんどコレクタ電流が流れないので、大きなコレクタ電流の変化割合となり大きな磁気感度になる。

[0017] 次に MOSFET型半導体磁気センサについて、バイポーラトランジスタ型半導体磁気センサに対応して説明すると次のようである。

[0018] MOSFETの n型のソース Sは上述のバイポーラトランジスタ型半導体磁気センサの n型のェミッタ領域 Eに対応し、 n型のドレイン Dはコレクタ領域 Cに対応する。また、ベース領域 Bはゲート酸化膜直下のチャンネル領域及び p型基板に相当する。しかし、ゲート電圧印加などで完全に n型チャンネルを形成してしまうと少数キャリアでなくなり、多数キヤリァ伝導ではホール電界が形成されキャリアが外部磁場により曲がらなくなるので、 MOSFETをサブシュレショルド領域のようにバイポーラトランジスタとして動作するような適当なゲート電圧印加にして動作させ、まだ p型であるチャンネル部に少数キャリアの電子を注入して、ドレイン Dに到達させる必要がある。例えば、チヤンネル部とゲート酸化膜との界面に再結合領域 Rを形成しておくと、バイポーラトランジスタ型半導体磁気センサと同様な動作原理で、コレクタ電流に対応するドレイン電流の変化から外部磁場 Hの大きさと方向を検出することができる。

もちろん、 MOSFETの代わりに MISFETとしても良ぐ MISFET型の方が、ゲート直下に再結合領域 Rを作成しやすい。

[0019] また、再結合領域 Rは、ゲート直下ばかりでなぐそこからずれた所に形成しても良レ、。

[0020] また、上述のバイポーラトランジスタ型半導体磁気センサと MOSFET型や MISFE T型の半導体磁気センサでは、領域 Cとしてのコレクタ領域 Cとドレイン Dとを領域 Bとしてのベース領域 Bとは異なる導電型の n型半導体を使用した例であった力 S、これを金属としてベース領域 Bに対するショットキー接合を形成して、これを逆方向バイアスにして、注入された少数キャリアをスイープアウトするようにしても、上述と同等の原理で動作する。

[0021] 再結合領域 Rとして、アルゴンガスと少量の酸素ガスを流しながらこれらのガスのィオンでスパッタリングして表面に欠陥を形成したり、溶液などを利用して化学的に表面を荒らしたり、または、物理的なスパッタリング欠陥と化学的な反応の組み合わせなど利用して形成しても良い。結晶中の欠陥は熱処理により修復されて結晶化するので、結晶化を阻害する意味で、スッパッタリング時に少量の酸素を導入し、欠陥に酸化物を形成してその後の熱処理などによる結晶化の促進を防止すると共に、経時変化を防止することができる。もちろん、アルゴンガスのみでスパッタリングして表面に欠陥を形成しのち、熱酸化して、欠陥付近を部分酸化したり、薬品処理をしたりして、結晶化による経時変化を防止することができる。

[0022] また、金や白金などをイオン注入法や拡散技術で添加してキラーセンターとして作用させ、キャリアの再結合を促進させるようにした再結合領域 Rを形成してもよい。

[0023] また、シリコンやゲルマニウムなどを表面に堆積させて、界面でのひずみや欠陥などを利用する再結合領域 Rを形成しても良い。

[0024] 上述の再結合領域 Rは、パッシブな再結合領域 Rについてであった力 pn接合やショットキー接合を利用したアクティブな再結合領域 Rにしても良い。例えば、 p型べース領域 Bにコレクタ領域 Cと同様に、 n型の再結合領域 Rを形成しておき、ベース領域 Bに形成されたオーム性電極に対して逆方向バイアス電圧を印加すると、この再結合領域 Rに流入する少数キャリアの電子はベース領域 Bの多数キャリアの正孔と再結合する。このとき、逆方向バイアス電圧の大きさで再結合領域 Rに流入する少数キヤリアの量の制御、すなわち少数キャリアの再結合割合の制御をすることができるとレ、う利点がある。もちろん、印加電圧はゼロでもよい。

[0025] 上述の例では、半導体としてシリコンを例にした力 GaAsなどの化合物半導体を利用しても良ぐ単結晶 GaAsを用いると、電子の移動度が大きいので、大きな磁気感度にすることができる。

[0026] 本発明の請求項 2に係わる半導体磁気センサは、領域 Bとして、 S〇I基板の S〇I層を用いた場合であり、特に絶縁体上に形成したシリコン単結晶薄膜層を用いた場合は、現在の成熟した半導体の集積化技術 (IC化技術)が使用できるので、安価で、画一的で、大量生産性のある高精度の超小型の半導体磁気センサが形成できるば力りでなぐ同一基板上にセンサの駆動回路、増幅回路や各種補償回路などの周辺回路を集積化できるという利点を持つ。

[0027] S〇I基板として、シリコン単結晶基板上に形成してあるシリコンの酸化膜とその上に形成してあるシリコンの単結晶半導体薄膜層力成る基板を用いてもよぐシリコンと格子定数の合う絶縁基板であるサファイア基板上にェピタキシャルシリコンの単結晶半導体薄膜層を成長させた基板を用レ、てもよい。

[0028] また、単結晶半導体薄膜層のうち、トランジスタを形成部分以外の一部または全部をエッチ除去して、領域 Eから領域 Bを経由して領域 Cに流入する領域 B (ベース領域 B)に対する少数キャリアが、磁気感度を有する領域だけを通るようにすることにより、磁気感度を有しない領域を経由する電流がほとんどなくなるから高感度の磁気センサが提供できる。

[0029] 本発明の請求項 3に係わる半導体磁気センサは、再結合領域 Rとして、領域 Bと電気的に導通してあり、領域 Bとは異なる導電型の領域とした場合である。領域 Bが p型の場合は、不純物添加による n型の領域を形成して、領域 Bとの間で pn接合とするか、または、 MOSFET型の場合には、ゲートに電圧を印加するなどして、 MOS界面に n型の領域となる反転層を形成して、これらの c領域と p型の領域 Bとの間を電気的に短絡するか、電圧を印加して再結合を促進するようにしても良い。電圧を印加した場合は、注入された少数キャリアである電子の再結合割合を調節することもできる。

[0030] 本発明の半導体磁気センサでは、トランジスタ動作でベース領域に注入された少数キャリアの拡散途中での再結合を利用するので、ベース領域にはドリフト電界はほとんど無ぐ領域 Bに再結合領域 Rとしての n型の領域を作成しても、従来の二重注入型 pin磁気ダイオードのドリフト電界が発生している場合とは異なり、電界分布が複雑になることは無い。従って、この n型の領域は再結合領域 Rとして、有効に働く。

[0031] 本発明の請求項 4に係わる半導体磁気センサは一つの領域 Eに対して複数の領域 Cを配設した場合である。二次元や三次元的な外部磁場 Hの検出や対となる半導体磁気センサの形成では、一つの領域 Eに対して複数の領域 Cを配設することにより、小型で、かつ、電極数が少なくて済むという利点がある。

[0032] 本発明の請求項 5に係わる半導体磁気センサは、同一基板に領域 E、領域 B、領域 Cおよび再結合領域 Rを持つ半導体磁気センサのユニットを複数個設けた場合である。磁場の分布の計測や二次元や三次元的な外部磁場 Hの検出では、小型化できるので有利となる。

[0033] 本発明の請求項 6に係わる半導体磁気センサは、 2個のユニットを一対として形成し、これらの一対の出力を差動増幅させるようにした場合である。温度補正や 2個のユニットを逆向きに接続して出力の増大化を図る場合などに好適である。

[0034] 本発明の請求項 7に係わる半導体磁気センサは、二次元もしくは三次元的な外部磁場 Hが計測できるようにユニットを配置した場合である。外部磁場 Hの二次元計測では、同一半導体基板にユニットを平面上で直交配置することにより達成されるが、三次元的な外部磁場 Hが計測では、二次元の平面上での直交配置に対し、更に直交配置させるか、または、 3個のユニットが互いに直交成分があるように配置すると良レ、。

[0035] 本発明の請求項 8に係わる半導体磁気センサは、同一の基板に他の回路と共に集積化した場合で、この半導体磁気センサの駆動回路、増幅回路、各種補償回路、演算回路、メモリ回路、出力などを表示するための表示回路など、半導体磁気センサの周辺回路や他の目的の集積回路と共に本発明の半導体磁気センサを集積化するものである。

[0036] 本発明の半導体磁気センサの製作工程は、 CMOSプロセスに適合するので、 1つのチップに他の集積回路と共に集積化することにより、リード線が短くて済むことなどから外部からの誘導雑音が小さくなり、高感度で、高性能の半導体磁気センサが提供できるばかりでなぐたとえば、温度センサ、湿度センサや光センサなどの他のセンサゃそれらのセンサに必要な駆動回路などの集積回路と共に集積化して多機能センサの装置を作製する場合、 1つのチップに集積化できるので、ばらばらで組み上げるより小型でコンパクトな装置が提供できるという利点がある。

[0037] 本発明の請求項 9に係わる半導体磁気センサは、強磁性体膜からなるヨークを半導体磁気センサの形成してある基板に形成して、半導体磁気センサの磁気感応部における外部磁場の強さが大きくなるようにした場合である。強磁性体膜の透磁率は大きい方が良ぐ保持力は小さい方が良い。強磁性体膜をスパッタリングなどで堆積形成後、パターン化してヨークとして利用してもしても良ぐ強磁性体膜を貼り付けるなどした後、パターンィ匕して、適当な形状の強磁性体膜のヨーク対を形成し、それらのギャップの位置に半導体磁気センサの磁気感応部が位置するようにすると良い。強磁性体膜のヨークの長さに対するギャップ長の割合が磁束収束割合に大きく寄与するので、磁気感度を大きくするためには、半導体磁気センサの磁気感応部をできるだけ小さくして、ギャップ長を可能な限り小さくできるように配慮すると良い。

[0038] また、ヨークが磁気感度に大きく寄与している場合には、ヨークを三次元的に基板に直交面などに沿って曲げて磁束をそれに沿って誘導して、同一平面上に形成された半導体磁気センサの磁気感応部であっても二次元や三次元の外部磁場 Hの計測ができるようにすることができる。また、一対のヨークが形成できないときには、一方のヨークだけを形成し、その先端に半導体磁気センサの磁気感応部を位置するように配置しても良い。

[0039] 本発明の請求項 10に係わる半導体磁気センサは、磁気感応部の位置もしくはョークの先端から所定の距離だけ離した位置に導線を配設し、この導線に電流を流し、この電流による磁界を利用して外部磁場 Hを校正するようにした場合である。

[0040] 半導体磁気センサは、温度依存性や経時変化が存在し、これを測定器として用いる場合は、これらの変化を補正する必要があり、測定する後毎に校正するか、時々、校正する必要がある。導線に電流を流すとその回りに磁界が発生し、本半導体磁気センサの磁気感応部から所定の距離にある導線に流れる電流による磁場は計算できるので、パルス電流や交流電流、もしくは直流電流などを導線に流して、半導体磁気センサの校正を行うものである。

[0041] 導線は、直線状でも良ぐコイル状でも良いし、半導体磁気センサの磁気感応部を覆うようにして、薄膜導体で導線を形成して、磁気感応部に一様磁界が働くようにすることちでさる。

[0042] また、ヨークがある場合は、絶縁層を介してこのヨークの周囲を一周または数周だけコイルで取り巻くように薄膜導線で密着形成しても良レ、。漏れ磁束もあるので、ヨークの一端からの距離の所定の値として、再現性が良ぐ計算にも合い易くしておいた方が良い。

[0043] 本発明の請求項 11に係わる本発明の半導体磁気センサを用いた磁気計測装置は、電源部と、この半導体磁気センサの駆動回路部、この半導体磁気センサの校正回路部、出力増幅回路部、演算回路部及び表示回路部を含む回路部を具備している磁気計測装置であり、地磁気の計測、磁束の計測、電流の計測、方位の計測、磁気探傷とその画像表示、磁気ヘッドとしての磁気記録と磁界の計測などの計測やその結果の表示などを行う装置で、完全に IC化が可能な磁気センサを搭載できるので、安価で、低消費電力で、かつコンパクトなものである。

発明の効果

[0044] 本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。

[0045] 本発明の半導体磁気センサでは、本発明は、従来の半導体ダイオードの二重注入キャリアの磁場による偏向と再結合に基づく電流変化を利用するという上述した半導体磁気センサとは基本原理が同一である力ベースに注入されたベースにおける少数キャリアの再結合割合を外部磁場 Hにより変化させるトランジスタ動作させる半導体磁気センサであるから、二重注入現象を利用しないから、順方向電圧印加でベースへの少数キャリアが容易に注入でき、し力拡散が主体で領域 Cであるコレクタゃドレインに向かってゆっくり流れるので、キャリア速度が小さぐその分外部磁場 Hとの相互作用時間が長ぐ磁気ダイオードの二重注入時の強電界に依るドリフト速度の場合とは異なり、キャリアの曲がりが大きくなり、高感度の磁気センサが達成されるという利点がある。

[0046] また、バイポーラトランジスタ型と MOSFET型の半導体磁気センサが提供でき、特に MOSFET型では、ゲートを有しているので、 MOS界面のベース領域を反転させてチャンネル形成させたり、反転まで至らない状態で、ノくイポーラトランジスタ型と同等な動作をさせたりできるので、外部磁場 Hの大きさや向きなどに対して、磁気感度の調整や磁気計測のダイナミックレンジ調整など微細な制御が可能である。

[0047] また、従来の二重注入型 pin磁気ダイオードでは、再結合領域 Rで二重注入された電子と正孔とが外部磁場 Hにより曲げられ、完全に再結合しても、再結合電流が流れてしまレ、、電流の変化率がそれほど大きくなれないのに対して、本発明の半導体磁気センサはトランジスタ型なので、少数キャリアが外部磁場 Hにより曲げられ、再結合領域 Rで再結合により消滅すると、コレクタ又はドレイン電流はほぼゼロになり、大きな電流の変化割合になるので、大きな磁気感度が得られるという利点がある。

[0048] 再結合領域 Rとして、 pn接合や反転層が利用できるので、設計ができやすぐかつ安定な再結合領域 Rが形成できる。また、領域 Bに対する印加電圧の調整により磁気感度を可変型とすることもできるので、大きなダイナミックレンジの磁気センサと磁気計測装置が提供できる。

[0049] 半導体磁気センサの磁気感応部などの主要部が SOI層に形成できるので、再結合領域 Rに対して注入少数キャリアの流路に制限を与えることができる。このことは外部磁場 Hによるローレンツ力により、有効に注入少数キャリアの大部分を再結合領域 R に到達させたり、もしくは、再結合領域 Rから離したりすることができるので、大きな磁気感度が得られるとレ、う利点がある。

[0050] CMOS適合の微細加工技術を用いて磁気回路も集積化できるので、磁気センサとして各種の応用が期待できる。

[0051] 半導体の最新の集積化技術が利用でき、超小型、低消費電力、経時変化の極めて少なぐ高感度であり、駆動回路、増幅回路や各種補償回路などを同一基板に集積化できる半導体磁気センサが提供されると共に、安価で、低消費電力で、かつコンパクトな磁気計測装置を提供される。

図面の簡単な説明

[0052] [図 1]図 1は、半導体磁気センサの一実施例を示し、そのセンサ主要部の断面概略図で、 npn型のバイポーラトランジスタ型の半導体磁気センサとして実施した場合である。

[図 2]図 2は、図 1に示した本発明の半導体磁気センサの一実施例の鳥瞰図で、概略図である。

[図 3]図 3は、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の断面概略図を示したもので、 MOSFET型の場合である。 [図 4]図 4は、半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の断面概略図を示したもので、ゲート電極 512を部分的に形成した場合である。

園 5]図 5は、図 4に示した本発明の半導体磁気センサの平面図の概略図を示してある。

園 6]図 6は、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の平面概略図を示したもので、再結合領域 Rに pn接合を利用した場合である。

園 7]図 7は、半導体磁気センサの再結合領域 Rに pn接合を利用した構造を示す他の一実施例の概略図を示したものである。

園 8]図 8は、半導体磁気センサの再結合領域 Rに pn接合を利用した構造を示す他の一実施例の概略図を示したものである。

[図 9]図 9は、半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の概略図を示したもので、 1個の領域 Eに対して 2個の領域 Cを設けた場合である。

[図 10]図 10は、半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の平面概略図を示したもので、 1対の強磁性体からなるヨークを形成した場合である。

[図 11]図 11は、半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の平面概略図を示したもので、磁気ヘッドに好適なヨークを形成した場合である。

園 12]図 12は、半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の平面概略図を示したもので、導線に電流 Itを流し、磁場の校正ができるようにした場合である。

園 13]図 13は、本発明の磁気計測装置に関し、その構成要素となる種々の回路部とその電気信号系の流れに対するブロック図を示したものである。

符号の説明

1 基板

3 反転層

4 チャンネル部

5 非再結合領域

10 SOI層

11 下地基板

20 n型層 50 電気絶縁体

51 , 52 絶縁薄膜

60 エッチ除去領域

61 絶縁分離領域

101 ェミッタ

102 ベース

103 コレクタ

111 ソース

112 ゲート

113 ドレイン

114 チャンネノレ

300 磁気回路

310, 310a, 310b ヨーク

320 裏面ヨーク

330 磁気ヘッド先端部

350, 351 ギャップ

411 , 412, 413, 414 コンタク卜ホール

500 電極

501 ェミッタ電極

502 ベース電極

503 コレクタ電極

511 ソース電極

512 ゲート電極

513 ドレイン電極

514 再結合電極

600 導線

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の半導体磁気センサの実施例について図面を参照して詳細に説明する。

実施例 1

[0055] 図 1は、本発明の半導体磁気センサの一実施例を示し、そのセンサ主要部の断面概略図で、 npn型のバイポーラトランジスタ型の半導体磁気センサとして実施し、そのベース 102としての領域 Bに再結合領域 Rを設けた場合である。なお、同図には、ェミッタ端子 E、ベース端子 B,コレクタ端子 Cを図示してあり、簡単のために表面の酸化膜や電極などを省略してある。

[0056] この実施例の半導体磁気センサとしての動作を説明すると、次のようである。

基板 1として SOI基板（たとえば、 p型シリコン (Si)の下地基板 11上にシリコン酸化膜力なる電気絶縁体 50の 1 μ m厚の絶縁層が形成されてあり、その上に更に単結晶半導体薄膜層である SOI層 10が 5 / m厚に形成されたもの）を用い、領域 Bとしての一方の導電型である p型半導体 (以下、本明細書では p型として表示する）と、他方の導電型である n型半導体（以下、本明細書では n型として表示する）の領域 Eおよび領域 Cを、 SOI層 10に近接して形成し、その周りの SOI層 10をエッチング除去してェツチング除去部 60を形成してある。これは、領域 Eから領域 Bに注入された少数キヤリァが磁気感応部である再結合領域 Gの付近のみ流れて、領域 Cに到達することにより、磁気感度を大きくさせるためである。

[0057] また、領域 Bの表面（一方の面）には、たとえば、アルゴンガスと少量の酸素ガスを流しながらこれらのガスのイオンでスパッタリングして表面に欠陥を形成して再結合領域 Rを形成したり、溶液などを利用して化学的に表面を荒らしたり、または、物理的なスパッタリング欠陥と薬品処理による化学的な反応の組み合わせなどして表面安定化した再結合領域 Rを形成してもよい。また、金や白金などをイオン注入法や拡散技術で添加してキラーセンターとして作用させ、キャリアの再結合を促進させる再結合領域 Rを形成してもよい。 SOI層はシリコンなので、酸化膜は極めて安定な Si〇膜となり、極めて経時変化の少なレ、安定な再結合領域 Rが形成できる。

[0058] また、本実施例では、基板 1として SOI基板が用いられており、 SOI層 10の領域 B に形成してある再結合領域 Rの裏面側はシリコンの熱酸化膜が安定に形成されてあり、非再結合領域 5となっている。 [0059] 本実施例の図 1に示すこれらの構造はラテラル型の npn型のバイポーラトランジスタを構成してあり、領域 Eはェミッタ 101、領域 Bはベース 102、領域 Cはコレクタ 103にそれぞれ対応している。ェミッタ 101とベース 102には順方向バイアス電圧 Vbを印加すると、 n型のェミッタ 101から p型のベース 102に、ベース 102に対しては少数キヤリァである電子が注入されて、拡散によりコレクタ 103の方に移動し、ェミッタ 101とコレクタ 103の印加電圧 Vcを通して、ベース 102に対して逆方向バイアスされているコレクタ 103が近接配置されているので、ここにスイープアウトされ、コレクタ電流 Icの主体となり、コレクタ 103の接続してある負荷抵抗 RLの両端の出力電圧として観測される

[0060] 図 1に示すように、ェミッタ 101からベース 102に注入された少数キャリアの電子が外部磁場 Hによるローレンツ力により、再結合領域 R側に曲げられると、ベース 102の多数キャリアである正孔も電気的中性を維持するために集まり、これらの電子と正孔が再結合領域 Rで再結合する。このとき失われた正孔は、ベース 102に設けたベース電極 502を通して補給され、ベース電流となる。このとき注入された電子は、再結合により激しく失われ、コレクタ 103に到達する数が極めて小さくなると、逆バイアスされているコレクタ 103を流れるコレクタ電流 Icは極めて小さくなる。

[0061] 従来の二重注入型ダイオードを用いた半導体磁気センサにおいては、二重注入された電子と正孔が再結合しても、ダイオードには再結合電流が流れ、この電流値に飽和する傾向があるのに対して、本発明のトランジスタ型の半導体磁気センサでは、少数キャリアの流れのみを利用しているので、注入された少数キャリアが再結合により失われると、ほとんどコレクタ電流 Icが流れなくなるので、大きな外部磁場 Hによるコレクタ電流 Icの変化が得られるので、大きな磁気感度が得られるとレ、う特徴がある。

[0062] また、ェミッタ 101から注入された少数キャリアの電子が図 1に示す外部磁場 Hの向きとは逆向きに印加された場合、非再結合領域 5側に曲げられるので、再結合が極めて少なく、多くの注入された少数キャリアの電子がコレクタ 103に到達し、大きなコレクタ電流 Icとなる。

[0063] 外部磁場 Hを印加しない場合は、ベース 102と再結合領域 Rのそれぞれの厚みと長さ、および再結合領域 Rの再結合程度にも大きく依存するが、実際には、注入された少数キャリアの電子は、拡散途中の再結合領域 Rで多く再結合してしまい、コレクタ 103に到達できる数が少なくなつている。従って、再結合領域 Rが無いデバイスに比べコレクタ電流 Icが流れ難い構造である。

[0064] 本発明の半導体磁気センサでは、ベース 102に注入された少数キャリアが外部磁場 Hの印加の向きにより、再結合領域 R側に曲げられるとコレクタ電流 Icが外部磁場 Hが無いときに比べて小さくなり、非再結合領域 5側に曲げられるとコレクタ電流 Icが外部磁場 Hが無いときに比べて大きくなり、その程度も外部磁場 Hの大きさに依存するので、外部磁場 Hの大きさと方向が判別できる磁気センサとなる。

[0065] 本発明の半導体磁気センサの素子部分における製作工程の一例の概略を説明する。先ず、基板 1として、 p型シリコン（Si)の約 500 x m厚の下地基板 11上にシリコン酸化膜からなる電気絶縁体 50の 1 μ m厚の薄膜層が形成されてあり、その上に更に l Q cm程度の p型の SOI層 10が厚に形成された SOI基板を用いる。この SOI 基板を熱酸化して全面に SiO力成る絶縁薄膜 51を 0. 5 μ ΐη厚に形成し、不純物

2

拡散のマスクとして用いる。その後、領域 E,領域 Bおよび領域 Cを形成する領域確保した p型の SOI層 10の領域を島状に残し、その周囲を一周して、公知のフォトリソグラフィにより表面の絶縁薄膜 51および SOI層 10をエッチング除去して、エッチ除去部 60を形成する。

[0066] 一般に電子の移動度が正孔の移動度の 3倍程度大きぐ領域 Bとしてのベース 102 での少数キャリアが電子の方がコレクタ 103に到達しやすいので、領域 Bとして p型の SOI層 10を用いた方がょレ、。

[0067] n型の領域 Eとしてのェミッタ 101と領域 Cとしてのコレクタ 103とを 5 μ m程度離して n型の不純物であるリン (P)を熱拡散またはイオン注入技術により形成する。次に、領域 Bとしてのベース 102のうち、ェミッタ 101とコレクタ 103とのそれぞれの pn接合部力 1 μ m程度離して、ベース 102領域の残り 3 μ m程度の領域を再結合領域 Rとするために、その再結合領域 R上の熱酸化膜の全部をエッチング除去した後、スパッタリング装置を用いてアルゴンと少量の酸素ガス中で適当なガス流量、電力と時間の調整でスッパタリングして、この領域の表面層部分に欠陥を形成させて再結合領域 R を形成する。その後、更に、アモルファスシリコンの堆積して表面の歪を形成させると共に表面の保護膜として利用する。その後、通常のフォトリソグラフィにより、コンタクトホーノレ 411 , 412, 413, 414の形成、たと免ば、ァノレミニゥム薄莫による才ーム十生のェミッタ電極 501,ベース電極 502およびコレクタ電極 503の形成などを行う。

[0068] 図 2は、上述の実施例 1における図 1の本発明の半導体磁気センサを磁気ヘッドへの応用を考慮し、基板 1のシリコンチップの端部に磁気感応部であるベース 102の再結合領域 Rを形成した例で、その鳥瞰図の概略図である。同図には、ェミッタ端子 E 、ベース端子 B,コレクタ端子 Cを図示し、他の電気回路などは省略した。

実施例 2

[0069] 図 3には、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の断面概略図を示したもので、実施例 1の図 1と図 2で示した構造とほぼ同様である力大きな違いはベース 102の上にゲート酸化膜である絶縁薄膜 51を形成し、ゲート電極 512を形成してあり、 p型のベース 102の MOS界面に n型反転までにはならない程度にゲート電圧 Vgをソース 111に対して印加してレ、ること、更にバイポーラトランジスタ型と本質的には同等であるが、 MOS構造のゲート 112を設けているので、 MOSFET型として名付けている点である。従って、実施例 1の図 1における領域 Eとしてソース 111と称し、領域 Cとしてドレイン 113と称することにしてレ、る。

[0070] ソース 111とベース 102間に印加した順方向電圧 Vbにより、ベース 112に少数キヤリアである電子が注入される。この注入された少数キャリアは、ゲート電極 512直下のチャンネル 114部に相当する MOS界面側で起こりやすい。実際には、ゲート電圧 V gはベース 102の MOS界面に n型の反転層 3が形成されない程度の適当な電圧の印加なので、チャンネル 114は形成されていなレ、が、電子はポテンシャル的に M〇S 界面に集まりやすくなつてレ、る。

[0071] ベース 102に注入された少数キャリアの電子は上述の実施例 1の場合と同様に、外部磁場 Hの向きと大きさによりローレンツ力により、再結合領域 Rの方向に曲げられ再結合し、領域 Cとしてのドレイン 113まで到達できなくなり、ドレイン電流 Idがほとんど流れなくなったり、逆の外部磁場の向きや大きさによっては、非再結合領域 5側に曲げられ、ドレイン 113に到達する電子が多くなり、比較的大きなドレイン電流 Idが流れるようになったりする。この場合の出力も容易にドレイン端子 Dに接続してある負荷抵抗 RLの電圧降下として取り出すことができる。

[0072] ベース端子 Bを開放にすることも可能で、このときは純粋な MOSFETとして動作する力ソース 111からベース 102への少数キャリアの電子の注入が少なくなるので、ベース'ソース間の pn接合に順方向電圧 Vbを印加して少数キャリアの注入を促進した方が良い。

実施例 3

[0073] 図 4には、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の断面概略図を示したもので、実施例 2における図 3で示した構造とほぼ同様である力大きな違いは、ベース 102の上にゲート酸化膜である絶縁薄膜 51を形成してある力ゲート電極 512をソース 111とドレイン 113との間の途中で部分的に形成してあり、ゲート電極 5 12に比較的大きな電圧 Vgを印加して、 p型のベース 102の MOS界面に n型の反転層 3が形成されるように Vgをソース 111に対して適当に印加していること、更に、ベース 102に形成した n型層 20を介して、この反転層 3と導通する再結合用端子 Rを形成して、この再結合用端子 Rとベース端子 Bとの間に再結合促進電圧 Vrが印加できるようにしており、この反転層 3を再結合領域 Rとしている点、更に、ソース 111とドレイン 113の厚みが領域 Bとしてのベース 102となる S〇I層 10の底まで到達してレ、なレ、場合であること、更に、このセンサの構成主要部であるソース 111、ベース 102、ドレイン 113、ゲート電極 512の下部のベース 102領域及び n型層 20の領域を島状に残して、その周囲を絶縁分離領域 61として SOI層 10に形成してあり、 S〇I層 10を平坦なまま使用できるようにした場合であり、ソース 111からベースに注入された少数キヤリァである電子をセンサのこれらの島状の構成主要部内に閉じ込めるようにして、注入された電子がこの領域から流れ出さないようにしている点が主な相違点である。なお、絶縁分離領域 61は、酸素などのイオン注入や部分熱酸化などによる電気的な絶縁層にしたり、高濃度の p型層にして、注入少数キャリアである電子を寄せ付けないようにした層でも良い。

[0074] 図 5には、図 4に示した本発明の半導体磁気センサの平面図の概略図を示してある。なお、この図 5では、電源部などは省略している力図 4において省略した表面の絶縁薄膜 52は図示している。実施例 4

[0075] 図 6には、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の平面概略図を示したもので、実施例 1の図 1と図 2で示した構造とほぼ同様で、バイポーラトランジスタ型である力大きな違いは、第 1に、再結合領域 Rとして、ベース 102の表面付近に形成した n型層 20とした点である。再結合領域 Rを有効にするには、この n型層 20 の導通する再結合用端子 Rとベース端子 Bとを短絡するか、もしくは、図 4と図 5における実施例で説明したように、再結合促進電圧 Vrを印加するようにしても良い。第 2 に、この再結合領域 Rとしての n型層 20を、ェミッタ 101からコレクタ 103に流入する注入された少数キャリアの電子が通るベース 102の通路を再結合領域 Rが完全に塞がないように、片側にずらして形成してあり、外部磁場 Hの印加方向もこれを繁栄して、ベース 102の層を持つ SOI層 10面に垂直に印加するようにしている点、更に、図 4 でも説明した絶縁分離領域 61として SOI層 10に形成してあり、 SOI層 10を平坦なまま使用できるようにしてレ、る点である。

[0076] n型層 20は、ベース 102の表面付近ばかりでなぐ完全に SOI層 10面の下部の絶縁薄膜 51まで到達していても良い。

実施例 5

[0077] 図 7には、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の概略図を示したもので、図 6に示した半導体磁気センサと同様であるが、大きな違いは、再結合領域 Rとして、ベース 102の表面付近に形成した n型層 20がベース 102の幅を横切り、かつ覆うように形成してあり、ェミッタ 101から注入された電子がコレクタ 103に到達するのに、ベース 102のうちの再結合領域 Rの下を通るようにしている点で、外部磁場 Hの印加方向がベース 102の層に平行な方向としている場合である。また、この図 7には、ベース端子 Bと再結合用端子 Rに再結合促進電圧 Vrを印加した場合を示している。再結合促進電圧 Vrの印加電圧の調整により、 n型層 20からなる再結合領域 Rと p型のベース 102との pn接合の逆方向バイアスにより、空乏層幅が変化するので、注入された電子の通り道の幅が変化し、再結合割合が調整できることになる。もちろん、再結合促進電圧 Vrをゼロとすれば、ベース端子 Bと再結合用端子 Rとを短絡したことになる。 [0078] 図 8には、図 7に示す実施例で、ベース端子 Bと再結合用端子 Rとを外部で短絡する代わりに、設計時点で図 7に示す実施例のベース電極 502と再結合電極 514とをまとめて、一つの電極にした実施例を示してある。この場合は、当然ながらベース 10 2への注入電子の再結合割合は調整できないが、コンパクトな構造になるという利点がる。

実施例 6

[0079] 図 9には、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の概略図を示したもので、実施例 5の図 7で示した構造を、もう一つ反対向きに形成して、 1個の領域 Eとしてのェミッタ 101に対して 2個の領域 Cとしてのコレクタ CI , C2を設けた場合である。この場合、ベース電極 502も 1個で済ませた実施例である。 2個の対となるなる再結合領域 Rは、ベース 102の同一の側に配設してあるので、同一方向からの外部磁場 Hに対して、一方の半導体磁気センサは、コレクタ電流が大きくなるが、他方のコレクタ電流は小さくなるので、これらの差動出力は、対となる半導体磁気センサの特性のばらつきにも依る力 1個の場合のほぼ 2倍の感度となるという利点がある。また、差動増幅とすることにより、両者に共通する雑音がほぼ相殺されること、外部磁場 H がゼロにおける出力をゼロにできるので、 SN比の大きな高感度の半導体磁気センサとなり得るという利点がある。

実施例 7

[0080] 図 10は、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の平面概略図を示したもので、ノくイポーラトランジスタ型の半導体磁気センサの再結合領域 Rに、磁気回路 300としての磁束を収束させる細長い薄膜状の 1対の強磁性体からなるヨーク 310a, 310bのギャップ 350が位置するように配設した場合を示している。このような構造にすることにより、半導体磁気センサの磁気感応部である再結合領域 Rに、離れた箇所の磁束を有効に導くことができる。

[0081] この実施例の図 9では、 1対のヨーク 310a、 310bを図示してある力一方のヨークだけでも、磁束収束の効果がある。これらのヨーク 320の形状効果が大きぐ必要に応じ、その厚み、長さや対の場合のギャップ 350の間隔、更には先端の先鋭ィ匕などによる磁束収束など、適宜、設計すると良い。実施例 8

[0082] 図 11は、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の平面概略図を示したもので、実施例 7の場合と同様、ノイポーラトランジスタ型の半導体磁気センサの再結合領域 Rに、磁気回路 300としての磁束を収束させる細長い薄膜状の 1対の強磁性体からなる表面のヨーク 310a、 310bのギャップが位置するように配設した場合である。大きな違いは、磁気回路 300として、基板 1の裏面にも一方のヨーク 310a を延長して、裏面ヨーク 320を形成し、他方の表面のヨーク 310bとの間に、基板 1の厚みにほぼ等しいもう一つのギャップ 351があり、このギャップ 351とヨーク 310bの先鋭化した磁気ヘッド先端部 330とで、極めて微弱で微小の磁区からの磁場を検出するに好適な読み出し用の磁気ヘッド、特に垂直磁気記録の読み出し用に好適なような構造にした点にある。

[0083] また、ここでは図示しないが、強磁性体のヨーク 310を基板 10の磁気感応部である再結合領域 Rの形成してある側にのみ形成することもできる。

実施例 9

[0084] 図 12は、本発明の半導体磁気センサの構造を示す他の一実施例の平面概略図を示したもので、ノポーラトランジスタ型の半導体磁気センサを例に取った場合で、例えば、領域 Cとしてのコレクタ 103の方向力、ら領域 Eとしてのェミッタ 101の方向に向かってベース 102に沿った方向に電流 Itが流れるように、磁気感応部である再結合領域 Rの上に、絶縁層を介して薄膜状の導線 600を密着形成してパターン化させてあり、導線 600の電極端子 Tl , T2に所定の電流 Itを流し、このとき発生する既知の磁界を利用して、半導体磁気センサを校正するようにした場合である。

[0085] この薄膜状の導線 600には、パルス状の電流 Itを流したり、種々の大きさの電流 It を流したりして校正することができる。更に、電流 Itの向きを変えて校正することもできる。

実施例 10

[0086] 図 13は、本発明の半導体磁気センサを搭載した本発明の磁気計測装置の構成要素となる種々の回路部とその電気信号系の流れに対するブロック図を示したものである。 [0087] 本発明の半導体磁気センサは、完全に CMOS工程に適合するので、破線で示した磁気計測装置のうち、太枠内の構成要素である種々の回路部としての半導体磁気センサの駆動回路部、この半導体磁気センサの校正回路部、出力増幅回路部、演算回路部及び表示回路部の大部分は、半導体磁気センサの磁気検出部である磁気トランジスタ部と同一の基板にモノリシックに形成できる。

[0088] このように外部からの電源部とスィッチ、表示部などを除けば、ほとんどの回路部が半導体磁気センサと同一基板に集積化が容易であり、し力も大量生産可能なので、コンパクトで安価な磁気計測装置を提供することができる。

[0089] 上述の実施例は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の主旨および作用、効果が同一でありながら、本発明の多くの変形があることは明らかである。

産業上の利用可能性

[0090] 以上のように、本発明に係わる半導体磁気センサとこれを用いた磁気計測装置は、バイポーラトランジスタ型半導体磁気センサを用いて、磁界方向である地磁気の方位の決定や簡便で携帯用の磁気計測装置に有用であり、特に、半導体磁気センサとしては、方位センサや水直磁気記録の再生用磁気ヘッドに適し、磁気計測装置としては、携帯用ガウスメータ、電流計や地磁気計測による位置表示装置などに適している

Claims

請求の範囲

[1] 半導体の一方の導電型の領域 Bに、少数キャリアを注入する他方の導電型の領域 Eと、この領域 Eと同一の導電型もしくは金属からなり、この注入された少数キャリアを受け取る領域 Cとを近接して配設し、更に、領域 Eと領域 Cとの間の領域 Bに、前記注入された少数キャリアを再結合させる再結合領域 Rを具備してあり、外部磁場 Hが印カロされたときに、領域 E力も領域 Bに注入された少数キャリアがローレンツ力を受けて偏向して再結合領域 Rで再結合する割合が変化するように再結合領域 Rを配設してあり、外部磁場 Hにより領域 Cに到達する前記注入された少数キャリアの数が変化し、この少数キャリアの数の変化による領域 Cを流れる電流の変化から外部磁場 Hに関する情報を得るようにしたことを特徴とする半導体磁気センサ。

[2] 領域 Bとして、 SOI層を使用した請求項 1に記載の半導体磁気センサ。

[3] 再結合領域 Rとして、領域 Bと電気的に導通した領域であり、かつ領域 Bとは異なる導電型の領域とした請求項 1もしくは 2に記載の半導体磁気センサ。

[4] 一つの領域 Eに対して複数の領域 Cを配設した請求項 1乃至 3のいずれかに記載の半導体磁気センサ。

[5] 同一基板に領域 E、領域 B、領域 Cおよび再結合領域 Rを持つ半導体磁気センサのユニットを複数個設けた請求項 1乃至 4のいずれかに記載の半導体磁気センサ。

[6] 2個のユニットを一対として形成し、これらの一対の出力を差動増幅させるようにした請求項 5に記載の半導体磁気センサ。

[7] 二次元もしくは三次元的な外部磁場 Hが計測できるようにユニットを配置した請求項 5もしくは 6に記載の半導体磁気センサ。

[8] 同一の基板に他の回路と共に集積化した請求項 1乃至 7のいずれかに記載の半導体磁気センサ。

[9] 強磁性体膜からなるヨークを半導体磁気センサの形成してある基板に形成して、半導体磁気センサの磁気感応部における磁場の強さが大きくなるようにした請求項 1乃至 8のレ、ずれかに記載の半導体磁気センサ。

[10] 磁気感応部の位置もしくはヨークの先端から所定の距離だけ離した位置に導線を配設し、この導線に電流を流し、この電流による磁界を利用して外部磁場 Hを校正するようにした請求項 1乃至 9のいずれかに記載の半導体磁気センサ。

請求項 1乃至 10のいずれかに記載の半導体磁気センサを用いてあり、電源部と、この半導体磁気センサの駆動回路部、この半導体磁気センサの校正回路部、出力増幅回路部、演算回路部及び表示回路部を含む回路部を具備したことを特徴とする磁気計測装置。