Способ изготовления магнитодиода

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при изготовлении миниатюрных полупроводниковых магнитодиодов для измерительных устройств, основанных на применении гальвано-магнитных принципов преобразования информации. Изобретение направлено на увеличение выхода годных магнитодиодов, повышение точности подгонки параметров магнитодиодов по чувствительности, расширение диапазона магниточувствительности с одной партии, улучшение технологичности способа, уменьшение затрат при его реализации с сохранением параметров магнитодиодов, изготовленных известными способами. Сущность изобретения: в способе изготовления магнитодиода, включающем формирование на лицевой стороне высокоомной полупроводниковой подложки первого типа проводимости инжекционных областей магнитодиодов второго типа проводимости, формирование приконтактных областей первого типа проводимости с повышенной концентрацией примеси и подгонку параметров магнитодиодов по чувствительности, инжекционные области второго типа проводимости формируют в виде меза-структур, путем диффузии фосфора по всей поверхности подложки и дальнейшего локального стравливания легированного слоя вне инжекционных областей, а подгонку параметров магнитодиодов по чувствительности производят путем формирования кристаллов, содержащих более одного магнитодиода с различной длиной базы и выбора магнитодиода с необходимым значением магниточувствительности из представленного диапазона. 4 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к области измерительной техники и может быть использовано при изготовлении миниатюрных полупроводниковых магнитодиодов для измерительных устройств, основанных на применении гальвано-магнитных принципов преобразования информации.

Известен способ изготовления магнитодиода, характеризующийся тем, что на кремниевой пластине методами ионного легирования или сплавной технологии создают области первого и второго типа проводимости с дальнейшей активацией примесей [1].

Недостатком известного способа является большое количество операций, низкий процент выхода годных магнитодиодов, невозможность подгонки чувствительности магнитодиодов в пределах одной партии.

Изобретение направлено на увеличение выхода годных магнитодиодов, повышение точности подгонки параметров магнитодиодов по чувствительности, расширение диапазона магниточувствительности с одной партии, улучшение технологичности способа, уменьшение затрат при его реализации с сохранением параметров магнитодиодов, изготовленных известными способами.

Согласно способу изготовления магнитодиодов, включающего формирование на лицевой стороне высокоомной полупроводниковой подложки первого типа проводимости инжекционных областей магнитодиодов второго типа проводимости, формирование приконтактных областей первого типа проводимости с повышенной концентрацией примеси и подгонку параметров магнитодиодов по чувствительности, инжекционные области второго типа проводимости формируют в виде меза-структур путем диффузии фосфора по всей поверхности подложки и дальнейшего локального стравливания легированного слоя вне инжекционных областей, а подгонку параметров магнитодиодов по чувствительности производят путем формирования кристаллов, содержащих более одного магнитодода с различной длиной базы, то есть с различным расстоянием между инжекционной и приконтактной областями, и выбора магнитодиода с необходимым значением магниточувствительности из представленного диапазона.

Введение предложенного способа изготовления, включающего формирование инжекционных областей второго типа проводимости, происходящее в виде меза-структур, создаваемых диффузией фосфора по всей поверхности подложки и дальнейшим локальным стравливанием легированного слоя вне инжекционных областей, позволяет исключить необходимость создания маскирующего от диффузии слоя диэлектрика и проведение процесса ионного легирования, то есть необходимость наличия дорогостоящих установок типа "Везувий" и "Оксин", а также позволяет повысить чувствительность магнитодиода, во-первых, за счет стравливания в базе магнитодиода кремния с повышением качества поверхности, то есть уменьшением поверхностной концентрации центров рекомбинации носителей на дефектах, во-вторых, за счет уменьшения количества термических обработок на операциях формирования окисла и отжига, снижающего дефектность в теле магнитодиодов. Кроме того, формирование кристаллов, содержащих более одного магнитодиода с различной длиной базы, позволяет увеличить выход годных магнитодиодов, повысить точность подгонки параметров магнитодиодов по чувствительности и расширить диапазон магниточувствительности с одной партии за счет возможности выбора необходимого значения из диапазона с разной длиной базы, когда минимальная магниточувствительность наблюдается при минимальной длине базы.

Предлагаемый способ изготовления поясняется на фиг.1-4.

На фиг.1 изображена полупроводниковая подложка (1) первого типа проводимости со сформированным на ней слоем второго типа проводимости (2) методом диффузии фосфора. На фиг.2 изображена полупроводниковая подложка (1) первого типа проводимости со сформированной на ней инжекционной областью второго типа проводимости (3) в виде меза-структуры методом локального стравливания легированного слоя вне инжекционной области. На фиг.3 изображена полупроводниковая подложка (1) первого типа проводимости со сформированными на ней инжекционной областью (3) и приконтактной областью (4) и представляющая, таким образом, магнитодиод. На фиг.4 изображен кристалл (6) с несколькими магнитодиодами (5), имеющими различную длину базы (b) и, следовательно, различную магниточувствительность.

Способ изготовления магнитодиода поясняется на примере.

Пример. На одной стороне пластины р-типа проводимости методом загонки при температуре T₁=820°С за время t₁=40 минут формируют сплошной слой n-типа проводимости от жидкого источника трихлорида фосфора PCl₃ с удельным поверхностным сопротивлением Rs₁ не более Далее методами фотолитографии и травления в травителе состава (объемн. частей): HF-2; HNO₃-15; СН₃СООН-5 создают меза-структуру из сформированного слоя n-типа проводимости высотой h=3-5 мкм, представляющую собой инжекционную область. Далее методами фотолитографии, ионного легирования бором и отжига создают приконтактную область р+ типа проводимости с удельным поверхностным сопротивлением Rs₂ не менее Причем в процессе проведения операций фотолитографии по созданию меза-структуры и фотолитографии по созданию приконтактной области р+ типа проводимости на одном кристалле создают несколько топологических слоев магнитодиодов, отличающихся друг от друга длиной базы, то есть расстоянием между инжекционной и приконтактной областями, с целью дальнейшего выбора магнитодиода с необходимым значением магниточувствительности из представленного диапазона.

Технико-экономическими преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известными являются:

- улучшение технологичности способа;

- уменьшение затрат при его реализации с сохранением параметров магнитодиодов, изготовленных другими способами;

- увеличение выхода годных магнитодиодов;

- повышение точности подгонки параметров магнитодиодов по чувствительности;

- расширение диапазона магниточувствительности с одной партии.

Источники информации

1. Егиазарян Г.А., Стафеев В.И. Магнитодиоды, магнитотранзисторы и их применение. - М.: Радио и связь, 1987.-88 с.: ил.

Способ изготовления магнитодиода, включающий формирование на лицевой стороне высокоомной полупроводниковой подложки первого типа проводимости инжекционных областей магнитодиодов второго типа проводимости, формирование приконтактных областей первого типа проводимости с повышенной концентрацией примеси и подгонку параметров магнитодиодов по чувствительности, отличающийся тем, что инжекционные области второго типа проводимости формируют в виде меза-структур, путем диффузии фосфора по всей поверхности подложки и дальнейшего локального стравливания легированного слоя вне инжекционных областей, а подгонку параметров магнитодиодов по чувствительности производят путем формирования кристаллов, содержащих более одного магнитодиода с различной длиной базы, то есть с различным расстоянием между инжекционной и приконтактной областями, и выбора магнитодиода с необходимым значением магниточувствительности из представленного диапазона.