用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)為直接在襯底層上蒸發(fā)生長InSb薄膜層，其具有以下缺陷:l、InSb薄膜冷熱變化后會產(chǎn)生熱變應力，而InSb與襯底層所用材料的熱膨脹系數(shù)差異極大，從而在冷熱變化時會損壞InSb薄膜的質(zhì)量;2、襯底材料中的雜質(zhì)對直接生長在上面的InSb有摻雜效應，而使得薄膜的電學性質(zhì)變差;3、現(xiàn)有技術(shù)中陶瓷為襯底層較為常用的材料，而陶瓷結(jié)構(gòu)不完整，其上有許多微小的孔洞，因此直接生長在上面的InSb薄膜也會受其影響而出現(xiàn)孔洞。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為克服上述缺點，本實用新型的目的在于提供一種用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)。
[0004]為了達到以上目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)，它包括由下至上依次設置的襯底層、過渡層、絕緣層、薄膜層，薄膜層材料為InSb，過渡層材料為化合物，該化合物含有包括In在內(nèi)的與In同族的至少一種金屬元素。
[0005]進一步地，絕緣層材料為In2O3SS12。
[0006]進一步地，若在用于InSb磁敏器件的薄膜材料制作過程中，對薄膜層進行退火處理時的退火溫度低于薄膜層的熔點，則過渡層材料為InSb，若在用于InSb磁敏器件的薄膜材料制作過程中，對薄膜層進行退火處理時的退火溫度高于薄膜層的熔點，則過渡層材料為除InSb外的其他上文所述化合物。
[0007]進一步地，化合物中至少含有Sb。
[0008]進一步地，若在用于InSb磁敏器件的薄膜材料制作過程中，對薄膜層進行退火處理時的退火溫度高于薄膜層的熔點，則過渡層材料為Al Sb、GaSb、InGaSb、InAl Sb或InGaAlSb0
[0009]進一步地，襯底層材料為陶瓷、硅、鐵氧體或云母。
[0010]上文所述的用于InSb磁敏器件的薄膜材料的制造工藝，包括以下步驟:
[0011]A.在真空條件下，通過分別氣相外延法使化合物中所含金屬元素的單體至襯底層上表面形成化合物，從而形成過渡層；
[0012]B.先在真空條件下，通過氣相外延法使In單體或Si單體至過渡層上表面形成覆蓋層，再通入氧氣或空氣使覆蓋層至少部分氧化成In2O3或S12而形成絕緣層；
[0013]C.再在真空條件下，分別通過氣相外延法使In單體和Sb單體至絕緣層上表面形成InSb覆蓋層，即薄膜層；
[0014]D.再對薄膜層進行退火處理。
[0015]進一步地，步驟B中，通入氧氣或空氣使覆蓋層全部氧化成In2O3或S12而形成絕緣層。
[0016]進一步地，步驟C中，In單體和Sb單體的原子比為1:1。
[0017]進一步地，氣相外延法為熱蒸發(fā)法、金屬有機化學氣相沉積法或分子束外延法。
[0018]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)，相較現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
[0019]1、通過過渡層，屏蔽了摻雜效應，保證了薄膜層的電學性質(zhì)；
[0020]2、過渡層選用與薄膜層同類材料，二者熱膨脹系數(shù)差異很小，降低了因熱膨脹系數(shù)不同而對薄膜層的影響；
[0021]3、當襯底層材料選用陶瓷時，由于過渡層設置，避免了陶瓷上孔洞對薄膜層的影響；
[0022]4、而過渡層與薄膜層均為導電層，二者之間增加絕緣層起到了絕緣的作用。
【附圖說明】

[0023]附圖1為本實用新型【背景技術(shù)】中現(xiàn)有的用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0024]附圖2為本實用新型中用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0025]圖中標號為:
[0026]1、襯底層;2、過渡層;3、絕緣層;4、薄膜層。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解。
[0028]參照附圖2，本實施例中的用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)，它包括由下至上依次設置的襯底層1、過渡層2、絕緣層3、薄膜層4。
[0029]襯底層I材料為陶瓷、硅、鐵氧體或云母。厚度為ΙΟΟμπι?ΙΟΟΟμπι。
[0030]過渡層2材料為化合物，該化合物含有包括In在內(nèi)的與In同族的至少一種金屬元素。優(yōu)選地，所述的化合物中至少含有Sb。更優(yōu)地，化合物中除了 Sb之外僅含有In所在族內(nèi)的金屬元素。若在用于InSb磁敏器件的薄膜材料制作過程中，對薄膜層4進行退火處理時的退火溫度低于薄膜層4的熔點，則過渡層2材料為InSb，若在用于InSb磁敏器件的薄膜材料制作過程中，對薄膜層4進行退火處理時的退火溫度高于薄膜層4的熔點，則過渡層2材料為除InSb外的其他化合物，如二元材料AI Sb、GaSb，三元材料InGaSb、InA I Sb，四元材料InGaAlSb等，這里不再——列舉。過渡層2厚度為0.1ym?20μπι。
[0031]絕緣層3材料為In2O3或Si02。優(yōu)選為Ιη203。絕緣層3厚度為Ο.ΟΙμπι?ΙΟμπι。
[0032]薄膜層4材料為InSb。厚度為0.Ιμπι?20μπι。
[0033]上述的用于InSb磁敏器件的薄膜材料的制造工藝，包括以下步驟:
[0034]Α.取300μπι厚的襯底陶瓷作為襯底層I，在真空條件下，分別通過氣相外延法使化合物中所含金屬元素的單體至襯底層I上表面形成化合物，從而形成過渡層2。
[0035]B.先在真空條件下通過氣相外延法使In單體至過渡層2上表面形成覆蓋層，再通入氧氣或空氣使覆蓋層至少部分氧化成In2O3而形成絕緣層3;在另一種實施方案中，本步驟中先在真空條件下通過氣相外延法使Si單體至過渡層2上表面形成覆蓋層，再通入氧氣或空氣使覆蓋層至少部分氧化成S12而形成絕緣層3。
[0036]C.再在真空條件下分別通過氣相外延法使In單體和Sb單體(原子比優(yōu)選為1:1)至絕緣層3上表面形成InSb覆蓋層，即薄膜層4。
[0037]D.再對薄膜層4以10°C/分鐘加熱至退火所需溫度進行退火處理，再以10°C/分鐘降溫至室溫。
[0038]在一種更為優(yōu)選的實施方案中，步驟B中，通入氧氣或空氣使覆蓋層全部氧化成In2O3或S12而形成絕緣層3。
[0039]上述的氣相外延法為熱蒸發(fā)法、金屬有機化學氣相沉積法或分子束外延法。
[0040]本用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)，相較現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:1、通過過渡層，屏蔽了摻雜效應，保證了薄膜層的電學性質(zhì)；2、過渡層選用與薄膜層同類材料，二者熱膨脹系數(shù)差異很小，降低了因熱膨脹系數(shù)不同而對薄膜層的影響；3、當襯底層材料選用陶瓷時，由于過渡層設置，避免了陶瓷上孔洞對薄膜層的影響;4、而過渡層與薄膜層均為導電層，二者之間增加絕緣層起到了絕緣的作用。
[0041 ]以上實施方式只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人了解本實用新型的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍，凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括由下至上依次設置的襯底層(1)、過渡層(2)、絕緣層(3)、薄膜層(4)，所述的薄膜層(4)材料為InSb，所述過渡層(2)MWSlnSb、AlSb、GaSb、InGaSb、InAlSbSlnGaAlSb。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的絕緣層(3)材料為In2O3或Si02。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的襯底層(I)材料為陶瓷、硅、鐵氧體或云母。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)，通過過渡層，屏蔽了摻雜效應，保證了薄膜層的電學性質(zhì)；過渡層選用與薄膜層同類材料，二者熱膨脹系數(shù)差異很小，降低了因熱膨脹系數(shù)不同而對薄膜層的影響；當襯底層材料選用陶瓷時，由于過渡層設置，避免了陶瓷上孔洞對薄膜層的影響；而過渡層與薄膜層均為導電層，二者之間增加絕緣層起到了絕緣的作用。
【IPC分類】H01L43/10, H01L43/00, H01L43/12
【公開號】CN205385044
【申請?zhí)枴緾N201521137521
【發(fā)明人】馬可軍, 俞振中, 鄭律
【申請人】江蘇森尼克電子科技有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月31日