磁感電阻元件及電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種于絕緣基板(或絕緣膜)上形成磁感電阻層的磁感電阻元件、及使用該磁感電阻元件的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁感電阻元件的電阻值是根據(jù)磁場(chǎng)的強(qiáng)度而變化。此現(xiàn)象被稱作磁感電阻效應(yīng)(MR Effect)。磁感電阻效應(yīng)，如圖13A、圖13B所示，在磁感電阻元件MR中，電流i自第一電極E1通過(guò)磁感電阻部R流至第二電極E2時(shí)，磁感電阻部R中載子受到磁場(chǎng)的勞侖茲力影響，導(dǎo)電路徑彎曲，借此使電阻值增大。磁感電阻元件為提高磁性靈敏度(相對(duì)于磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的電阻值變化的比率)，大多于具有高移動(dòng)度的載子的單晶半導(dǎo)體基板(例如InSb、InGaAs、InAs等)中形成磁感電阻部。
[0003]又，現(xiàn)有技術(shù)多數(shù)磁感電阻元件配置為矩陣狀的磁場(chǎng)傳感陣列。如日本特開(kāi)平07-174649號(hào)公報(bào)中揭示一種使用磁感電阻元件的磁場(chǎng)傳感陣列陣列，該磁感電阻元件利用N1-FE系合金多層膜的圖案化，將磁感電阻部(磁感電阻層)形成于絕緣體上。此處亦揭示有將磁感電阻元件連同薄膜晶體管(TFT)形成于絕緣體上。
[0004]然而，于絕緣體上形成磁感電阻部，磁感電阻部為非晶質(zhì)或多晶，因此，一般而言，較之形成于單晶半導(dǎo)體基板中的磁感電阻部，載子的移動(dòng)度較低，故而磁性靈敏度低。另一方面，于單晶半導(dǎo)體基板中形成磁感電阻部，單晶半導(dǎo)體基板的尺寸具有限度，因此，難以用于大型磁場(chǎng)傳感陣列。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種于絕緣體上形成磁感電阻部(磁感電阻層)的磁感電阻元件，其磁性靈敏度較高。
[0006]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一態(tài)樣為一種磁感電阻元件。在本發(fā)明一實(shí)施例中磁感電阻元件包含第一電極及第二電極，以及磁感電阻層。磁感電阻層于第一電極和第二電極之間外加電壓流通電流后，其電阻值根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度而變化。該磁感電阻元件的特征在于，該磁感電阻層是利用非晶氧化銦鎵鋅(IGZ0)薄膜的圖案化而形成。
[0007]在本發(fā)明一實(shí)施例中，前述第一電極及第二電極是利用一金屬層的圖案化而形成，該金屬層是于前述磁感電阻層的形成、其后的層間絕緣膜的堆積及圖案化之后堆積而成，前述第一電極及第二電極分別于前述層間絕緣膜的任一層間絕緣膜去除部中與前述磁感電阻層接觸，該層間絕緣膜去除部利用前述圖案化而去除。
[0008]在本發(fā)明一實(shí)施例中，前述第一電極及第二電極共同于一槽狀的前述層間絕緣膜去除部中，與該磁感電阻層接觸。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，更具備柵電極，該柵電極于形成前述磁感電阻層之前形成，前述磁感電阻層隔著柵絕緣膜設(shè)置于前述柵電極的上方。
[0010]本發(fā)明的另一態(tài)樣為一種電子裝置。在本發(fā)明一實(shí)施例中，電子裝置包含磁感電阻元件及薄膜晶體管，該薄膜晶體管具備漏電極、源電極、柵電極及通道層，該通道層于該漏電極及該源電極之間以及該柵電極及該源電極之間外加電壓后，流通相應(yīng)該電壓的電流，該通道層利用前述非晶IGZO薄膜的圖案化，與前述磁感電阻層同時(shí)形成。
[0011]在本發(fā)明一實(shí)施例的電子裝置中，磁性測(cè)定單元配置為矩陣狀，該磁性測(cè)定單元具有:前述磁感電阻元件、及控制外加于該磁感電阻元件的前述第一電極及第二電極之間的電壓之前述薄膜晶體管的磁感電阻元件用開(kāi)關(guān)元件。
[0012]在本發(fā)明一實(shí)施例的電子裝置中，前述磁性測(cè)定單元設(shè)置于配置為矩陣狀的顯示像素單元之間，該顯示像素單元具有顯示元件、及前述薄膜晶體管的顯示元件用開(kāi)關(guān)元件，該顯示元件用開(kāi)關(guān)元件控制外加于該顯示元件的電壓。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種磁感電阻元件，其于絕緣基板(或絕緣膜)上形成磁感電阻層，磁性靈敏度高。
[0014]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1A繪示本發(fā)明的一實(shí)施方式的磁感電阻元件的構(gòu)造平面圖；圖1B繪示本發(fā)明的一實(shí)施方式的磁感電阻元件的構(gòu)造沿圖1A的A-A’線的剖面圖。
[0016]圖2A繪示同上的磁感電阻元件的變形例的構(gòu)造平面圖，圖2B繪示同上的磁感電阻元件的變形例的構(gòu)造沿圖2A的B-B’線的剖面圖。
[0017]圖3A繪示同上的磁感電阻元件的又一變形例的構(gòu)造的平面圖，圖3B繪示同上的磁感電阻元件的又一變形例的構(gòu)造沿圖3A的C-C’線的D剖面圖。
[0018]圖4A及圖4B是繪示測(cè)定同上的磁感電阻元件的樣本時(shí)的構(gòu)成的回路圖。
[0019]圖5A及圖5B是繪示同上的磁感電阻元件的二樣本的特性圖。
[0020]圖6A及圖6B是繪示同上的磁感電阻元件的變形例的二樣本的特性圖。
[0021]圖7A及圖7B是繪示將同上的磁感電阻元件的又一變形例的樣本的柵電壓改變?yōu)閮上驎r(shí)的特性圖。
[0022]圖8A是繪示同上的磁感電阻元件的又一變形例的樣本自圖7的情況進(jìn)而改變柵電壓時(shí)的特性圖，圖8B是繪示同上的磁感電阻元件的又一變形例的樣本電流值和磁性靈敏度的關(guān)系的圖形。
[0023]圖9A是繪示參照同上的磁感電阻元件特性所需的將多晶硅用于磁感電阻層的特性圖，圖9B是繪示參照同上的磁感電阻元件特性所需的借由改變同上的磁感電阻元件的退火條件等所獲得的特殊的特性。
[0024]圖10A繪示將同上的磁感電阻元件和薄膜晶體管組合的構(gòu)造平面圖，圖10B繪示將同上的磁感電阻元件和薄膜晶體管組合沿圖10A的D-D’線的剖面圖。
[0025]圖11A繪示應(yīng)用同上的磁感電阻元件的電子裝置的示例模型化立體圖，圖11B繪示應(yīng)用同上的磁感電阻元件的電子裝置的示例其一部分的構(gòu)成的回路圖。
[0026]圖12是繪示應(yīng)用同上的磁感電阻元件的電子裝置的其它示例的回路圖。
[0027]圖13A為磁感電阻效應(yīng)無(wú)磁場(chǎng)的情況的說(shuō)明圖，圖13B為磁感電阻效應(yīng)有磁場(chǎng)的情況的說(shuō)明圖。
[0028]其中，附圖標(biāo)記“
[0029]1、1A、1B磁感電阻元件
[0030]la基板
[0031]lb絕緣體
[0032]2第一電極
[0033]3第二電極
[0034]4磁感電阻層
[0035]5層間絕緣膜
[0036]5a層間絕緣膜去除部
[0037]6磁感電阻元件的柵電極
[0038]8薄膜晶體管
[0039]9漏電極
[0040]10源電極
[0041]11薄膜晶體管的柵電極
[0042]12通道層
[0043]13、13’電子裝置
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下，將配合參考圖示說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。本發(fā)明的實(shí)施方式的磁感電阻元件1，如圖1所示，于樹脂基板和玻璃基板等基板la上隔著絕緣體(絕緣膜)lb，具有第一電極2、第二電極3、及磁感電阻層4，該磁感電阻層4于第一電極2及第二電極3之間外加電壓后流通電流，電阻值根據(jù)磁場(chǎng)的強(qiáng)度而發(fā)生變化。磁感電阻層4利用非晶氧化銦鎵鋅(IGZ0)薄膜的圖案化而形成。再者，圖案化是將膜形成為需要的形狀，通常是利用蝕刻法，但方法并無(wú)限定。
[0045]非晶IGZ0由In、Ga、Zn及氧元素所構(gòu)成，是具有半導(dǎo)體性質(zhì)的非晶質(zhì)氧化物。將此非晶IGZ0用于磁感電阻層4后，如后述的實(shí)驗(yàn)中詳述般，即便磁感電阻層4形成于絕緣體lb上，仍可以使磁感電阻元件1的磁性靈敏度提高。
[0046]第一電極2及第二電極3，詳細(xì)而言，是利用一金屬層(例如，鋁或銅等層)的圖案化而形成。此金屬層，是于磁感電阻層4的形成、其后的層間絕緣膜5的堆積及圖案化之后堆積而成。層間絕緣膜5，設(shè)置有利用圖案化去除的層間絕緣膜去除部5a。圖1中，層間絕緣膜去除部5a即所謂接觸孔(contact hole)。第一電極2及第二電極3分別于任一層間絕緣膜去除部5a中接觸磁感電阻層4。
[0047]繼而，說(shuō)明將磁感電阻元件1變形的磁感電阻元件1A。磁感電阻元件1A，如圖2所示，與上述磁感電阻元件1的情況相同，具備第一電極2及第二電極3、磁感電阻層4。與磁感電阻元件1的情況不同，磁感電阻元件1A中，第一電極2及第二電極3共同于一槽狀的層間絕緣膜去除部5a中接觸磁感電阻層4，該層間絕緣膜去除部5a至少自第一電極2的位置延伸至第二電極3的位置。亦即，磁感電阻元件1A中，磁感電阻層4的上方，至少自第一電極2的位置連續(xù)至第二電極3的位置層間絕緣膜5被去除。
[0048]磁感電阻元件1A，如后述的實(shí)驗(yàn)中