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(shí)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(zhǎng)InSb薄膜層，其具有以下缺陷:l、InSb薄膜冷熱變化后會(huì)產(chǎn)生熱變應(yīng)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(shí)會(huì)損壞InSb薄膜的質(zhì)量;2、襯底材料中的雜質(zhì)對(duì)直接生長(zhǎng)在上面的InSb有摻雜效應(yīng)，而使得薄膜的電學(xué)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(zhǎng)在上面的InSb薄膜也會(huì)受其影響而出現(xiàn)孔洞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)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(dá)到以上目的，本實(shí)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(shè)置的襯底層、過(guò)渡層、絕緣層、薄膜層，薄膜層材料為InSb，過(guò)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(jìn)一步地，絕緣層材料為In2O3SS12。
[0006]進(jìn)一步地，若在用于InSb磁敏器件的薄膜材料制作過(guò)程中，對(duì)薄膜層進(jìn)行退火處理時(shí)的退火溫度低于薄膜層的熔點(diǎn)，則過(guò)渡層材料為InSb，若在用于InSb磁敏器件的薄膜材料制作過(guò)程中，對(duì)薄膜層進(jìn)行退火處理時(shí)的退火溫度高于薄膜層的熔點(diǎn)，則過(guò)渡層材料為除InSb外的其他上文所述化合物。
[0007]進(jìn)一步地，化合物中至少含有Sb。
[0008]進(jìn)一步地，若在用于InSb磁敏器件的薄膜材料制作過(guò)程中，對(duì)薄膜層進(jìn)行退火處理時(shí)的退火溫度高于薄膜層的熔點(diǎn)，則過(guò)渡層材料為Al Sb、GaSb、InGaSb、InAl Sb或InGaAlSb0
[0009]進(jìn)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(guò)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(guò)渡層；
[0012]B.先在真空條件下，通過(guò)氣相外延法使In單體或Si單體至過(guò)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(guò)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(duì)薄膜層進(jìn)行退火處理。
[0015]進(jìn)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(jìn)一步地，步驟C中，In單體和Sb單體的原子比為1:1。
[0017]進(jìn)一步地，氣相外延法為熱蒸發(fā)法、金屬有機(jī)化學(xué)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(shí)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(diǎn):
[0019]1、通過(guò)過(guò)渡層，屏蔽了摻雜效應(yīng)，保證了薄膜層的電學(xué)性質(zhì)；
[0020]2、過(guò)渡層選用與薄膜層同類(lèi)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(duì)薄膜層的影響；
[0021]3、當(dāng)襯底層材料選用陶瓷時(shí)，由于過(guò)渡層設(shè)置，避免了陶瓷上孔洞對(duì)薄膜層的影響；
[0022]4、而過(guò)渡層與薄膜層均為導(dǎo)電層，二者之間增加絕緣層起到了絕緣的作用。
【附圖說(shuō)明】

[0023]附圖1為本實(shí)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(shí)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(biāo)號(hào)為:
[0026]1、襯底層;2、過(guò)渡層;3、絕緣層;4、薄膜層。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)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(shí)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(shè)置的襯底層1、過(guò)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(guò)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(guò)程中，對(duì)薄膜層4進(jìn)行退火處理時(shí)的退火溫度低于薄膜層4的熔點(diǎn)，則過(guò)渡層2材料為InSb，若在用于InSb磁敏器件的薄膜材料制作過(guò)程中，對(duì)薄膜層4進(jìn)行退火處理時(shí)的退火溫度高于薄膜層4的熔點(diǎn)，則過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)渡層2。
[0035]B.先在真空條件下通過(guò)氣相外延法使In單體至過(guò)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(shí)施方案中，本步驟中先在真空條件下通過(guò)氣相外延法使Si單體至過(guò)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(guò)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(duì)薄膜層4以10°C/分鐘加熱至退火所需溫度進(jìn)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(shí)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(jī)化學(xué)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(diǎn):1、通過(guò)過(guò)渡層，屏蔽了摻雜效應(yīng)，保證了薄膜層的電學(xué)性質(zhì)；2、過(guò)渡層選用與薄膜層同類(lèi)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(duì)薄膜層的影響；3、當(dāng)襯底層材料選用陶瓷時(shí)，由于過(guò)渡層設(shè)置，避免了陶瓷上孔洞對(duì)薄膜層的影響;4、而過(guò)渡層與薄膜層均為導(dǎo)電層，二者之間增加絕緣層起到了絕緣的作用。
[0041 ]以上實(shí)施方式只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(shè)置的襯底層(1)、過(guò)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(guò)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(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于InSb磁敏器件的薄膜材料結(jié)構(gòu)，通過(guò)過(guò)渡層，屏蔽了摻雜效應(yīng)，保證了薄膜層的電學(xué)性質(zhì)；過(guò)渡層選用與薄膜層同類(lèi)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(duì)薄膜層的影響；當(dāng)襯底層材料選用陶瓷時(shí)，由于過(guò)渡層設(shè)置，避免了陶瓷上孔洞對(duì)薄膜層的影響；而過(guò)渡層與薄膜層均為導(dǎo)電層，二者之間增加絕緣層起到了絕緣的作用。
【IPC分類(lèi)】H01L43/10, H01L43/00, H01L43/12
【公開(kāi)號(hào)】CN205385044
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521137521
【發(fā)明人】馬可軍, 俞振中, 鄭律
【申請(qǐng)人】江蘇森尼克電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日