Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. Агеев О.А - 22 стр.

UptoLike

24
2.2.2. Конструкции магниторезисторов
Увеличение эффекта магнитосопротивления за счет геометрии резисто-
ра может быть достигнуто также и в полупроводниковой пластине, длина
которой L значительно меньше ее ширины W. При воздействии на такую
пластину магнитного поля, направление которого перпендикулярно плоско-
сти пластины, поле Холла оказывается ослабленным за счет шунтирующего
действия токовых электродов. Геометрически эффект магнитосопротивления
в этом
случае проявляется тем сильнее, чем меньше отношение L/W. Еще
более увеличить эффект можно путем последовательного соединения рези-
сторов с малым отношением L/W. Один из возможных способов реализации
указанного принципа описан в [11].
Основой материала магниторезистора служит антимонид индия, обла-
дающий высокой подвижностью носителей, к которому добавляется 1.8%
NiSb. После сплавления и последующего остывания антимонид никеля
кри-
сталлизуется в антимониде индия в виде игл толщиной в 1 мкм и длиной
примерно 50 мкм, расположенных параллельно друг другу и перпендикуляр-
но направлению тока. Удельная проводимость игл из NiSb около 10
4
0м
-1
см
-1
,
a InSb на два порядка меньше.
Таким образом, иглы играют роль хорошо проводящих электродов, раз-
деляющих основную массу полупроводника на отдельные зоны с малым от-
ношением L/W. Это приводит к резкому подавлению поля Холла, а, следова-
тельно, к искривлению траектории электронов под действием магнитного
поля, т.е. к возрастанию эффекта магнитосопротивления.
Другой способ
реализации указанного принципа на основе микроэлек-
тронной технологии описан в [17]. Его суть заключается в формировании
магниторезисторов на основе кремниевых эпитаксиальных пленок, содержа-
щих низкоомные шунтирующие участки поликристаллического кремния
(ПК), расположенные перпендикулярно направлению тока.
Технология изготовления таких магниторезисторов основана на одно-
временном выращивании моно- и поликристаллических пленок кремния [18].
С помощью процессов
окисления и фотолитографии формируются локаль-
ные области SiO
2
, на которых в процессе выращивания эпитаксиальной
пленки растут пленки ПК.
Для закорачивания ЭДС Холла проводится легирование полученных
областей ПК атомами фосфора до концентрации 10
21
см
-3
, причем, учитывая
более высокую скорость диффузии атомов легирующей примеси в ПК по
сравнению с монокристаллическим кремнием, легирование проводится одно-
временно с процессом создания в монокристаллической пленке n
+
-областей
под омические контакты [19].
2.2.3. Параметры магниторезисторов
Основными параметрами магниторезисторов являются: начальное со-
противление R
0
при В=0, магниторезистивное отношение R
В
/R
0
, представ-
ляющее собой отношение сопротивления магниторезистора при определен-