JPH04179289A - 磁気抵抗素子 - Google Patents
磁気抵抗素子Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
気抵抗素子に関する。
または薄膜を用い、それに金属のショートバー電極を形
成し、磁気抵抗素子としていた。
る抵抗値の負の温度依存性のために、温度の」1昇とと
もに素子抵抗値か急激に下降する。この結果、高い電圧
を加えたり、高温で使用すると素子の温度上昇に伴い電
流か増大する。このため、磁気抵抗素子の温度か」二か
り過電流か流れて素子か破壊されるという本質的な欠点
かあった。したかって、従来の素子は高温での使用には
限界かあり、実用的には60°C程度か上限であった。
決すへく新たな高電子移動度材料を検J・jした。この
結果、GaAsの単結晶基板」二に成長させた厚さ1.
0μm以下のInAS薄膜の一部に、ドナー原子として
例えばSiをドープすることにより高電子移動度部と低
電子移動度部の二層の電子移動度部をもつ[nAS薄膜
か製作されることを見いたし、さらに、該薄膜の高電子
移動度部のみを動作層とすることにより、InAs薄膜
の抵抗値の温度変化をなくすことができることを見いた
した。
薄膜の厚さ方向の電子移動度の分布を示した。
.1μm以上離れた高電子移動度部を示している。
成することにより大きな形状磁気抵抗効果を引き出すこ
とを実現し、温度特性に優れ、高感度の磁気抵抗素子で
あるこの発明に至った。すなわち、単結晶層上に形成さ
れた高電子移動部と低電子移動度部の二層からなるIn
As薄膜と、該薄膜の高電子移動度部に電気的に接触し
て形成された高導電材料からなる複数のショートバー状
の電極とからなる感磁部と、外部接続のための複数の電
極を有することを特徴とする磁気抵抗素子である。
たものであり、第1図(a)は平面図、第1図(b)は
その断面図である。第1図において二層の電子移動度部
をもつInAs薄膜であり、I (11)は該薄膜の高
電子移動度部、l(1,2)は低電子移動度部である。
からなるショートバー状の電極であり、4は単結晶基板
である。5は磁気抵抗素子の感磁部を示している。
移動度部を有するInAs薄膜は、1 (II)の高電
子移動度部にドナー原子がドープされており、低電子移
動度部1 (12)に比較して高導電率を有する。この
ような感磁部を構成するInAs薄膜は、特に限定され
ないが、通常は厚さか全体で1.0μm以下であること
が好ましい。さらに、通常+ (II)部はl (12
)部と同じか、またはそれより厚く作られる。その厚さ
は、通常1 (12)部は011μmまたはそれ以下で
あり、1 (11)部は1.0μm以下、好ましくは0
.5μm以下である。特別の場合には0.1μm以下で
作ることもある。特に好ましい範囲は、1 (11)部
は0.05〜0.4 μmである。
れている。一般にrnAsに用いられるドナー原子なら
なんでもよいか、好ましいものとして、Si、 S、
Ge等かある。
さ方向の電子移動度の分布、すなわち高電子移動度部と
低電子移動度部の電子移動度の分布を示した。
いる単結晶基板で良く、好ましいのはGaAsや[nP
なとてあり、サファイア、シリコンなども使われる。そ
の表面はミラー状に研磨されており平滑な結晶面がでて
いることが望ましい。高導電材料からなる電極2とショ
ートバー状の電極3には、通常はInAsとオーミック
接触する金属を用いる。好ましいものとしては、In、
Cu、 Au、 Ag。
これらの金属上に適当な金属を積層し、二層、三層にし
た多層の金属を電極として用いることも好ましく行われ
る。
構造は信頼性も良く、好ましい例である。ボンデング上
好ましいので、一般に電極2は多層で作られる場合が多
いか、ショートバー状の電極3は単層の場合も多い。電
極2および3は同一構成である必要はない。組合せや双
方とも多層のものも好ましい例である。
なる構成をいくつか形成し、素子として用いることも好
ましく行われる。ここで、6a、 61)、 6cは磁
気抵抗素子の端子電極から外部電極への引き回し部であ
り、通常ショートバー状電極と同様の方法、同様の高導
電材料てつくられる。また、第3図において、一体とし
て形成されている二つの素子のうち、ショートバー状電
極の数や、間隔などを左右て変えることで磁気に対する
抵抗の変化率を異なるようにする事ができ、−様磁界に
対し差動出力を得ることも可能である。
」二に形成されている例を示す平面図で、一方の素子が
ショートバー状電極を形成せず、単に抵抗素子として利
用されている例である。
(a)は平面図、第5図(b)はその側断面図である。
じくワイヤー9によりリード線101゜102、 1.
03に接続される。ここで、7はリード上に素子−をの
せるアイランドである。これらは樹脂によりパッケージ
されて用いることも行われる。また、この発明の素子と
磁場印加手段である磁石やコイルとを組み合わせて用い
ることもてきる。さらに、この発明の素子は他の素子と
組み合わせて一つの基板」二に集積化されること、ハイ
ブリット的に集積されること、また、同一のパッケージ
内に収納され一体化された機能素子として用いることも
てきる。この発明の素子の駆動回路部はしはしはこのよ
うに集積化されて用いられる。
などと一緒にモノリシック的に集積化されることも好ま
しく行なわれる。このような例を第6図に示した。
板」二にモノリシック的に集積した例を示す平面図であ
り、(1〕)はこの発明の素子の駆動部と電極部22等
か同一基板23上に集積化したモノリシックまたはハイ
フリット素子の例を示す平面図である。これらは、通常
の方法てパッケージされて使われることか多い。
感磁部の裏面側に基板に接してフェライトのような軟磁
性からなる磁性体24を配設し、磁気増幅効果により感
度向上を行った例である。
素子に、永久磁石による磁界を印加する手段を例示した
断面図である。
ノヤル法により二層の電子移動度部をもつ[nAS薄膜
を成長させた。その手順は、まず基板からの厚さか0.
1μmまではノンドープの1nAs膜を形成し、歪のな
いInAsの表面格子をもつ低電子移動度部である[n
AS薄膜を形成した。
を成長させlXl017個/ ciのキャリア密度をも
つ高電子移動度部を形成した。こうして厚さ0.4μm
の二層の電子移動度部を有するInAs薄膜をGa、A
s基板上に形成した。
・のマスクをフォ1〜リソグラフィーにより形成し、つ
いて無電解メツキにより電極およびショートバー電極の
必要な部位にのみCu層を形成し、次に電解メツキてC
uを層付けし、厚さ1.0μmとした。次に、フォトレ
ンストのマスクを変えて外部接続電極部にNi、 0
.5 μm 、 Auを1.0μm電解メツキした。
形成し、イオンミリングによりGaAs基板上の不要な
InAs薄膜をエツチングし、電極間の電流通路の幅3
0μmで、かつ、幅5μm、長さ30μmのンヨートバ
ーを電流通路に直通に形成した構造の第3図に示すよう
な三端子の磁気抵抗素子を多数−枚の基板上に形成した
。
プに切離した。ついて、この中の一部の素子をリード上
にダイボンドし、リード線と素子電極間を28μm、直
径20μmのAu線によりワイヤーボンドを行った。
5図のような三端子のモールド磁気抵抗素子を製作した
。この試作素子の入力抵抗値は平均値が850Ωてあっ
た。
移動距離に対する差動出力の一例を示した。
の作動出力で、長方向に着磁した希土類磁石を作動出力
が得られるよう素子表面より0.5 mm離して平行に
スキャンした場合である。試作磁気抵抗素子の抵抗値(
2a、2cの間の抵抗値)の温度変化の例を第10図に
示す。従来の[nSbに比べると極めて変化が小さい。
ある。
従来にない100°Cを超えた150°Cまての使用か
可能であり、工業用、自動車用、磁気センサーや小型モ
ーターなとの使用に耐えるうえに、半導体の均一単結晶
薄膜の生産技術であるMBE法やM OCV D法なと
のフォトリソグラフィーベースのウェハープロセスで製
作できるので極めて生産性か高い。このため、工業上の
存用性ははかりしれない。
(alは平面図、第1図(b)はその断面図である。 第2図はInAS膜厚に対する電子移動度の変化を示す
グラフである。第3図および第4図はそれぞれこの発明
の実施態様の例を示す平面図である。第5図はこの発明
の一実施態様で第5図(alは平面図、第5図(1))
はその側断面図である。第6図(al、 (b)はとも
にこの発明の実施態様の例を示す平面図である。第7図
はこの発明の一実施例を示す断面図である。第8図(a
t、 fb)、 (c)はいずれもこの発明の磁気抵抗
素子に磁界を印加する手段を例示した断面図である。第
9図は百挫石の移動圧jζIFに利する磁気抵抗素子の
差動出力の変化を示すクラブである。 第10図は磁気抵抗素子の抵抗温度41゛性を示す′7
ラフである。 1 1nAS薄膜、2a、 2b、 2C−[’lil
、3 シフートハー状電極、4 基板、5 感磁部、9
1ツイヤ−12I 抵抗素子、22 電極部。 特許出願人 旭化成工業株式会社
Claims (1)
- 1、単結晶層上に形成された高電子移動度部と低電子移
動度部の二層からなるInAs薄膜と、該薄膜の高電子
移動度部に電気的に接触して形成された高導電材料から
なる複数のショートバー状の電極とからなる感磁部と、
外部接続のための複数の電極を有することを特徴とする
磁気抵抗素子
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2306207A JP2546921B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 磁気抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2306207A JP2546921B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 磁気抵抗素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04179289A true JPH04179289A (ja) | 1992-06-25 |
JP2546921B2 JP2546921B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=17954285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2306207A Expired - Lifetime JP2546921B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 磁気抵抗素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2546921B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013030550A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気抵抗素子及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-14 JP JP2306207A patent/JP2546921B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013030550A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気抵抗素子及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2546921B2 (ja) | 1996-10-23 |
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