JPS63232470A - 薄膜固体装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜装置に関するものであシ、とくに、保護抵
抗層が薄膜導電層の少くとも一部の上に配置され、その
抵抗層が導電層と電気接点の間に配置され九センサに関
するものである。
抗層が薄膜導電層の少くとも一部の上に配置され、その
抵抗層が導電層と電気接点の間に配置され九センサに関
するものである。
ある種の固体薄膜装置は基板の上（／ＣＭ接形酸形成た
、または基板上に積重ねられた複数の薄膜層の１番上の
層として形成された導電性薄膜を有する。その薄膜装置
は導電性薄膜を流れる電流に応じて、またはその電流に
依存して動作する。電流レベルはしばしば非常に低く、
たとえば数ミリアンペアである。電流は、導電性薄膜の
上に形成されている電気接点を通じて導電性薄膜へ供給
される。
、または基板上に積重ねられた複数の薄膜層の１番上の
層として形成された導電性薄膜を有する。その薄膜装置
は導電性薄膜を流れる電流に応じて、またはその電流に
依存して動作する。電流レベルはしばしば非常に低く、
たとえば数ミリアンペアである。電流は、導電性薄膜の
上に形成されている電気接点を通じて導電性薄膜へ供給
される。
導電性薄膜に接触することなしに電気接点をその導電性
薄膜の上を通すことをしばしば要求される。したがって
、両者の間に絶縁層が形成される。
薄膜の上を通すことをしばしば要求される。したがって
、両者の間に絶縁層が形成される。
その絶縁層は通常マスクおよびエツチングされて装置の
鎖構造を形成し、導電性薄膜に対して通路を構成する。
鎖構造を形成し、導電性薄膜に対して通路を構成する。
処理中に導電性薄膜を腐食性雰囲気または正常な雰囲気
にさらすことにより薄い酸化物層ま念は抵抗値の非常に
高い他の抵抗層が薄膜の上面に形成される。その薄い酸
化物層により、薄膜上の電気的接触場所の電気的Ｗｔ＋
が望ましくない、かつ予測できないようにして変更させ
られる。更に、導１性薄膜の厚さは典型的には１０００
オングストロームより薄く、多くの用途では１００オン
グストロームより薄いから、導電層の中に深くエツチン
グしたシ、それを突き抜けるほどエツチングすることを
避けるために十分に高い精度で絶縁層のエツチングを制
御することは困難である。
にさらすことにより薄い酸化物層ま念は抵抗値の非常に
高い他の抵抗層が薄膜の上面に形成される。その薄い酸
化物層により、薄膜上の電気的接触場所の電気的Ｗｔ＋
が望ましくない、かつ予測できないようにして変更させ
られる。更に、導１性薄膜の厚さは典型的には１０００
オングストロームより薄く、多くの用途では１００オン
グストロームより薄いから、導電層の中に深くエツチン
グしたシ、それを突き抜けるほどエツチングすることを
避けるために十分に高い精度で絶縁層のエツチングを制
御することは困難である。
導電性薄膜を深くエツチングするとそれを通る電流の流
れおよび装置の性能に悪影響を及ぼす。
れおよび装置の性能に悪影響を及ぼす。
したがって、薄膜中に拡散せず、しかも薄膜固体装置の
電気的特性に悪影響を及ぼさない物質により処理中に薄
膜が保護されるような導電性薄膜固体装置は非常に望ま
しく、かつそのような固体装置はいままで知られていな
かった。
電気的特性に悪影響を及ぼさない物質により処理中に薄
膜が保護されるような導電性薄膜固体装置は非常に望ま
しく、かつそのような固体装置はいままで知られていな
かった。
本発明は、導電性薄膜が基板上に直接形成され、または
１つまたは複数の中間層により基板から隔てられて形成
され、薄膜が抵抗層により覆われるような薄膜固体装置
を提供するものである。その抵抗層は装置の処理中に導
電性薄膜を保護し、しかもそれの抵抗率と寸法は、装置
に流れこむ電流の大きさが希望のレベルより低くならな
いように、かつその電流の半分より小さい電流が抵抗層
内のみを通って装置を流れるようにして選択される。
１つまたは複数の中間層により基板から隔てられて形成
され、薄膜が抵抗層により覆われるような薄膜固体装置
を提供するものである。その抵抗層は装置の処理中に導
電性薄膜を保護し、しかもそれの抵抗率と寸法は、装置
に流れこむ電流の大きさが希望のレベルより低くならな
いように、かつその電流の半分より小さい電流が抵抗層
内のみを通って装置を流れるようにして選択される。
抵抗層のためにとくに有用な物質・はＴｉＮ工である。
処理中に導電性薄膜中に拡散しない、金属と窒素の混合
物質も非常に有用である。
物質も非常に有用である。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は処理中の一般化し良導電性薄膜固体装置１２（
第３図参照）の中間製品１０を示す。その中間製品１０
は基板１４と、この基板１４の上側の主面上に形成され
念絶縁層１６と、この絶縁、一層１６の上に形成された
導電性薄ｊｌ１２０と、この導電性薄膜２０の上に形成
され九抵抗層２２とを示す。
第３図参照）の中間製品１０を示す。その中間製品１０
は基板１４と、この基板１４の上側の主面上に形成され
念絶縁層１６と、この絶縁、一層１６の上に形成された
導電性薄ｊｌ１２０と、この導電性薄膜２０の上に形成
され九抵抗層２２とを示す。
第２図は絶縁層２４が抵抗層２２の上に形成された後の
中間製品１０を示す。その絶縁層２４はパターンを描か
れ、エツチングされて、抵抗層２２の上の選択された場
所（２６と２８）を露出させる。
中間製品１０を示す。その絶縁層２４はパターンを描か
れ、エツチングされて、抵抗層２２の上の選択された場
所（２６と２８）を露出させる。
第３図は完成された導電性薄膜固体装置１２を示す。場
所２６と２８に電気接点３０．３２がそれぞれ形成され
ている。
所２６と２８に電気接点３０．３２がそれぞれ形成され
ている。
この導電性薄膜固体装置の動作時には電流が電気接点３
０から装置１２を通って電気接点３２へ流れる。抵抗層
２２が存在するために接触抵抗値と装ｆ１１２の線抵抗
値が抵抗層２２が無い時より高くなる。
０から装置１２を通って電気接点３２へ流れる。抵抗層
２２が存在するために接触抵抗値と装ｆ１１２の線抵抗
値が抵抗層２２が無い時より高くなる。
抵抗層２２の線抵抗値Ｒ□は次式により与えられる。
ここに、ρ＝動物質バルク抵抗率、
ｔ＝層の厚さ、
Ｌ＝場所（マ１ａｓ） の間の層の長さ、Ｗ＝膜の幅
である。接触抵抗値Ｒｃは電気接点と導電性薄膜２００
間の抵抗層２２の存在による抵抗値である。
間の抵抗層２２の存在による抵抗値である。
その接触抵抗値は接点当シで、または場所（マｉａ）領
域の単位面積当シで決定できる。Ｒｃ／接点は次式で与
えられる。
域の単位面積当シで決定できる。Ｒｃ／接点は次式で与
えられる。
ことに、ρとＬは上と同じ、
Ｌ＝場所（ｖｌｍ）の長さ、
Ｗ＝場所（ｖｉａ）の幅、
である。
装置１２中の接点抵抗値が高くなると装置を流れる電流
が減少する。抵抗層２２０線抵抗値が高くなると電気接
点３０と３２の間を、抵抗層２２ではなくて導電性薄膜
２０を通って流れる電流が多くなる。多くの固体装置に
おいては、はとんど全てでは々くとも、大部分の電流が
導電性薄膜２０を流れることが重要である。
が減少する。抵抗層２２０線抵抗値が高くなると電気接
点３０と３２の間を、抵抗層２２ではなくて導電性薄膜
２０を通って流れる電流が多くなる。多くの固体装置に
おいては、はとんど全てでは々くとも、大部分の電流が
導電性薄膜２０を流れることが重要である。
装置１２の上側の層に関連する抵抗値は、抵抗層２２の
線抵抗値と導電性薄膜２００線抵抗値の並列組合わせに
直列の抵抗層２２の接点抵抗値と見ることができる。
線抵抗値と導電性薄膜２００線抵抗値の並列組合わせに
直列の抵抗層２２の接点抵抗値と見ることができる。
一般に、装置１２内の電流レベルは低い。したがって、
抵抗層２２の存在により装置１２の接点抵抗値の増大と
、その結果としての電流の減少とを慎重に制御せねばな
らない。
抵抗層２２の存在により装置１２の接点抵抗値の増大と
、その結果としての電流の減少とを慎重に制御せねばな
らない。
導電性薄膜２０を流れる電流が前記希望レベルより高い
レベルを保つように、抵抗層２２の寸法と抵抗率を選択
すべきである。ある用途に訃いては、電流の大きさを５
０％、だけ減少すべきであるが、一般的には電流の減少
は１チ台が好ましい。
レベルを保つように、抵抗層２２の寸法と抵抗率を選択
すべきである。ある用途に訃いては、電流の大きさを５
０％、だけ減少すべきであるが、一般的には電流の減少
は１チ台が好ましい。
抵抗層２２は、下側の導電性薄１１２０の線抵抗値より
ｍ抵抗値を一般に高くする材料で形成される。また、処
理中は抵抗層２２が導電性薄膜２０中に拡散しないこと
が重要である。抵抗層２２が導電性薄膜２０中に拡散し
たとすると、導電性薄膜２０の電気的特性が大きく悪影
響を受けることがある。
ｍ抵抗値を一般に高くする材料で形成される。また、処
理中は抵抗層２２が導電性薄膜２０中に拡散しないこと
が重要である。抵抗層２２が導電性薄膜２０中に拡散し
たとすると、導電性薄膜２０の電気的特性が大きく悪影
響を受けることがある。
導電性薄膜２０中に拡散せず、安定であって、希望の抵
抗値を与える周期率表からの遷移金属（またはそれの合
金）が適当な物質である。ｔｉｔ、金属と、酸素または
窒素のうち導電性薄膜２０中に拡散しなｈ方との化合物
または混合物は、抵抗率を適正な範囲に調整できるから
、導電性薄膜２０として良い選択である。
抗値を与える周期率表からの遷移金属（またはそれの合
金）が適当な物質である。ｔｉｔ、金属と、酸素または
窒素のうち導電性薄膜２０中に拡散しなｈ方との化合物
または混合物は、抵抗率を適正な範囲に調整できるから
、導電性薄膜２０として良い選択である。
窒素をドープされ九タンタル、ＴａＮｘ は抵抗層２２
としてとくに有用な物質である。特定の用途に合わせて
抵抗率を調整するためにＸの値を調整できる。たとえば
、ＴａＮｘの原子濃度で１５〜３５チが窒素であるよう
にＸを選択することが好ましい。
としてとくに有用な物質である。特定の用途に合わせて
抵抗率を調整するためにＸの値を調整できる。たとえば
、ＴａＮｘの原子濃度で１５〜３５チが窒素であるよう
にＸを選択することが好ましい。
電気接点３０．３２は（ＡＩＣｕのような）電気良導体
と、ＡＩの拡散を避けるための（ＴｉＷのような）障壁
金属とで通常構成される。
と、ＡＩの拡散を避けるための（ＴｉＷのような）障壁
金属とで通常構成される。
第４図は本発明がとくに有用である別の固体装置３４を
示す。固体装置１２と３４において対応する構造は同じ
参照番号をつけて示す。固体装置３４は、抵抗層２２と
基板の間の多くの層がはっきり示されている点だけが固
体装置１２と異なる。
示す。固体装置１２と３４において対応する構造は同じ
参照番号をつけて示す。固体装置３４は、抵抗層２２と
基板の間の多くの層がはっきり示されている点だけが固
体装置１２と異なる。
付加層３６は典型的には別の導電性薄膜であるが、抵抗
層２２に類似する抵抗層とすることもできる。
層２２に類似する抵抗層とすることもできる。
もちろん、層３６と絶縁層１６の間に層３６のような別
の付加層を設けることもできる。
の付加層を設けることもできる。
絶縁層１６の上に付加絶縁層（図示せず）を設けること
もできる。それら種々の層の厚さも、典型的には１００
〜数千オングストロームである。
もできる。それら種々の層の厚さも、典型的には１００
〜数千オングストロームである。
第２図に示すように、絶縁層２４がノくターンを、描か
れてからエツチングされ、抵抗層２２の上に接点場所２
Ｂと２８を形成する。接点場所２６と２８における抵抗
／ｌＩ２２の厚さはエツチング処理により薄くなってい
る。抵抗層２２が薄くなっているが、導電性薄膜２０は
露出されたシ、薄くされたりすることはない。し九がっ
て、抵抗層２２は処理中に導電性薄膜２０を保護する機
能を果し、抵抗層２２が存在しても固体装置１２の電気
的特性に悪影響を及ぼさない。
れてからエツチングされ、抵抗層２２の上に接点場所２
Ｂと２８を形成する。接点場所２６と２８における抵抗
／ｌＩ２２の厚さはエツチング処理により薄くなってい
る。抵抗層２２が薄くなっているが、導電性薄膜２０は
露出されたシ、薄くされたりすることはない。し九がっ
て、抵抗層２２は処理中に導電性薄膜２０を保護する機
能を果し、抵抗層２２が存在しても固体装置１２の電気
的特性に悪影響を及ぼさない。
導電性薄膜２０として用いられる典型的な金属ハハーマ
ｏ （＜ タとえばＮｉがａｓｓ、ｒｅが１５チ、Ｃｏ
が１２０％）であり、ＴａＮｘはパーマロイに良く付着
する。
ｏ （＜ タとえばＮｉがａｓｓ、ｒｅが１５チ、Ｃｏ
が１２０％）であり、ＴａＮｘはパーマロイに良く付着
する。
第１図は本発明を用いる固体装置の中間製品のエツチン
グするばかりになっている状態を示す断面図、第２図は
エツチング後の第１図に示されている中間製品の断面図
、第３図は第２図に示されている中間製品に電気接点を
取付けて完成された固体装置を示す断面図、第４図は抵
抗層が下側の多くの層を保護する本発明の別の導電性薄
膜固体装置の断面図である。 １２．３４・・・・導電性薄膜固体装置、１４・・・・
基板、１８．２４・・・・絶縁層、２゜・・・・導電性
薄膜、２２・・・・抵抗層、３０゜３２・・・・電気接
点。 特許出願人 ハネウェル・インコーボレーテッド復代
理人 山川数構（ｔ’Ｍｘ２名） Ｆｔ’ｇ、／ Ｆｔ’ｇ、 ２ Ｆｔ’ｇ、 ３ Ｆｔ’ｇ、 ４
グするばかりになっている状態を示す断面図、第２図は
エツチング後の第１図に示されている中間製品の断面図
、第３図は第２図に示されている中間製品に電気接点を
取付けて完成された固体装置を示す断面図、第４図は抵
抗層が下側の多くの層を保護する本発明の別の導電性薄
膜固体装置の断面図である。 １２．３４・・・・導電性薄膜固体装置、１４・・・・
基板、１８．２４・・・・絶縁層、２゜・・・・導電性
薄膜、２２・・・・抵抗層、３０゜３２・・・・電気接
点。 特許出願人 ハネウェル・インコーボレーテッド復代
理人 山川数構（ｔ’Ｍｘ２名） Ｆｔ’ｇ、／ Ｆｔ’ｇ、 ２ Ｆｔ’ｇ、 ３ Ｆｔ’ｇ、 ４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第１の場所から自己を通つて第２の場所へ電流が流れ
ることができるような薄膜固体装置において、 主面を持つ半導体基板と、 前記主面上の絶縁体と、 この絶縁体の上の導電性薄膜物質と、 この導電性薄膜物質の少くとも一部の上に、その導電性
薄膜物質に接触して配置された抵抗物質とを備え、 その抵抗物質の表面に前記第１の場所と前記第２の場所
があり、その抵抗物質の前記表面は前記導電性薄膜物質
とは反対側に配置され、前記抵抗物質は前記導電性薄膜
物質中に拡散せず、前記導電性薄膜物質と前記抵抗物質
は前記第１の場所と前記第２の場所の間でおのおの連続
しており、更に、 前記第１の場所と前記第２の場所における電気接点とを
備え、前記抵抗物質の抵抗率と寸法および前記第１およ
び第２場所の抵抗率と寸法は、前記第１の場所と前記第
２の場所の間を前記両接点を通つて前記電流が流れる時
に、前記電流の半分より少い電流が前記抵抗物質のみを
流れ、かつ前記電流の大きさが希望の信号レベルより高
いレベルを保つようなものであることを特徴とする薄膜
固体装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/939,316 US5019461A (en) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Resistive overlayer for thin film devices |
| US939316 | 1986-12-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63232470A true JPS63232470A (ja) | 1988-09-28 |
| JP2583431B2 JP2583431B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=25472943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62308841A Expired - Fee Related JP2583431B2 (ja) | 1986-12-08 | 1987-12-08 | 薄膜固体装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5019461A (ja) |
| EP (1) | EP0271018B1 (ja) |
| JP (1) | JP2583431B2 (ja) |
| DE (1) | DE3750158T2 (ja) |
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| US6343032B1 (en) | 1999-07-07 | 2002-01-29 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Non-volatile spin dependent tunnel junction circuit |
| US6542000B1 (en) | 1999-07-30 | 2003-04-01 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Nonvolatile programmable logic devices |
| US6693826B1 (en) | 2001-07-30 | 2004-02-17 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Magnetic memory sensing method and apparatus |
| DE10150233B4 (de) * | 2001-10-11 | 2009-01-29 | Sensitec Gmbh | Dünnschichtbauelement mit einer in einer ersten Ebene über einem Substrat befindlichen resistiven dünnen Schicht |
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| DE102006057970B4 (de) * | 2006-12-08 | 2020-01-02 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauteil mit einem Magnetfeldsensor und Verfahren zur Herstellung |
| US9076717B2 (en) | 2006-12-08 | 2015-07-07 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor component comprising magnetic field sensor |
| US20090315554A1 (en) * | 2008-06-20 | 2009-12-24 | Honeywell International Inc. | Integrated three-dimensional magnetic sensing device and method to fabricate an integrated three-dimensional magnetic sensing device |
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| US3461438A (en) * | 1964-04-06 | 1969-08-12 | Ibm | Memory element having two orthogonally disposed magnetic films |
| US3587069A (en) * | 1964-10-31 | 1971-06-22 | Zaidan Hojin Parametron Kenkyu | Ferromagnetic thin-film memory element and a method of recording information therein |
| US3452334A (en) * | 1964-12-28 | 1969-06-24 | Ibm | Magnetic film memories with an intermediate conductive element as a drive line return path |
| US3382053A (en) * | 1965-04-05 | 1968-05-07 | Western Electric Co | Tantalum films of unique structure |
| US3525023A (en) * | 1965-08-05 | 1970-08-18 | Sperry Rand Corp | Multilayer thin film magnetic memory element |
| FR1541256A (fr) * | 1966-12-07 | Ibm | Dispositif de mémoire associative | |
| US3524173A (en) * | 1967-05-22 | 1970-08-11 | Ampex | Process for electrodeposition of anisotropic magnetic films and a product formed by the process |
| US3701983A (en) * | 1969-12-19 | 1972-10-31 | Sylvania Electric Prod | Magnetostatically coupled thin-film magnetic memory devices |
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| US3617816A (en) * | 1970-02-02 | 1971-11-02 | Ibm | Composite metallurgy stripe for semiconductor devices |
| US3701931A (en) * | 1971-05-06 | 1972-10-31 | Ibm | Gold tantalum-nitrogen high conductivity metallurgy |
| BE791139A (fr) * | 1972-01-14 | 1973-03-01 | Western Electric Co | Procede pour le depot de beta-tantale dope par l'azote |
| US3847658A (en) * | 1972-01-14 | 1974-11-12 | Western Electric Co | Article of manufacture having a film comprising nitrogen-doped beta tantalum |
| US4000055A (en) * | 1972-01-14 | 1976-12-28 | Western Electric Company, Inc. | Method of depositing nitrogen-doped beta tantalum |
| US3825802A (en) * | 1973-03-12 | 1974-07-23 | Western Electric Co | Solid capacitor |
| FR2276658A1 (fr) * | 1974-06-25 | 1976-01-23 | Tecsi | Poste de lecture pour un registre a propagation de domaines magnetiques sur une couche mince |
| JPS576962Y2 (ja) * | 1974-07-26 | 1982-02-09 | ||
| US4097802A (en) * | 1975-06-30 | 1978-06-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive field sensor with a magnetic shield which prevents sensor response at fields below saturation of the shield |
| US4307132A (en) * | 1977-12-27 | 1981-12-22 | International Business Machines Corp. | Method for fabricating a contact on a semiconductor substrate by depositing an aluminum oxide diffusion barrier layer |
| US4208725A (en) * | 1979-02-23 | 1980-06-17 | Sperry Corporation | Magneto-resistive detector for cross-tie wall memory system |
| DE3063506D1 (en) * | 1979-08-31 | 1983-07-07 | Fujitsu Ltd | A tantalum thin film capacitor and process for producing the same |
| EP0035118B1 (en) * | 1980-02-28 | 1985-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Iii - v group compound semiconductor light-emitting element and method of producing the same |
| JPS584992A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-12 | Hitachi Ltd | 磁気電気変換素子 |
-
1986
- 1986-12-08 US US06/939,316 patent/US5019461A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-12-04 DE DE3750158T patent/DE3750158T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-04 EP EP87117951A patent/EP0271018B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-08 JP JP62308841A patent/JP2583431B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2583431B2 (ja) | 1997-02-19 |
| EP0271018A2 (en) | 1988-06-15 |
| DE3750158T2 (de) | 1994-11-10 |
| DE3750158D1 (de) | 1994-08-04 |
| EP0271018B1 (en) | 1994-06-29 |
| EP0271018A3 (en) | 1990-03-14 |
| US5019461A (en) | 1991-05-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |