一種摻雜型InSb薄膜、其製備方法及InSb磁敏器件與流程

2023-10-28 22:10:37 3

技術領域

本發明屬於半導體薄膜領域，特別涉及一種摻雜型InSb薄膜、其製備方法及具有該摻雜型InSb薄膜的InSb磁敏元件。

背景技術：

由InSb薄膜製備的InSb磁敏器件具有成本低、高效、靈敏度高的優點，目前已被廣泛使用。現有技術中，InSb薄膜中In原子和Sb原子的個數比為1:1，雜質含量較少，在-40~+80℃的工作溫度區間內，由於InSb材料的本徵載流子濃度隨溫度變化指數式增加，這會導致InSb磁敏器件的性能產生明顯的溫度效應，磁敏器件的阻值隨工作溫度變化，性能不穩定。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種摻雜型InSb薄膜、其製備方法及InSb磁敏器件，可改善InSb磁敏器件的溫度效應，性能穩定。

本發明採用的一種技術方案為：

一種摻雜型InSb薄膜， InSb薄膜內摻雜有Te。

優選地，所述Te的摻雜濃度大於或等於1×1017/cm3。

優選地，所述Te的摻雜源為In-Te合金。

更優選地，所述In-Te合金中Te的含量為1×1019~1×1021/cm3。

優選地，所述InSb薄膜的摻雜雜質由Te組成。

本發明採用的另一技術方案為：

一種摻雜型InSb薄膜的製備方法，採用In源、Sb源、In-Te合金源三個蒸發源，熱蒸發製得所述摻雜型InSb薄膜。

優選地，所述In-Te合金中Te的含量為1×1019~1×1021/cm3。

優選地，所述In源的溫度為850~950℃，所述Sb源的溫度為500~600攝氏度，所述In-Te合金源的溫度為550~650攝氏度。

優選地，製得的所述InSb薄膜中Te的摻雜濃度大於或等於1×1017/cm3。

本發明採用的又一技術方案為：

一種具有所述的摻雜型InSb薄膜的InSb磁敏器件。

本發明採用以上方案，相比現有技術具有如下優點：

在InSb薄膜中摻雜雜質Te，Te在InSb中呈明顯的施主效應，Te原子將釋放出與其替代的Sb原子同等數量的電子，在-40~+80℃的工作溫度區間內，摻雜Te原子的InSb薄膜的載流子濃度將不隨溫度變化，從而改善磁敏器件的溫度效應，使其性能較為穩定。

附圖說明

附圖1為本發明的摻雜型InSb薄膜製備的蒸發示意圖。

上述附圖中，

1、In源；2、Sb源；3、In-Te合金源；4、InSb薄膜。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域的技術人員理解。本發明中，In指銦原子，Sb指銻原子，Te指碲原子。

本實施例提供一種摻雜型InSb薄膜以及具有這種摻雜型InSb薄膜的InSb磁敏器件，該InSb薄膜內摻雜有Te作為施主雜質，所述Te的摻雜濃度大於或等於1×1017/cm3。實驗證明，雜質Te在InSb中呈明顯的施主效應，Te原子替代Sb原子後將釋放出同等數量的電子。由於該InSb薄膜中Te施主雜質的濃度等於或高於1×1017/cm3，因而在-40~+80℃的工作溫度區間內，該InSb薄膜中的載流子濃度將不隨隨度變化，從而改善InSb薄膜以及由該薄膜製備的InSb磁敏器件，性能較為穩定。

其中，所述Te的摻雜源為In-Te母合金。In-Te母合金中Te的含量為1×1019~1×1021/cm3，優選為1×1020/cm3左右。

所述InSb薄膜的摻雜雜質由Te組成，即該InSb薄膜中僅摻雜Te，而不包含其它雜質。

所述摻雜型InSb薄膜的製備方法，包括：採用In源1、Sb源2、In-Te合金源3作為三個蒸發源，熱蒸發製得所述摻雜型InSb薄膜4，如附圖1所示。配置In-Te合金作為雜質蒸發源（InTe合金源），且其中Te的含量為1×1019~1×1021/cm3，優選為1×1020/cm3左右。

所述In源的溫度為850~950℃，所述Sb源的溫度為500~600攝氏度，所述In-Te合金源的溫度為550~650攝氏度。通過測厚儀精確控制In源、Sb源以及In-Te合金源的蒸發速率。

製得的所述InSb薄膜中Te的摻雜濃度大於或等於1×1017/cm3。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，是一種優選的實施例，其目的在於熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限定本發明的保護範圍。凡根據本發明的精神實質所作的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。