磁阻裝置的製作方法

2023-06-10 15:44:16

專利名稱：磁阻裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁阻裝置，特別是用於但不專用於磁場傳感器或者硬碟驅動器中的讀出磁頭(read head)。
背景技術：
硬碟驅動器(HDD)廣泛用於高密度信息存儲。硬碟驅動器通常可以在與這類存儲器傳統地相連的計算機系統(如伺服器和臺式機)中被找到。然而，具有較小外形因素的硬碟驅動器如1英寸的驅動器也可以在可攜式電子裝置(如音樂播放器和數位相機)中被發現。
在硬碟驅動器中更高的存儲容量可以通過提高儲存密度來實現。目前，存儲密度大約每年翻一番，並且使用常規技術如通過在磁記錄介質上縱向排列的存儲單元中記錄數據和用所謂的「自旋值(spin value)」的讀出磁頭來讀取數據，當前可以獲得的最高存儲密度為100Gb/in2。
然而，由於在硬碟驅動器中的存儲密度持續增加，所以記錄介質和讀出磁頭遇到超順磁性效應的問題。
當鐵磁材料晶粒的尺寸充分地減小至改變晶粒的磁化方向所需要的能量比得上熱能時，就會發生超順磁性效應。因此，晶粒的磁化強度容易波動，所以導致數據被破壞。
對於記錄媒介，已經證明了解決該問題的一種方法，該方法包括設置存儲單元垂直於(而不是縱向的)記錄介質的表面，這樣允許每個存儲單元足夠大以避免超順磁效應。
為了解決在讀出磁頭上的這種問題，已經建議避免使用任何鐵磁材料，並且利用所謂的異常磁阻(extraordinary magnetoresistance，EMR)效應。
顯示出異常磁阻效應的一種裝置在S.A.Solin，T.Thio，D.R.Hines and J.J.Heremans的文章中得到描述「在非均相的窄帶半導體中增加的室溫幾何磁阻(Enhanced Room-Temperature Geometric Magnetoresistance inInhomogeneous Narrow-Gap Semiconductors)」，科學(Science)，2000年，第289卷，第1530頁。該裝置設置為範德堡(van der Pauw)結構，包括集中地植入到非磁性銻化銦(InSb)盤中的高導電性的金非均相。在零應用磁場(H＝0)條件下，電流流經金非均相。然而，在非零應用磁場(H≠0)條件下，電流偏離垂直於磁力線分布的方向，而在金非均相周圍，並通過環面。這導致電導率的降低。
然而，該裝置有幾個缺點，所以不適合於用作磁頭。例如，該裝置具有不適合於成比例地縮小至更小尺寸的結構，而且該裝置消耗嚴重並顯示出很強的晶界和界面散射。而且，銻化銦是很昂貴的材料，它的機械性能差，這使它難以被處理和提供可靠、持續時間長的傳感器。
目前，具有低載流子密度的高遷移性窄帶半導體如銻化銦(μn＝7×104cm2V-1s-1，在300°K下)、砷化銦(μn＝3×104cm2V-1s-1，在300°K下)以及砷化鎵(μn＝8.5×103cm2V-1s-1，在300°K下)似乎是EMR基讀出磁頭的最佳候選。然而，這些材料往往也是很昂貴的材料，並且機械性能差。

發明內容
本發明尋求提供一種改進的磁阻裝置。
根據本發明的第一個方面，提供一種包括含有非鐵磁性半導體材料的溝道(channel)的磁阻裝置；溝道從第一端延伸到第二端；導體含有比半導體材料具有更高電導率的非鐵磁性材料，並且連接至少溝道和多個引線兩個部分，該引線連接溝道並且沿著溝道間隔開來。
該裝置外形更適合於成比例地縮小至更小尺寸如縮小溝道寬度為少於100nm，而仍然能使溝道與引線連接。
溝道可以包含矽。因此，裝置可以顯示出異常磁阻效應，即使與例如銻化銦相比，矽的遷移性也比較低(在300°K下μn＝1.5×103cm2V-1s-1)。然而，使用矽具有可以使用標準的矽處理技術的優點。而且，該裝置可能在化學性、導熱性和機械性上更有活力。
溝道可以含矽化鍺。矽化鍺能夠顯示出比矽更高的遷移性，所以可以得到更高的磁阻。
溝道可以是細長的溝道，溝道可以彎曲。半導體材料可以摻雜濃度最高達1×1017cm-3、最高達1×1018cm-3或者最高達1×1019cm-3的雜質，半導體材料可以不摻雜。溝道可以被提供在厚度小於50nm的層中。
導體可以被設置在溝道側邊，導體可以沿著溝道延伸，導體可以從溝道的第一端延伸到溝道的第二端。該裝置可以在導體和溝道之間包括界面，該界面被分成至少兩個單獨的部分。
導體可以包含半導體材料。該包含導體的半導體材料可以摻雜濃度為至少1×1019cm-3的雜質。
導體可以包含矽，因此，該裝置可以收益於先前所列優點。
導體可以包含一種金屬矽化物如矽化鈦。使用鈦化矽有以下幾個優點，例如，鈦化矽(C54相)在300°K的電阻率通常為14-16μΩ·cm，它比得上某些最好導體(如金)的電阻率(金的電阻率為2.2μΩ·cm)。同樣地，如果溝道是由矽組成，則矽化鈦和矽的界面具有低接觸電阻。而且，矽化鈦可以通過矽擴散到鈦中的方式來製備，因此，可以很容易的形成。另外，鈦化矽趨向於顯示出良好的抗電子遷移性。
導體可以包含一種非鐵磁性金屬或者合金，例如鋁。
導體可以被提供在厚度小於50nm的層中。
引線可以從溝道側面延伸。導體沿著溝道的第一邊被連接到溝道。至少某些引線可以在溝道的另一對邊上連接到溝道。至少某些引線可以在溝道的上部或者底部表面被連接到溝道。
該裝置可以包括沿著溝道依次設置的第一、第二、第三和第四引線。第一和第二引線可以被第一間隔空間隔離；第二和第三引線可以被小於第一間隔的第二間隔空間隔離；第三和第四引線可以被小於第一間隔的第三間隔空間隔離。
引線可以包含半導體材料，引線可以包括含有溝道的半導體材料。引線和溝道可以是整體的。引線可以包含矽，引線可以包含金屬矽化物(如矽化鈦)，引線可以包含非鐵磁金屬或者合金。每個引線的厚度小於50nm。
溝道可以具有小於100nm的寬度和/或小於10μmn的長度。導體可以具有最高達500nm的寬度和/或小於10μm的長度。每個引線具有最高達200nm的寬度，該寬度的方向相應於溝道的長度。
該裝置進一步包括含有絕緣材料的基底(base)，溝道、其中導體和引線安置在基底上。裝置進一步包括底板(substrate)，基底被放置在底板上。裝置可以進一步地包括設置在底板上引線之間的接觸區域，並且包括在引線之下的接觸區域之間的溝道，以提供場效應電晶體。因此，生產利潤的能力可以很容易地集成到裝置中。
裝置進一步包括含有絕緣材料的帽蓋(cap)，帽蓋位於溝道、接觸區域和引線之上。例如，可以使用二氧化矽的薄(如2nm)帽蓋，它可以幫助保護裝置，而且還可以允許裝置放在靠近磁場源如硬碟滾筒(hard disk platen)的位置。
該裝置可以進一步地包括用於控制裝置的電路。該電路可以配置成驅動非近鄰的引線之間的電流，測量在非近鄰引線和其它引線之間的引線之間所應用的電壓。
根據本發明另一個方面，提供一種用於硬碟驅動器的包含磁阻裝置的讀出磁頭。
根據本發明另一個方面，提供一種包括至少一個讀出磁頭的硬碟驅動器。
根據本發明另一個方面，提供一種製備磁阻裝置的方法，該方法包括形成含有半導體材料的溝道；溝道在第一和第二端之間延伸，使用包含比半導體材料具有更高導電率的非鐵磁性材料的導體連接至少溝道的兩個部分，並且沿著溝道空間隔離的多個引線與溝道連接。
半導體材料可以是矽，該方法可以包括提供矽層；對所述層進行圖案化，以定義圖案層，其具有相應於導體的第一區域、相應於溝道的第二區域、進一步相應於引線的區域；提供金屬例如鈦在第一區域上；進行退火以在所述的第一區域內形成金屬矽化物例如矽化鈦。
根據本發明的另一個方面，提供一種操作包括含有非鐵磁性半導體材料的溝道的磁阻裝置的方法，溝道從第一端延伸到第二端，導體包含有比半導體材料具有更高導電率的非鐵磁性金屬，並且連接溝道和多個引線的至少兩個部分，該引線連接溝道並且沿著溝道間隔開來。該方法包括驅動在非相鄰的引線之間的電流；測量在非相鄰的引線和其它引線之間的引線之間所應用的電壓。
驅動在非相鄰的引線之間的電流可以包括驅動至少為1μA數量級的電流。該方法可以包括應用磁場於該裝置。


現在，將通過實施例和附圖來描述本發明的實施方式，在附圖中圖1是根據本發明磁阻裝置的一種實施方式的透視圖；圖2a是用於測量如圖1所示裝置的第一電路結構的簡圖；圖2b是如圖2a所示電路結構的理論電流-電壓特徵圖；圖2c是用如圖2a所示電路結構所獲得的在300°K下測量的電流-電壓特徵圖；圖3a是用於測量如圖1所述裝置的第二電路結構簡圖；圖3b是如圖3a所示電路結構的理論電流-電壓特徵圖；圖3c是用如圖3a所示的電路結構所獲得的在300°K下測量的電流-電壓特徵圖；圖4是磁阻對應用磁場的關係圖；圖5a-5d是在製備期間的不同階段的圖1裝置的透視圖；圖6a-6c是在製備期間的不同階段的圖1裝置的顯微圖；圖7a是根據本發明磁阻裝置的另一實施方式的平面圖；圖7b是如圖7a所示的實施方式沿著線A-A′的截面圖；圖8是包括本發明磁阻裝置的硬碟驅動器的簡圖；以及圖9是說明圖1所示裝置的變體的圖。
參考圖1，所顯示的是根據本發明磁阻裝置1的第一實施方式。裝置1包括由摻雜濃度為6.4×1019cm-3磷(P)的n型結晶矽(Si)所形成的和厚度t為37nm的溝道2。溝道2在第一端和第二端3，4之間延伸，並且沿著第一邊5被連接起來，由矽化鈦(TiSi2)所形成的導體或者區域6的厚度大約為40nm，在另一個對邊7上，第一、第二、第三、第四、第五、第六引線81、82、83、84、85、86也由矽化鈦所形成，並且沿著溝道2被空間隔離。第一、第二、第三、第四、第五、第六引線81、82、83、84、85、86被依次沿著溝道2布置第一引線81最接近於第一端3(在圖1中所示的左手邊緣)，第六引線86最接近於其它(即第二)端4。區域6連接溝道的至少兩個部分，此處稱為「分路(shunt)」。溝道2、分路6和引線81、82、83、84、85、86被布置在由二氧化矽(SiO2)所形成的具有400nm厚度(未蝕刻)的基底9上，接著被布置在p型矽底板10上。
在該實施例中，分路6和引線81、82、83、84、85、86連接到溝道2上的面5，7上(即雙面)。然而，分路6和/或引線81、82、83、84、85、86可以被連接到溝道的上部和/或底部表面，即通過溝道的頂部或者通過底部。
溝道2為細長的，在平面圖上為矩形，其長度l1為大約17μm，寬度w1為大約1μm。分路6也是細長的，在平面圖上也為矩形，其長度l2為大約17μm，寬度w2為大約4μm。引線81、82、83、84、85、86中每一個的寬度l3(即沿著溝道2的長度)為460nm，並且空間上被隔離，其間隔大約為2.5μm。在圖1中，溝道2的縱軸和橫軸分別圖示為x和y軸，晶體生長軸為z軸。
磁阻裝置1顯示出異常磁阻(EMR)效應，適合探測經過(或者有部分)的、方向沿著垂直於一種平面的軸的磁場11，在所述平面中溝道2和分路6如沿著晶體生長軸(z-軸)方向被連接。
參考圖2a，所示的是用於測試磁阻裝置1的第一電路結構12。電路結構12包括電流源13(配置用來驅動電流I通過在第一引線81和第五引線85之間的溝道2)和電壓表14(配置用來測試在第四和第六引線84、86之間所應用的電壓V)。
參考圖2b，所示的是用於測量裝置1的第一電路結構12(圖2a)的第一理論電流-電壓特徵15。該裝置用有限要素模型模擬二維的薄片。在該模型中，不需要匹配的參數。該模型計算電流密度和通過裝置的電勢分布，電勢分布可以用各種探針結構來監視。
參考圖2c，所示的是用第一電路結構12(圖2a)測試裝置1在300°K下的第一檢測電流-電壓特徵。測試的電阻值可以通過用所測試的電壓V除以應用的電流I來得到。
參考圖3a，所示的是用於測試磁阻裝置1的第二電路結構17。電路結構17包括電流源18(配置用來驅動電流I通過第一引線81和第五引線85之間的溝道2)和電壓表19(配置來測試在第三83和第六引線86之間出現的電壓V)。
參考圖3b，所示的是用於測量裝置1的第二電路結構17(圖3a)的第二理論電流-電壓特徵20。該裝置也是用有限要素模型模擬二維的薄片。
參考圖3c，所示的是用第二電路結構17(圖3a)測試裝置1在300°K下的第二檢測電-電壓特徵。測試的電阻值可以通過將測試的電壓V除以應用的電流I來得到。
電路結構12(圖2a)或者電路17(圖3a)可以用來測試磁場11(圖1)。所應用磁場11(圖1)的強度和方向影響所測試的電勢。特別地，如果使用更大的正向磁場11(圖1)，則測試得到更低的電勢。裝置1顯示出在沒有磁場和應用10T的磁場之間有15.3％的磁阻變化。
參考圖4，所示的是用第一電路結構12(圖2a)測試裝置1在300°K下的所檢測磁阻-磁場特徵。
在第一電路結構12(圖2a)和第二電路結構17(3a)中，電流被驅動，電壓被測量。然而，可以使用其它電路結構有配置在兩個引線之間使用偏壓的電壓源(未顯示)和用於測試流經在引線或者另外兩個引線之間溝道2的電流的電流探測器(未顯示)。
參考圖5a-5d，現描述製備裝置1的方法。
特別地參考圖5a，提供在絕緣體上的矽晶片，它有矽層23、隱藏的二氧化矽層24和底板10。矽層23的厚度為37nm，並且摻雜濃度為大約6.4×1019cm-3的磷。二氧化矽層24的厚度為400nm。自然形成的二氧化矽層覆蓋在矽層23上，它經常被稱為「表面氧化物」，為了清晰，將它從圖5a和5d中刪除。
在絕緣體上的矽晶片分成晶片，晶片以如下方式處理使用3∶1的H2SO4∶H2O2(通常稱為「水虎魚蝕液(Piranha etch)」)，接著浸漬在2∶5∶3的NH2F∶C2H4O2∶H2O(也被稱為「氧化矽腐蝕液(SILOXetch)」)中，清潔晶片。將聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)層應用(如旋塗)於晶片的上部表面，通過烘烤固化。用掃描電鏡電子束對聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)進行形成圖案，用IPA和水的混合物顯影，以留下形成圖案的PMMA層。給予晶片以時間(例如3分鐘)的氧等離子體灰化(oxygen plasmaash)，然後將30nm厚的氧化鋁層熱蒸鍍在晶片的PMMA圖案表面上。所應用的保護層在丙酮中被「抬起(lift-off)」，然後在IPA中漂洗以留下鋁腐蝕表面25。在這一階段裝置相應的結構如表5b所示。矽和二氧化矽層23，24的暴露區域通過反應性的離子腐蝕(RIE)來腐蝕，RIE是用四氟化碳和四氯化碳的混合物(CF4:CCl4)作為供給氣體。鋁腐蝕表面25用鹼如(CH3)4NOH來被去除。在這一階段裝置相應的結構如圖5c所示，並且顯示出連續的形成圖案的矽層23′和部分腐蝕的二氧化矽層9。
用丙酮和IPA清潔晶片。晶片暴露在附著力促進劑(以氣相形式)中，在本實施例中附著力促進劑為六甲基二矽烷(HMDS)。另一層PMMA應用於晶片形成圖案的表面，並且固化。用掃描電鏡電子束將PMMA層被形成圖案，並且用IPA/水來顯影以留下另一形成圖案的PMMA層。給予晶片短時間的氧等離子體灰化。表面氧化物(未顯示)是用SILOX腐蝕劑來移除，具有40nm厚的鈦層濺射在晶片的PMMA圖案層表面上。所使用的保護層在丙酮中被「抬起(lift-off)」，然後在IPA中漂洗以留下鈦區域250、251、252、253、254、255、256，它們覆蓋在形成圖案的矽層23′上，矽層23′將形成分路6和引線81、82、83、84、85、86。在這一階段裝置相應的結構如圖5d所示。
晶片在700℃和惰性環境(如乾燥的氮氣)下退火。未反應的鈦用水虎魚腐蝕液來除去。在這一階段裝置相應的結構如圖1所示。圖6a是在這一階段裝置的光學顯微圖，圖6b是溝道2部分的電子顯微圖。
用丙酮和IPA清潔晶片。旋塗光保護層。光保護層備用模板(也被稱為標線片(reticle))和紫外光源來形成圖案，並且用光學保護層顯影以留下形成圖案的光學保護層。給予晶片短時間例如3分鐘的氧等離子體灰化，然後連續的鉻和金層被熱蒸鍍在晶片的形成圖案的保護層表面上。該保護層在丙酮中被抬起，然後在IPA中漂洗以留下金連接的襯墊(未顯示)。圖6c是裝置1的光學顯微圖。
參考圖7a和7b，所示的是本發明的磁阻裝置26的第二實施方式。裝置26包括由摻雜濃度為1×1017cm-3磷(P)的n型結晶矽(Si)所形成的和厚度為40nm的溝道27。溝道27在第一端和第二端28、29之間延伸，並且沿著第一邊30連接，分路31是由摻雜濃度為1×1021cm-3磷(P)的n型結晶矽所形成，其厚度為40nm，在第二、相反的邊32上，第一、第二、第三、第四引線331、332、333、334也是由摻雜濃度為1×1021cm-3磷(P)的n型結晶矽所形成，並且沿著溝道27空間隔離。第一、第二、第三、第四引線331、332、333、334以次序沿著溝道27來布置。
在溝道27、分路31和引線331、332、333、334中不同摻雜濃度可以通過在形成圖案的未摻雜矽層上沉積擴散阻擋層(未顯示)如氮化矽來獲得，打開在相應於分路和引線的區域上的擴散阻擋層中的窗戶(未顯示)，然後，離子注入或者氣體擴散摻雜劑如磷，經過窗口，進入相應於分路和引線的區域。擴散阻擋層是通過溼腐蝕和樣品退火來除去。
可選擇地，在溝道27、分路31和引線331、332、333、334中不同摻雜濃度可以通過掃描離子束注入和退火來獲得。
溝道27、分路31以及引線331、332、333、334被布置在由厚度為10nm、SiO2所形成的絕緣基底34上，接著，被布置在p型矽底板35上。基底34包括窗口361、362、363、364，它在製備期間用來限制在p型矽底板35上的第一、第二、第三、第四n型矽區域371、372、373、374(經常稱為「擴散井」，或者簡單稱為「井」)。
溝道27的長度l1大約為1μm，寬度w1為大約50nm。分路3 1的長度l2為大約1μm，寬度w2為大約0.2μmn。引線331、332、333、334每個的寬度v1為200nm。第一和第二引線331、332是由0.75μm的第一間隔(如松脂(pitch))s1來隔離。窗口361、362、363、364每個的寬度v1為200nm。其它的引線331、332、333、334由0.1μm的第二隔離s2與相鄰引線之間隔離。在本發明的某些實施方式中，第二隔離s2是儘可能的小，並相應於最小的特徵尺寸F。
第一和第二n型井371、372為在井371、372之間運行的第一溝道381提供源區和漏區。第二引線332在第一溝道381的上方，並且通過絕緣基底34的第一間隔341與第一溝道381隔離，為第一金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)391分別提供柵極(gate electrode)和柵氧(gate oxide)。同樣地，第三和第四n型井373，374、第二溝道382、第二柵氧342以及第四引線334提供第二金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)392。
在操作期間，電流I驅動經過第一和第三引線331，333之間的溝道27。偏壓被應用在源區和漏區371、372、373、374之間，各自的源-漏區電流ISD測試以確定第二和第四引線331、333之間的電勢。
參考圖8，裝置1、26不能用作硬碟驅動器40中的讀出磁頭。滑動器41支撐著裝置1、26(翻轉如圖1a或者7b所示的圖形)和在旋轉的滾筒43上寫入磁頭42。裝置1、26測量由垂直設置的存儲單元45通過其下面所產生的磁場44。裝置1、26可以用在縱向設置的存儲單元的硬碟驅動器中。
參考圖9，所示的是本發明磁阻裝置1′的第三實施方式。該裝置1′是圖1所示裝置的變體(modification)。
在分路6′和溝道2′之間的界面可以通過至少一個沒有導電材料或者非導體材料的區域47分成至少兩個單獨的部分461、462。例如，區域(或者每個)47可以不用離子研磨切開，或者是由離子注入來形成的損壞材料的區域。這可以增加磁阻。
在該實施例中，區域47具有長度L，以致分路6′沿著溝道2′至少在形同的點(即長度)接觸溝道2′，在該點，最遠的引線81、86是與溝道2′連接。可以提供非導電材料的另外區域48，限制沿著溝道2′的進一步接觸長度，所以分路6′沿著溝道2′僅在相同的點與溝道2′接觸，在此點，最遠的引線81、86是與溝道2′連接。可替換的，分路6′可以接觸最接近於溝道2′遠端的兩個點。
裝置26(圖7a和7b)可以以相同的方式被進行修改。
可以接受的是，可以對此前所述的實施方式進行許多修改。溝道不必是直的，但是可以在平面內彎曲。該裝置可以是矽基的裝置，例如溝道、分路和/或引線可以包括含矽的材料如矽或者矽鍺(如Si0.9Ge0.1)。不同的含矽材料可以用於裝置的不同部分。溝道可以包含矽鍺。溝道可以未摻雜或者摻雜雜質(n型或者p型)的濃度最高達到1×1017cm-3、最高達到1×1018cm-3、最高達到1×1019cm-3或者最高達到1×1020cm-3。溝道可以在不同厚度的層中提供給先前所描述的，例如，小於50nm的厚度，優選在5-40nm之間。分路可以布置在溝道上和/或者在溝道下，即位於溝道下和/或者位於溝道上，並且接觸溝道頂邊和或者底邊。重新布置與溝道相關的分路可以改變軸，沿著該軸，裝置感應磁場。分路可以沿著溝道部分延伸，即小於溝道的全長。分路在平面圖中可以為多邊形。分路可以包括多個不連續部分，如以沿著溝道的導體區域的虛線形式。分路可以包括比包含溝道的半導體材料具有更高導電率的半導體材料。半導體材料包括分路，它摻雜濃度為至少1×1019cm-3例如1×1021cm-3的雜質，並且可以包含一個或者多個δ摻雜層。分路可以包括金屬矽化物，不必是矽化鈦。n型雜質如磷(或者在某些情況下，p型雜質)可以在為形成金屬矽化物分路而沉積金屬之前植入或者擴散進入形成圖案矽層的表面，以改善半導體和矽化物之間的接觸。分路可以包括非鐵磁性的材料如非鐵磁性金屬或者合金如鋁。在不同厚度例如小於50nm的層中可以提供分路。引線可以包括半導體材料，並且可以摻雜不同濃度(如更高於在溝道中的半導體材料)的雜質(n型或者p型)。引線不必由矽化鈦來形成，但是可以包括金屬矽化物。引線可以包括非鐵磁性金屬或者合金。引線每個的厚度為小於50nm。溝道可以具有小於100nm的寬度(即w1)和/或小於10μm的長度(即l1)。分路可以具有達500nm的寬度(即w2)和/或小於10μm的長度(即l2)，它可以或者不同於溝道的長度。引線可以具有達200nm的寬度(即l3)，寬度的方向是在相應於溝道長度的方向。引線不必設置成垂直於溝道的方向。末端引線例如第一和第六引線81、86(圖1)可以設置成從溝道的末端如末端3、4(圖1)靠近於溝道如溝道2(圖1)，而不是橫向設置。至少某些引線可以布置在溝道上和/或在溝道下，即位於溝道下和/或位於溝道上。分路和引線不需要布置在溝道相反的邊(或者表面)。可以使用腐蝕劑和顯影劑的其它濃度和混和物。可以使用其它的腐蝕劑、保護層和顯影劑。腐蝕、暴露和顯影時間可以不同，這可以通過常規實驗得知。回火溫度也可以通過常規實驗得知。
權利要求
1.一種包括含非鐵磁性半導體材料的溝道(2；27)的磁阻裝置(1；26)，所述溝道從第一端(3；28)延伸到第二端(4；29)；導體(6；31)含有具有比半導體材料更高的電導率的非鐵磁性材料，並且連接溝道的至少兩個部分和多個引線(81、82、83、84、85、86；331、332、333、334)，所述引線連接溝道並且沿著溝道間隔開來。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述溝道(2；27)是細長的溝道。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述溝道(2；27)是彎曲的。
4.根據前述權利要求任一項所述的裝置，其中，所述溝道(2；27)含有矽。
5.根據前述權利要求任一項所述的裝置，其中，所述溝道(2；27)含有矽鍺。
6.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述導體(6；31)是沿著溝道的第一邊(5；30)與溝道(2；27)相連接。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中，至少某些所述引線(81、82、83、84、85、86；331、332、333、334)是在溝道的第二、相反的邊(7；32)上與溝道(2；27)相連接。
8.根據權利要求6所述的裝置，其中，至少某些所述引線(81、82、83、84、85、86；331、332、333、334)是在溝道的上部或者底部表面上與溝道(2；27)相連接。
9.根據權利要求7所述的裝置，其中，所述裝置包括沿著溝道依次序布置的第一、第二、第三、第四引線(81、82、83、84、85、86；331、332、333、334)。
10.根據權利要求9所述的裝置，其中，所述第一和第二引線(331；332)通過第一間隔(s1)來隔離；所述第二和第三引線(332；333)通過小於第一間隔的第二間隔(s2)來隔離；所述第三和第四引線(333；334)通過小於第一間隔的第三間隔(s3)來隔離。
11.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置還包括含有絕緣材料的帽蓋，所述帽蓋位於溝道、接觸區域和引線之上。
12.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置還包括控制裝置的電路(12)。
13.根據權利要求12所述的裝置，其中，所述電路(12)被配置成驅動非近鄰的引線(81；85)之間的電流，並測量在非近鄰引線和其它引線(86)之間的引線(83)之間所應用的電壓。
14.一種製備磁阻裝置的方法，所述方法包括形成含有非鐵磁性半導體材料的溝道(2；27)；溝道從第一端(3；28)延伸到第二端(4；29)；用含有非鐵磁性材料的導體(6；31)連接溝道的至少兩個部分；以及連接溝道與沿著溝道間隔開的多個引線(81、82、83、84、85、86；331、332、333、334)。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述半導體材料是矽，該方法包括提供矽層(23)；使所述層形成圖案以定義圖案層(23′)，該層有相應於導體(6；31)的第一區域、相應於溝道(2；27)的第二區域、相應於引線(81、82、83、84、85、86；331、332、333、334)的進一步區域；在第一區域提供一種金屬；退火以在所述第一區域內形成金屬矽化物。
16.一種操作包括含有非鐵磁性半導體材料的溝道(2；27)的磁阻裝置的方法，其中所述溝道從第一端(3；28)延伸到第二端(4；29)；導體(6；31)含有具有比半導體材料更高的導電率的非鐵磁性材料，並且連接溝道和沿著溝道被隔離的多數個引線(81、82、83、84、85、86；331、332、333、334)至少兩個部分，該方法包括驅動在非相鄰的引線(81、85；331、333)；以及測量在非近鄰引線和其它引線(86；334)之間的引線(83；332)之間所應用的電壓。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述驅動在非相鄰的引線(81、85；331、333)的電流包括驅動具有強度為至少1μA的電流。
18.根據權利要求16所述的方法，其中，該方法還包括應用磁場(11)於磁阻裝置。
全文摘要
一種磁阻裝置(1)包括由矽形成的細長溝道。包含矽化鈦的導體(6)是沿著溝道與溝道相連接，並且引線(8
文檔編號G01R33/09GK101089953SQ20061016290
公開日2007年12月19日 申請日期2006年11月29日 優先權日2006年6月13日
發明者大衛·威廉士, 約爾格·翁德裡, 安德魯·特魯普, 大衛·哈斯科 申請人:株式會社日立製作所