专利名称:自旋晶体管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种自旋晶体管及其制造方法，特别是涉及一种具有微小化结构的自旋晶体管及其制造方法。
背景技术：
传统晶体管是利用电子与空穴两种载流子传输作用的半导体组件，是近代微电子电路的核心组件。各种不同功能的数字电路与模拟电路都是由晶体管组合而成。自旋晶体管(spin transistor)是利用电子具有自旋向上与自旋向下的特性来控制组件的电信号，进而产生类似传统晶体管的效应。目前研发的自旋晶体管主要是在双势垒中夹一层磁阻组件，而磁阻组件作为电子自旋阀，利用磁阻组件中铁磁层之磁性排列的不同组态来控制热电子的流通。
如Monsma等人在1995年提出的自旋晶体管结构，是利用两块半导体硅基板夹住一层磁性多层膜，由真空贴合(vacuum bounding)技术制成。此磁性多层膜由钴(Co)/铜(Cu)/钴(Co)/铂(Pt)等金属层组成，以作为电子自旋阀并定义为基极(base)。与铂相贴的硅基板作为发射极(emitter)，在铂与硅基板间形成一个肖特基势垒(Schottky barrier)；与钴相贴的硅基板作为集电极(collector)，在钴与硅基板间形成另一个肖特基势垒(Schottkybarrier)。在通电的情况下，发射极的肖特基势垒为负偏压，集电极的肖特基势垒为正偏压，因此发射极加速电子通过肖特基势垒而进入磁性多层膜(基极)成为热电子。热电子通过基极的数量决定于自旋阀中两钴层的磁性方向是否相同，若磁性方向相反，通过的热电子数量少，若磁性方向平行，通过的热电子数量多。但真空贴合技术在制造上不易实现微小化且成本较高。
另一种双势垒的自旋晶体管结构由Mizushima等人于1997年提出，是在作为集电极的n型砷化镓(GaAs)基板上制造一磁电阻组件为基极，此基极与由铝氧化而成的氧化铝形成一个势垒，并在氧化铝上镀上金属作为发射极，此发射极业提供一个肖特基势垒。但此组件的图案(pattern)是以金属掩膜(contact mask)定义，也不容易将样品微小化。
关于图案制造方式，金属掩膜光刻(contact mask lithography)是将带有图案的金属掩膜直接放置到基板上。在镀膜时利用金属掩膜直接阻挡不需要镀膜的部分。黄光光刻为半导体工艺或微机电工艺中最常用的图案转移技术，其基本原理为利用UV(紫外)光曝光的方式将光掩膜上的图案转移到芯片表面的感光层(即为光阻剂)上，接着使用特殊的蚀刻去除液(显影液)将不要的地方移除，即可在芯片表面得到所需图案的光阻剂结构。R.Sato等人在2001年，以及Sebastiaan van Dijken等人分别在2003与2005年皆提出利用金属掩膜定义图案的方法，图案的最小线宽皆为100微米。另外，O.M.J.van’t Erve等人在2002年提出利用黄光光刻的方法定义图案，而图案的最小线宽为350微米。综上所述，不论是何种工艺，组件尺寸皆大于100微米，造成自旋晶体管推广应用上的困难，因此简化自旋晶体管工艺与缩小自旋晶体管组件尺寸实为一重要课题。
电子束光刻(electron beam lithography)为制造次微米至纳米级尺度结构最重要的技术之一，其基本原理为利用高电压加速的电子对特殊的光阻剂进行直写，通过电磁线圈来控制电子行进路线，可制造出各种包含周期性及非周期性等图案。由于电子的波长比一般光刻工艺所使用的光源波长更小，因此能提供更高的分辨率。电子束光刻可轻易实现几百至几纳米尺寸的线宽，除了可以用来制造光刻所需的掩膜，还可进行直写(direct write)，即不需要掩膜就能定义图案。但目前电子束光刻尚未被应用到自旋晶体管在定义发射极、集电极与基极的图案的制造上。
综上所述，目前研发的自旋晶体管主要是在双势垒中夹一层磁阻组件，其工艺较为繁复，且因光刻工艺的限制造成自旋晶体管的微小化有其困难。
发明内容鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种自旋晶体管及其制造方法，利用光刻工艺定义所需区域，及离子注入方式决定掺杂浓度，可制造出发射极、基极与集电极均在同一平面的自旋晶体管。可实现自旋晶体管微小化目的，并且有利自旋晶体管与集成电路组件整合与后续封装。
本发明所公开的自旋晶体管的制造方法，其步骤为先在基板上形成绝缘层。再在绝缘层形成第一接触窗，通过第一接触窗在基板形成掺杂区，其中掺杂区的导电性与基板相反。接着在绝缘层形成第二接触窗，且在绝缘层上形成磁电阻薄膜。最后再形成位于第一接触窗的第一金属区、位于第二接触窗的第二金属区与位于磁电阻薄膜的第三金属区，其中第一金属区接触磁电阻薄膜。第一金属区、第二金属区与第三金属区作为自旋晶体管的基极、集电极与发射极端。另外，本发明的制造方法可改由第二金属区接触磁电阻薄膜，而第一金属区不接触磁电阻薄膜，此时第二金属区则成为基极端，而第一金属区成为集电极端。利用光刻工艺定义出基极端的区域，并用离子注入的方式决定基极的掺杂区的浓度，可由此定义出自旋晶体管的基极与集电极之间的势垒。上述形成的自旋晶体管为电流平行平面(Current In Plane，简称CIP)型自旋晶体管。
另外，本发明的制造方法也可制成电流垂直平面(Current PerpendicularPlane，简称CPP)型自旋晶体管。其步骤包括在基板上先形成绝缘层。再在绝缘层形成第一接触窗，通过第一接触窗在基板形成掺杂区，其中掺杂区的导电性与基板相反。接着在绝缘层形成第二接触窗，然后在第一接触窗的第一位置形成磁电阻薄膜。最后形成第一金属区、第二金属区与第三金属区，其中第一金属区位于磁电阻薄膜上，第二金属区位于第二接触窗，且第三金属区位于第一接触窗的第二位置。第一金属区、第二金属区与第三金属区作为自旋晶体管的发射极、集电极与基极。此外，CPP型自旋晶体管的制造方法也可改为在第二接触窗而不是第一接触窗的第一位置形成磁电阻薄膜，此时在第一接触窗形成第一金属区，第二金属区位于磁电阻薄膜上，且第三金属区位于第二接触窗的第二位置。则第一金属区、第二金属区与第三金属区作为自旋晶体管的集电极、发射极与基极。
再者，本发明制造的CIP型自旋晶体管的结构包括基板，其表面具有绝缘层，且绝缘层具有第一接触窗与第二接触窗；掺杂区，形成在基板且位于第一接触窗下方，其中掺杂区的导电性与基板相反；第一金属区，位于第一接触窗；第二金属区，位于第二接触窗；磁电阻薄膜，位于绝缘层上，且磁电阻薄膜接触第一金属区；以及第三金属区，位于磁电阻薄膜。此外，CIP型自旋晶体管的另一结构为磁电阻薄膜接触第二金属区而不接触第一金属区，其余结构则和上述CIP型自旋晶体管相同。
另外，本发明制造的CPP型自旋晶体管的结构包括基板，其表面具有绝缘层，且绝缘层具有第一接触窗与第二接触窗；掺杂区，形成在基板且位于第一接触窗下方，其中掺杂区的导电性与基板相反；磁电阻薄膜，位于第一接触窗之第一位置；第一金属区，位于磁电阻薄膜；第二金属区，位于第二接触窗；以及第三金属区，位于第一接触窗的第二位置。此外，CPP型自旋晶体管的另一结构为磁电阻薄膜位于第二接触窗的第一位置，此时第一金属区位于第一接触窗，而第二金属区位于磁电阻薄膜上，又第三金属区位于第二接触窗的第二位置，其余结构则和上述CPP型自旋晶体管相同。
本发明的制造方法是制造出发射极、基极与集电极均在同一平面的自旋晶体管，可简化自旋晶体管的工艺并有利自旋晶体管与集成电路组件整合及后续封装，且配合电子束光刻工艺或黄光光刻工艺定义组件图案可实现微小化的功效。
下面将通过实施方式详细叙述本发明的详细特征和优点，本领域的普通技术人员可以通过其了解本发明的技术内容并进行实施，并且根据本说明书公开的内容、权利要求
和附图，本领域的普通技术人员可以很容易地理解本发明的相关目的和优点。
图1为本发明第一实施方式的结构示意图；图2A至图2E为本发明第一实施例的制造方法示意图；图3为本发明的第二实施方式图；图4A至图4C为本发明的第三实施方式图；以及图5A至图5C为本发明的第四实施方式图。
其中，附图标记11、21P型硅基板 12、22N型阱13、23绝缘层 13a、23a第一接触窗13b、23b第二接触窗 14、24磁电阻薄膜15、25第一金属区 16、26第二金属区17、27第三金属区
具体实施方式为了对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，下面结合实施方式进行详细说明。以上关于本
发明内容
的说明和以下的实施方式说明用于示范与解释本发明的原理，并对本发明的权利要求
提供更进一步的解释。
请参阅图1，其为本发明第一实施方式的CIP型自旋晶体管的结构示意图。P型硅基板11表面具有绝缘层13，且绝缘层13具有第一接触窗13a与第二接触窗13b。N型阱12，经由离子注入形成在P型硅基板11且位于第一接触窗13a下方。第一金属区15，位于第一接触窗13a。第二金属区16，位于第二接触窗13b。磁电阻薄膜14，位于绝缘层13上，并且磁电阻薄膜14接触第一金属区15；以及第三金属区17，位于磁电阻薄膜14。第一金属区15、第二金属区16与第三金属区17作为自旋晶体管的基极、集电极与发射极端，发射极可在不同外加磁场的情况下提供不同电阻；集电极作为被动组件，用于提供单一势垒(PN接面)；基极间隔在发射极与集电极间，分别电气导通于发射极与集电极。磁电阻薄膜14可由外加磁场的控制，而产生高电阻或低电阻，故可在固定电压下产生不同大小的发射极电流，使得在不同外加磁场的情形下，通过单一势垒的集电极电流也随之产生变化。
接下来请同时参阅图2A至图2E以详细说明第一实施例的制造方法。如图2A所示，先在P型硅基板11上形成绝缘层13。绝缘层13为P型硅基板11氧化而形成的二氧化硅层。另外，绝缘层13也可为其它具绝缘效果的材料。接着如图2B所示，在绝缘层13形成第一接触窗13a。第一接触窗13a通过光刻工艺与蚀刻工艺而形成，此光刻工艺可为黄光光刻工艺或电子束光刻工艺。再来如图2C所示，通过第一接触窗13a在P型硅基板11形成N型阱12。N型阱12为通过注入高浓度的N型离子而形成的掺杂区。P型硅基板11与N型阱12造成的PN接面可提供单一势垒，同理，在本发明中也可使用形成有P型阱的N型硅基板。接下来如图2D所示，在绝缘层13形成第二接触窗13b，第二接触窗13b通过光刻工艺与蚀刻工艺而形成，此光刻工艺可为黄光光刻工艺或电子束光刻工艺。然后如图2E所示，在绝缘层13上形成磁电阻薄膜14。磁电阻薄膜14为通过蒸发法或溅射法沉积的磁性多层膜，可先制造完成后再以贴合方式形成在绝缘层13上。最后可参照图1所示，形成位于第一接触窗13a的第一金属区15、位于第二接触窗13b的第二金属区16与位于磁电阻薄膜14的第三金属区17。其中第一金属区15接触磁电阻薄膜14。第一金属区15、第二金属区16与第三金属区17作为自旋晶体管的基极、集电极与发射极端。形成第一金属区15、第二金属区16与第三金属区17的方法为先在如图2E所示的表面沉积金属导电材料，再经过光刻工艺与蚀刻工艺定义出第一金属区15、第二金属区16与第三金属区17的图案。其中第一金属区15接触N型阱12与磁电阻薄膜14，作为基极电极。第二金属区16接触P型硅基板11作为集电极电极。第三金属区17连接磁电阻薄膜14作为发射极接点。本发明的制造方法整合自旋晶体管的发射极、基极与极集在同一平面，简化了自旋晶体管的工艺，且所有步骤可配合一般半导体工艺，提高制造的便利性。又配合电子束光刻工艺或黄光光刻工艺定义组件图案可实现微小化的效果。其中经电子束光刻工艺定义的图案的最小线宽为0.5微米。
另外，本发明可制造另一种CIP型自旋晶体管。请参阅图3，其为本发明的第二实施方式。在第二实施方式中先在P型硅基板11上形成绝缘层13(参考图2A)。绝缘层13为P型硅基板11氧化而形成的二氧化硅层。另外，绝缘层13也可为其它具绝缘效果的材料。接着在绝缘层13形成第一接触窗13a(参考图2B)。第一接触窗13a通过光刻工艺与蚀刻工艺而形成，此光刻工艺可为黄光光刻工艺或电子束光刻工艺。再通过第一接触窗13a在P型硅基板11形成N型阱12(参考图2C)。N型阱12为通过注入高浓度的N型离子而形成的掺杂区。P型硅基板11与N型阱12形成的PN接面可提供单一势垒，同理，在本发明中也可使用形成有P型阱的N型硅基板。接下来在绝缘层13形成第二接触窗13b(参考图2D)，第二接触窗13b通过光刻工艺与蚀刻工艺形成，此光刻工艺可为黄光光刻工艺或电子束光刻工艺。然后在绝缘层13上形成磁电阻薄膜14(参考图2E)。磁电阻薄膜14为利用蒸发法或溅射法沉积的磁性多层膜，可先制造完成后再以贴合方式形成到绝缘层13上。最后如图3所示，形成位于第一接触窗13a的第一金属区15、位于第二接触窗13b的第二金属区16与位于磁电阻薄膜14的第三金属区17。其中第二金属区16接触磁电阻薄膜14。第一金属区15、第二金属区16与第三金属区17作为自旋晶体管的集电极、基极与发射极端。形成第一金属区15、第二金属区16与第三金属区17的方法为先在如图2E所示的表面沉积金属导电材料，再经过光刻工艺与蚀刻工艺定义出第一金属区15、第二金属区16与第三金属区17的图案。其中第一金属区15接触N型阱12作为集电极电极。第二金属区16接触P型硅基板11与磁电阻薄膜14，作为基极电极。第三金属区17连接磁电阻薄膜14作为发射极接点。
第二实施方式的CIP型自旋晶体管的结构说明如下。请参阅图3所示，P型硅基板11表面具有绝缘层13，且绝缘层13具有第一接触窗13a与第二接触窗13b。N型阱12，通过离子注入形成在P型硅基板11且位于第一接触窗13a下方。第一金属区15，位于第一接触窗13a。第二金属区16，位于第二接触窗13b。磁电阻薄膜14，位于绝缘层13上，且磁电阻薄膜14接触第二金属区16。以及第三金属区17，位于磁电阻薄膜14。第一金属区15、第二金属区16与第三金属区17作为自旋晶体管的集电极、基极与发射极端。
另外，本发明的制造方法也可制成电流垂直平面(Current PerpendicularPlane，简称CPP)型自旋晶体管。请同时参阅图4A至图4C，为本发明的第三实施方式。如图4A所示，其步骤包括先在P型硅基板21上形成绝缘层23。再在绝缘层23形成第一接触窗23a，通过第一接触窗23a在P型硅基板21形成N型阱22，其中第一接触窗23a的大小为配合后续制造步骤而调整。接着在绝缘层23形成第二接触窗23b(前面各步骤的制造方法与图2A至图2D中的制造方法相同，在此不再赘述)。接下来如图4B所示，在第一接触窗23a的第一位置形成磁电阻薄膜24(如图中所示的位置)。磁电阻薄膜24为通过蒸发法或溅射法直接沉积到第一接触窗23a而形成。并且通过光刻工艺与蚀刻工艺定义出磁电阻薄膜24的图案。最后如图4C所示，形成第一金属区25、第二金属区26与第三金属区27，其中第一金属区25位于磁电阻薄膜24上，且第二金属区26位于第二接触窗23b，又第三金属区27位于第一接触窗23a的第二位置(如图中所示的位置)。其中第三金属区27与磁电阻薄膜24互不接触。第一金属区25、第二金属区26与第三金属区27作为自旋晶体管的发射极、集电极与基极端。形成第一金属区25、第二金属区26与第三金属区27的方法为先在如图4B所示的表面沉积金属导电材料，再通过光刻工艺与蚀刻工艺定义出第一金属区25、第二金属区26与第三金属区27的图案。其中第一金属区25位于磁电阻薄膜24上作为发射极电极端点，第二金属区26接触P型硅基板21作为集电极电极端点。而第三金属区27位于P型硅基板21上以作为基极接点。
另外，本发明的制造方法也可制造另一种CPP型自旋晶体管。请同时参阅图5A至图5C，其为本发明的第四实施方式。如图5A所示，其步骤包括先在P型硅基板21上形成绝缘层23。再在绝缘层23形成第一接触窗23a，通过第一接触窗23a在P型硅基板21形成N型阱22。接着在绝缘层23形成第二接触窗23b，其中第二接触窗23b的大小为配合后续制造步骤而调整。(前面各步骤的制造方法与图2A至图2D中的制造方法相同，在此不再赘述)。接下来如图5B所示，在第二接触窗23b的第一位置形成磁电阻薄膜24(如图中所示的位置)。磁电阻薄膜24为通过蒸发法或溅射法直接沉积到第二接触窗23b而形成。并且通过光刻工艺与蚀刻工艺定义出磁电阻薄膜24的图案。最后如图5C所示，形成第一金属区25、第二金属区26与第三金属区27。其中第一金属区25位于第一接触窗23a。第二金属区26位于磁电阻薄膜24上，第三金属区27位于第二接触窗23b的第二位置(如图中所示的位置)。其中第三金属区27与磁电阻薄膜24互不接触。第一金属区25、第二金属区26与第三金属区27作为自旋晶体管的集电极、发射极与基极端。形成第一金属区25、第二金属区26与第三金属区27的方法为先在如图5B所示的表面沉积金属导电材料，再通过光刻工艺与蚀刻工艺定义出第一金属区25、第二金属区26与第三金属区27的图案。其中第一金属区25接触N型阱22作为集电极电极端点，第二金属区26位于磁电阻薄膜24作为发射极电极端点。而第三金属区27位于P型硅基板21上以作为基极端点。
综上所述，本发明可制造出发射极、基极与集电极均在同一平面的自旋晶体管，有利于自旋晶体管与集成电路组件整合及后续封装。本发明不但简化了自旋晶体管的工艺，且所有步骤可配合一般半导体工艺，提高制造的便利性。又配合电子束光刻工艺或黄光光刻工艺定义组件图案使具有本发明结构的自旋晶体管可实现微小化的目标。
虽然如上所述公开了本发明的优选实施方式，然而其并非用于限定本发明，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，对于本发明做出的各种变形和改进，均属本发明的专利保护范围。该范围由本发明所附的权利要求
及其等同物所限定。
权利要求
1.一种自旋晶体管的制造方法，其特征在于，包括在一基板上形成一绝缘层；在所述绝缘层形成一第一接触窗；通过所述第一接触窗在所述基板形成一掺杂区，其中所述掺杂区的导电性与所述基板相反；在所述绝缘层形成一第二接触窗；在所述绝缘层上形成一磁电阻薄膜；以及形成一位于所述第一接触窗的第一金属区、一位于所述第二接触窗的第二金属区与一位于所述磁电阻薄膜的第三金属区，其中所述第一金属区接触所述磁电阻薄膜。
2.根据权利要求
1所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述基板为一P型硅基板。
3.根据权利要求
1所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述绝缘层为一二氧化硅层。
4.根据权利要求
1所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述掺杂区为一N型阱。
5.根据权利要求
1所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述磁电阻薄膜由贴合方式形成在所述绝缘层上。
6.一种自旋晶体管的制造方法，其特征在于，包括在一基板上形成一绝缘层；在所述绝缘层形成一第一接触窗；通过所述第一接触窗在所述基板形成一掺杂区，其中所述掺杂区的导电性与所述基板相反；在所述绝缘层形成一第二接触窗；在所述绝缘层上形成一磁电阻薄膜；以及形成一位于所述第一接触窗的第一金属区、一位于所述第二接触窗的第二金属区与一位于所述磁电阻薄膜的第三金属区，其中所述第二金属区接触所述磁电阻薄膜。
7.根据权利要求
6所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述基板为一P型硅基板。
8.根据权利要求
6所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述绝缘层为一二氧化硅层。
9.根据权利要求
6所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述掺杂区为一N型阱。
10.根据权利要求
6所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述磁电阻薄膜由贴合方式形成在所述绝缘层上。
11.一种自旋晶体管的制造方法，其特征在于，包括在一基板上形成一绝缘层；在所述绝缘层形成一第一接触窗；通过所述第一接触窗在所述基板形成一掺杂区，其中所述掺杂区的导电性与所述基板相反；在所述绝缘层形成一第二接触窗；在所述第一接触窗的第一位置形成一磁电阻薄膜；以及形成一第一金属区、一第二金属区与一第三金属区，其中所述第一金属区位于所述磁电阻薄膜上，所述第二金属区位于所述第二接触窗，且所述第三金属区位于所述第一接触窗的第二位置。
12.根据权利要求
11所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述基板为一P型硅基板。
13.根据权利要求
11所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述绝缘层为一二氧化硅层。
14.根据权利要求
11所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述掺杂区为一N型阱。
15.一种自旋晶体管的制造方法，其特征在于，包括在一基板上形成一绝缘层；在所述绝缘层形成一第一接触窗；通过所述第一接触窗在所述基板形成一掺杂区，其中所述掺杂区的导电性与所述基板相反；在所述绝缘层形成一第二接触窗；在所述第二接触窗的第一位置形成一磁电阻薄膜；以及形成一第一金属区、一第二金属区与一第三金属区，其中所述第一金属区位于所述第一接触窗，所述第二金属区位于所述磁电阻薄膜上，且所述第三金属区于所述第二接触窗的第二位置。
16.根据权利要求
15所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述基板为一P型硅基板。
17.根据权利要求
15所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述绝缘层为一二氧化硅层。
18.根据权利要求
15所述的自旋晶体管的制造方法，其特征在于，所述掺杂区为一N型阱。
19.一种自旋晶体管，其特征在于，包括一基板，所述基板的表面具有一绝缘层，且所述绝缘层具有一第一接触窗与一第二接触窗；一掺杂区，形成在所述基板且位于所述第一接触窗下方，其中所述掺杂区的导电性与所述基板相反；一第一金属区，位于所述第一接触窗；一第二金属区，位于所述第二接触窗；一磁电阻薄膜，位于所述绝缘层上，且所述磁电阻薄膜接触所述第一金属区；以及一第三金属区，位于所述磁电阻薄膜。
20.根据权利要求
19所述的自旋晶体管，其特征在于，所述基板为一P型硅基板。
21.根据权利要求
19所述的自旋晶体管，其特征在于，所述绝缘层为一二氧化硅层。
22.根据权利要求
19所述的自旋晶体管，其特征在于，所述掺杂区为一N型阱。
23.一种自旋晶体管，其特征在于，包括一基板，所述基板的表面具有一绝缘层，且所述绝缘层具有一第一接触窗与一第二接触窗；一掺杂区，形成在所述基板且位于所述第一接触窗下方，其中所述掺杂区的导电性与所述基板相反；一第一金属区，位于所述第一接触窗；一第二金属区，位于所述第二接触窗；一磁电阻薄膜，位于所述绝缘层上，且所述磁电阻薄膜接触所述第二金属区；以及一第三金属区，位于所述磁电阻薄膜。
24.根据权利要求
23所述的自旋晶体管，其特征在于，所述基板为一P型硅基板。
25.根据权利要求
23所述的自旋晶体管，其特征在于，所述绝缘层为一二氧化硅层。
26.根据权利要求
23所述的自旋晶体管，其特征在于，所述掺杂区为一N型阱。
27.一种自旋晶体管，其特征在于，包括一基板，所述基板的表面具有一绝缘层，且所述绝缘层具有一第一接触窗与一第二接触窗；一掺杂区，形成在所述基板且位于所述第一接触窗下方，其中所述掺杂区的导电性与所述基板相反；一磁电阻薄膜，位于所述第一接触窗的第一位置；一第一金属区，位于所述磁电阻薄膜；一第二金属区，位于所述第二接触窗；以及一第三金属区，位于所述第一接触窗的第二位置。
28.根据权利要求
27所述的自旋晶体管，其特征在于，所述基板为一P型硅基板。
29.根据权利要求
27所述的自旋晶体管，其特征在于，所述绝缘层为一二氧化硅层。
30.根据权利要求
27所述的自旋晶体管，其特征在于，所述掺杂区为一N型阱。
31.一种自旋晶体管，其特征在于，包括一基板，所述基板的表面具有一绝缘层，且所述绝缘层具有一第一接触窗与一第二接触窗；一掺杂区，形成在所述基板且位于所述第一接触窗下方，其中所述掺杂区的导电性与所述基板相反；一磁电阻薄膜，位于所述第二接触窗的第一位置；一第一金属区，位于所述第一接触窗；一第二金属区，位于所述磁电阻薄膜；以及一第三金属区，位于所述第二接触窗的第二位置。
32.根据权利要求
31所述的自旋晶体管，其特征在于，所述基板为一P型硅基板。
33.根据权利要求
31所述的自旋晶体管，其特征在于，所述绝缘层为一二氧化硅层。
34.根据权利要求
31所述的自旋晶体管，其特征在于，所述掺杂区为一N型阱。
专利摘要
本发明公开了一种自旋晶体管及其制造方法，在基板上利用光刻工艺定义所需区域，再以离子注入方式形成掺杂区，并在基板上形成磁电阻薄膜，最后可制造出发射极、基极与集电极均在同一平面的自旋晶体管。此制造方法将发射极、基极与集电极整合到单一平面上，可实现自旋晶体管微小化的目的，并且有利自旋晶体管与集成电路组件整合及后续封装。
文档编号H01L29/66GK1992165SQ200510132982
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月31日
发明者黄瀛文, 卢志权, 谢蓝青, 黄得瑞, 姚永德, 朱朝居 申请人:财团法人工业技术研究院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan