磁感电阻元件及电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种于绝缘基板(或绝缘膜)上形成磁感电阻层的磁感电阻元件、及使用该磁感电阻元件的电子装置。
【背景技术】
[0002]磁感电阻元件的电阻值是根据磁场的强度而变化。此现象被称作磁感电阻效应(MR Effect)。磁感电阻效应，如图13A、图13B所示，在磁感电阻元件MR中，电流i自第一电极E1通过磁感电阻部R流至第二电极E2时，磁感电阻部R中载子受到磁场的劳仑兹力影响，导电路径弯曲，借此使电阻值增大。磁感电阻元件为提高磁性灵敏度(相对于磁场强度变化的电阻值变化的比率)，大多于具有高移动度的载子的单晶半导体基板(例如InSb、InGaAs、InAs等)中形成磁感电阻部。
[0003]又，现有技术多数磁感电阻元件配置为矩阵状的磁场传感阵列。如日本特开平07-174649号公报中揭示一种使用磁感电阻元件的磁场传感阵列阵列，该磁感电阻元件利用N1-FE系合金多层膜的图案化，将磁感电阻部(磁感电阻层)形成于绝缘体上。此处亦揭示有将磁感电阻元件连同薄膜晶体管(TFT)形成于绝缘体上。
[0004]然而，于绝缘体上形成磁感电阻部，磁感电阻部为非晶质或多晶，因此，一般而言，较之形成于单晶半导体基板中的磁感电阻部，载子的移动度较低，故而磁性灵敏度低。另一方面，于单晶半导体基板中形成磁感电阻部，单晶半导体基板的尺寸具有限度，因此，难以用于大型磁场传感阵列。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种于绝缘体上形成磁感电阻部(磁感电阻层)的磁感电阻元件，其磁性灵敏度较高。
[0006]为达成上述目的，本发明的一态样为一种磁感电阻元件。在本发明一实施例中磁感电阻元件包含第一电极及第二电极，以及磁感电阻层。磁感电阻层于第一电极和第二电极之间外加电压流通电流后，其电阻值根据磁场强度而变化。该磁感电阻元件的特征在于，该磁感电阻层是利用非晶氧化铟镓锌(IGZ0)薄膜的图案化而形成。
[0007]在本发明一实施例中，前述第一电极及第二电极是利用一金属层的图案化而形成，该金属层是于前述磁感电阻层的形成、其后的层间绝缘膜的堆积及图案化之后堆积而成，前述第一电极及第二电极分别于前述层间绝缘膜的任一层间绝缘膜去除部中与前述磁感电阻层接触，该层间绝缘膜去除部利用前述图案化而去除。
[0008]在本发明一实施例中，前述第一电极及第二电极共同于一槽状的前述层间绝缘膜去除部中，与该磁感电阻层接触。
[0009]在本发明一实施例中，更具备栅电极，该栅电极于形成前述磁感电阻层之前形成，前述磁感电阻层隔着栅绝缘膜设置于前述栅电极的上方。
[0010]本发明的另一态样为一种电子装置。在本发明一实施例中，电子装置包含磁感电阻元件及薄膜晶体管，该薄膜晶体管具备漏电极、源电极、栅电极及通道层，该通道层于该漏电极及该源电极之间以及该栅电极及该源电极之间外加电压后，流通相应该电压的电流，该通道层利用前述非晶IGZO薄膜的图案化，与前述磁感电阻层同时形成。
[0011]在本发明一实施例的电子装置中，磁性测定单元配置为矩阵状，该磁性测定单元具有:前述磁感电阻元件、及控制外加于该磁感电阻元件的前述第一电极及第二电极之间的电压之前述薄膜晶体管的磁感电阻元件用开关元件。
[0012]在本发明一实施例的电子装置中，前述磁性测定单元设置于配置为矩阵状的显示像素单元之间，该显示像素单元具有显示元件、及前述薄膜晶体管的显示元件用开关元件，该显示元件用开关元件控制外加于该显示元件的电压。
[0013]根据本发明，可提供一种磁感电阻元件，其于绝缘基板(或绝缘膜)上形成磁感电阻层，磁性灵敏度高。
[0014]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0015]图1A绘示本发明的一实施方式的磁感电阻元件的构造平面图；图1B绘示本发明的一实施方式的磁感电阻元件的构造沿图1A的A-A’线的剖面图。
[0016]图2A绘示同上的磁感电阻元件的变形例的构造平面图，图2B绘示同上的磁感电阻元件的变形例的构造沿图2A的B-B’线的剖面图。
[0017]图3A绘示同上的磁感电阻元件的又一变形例的构造的平面图，图3B绘示同上的磁感电阻元件的又一变形例的构造沿图3A的C-C’线的D剖面图。
[0018]图4A及图4B是绘示测定同上的磁感电阻元件的样本时的构成的回路图。
[0019]图5A及图5B是绘示同上的磁感电阻元件的二样本的特性图。
[0020]图6A及图6B是绘示同上的磁感电阻元件的变形例的二样本的特性图。
[0021]图7A及图7B是绘示将同上的磁感电阻元件的又一变形例的样本的栅电压改变为两向时的特性图。
[0022]图8A是绘示同上的磁感电阻元件的又一变形例的样本自图7的情况进而改变栅电压时的特性图，图8B是绘示同上的磁感电阻元件的又一变形例的样本电流值和磁性灵敏度的关系的图形。
[0023]图9A是绘示参照同上的磁感电阻元件特性所需的将多晶硅用于磁感电阻层的特性图，图9B是绘示参照同上的磁感电阻元件特性所需的借由改变同上的磁感电阻元件的退火条件等所获得的特殊的特性。
[0024]图10A绘示将同上的磁感电阻元件和薄膜晶体管组合的构造平面图，图10B绘示将同上的磁感电阻元件和薄膜晶体管组合沿图10A的D-D’线的剖面图。
[0025]图11A绘示应用同上的磁感电阻元件的电子装置的示例模型化立体图，图11B绘示应用同上的磁感电阻元件的电子装置的示例其一部分的构成的回路图。
[0026]图12是绘示应用同上的磁感电阻元件的电子装置的其它示例的回路图。
[0027]图13A为磁感电阻效应无磁场的情况的说明图，图13B为磁感电阻效应有磁场的情况的说明图。
[0028]其中，附图标记“
[0029]1、1A、1B磁感电阻元件
[0030]la基板
[0031]lb绝缘体
[0032]2第一电极
[0033]3第二电极
[0034]4磁感电阻层
[0035]5层间绝缘膜
[0036]5a层间绝缘膜去除部
[0037]6磁感电阻元件的栅电极
[0038]8薄膜晶体管
[0039]9漏电极
[0040]10源电极
[0041]11薄膜晶体管的栅电极
[0042]12通道层
[0043]13、13’电子装置
【具体实施方式】
[0044]以下，将配合参考图示说明本发明的实施方式。本发明的实施方式的磁感电阻元件1，如图1所示，于树脂基板和玻璃基板等基板la上隔着绝缘体(绝缘膜)lb，具有第一电极2、第二电极3、及磁感电阻层4，该磁感电阻层4于第一电极2及第二电极3之间外加电压后流通电流，电阻值根据磁场的强度而发生变化。磁感电阻层4利用非晶氧化铟镓锌(IGZ0)薄膜的图案化而形成。再者，图案化是将膜形成为需要的形状，通常是利用蚀刻法，但方法并无限定。
[0045]非晶IGZ0由In、Ga、Zn及氧元素所构成，是具有半导体性质的非晶质氧化物。将此非晶IGZ0用于磁感电阻层4后，如后述的实验中详述般，即便磁感电阻层4形成于绝缘体lb上，仍可以使磁感电阻元件1的磁性灵敏度提高。
[0046]第一电极2及第二电极3，详细而言，是利用一金属层(例如，铝或铜等层)的图案化而形成。此金属层，是于磁感电阻层4的形成、其后的层间绝缘膜5的堆积及图案化之后堆积而成。层间绝缘膜5，设置有利用图案化去除的层间绝缘膜去除部5a。图1中，层间绝缘膜去除部5a即所谓接触孔(contact hole)。第一电极2及第二电极3分别于任一层间绝缘膜去除部5a中接触磁感电阻层4。
[0047]继而，说明将磁感电阻元件1变形的磁感电阻元件1A。磁感电阻元件1A，如图2所示，与上述磁感电阻元件1的情况相同，具备第一电极2及第二电极3、磁感电阻层4。与磁感电阻元件1的情况不同，磁感电阻元件1A中，第一电极2及第二电极3共同于一槽状的层间绝缘膜去除部5a中接触磁感电阻层4，该层间绝缘膜去除部5a至少自第一电极2的位置延伸至第二电极3的位置。亦即，磁感电阻元件1A中，磁感电阻层4的上方，至少自第一电极2的位置连续至第二电极3的位置层间绝缘膜5被去除。
[0048]磁感电阻元件1A，如后述的实验中