Brevet FR2016350A1 — publié le 19700508

i 2016350 La présente invention se rapporte à un élément magnéto-sensible comprenant des régions semi-conductrices» Dans un élément magnéto-résistant connu, la formation de la zone ou région de grande vitesse de recombinaison des por-5 teurs de charges a lieu, de façon usuelle, en rendant rugueuse une zone choisie de la surface d'un substrat semi-conducteur par un procédé de sablage ou un procédé similaire. Cependant, ce procédé tend à introduire une dispersion de la vitesse de recombinaison des porteurs de charges dans cette région suivant le degré de 10 rugosité et, en conséquence, il est difficile de produire de tels éléments mangéto-résistants présentant des caractéristiques uniformes et stables. En outre, le procédé usuel a pour inconvénient de ne pas être en mesure de réaliser une miniaturisation suffisante des éléments magnéto-résistants à cause de la difficulté technologique qu'il y a à réduire la surface de la région de grande vitesse de recombinaison. En variante, un procédé de formation d'une région de grande vitesse de recombinaison consiste à diffuser, dans un 20 substrat semi-conducteur, une impureté telle que Au, Cu, Ni, Ag, Zn, Mn, Fe, Pt ou une impureté similaire formant un centre de recombinaison. Cependant, le coefficient de diffusion d'une telle impureté, vis-à-vis d'un semi-conducteur monocristallin, est grand, de telle sorte que si l'on diffuse l'impureté profondément 25 dans le substrat, cette impureté est diffusée de façon appréciable dans une direction transversale et le contrôle de la diffusion locale de l'impureté est considéré comme difficile. La formation des autres régions de faible vitesse de recombinaison des porteurs de charges est effectuée par atta-30 que chimique ou attaque similaire de la surface du semi-conduc-teur. Mais, étant donné que ces régions sont exposées en surface, elles sont soumises à l'influence de l'environnement et les conditions de surface sont sujettes à des variations dans le temps. Le problème de l'invention consiste à éviter les 35 inconvénients ci-dessus et notamment à constituer des éléments de grande sensibilité et présentant des caractéristiques uniformes . Conformément à l'invention, ce problème est résolu en ce qu'on forme au préalable une région polycristalline en un kO emplacement où la région de grande vitesse de recombinaison sera 69 29077 2 2016350 finalement fermée. La vitesse de recombinaison des porteurs de charges est effectivement bien plus grande dans la région poly cristalline que dans une région monocristalline. On estime que cela est dû à ce qu'un grand nombre de. limites de grains et de 5 défauts de la région polycristalline agissent en tant que centres de recombinaison. La vitesse de diffusion de l'impureté dans la région polycristalline est bien plus grande que dans la région monocristalline, de telle sorte que lorsque l'impureté est diffusée dans 10 la région polycristalline, elle diffuse, en premier lieu, essentiellement dans toute la surface de la région polycristalline, c'est-à-dire jusqu'à la partie inférieure de cette région, la partie semi-conductrice polycristalline jouant le rôle de source de diffusion d'impureté pour la région monocristalline. En consé-15 quence, le temps de diffusion de l'impureté étant choisi court, l'impureté peut être diffusée localement dans la région polycristalline essentiellement jusqu'à sa partie inférieure sans que l'on ait une expansion inutile de la diffusion de l'impureté dans une direction transversale. 20 En outre, une région de faible vitesse de recombi naison des porteurs de charges est formée au voisinage de la dite région de grande vitesse de recombinaison mentionnée ci-dessus, et la région de - . faible vitesse de recombinaison formée sur le côté de la jonction P-X ou P-N est exempte de variations 25 dans le temps et stable. La présente invention constitue un élément magnéto-sensible de grande sensibilité. La présente invention constitue également un élément magnéto-sensible facile à fabriquer. 30 En outre, l'élément magnéto-sensible conforme à 'l'in vention n'est sujet à aucune variation essentielle dans le temps. Des éléments magnéto-sensibles conformes à l'invention sont représentés, à titre d'exemple non limitatifs, sur les figures ci-jointes, dans lesquelles : 35 - la figure 1* représente schématiquement, en perspec tive, un exemple de réalisation d'élément magnéto-sensible} - la figure 2 est un graphique donnant la caractéristique tension-intensité de l'élément magnéto-sensible représenté sui- la figuré 1 ; ' - - • > Ij,o ' ' - la figure -3 est un graphique donnant la caracté 69 29077 3 2016350 ristique résistance-champ magnétique de l'élément magnéto-sensible représenté sur la figure 1 ; - la figure k est un schéma symbolique de l'élément magnéto-sensible représenté sur la figure 1 ; 5 - la figure 5 et la figure 6 sont des schémas de branchement d'éléments magnéto-sensibles ; - la figure 7 représente schématiquement, en perspective, un autre exemple de réalisation d'élément magnéto-sensible - la figure 8 est un schéma symbolique de l'élément 10 magnéto-sensible représenté sur la figure 7 ; - la figure 9 est un graphique donnant la caractéristique tension-intensité de 1'.élément magnéto-sensible représenté sur la figure 7 ; - la figure 10 est un schéma de branchement des élé- 15 ments magnéto-sensibles représentés sur la figure 7 ; - la figure 11 est un autre schéma de branchement des éléments magnéto-sensibles représentés sur la figure 7 ; - la figure 12 est un graphique donnant la caractéristique tension de polarisation-sensibilité de l'élément magnéto- 20 sensible représenté sur la figure 7 ; - les figures 13A à 13F sont des vues en coupe transversale à grande échelle représentant schématiquement, à titre d'exemple, une suite d'étapes correspondant à la fabrication de l'élément magnéto-sensible conforme à la présente invention ; 25 - la figure 14 est une vue en plan à grande échelle d'un substrats semi-conducteur représenté sur la figure 13F ; - la figure 15 est une vue en plan à grande échelle d'un élément semi-conducteur magnéto-sensible conforme à la présente invention et représenté sur la figure 13F ; 30 - la figure l6 est une vue en plan à grande échelle d'un autre exemple de réalisation d'élément magnéto-sensible conforme à l'invention ; - les figures 17A à 17G sont des vues en coupe transversale à grande échelle représentant schématiquement une suite 35 d'étapes correspondant à la fabrication d'une forme de réalisation modifiée de l'élément magnéto-sensible conforme à la présente invention ; - la figure l8 est une vue en plan à grande échelle d'un substrat semi-conducteur représenté sur la figure 17F 5 kO - la figure 19 est une vue en plan à grande échelle 69 29077 k 2016350 d'un élément semi-conducteur magnéto-sensible conforme à la présente invention et représenté sur la figure 17G» j - les figures 20A à 20F sont des vues en coupe à grande échelle représentant schématiquement une suite d'étapes 5 correspondant à la fabrication d'une autre variante de l'élément magnéto-sensible conforme à la présente invention ; - les figures 21 et 22 sont des vues en plan à grande échelle d'un élément semi-conducteur représenté sur les figures 20D et 20E respectivement. 10 " L'invention a pour objet de constituer un élément semi conducteur magnéto-sensible ayant une construction spécifique et présentant des caractéristiques stables. L'élément magnéto-sensible est une sorte d'élément semi-conducteur magnéto-résistant comportant des jonctions re-15 dresseuses telles que des jonctions PI, NI ou similaires et une région de grande vitesse de recombinaison des porteurs de charges. Cet élément est essentiellement différent des éléments habituels de ce type et présente un haut degré de sensibilité. Sur la figure 1, on a représenté, à titre d'exemple, 20 l'élément magnéto-sensible désigné d'une façon générale par SCM et qui est constitué par une région à résistance élevée I formée, par exemple, d'un semi-conducteur intrinsèque, légèrement du type P ou du type N, dans lequel des porteurs de charges peuvent être injectés en quantité suffisante. Sur les deux faces d'extré-25 iaité de la région à résistance élevée,I, il est formé des régions P et N du type P et du type N ayant des -concentrations en impureté relativement élevées qui sont capables d'injecter des porteurs de charges en quantité suffisante dans la région à résistance élevée I. Une région F de grande vitesse de recombinaison 30 des porteurs de charges est formé sur l'un des côtés de la région à résistance élevée I entre les régions P et N de type P et de type N. Les régions P et N de type P et de type N sont respectivement reliées à des bornes t. et t., 1 2 Une source de tension de polarisation E^ est reliée 35 à l'élément magnéto-sensible SCM de façon telle que l'électrode positive de la source de puissance E^ soit reliée à la région P de type P, tandis que l'électrode négative est reliée à la région N de type N. Dans ce cas, l'élément magnéto-sensible SCM présente une caractéristique tension-intensité telle qu'elle est repré-40 sentée par la courbe a^ sur la figure 2, cette caractéristique 69 29077 5 2016350 étant similaire à celle d'une diode à jonction usuelle dans le sens d'amenée. Dans de telles conditions, lorsque les électrons et les lacunes sont déviés vers la région F de grande vitesse de recombinaison en appliquant un champ magnétique + H à l'élément 5 magnéto-sensible SCM dans une direction essentiellement perpendiculaire au parcours du courant dans le plan de la région F tel qu'il est indiqué par une flèche, les porteurs de charges sont rapidement recombinés l'un avec l'autre dans cette région F avec une réduction de leur durée moyenne de vie. Il en résulte que 10 l'élément magnéto-sensible SCM présente une caractéristique tension-intensité telle que celle représentée par la courbe a0 sur a la figure 2, c'est-à-dire que l'intensité 1^ décroît lorsque la résistance de l'élément SCM croît. Lorsqu'on applique un champ magnétique -H en sens inverse du champ magnétique +H, les porteurs 15 de charges sont déviés à l'écart de la région F de grande vitesse de recombinaison avec une prolongation de leur durée moyenne de vie. Dans ce cas, la caractéristique tession-intensité de l'élément magnéto-sensible SCM devient coni rme à la courbe a^, de la figure 2, c'est-à-dire que le courant croît lorsque la 20 résistance de l'élément SCM croît. Sur la figure 3> on a représenté, pour l'élément magnéto-sensible SCM, la caractéristique donnant le champ magnétique en fonction de la résistance, l'abscisse désignant le champ magnétique appliqué à l'élément SCM et l'ordonnée étant 25 égale à Rh/Ro, Ro désignant la râleur de la résistance.de l'élément SCM en l'absence de champ magnétique et Rh la valeur de la résistance de l'élément SCM lorsqu'il est soumis au champ magnétique. A partir du graphique, on voit que la valeur de Rh/Ro décroît graduellement lorsque la valeur (valeur absolue) du champ 30 magnétique -H croît ; en d'autres termes, la valeur de la résistance de l'élément magnéto-sensible SCM décroît essentiellement en proportion de la valeur du champ magnétique -H. On voit également que la valeur de Rh/Ro croît graduellement lorsque la valeur (valeur absolue) du champ magnétique +H croît, c'est-à-dire que la 35 valeur de la résistance de l'élément magnéto-sensible SCM croît essentiellement en proportion de la valeur du champ magnétique +H. Cela signifie que l'élément magnéto-sensible SCM répond de façon différente à des champs magnétiques de sens opposés et que sai sensibilité est assez élevée. Pour représenter symboliquement 40 l'élément magnéto-sensible SCM on a, sur la figure 4, représenté 69 29077 6 2016350 en trait gras l'un des grands côtés du rectangle pour indiquer la région F de grande vitesse de recombinaison, les deux petits côtés représentant les régions à concentration élevée en impureté* Comme représenté sur la figure 5» des éléments ma-5 gnéto-sensibles SCM^ et SCM^ conformes à l'élément décrit précé-démment sont reliés mutuellement en. série dans la direction d'amenée. C'est-à-dire que la région de type N de l'un quelconque des éléments SCM et SCM est reliée à la région de type P de 1 a 1'autre élément, une source de puissance de polarisation étant 10 reliée aux deux extrémités du montage en série de façon telle qy.e les électrodes positive et négative de la source de puissance de polarisation sont respectivement reliées à l'autre région Avec une telle disposition, lorsque les éléments saagnéto-sensibles SCM^ et SCM^ sont soumis à un champ magnétique de +2 kilogauss en étant reliés à la source de puissance de 35 polarisation de 6 volts, une tension de sortie approximativement égale à 3 + 2 volts est obtenue à la borne de sortie to. Ainsi, l'élément magnéto-sensible présente une sensibilité extrêmement élevée au champ magnétique, une telle sensibilité accrue se pouvant pas être obtenue avec les éléments magnéto—résistants 30 habituels. Il est possible de commander les éléments semi-conduc-teurs tels que transistors ou éléments similaires en leur appliquant directement un signal de sortie par la borne de sortie to. En outre, l'élément magnéto-sensible répond dans une étendue de fréquences allant de zéro à 100 kHz et présente donc une carac-35 téristique de fréquence étendue. De plus., dans le cas où l'élément magnéto-sensible est formé de germanium, son volume peut être, ' 3 par exemple, de 0,1 x 0,2 x 1,00 mm ou moins et, en conséquence, l'élément est de fai,ble calibre et, étant donné que l'élément est en matière non magnétique, il ne trouble pas le champ magnétique qui lui est appliqué, il n'est pas susceptible d'être magnétisé 69 29077 7 2016350 et, il n'est donc produit aucune hystérésis magnétique. Dans le cas où les deux éléments magnéto-sensibles sont branchés comme représenté sur la figure 5 s leurs caractéristiques sous le champ magnétique sont en sens inverse, de telle 5 sorte que la résistance d'ensemble du montage en série ne répond pas à un champ magnétique, par exemple inférieur à + 0,5 kilogauss et reste essentiellement constante. De plus, étant donné que l'influence de la température est compensée conformément au rapport de division de la résistance, les caractéristiques sont stables 10 vis-à-vis de la température. En outre, il est possible de brancher quatre éléments magnéto-sensibles SCM^ à SCM^ sous forme d'un montage en pont, comme représenté sur la figure 6. La figure 7 représente une forme modifiée de l'élément magnéto-sensible SCM, dans laquelle l'une quelconque des 15 régions P et N de type P et de type N de l'élément SCM de la figure 1, par exemple la région N de type N est constituée de deux régions N et N , la région à résistance élevée I étant in- X 2 1 il de puissance de polarisation est branchée entre les bornes 25 t4 et t' de façon telle que l'électrode positive de la source X u de puissance E^ est reliée à la borne t^, tandis que l'électrode négative est reliée à la borne t'^- Une autre source de puissance de polarisation E^ est branchée entre les bornes t^ et t2 de façon telle que l'électrode positive de la source de puissance 30E o est reliée à la borne t . Dans un tel cas, l'élément magnéto-sensible SCM présente entie les bornes t^ et t'^, une caractéristique similaire à celle de la figure 2, cette caractéristique étant amplifiée entre les bornes t et t' pour donner la sensibilité & Ci accrue au champ magnétique. La caractéristique donnant, entre les 35 bornes tet t'2> la tension E2 en fonction de l'intensité Ig est, dans ce cas, essentiellement similaire à la caractéristique donnant la tension de collecteur en fonction de l'intensité de collecteur d'un transistor, comme représenté sur la figure 9-C'est-à-dire que l'intensité du courant décroit en présence du ko 69 29077 8 2016350 champ magnétique +H et que cette intensité croît en présence du champ magnétique -H. Pour représenter symboliquement l'élément magnéto-sensible SCM conforme à cet exemple, sur la figure 8 on a relié les bornes t et t' au petit côté du rectangle sur le- a a 5 quel sont situées les deux régions divisées à concentration élevée en impureté, dans cet exemple les régions de type N, la borne t' étant indiquée par une flèche dirigée vers 1'éxtérieur„ Dans l'élément magnéto-sensible représenté sur la figure 7, les régions de type P et de type N peuvent être permu-tées, les polarités des sources de puissance de polarisation qui y sont reliées étant alors inversées. Pour la mise en application pratique de l'élément magnéto-sensible représenté sur la figure 7» une polarisation est appliquée entre les bornes t^ et t^ ou t'^ dans le sens d'à-15 menée à partir de la source de puissance de polarisation et une polarisation est appliquée entre les bornes tg et t'2 à partir de la source de puissance de polarisation Eg . Dans ce cas, les bornes t^ et t'2 sont utilisées pour remplir les mêmes fonctions que les bornes et t^ de l'élément magnéto-sensible représenté 20 sur la figure 1. En conséquence, un circuit complémentaire, tel que représenté sur la figure 5, peut être constitué de la façon suivante. L'élément magnéto-sensible SCM de la figure 7 et un autre élément magnéto-sensibme SCM présentant deux régions type P et une région type N èt représenté symboliquement par une flèche 25 dirigée vers l'intérieur portée sur sa borne t ' 2, sont mutuellement reliés comme représenté sur la figure 10. Les bornes t^ des éléments SCM. et SCM_ sont reliées mutuellement et à une borne 1 2 de sortie to, une source de puissance de polarisation E étant branchée entre les bornes t'2 dans le sens d'amenée, La borne t^ 30 de l'élément SCM^ est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance au point de connexion entre la borne t'2 de l'élément SCM et la source de puissance E, la borne t de l'élément SCM u 1 a étant reliée, par l'intermédiaire d'une résistance Rg, au point de connexion entre la borne t'2 de l'élément SCM^ et la source 35 de puissance E. Dans ce caê, les caractéristiques intensité-tension, entre les bornes t2 et, t'2 des éléments magnéto-sensibles SCM^ et SCM2 varient en sens inverse lorsqu'un champ magnétique est appliqué, de telle sorte que la variation de tension à la borne de sortie to croît lorsqu'il se produit un accroissement 40 de la résistance différenciée de la caractéristique représentée 69 29077 9 2016350 sur la figure 9- On peut alors produire une variation de tension allant essentiellement de zéro à la tension de la source de puissance de polarisation E avec un champ magnétique de quelques centaines de gauss seulement. 5 Bien que les exemples précédents fassent appel à une source de courant continu en tant que source de puissance de polarisation, on peut remplacer cette source par une source de tension pulsatoire Ep, comme représenté sur la figure 11, pour ootenir une sensibilité accrue. , 10 La figure 12 est un graphique donnant la caractéris tique de sensibilité, en fonction de la tension de la source de puissance de polarisation, des éléments magnéto-sensibles SCM^ et SCMg branchés en série comme décrit ci-dessus. Sut- ce graphique, l'abscisse représente la tension E de la source de puissance 15 et l'ordonnée représente le rapport de la variation de tension de sortie ,£vV à la tension de la source de puissance E, le champ magnétique H étant utilisé en tant que para stre. A partir du graphique, on voit que la variation de tension ÀV et la sensibilité augmente ht lorsque la tension de la source de puissance 20 E augmente. Lorsque la tension de la source de puissance E augmente, la température des éléments magnéto-sensibles augmente en raison de l'effet Joule, ce qui a une influence défavorable; mais, l'utilisation d'une source de puissance pulsatoire Ep permet d'utiliser une tension considérablement plus élevée qu'avec 25 une source de courant continu, la sensibilité étant augmentée en conséquence. Dans le cas d'utilisation de la source de puissance pulsatoire Ep, le signal de sortie est un signal modulé, la pulsation servant d'élément porteur, de telle sorte que'on le redresse ou qu'on l'intègre pour détecter son enveloppe. La figure 11 30 représente le cas où un circuit d'intégration, constitué par une résistance R^ et une capacité C^, est relié à la borne de sortie to. Pour les mêmes raisons que ci-dessus, il est possible d'utiliser une tension alternative ou ondulée, ou encore la superposition d'une tension alternative et d'une tension continue en 35 tant que source de puissance. Afin de faciliter la meilleure compréhension de l'invention, on donnera ci-après, à titre d'exemple, une description détaillée de cette invention ainsi que d'un procédé pour la réaliser. rn La figure 13, composée des figures 13A à 13F, repré 69 29077 10 2016350 sente une suite d'étapes correspondant à la fabrication d'un élément magnéto-sensible conforme à la présente invention» La fabrication commence par la préparation d'un substrat monocristallin 101 constitué par un semi-conducteur tel que silicium, germanium 5 ou corps similaire (figure 13A)• Le substrat 101 est composé d'un monocristal ayant le même réseau constant que celui d'une couche semi-conductrice monocristalline formée ensuite sur le substrat 101. Le substrat 101 présente une surface propre comme celle d'un miroir 101a. En outre, le substrat 101 peut être du type l'égère-10 ment P ou légèrement N, mais il est souhaitable que ce soit es- sentiellèment un semi-conducteur intrinsèque de résistance élevée, c'est-à-dire ayant une faible concentration en impureté. Sur la surface 101a du substrat 101, on forme ensuite une série de zones d'ensemencement 102, parallèles et allongées 15 pour le développement polycristallin (figure 13B) . La formation des zones d'ensemencement 102 peut être effectuée en rendant rugueuses des parties choisies de la surface 101a du substrat 101 pour perturber la régularité du réseau de substrat 101, en déposant sur les parties choisies de la surface 101a une matière ayant 20 une constante de réseau différente de celle du substrat 101 ou en déposant par vaporisation une matière convenable telle que du silicium, du bioxyde de silicium ou une matière similaire, pour former des couches non cristallines ou polycristallines sur les parties choisies de la surface 101a du substrat 101. 25 A la suite de cela, on forme sur la surface 101a du substrat 101, y compris les zones d'ensemencement 102, par des techniques de développement par vaporisation, une couche semi-conductrice 103 de résistance "élevée3 en semi-conducteur essentiellement intrinsèque ou de type légèrement P ou légèrement N 30 tel que silicium, germanium ou matière similaire, couche dans laquelle des porteurs de charges peuvent être injectés, en quantité suffisante (figure IJC). Les parties de la couche semi-conductrice 103 de résistance élevée et développée par vaporisation qui ont été formées directement sur la surface 101a du substrat 101 se 35 développent sous forme monqcristalline . Les autres parties, formées sur les zones d'ensemencement 102, se développent sous forme polycristalline, comme indiqué en 1031• Ensuite, plusieurs régions P et N de type P et de type N sont formées par diffusion sélective d'impuretés de type P 40 et de type N à des intervalles déterminés sur les parties mono- 69 29077 ii 2016350 cristallines de la couche semi-conductrice 103, suivant un écar-tement déterminé et en opposition aux parties polycristallines allongées 103 ' , comme représenté sur la figure l4„ En réalité, on forme, sur la couche semi-conductrice 103, une couche isolante 5 104 en bioxyde de silicium capable de jouer le rôle de masque de diffusion, couche à travers laquelle on forme des fenêtres 104p ou 104n, par exemple par des techniques d'attaque photochimique, dans les zones où l'on doit former soit des régions de type P, soit des régions de type N (figure 13D) . 10 On diffuse alors une impureté de type P ou de type N à travers les fenêtres 104p ou 104n dans la couche semi-conductrice 103 pour y former des régions P de type P ou des régions N de type N, après quoi on forme de façon similaire d'autres régions de type N ou P. 15 Après cela, on enlève, par exemple par des techniques d'attaque photochimique, une partie de la couche isolante 104 recouvrant chacune des régions P et N, des électrodes 105p et 105n étant respectivement déposées sur les régions P et N de manière à constituer un contact ohmique avec elles. On enlève 20 ensuite mécaniquement et/ou chimiquement le substrat 101, comme indiqué en trait interrompu sur la figure 13E, et 1'ensemble résultant est divisé en éléments individuels, comme indiqué en trait mixte sur la figure l4, chaque élément comprenant une paire de régions P et N de type P et de type N, la partie ou zone 25 semi-conductrice polycristalline 103' s'étendant latéralement aux deux régions (figure 13F et figure 15)° • Ainsi, on constitue un élément semi-conducteur magnéto-sensible cnnforme à la présente invention, cet élément comprenant des régions P et N de type P et de type N espacées suivant 30 un intervalle déterminé, une région I constituée par la partie monocristalline de la couche semi-conductrice 103 et une région F formée par la partie polycristalline de la couche semi-conductri-ce 103• On a constaté que lorsque les porteurs de charges 35 sont déviés vers la région F, c'est-à-dire la partie polycristalline 103', en appliquant un champ magnétique +H à l'élément magnéto-sensible SCM constitué comme indiqué ci-dessus, dans une direction essentiellement perpendiculaire au plan de la couche semi-conductrice 103, la vitesse de recombinaison des porteurs 40 de charges augmente, ce qui produit un accroissement de la résis- 69 29077 12 2016350 tance entre les régions P et N. Cela est attribué à ce que la vitesse de recombinaison des porteurs de charge dans la couche semi-conductrice polycristalline est plus grande que dans la couche semi-conductrice monocristalline et que des défauts existent à. la limite entre les parties semi-conductrices monocristalline et polycristalline, ces défauts entraînant une augmentation de la vitesse de recombinaison des porteurs de charges. Conformément à la présente invention, la région F est formée par une couche semi-conductrice polycristalline obtenue, 10 comme décrit précédemment, par des techniques de développement par vaporisation, ce qui conduit, pour les éléments individuels à l'uniformité de la vitesse de recombinaison des porteurs de charge dans la région F. On est donc sûr d'obtenir des éléments magnéto-sensibles SCP: présentant des caractéristiques stables et uniformes. 15 Dans l'exemple ci-dessus, on a éliminé le substrat 101, mais si, par exemple, la couche semi-conductrice 103 c'est à dire la région I à résistance élevée, est plus épaisse que les régions N et P, il n'est pas toujours nécessaire d'éliminer le substrat 101. 20 En outre, dans l'exemple ci-dessus, on a prévu séparé ment plusieurs paires de régions P et N, comme indiqué sur la figure l4, mais, dans certains cas, il est possible d'avoir des régions voisines de mêmes types de conductivité, c'est à dire que les régions P et N se trouvent du même côté de la région F. En 25 d'autres termes, les parties polycristallines 103' sont respectivement formées contiguës l'une à l'autre et sont séparées suivant les parties intermédiaires. Ainsi, il est clair que la disposition relative des régions F, P et N peut être modifiée suivant les applications particulières envisagées. 30 De plus, il est évident que la formation des régions P et N peut être effectuée au moyen d'un procédé par alliage, d'un procédé de développement par vaporisation ou d'un procédé similaire différent du procédé par diffusion. Bien que la présente invention ait été décrite dans 35 son application à un élément magnéto-sensible élémentaire SCM comportant deux électrodes, il est aussi possible que deux ou quatre éléments magnéto-sensibles SCM, représentés sur la figure 5 ou sur la figure 6, soient incorporés dans un substrat semiconducteur commun. La figure l6 représente un exemple de montage ko en pont constitué de quatre éléments magnéto-sensibles SCM^SCM^, 69 29077 13 2016350 SCM^ et SCM^. Dans ce cas, une région allongée de grande vitesse de recombinaison des porteurs de charges est formée de façon essentiellement rectiligne par un procédé similaire au procédé décrit précédemment en se référant à la figure 13 et une autre 5 région similaire F1 de grande vitesse de recombinaison des porteurs de charges est formée en travers de la région F, de façon essentiellement perpendiculaire, de manière à former une croix sur le substrat semi-conducteur en le divisant en quatre parties dans lesquelles sont respectivement constitués les éléments magnéto-10 sensibles SCM^, SCM^, SCM^ et SCM^. Les éléments SCM^, SCM^, SCM^ et SCM^ sont alors respectivement électriquement interconnectés d'une façon déterminée. Dans ce cas, le passage des porteurs de charges est empêché par la région F' entre les éléments SCM^ et SCMg et entre SCM^ et SCM^, de telle sorte que les élé-15 ment s sont isolés électriquement le? tir-s des autres. La formation de plusieurs éléments magnéto-sensibles sur un substrat semiconducteur commun est préférable au point d vue de leur caractéristique de température. Il est évident que la présente invention n'est pas 20 spécifiquement limitée à l'élément magnéto-sensible SCM décrit ci-dessus et comportant deux électrodes. Elle peut être appliquée, avec les mêmes résultats, à un élément magnéto-sensible comportant trois électrodes, comme cela est représenté sur la figure 7° L'exemple ci-dessus utilise la grande vitesse de 25 recombinaison des porteurs de charges dans la couche semi-conductrice polycristalline, mais il est aussi possible de diffuser dans la couche semi-conductrice plycristalline une impureté telle que, par exemple, Au, Cu, Ni, Ag, Zn, Mn, Fe, Pt ou un corps similaire constituant un centre de recombinaison pour obtenir une vitesse 30 de recombinaison des porteurs de charges encore augmentée. L'impureté mentionnée ci-dessus est diffusée sélectivement dans la couche semi-conductrice polycristalline lorsqu'on réalise la région F de grande vitesse de recombinais on des porteurs de charges. Dans ce cas, étant donné que l'impureté a un grand coeffi-35 cient de diffusion et qu'il est difficile de la diffuser localement dans une zone limitée, la formation de la région F est .. effectuée en utilisant la vitesse de diffusion de la dite impureté dans un semi-conducteur polycristallin, bien plus grande que dans un semi-conducteur monocristallin. Une couche semi-con-40 ductrice polycristalline est alors formée localement dans une 69 29077 zone où la région F sera constituée, ladite impureté étant injectée dans la couche polycristalline.; on obtient ainsi sélectivement la région F. Pour permettre une meilleure compréhension de cela, 5 on donnera» en se référant à la figure 17, une description d'un procédé pour fabriquer un tel élément magnéto-sensible. Les étapes représentées sur les figures 17A à 17C sont exactement les «mentes que celles des figures 13A à Î3C° Comme dans l'exemple de la figure 139 des couches polycristallines 203' sont formées "10 par des techniques de développement par vaporisation sur des parties ou zones .choisies de la couche serai-conductrice de résistance élevée 201 (figure 17C). Ensuite, on recouvre une couche semi-conductrice 203, sur toute sa surface, par une couche isolante 204, notamment 15 en bioxyde de silicium, cette couche étant capable de jouer le rôle de masque de diffusion. On élimine sélectivement la couche isolante 204 par attaque chimique pour y former des fenêtres 204a recouvrant les couches semi-conductrices polycristallines (figure 17D). 80 Ensuite, une impureté telle que, par exemple Au, Cu, Ni, Ag, 3n, Mi, Fe, Pt ou un corps similaire, formant un centre de recombinaison des porteurs de charges, est diffusée dans les couches semi-conductrices polycristallines 203' à travers les fenêtres 204a de la couche isolante 204 servant de masque ; 25 on forme ainsi des régions de diffusion 205 (figure 17E) . Ainsi, 13 impureté a une grande vitesse de diffusion dans la partie semi-conductrice polycristalline, de telle sorte que l'impureté est rapidement diffusée dans les couches seiiîi-conductrices 203'. En conséquence, l'impureté est diffusée localement dans les couches 30 sesai * ccs 2xd.ti c 131r* 3_ ces 2 3 2016350 69 29077 15 2016350 intervalles déterminés, par exemple par diffusion sélective d'impuretés de type P et de type N sur la partie monocristalline sur l'un des côtés de chacune des régions de diffusion 205 en forme de bande en étant espacées et en opposition à ces régions, 5 comme représenté sur la figure l8. La couche semi-conductrice 203 est déposée sur la totalité de la surface, y compris les fenêtres 204a munie d'une couche de masque de diffusion 204, notamment en bioxyde de silicium ou avec un film d'oxyde formé en même temps que les couches de 10 diffusion 205- Puis la couche de masque de diffusion 204 est éliminée sélectivement par attaque photochimique pour y former des fenêtres recouvrant les zones où"' seront situées des régions de type P ou de type N et une impureté du type P ou du type N est diffusée sélectivement dans la couche semi-conductrice 203 à 15 travers les fenêtres pour constituer les régions P ou les régions N. Après cela, des fenêtres sont formées de façon similaire dans la couche 204, en recouvrement des zones où seront formées les autres régions N ou P, l'autre impureté de type N ou de type P étant ensuite sélectivement diffusée, à travers les fenêtres, 20 dans la couche 203 pour constituer les régions N ou les régions P (figure 17F). Ensuite, on élimine partiellement, par exemple par attaque photochiàiique, la couche isolante 204 recouvrant les régions P et les régions N, des électrodes 206p et 20ôn étant 25 respectivement déposées sur les régions P et N de manière à former un contact ohmique avec ces régions. On élimine alors le substrat 201 mécaniquement et/ou chimiquement comme indiqué en trait interrompu sur la figure 17F et l'ensemble résultant est divisé en éléments individuels comme indiqué par des traits mixtes sur la 30 figure 18, de façon telle que chaque élément comprend une paire de régions de type P et de type N, la région 205 s'étendant latéralement aux deux régions (figure 17G et figure l8). De cette façon, l'élément semi-conducteur magnéto-sensible SCM obtenu est constitué de régions de type P et de type 35 N espacées suivant un intervalle déterminé, d'une région I de résistance élevée formée de la partie monocristalline de la couche semi-conductrice 203 et d'une région F de grande vitesse de recombinaison des porteurs de charges, formée de la région 205-Avec le procédé ci-dessus, la région F de grande vitesse de re-40 combinaison est composée de la région 205 dans laquelle est 69 29077 16 2016350 injectée l'impureté capable de former un centre de recombinaison, de telle sorte que la vitesse de recombinaison des porteurs de charges peut être fortement augmentée et que cela augmente le rapport de la variation de résistance en fonction du champ 5 magnétique en procurant la sensibilité accrue de l'élément magnéto-sensible SCM. Eh outre, dans l'exemple ci-dessus, la partie semi-cnnductrice polycristalline, dans laquelle la vitesse de diffusion de l'impureté est bien plus grande que dans le monocristal, est 10 formée localement dans la zone où doit être située la région F et l'impureté capable de former le centre de recombinaison est injectée dans la partie semi-conductrice polycristalline, comme décrit ci-dessus, de telle sorte que la région 205 peut être formée en diffusant l'impureté uniquement dans la zone désirée. 15 Cela permet la mise en position de la région 205, c'est-à-dire que la région F est déterminée à l'avance, ce qui garantit la production d'éléments magnétô-sensibles SCM ayant les caractéristiques voulues uniformes et stables.- / Dans les exemples précédents, l'élément magnéto-20 sensible présente un haut degré de sensibilité au champ magnétique qui lui est appliqué et, afin que la caractéristique de l'élément puisse être rendue asymétrique suivant la pluralité du champ magnétique H et que le rapport de la variation de résistance au champ magnétique puisse être accru, on désire que la différence 25 entre les vitesses de recombinaison des porteurs de charges dans la région F et dans la région qui lui est opposée soit grande. Dans ce but, il est préférable que la région opposée à la région F soit une région de faible vitesse de recombinaison des porteurs de charges (désignée dans la suite en tant que région S), c'est-30 à-dire une région dite propre. En se référant maintenant aux figures 20 à 22, on donnera ci-après une description, se rapportant à un autre exemple, du procédé pour fabriquer 1'.élément magnéto-sensible conforme à la présente invention. 35 La fabrication commence par la préparation d'un substrat semi-conducteur monocristallin 301 formé d'une matière semi-conductrice présentant un type de conductivi.té, par exemple le germanium type P, le silicium ou une matière similaire (figure 20A). Au moins une surface 301a du substrat 301 est kO traitée pour être plane, régulière et semblable à un miroir. Sur 69 29077 17 2016350 cette surface, on forme plusieurs zones d'ensemencement 302 semblables à des bandes pour le développement polycristallin, ces zones s'étendant suivant un espacement déterminé et en étant essentiellement parallèles les unes aux autres. La formation 5 des zones d'ensemencement 302 peut être effectuée en grattant des parties ou zones choisies de la surface 301a du substrat 301 pour perturber la régularité du réseau du substrat 301 ou en déposant sur les zones choisies de la surface 301a, une matière n1 A ayant, de préférence, aucun effet de masque sur l'impureté exis-10 tant dans le substrat 301 et ayant une constante de réseau différente de celle du substrat 301, ou encore en déposant par vaporisation une matière convenable telle que le silicium ou une matière similaire pour former des couches non cristallines ou polycristallines. 15 On recouvre ensuite le substrat 301, gur toute sa surface 301a y compris les zones d'ensemencement 302, d'une couche semi-conductrice 303 à résistance éx ivée dans laquelle les porteurs de charges peuvent être injectés en quantité suffisante et qui est formée en déposant par vaporisation une matière 20 semi-conductrice essentiellement intrinsèque ou légèrement du type P ou du type N telle que du silicium à résistance élevée, du germanium ou une matière similaire, ce qui produit un élément gaufré 304 (figure 20B) . Dans ce cas, la couche semi-conductrice à résistance élevée 303, formée par des techniques de développe-25 ment par vaporisation, est constituée de régions monocristallines développées directement sur la surface 301a et de régions polycristallines 303' développées sur les zones d'ensemencement 302. En outre, l'impureté du substrat 301, l'impureté de type P dans l'exemple considéré, est diffusée dans la couche semi-conduc-30 trice 303 par le chauffage dû au traitement de développement par vaporisation, de telle sorte que les régions de type P du substrat 301 s'étendent partiellement dans la couche semi-conductrice 303. Dans ce cas particulièrement, étant donné que la vitesse de diffusion de l'impureté dans les régions semi-conductrices poly-35 cristallines 303' est suffisamment plus élevée que la vitesse de diffusion dans les régions semi-conductrices monocristallines, l'impureté de type P est diffusée à travers les zones d'ensemencement 302 ou autour de ces zones, dans les régions polycristallines 303' et à travers ces régions 303' dans les régions mono-4q cristallines qui les entourent. Il en résulte que les jonctions 69 29077 18 2016350 de type PI s'étendent profondément dans la couche semi-conductrice 303 autour des régions polycristallines 303'- Én conséquence, dans ce cas, un choix convenable de l'épaisseur de la couche semi-conductrice 303 et de la température pour son développement 5 par vaporisation peuvent permettre la formation de jonctions PI s1 étendant jusqu'à la surface de la couche semi-conductrice 303 autour des régions polycristallines 3031, de telle sorte que des régions I de résistance élevée peuvent être définies par les jonctions PI entre les régions polycristallines. Ensuite, une couche isolante 305, notamment en bioxyde de silicium, capable de jouer le rôle de masqué de diffusion, est formée sur la couche semi-conductrice 303 de l'élément gaufré 304, la couche 305 étant éliminée sélectivement par attaque photochimique pour y former des fenêtres 305' sur les g 15 régions I (figure 20c). Puis, une impureté de type P ou de type N est diffusée sélectivement à travers les fenêtres 305' dans Ç les régions I pour y constituer des régions P ou N de type P ou de type N ayant une concentration en impureté assez élevée pour injecter les porteurs en quantité suffisante dans les régions I. 20 On forme ensuite de façon similaire d'autres régions P ou N de type P ou de type N (figure 20D et figure 21). Au cas où les jonctions j décrites ci-dessus en se référant à la figure 20B n'ont pas atteint la surface supérieure de la couche semi-conductrice 303 autour des régions 303' • on forme des fenêtres 305" 25 dans des régions polycristallines alternées 303' concuramment 3S avec la formation du même type de conductivité que celui du -SB substrat 301 ; dans cet exemple, les régions P de type P et une 1Ë impureté de type P est diffusée à travers les fenêtres 305" dans •85 les régions polycristallines 303', ce qui garantit que les jonc-30 tions j s'étendent jusqu'à la surface de la couche semi-conductrice 303 » A la suite de cela, les fenêtres 305' et 305" sont recouvertes d'une couche isolante 305 formée en même temps ou • " .T* après le traitement de diffusion mentionné ci-dessus, la couche m 35 isolante 305 étant éliminée* sélectivement, par exemple par attaque g*-photochimique ou procédé similaire, pour y former des fenêtJès 305" S3S sur les autres régions polycristallines 303'« Ensuite, une impureté telle que Au, Cu, Ni, Ag, Zn, Mn, Fe, Pt ou un corps similaire, formant un centre de recombinaison, est diffusée dans 40 les régions polycristallines 303' à travers les fenêtres 305"'. Dans •s-*?;- 69 29077 19 2016350 ce cas, étant donné que le coefficient de diffusion de l'impureté est élevé, des régions F de grande vitesse de recombinaisons sont formées pour s'étendre dans les régions I en travers des jonctions PI constituées autour des régions semi-conductrices 5 3031 (figure 20E et figure 22). Après la formation des régions F de grande vitesse de recombinaison, des électrodes 306p et 306n sont respectivement déposées sur les régions P et N de manière à réaliser un contact ohmique avec elles, l'élément gaufré résultant 304 étant ensuite 10 divisé suivant les lignes en trait mixte a et b de la figure 22. Le traçage est effectué sur l'élément gaufré 304 suivant les lignes en trait mixte a et b, l'élément gaufré 304 étant divisé suivant les lignes de traçage en éléments semi-conducteurs magné-to-sensibles individuels SCM, chacun d'eux étant constitué de la 15 région I à résistance élevée, des régions espacées P et N formées dans la région I et de la région F formée dans la direction de l'épaisseur de la région I (figure 20F). En outre, étant donné que l'élément magnéto-sensible SCM ainsi produit est soumis, en pratique, à un champ magnétique 20 dans la direction de l'épaisseur de l'élément gaufré 304, un tel élément SCM est particulièrement utile lorsqu'on le met en application pour constituer un circuit intégré en formant, sur un substrat commun, l'élément conjointement avec les autres composants du circuit. 25 L' invention s'étend à un tel circuit intégré muni d'un élément magnéto-sensible conforme à l'invention» Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés et à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres 30 modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 29077 20 2016350 REVENDICATIONS 1°/ Elément magnéto-sensible comprenant une région en matière s emi-conductrice de type P et une région en matière semi-conductrice de type N, élément caractérisé en ce 5 qu'il comporte une région en matière semi-conductrice ayan* une concentration en porteurs inférieure à l'une et à -l'autre régions de type P ou de type N et constituée par une région mono-cristalline et une région polycristalline. 2°/ Elément magnéto-sensible suivant la reven-10 dication 1, caractérisé en ce que la région polycristalline présente une vitesse de recombinaison des porteurs de charges plus grande que dans la région monocristalline. I 3°/ Elément magnéto-sensible suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la région en matière semi-conduc 15 trice de plus faible concentration en porteurs de charges est formée entre les régions de type P et de type N. k° / Elément magnéto-sensible suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la région polycristalline est formée dans la région en matière semi-conductrice de manière 20 à s'étendre entre les régions de type P et de type N. 5°/ Elément magnéto-sensible suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une matière d'impureté telle qup l'argent, le cuivre, l'or, le zinc, le manganèse, le fer, le>nickel ou le platine, est diffusée dans la région polycristallii. -25 6°/ Elément magnéto-sensible suivant la rëven- dication 5, caractérisé en ce que la région polycristalline comportant l'impureté diffusée présente une plus grande vitesse de recombinaison des porteurs de charges que la région monocristalline .. 30 7°/ Elément magnéto-sensible suivant la reven dication 6, caractérisé en ce que la région en matière semi-conductrice do plus faible concentration en porteurs de charges formée entre les régions de type P et de type N„ 8°/ Elément magnéto-sensible suivant la reven 35 dication 7, caractérisé eii ce que la région polycristalline tom-portant. J impureté diffusée est formée dans la région en mat: èr 69 2907 7 21 2016350 dication 1, caractérisé en ce que la matière semi-conductrice de plus faible concentration en porteurs de charges est entourée par la surface du semi-conducteur, par la région polycristalline et par une jonction redresseuse. 5 10°/ Elément magnéto-sensible suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la vitesse de recombinaison des porteurs de charges au voisinage de la joncti-on redresseuse est inférieure à cette vitesse dans la région polycristalline. 11°/ Elément magnéto-sensible suivant la 10 revendication 9, caractérisé en ce que la région en matière semi-conductrice, de plus faible concentration en porteurs de charges, est formée entre les régions de type P et de type N. 12°/Elément magnéto-sensible suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la région polycristalline 15 est formée pour s'étendre entre les régions de type P et de type N. 13°/ Elément magn 'to-sensible suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'ur-> impureté telle que l'argent, le cuivre, l'or, le zinc, le manganèse, le fer, le ni-20 ckel ou le platine, est diffusée dans la région polycristalline. lk°/ Circuit intégré caractérisé en ce qu'il comprend l'élément magnéto—sensible suivant la revendication 1. 15°/ Circuit intégré caractérisé en ce 25 qu'il comprend l'élément magnéto-sensible suivant la revendication 5 • l60/ Circuit intégré caractérisé en ce qu'il comprend l'élément magnéto-sensible suivant la revendication 9 •