>[0076] 圖3為本實例在300K溫度下直流測量得到的磁電阻以及整流磁電阻效應。用 Keithley2400加IOuA的電流測量直流磁電阻，得到了 80%的磁電阻比值。用Keithley 6221加一個幅值為10uA、頻率為IkHZ的交流電流，我們測得200%的整流磁電阻比值，是直 流磁電阻的兩倍多。
[0077] 實施例6、
[0078] 如實施例2所述的磁傳感器的制備方法，其區(qū)別在于，其中所述磁傳感器為圓環(huán) 狀本征鍺整流磁電阻傳感器，所述本征鍺的電阻率為55. 6-59. 4Q?cm，當所述磁場可調(diào)控 的肖特基勢皇的數(shù)量為一個時，包括步驟如下：
[0079] (1)將的本征鍺用去離子水、酒精、丙酮、酒精分別超聲10分鐘，然后放入烘箱烘 烤，溫度設定l〇〇°C，時間為兩個小時；
[0080] (2)在所述本征鍺上滴光刻膠，并將光刻膠甩勾，烘干；用漏光部分為寬度為 50um，內(nèi)徑為175um的圓環(huán)狀光刻板置于本征鍺前端，然后曝光；光刻膠曝光之后放入顯影 液中17s，然后放入酒精中將已經(jīng)曝光的光刻膠清洗掉；用電子束曝光技術生厚200nm的Al 電極，用丙酮將光刻膠全部剝離、洗凈；
[0081] (3)在氮氣氣氛中550°C退火三分鐘，形成圓環(huán)狀歐姆接觸；
[0082] (4)重復步驟（2)，改用漏光部分為直徑50um圓形的光刻板，圓形的光刻板和圓環(huán) 狀光刻板對齊，曝光部位在圓環(huán)狀光刻板的中心位置；依次利用電子束蒸發(fā)生長IOOnm的 Ni電極以及IOOnm的Al電極，形成肖特基接觸，即形成磁場可調(diào)控的肖特基勢皇。
[0083] 實施例7、
[0084] 一種如實施例1-6所述磁傳感器的應用方法，當在所述磁傳感器的兩端輸入一個 純的正弦交流電流，獲得整流后的直流電壓，且整流電壓隨著磁場變化，通過檢測整流電壓 的變化即得到外部磁場的變化。
[0085] 實施例8、
[0086] -種如實施例1-6所述磁傳感器的應用方法，所述磁傳感器應用于磁存儲數(shù)據(jù)的 讀取，或者測量外部磁場。
[0087] 總之，在室溫下，基于整流磁電阻效應設計的磁傳感器的工作電流在ImA以下，功 耗不到luW，具有低功耗優(yōu)勢，磁電阻達到了 200%。器件的制備工藝簡單?；诠韬玩N的 半導體器件能夠和傳統(tǒng)CMOS工藝相結合，更加適合器件的微型化。因此，我們的專利在磁 傳感器領域以及讀出磁頭方面有廣泛的應用前景。
[0088] 以上所述僅為實現(xiàn)本專利的一種方法，所有基于整流磁電阻效應設計的磁傳感器 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種具有整流磁電阻效應的磁傳感器，其特征在于，所述磁傳感器包括在半導體上 形成的可磁場調(diào)控的肖特基勢皇，以使所述磁傳感器具有整流磁電阻效應。
2. 根據(jù)權利要求1所述一種具有整流磁電阻效應的磁傳感器，其特征在于，所述磁場 可調(diào)控的肖特基勢皇的數(shù)量為一個或多個；所述磁場可調(diào)控的肖特基勢皇包括相接觸的金 屬電極和半導體。
3. 根據(jù)權利要求1所述一種具有整流磁電阻效應的磁傳感器，其特征在于，所述半導 體的電阻率大于ID ? cm。
4. 根據(jù)權利要求1所述一種具有整流磁電阻效應的磁傳感器，其特征在于，所述半導 體為鍺基半導體、硅基半導體或砷化鎵半導體；所述鍺基半導體包括n型鍺、p型鍺或本征 鍺；所述娃基半導體包括n型娃、p型娃或本征娃；所述金屬電極為In、Al、Au、Cu、Ta或Ni。
5. -種如權利要求1-4任意一項所述磁傳感器的制備方法，其特征在于，該方法包括 步驟如下： (1) 以所述半導體為襯底； (2) 在所述半導體上壓制或沉積兩個金屬電極； (3) 將所述兩個金屬電極分別進行退火處理，通過調(diào)整退火的時間和溫度，使在所述半 導體上分別形成不對稱的肖特基接觸，或肖特基接觸和歐姆接觸。
6. 根據(jù)權利要求5所述制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中，將上述半導體裁切成 長寬尺寸為5mmX 2mm的長條形結構；所述步驟（2)中，所述金屬電極的尺寸為2mmX Imm ; 在進行所述步驟（2)之前，在所述半導體表面制備形成該半導體的氧化物層；優(yōu)選的，所述 氧化物層的厚度為2nm。
7. 根據(jù)權利要求5所述制備方法，其特征在于，其中，所述磁傳感器為長條狀本征鍺整 流磁電阻傳感器，所述本征鍺的電阻率為55. 6-59. 4Q ? cm，當所述磁場可調(diào)控的肖特基勢 皇為兩個不對稱的肖特基勢皇時，包括步驟如下： (1) 將本征鍺用去離子水、酒精、丙酮、酒精分別超聲10分鐘，然后放入烘箱烘烤，溫度 設定100°C，時間為兩個小時；將本征鍺裁剪成5mmX2mm的長條狀； (2) 在本征鍺上壓制In電極，In電極的尺寸為2mmX Imm ; (3) 利用電烙鐵將所述In電極融化，兩端In電極分別融化的時間不同：左邊In電極 與烙鐵接觸時間為30s，右邊In電極的接觸時間為10s，使在所述本征鍺上分別形成兩個不 對稱的肖特基勢皇。
8. 根據(jù)權利要求5所述制備方法，其特征在于，其中所述磁傳感器為圓環(huán)狀本征鍺整 流磁電阻傳感器，所述本征鍺的電阻率為55. 6-59. 4Q ? cm，當所述磁場可調(diào)控的肖特基勢 皇的數(shù)量為一個時，包括步驟如下： (1) 將的本征鍺用去離子水、酒精、丙酮、酒精分別超聲10分鐘，然后放入烘箱烘烤，溫 度設定100°C，時間為兩個小時； (2) 在所述本征鍺上滴光刻膠，并將光刻膠甩勻，烘干；用漏光部分為寬度為50um， 內(nèi)徑為175um的圓環(huán)狀光刻板置于本征鍺前端，然后曝光；光刻膠曝光之后放入顯影液中 17s，然后放入酒精中將已經(jīng)曝光的光刻膠清洗掉；用電子束曝光技術生厚200nm的Al電 極，用丙酮將光刻膠全部剝離、洗凈； (3) 在氮氣氣氛中550 °C退火三分鐘，形成圓環(huán)狀歐姆接觸； (4)重復步驟（2)，改用漏光部分為直徑50um圓形的光刻板，圓形的光刻板和圓環(huán)狀光 刻板對齊，曝光部位在圓環(huán)狀光刻板的中心位置；依次利用電子束蒸發(fā)生長IOOnm的Ni電 極以及IOOnm的Al電極，形成肖特基接觸，即形成磁場可調(diào)控的肖特基勢皇。
9. 一種如權1-4任意一項所述磁傳感器的應用方法，當在所述磁傳感器的兩端輸入一 個純的正弦交流電流，獲得整流后的直流電壓，且整流電壓隨著磁場變化；通過檢測整流電 壓的變化即得到外部磁場的變化。
10. -種如權1-4任意一項所述磁傳感器的應用方法，所述磁傳感器應用于磁存儲數(shù) 據(jù)的讀取，或者測量外部磁場。
【專利摘要】一種具有整流磁電阻效應的磁傳感器,包括在半導體上形成的可磁場調(diào)控的肖特基勢壘，以使所述磁傳感器具有整流磁電阻效應，既具有整流效應，又具有磁電阻效應。當一個交變的電流通過該磁傳感器時，在該磁傳感器兩端產(chǎn)生一個整流電壓。并且該磁傳感器的整流特性會隨著外部磁場的變化而發(fā)生變化，所以整流電壓會隨著外磁場發(fā)生相應變化，通過檢測整流電壓的變化即可反推得到外部磁場的變化。該磁傳感器可應用于磁存儲數(shù)據(jù)的讀取，或者測量外磁場。通過本發(fā)明的磁傳感器能夠獲得比直流測量更大的磁電阻比值，能夠提高磁傳感器的信噪比，增加測量精度，提高磁存儲器件的容錯能力。并且該器件工作電壓很低，具有低功耗的優(yōu)勢。
【IPC分類】H01L43-12, H01L43-02
【公開號】CN104851974
【申請?zhí)枴緾N201510224845
【發(fā)明人】顏世申, 梅良模, 田玉峰, 張昆, 李歡歡, 李強, 葉升濤, 康仕壽, 陳延學, 劉國磊
【申請人】山東大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月5日