>[0076] 图3为本实例在300K温度下直流测量得到的磁电阻以及整流磁电阻效应。用 Keithley2400加IOuA的电流测量直流磁电阻，得到了 80%的磁电阻比值。用Keithley 6221加一个幅值为10uA、频率为IkHZ的交流电流，我们测得200%的整流磁电阻比值，是直 流磁电阻的两倍多。
[0077] 实施例6、
[0078] 如实施例2所述的磁传感器的制备方法，其区别在于，其中所述磁传感器为圆环 状本征锗整流磁电阻传感器，所述本征锗的电阻率为55. 6-59. 4Q?cm，当所述磁场可调控 的肖特基势皇的数量为一个时，包括步骤如下：
[0079] (1)将的本征锗用去离子水、酒精、丙酮、酒精分别超声10分钟，然后放入烘箱烘 烤，温度设定l〇〇°C，时间为两个小时；
[0080] (2)在所述本征锗上滴光刻胶，并将光刻胶甩勾，烘干；用漏光部分为宽度为 50um，内径为175um的圆环状光刻板置于本征锗前端，然后曝光；光刻胶曝光之后放入显影 液中17s，然后放入酒精中将已经曝光的光刻胶清洗掉；用电子束曝光技术生厚200nm的Al 电极，用丙酮将光刻胶全部剥离、洗净；
[0081] (3)在氮气气氛中550°C退火三分钟，形成圆环状欧姆接触；
[0082] (4)重复步骤（2)，改用漏光部分为直径50um圆形的光刻板，圆形的光刻板和圆环 状光刻板对齐，曝光部位在圆环状光刻板的中心位置；依次利用电子束蒸发生长IOOnm的 Ni电极以及IOOnm的Al电极，形成肖特基接触，即形成磁场可调控的肖特基势皇。
[0083] 实施例7、
[0084] 一种如实施例1-6所述磁传感器的应用方法，当在所述磁传感器的两端输入一个 纯的正弦交流电流，获得整流后的直流电压，且整流电压随着磁场变化，通过检测整流电压 的变化即得到外部磁场的变化。
[0085] 实施例8、
[0086] -种如实施例1-6所述磁传感器的应用方法，所述磁传感器应用于磁存储数据的 读取，或者测量外部磁场。
[0087] 总之，在室温下，基于整流磁电阻效应设计的磁传感器的工作电流在ImA以下，功 耗不到luW，具有低功耗优势，磁电阻达到了 200%。器件的制备工艺简单。基于硅和锗的 半导体器件能够和传统CMOS工艺相结合，更加适合器件的微型化。因此，我们的专利在磁 传感器领域以及读出磁头方面有广泛的应用前景。
[0088] 以上所述仅为实现本专利的一种方法，所有基于整流磁电阻效应设计的磁传感器 都应涵盖在本发明的保护范围内。本发明的保护范围以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种具有整流磁电阻效应的磁传感器，其特征在于，所述磁传感器包括在半导体上 形成的可磁场调控的肖特基势皇，以使所述磁传感器具有整流磁电阻效应。
2. 根据权利要求1所述一种具有整流磁电阻效应的磁传感器，其特征在于，所述磁场 可调控的肖特基势皇的数量为一个或多个；所述磁场可调控的肖特基势皇包括相接触的金 属电极和半导体。
3. 根据权利要求1所述一种具有整流磁电阻效应的磁传感器，其特征在于，所述半导 体的电阻率大于ID ? cm。
4. 根据权利要求1所述一种具有整流磁电阻效应的磁传感器，其特征在于，所述半导 体为锗基半导体、硅基半导体或砷化镓半导体；所述锗基半导体包括n型锗、p型锗或本征 锗；所述娃基半导体包括n型娃、p型娃或本征娃；所述金属电极为In、Al、Au、Cu、Ta或Ni。
5. -种如权利要求1-4任意一项所述磁传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括 步骤如下： (1) 以所述半导体为衬底； (2) 在所述半导体上压制或沉积两个金属电极； (3) 将所述两个金属电极分别进行退火处理，通过调整退火的时间和温度，使在所述半 导体上分别形成不对称的肖特基接触，或肖特基接触和欧姆接触。
6. 根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤（1)中，将上述半导体裁切成 长宽尺寸为5mmX 2mm的长条形结构；所述步骤（2)中，所述金属电极的尺寸为2mmX Imm ; 在进行所述步骤（2)之前，在所述半导体表面制备形成该半导体的氧化物层；优选的，所述 氧化物层的厚度为2nm。
7. 根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，其中，所述磁传感器为长条状本征锗整 流磁电阻传感器，所述本征锗的电阻率为55. 6-59. 4Q ? cm，当所述磁场可调控的肖特基势 皇为两个不对称的肖特基势皇时，包括步骤如下： (1) 将本征锗用去离子水、酒精、丙酮、酒精分别超声10分钟，然后放入烘箱烘烤，温度 设定100°C，时间为两个小时；将本征锗裁剪成5mmX2mm的长条状； (2) 在本征锗上压制In电极，In电极的尺寸为2mmX Imm ; (3) 利用电烙铁将所述In电极融化，两端In电极分别融化的时间不同：左边In电极 与烙铁接触时间为30s，右边In电极的接触时间为10s，使在所述本征锗上分别形成两个不 对称的肖特基势皇。
8. 根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，其中所述磁传感器为圆环状本征锗整 流磁电阻传感器，所述本征锗的电阻率为55. 6-59. 4Q ? cm，当所述磁场可调控的肖特基势 皇的数量为一个时，包括步骤如下： (1) 将的本征锗用去离子水、酒精、丙酮、酒精分别超声10分钟，然后放入烘箱烘烤，温 度设定100°C，时间为两个小时； (2) 在所述本征锗上滴光刻胶，并将光刻胶甩匀，烘干；用漏光部分为宽度为50um， 内径为175um的圆环状光刻板置于本征锗前端，然后曝光；光刻胶曝光之后放入显影液中 17s，然后放入酒精中将已经曝光的光刻胶清洗掉；用电子束曝光技术生厚200nm的Al电 极，用丙酮将光刻胶全部剥离、洗净； (3) 在氮气气氛中550 °C退火三分钟，形成圆环状欧姆接触； (4)重复步骤（2)，改用漏光部分为直径50um圆形的光刻板，圆形的光刻板和圆环状光 刻板对齐，曝光部位在圆环状光刻板的中心位置；依次利用电子束蒸发生长IOOnm的Ni电 极以及IOOnm的Al电极，形成肖特基接触，即形成磁场可调控的肖特基势皇。
9. 一种如权1-4任意一项所述磁传感器的应用方法，当在所述磁传感器的两端输入一 个纯的正弦交流电流，获得整流后的直流电压，且整流电压随着磁场变化；通过检测整流电 压的变化即得到外部磁场的变化。
10. -种如权1-4任意一项所述磁传感器的应用方法，所述磁传感器应用于磁存储数 据的读取，或者测量外部磁场。
【专利摘要】一种具有整流磁电阻效应的磁传感器,包括在半导体上形成的可磁场调控的肖特基势垒，以使所述磁传感器具有整流磁电阻效应，既具有整流效应，又具有磁电阻效应。当一个交变的电流通过该磁传感器时，在该磁传感器两端产生一个整流电压。并且该磁传感器的整流特性会随着外部磁场的变化而发生变化，所以整流电压会随着外磁场发生相应变化，通过检测整流电压的变化即可反推得到外部磁场的变化。该磁传感器可应用于磁存储数据的读取，或者测量外磁场。通过本发明的磁传感器能够获得比直流测量更大的磁电阻比值，能够提高磁传感器的信噪比，增加测量精度，提高磁存储器件的容错能力。并且该器件工作电压很低，具有低功耗的优势。
【IPC分类】H01L43-12, H01L43-02
【公开号】CN104851974
【申请号】CN201510224845
【发明人】颜世申, 梅良模, 田玉峰, 张昆, 李欢欢, 李强, 叶升涛, 康仕寿, 陈延学, 刘国磊
【申请人】山东大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月5日