专利名称：电调制改变电阻的实现方法及可变电阻器件的制作方法
技术领域：
本发明属于电阻器件技术领域，涉及一种电调制改变电阻的实现方法及可变电阻器件。
背景技术：
根据欧姆定律，均匀薄膜的电阻值反比于厚度，即厚度增加一倍，薄膜电阻值是原电阻值的1/2。这与利用欧姆定律计算并联电阻得到的结果是一致的。通常当两种导电材料的薄膜相继制备形成双层薄膜时，仍然可以使用并联欧姆定律来预测双层薄膜样品的电阻值。电路中需要使用可变电阻来调整和改变电路工作状态并已经大量使用。但是目前电调制可变电阻器件仍然需要进一步研究与开发。电调制可变电阻器件将可以方便的使用于全自动电路中进行调整和改变电路工作状态。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种电调制改变电阻的方法，该方法通过垂直调制电压改变异质结构薄膜样品的水平电阻值。
本发明的上述目的是通过如下的技术方案予以实现的一种电调制改变电阻的实现方法，将导电电阻薄膜设置在低电阻的半导体衬底上，通过施加并调整垂直于半导体和导电电阻薄膜之间界面的电压，改变测量得到的异质结构薄膜样品的水平方向电阻值。
导电电阻薄膜可为氧化物、氮化物、金属、半导体、合金或上述材料任意混合构成的高电阻薄膜。
导电电阻薄膜还可采用巨磁电阻材料。
半导体衬底可采用N型或P型导电半导体材料。
将导电电阻材料利用物理或化学方法蒸镀或淀积在半导体衬底上形成有可靠接触的薄膜。
一种电调制改变电阻的器件，包括导电电阻薄膜，其特征在于导电电阻薄膜设置在半导体衬底上，在导电电阻薄膜上设置两个水平电极，在半导体衬底上设置第三个电极，在半导体衬底和导电电阻薄膜之间设置调整电路。调整电路也可以使用在导电电阻薄膜上增加的电极和测量电路进一步分开。
上述调整电路包括电源和电阻。
本发明涉及到的新型电调制可变电阻器件的功能材料层数为二层，通过调整薄膜和半导体衬底之间的电压，就可以直接改变主功能回路测量得到的电阻值。其中主功能回路电阻层平行于异质界面，即调整回路和主功能回路的电流和电压方向相互垂直。
本发明提供的电调制可变电阻器件在电子器件以及磁电子器件方面有广泛的应用，如利用本发明提供的电调制可变电阻器件可以在电路中(包括大规模集成电路中)用于调整工作点或作为输出负载等多种功能，也可以组成信号变换器和信号调整器。因此，电调制的可变电阻器可以直接用于各种线路和微电子大规模集成电路等多方面进行控制和自动控制技术。
图1为本发明电调制改变电阻器件示意图；图2为本发明实施例电阻器件在不同调制电压下电阻变化示意图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明作详细描述。
参考图1，电调制可变电阻器件结构图由两层导电材料组成，分别为半导体S和导电电阻层F。器件有三个电极，在导电电阻层有两个电极(a和b)，在半导体层有一个电极(c)。导电电阻层的两个电极a和b为器件主接点，反映器件主功能回路的(电阻层)电阻值。半导体层的c电极为调整电接点。c接点和主接点之一构成调整电路。器件电接点数也可以有四个，即调整电接点与主接点分开。通过调整电路垂直输入电流或电压可以改变器件水平主功能回路的电阻值。本发明提供的电调制可变电阻器件两层材料可以有多种选择。导电电阻层可以是氧化物、氮化物、金属薄膜、半导体、合金、多层薄膜或混合材料(如碳与其它材料组成的电阻混合材料)构成。如果上层导电电阻薄膜层由巨磁电阻材料构成时，器件会同时具有电调制可变电阻功能和巨磁电阻效应功能。半导体材料层可以是n型(电子型)导电半导体材料也可以为p型(空穴型)半导体材料。
图2是在n型半导体Nb(0.05％)-SrTiO3衬底上淀积的LCMO外延薄膜电阻值在不同调整电压下的测量曲线。
本发明掺杂导电的低电阻半导体衬底使用铌掺杂的钛酸锶(Nb(0.05％)-SrTiO3)，而导电薄膜使用高电阻率La0.7Ca0.3MnO3(LCMO)薄膜。在Nb(0.05％)-SrTiO3半导体衬底上使用激光淀积法制备LCMO外延薄膜。薄膜电阻性能测量可以使用标准的四端点方法或简单的两端点方法。
淀积在10x5x0.5毫米铌掺杂的钛酸锶(Nb(0.05％)-SrTiO3)衬底上的LCMO薄膜室温电阻约1.2千欧姆。在LCMO薄膜和Nb(0.05％)-SrTiO3衬底间施加不同调整电压会引起LCMO薄膜电阻值发生很大改变，由1.1千欧姆减小到约400欧姆并进一步减小到约150欧姆。
综上所述，本发明公开了一种电调制改变电阻的方法。上面描述的应用场景和实施例，并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做各种的更动和润饰，因此本发明的保护范围视权利要求范围所界定。
权利要求
1.一种电调制改变异质结构薄膜样品电阻的方法将导电电阻薄膜制备在低电阻的半导体衬底上，通过施加并调制垂直于半导体和导电电阻薄膜之间界面的电压，改变导电电阻薄膜的水平方向的电阻值。
2.如权利要求1所述的电调制改变异质结构薄膜样品电阻的方法，其特征在于导电电阻薄膜为氧化物、氮化物、金属、半导体、合金或上述材料任意混合构成的高电阻薄膜。
3.如权利要求1所述的电调制改变电阻的方法，其特征在于导电电阻薄膜采用巨磁电阻材料。
4.如权利要求1、2或3所述的电调制改变电阻的方法，其特征在于半导体衬底采用N型或P型导电半导体材料。
5.如权利要求1所述的电调制改变电阻的方法，其特征在于导电电阻薄膜制备在半导体衬底上。
6.一种电调制改变异质结构薄膜样品水平电阻值的电阻器件，包括导电电阻薄膜，其特征在于导电电阻薄膜设置在半导体衬底上，在导电电阻薄膜上设置两个的电极测量样品的水平电阻值，在半导体衬底上设置第三个电极，在半导体衬底和导电电阻薄膜上设置调整电路。
7.如权利要求6所述的电调制改变电阻器件，其特征在于调整电路包括电源和电阻。
全文摘要
本发明提供一种电调制改变异质结构薄膜样品电阻的实现方法，即将导电电阻薄膜设置在低电阻的半导体衬底上，通过施加并调制垂直于半导体和导电电阻薄膜之间界面的电压，改变导电电阻薄膜的水平方向电阻值。本发明还提供一种电调制改变电阻的器件，包括导电电阻薄膜，导电电阻薄膜设置在半导体衬底上，在导电电阻薄膜上设置两个水平电极，在半导体衬底上设置第三个电极，在半导体衬底和导电电阻薄膜之间设置调整电路。本发明在电子器件以及磁电子器件方面可有广泛的应用。
文档编号H01L49/02GK101083162SQ200610127448
公开日2007年12月5日 申请日期2006年9月15日 优先权日2006年6月1日
发明者连贵君, 熊光成 申请人:北京大学