[發明專利]一種磁傳感器、其制備方法與使用方法

在審

• 申請號: 201711457027.3
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108039406A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 巫遠招;劉宜偉;李潤偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01L41/12
• 分類號: H01L41/12;H01L41/06;H01L41/47
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

1.一種磁傳感器，其特征是：具有場效應晶體管結構，包括半導體襯底，以及與半導體襯底相電連接的源極、漏極與柵極；其中，半導體襯底具有壓電效應，半導體襯底上設置具有磁致伸縮性能的磁體；

工作狀態時，外界磁場作用于磁體，場效應晶體管的電信號發生改變，通過測試該電信號實現該外界磁場的探測。

2.如權利要求1所述的磁傳感器，其特征是：所述的半導體襯底材料包括氧化鋅、氮化鎵；

作為優選，所述的源極材料為鋁、金、鈦中的一種或者幾種；

作為優選，所述的漏極材料為鋁、金、鈦中的一種或者幾種；

作為優選，所述的柵極材料為鋁、金、鈦中的一種或者幾種。

3.如權利要求1所述的磁傳感器，其特征是：所述的磁體材料是具有高飽和場、大磁致伸縮系數的材料與強制磁致伸縮系數大的非晶軟磁材料構成的復合材料；

作為優選，所述的場效應晶體管的電信號包括場效應晶體管的源漏極電流和/或溝道電子遷移率。

4.如權利要求1所述的磁傳感器，其特征是：所述的磁體為薄膜狀；

作為優選，所述的磁體厚度為10納米～1000納米。

5.如權利要求1所述的磁傳感器，其特征是：所述半導體襯底為微納米尺寸；

作為優選，所述半導體襯底的長度為10微米～500微米，寬度為5微米～100微米，厚度為1微米～50微米；

作為進一步優選，所述的源極、漏極與柵極為微納米尺寸；更優選地，所述源極、漏極與柵極的長度和寬度均為1～200微米，厚度為納米級；

作為進一步優選，所述底座為微納米尺寸；更優選地，所述底座的長度為50微米～5000微米，寬度為10微米～1000微米，厚度為5微米～500微米。

6.如權利要求1至5中任一權利要求所述的磁傳感器，其特征是：所述的磁傳感器還包括基座，該基座與所述的半導體襯底構成懸臂梁結構，即，半導體襯底的一端固定在基座上，該端稱為固定端，另一端為自由端；

作為優選，磁體設置在靠近半導體襯底自由端的位置，最優選為設置在半導體襯底自由端的端部；

作為進一步優選，源極、漏極與柵極設置在靠近半導體襯底固定端的位置。

7.如權利要求1至5中任一權利要求所述的磁傳感器的制備方法，其特征是：包括如下步驟：

在襯底上采用磁控濺射的方法生長半導體材料，得到半導體襯底；

在半導體襯底上通過微加工工藝制備源極；作為優選，采用紫外光刻方法制備源極圖案，然后采用磁控濺射方法在該源極圖案表面制備源極；作為進一步優選，制備源極之后進行快速退火熱處理；

在半導體襯底上通過微加工工藝制備漏極；作為優選，采用紫外光刻方法制備漏極圖案，然后采用磁控濺射方法在該漏極圖案表面制備漏極；作為進一步優選，制備漏極之后進行快速退火熱處理觸；

在半導體襯底上通過微加工工藝制備柵極；作為優選，采用紫外光刻方法制備柵極圖案，然后采用脈沖激光方法或者化學旋涂方法制備柵極；作為進一步優選，制備柵極之后進行快速退火熱處理；

在半導體襯底上采用磁控濺射方法沉積磁體材料，或者將磁體材料制成可涂敷材料涂敷在半導體襯底上。