[發明專利]一種用于測量二維半導體材料的磁阻的裝置及其制作方法

有效

• 申請號: 201810684255.2
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108807211B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 盧年端;李泠;耿玓;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L43/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新

本發明公開了一種用于測量二維半導體材料的磁阻的測量裝置，包括：絕緣襯底層；第一金屬柵極層，所述第一金屬柵極層設置于所述絕緣襯底層的上方；二維半導體材料層，所述二維半導體材料層設置于所述第一金屬柵極層的上方；第二金屬柵極層，所述第二金屬柵極層設置于所述二維半導體材料層的上方；以及測量儀器，所述測量儀器通過導線連接在第一金屬柵極層和第二金屬柵極層之間。本發明公開的測量裝置結構簡單，并且能夠利用該測量裝置精確地獲得不同的有機半導體材料的磁阻，進而可以得到不同有機材料器件在不同溫度，不同的電場強度，磁場以及載流子濃度下的有機磁阻效應。本發明還提供了一種制作該器件的方法。

技術領域

本發明涉及半導體領域，具體涉及一種用于測量二維半導體材料的磁阻的裝置及其制作方法。

背景技術

當前，新型的二維半導體材料由于其優越的光，電及熱等特性被廣泛的應用于半導體裝置上。但是，相對于光、電及熱效應，磁效應在二維材料中的研究則較少。人們通過研究發現，許多金屬和半導體材料，如Co、Ni、Si、Ge、有機半導體等，在外加一個小的磁場作用下，材料的電阻將會發生具有巨大的變化，這種效應被稱作磁阻效應。即，磁阻效應是指某些金屬或半導體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現象。這種現象主要是由于金屬或半導體的載流子在磁場中運動時，由于受到電磁場的變化產生的洛倫茲力作用，產生了磁阻效應。

二維半導體材料作為一種新型的半導體材料，其既表現出半導體特征，同時出具有低維材料的特性，因此，如果在二維半導體材料中外加磁場作用，其載流子在磁場中發生運動時，也將會受到電磁場的作用而產生洛倫茲力作用，既將產生磁阻效應。

目前，有關二維半導體材料的磁阻效應研究較少，為了更好地研究和發展二維半導體材料電子器件，同時更好地推動二維電子器件的實用化，需要開發一種結構簡單并且價格低廉的測量裝置，來測量二維半導體材料的磁阻。

發明內容

本發明旨在提供一種結構簡單并且價格低廉的測量裝置來測量二維半導體材料的磁阻。

本發明的實施例提供一種用于測量二維半導體材料的磁阻的裝置，包括：

絕緣襯底層；

第一金屬柵極層，所述第一金屬柵極層設置于所述絕緣襯底層的上方；

二維半導體材料層，所述二維半導體材料層設置于所述第一金屬柵極層的上方；

第二金屬柵極層，所述第二金屬柵極層設置于所述二維半導體材料層的上方；以及

測量儀器，所述測量儀器通過導線連接在第一金屬柵極層和第二金屬柵極層之間。

進一步地，所述絕緣襯底層為具有200nm厚二氧化硅的硅襯底或玻璃襯底，所述硅襯底或玻璃襯底的厚度為1mm-10mm。

進一步地，所述第一金屬柵極層，和/或第二金屬柵極層由鉑、金、銅、銀中的至少一種組成。

進一步地，所述第一金屬柵極層，和/或第二金屬柵極層的寬度為1mm～2mm，厚度為100nm～500nm。

進一步地，所述二維半導體材料層由至少一層二維半導體材料構成。

進一步地，所述每一層二維半導體材料的長度為1mm～10mm，寬度為100μm～1mm。

根據本發明的另一方面，提供了一種制作如上述任一項所述的裝置的方法，包括：

在絕緣襯底層上沉積第一金屬柵極層；

在第一金屬柵極層上形成二維半導體材料層；以及，

在二維半導體材料層上沉積第二金屬柵極層。

進一步地，在絕緣襯底層上沉積第一金屬柵極層包括：