[發明專利]一種霍爾傳感器及其制備和測試方法

在審

• 申請號: 202011123809.5
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112540329A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 范林杰;畢津順;習凱;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

1.一種霍爾傳感器，其特征在于，包括：

襯底；

柵極，位于所述襯底上；

柵介質，位于所述柵極上；

霍爾電極對，相對設置于所述柵介質上；

陰極和陽極，相對設置于所述柵介質上，且所述陰極位于所述霍爾電極對一端，所述陽極位于所述霍爾電極對另一端，其中，所述陰極與所述陽極之間的間隔距離不超過100nm和/或所述霍爾傳感器處于真空環境。

2.如權利要求1所述的霍爾傳感器，其特征在于，所述襯底的材料具體為SiO₂。

3.如權利要求1所述的霍爾傳感器，其特征在于，所述柵極的材料具體為Ti。

4.如權利要求1所述的霍爾傳感器，其特征在于，所述柵介質的材料具體為SiO₂或者Al₂O₃。

5.如權利要求1所述的霍爾傳感器，其特征在于，所述霍爾電極對是材料Ti或者Au形成的金屬疊層。

6.如權利要求1所述的霍爾傳感器，其特征在于，所述陽極的材料為Au，所述陰極的材料為金剛石、石墨烯、硒化錫中的至少一種。

7.一種霍爾傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

在襯底上形成柵極；

在所述柵極上形成柵介質；

在所述柵介質上形成相對的霍爾電極對；

在所述柵極上靠近所述霍爾電極對一端的位置形成陽極；

在所述柵極上靠近所述霍爾電極對另一端的位置，形成與所述陽極位置相對的陰極，其中，所述陰極與所述陽極之間的間隔距離不超過100nm和/或將所述霍爾傳感器處于真空環境。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于：

形成所述襯底的材料具體為SiO₂；

形成所述柵極的材料具體為Ti；

形成所述柵介質的材料具體為SiO₂或者Al₂O₃；

形成所述霍爾電極對是材料Ti或者Au形成的金屬疊層。

9.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，形成所述陽極的材料為Au，所述陰極的材料為金剛石、石墨烯、硒化錫中的至少一種。

10.一種應用權利要求1-6中任一所述霍爾傳感器測試磁場的方法，其特征在于，包括：

通過對所述霍爾傳感器的柵極施加正電壓，開啟所述陰極和所述陽極之間的隧穿通道；

通過對所述陽極施加正電壓，以及對所述陰極施加負電壓，形成所述陽極至所述陰極的隧穿電流；

在施加待測磁場的狀態下檢測所述霍爾電極對之間的霍爾電壓差；

根據所述霍爾電壓差以及所述霍爾電極對之間的間隔距離，確定出所述待測磁場的磁場信息。