硅和磷化銦基磁電阻器件的研究.pdf

1、最近,半導(dǎo)體基磁電阻器件的研究由于其在電子工業(yè)一體化中有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的應(yīng)用前景和學(xué)術(shù)意義而倍受人們的關(guān)注。本文主要研究了關(guān)于硅基室溫磁電阻器件和磷化銦基室溫磁電阻器件,探索二極管放大磁阻的相關(guān)機(jī)理,以期推進(jìn)這兩類材料在磁傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本文基于相關(guān)課題組已有研究基礎(chǔ)上,首先研究了二極管對(duì)硅基磁電阻器件性能的影響。通過(guò)對(duì)二極管三種不同的輔助方式研究了二極管對(duì)硅基磁阻器件性能的影響,找出了最優(yōu)的輔助方式,分析了導(dǎo)致其優(yōu)越性的機(jī)制,二極

2、管通過(guò)改變載流子路徑和器件內(nèi)的霍爾效應(yīng)來(lái)影響器件的磁電阻性能,合理優(yōu)化二極管的使用方式能提升器件的磁電阻。二極管的整流特性影響器件的磁電阻,漏電流越小的二極管提升器件磁電阻的能力越強(qiáng)。器件的磁電阻不僅僅只隨長(zhǎng)寬比的增加而增加而且隨著寬度的增加而增加。
　　隨后我們研究了界面二氧化硅層對(duì)二極管輔助硅基磁電阻效應(yīng)的影響。在電極與硅之間引入二氧化硅層后器件的磁阻在室溫和1.2T磁場(chǎng)下達(dá)到了527％,相比于無(wú)二氧化硅層的器件提升76%以上

3、。通過(guò)對(duì)兩種樣品在無(wú)外加磁場(chǎng)作用下的I-V特性測(cè)量與理論分析,證實(shí)引入SiO2層后,顯著增加了In與Si之間的電阻,從而提高了器件的磁電阻性能。
　　最后我們將在硅基磁阻器件上的研究成果,平移到半絕緣(摻鐵)磷化銦基磁阻器件上。實(shí)現(xiàn)了磷化銦磁阻器件室溫下大的磁電阻效應(yīng),磁電阻在2T下達(dá)到了1960%。通過(guò)對(duì)器件長(zhǎng)寬比的調(diào)節(jié),器件的磁電阻有望進(jìn)一步提高。此外這種器件的磁電阻特性還可以由外加電流來(lái)調(diào)控。這種以二極管輔助的硅和磷化銦基磁