[发明专利]一种高稳定霍尔元件及其制备方法

权利要求书

1.一种高稳定霍尔元件，其特征在于：包括硬质基片、设置在硬质基片上的霍尔片(2)、设置在霍尔片(2)端部上的电极(3)以及包覆在霍尔片(2)上起保护作用的壳体(1)；所述的霍尔片(2)为由正温度霍尔系数薄膜与负温度霍尔系数薄膜堆栈组合的两层薄膜层，或者由正温度霍尔系数薄膜与负温度霍尔系数薄膜间隔堆栈组合的多层薄膜层；所述的霍尔片(2)的四个电极(3)上分别引出一条引线，其中，对应的两端a和b为电流输入端，另外对应的两端c和d为霍尔电压输出端；所述的电极(3)选用金或银；霍尔片结构设计为具有四个端点的中心对称图形。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定霍尔元件，其特征在于：所述的霍尔片(2)结构为缺角矩形结构、四叶草结构或十字星形结构。

3.根据权利要求1所述的一种高稳定霍尔元件，其特征在于：所述的霍尔片(2)结构为十字星形结构。

4.根据权利要求1所述的一种高稳定霍尔元件，其特征在于：所述的正温度霍尔系数薄膜为InAs薄膜层，负温度霍尔系数薄膜为InSb薄膜层。

5.根据权利要求1所述的一种高稳定霍尔元件，其特征在于：所述的壳体(1)由环氧树脂或非导磁金属制成。

6.根据权利要求1所述的一种高稳定霍尔元件，其特征在于：所述的硬质基片为高平整度的玻璃、半导体Si材料或者陶瓷材料。

7.一种根据权利要求1所述的高稳定霍尔元件的制备方法，其特征在于：包括在硬质基片上依次通过真空蒸镀、磁控溅射、化学气相沉积或溶胶凝胶方法制备的两层或多层不同霍尔系数的薄膜层，然后通过3D打印或覆盖掩膜版的方法制备霍尔片(2)的形状，再通过刷浆、印刷方式制备电极(3)，在电极(3)处焊接引线，最后制备起保护作用的壳体(1)。

8.根据权利要求7所述的高稳定霍尔元件的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

1)将硬质基片清洗干净，取出后用氮气烘干；

2)将清洗好的硬质基片转入蒸镀室采用真空蒸镀的方式蒸发正温度霍尔系数的薄膜，完成第一霍尔片薄膜的制备；

3)再将完成第一霍尔片薄膜的硬质基片放入烘干箱烘干；

4)将烘干的霍尔硬质基片再转入蒸镀室采用真空蒸镀的方式蒸发负温度霍尔系数的薄膜，完成第二霍尔片薄膜的制备；

5)再将完成第二霍尔片薄膜的硬质基片放入烘干箱烘干；

6)将烘干的霍尔硬质基片表面进行抛光；

7)抛光完毕后在上表面覆盖曝光区域与霍尔片(2)所需结构重合的掩膜版，并置于UV光下曝光，曝光后刻蚀出霍尔片(2)所需结构区域；

8)刻蚀完毕后用相应刻蚀清洗液清洗，去除光刻胶，最后清洗硬质基片，去除残留，放入烘干箱烘干；

9)通过刷银浆，再加热的方式或金线、铝线的方式制备电极(3)；

10)将引线通过点焊焊接于制备好的电极(3)处；

11)用环氧树脂或非导磁金属材料制备起保护作用的壳体(1)；

至此，制备得到一种高稳定霍尔元件。

9.根据权利要求8所述的高稳定霍尔元件的制备方法，其特征在于：步骤2)和4)中，真空蒸发薄膜材料分别为InAs和InSb，其对应的厚度均为1-20nm。