[发明专利]一种半导体磁传感器、其制备方法与使用方法

权利要求书

1.一种半导体磁传感器，其特征是：具有场效应晶体管结构，包括半导体基底，以及与半导体基底相连接的源极、漏极与栅极；其中，栅极由与半导体基底连接的第一栅极以及与第一栅极连接的第二栅极组成，并且第一栅极为压电材料，第二栅极为磁致伸缩材料；

工作状态时，外界磁场作用于第二栅极时场效应晶体管的电信号发生改变，通过测试该电信号实现磁场的探测。

2.如权利要求1所述的半导体磁传感器，其特征是：所述的第一栅极材料是锆钛酸铅或者聚偏二氟乙烯。

3.如权利要求1所述的半导体磁传感器，其特征是：所述的第二栅极材料是铁镓(FeGa)或者铽镝铁(TeDyFe)与铁硅硼(FeSiB)或者钴铁硅(CoFeSi)的复合材料。

4.如权利要求1所述的半导体磁传感器，其特征是：所述的源极是铝、金、钛中的一种或者几种。

5.如权利要求1所述的半导体磁传感器，其特征是：所述的漏极是铝、金、钛中的一种或者几种。

6.如权利要求1所述的半导体磁传感器，其特征是：所述的半导体基底是含氮化镓与铝镓氮外延层的硅衬底。

7.如权利要求1所述的半导体磁传感器，其特征是：所述半导体基底为微纳米尺寸；

作为优选，所述半导体基底的长度为10微米～500微米，宽度为5微米～100微米，厚度为1微米～50微米。

8.如权利要求7所述的半导体磁传感器，其特征是：所述的源极、漏极与栅极为微纳米尺寸；

作为优选，所述源极、漏极与栅极的长度和宽度均为1微米～200微米，厚度为纳米级。

9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的半导体磁传感器的制备方法，其特征是：包括如下步骤：

在半导体基底上采用紫外光刻方法制备源极图案，然后采用磁控溅射方法在该源极图案表面制备源极；

在半导体基底上采用紫外光刻方法制备漏极图案，然后采用磁控溅射方法在该漏极图案表面制备漏极；

在半导体基底上采用紫外光刻方法制备栅极图案，然后采用脉冲激光方法或者化学旋涂方法生长第一栅极材料；然后，采用磁控溅射方法生长第二栅极材料。

10.如权利要求1至8中任一权利要求所述的半导体磁传感器的使用方法，其特征是：包括如下步骤：

(1)对半导体磁传感器的第二栅极施加固定的外加磁场，测试该磁传感器中场效应晶体管在一定测试条件下的电信号，改变外加磁场的大小，得到一系列在某一固定外加磁场下的参考电信号；

(2)保持与步骤(1)中的测试条件相同，测试该磁传感器中场效应晶体管的实际电信号，将该实际电信号与步骤(1)中得到的参考电信号进行比对，与之相同的参考电信号所对应的外加磁场即为实际测量的磁场值。