[发明专利]一种基于氮化镓/铝镓氮异质结的磁场传感器

权利要求书

1.一种基于氮化镓/铝镓氮异质高电子迁移率衬底的集成式半导体磁场传感器电路，其特征在于，该传感器电路至少包括：第一直流电压源，接地端，第一输出端，第二输出端，第一磁敏感晶体管，第二磁敏感晶体管，以及第一电阻和第二电阻，其中：

所述第一电阻与所述第二电阻的一端均与所述第一直流电压源连接，所述第一电阻的另一端通过第一输出端与第一磁敏感晶体管的漏极相连，所述第二电阻的另一端通过第二输出端与第二磁敏感晶体管的漏极相连；

所述第一磁敏感晶体管与所述第二磁敏感晶体管共用栅极和源极，所述第一磁敏感晶体管和所述第二磁敏感晶体管的源极连接接地端。

2.如权利要求1所述的半导体磁场传感器电路，其特征在于，所述磁场传感器电路通过经过所述第一电阻和所述第二电阻的电流不同，导致所述第一输出端与所述第二输出端输出的电压差信号来计算磁场方向及强度。

3.一种基于氮化镓/铝镓氮异质高电子迁移率衬底的集成式半导体磁场传感器，其特征在于，该传感器包括：

衬底，

在衬底上形成的氮化镓缓冲/沟道层，

在所述氮化镓缓冲/沟道层上外延生长的铝镓氮层，

在衬底及其上的缓冲层上形成的有源区，

在所述有源区上形成的第一磁敏感晶体管和第二磁敏感晶体管的源极和漏极，其中源极位于源极金属接触区域，漏极位于漏极金属接触区域，所述第一磁敏感晶体管和所述第二磁敏感晶体管共用源极，

在源极金属接触区域与漏极金属接触区域之间形成的磁敏感晶体管的栅极，所述第一磁敏感晶体管和所述第二磁敏感晶体管共用栅极，

所述第一磁敏感晶体管的漏极与第一电阻相连，所述第二磁敏感晶体管的漏极与第二电阻相连，

与所述第一电阻和所述第二电阻另一端共同相连的电源接触。

4.如权利要求3所述的半导体磁场传感器，其特征在于，所述衬底材料包括硅，其绝缘层可以为硅，蓝宝石或碳化硅，掺杂一般为不掺杂或弱掺杂。

5.如权利要求3所述的半导体磁场传感器，其特征在于所述源极和漏极使用的金属层，包括钛/铝/镍/金或者钛/铝/钛/金复合金属，所述栅极使用的金属层包括镍/金，铬/金或者白金/金复合金属。

6.如权利要求3所述的半导体磁场传感器，其特征在于，所述半导体磁场传感器可以不包括所述第一电阻和所述第二电阻，第一磁敏感晶体管的漏极、第二磁敏感晶体管的漏极直接与电源连接。

7.如权利要求3所述的半导体磁场传感器，其特征在于，所述半导体磁场传感器用于形成集成式单片磁场传感系统

8.一种基于氮化镓/铝镓氮异质高电子迁移率衬底的集成式半导体磁场传感器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

准备衬底，于衬底上外延生成氮化镓缓冲/沟道层和铝镓氮层；

光刻并刻蚀形成磁敏感分裂漏极晶体管的有源区；

光刻并刻蚀，淀积金属形成磁敏感分裂漏极晶体管的源、漏金属接触区域，高温退火以形成欧姆接触；

光刻并打开肖特基接触的窗口，包括磁敏感分裂漏极晶体管的栅极，以及与分裂漏极相连的两个电阻，淀积肖特基接触用的金属层，形成肖特基接触图形，进行退火改善接触界面。

9.如权利要求8所述的半导体磁场传感器制备方法，其特征在于，所述于衬底上外延生成氮化镓缓冲/沟道层和铝镓氮层包括：使用金属有机化学气相淀积MOCVD或者分子束外延MBE方法形成氮化镓缓冲/沟道层和铝镓氮层，所述氮化镓缓冲/沟道层厚度为100nm至5μm之间，为不掺杂或弱掺杂；所述铝镓氮层厚度为5nm至100nm之间，为不掺杂或弱掺杂。

10.如权利要求8所述的半导体磁场传感器制备方法，其特征在于，所述有源区的整体长度和宽度为100nm至100μm之间，两个分裂漏极之间的间距为10nm至10μm。