[发明专利]一种量子反常霍尔效应阵列器件的制备方法及系统

权利要求书

1.一种量子反常霍尔效应阵列器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1:基于刻蚀掩模板，对量子反常霍尔薄膜进行刻蚀，以在所述量子反常霍尔薄膜上刻蚀出多个阵列图案，所述多个阵列图案用于在对应区域沉积所述量子反常霍尔薄膜的电极；

步骤2：基于至少两个电极掩模板，对准所述步骤1得到的量子反常霍尔薄膜进行镀膜，以在所述多个阵列图案上沉积电极膜，得到所述量子反常霍尔效应阵列器件；

其中，不同的所述电极掩模板对应所述多个阵列图案的不同区域。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多个阵列图案所形成的区域包括中心区域和围绕所述中心区域的边缘区域；其中，所述至少两个电极掩模板包括第一电极掩模板和第二电极掩模板，所述第一电极掩模板对应所述中心区域，所述第二电极掩模板对应所述边缘区域。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述基于至少两个电极掩模板，对准所述步骤1得到的量子反常霍尔薄膜进行镀膜，包括：

基于所述第一电极掩膜板对所述中心区域镀膜后，再基于所述第二电极掩膜板对所述边缘区域进行镀膜；

或，基于所述第二电极掩膜板对所述边缘区域镀膜后，再基于所述第一电极掩膜板对所述中心区域进行镀膜。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述得到所述量子反常霍尔效应阵列器件之后，所述制备方法还包括：

将所述量子反常霍尔效应阵列器件与器件托的绝缘层结合，其中，所述器件托还包括电极层；

将所述电极层与所述量子反常霍尔效应阵列器件的电极膜键合，以对所述量子反常霍尔效应阵列器件的霍尔电阻进行测试。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述量子反常霍尔效应阵列器件的霍尔电阻大于或等于25.55kΩ，与霍尔电阻理论值25.812kΩ之间的误差小于1％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1之前，所述制备方法还包括：

将所述量子反常霍尔薄膜切割为预设尺寸，并放入固定装置，其中，所述固定装置包括底板及聚二甲基硅氧烷，所述量子反常霍尔薄膜的衬底置于所述聚二甲基硅氧烷背离所述底板的一面上，并与所述聚二甲基硅氧烷贴合；

在所述步骤1中，所述基于刻蚀掩模板，对量子反常霍尔薄膜进行刻蚀，包括：

将所述刻蚀掩模板放置于所述预设尺寸的量子反常霍尔薄膜背离所述衬底的一面，并将所述刻蚀掩模板与所述量子反常霍尔薄膜的中心进行对准；

基于所述刻蚀掩模板，对所述预设尺寸的量子反常霍尔薄膜进行刻蚀；

其中，所述刻蚀掩模板与所述量子反常霍尔薄膜之间的距离不超过预设距离。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述刻蚀所采用的方法为氩离子轰击刻蚀，刻蚀厚度大于或等于5nm；

其中，所述量子反常霍尔薄膜的厚度与所述刻蚀厚度相同。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述氩离子轰击刻蚀所采用的参数包括：氩气流量为10sccm、束流电压为200V、加速电压为40V以及刻蚀束流为4A。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，基于至少两个所述电极掩模板，对所述步骤1得到的量子反常霍尔薄膜进行镀膜时，采用热蒸发镀膜；所述热蒸发镀膜所采用的材料包括铬材料和金材料；

其中，采用所述铬材料所镀的膜层厚度为3nm，采用所述金材料所镀的膜层厚度为50nm。

10.一种量子反常霍尔效应阵列器件的制备系统，其特征在于，所述系统包括：

固定装置、刻蚀掩模板以及至少两种电极掩模板；

其中，所述固定装置，用于将量子反常霍尔薄膜分别和所述刻蚀掩模板以及所述至少两种电极掩模板进行对准固定；

所述刻蚀掩模板，用于对量子反常霍尔薄膜进行刻蚀，以在所述量子反常霍尔薄膜上刻蚀出多个阵列图案，所述多个阵列图案用于形成所述量子反常霍尔薄膜的电极；

所述至少两种电极掩模板，用于对刻蚀后的量子反常霍尔薄膜进行镀膜，以在所述多个阵列图案上形成电极膜，得到所述量子反常霍尔效应阵列器件；

其中，不同的所述电极掩模板对应所述多个阵列图案的不同区域。