硅基p-n結(jié)磁電阻特性研究.pdf

1、半導(dǎo)體中的磁電阻效應(yīng)不僅在低磁場(chǎng)下具有與巨磁電阻效應(yīng)相媲美的磁敏感性，在強(qiáng)磁場(chǎng)下也具有線性磁電阻效應(yīng)，因而受到了科研工作者的廣泛關(guān)注?；诠璨牧暇哂胸S富的資源，低廉的成本，成熟的工藝以及長(zhǎng)自旋相干的材料特性，并結(jié)合p-n結(jié)磁電阻效應(yīng)在磁傳感器、磁邏輯、磁存儲(chǔ)等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，硅基p-n結(jié)磁電阻特性成為新的研究課題。因此，本文對(duì)硅基p-n結(jié)的磁電阻特性開展研究，探討磁場(chǎng)對(duì)p-n結(jié)空間電荷區(qū)的影響以及空間電荷區(qū)寬度對(duì)p-n結(jié)磁電阻特性的影響

2、，并對(duì)現(xiàn)有計(jì)算磁電阻比的理論模型進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)提出調(diào)節(jié)磁電阻的兩種方法并對(duì)其原理進(jìn)行討論。
　　針對(duì)平面型p-n結(jié)，研究其在正偏情況下，空間電荷區(qū)形狀隨磁場(chǎng)的變化情況以及變化原因，探討空間電荷區(qū)形狀變化對(duì)磁電阻造成的影響，并對(duì)現(xiàn)有計(jì)算磁電阻比的理論模型進(jìn)行優(yōu)化并給出對(duì)比結(jié)果。針對(duì)p-i-n結(jié)，通過控制i區(qū)寬度來控制空間電荷區(qū)的寬度，進(jìn)而研究空間電荷區(qū)寬度對(duì)磁電阻的影響，并從器件物理角度，系統(tǒng)研究零磁場(chǎng)下，p-i-n結(jié)電流隨i區(qū)寬度

3、變化的非單調(diào)性規(guī)律。
　　為實(shí)現(xiàn)對(duì)磁電阻的調(diào)控，本文提出類MOSFET（金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）器件——MOS柵型p-n結(jié)，并研究其磁電阻特性。根據(jù)氧化層是否發(fā)生隧穿，采用兩種機(jī)制調(diào)節(jié)磁電阻。一種是在未發(fā)生隧穿情況下，通過改變柵壓來改變載流子的濃度分布，從而改變磁電阻；另一種是利用隧穿效應(yīng)，通過改變磁場(chǎng)方向以及柵壓大小，來調(diào)節(jié)磁電阻。這兩種方法都能有效的調(diào)節(jié)磁電阻，并且磁電阻對(duì)磁場(chǎng)極性也非常敏感。同時(shí)本文也探討了MOS柵