自旋阀巨磁电阻隔离器研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:sky_ywt_2001
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在工业控制系统、通信及测量系统中,隔离器是一种应用广泛且十分重要的电子元器件,其作用就是为了消除地电位差,隔离瞬态事件产生的破坏性噪声。一直以来,主要采用光电隔离器将一些破坏性信号隔离开来。与光电隔离器相比,巨磁电阻隔离器以其集成度高、体积小、速度快、功耗低等诸多优点,受到越来越多的关注。本论文主要围绕着巨磁电阻隔离器平面线圈的设计仿真、自旋阀薄膜材料的制备、隔离器的制作工艺和性能测试几个方面来开展工作。论文首先研究了巨磁电阻隔离器的结构和工作原理,并对其中的重要结构平面线圈进行了磁场仿真,在此基础上,确定了巨磁电阻隔离器对自旋阀薄膜材料的性能要求。其次,根据巨磁电阻隔离器对自旋阀薄膜材料的要求,以基本的自旋阀结构为基础,采用NiFe/CoFe复合自由层,研究了复合自由层中NiFe、CoFe以及金属层Cu的厚度对自旋阀薄膜材料的性能的影响,经过多次优化,得到的自旋阀薄膜材料磁电阻变化为2.7%,矫顽力为15Oe,工作偏置点在H=3Oe,在此基础上研究了温度处理对自旋阀薄膜性能的影响,得到了自旋阀薄膜的失效温度为200℃,可以满足巨磁电阻隔离器的制作工艺对温度的要求。最后,采用半导体加工工艺设计制作了自旋阀磁阻条单元,研究了磁阻条线宽及其易磁化轴取向对其性能的影响,在此基础上,设计了巨磁电阻隔离器的光刻板图和工艺流程,最终,流片得到的隔离器样品,其惠斯特电桥性能良好,经过测试,隔离器样品输出电压90mV,数据传输速率可达0.4Mbps。
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