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随着科学技术的发展,磁场传感器已经成为当今社会生活中非常重要的一部分。而在众多磁场传感器中,AMR效应磁场传感器由于具有灵敏度较高,制备工艺简单,便于集成化且成本较低等优点,成为目前磁场传感器研究的热门。本文研究了以AMR效应为基础的磁场传感器。首先探究了具有AMR效应的磁阻薄膜的制备工艺。本文选择采用磁控溅射方法在表面有300nmSiO2的硅基片上,以Ta/NiFe/Ta三层结构制备磁阻薄膜,其中第一层Ta作为缓冲层,在硅基片上为NiFe薄膜的生长提供良好的基底,第二层的NiFe薄膜为AMR效应的核心功能薄膜,NiFe薄膜质量的好坏直接影响整个磁阻薄膜的AMR性能,第三层Ta作为磁阻薄膜的保护层,保护磁阻薄膜不受外界氧化和破坏。本文制备了NiFe薄膜厚度分别为8nm、10nm、11nm、12nm和14nm的磁阻薄膜,分析不同NiFe厚度对磁阻薄膜AMR性能的影响,得到最佳的NiFe薄膜厚度为11nm,对应得到的AMR值为1.243%,磁阻薄膜的最大磁灵敏度为0.282%/Oe。本文制备了Ta缓冲层厚度分为3nm、4nm、5nm和6nm的磁阻薄膜,其中NiFe薄膜层厚度为11nm,分析不同Ta缓冲层厚度对磁阻薄膜AMR性能的影响,得到最佳的Ta缓冲层厚度为5nm,对应得到的AMR值为1.31%,磁阻薄膜的最大磁灵敏度为0.419%/Oe。然后探究了真空磁场退火的工艺条件对NiFe磁阻薄膜AMR效应的影响。对于Ta缓冲层厚度为5nm,NiFe薄膜厚度为11nm的磁阻薄膜,从真空磁场退火的温度和时间两个方面进行了分析对磁阻薄膜AMR行性能的影响。本文分析了退火温度分别为300℃、350℃、400℃和450℃的退火条件,得到最佳的真空磁场退火温度为350℃,对应得到的AMR值为1.35%,磁阻薄膜的最大磁灵敏度为0.259%/Oe。本文分析了退火时间分别为3h、3.5h、4h和4.5h的退火条件,得到的真空磁场退火时间在大于3h后,磁阻薄膜的AMR值均为1.35%左右,不再变化。其次探究了Barber电极电流偏置效果。通过COMSOL软件,模拟仿真了Barber电极倾斜角度和Barber电极间距对电流偏置的影响。本文仿真了Barber电极倾斜角度为45°时的电流偏置方向,发现当电极之间间距越小时,电流偏置的方向越趋近于45°,但间距太小会降低传感器AMR性能。模拟仿真分析了Barber电极倾斜角度为50°时的电流偏置方向,发现当Barber电极长宽比为2时,电流偏置效果最好,电流偏置方向趋近45°,能达到最理想的电流偏置效果。最后设计并制备了AMR线性磁场传感器。设计了以长条形且两端带尖角的的磁阻条为核心功能部分,以惠斯通电桥作为主要传感器结构,以45°和50°倾斜角度的Barber电极作为电流偏置,通过光刻工艺制备传感器图形,通过电子束蒸发生长Al作为Barber电极材料,成功制备了AMR线性磁场传感器。探究了Barber电极Al厚度分别为200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm和900nm的传感器性能,得到最佳的Al厚度为800nm,最佳的Barber电极倾斜角度为50°,对应的AMR线性磁场传感器的线性区间宽度为16Oe,线性区间的线性相关系数为0.99741,传感器的灵敏度为0.25mV/V/Oe。