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自旋阀微型传感器的研究与设计

作　者: 邓宏旭
导　师: 李新
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 巨磁阻效应自旋阀溅射
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

巨磁阻效应的发现为磁电子学这门新学科翻开了新的篇章,尤其为磁传感器的研究带来了具有深远意义的影响。自旋阀结构材料因其磁阻随磁场变化快、敏感度高、和低饱和场等特点,广泛应用于科研和工业领域。巨磁阻效应的相关理论研究刚刚起步,本文结合巨磁阻效应的基本理论,基于MEMS技术对自旋阀微型传感器的设计与制作进行探索性的研究。论文介绍了巨磁阻效应的基本原理以及在微传感器领域应用和发展,阐述了自旋阀结构巨磁阻材料的基本理论,在此基础上,研究了基于惠斯登电桥结构的自旋阀微型传感器的特性,电桥结构的磁阻传感器不但可以提高灵敏度、增强温度稳定性,还可以有效的降低矫顽力的影响。详细研究了采用磁控溅射的方法制备磁性薄膜的工艺,重点研究了溅射薄膜过程中的电阻区域磁化方向的问题,通过两次沉积的方法制备自旋阀多层膜。然后,结合所选取的自旋阀薄膜材料,设计了微型传感器制作的工艺流程,设计了自旋阀结构微型传感器的工艺版图。最后,基于AVR单片机设计并制作了自旋阀微型传感器芯片的应用电路,在变化的磁环境中,对自旋阀微型传感器的性能进行了检测。由于实验环境和条件的限制,忽略温度、传感器噪声、磁滞的影响,测试结果表明,一定的磁场范围内,自旋阀传感器芯片的电阻主要随磁场方向变化,与磁铁在远离或接近测试电路时带来的磁场变化关系不大。

自旋阀微型传感器的研究与设计

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