基于巨磁电阻效应的线性可调传感器研究

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1、ＢｍＩＢ击种後Ａ赛４ＵＮＩＴＹＯＦＥＩＣｓｃＩ巨ＮＬＯＧＹＨＩＮＡＩＶＥＲＳＬＥＣＴＲＯＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＯＦＣＩ专业学位硕±学位论文游＇ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ论文题目基于巨磯电阻效应的线性可调传感器妍究？■专业学位类别工程硕±学号２０１３２２０３０６３３化者姓名邹志理；指导教师唐晓莉教授＾‘？－？．＂：？＂分类号密级注1UDC学位论文基于

2、巨磁电阻效应的线性可调传感器研究（题名和副题名）邹志理（作者姓名）指导教师唐晓莉教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称集成电路工程提交论文日期2016.03.18论文答辩日期2016.05.20学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESERCHONTHETUNABLELINEARSENSORBASEDONGIANTMAGNETORESISTANCEEFFECTAMasterThesis

3、SubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMasterofEngineeringMajor:ZhiliZouAuthor:Prof.XiaoliTangSupervisor:SchoolofMicroelectronicsandSchool:Solid-StateElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，。据我所知除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ，论文中

4、不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。＇作者签名；日期；年少月如日＿坪论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制

5、手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：：导师签名日期：兴年矣日＾坏摘要摘要随着物联网技术的高速发展，对磁传感器的需求与日俱增，其中高灵敏度磁阻传感器具有探测灵敏度高、体积小、重量轻、易于集成等优势，在弱磁信号探测中具有其他类传感器不可替代的优势。因此，本文以具有高灵敏度的自旋阀型磁传感器为研究核心，在传统自旋阀型传感器薄膜单元基础上重点开展了正交双钉扎自旋阀传感器研究。利用双钉扎自旋阀结构的线性可调特性，通过微加工技术，制备出了线性区域可调的自旋阀线性传感器

6、。本文针对传统双钉扎自旋阀薄膜实现交换偏置场正交需对薄膜进行两次退火，采用原位旋转制备磁场沉积薄膜的方法，简化了制备难度，提高了器件稳定性。在研究中我们首先开展了顶钉扎和底钉扎结构薄膜性能研究，发现溅射气体流量和CoFe厚度可以改变交换偏置效应，制备出了交换偏置场高达250Oe的顶钉扎结构薄膜和交换偏置场高达180Oe的底钉扎薄膜。在此基础上，利用磁场旋转夹具，研究了溅射气体流量、溅射功率、CoFe厚度和IrMn厚度对钉扎结构薄膜的交换偏置场和矫顽力的影响。同时研究了自由层和被钉扎层CoFe厚度、IrMn厚度

7、、Cu层的溅射功率及厚度对传统自旋阀薄膜磁阻曲线的影响，制备出了高磁阻，低矫顽力、高交换偏置场的传统自旋阀薄膜。基于对传统自旋阀的研究，双钉扎自旋阀薄膜参考层的CoFe厚度、溅射气体流量和溅射功率会对参考层的交换偏置场产生影响，通过这三个因素共同调节，实现了双钉扎自旋阀薄膜的灵敏度在0.07%/Oe和0.3%/Oe之间的调节。且在此范围内，交换偏置场达到200Oe，线性区间的最大值达到80Oe，最小也优于50Oe。最后，基于我们研制的双钉扎自旋阀薄膜，利用微细加工技术，制备出了基于四端惠斯通电桥的磁阻传感器，

8、其线性区间为40Oe，灵敏度达到0.61mV/V/Oe，偏置点降低至40Oe，线性拟合度达到98.35%。关键词：自旋阀，双钉扎，线性可调，磁传感器，灵敏度IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofInternetofThingstechnology,thedemandofthemagneticsensorisincreasingrapidly.Highsensiti