基于巨磁電阻效應(yīng)的線性可調(diào)傳感器研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)磁傳感器的需求與日俱增，其中高靈敏度磁阻傳感器具有探測(cè)靈敏度高、體積小、重量輕、易于集成等優(yōu)勢(shì)，在弱磁信號(hào)探測(cè)中具有其他類傳感器不可替代的優(yōu)勢(shì)。因此，本文以具有高靈敏度的自旋閥型磁傳感器為研究核心，在傳統(tǒng)自旋閥型傳感器薄膜單元基礎(chǔ)上重點(diǎn)開展了正交雙釘扎自旋閥傳感器研究。利用雙釘扎自旋閥結(jié)構(gòu)的線性可調(diào)特性，通過(guò)微加工技術(shù)，制備出了線性區(qū)域可調(diào)的自旋閥線性傳感器。
　　本文針對(duì)傳統(tǒng)雙釘扎自旋閥薄膜實(shí)現(xiàn)交換偏

2、置場(chǎng)正交需對(duì)薄膜進(jìn)行兩次退火，采用原位旋轉(zhuǎn)制備磁場(chǎng)沉積薄膜的方法，簡(jiǎn)化了制備難度，提高了器件穩(wěn)定性。在研究中首先開展了頂釘扎和底釘扎結(jié)構(gòu)薄膜性能研究，發(fā)現(xiàn)濺射氣體流量和CoFe厚度可以改變交換偏置效應(yīng)，制備出了交換偏置場(chǎng)高達(dá)250 Oe的頂釘扎結(jié)構(gòu)薄膜和交換偏置場(chǎng)高達(dá)180 Oe的底釘扎薄膜。在此基礎(chǔ)上，利用磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)夾具，研究了濺射氣體流量、濺射功率、CoFe厚度和 IrMn厚度對(duì)釘扎結(jié)構(gòu)薄膜的交換偏置場(chǎng)和矯頑力的影響。同時(shí)研究了自由層

3、和被釘扎層 CoFe厚度、IrMn厚度、Cu層的濺射功率及厚度對(duì)傳統(tǒng)自旋閥薄膜磁阻曲線的影響，制備出了高磁阻，低矯頑力、高交換偏置場(chǎng)的傳統(tǒng)自旋閥薄膜?；趯?duì)傳統(tǒng)自旋閥的研究，雙釘扎自旋閥薄膜參考層的CoFe厚度、濺射氣體流量和濺射功率會(huì)對(duì)參考層的交換偏置場(chǎng)產(chǎn)生影響，通過(guò)這三個(gè)因素共同調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了雙釘扎自旋閥薄膜的靈敏度在0.07％/Oe和0.3%/Oe之間的調(diào)節(jié)。且在此范圍內(nèi)，交換偏置場(chǎng)達(dá)到200 Oe，線性區(qū)間的最大值達(dá)到80 Oe，