用于地磁測量的各向異性磁阻傳感器研究.pdf

1、地球磁場作為地球的基本資源之一，與人類生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，它在地球科學(xué)、航空航天、資源探測、交通通訊、國防建設(shè)、地震預(yù)報(bào)等方面都有著重要的應(yīng)用。鑒于地磁場的重要應(yīng)用價(jià)值，人們對地磁場的測量提出了更高的要求和希望。選擇或者設(shè)計(jì)一種符合地磁測量要求的弱磁傳感器是問題的關(guān)鍵。由于各向異性磁阻傳感器具有高靈敏度、高可靠性、良好線性性、低功耗、易于微型化等優(yōu)點(diǎn)，因而改進(jìn)或者優(yōu)化各向異性磁阻傳感器的性能使其滿足地磁測量的要求具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。本文

2、以各向異性磁阻傳感器（AMR sensor）作為研究對象，結(jié)合地磁測量的相關(guān)要求，對各向異性磁阻效應(yīng)原理以及各向異性磁阻傳感器的薄膜制備、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、器件制備工藝等方面的內(nèi)容進(jìn)行了研究和探討，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 首先，在分析了各向異性磁阻效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，綜述了各向異性磁阻材料的研究現(xiàn)狀，并結(jié)合地磁場的特點(diǎn)，討論了各向異性磁阻傳感器的特性參數(shù)以及用于地磁測量的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。 其次，在傳感器材料方面，本文采用磁控濺

3、射的方法制備了AMR 薄膜，分別對膜層結(jié)構(gòu)、薄膜厚度、退火溫度等因素進(jìn)行了研究。利用NiFeCr 或Al2O3 作為輔助種子層、退火工藝對薄膜性能進(jìn)行了優(yōu)化，分析并討論了材料本身和工藝方面對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)制備出磁阻曲線光滑且峰值明顯的磁阻材料，最大磁阻系數(shù)為1.5％。 最后，在器件結(jié)構(gòu)方面，本文分別對惠斯通電橋、barber 電極、置位/復(fù)位電流帶和偏置電流帶等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了研究和探討，然后利用L-edit 設(shè)計(jì)了磁