[实用新型]一种薄膜磁阻传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于GMR薄膜特种传感器技术领域，具体涉及一种薄膜磁阻传感器。

背景技术

由于受重量、功耗、体积及成本制约，小卫星是空间技术发展的必然趋势，卫星小型化的途径是使用微型化的最新科技产品。空间磁场探测是航天器空间环境监测的重要内容。微型磁电阻传感器具有低功耗、轻质量、小尺寸及廉价等特点，正满足了航天器微型化的需求。传统的磁通门受尺寸、重量、功耗及成本的限制，很难应用于小卫星。基于磁电阻效应的磁电阻传感器由于具有低功耗、轻质量、小尺寸等优势，成为小卫星进行空间磁场测量的首选。

专利CN102706954A描述了一种自旋阀巨磁电阻GMR薄膜传感器用于检测生物分子磁标记体产生的微弱磁信号，考虑空间应用的特殊背景，对器件在高温环境下的考核要求更严。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种生产工艺简单，安装方便，具有良好的抗环境干扰能力，可以实现对空间微弱磁场测量的薄膜磁阻传感器。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：

一种薄膜磁阻传感器，包括基片，所述基片上设有种子层；所述种子层采用双层结构，所述种子层包括下种子层和上种子层；所述种子层上设有铁磁自由层；所述铁磁自由层上设有隔离层；所述隔离层上依次设有铁磁被钉扎层和反铁磁钉扎层；所述反铁磁钉扎层上设有保护层。

所述基片为绝缘材料层，所述基片厚度为0.5mm～1mm。

所述下种子层材料为Ta，所述下种子层厚度为1nm～50nm；所述上种子层材料为NiFeCr，所述上种子层厚度为1nm～50nm。

所述铁磁自由层材料为NiFe或CoFe，厚度1nm～50nm。

所述隔离层材料为Cu，厚度1nm～30nm。

所述铁磁被钉扎层材料为NiFe或CoFe，厚度1nm～50nm。

所述反铁磁钉扎层材料为MnIr或MnFe，厚度1nm～50nm。

所述保护层材料为Ta，厚度1nm～50nm。

由于采用上述结构，本实用新型具有如下优点：

a)本实用新型的种子层采用双种子层技术，有效的提高铁磁自由层与基底的附着力，一方面晶格结构对于后来生长在其上的其他各层的织构都有很好的改善，另一方面能提高薄膜附着力，增强高温特性。

b)本实用新型在基片表面制备铁磁自由层，可实现空间微弱磁场的测量。

c)本实用新型层与层之间采用溅射淀积技术、不锈钢掩膜技术、电阻焊技术等微机械加工技术，有利于提高加工工艺的一致性和传感器工作的可靠性水平，并可实现薄膜磁阻传感器的批量生产，有效降低制造成本。

综上所述，本实用新型结构简单、使用方便，体积小，耐高温，可实现微弱磁场准确测量，而且制作本实用新型加工工艺均为通用工艺，可实现薄膜磁阻传感器的批量生产，有效降低制造成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式。

如图1所示，一种薄膜磁阻传感器，包括基片1，设于基片1上的种子层；所述种子层采用双层结构，包括下种子层2和上种子层3；所述种子层设有铁磁自由层4；所述铁磁自由层4上制备隔离层5；所述隔离层上制备铁磁被钉扎层6和反铁磁钉扎层7；所述反铁磁钉扎层7上设有保护层8。所述基片2材料为硅片、Al₂O₃陶瓷片或玻璃基底等绝缘材料，基片厚度0.5mm～1mm，所述下种子层4材料为Ta，厚度1nm～50nm；上种子层5材料为NiFeCr，厚度1nm～50nm，所述铁磁自由层6材料为NiFe或CoFe，厚度1nm～50nm，所述隔离层7材料为Cu，厚度1nm～30nm，所述铁磁被钉扎层8材料为NiFe或CoFe，厚度1nm～50nm；所述反铁磁钉扎层9材料为MnIr或MnFe，厚度1nm～50nm；所述保护层10材料为Ta，厚度1nm～50nm。

上述薄膜磁阻传感器的制备方法，包括如下步骤：

（1）清洗基片1；

（2）将种子层靶材放于沉积镀膜系统的行星架上，采用离子束溅射沉积种子层薄膜；

（3）光刻、刻蚀等工艺制备种子层图形；

（4）清洗后，将基片1与铁磁自由层4靶材放于沉积镀膜系统的行星架上；离子束溅射沉积铁磁自由层4薄膜；

（5）光刻、刻蚀等工艺制备铁磁自由层4图形；