基于AMR效應(yīng)與Si集成的開關(guān)芯片的制備.pdf

1、分類號密級UDC1注學(xué)位論文基于AMR效應(yīng)與Si集成的開關(guān)芯片的制備（題名和副題名）徐慧忠（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名張萬里教授電子科技大學(xué)成都（職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址）申請學(xué)位級別碩士專業(yè)名稱材料科學(xué)與工程論文提交日期2011.4論文答辯日期2011.5學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)答辯委員會主席評閱人年月日注1注明《國際十進(jìn)分類法UDC》的類號摘要I摘要各向異性磁阻(AnisotropicMagesistance，AMR)材料

2、NiFe由于具有較高的居里溫度和較大的各向異性磁阻效應(yīng)被廣泛應(yīng)用于制作各種磁阻傳感器及其衍生的電流傳感器。利用該材料并和一定信號處理電路制備成集成的芯片即磁阻開關(guān)芯片具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文的工作將圍繞磁阻材料的設(shè)計(jì)和制備及與半導(dǎo)體工藝兼容性研究等內(nèi)容開展，并制備出滿足性能需求的磁阻開關(guān)芯片。本文采用射頻（直流）磁控濺射在生長有大約200nm厚的Si3N4過渡層的Si基片上制備NiFe薄膜磁阻條。研究了Ta緩沖層對NiFe薄膜MR性能

3、的影響，其中包括Ta緩沖層的濺射功率以及厚度對NiFe薄膜性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)功率為120W時，相同條件下制備的NiFe薄膜的MR值最大，達(dá)到1.45%。XRD結(jié)果表明當(dāng)Ta的厚度在5nm左右時NiFe具有最強(qiáng)的(111)衍射峰，AFM測試結(jié)果表明5nm厚的緩沖層時，NiFe薄膜的晶粒最大。在直徑為6英寸的基片上制備磁阻圖形化敏感單元，薄膜的均勻性與成品率有重要的關(guān)系。我們研究了偏心距的濺射方法對薄膜厚度的影響，通過計(jì)算得到當(dāng)偏心距為

4、3.5cm時能夠在我們把使用的系統(tǒng)中得到最大均勻性的薄膜。采用光刻和剝離技術(shù)，制備了圖形化的敏感單元，并組成惠斯通電橋。研究了NiFe薄膜的厚度對惠斯通電橋性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著NiFe厚度的增加其MR值也增大，并在80nm左右時獲得最大的MR值。但是磁場敏感性卻隨著厚度的增加而減小。采用光刻和剝離技術(shù)在制作好電路的6英寸晶圓上制備磁阻敏感單元，與電路集成。制得樣品經(jīng)過封裝測試后制成磁阻開關(guān)芯片。經(jīng)測試，磁性開關(guān)芯片具有開關(guān)性能，達(dá)