基于AMR效應與Si集成的開關芯片的制備.pdf

1、分類號密級UDC1注學位論文基于AMR效應與Si集成的開關芯片的制備（題名和副題名）徐慧忠（作者姓名）指導教師姓名張萬里教授電子科技大學成都（職務、職稱、學位、單位名稱及地址）申請學位級別碩士專業(yè)名稱材料科學與工程論文提交日期2011.4論文答辯日期2011.5學位授予單位和日期電子科技大學答辯委員會主席評閱人年月日注1注明《國際十進分類法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被廣泛應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芯片具有廣泛的應用前景。本論文的工作將圍繞磁阻材料的設計和制備及與半導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)當功率為120W時，相同條件下制備的NiFe薄膜的MR值最大，達到1.45%。XRD結果表明當Ta的厚度在5nm左右時NiFe具有最強的(111)衍射峰，AFM測試結果表明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，通過計算得到當偏心距為

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，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芯片。經(jīng)測試，磁性開關芯片具有開關性能，達