| 【中文题名】 | 各向异性磁电阻传感器的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Anisotropic Magnetoresistive Sensor |
| 【学科专业】 | 物理电子学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-12-28 |
| 【中关键词】 | 各向异性磁电阻传感器,磁电阻薄膜,有限元方法,输出特性,, |
| 【英关键词】 | Anisotropic Magnetoresistive sensor,AMR thin film,finite element method,output performance, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>物理传感器 |
| 【论文摘要】 | 各向异性磁电阻(AMR)传感器是近年来磁敏传感器的研究重点之一。AMR传感器是利用微电子、微机械加工和薄膜技术将Barber电极和敏感薄膜集成一体的新型磁敏元件，具有微型化、高灵敏度、低功耗、易集成、易批量生产等优点。本文主要研究AMR薄膜的制备、薄膜型磁电阻单元的优化、AMR单元制备过程中的工艺问题、测试系统的制作与AMR单元的性能测试。
采用磁控溅射方法制备AMR薄膜。根据现有溅射系统的特点自行设计了能够产生均匀诱导磁场的基片底座，在此基础上制得了最大磁电阻相对变化率达到2.8％的薄膜。并通过对于工艺条件的摸索，得到了薄膜磁电阻随基片温度及溅射功率的变化规律，实现了工艺参数的优化。
利用ANSYS对AMR传感器不同取向的Barber电极进行分析和计算，得到了不同取向Barber电极的磁电阻相对变化率随归一化磁场的变化曲线，结果表明薄膜磁电阻条宽度为Barber电极间距两倍时，Barber电极与磁电阻条长度方向夹角取50°的传感器具有较好的输出对称性。为AMR传感器输出曲线的对称性，优化AMR传感器性能提供了理论依据。
通过对传感器单元制备工艺的不断摸索，解决... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstact |
4-6 |
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目录 |
6-9 |
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第一章 引言 |
9-19 |
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1.1 磁敏传感器 |
9-11 |
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1.1.1 磁敏传感器的研究意义 |
9 |
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1.1.2 磁敏传感器的分类 |
9-11 |
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1.2 各向异性磁电阻传感器 |
11-15 |
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1.2.1 各向异性磁电阻效应 |
11-12 |
|
1.2.2 薄膜磁电阻元件 |
12-14 |
|
1.2.3 各向异性磁电阻传感器的应用现状与发展前景 |
14-15 |
|
1.3 本文的主要研究工作及进展 |
15-17 |
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参考文献 |
17-19 |
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第二章 磁电阻薄膜研究 |
19-29 |
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2.1 引言 |
19 |
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2.2 实验 |
19-22 |
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2.2.1 靶材的选择 |
19-20 |
|
2.2.2 薄膜制备装置 |
20-22 |
|
2.2.3 薄膜测试系统 |
22 |
|
2.3 薄膜性能 |
22-24 |
|
2.4 工艺因素影响 |
24-26 |
|
2.4.1 溅射时基片温度对薄膜性能的影响 |
24-25 |
|
2.4.2 溅射功率对薄膜性能的影响 |
25-26 |
|
2.4.3 讨论 |
26 |
|
2.5 本章小结 |
26-28 |
|
参考文献 |
28-29 |
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第三章 各向异性磁电阻传感器的结构设计与优化 |
29-40 |
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3.1 引言 |
29 |
|
3.2 磁电阻薄膜图形 |
29-30 |
|
3.3 电极图形 |
30-34 |
|
3.3.1 电流偏置 |
30-32 |
|
3.3.2 电桥结构 |
32 |
|
3.3.3 电极排列 |
32-34 |
|
3.4 Barber的电极优化设计 |
34-38 |
|
3.4.1 Barber电极原理 |
34-35 |
|
3.4.2 有限元分析及优化设计 |
35-38 |
|
3.5 本章小结 |
38-39 |
|
参考文献 |
39-40 |
|
第四章 磁电阻单元的制备 |
40-46 |
|
4.1 引言 |
40 |
|
4.2 磁电阻单元的工艺过程 |
40-42 |
|
4.3 磁电阻单元制备的关键工艺 |
42-44 |
|
4.3.1 磁电阻条腐蚀 |
42 |
|
4.3.2 Barber电极图形光刻 |
42-43 |
|
4.3.3 磁电阻单元的表面处理 |
43-44 |
|
4.4 本章小结 |
44-45 |
|
参考文献 |
45-46 |
|
第五章 测试系统及传感器单元性能 |
46-56 |
|
5.1 引言 |
46 |
|
5.2 测试系统 |
46-50 |
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5.2.1 亥姆霍兹线圈 |
47-48 |
|
5.2.2 压控电流源 |
48-49 |
|
5.2.3 恒流源 |
49 |
|
5.3.4 C8051F060目标板 |
49-50 |
|
5.3 测试结果与讨论 |
50-54 |
|
5.3.1 传感器单元输出曲线 |
50-51 |
|
5.3.2 不同角度的 Barber电极对应的输出曲线 |
51-53 |
|
5.3.3 桥臂电阻对输出曲线的影响 |
53 |
|
5.3.4 测试过程中的易磁化轴跳变 |
53-54 |
|
5.4 本章小结 |
54-56 |
|
第六章 总结 |
56-58 |
|
6.1 论文总结 |
56 |
|
6.2 展望 |
56-58 |
|
作者发表论文 |
58-59 |
|
致谢 |
59 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.381653 |
