[发明专利]一种磁声表面波磁场传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种磁声表面波磁场传感器，包括压电薄膜(1)、磁致伸缩薄膜(3)、衬底基片(9)；所述磁致伸缩薄膜(3)位于压电薄膜(1)和衬底基片(9)之间；其特征在于，所述磁致伸缩薄膜(3)的厚度为所述压电薄膜(1)厚度的2～5倍；所述压电薄膜(1)表面具有叉指换能器(14)，叉指换能器(14)与压电薄膜(1)一起构成声表面波器件；所述叉指换能器(14)包括输入电极(2)、输出电极(4)、位于输入电极(2)外侧的输入端反射栅(7)和位于输出电极(4)外侧的输出端反射栅(8)。

2.根据权利要求1所述的磁声表面波磁场传感器，其特征在于，所述压电薄膜(1)以及叉指换能器表面覆盖有一层SiO₂(10)。

3.根据权利要求1或2所述的磁声表面波磁场传感器，其特征在于，所述压电薄膜(1)为高度取向的ZnO、PZT、AlN或LiNbO₃压电薄膜，厚度为1～2微米；所述磁致伸缩薄膜(3)为具有单轴各向异性和巨杨氏模量效应的FeSiB、FeSiBC或FeCoSiB磁致伸缩薄膜，厚度为4～5微米。

4.根据权利要求1或2所述的磁声表面波磁场传感器，其特征在于，所述压电薄膜(1)与磁致伸缩薄膜(3)之间具有一层金属铬缓冲层(11)。

5.根据权利要求1或2所述的磁声表面波磁场传感器，其特征在于，所述磁致伸缩薄膜(3)与衬底基片(9)之间具有一层粘结保护层(12)。

6.根据权利要求1～5之任一项所述的磁声表面波磁场传感器，其特征在于，所述磁致伸缩薄膜(3)中周期性地插入2～3层金属铜膜，形成复合磁致伸缩薄膜。

7.一种磁声表面波磁场传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：在清洁的Pt/Ti/SiO₂/Si基片的Pt表面溅射沉积压电薄膜；

步骤2：在步骤1所得压电薄膜表面溅射沉积金属铬缓冲层；

步骤3：在步骤2所得金属铬缓冲层表面溅射沉积磁致伸缩薄膜；

步骤4：将步骤3所得磁致伸缩薄膜粘结于衬底基片表面；

步骤5：完成步骤1～4后，腐蚀掉Pt/Ti/SiO₂/Si基片，露出压电薄膜；

步骤6：在压电薄膜层表面制作叉指换能器结构；

步骤7：在压电薄膜以及叉指换能器表面溅射沉积SiO₂。

8.根据权利要求7所述的表面波磁场传感器的制备方法，其特征在于，所述压电薄膜为高度取向的ZnO、PZT、AlN或LiNbO₃压电薄膜，厚度为1～2微米；所述磁致伸缩薄膜为具有单轴各向异性和巨杨氏模量效应的FeSiB、FeSiBC或FeCoSiB磁致伸缩薄膜，厚度为4～5微米。

9.根据权利要求7所述的表面波磁场传感器的制备方法，其特征在于，步骤4采用的粘结材料为环氧树脂。

10.根据权利要求7所述的表面波磁场传感器的制备方法，其特征在于，所述叉指换能器结构包括输入电极、输出电极、位于输入电极外侧的输入端反射栅和位于输出电极外侧的输出端反射栅，具体制作工艺采用光刻和薄膜沉积工艺，叉指换能器制作材料采用金属铝。