[发明专利]一种表面图形磁性薄膜巨磁阻抗磁传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种表面图形磁性薄膜巨磁阻抗磁传感器，其特征在于，包括绝缘基底、两个电极和表面图形磁性薄膜；

所述表面图形磁性薄膜包括表面光滑磁性薄膜和多个条栅图案磁性薄膜；表面光滑磁性薄膜设置在基底的顶部；多个条栅图案磁性薄膜等间距地排列在表面光滑磁性薄膜的顶部；表面光滑磁性薄膜和单个条栅图案磁性薄膜均为矩形；条栅图案磁性薄膜的长边垂直于表面光滑磁性薄膜的长边；两个电极对称地连接在表面光滑磁性薄膜的两个宽边上；单个条栅图案磁性薄膜的长宽比不低于十；条栅图案磁性薄膜的长度和表面光滑磁性薄膜的宽度相同。

2.根据权利要求1所述的一种表面图形磁性薄膜巨磁阻抗磁传感器，其特征在于，所述基底为刚性材料或者柔性材料；电极为磁性材料或者非磁性导电材料。

3.根据权利要求2所述的一种表面图形磁性薄膜巨磁阻抗磁传感器，其特征在于，所述基底为硅基片，电极为铜电极。

4.一种表面图形磁性薄膜巨磁阻抗磁传感器的制备方法；其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过光刻工艺或者激光加工技术分别在基底上制备表面光滑磁性薄膜和电极以及在表面光滑磁性薄膜上制备条栅图案磁性薄膜；得到磁传感器半成品

S2：高温真空磁场退火，磁场方向垂直于磁传感器半成品的表面光滑磁性薄膜的长度方向，以诱导横向各向异性场。

5.根据权利要求4所述的一种表面图形磁性薄膜巨磁阻抗磁传感器的制备方法；其特征在于，所述步骤S1的光刻工艺包括：

S11：通过第一次光刻工艺在基底上制备表面光滑磁性薄膜，包括对基底进行预处理，在基底上沉积第一保护层，在第一保护层上旋涂第一光刻胶，烘干，通过具有表面光滑磁性薄膜形状的第一光刻板进行曝光，显影后蚀刻除去表面光滑磁性薄膜所在区域的第一保护层，在表面光滑磁性薄膜所在区域的基底上沉积第一磁性层，所述第一磁性层即为表面光滑磁性薄膜；

S12：通过第二次光刻工艺在表面光滑磁性薄膜两端的基底上制备电极；在表面光滑磁性薄膜上沉积第二保护层使第一保护层和第二保护层上表面齐平；剥离除去第一光刻胶；在第一保护层和第二保护层上旋涂第二光刻胶，烘干；通过具有电极形状的第二光刻板进行曝光，显影后蚀刻除去电极所在区域的第一保护层，在电极所在区域的基底上沉积导电层，所述导电层即为电极；

S13：通过第三次光刻工艺在表面光滑磁性薄膜上制备条栅图案磁性薄膜；在导电层表面沉积第三保护层使第一保护层、第二保护层和第三保护层上表面齐平；剥离除去第二光刻胶；在第一保护层、第二保护层和第三保护层上旋涂第三光刻胶，烘干；通过具有多个条栅图案磁性薄膜的第三光刻板曝光，显影后蚀刻除去条栅图案磁性薄膜所在区域的第二保护层；在条栅图案磁性薄膜所在区域的第一磁性层上沉积第二磁性层；在第二磁性层上沉积第四保护层；剥离除去第三光刻胶，得到磁传感器半成品。

6.根据权利要求5所述的一种表面图形磁性薄膜巨磁阻抗磁传感器的制备方法；其特征在于，至少包括以下技术特征的至少一种；

a1.所述基底预处理包括依次通过丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗去污，通过氮气吹干并置于烘箱中烘干；

a2.所述第一保护层、第二保护层和第三保护层均为氮化硅；

a3.所述第一光刻胶、第二光刻胶和第三光刻胶均采用丙酮剥离除去；

a4.所述第一磁性层、第二磁性层和导电层均采用化学沉积或物理沉积的方法形成。

7.根据权利要求4所述的一种表面图形磁性薄膜巨磁阻抗磁传感器的制备方法；其特征在于，所述步骤S1的激光加工技术包括：将软磁薄膜粘贴在绝缘基底上，利用激光在软磁薄膜上切割出电极和表面光滑磁性薄膜，随后再利用激光在表面光滑磁性薄膜的顶面刻蚀出相邻条栅图案磁性薄膜之间的间隔；得到磁传感器半成品。

8.根据权利要求4所述的一种表面图形磁性薄膜巨磁阻抗磁传感器的制备方法；其特征在于，所述步骤S2基于退火装置，所述退火装置包括托盘；托盘上通过螺钉对称的固定有两个固定片；固定片上安装高温磁铁；利用高温胶带将步骤S1得到的磁传感器半成品固定在两个高温磁铁之间的托盘上；磁传感器半成品的表面光滑磁性薄膜的长度方向垂直于高温磁铁的长度方向；将退火装置和磁传感器半成品整体放进高温退火炉，进行真空退火，并在真空环境下冷却至室温。