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磁场传感器广泛的应用和适用范围,已经与人类的生产生活息息相关。近年来,随着集成电路技术的发展,有着高灵敏度、低功耗与易集成等优点的各向异性磁阻(AMR)传感器已成为磁场传感器的一个研究热点。由于NiFe薄膜是AMR传感器的关键敏感材料,其各向异性磁电阻效应的大小与磁场灵敏度对AMR传感器的性能高低有着密切关系,因此本文首先优化了NiFe薄膜制备的工艺条件,获得了高AMR值的薄膜材料。在此基础上,对Barber电极与磁阻条之间的夹角进行了优化设计,通过惠斯通电桥获得了高灵敏和高线性度的AMR线性磁场传感器。本论文的研究内容如下:首先,通过对缓冲层的研究,提出了采用Ta/Nb多层结构作为NiFe薄膜缓冲层。利用高通量组合材料芯片技术制备了一系列Ta/Nb多层缓冲层的NiFe薄膜,同时分别以纯Ta、Nb为缓冲层制备了NiFe薄膜,并对三种结构的薄膜进行了表征分析。测试结果表明:在同样的NiFe厚度下,以单层的Ta和Nb作为缓冲层的薄膜样品的AMR值均随缓冲层厚度的增加而增加,且Nb/NiFe/Ta样品的性能要优于Ta/NiFe/Ta。相比之下,Ta/Nb组合缓冲层的薄膜样品具有最大的晶粒尺寸与最小的电阻率,因此其能够获得较高的各向异性磁电阻值与灵敏度,对应的值分别为1.19%和0.25%/Oe。接着对不同厚度的Ta/Nb缓冲层对NiFe薄膜的性能影响进行了研究,分别制备了不同厚度Ta和Nb的Ta/Nb/NiFe/Ta多层薄膜。测试结果表明:在Ta(5nm)/Nb(3nm)时,多层结构薄膜的AMR性能达到最大,其各向异性磁电阻值为1.74%,对应的磁场灵敏度为0.29%/Oe。最后,本文采用Barber电极来改变电流方向实现线性磁场传感器,并利用惠斯通电桥结构提高磁阻薄膜的温度稳定性。在此基础上,制备了以Ta(5nm)/Nb(3nm)/NiFe(24nm)/Ta(2nm)作为磁阻薄膜的AMR线性传感器单元。研究了Barber电极与磁阻条之间的夹角不同时对传感器输出线性度的影响。对比了Barber电极取向分别为45o、50o、55o的AMR敏感单元的性能,结果表明:当Barber电极与磁阻条之间的夹角为50o时,AMR传感器具有最好的输出线性度。