[发明专利]一种柔性GMR磁场传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性GMR磁场传感器，其特征在于，包括柔性基底(1)、巨磁电阻结构和导电层(7)；巨磁电阻结构和导电层(7)均设置在柔性基底上表面，且导电层(7)设置在巨磁电阻结构的周围；巨磁电阻结构包括第一缓冲层(2)、第二缓冲层(8)、钉扎层(3)、隔离层(5)和两个铁磁层，两个铁磁层分别为被钉扎层(4)和自由层(6)；第一缓冲层(2)设置在柔性基底上表面，第一缓冲层(2)上自下而上依次设置钉扎层(3)、被钉扎层(4)、隔离层(5)、自由层(6)和第二缓冲层(8)，形成巨磁电阻结构。

2.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器，其特征在于，柔性基底为PET、PEN、PMMA或Kapton。

3.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器，其特征在于，导电层为Ta、Au、Ag、Al、Cu、Pt、W、Ti、Mo、TaN或TiN中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器，其特征在于，隔离层为Ta、Au、Ag、Al、Cu、Pt、W、Ti或Mo中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器，其特征在于，自由层为CoFe、CoFe/Ru/CoFe、NiFe、CoFeB、FeGaB、Co、Fe、NiFeCo或CoNbZr中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器，其特征在于，钉扎层为IrMn、PtMn或FeMn中的一种反铁磁材料；被钉扎层为CoFe、CoFe/Ru/CoFe、NiFe、CoFeB、FeGaB、Co、Fe、NiFeCo或CoNbZr中的一种铁磁性材料；缓冲层为Ta。

7.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器，其特征在于，导电层分为四个部分，巨磁电阻结构两个端部的两侧均设置有导电层。

8.一种柔性GMR磁场传感器的制备方法，其特征在于，基于权利要求1至7任意一项所述的一种柔性GMR磁场传感器，包括以下步骤：

步骤1，对一个柔性基底利用异丙醇和去离子水进行表面清洗，用N₂吹干；

步骤2，在上述柔性基底上涂上一层光刻胶，用紫外线曝光把图案外的光刻胶层去掉，即在光刻胶上刻上所需要的磁阻单元和阵列图形，然后显影并烘干，完成第一次光刻；

步骤3，生长巨磁电阻薄膜，采用磁控溅射技术，将所需的靶材按顺序进行淀积，在整个预留区域生长多层巨磁电阻薄膜；

步骤4，剥离，在丙酮溶液中浸泡，通过剥离工艺去除剩余的胶层及胶层上面不需要的的巨磁电阻薄膜，形成预留的巨磁阻单元及阵列；

步骤5，在上述薄膜上涂上一层光刻胶，用紫外线曝光把图案外的光刻胶层去掉，即在光刻胶上刻上所需要的导电层图形，然后显影并烘干，完成第二次光刻；

步骤6，导电层生长，第二次光刻完成后，溅射一层导电材料作为导电层；

步骤7，剥离，溅射完毕后，通过剥离工艺去除光刻胶及其上的金属层形成导电层。

9.根据权利要求8所述的一种柔性GMR磁场传感器的制备方法，其特征在于，步骤2具体包括以下操作过程：

涂胶：在压电基底上喷涂一层光刻胶，涂胶后置于115℃的烘箱中烘干20min；

曝光：利用紫外线曝光在光刻胶上刻上需要的形状图案；首先将掩模版贴合在要曝光的薄膜上，然后在紫外激光下照射9s，后置于115℃的烘箱中1min；

显影：将上述曝光后的压电基底置于显影液中浸泡1min，出现图形后，用去离子水清洗并烘干。