[发明专利]一种感值随工作电流变化的片上磁芯功率电感

权利要求书

1.一种感值随工作电流变化的片上磁芯功率电感，包括：各向异性磁芯膜、以及绕制在磁芯膜上的铜绕组，所述磁芯膜的难轴沿绕组方向、易轴方向垂直于绕组方向；其特征在于，所述磁芯膜采用[绝缘层/下缓冲层/下反铁磁层(AF)/下铁磁层(FM)/上缓冲层/上铁磁层(FM)/上反铁磁层(AF)]_n多层膜结构，n表示周期数、n＝8～40；每个[绝缘层/下缓冲层/下反铁磁层(AF)/下铁磁层(FM)/上缓冲层/上铁磁层(FM)/上反铁磁层(AF)]周期中，下反铁磁层/下铁磁层、上铁磁层/上反铁磁层的双层结构之间分别产生交换偏置场，且两个交换偏置场方向相反。

2.按权利要求1所述感值随工作电流变化的片上磁芯功率电感，其特征在于，所述绝缘层采用SiO₂或Al₂O₃薄膜，所述缓冲层采用Ta或Cu薄膜，所述反铁磁层(AF)采用FeMn或Mn₃Ir薄膜，所述铁磁层(FM)采用NiFe、CoZrTa薄膜或其他软磁薄膜。

3.按权利要求1所述感值随工作电流变化的片上磁芯功率电感的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.采用磁控溅射法依次制备绝缘层、下缓冲层、下反铁磁层、下铁磁层、上缓冲层、上铁磁层、上反铁磁层；

步骤2.重复步骤1形成[绝缘层/下缓冲层/下反铁磁层(AF)/下铁磁层(FM)/上缓冲层/上铁磁层(FM)/上反铁磁层(AF)]_n多层膜结构，并在多层膜结构上制备绕组；

步骤3.将器件置于交流磁场中进行从起始温度到室温的退火处理，使下反铁磁层/下铁磁层、上铁磁层/上反铁磁层的双层结构之间分别产生交换偏置场、且两个交换偏置场方向呈反平行，则得到片上功率电感的磁芯；所述起始温度高于反铁磁层的奈尔温度。

4.按权利要求3所述感值随工作电流变化的片上磁芯功率电感的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，射频磁控溅射法制备SiO₂绝缘层的参数为：溅射功率为100～200W、溅射气压为0.1～0.7Pa、控制沉积时间使SiO₂膜的厚度为5～20nm；直流磁控溅射法制备Cu缓冲层的参数为：溅射功率为25～60W、溅射气压为0.02～0.5Pa、溅射偏压为30～70V，控制沉积时间使Cu层的厚度为3～8nm；直流磁控溅射法制备NiFe铁磁层的参数为：溅射功率为25～60W、溅射气压为0.015～0.5Pa，控制沉积时间使NiFe膜的厚度为30～100nm；直流磁控溅射法制备FeMn反铁磁层的参数为：溅射功率为25～60W、溅射气压为0.015～0.5Pa，控制沉积时间使FeMn膜的厚度为15～60nm。