[发明专利]谐振式双轴磁传感器及双轴磁传感器测试系统有效
| 申请号： | 202110678758.0 | 申请日： | 2021-06-18 |
| 公开（公告）号： | CN113406541B | 公开（公告）日： | 2023-03-14 |
| 发明（设计）人： | 林文魁;云小凡;张宝顺;曾中明;王笑怡 | 申请（专利权）人： | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 |
| 主分类号： | G01R33/10 | 分类号： | G01R33/10;G01R33/00 |
| 代理公司： | 南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32256 | 代理人： | 王锋 |
| 地址： | 215123 江苏省苏州市*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 谐振 式双轴磁 传感器 双轴磁 测试 系统 | ||
1.一种基于FeGa/高k值材料复合磁性薄膜的谐振式双轴磁传感器，其特征在于包括：
ΔE效应敏感结构；所述ΔE效应敏感结构包括依次叠设的第一电极层、压电层和叠设的多个FeGa/高k值材料复合磁性薄膜，所述FeGa/高k值材料复合磁性薄膜包括叠设的FeGa磁性薄膜层和高k值材料薄膜层，其中，至少一FeGa磁性薄膜层叠设在压电层上并作为第二电极层；所述FeGa磁性薄膜层具有(110)或(100)晶体学择优取向，在FeGa磁性薄膜层的面内和面外两个方向上均具有ΔE效应；
所述ΔE效应敏感结构设置在AlN籽晶层上，所述籽晶层叠设在衬底上，且所述ΔE效应敏感结构设置在器件的谐振区域内，
以及，所述衬底的表面或者内部还设置有声波反射结构，所述声波反射结构对应设置在ΔE效应敏感结构的下方，并至少用于将压电谐振产生的纵向声波限制在谐振区域内。
2.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述FeGa磁性薄膜层的厚度为40-800nm，所述高k值材料薄膜层的厚度为5-100nm。
3.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述高k值材料薄膜层的材质包括Al2O3、HfO2、ZrO2和金刚石中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述高k值材料薄膜层的介电常数为7-9。
5.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述第一电极层包括Mo、Al、W、Pt或Ta薄膜。
6.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述第一电极层的厚度为50-800nm。
7.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述压电层包括AlN、ZnO、PZT及LiNbO3薄膜中的任意一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述压电层的厚度为100-2000nm。
9.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述第二电极层还与金属pad连接，所述金属pad与所述第一电极层之间还设置有绝缘层。
10.根据权利要求9所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述绝缘层覆设在所述第一电极层和第二电极层的侧部边缘。
11.根据权利要求10所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述绝缘层的覆盖宽度为2-5μm。
12.根据权利要求9所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述绝缘层的材质包括为SiO2、Si3N4、AlN或Al2O3。
13.根据权利要求9所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述绝缘层的厚度为50-500nm。
14.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述衬底包括Si(100)晶圆，所述衬底的厚度为50-300μm。
15.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述籽晶层包括AlN籽晶，所述籽晶层的厚度为30-100nm。
16.根据权利要求1所述的谐振式双轴磁传感器，其特征在于：所述声波反射结构包括设置在所述衬底内的空气腔。
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