CN202582773U - 基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，它包括硅基片，硅基片上依次设置有底下层、强磁性层、绝缘层、自由层和保护层，其中底下层和保护层均为金属元素制成的电极，强磁性层是由薄膜电阻器制成，绝缘层为MgO层或者Cu层，自由层是由高垂直磁晶各向异性的Co/Pt多层膜与高自旋极化率的平面磁各向异性CoFeB交换耦合膜组成，或者自由层是由高垂直磁各向异性膜Co/Ni多层膜组成；本实用新型具有热响应速度快、便于集成、高空间分辨率、体积小、易于携带、机械性能好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种温度传感器，尤其涉及一种热响应速度快、便于集成、易于携带的薄膜微型温度传感器。
背景技术
随着信息技术和集成电子技术的广泛应用，对传感器的要求越来越高。温度传感器的生产量越来越大，使用范围越来越广，不仅用于科学研究，航天和海洋中测温，表面测温, 而且在供暖通风和空调也开始应用，并已扩展到家用电器测控温方面，在测温产品市场有很大的竞争力；但是现有的温度传感器的热响应速度慢、精确度不高、稳定性差、很难与二次仪表或带微处理机的读数装置配套和集成、并且体积大、重量重、携带不便、生产成本高、价格昂贵、机械性能差。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，而提供一种热响应速度快、便于集成、高空间分辨率、体积小、易于携带、机械性能好的基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，包括硅基片，所述的硅基片上依次设置有底下层、强磁性层、绝缘层、自由层和保护层，其中所述的底下层和保护层均为金属元素制成的电极，所述的强磁性层是由薄膜电阻器制成，所述的绝缘层为MgO层或者Cu层，所述的自由层是由高垂直磁晶各向异性的Co/Pt多层膜与高自旋极化率的平面磁各向异性CoFeB交换耦合膜组成。
一种基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，包括硅基片，所述的硅基片上依次设置有底下层、强磁性层、绝缘层、自由层和保护层，其中所述的底下层和保护层均为金属元素制成的电极，所述的强磁性层是由薄膜电阻器制成，所述的绝缘层为MgO层或者Cu层，所述的自由层是由高垂直磁各向异性膜Co/Ni多层膜组成。
所述的薄膜电阻器是由MnIr反铁磁膜和CoFe/CoFeB强铁磁膜组成的巨磁阻或者磁隧道结薄膜电阻器，所述的CoFe/CoFeB强铁磁膜 设置在MnIr反铁磁膜 的外侧，所述的MnIr反铁磁膜的厚度大于CoFe/CoFeB强铁磁膜的厚度。
所述的底下层和保护层的厚度为3-5纳米。
所述的强磁性层的厚度为24纳米。
所述的绝缘层的厚度为1.6纳米。
所述的自由层的厚度为1.5纳米。
本实用新型具有以下积极的效果：本实用新型基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器在硅基片上依次设置有底下层、强磁性层、绝缘层、自由层和保护层，每层的厚度均很薄，这样不仅保证了本实用型的机械性能，而且本实用新型的体积很小，便于携带和集成；本实用型的强磁性层是由薄膜电阻器制成，自由层是由高垂直磁各向异性膜或者高垂直磁各向异性膜与高自旋极化率的平面磁各向异性交换耦合膜组成，这样本实用新型的热响应速度更快，精确度更高；另外，本实用新型的结构简单，生产工艺简单，有效的节约了生产成本，进而降低了售价，便于市场推广；另外，本实用新型的结构简单，容易实现。
附图说明
图1为本实用新型一种方案的结构示意图。
图2为本实用新型另一种方案的结构示意图。
图中：1、硅基片 2、底下层 3、强磁性层 3-1、MnIr反铁磁膜 3-2、CoFe/CoFeB强铁磁膜 4、绝缘层 5、自由层 5-1、CoFeB交换耦合膜 5-2、Co/Pt多层膜 6、保护层 。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
实施例1
如图1所示，一种基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，包括硅基片1，所述的硅基片1上依次设置有底下层2、强磁性层3、绝缘层4、自由层5和保护层6，其中所述的底下层2和保护层6均为金属元素制成的电极，所述的强磁性层3是由薄膜电阻器制成，所述的绝缘层4为MgO层或者Cu层，所述的自由层5是由高垂直磁晶各向异性的Co/Pt多层膜5-2与高自旋极化率的平面磁各向异性CoFeB交换耦合膜5-1组成。
所述的薄膜电阻器是由MnIr反铁磁膜3-1和CoFe/CoFeB强铁磁膜3-2组成的巨磁阻或者磁隧道结薄膜电阻器，所述的CoFe/CoFeB强铁磁膜3-2设置在MnIr反铁磁膜3-1的外侧，所述的MnIr反铁磁膜3-1的厚度大于CoFe/CoFeB强铁磁膜3-2的厚度。
所述的底下层2和保护层6的厚度为3-5纳米。
所述的强磁性层3的厚度为24纳米。
所述的绝缘层4的厚度为1.6纳米。
所述的自由层5的厚度为1.5纳米。
在实际的生产过程中，在硅基片1上用溅射仪依次溅射淀积底下层2约5纳米（例如金属钽）、薄膜电阻器24纳米、MgO层1.6纳米、自由层1.5纳米、保护层约5纳米（例如金属钽），然后通过微加工方法制成单一磁阻元件或磁阻阵列，在每一元件上用金属钽引进四个电极，以形成产品。本实用新型的基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器不仅可应用于民用温度监测，而且更适用于军用和航空航天领域。
实施例2
如图2所示，一种基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，包括硅基片1，所述的硅基片1上依次设置有底下层2、强磁性层3、绝缘层4、自由层5和保护层6，其中所述的底下层2和保护层6均为金属元素制成的电极，所述的强磁性层3是由薄膜电阻器制成，所述的绝缘层4为MgO层或者Cu层，所述的自由层5是由高垂直磁各向异性膜Co/Ni多层膜组成。
所述的薄膜电阻器是由MnIr反铁磁膜3-1和CoFe/CoFeB强铁磁膜3-2组成的巨磁阻或者磁隧道结薄膜电阻器，所述的CoFe/CoFeB强铁磁膜3-2设置在MnIr反铁磁膜3-1的外侧，所述的MnIr反铁磁膜3-1的厚度大于CoFe/CoFeB强铁磁膜3-2的厚度。
所述的底下层2和保护层6的厚度为3-5纳米。
所述的强磁性层3的厚度为24纳米。
所述的绝缘层4的厚度为1.6纳米。
所述的自由层5的厚度为1.5纳米。
在实际的生产过程中，在硅基片1上用溅射仪依次溅射淀积底下层2约4纳米（例如金属钽）、薄膜电阻器24纳米、MgO层1.6纳米、自由层1.5纳米、保护层约4纳米（例如金属钽），然后通过微加工方法制成单一磁阻元件或磁阻阵列，在每一元件上用金属钽引进四个电极，以形成产品。本实用新型的基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器不仅可应用于民用温度监测，而且在更适用于军用和航空航天领域。
Claims (7)
1.一种基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，包括硅基片，其特征在于：所述的硅基片上依次设置有底下层、强磁性层、绝缘层、自由层和保护层，其中所述的底下层和保护层均为金属元素制成的电极，所述的强磁性层是由薄膜电阻器制成，所述的绝缘层为MgO层或者Cu层，所述的自由层是由高垂直磁晶各向异性的Co/Pt多层膜与高自旋极化率的平面磁各向异性CoFeB交换耦合膜组成。
2.一种基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，包括硅基片，其特征在于：所述的硅基片上依次设置有底下层、强磁性层、绝缘层、自由层和保护层，其中所述的底下层和保护层均为金属元素制成的电极，所述的强磁性层是由薄膜电阻器制成，所述的绝缘层为MgO层或者Cu层，所述的自由层是由高垂直磁各向异性膜Co/Ni多层膜组成。
3.根据权利要求1或2所述的基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，其特征在于：所述的薄膜电阻器是由MnIr反铁磁膜和CoFe/CoFeB强铁磁膜组成的巨磁阻或者磁隧道结薄膜电阻器，所述的CoFe/CoFeB强铁磁膜 设置在MnIr反铁磁膜 的外侧，所述的MnIr反铁磁膜的厚度大于CoFe/CoFeB强铁磁膜的厚度。
4.根据权利要求1或2所述的基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，其特征在于：所述的底下层和保护层的厚度为3-5纳米。
5.根据权利要求1或2所述的基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，其特征在于：所述的强磁性层的厚度为24纳米。
6.根据权利要求1或2所述的基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，其特征在于：所述的绝缘层的厚度为1.6纳米。
7.根据权利要求1或2所述的基于自旋重取向的高灵敏度薄膜微型温度传感器，其特征在于：所述的自由层的厚度为1.5纳米。
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