磁敏感薄膜转移方法和磁敏感器件技术

本申请涉及一种磁敏感薄膜转移方法、装置、计算机设备、存储介质、计算机程序产品和磁敏感器件。所述方法包括：在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，氧化物外延磁敏感薄膜层依次包括牺牲层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层；将第二衬底层与第二保护层结合；通过准分子激光辐照破坏牺牲层，以使得第二衬底层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层所形成的第一结构与第一衬底层分离。整个磁敏感薄膜转移过程，基于第一衬底层，生长包含牺牲层的氧化物外延磁敏感薄膜层，通过激光辐照破坏牺牲层，使得第二衬底层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层所形成的第一结构与第一衬底层分离，采用本方法能够实现可靠的磁敏感薄膜转移。磁敏感薄膜转移。磁敏感薄膜转移。

【技术实现步骤摘要】
磁敏感薄膜转移方法和磁敏感器件


[0001]本申请涉及磁敏感薄膜转移
，特别是涉及一种磁敏感薄膜转移方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]磁性材料是一类具有重要功能的材料，其在驱动、能量转换、信息传感、信息处理、信息存储等领域具有广泛应用。磁性材料的种类繁多，氧化物磁敏感薄膜，尤其是亚铁磁半金属氧化物薄膜如Fe3O4、NiFe2O4，因其理论上接近100％的自旋极化率以及亚皮秒级磁翻转速率，有望作为新一代超快速磁敏感传感器的材料选择。
[0003]随着物联网技术、可穿戴和可植入技术的的发展，柔性磁敏感薄膜开始受到越来越多的关注。近年来，柔性磁敏感薄膜制备方法取得了较大突破，但制备高质量的柔性氧化物功能薄膜仍然面临着一些挑战：首先，高质量氧化物的制备常常需要高温条件，大部分有机柔性衬底无法承受300℃以上的高温；其次,氧化物薄膜具有脆性,难以承受较大的形变。因此，需要在制造前期以玻璃、蓝宝石、硅片等刚性材料作为搭载基底，再通过后期的剥离工艺完成器件向柔性基底的转移。
[0004]传统的磁敏感薄膜转移方法，如化学刻蚀法容易损伤薄膜的结构，从而导致薄膜转移后磁敏感性发生改变，存在磁敏感薄膜转移不够可靠的缺陷。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可靠的磁敏感薄膜转移方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0006]第一方面，本申请提供了一种磁敏感薄膜转移方法。所述方法包括：
[0007]在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，氧化物外延磁敏感薄膜层依次包括牺牲层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层；
[0008]将第二衬底层与第二保护层结合；
[0009]通过准分子激光辐照破坏牺牲层，以使得第二衬底层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层所形成的第一结构与第一衬底层分离。
[0010]在其中一个实施例中，牺牲层的禁带宽度小于准分子激光对应提供的可被剥离禁带宽度，第一衬底层与第二衬底层各自的禁带宽度均大于可被剥离禁带宽度，可被剥离禁带宽度为4.02eV或5.0eV；磁敏感功能层为具有强反常霍尔效应的亚铁磁氧化物单层薄膜、隧穿磁阻型多层薄膜结构或者巨磁阻型多层薄膜结构；隧穿磁阻型多层薄膜结构包括亚铁磁自由层、绝缘层或者亚铁磁钉扎层；巨磁阻型多层薄膜结构包括亚铁磁自由层、非磁导电层或者亚铁磁钉扎层。
[0011]在其中一个实施例中，在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，包括：
[0012]通过磁控溅射或脉冲激光沉积，在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层。
[0013]在其中一个实施例中，第二衬底层为有机柔性衬底层，有机柔性衬底层包括聚酰
亚胺或聚二甲基硅氧烷。
[0014]在其中一个实施例中，第一结构从下至上依次为第一保护层、磁敏感功能层、第二保护层和第二衬底层；上述磁敏感薄膜转移方法还包括：
[0015]将第一结构中的第一保护层与第三衬底层结合，获得第二结构；
[0016]基于第二衬底层和第三衬底层，对第二结构进行压合；
[0017]去除第二结构中的第二衬底层，获得最终的磁敏感多层膜结构。
[0018]在其中一个实施例中，第三衬底层为表面原子级平整的柔性或者刚性衬底层。
[0019]在其中一个实施例中，牺牲层的厚度为200nm至1μm。
[0020]在其中一个实施例中，准分子激光的均匀度高于92％；准分子激光的波长为308nm或248nm、激光能量密度为100～300mJ/cm2。
[0021]在其中一个实施例中，第一衬底层与第二衬底层为MgO或者MgAl2O4，牺牲层为CoFe2O4。
[0022]第二方面，本申请还提供了一种磁敏感器件。所述磁敏感器件由上述磁敏感薄膜转移方法所制备得到。
[0023]第三方面，本申请还提供了一种磁敏感薄膜转移装置。所述装置包括：
[0024]薄膜层生长模块，用于在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，氧化物外延磁敏感薄膜层依次包括牺牲层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层；
[0025]衬底层结合模块，用于将第二衬底层与第二保护层结合；
[0026]衬底层分离模块，用于通过准分子激光辐照破坏牺牲层，以使得第二衬底层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层所形成的第一结构与第一衬底层分离。
[0027]第四方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0028]在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，氧化物外延磁敏感薄膜层依次包括牺牲层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层；
[0029]将第二衬底层与第二保护层结合；
[0030]通过准分子激光辐照破坏牺牲层，以使得第二衬底层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层所形成的第一结构与第一衬底层分离。
[0031]第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0032]在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，氧化物外延磁敏感薄膜层依次包括牺牲层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层；
[0033]将第二衬底层与第二保护层结合；
[0034]通过准分子激光辐照破坏牺牲层，以使得第二衬底层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层所形成的第一结构与第一衬底层分离。
[0035]第六方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0036]在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，氧化物外延磁敏感薄膜层依次包括牺牲层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层；
[0037]将第二衬底层与第二保护层结合；
[0038]通过准分子激光辐照破坏牺牲层，以使得第二衬底层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层所形成的第一结构与第一衬底层分离。
[0039]上述磁敏感薄膜转移方法、装置、计算机设备、存储介质、计算机程序产品和磁敏感器件，在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，氧化物外延磁敏感薄膜层依次包括牺牲层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层；将第二衬底层与第二保护层结合；通过准分子激光辐照破坏牺牲层，以使得第二衬底层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层所形成的第一结构与第一衬底层分离。整个磁敏感薄膜转移过程，基于第一衬底层，生长包含牺牲层的氧化物外延磁敏感薄膜层，通过激光辐照破坏牺牲层，使得第二衬底层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层所形成的第一结构与第一衬底层分离，实现了可靠的磁敏感薄膜转移。
附图说明
[0040]图1为一个实施例中磁敏感薄膜转移方法的应用环境图；
[0041]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁敏感薄膜转移方法，其特征在于，所述方法包括：在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，所述氧化物外延磁敏感薄膜层依次包括牺牲层、第一保护层、磁敏感功能层和第二保护层；将第二衬底层与所述第二保护层结合；通过准分子激光辐照破坏牺牲层，以使得所述第二衬底层、所述第一保护层、所述磁敏感功能层和所述第二保护层所形成的第一结构与所述第一衬底层分离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牺牲层的禁带宽度小于所述准分子激光对应提供的可被剥离禁带宽度，所述第一衬底层与所述第二衬底层各自的禁带宽度均大于所述可被剥离禁带宽度，所述可被剥离禁带宽度为4.02eV或5.0eV；所述磁敏感功能层为具有强反常霍尔效应的亚铁磁氧化物单层薄膜、隧穿磁阻型多层薄膜结构或者巨磁阻型多层薄膜结构；所述隧穿磁阻型多层薄膜结构包括亚铁磁自由层、绝缘层或者亚铁磁钉扎层；所述巨磁阻型多层薄膜结构包括亚铁磁自由层、非磁导电层或者亚铁磁钉扎层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层，包括：通过磁控溅射或脉冲激光沉积，在第一衬底层上生长氧化物外延磁敏感薄膜层。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田兵，李鹏，骆柏锋，吕前程，尹旭，张佳明，林跃欢，刘胜荣，王志明，韦杰，谭则杰，陈仁泽，
申请(专利权)人：南方电网数字电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：