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专利及成果转化

北航歌尔微电子创新技术研究院自成立以来,致力于产学研结合与高科技成果转化。目前已经申请国际及国家发明专利30余件;成功制备8英寸晶圆GMR磁传感器;自主研发国内首款集高低频电学测试、磁学测试与高分辨率磁光克尔成像于一体的商业化磁光克尔综合测量系统,形成样机1台,计划于2019年实现产业化。

1.GMR/TMR传感器介绍

小型化、可集成嵌入各种智能系统的磁传感器主要包括霍尔传感器、各向异性磁阻(AMR)传感器、巨磁阻(GMR)传感器和隧穿磁阻(TMR)传感器等,其灵敏度、分辨率依次提高,体积和功耗依次降低。以下是几种类型的传感器在不同配置下的性能对比:

需要指出的是,理论上,TMR传感器比传统的GMR传感器具有更高的灵敏度,磁场探测精度可高达pT量级,且由于其体积小、功耗低等优势,适用于集成式人工智能设备、物联网等复杂信息系统的海量信号的精确采集,以及心磁脑磁等极端微弱信号的探测。但是,其工艺复杂度高,成本较高,且当前产业上制造的TMR传感器由于工艺缺陷等原因,探测精度离理论预测尚有差距。GMR/TMR项目组基于8英寸晶圆工艺线,致力于通过工艺优化,提高良品率等途径,降低单个芯片平均生产成本,提高传感器探测精度,促进TMR传感器的推广应用。

1.多功能高分辨率磁光克尔显微镜系统

北航青岛微电子创新技术研究院自主研发了多台不同功能的磁光克尔显微镜,如高分辨率(300nm)磁光克尔显微镜、基于磁光克尔成像的DMI测试系统、磁滞回线扫描系统、变温(4-500 K)磁光克尔成像系统(可用于二维铁磁材料磁性测量)、磁光克尔成像与高频电学测试结合的磁光电综合测试系统。

磁光克尔测试团队将以上设备的功能进行集成,开发了国内首台商业化的高端多功能磁光克尔显微镜测试系统,各项性能指标达到或者超越了国际同类产品的水平:

北航青岛微电子研究院开发的磁光克尔显微镜与同行产品比较

此显微镜目前已经实现商业化销售,详情请咨询张学莹博士。

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