[發(fā)明專利]穿隧式磁阻傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110346438.1
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102866365A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 李乾銘;陳光鏡;劉富臺
• 申請（專利權）人: 宇能電科技股份有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;G01D5/12
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 楊波

技術領域

本發(fā)明是有關于一種穿隧式磁阻傳感器，且特別是關于一種平面穿隧式磁阻傳感器。

背景技術

近年來，磁阻元件的應用主要分為兩種，一種是磁性隨機存取內存(Magnetic?Random?Access?Memory,?MRAM)，另一種則是磁阻傳感器（magnetoresistance?sensor）。以磁阻傳感器為例，其可應用于電子羅盤中，用以精細偵測地球磁場的變化；或是應用于機械裝置之中，用以監(jiān)測線性或角度位移。而且，為提高裝置的靈敏度，目前多以穿隧式磁阻(Tunneling?Magnetoresistance,?TMR)元件來取代以往常用的巨磁阻(Giant?Magnetoresistance,?GMR)元件。

在使用穿隧式磁阻機制的現有磁阻傳感器中，穿隧式磁阻元件與上、下電極均以絕緣層相隔，并透過接觸插塞（plug）而電性連接至上電極及下電極。也就是說，電流會以垂直穿隧式磁阻元件的表面的方向在上電極與下電極之間流動，形成所謂的垂直穿隧式(Current-Perpendicular-to?Plane?Tunneling,?CPPT)磁阻傳感器。

然而，在垂直穿隧式磁阻傳感器的制作過程中，由于穿隧式磁阻元件的上、下層均需形成有金屬層作為電極，制程上較為繁雜。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種穿隧式磁阻傳感器，其制程簡單，因此可降低成本。

本發(fā)明的再一目的是提供一種穿隧式磁阻傳感器，以提高感測靈敏度。

本發(fā)明提出一種穿隧式磁阻傳感器，包括基板、絕緣層、穿隧磁阻元件以及第一電極陣列。絕緣層是配置于基板上方，穿隧磁阻元件是嵌于絕緣層中。第一電極陣列包括多個第一電極，且這些第一電極是彼此間隔地排列在絕緣層上方，并分別電性連接至穿隧磁阻元件。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的穿隧磁阻元件包括多個磁穿隧接面(magnetic?tunneling?junction,?MTJ)單元，彼此間隔地排列于上述的絕緣層中，各磁穿隧接面單元分別電性連接至兩相鄰的第一電極。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的絕緣層具有多個第一開口，各磁穿隧接面單元分別填于其所對應的第一開口內，且這些第一電極系直接與這些磁穿隧接面單元電性接觸。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的穿隧式磁阻傳感器更包括多個第一接觸插塞，配置于絕緣層內而電性連接于上述這些第一電極與上述這些磁穿隧接面單元之間。

在本發(fā)明的一實施例中，上述絕緣層具有第一開口，且上述的穿隧磁阻元件為條狀磁穿隧接面單元，并填于絕緣層的第一開口內，而這些第一電極系直接與條狀磁穿隧接面單元電性接觸。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的穿隧式磁阻傳感器更包括多個第一接觸插塞，配置于絕緣層中，而穿隧磁阻元件為條狀磁穿隧接面單元，各第一接觸插塞系電性連接于條狀磁穿隧接面單元與其所對應的第一電極之間。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的穿隧磁阻元件包括釘扎層(pinned?layer)、自由層(free?layer)以及穿隧層(tunnel?barrier)。穿隧層是配置于自由層與釘扎層之間，自由層可配置于釘扎層上方或下方。

本發(fā)明還提出一種穿隧式磁阻傳感器，包括基板、絕緣層、第一電極陣列以及穿隧磁阻元件。絕緣層是配置于基板上方，第一電極陣列包括多個第一電極，且這些第一電極是彼此間隔地嵌于絕緣層中。穿隧磁阻元件則是配置在第一電極陣列上方，并電性連接至此第一電極陣列。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的穿隧磁阻元件包括多個磁穿隧接面單元，彼此間隔地排列于絕緣層上，且各磁穿隧接面單元分別電性連接至兩相鄰的第一電極。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的絕緣層具有多個第一開口，各第一電極分別填于其所對應的第一開口內，且各磁穿隧接面單元系直接與其所對應的兩相鄰的第一電極電性接觸。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的穿隧式磁阻傳感器更包括多個第一接觸插塞，配置于絕緣層內，并分別電性連接于其所對應的第一電極與磁穿隧接面單元之間。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的穿隧磁阻元件為條狀磁穿隧接面單元，且上述的絕緣層具有多個第一開口，各第一電極分別填于其所對應的第一開口內，而條狀磁穿隧接面單元系配置于絕緣層上而直接與上述這些第一電極電性接觸。