[發(fā)明專利]一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410508055.3
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104280700B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 詹姆斯·G·迪克;周志敏
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇多維科技有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;G01R17/00;G01R3/00;G01C17/28
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi),段曉玲

1.一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋，其特征在于，包括：

位于X-Y平面上的襯底；

一個錯列排列的軟磁通量集中器陣列，其每個軟磁通量集中器具有平行于X軸和Y軸的邊，以及四個角，所述四個角從左上位置開始順時針方向依次標(biāo)記為A，B，C和D；

位于所述襯底上的磁電阻傳感單元陣列，其包括位于所述軟磁通量集中器之間的間隙處的磁電阻傳感單元；

位于任意軟磁通量集中器的A和C角位置附近的所述磁電阻傳感單元稱為推磁電阻傳感單元；

位于任意軟磁通量集中器的B和D角位置附近的所述磁電阻傳感單元稱為挽磁電阻傳感單元；

所有所述推磁電阻傳感單元電連接成一個或多個推臂；

所有所述挽磁電阻傳感單元電連接成一個或多個挽臂；

所有所述推臂和所有所述挽臂電連接成一個推挽式傳感器橋;

所述的一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋還包括測試線圈和重置線圈;

所述測試線圈分別位于所述磁電阻傳感單元的正上方或者正下方，所述測試線圈的電流方向平行于所述Y軸方向，且測試時流經(jīng)所述推磁電阻傳感單元和所述挽磁電阻傳感單元分別對應(yīng)的所述測試線圈的電流方向相反且大小相同;

所述重置線圈位于所述磁電阻傳感器的正下方或者正上方，所述重置線圈的電流方向平行于所述X軸方向，流過所述推磁電阻傳感單元和挽磁電阻傳感單元分別對應(yīng)的所述重置線圈的電流大小相同且方向相同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋，其特征在于，所述磁電阻傳感單元為GMR自旋閥或者TMR傳感單元，無外磁場時，所有所述磁電阻傳感單元的釘扎層磁化方向相同且平行于X軸方向，所有所述磁電阻傳感單元的自由層磁化方向平行于Y軸方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋，其特征在于，所述錯列排列的軟磁通量集中器陣列包括第一軟磁通量集中器和第二軟磁通量集中器，所述第一軟磁通量集中器和所述第二軟磁通量集中器均排列成平行于所述Y軸方向的列且平行于所述X軸方向的行，所述軟磁通量集中器在所述Y軸方向尺度為Ly且在所述X軸方向尺度為Lx，所述第一軟磁通量集中器和所述第二軟磁通量集中器各自的相鄰的行之間沿所述Y軸方向的間隙為yGap，且所述第二軟磁通量集中器的列相對于所述第一軟磁通量集中器的列沿所述Y軸方向相對移動的距離為±(Ly+yGap)/2。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋，其特征在于，所述磁電阻傳感單元陣列的行方向平行于所述X軸方向且列方向平行于所述Y軸方向，所述磁電阻傳感單元陣列的列位于所述第一軟磁通量集中器和第二軟磁通量集中器相鄰列的間隙中心，推磁電阻傳感單元同時分別對應(yīng)第一和第二軟磁通量集中器的角A和角C位置，且所述第二軟磁通量集中器相對于所述第一軟磁通量集中器具有正Y軸向位移，所述挽磁電阻傳感單元同時分別對應(yīng)第一和第二軟磁通量集中器的角B和角D位置，且所述第二軟磁通量集中器相對于第一軟磁通量集中器具有負(fù)Y軸向等值位移。

5.根據(jù)權(quán)利要求1，3或4所述的一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋，其特征在于，所述磁電阻傳感單元陣列的每列和每行均由交替排列的推磁電阻傳感單元和挽磁電阻傳感單元組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1，3或4所述的一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋，其特征在于，所述磁電阻傳感單元陣列的每列包括交替排列的推磁電阻傳感單元和挽磁電阻傳感單元，所述磁電阻傳感單元陣列包括交替排列的推磁電阻傳感單元行和挽磁電阻傳感單元行， 所述推磁電阻傳感單元行由推磁電阻傳感單元組成，所述挽磁電阻傳感單元行由挽磁電阻傳感單元組成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1，3或4所述的一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋，其特征在于，所述磁電阻傳感單元陣列的每行包括交替排列的推磁電阻傳感單元和挽磁電阻傳感單元，所述磁電阻單元陣列的列為交替排列的推磁電阻傳感單元列和挽磁電阻傳感單元列， 所述推磁電阻傳感單元列由推磁電阻傳感單元組成，所述挽磁電阻傳感單元列由挽磁電阻傳感單元組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片差分自由層推挽式磁場傳感器電橋，其特征在于，所述推挽式磁場傳感器電橋的偏壓，地和信號輸出端電連接到位于所述襯底正面的焊盤或者通過TSV連接到所述襯底背面的焊盤。