[發明專利]具有減小的不連續性的xMR傳感器

有效

• 申請號: 201610030056.0
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN105425177B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: W.拉貝爾格;J.齊默
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周學斌;蔣駿

本發明涉及具有減小的不連續性的xMR傳感器。實施例涉及xMR傳感器和xMR傳感器內的xMR條的配置，該xMR傳感器包括巨磁阻（GMR）、隧道磁阻（TMR）或各向異性磁阻（AMR）。在實施例中，xMR條包括多個不同大小和/或不同取向的、串聯連接的部分。在另一實施例中，xMR條包括變化的寬度或其它特性。這樣的配置可以解決與傳統xMR傳感器相關聯的不連續性并且提高xMR傳感器性能。

本申請為分案申請，其母案的發明名稱為“具有減小的不連續性的xMR傳感器”，申請日為2011年10月20日，申請號為201110320318.4。

技術領域

本發明一般涉及集成電路（IC）傳感器，并且更具體地涉及用于旋轉速度感測應用的磁阻IC傳感器。

背景技術

磁場傳感器可以包括巨磁阻（GMR）、隧道磁阻（TMR）、各向異性磁阻（AMR）以及其它技術，這些被統稱為xMR技術。XMR技術可以用在旋轉速度傳感器中，所述旋轉速度傳感器傳統地包括與垂直于傳感器平面的反偏磁場結合的極輪（pole wheel）換能器輪或鐵輪。位于這些傳感器中的輪附近的xMR結構通常是具有例如小于2微米（μm）的均勻寬度（以便通過形狀各向異性而提供定義的靈敏度）和例如大約300 μm的長度的窄條。

換能器極輪僅具有有限的厚度或軸向寬度，以使得磁信號場在整個xMR條長度內不均勻。隨著離極輪中心的軸向距離增加，By分量增加并且在極輪的下半部和上半部之間被相移了180度。結合相對于各個By分量被相移了+/-90度的Bx分量，結果是在關于極輪的居中調整中對于極輪的下半部和上半部在相反的旋轉方向（sense of rotation）上的磁場向量的旋轉以及結果對于xMR條的下半部和上半部在相反的旋轉方向上的磁場向量的旋轉。取決于根據軸向位置的Bx/By分量的比率/幅值和極輪寬度，相對旋轉的磁場還可能引起傳感器層的相對旋轉的磁化，從而產生臨時的疇壁。疇壁的產生和湮滅導致輸出信號的不連續性或抖動，這可能干擾對信號的解讀。

xMR條的形狀各向異性還可能導致在條寬度內的不同磁化行為。中心的域可能非常容易地跟隨外部磁場，而邊緣處的磁化區域更加穩定得多。條中心與邊緣之間可能發生疇壁，并且當場角或場強超過特定值時，邊緣區域中的磁化方向可能沿外部場而突然轉向。該切換過程反映在電阻特性的不連續性上。對于給定的傳感器材料（例如，自由層厚度材料等）發生切換時的場角取決于旋轉場向量的場條件（By/Bx比率）和形狀各向異性以及因此取決于條寬度。輸出信號的不連續性可以經由抖動、脈沖損失等而影響對信號的解讀。

解決這些問題的傳統途徑包括在xMR傳感器的后側安裝反偏磁體，以建立偏置磁場用以穩定自由層磁化的方向，這可以防止自由層旋轉但是需要重大努力并且可能導致傳感器靈敏度的減小。因此，期望新的解決方案以最小化xMR速度傳感器的輸出信號的不連續性。

發明內容

在實施例中，磁阻傳感器元件包括具有多個串聯段的磁阻條，這些段中的相鄰段具有不同的傾斜角。

在另一實施例中，磁阻傳感器元件包括具有至少兩個串聯耦合的段的磁阻條，第一段具有負彎曲而第二段具有正彎曲。

在另一實施例中，磁阻傳感器元件包括具有多個串聯耦合的段的磁阻條，所述多個串聯耦合的段中的相鄰段具有不同的寬度。

在另一實施例中，一種方法包括：形成具有第一端和第二端的磁阻條；以及相對于磁阻條的中心的寬度調整第一端和第二端的寬度以補償不想要的磁場分量。

附圖說明

考慮到關于附圖的本發明的各個實施例的以下詳細描述，可以更完整地理解本發明，其中：

圖1描繪了根據實施例的xMR條傾斜角。

圖2描繪了根據實施例的針對各個傾斜角的仿真結果。

圖3描繪了根據實施例的針對平均傾斜角的仿真結果。