[實用新型]一種低噪聲磁電阻傳感器

有效

• 申請號: 201620483759.4
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN206147081U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 詹姆斯·G·迪克;周志敏;史建雷
• 申請（專利權）人: 江蘇多維科技有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;G01R15/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫

1.一種低噪聲磁電阻傳感器，包括兩個磁電阻傳感器切片，其中一個磁電阻傳感器切片為另一個磁電阻傳感器切片在X-Y平面內旋轉180度角度相位得到，所述的磁電阻傳感器切片包括基片襯底、底層電極層、MTJ磁電阻層、頂層電極層、絕緣層和多個通量集中器，所述的底層電極層為導電材料并沉積在所述的基片襯底上，所述的MTJ磁電阻層由多個MTJ磁電阻單元串陣列構成，每個MTJ磁電阻單元串由多個MTJ磁電阻單元構成，所述的頂層電極層覆蓋所述的MTJ磁電阻單元串，所述的絕緣層覆蓋所述的底層電極層、所述的MTJ磁電阻層和所述的頂層電極層，其特征在于，所述的通量集中器位于MTJ磁電阻層的上表面或者下表面，所述的MTJ磁電阻單元位于所述的通量集中器之間的間隙處，每個所述的MTJ磁電阻單元的形狀為末端具有錐形或圓弧形的結構，所述的MTJ磁電阻單元的長度與寬度的比值在1.5—100之間，所述的MTJ磁電阻單元的寬度在0.1微米—10微米之間。

2.根據權利要求1所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：所述的基片襯底的材料為硅。

3.根據權利要求1所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：兩個所述的磁電阻傳感器切片上的磁電阻傳感單元串陣列電連接成推挽式磁電阻傳感單元電橋，所述推挽式磁電阻傳感單元電橋至少包括一個推臂和一個挽臂，所述推臂包括至少一個推磁電阻傳感單元串，所述挽臂包括至少一個挽磁電阻傳感單元串，所述的推磁電阻傳感單元串和挽磁電阻傳感單元串均由所述的MTJ磁電阻傳感單元構成。

4.根據權利要求1所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：所述MTJ磁電阻傳感單元包括自下而上依次分布的種子層、反鐵磁層AF1、合成反鐵磁釘扎層、隧道結、自由層、反鐵磁層AF2、覆蓋層，其中所述的反鐵磁層AF1的材料為PtMn，反鐵磁層AF2的材料為IrMn，合成反鐵磁釘扎層采用CoFe/Ta/CoFe/Ru/CoFeB的結構，自由層采用CoFeB/NiFe的結構，隧道結的材料為MgO。

5.根據權利要求1所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：所述的絕緣層的材料為SiO₂、Al₂O₃、Si₃N₄、聚酰亞胺或光刻膠。

6.根據權利要求1所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：所述的底層電極層為鉭與釕交替構成的多層結構，所述的頂層電極層的材料為金。

7.根據權利要求3所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：所述的MTJ磁電阻層由兩個相同的MTJ磁電阻單元串陣列構成，所述的MTJ磁電阻單元串陣列由所述的MTJ磁電阻單元串串聯連接而成，每個所述的MTJ磁電阻單元串陣列構成推挽式磁電阻傳感單元電橋的推臂和挽臂。

8.根據權利要求7所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：相鄰MTJ磁電阻單元串之間的間隙GAP1將每一個矩形的通量集中器分割成四個獨立的部分。

9.根據權利要求3所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：所述的MTJ磁電阻層由四個相同的MTJ磁電阻單元串陣列構成，所述的MTJ磁電阻單元串陣列由所述的MTJ磁電阻單元串串聯連接而成，其中兩個MTJ磁電阻單元串陣列串聯或并聯連接成推挽式磁電阻傳感單元電橋的推臂，另外兩個MTJ磁電阻單元串陣列串聯或并聯連接成推挽式磁電阻傳感單元電橋的挽臂。

10.根據權利要求9所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：相鄰MTJ磁電阻單元串之間的間隙GAP1以及上下MTJ磁電阻單元陣列之間的間隙GAP2將每一個矩形的通量集中器分割成四個獨立的部分。

11.根據權利要求3所述的一種低噪聲磁電阻傳感器，其特征在于：所述的MTJ磁電阻層由多個相同的MTJ磁電阻單元串陣列構成，所述的MTJ磁電阻單元串陣列由所述的MTJ磁電阻單元串串聯連接而成，所述的MTJ磁電阻單元串陣列電連接成推挽式磁電阻傳感單元電橋，所述的MTJ磁電阻單元串陣列混合連接成推挽式磁電阻傳感單元電橋的推臂和挽臂。