[實(shí)用新型]一種單芯片雙軸磁電阻線性傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720293521.X
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN206671519U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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
• 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),李萍

1.一種單芯片雙軸磁電阻線性傳感器，包括位于X-Y平面上的襯底、位于所述襯底上的推挽式X軸磁電阻線性傳感器和推挽式Y(jié)軸磁電阻線性傳感器，所述推挽式X軸磁電阻線性傳感器包含X推臂和X挽臂，所述推挽式Y(jié)軸磁電阻線性傳感器包含Y推臂和Y挽臂，所述X推臂、X挽臂、Y推臂和Y挽臂均分別包括至少一個(gè)磁場敏感方向沿+X、-X、+Y、-Y方向的磁電阻線性傳感單元陣列，所述磁電阻線性傳感單元陣列由至少一個(gè)磁電阻線性傳感單元組成，其特征在于，

所述推挽式X軸磁電阻線性傳感器和所述推挽式Y(jié)軸磁電阻線性傳感器具有共同的幾何中心，

所述磁電阻線性傳感單元為MTJ單元，所述磁電阻線性傳感單元具有相同的磁多層薄膜結(jié)構(gòu)，所述磁多層薄膜結(jié)構(gòu)自下而上包括種子層、下電極層、反鐵磁層、釘扎層、Ru層、參考層、非磁中間層、自由層、磁偏置層、上電極層和鈍化層，或者自下而上包括種子層、下電極層、反鐵磁層、參考層、非磁中間層、自由層、磁偏置層、上電極層和鈍化層，

所述反鐵磁層磁化方向通過激光程控加熱磁退火獲得，具有相同磁化方向的磁電阻線性傳感單元陣列相鄰設(shè)置，具有不同的磁場敏感的磁電阻線性傳感單元陣列之間具有隔熱間隙，

所述非磁中間層為Al₂O₃或者M(jìn)gO，所述磁偏置層為硬磁層、另一反鐵磁層、或者合成反鐵磁層結(jié)構(gòu)，所述鈍化層為對激光透明的材料，

所述線性磁電阻傳感單元或者所述線性磁電阻傳感單元陣列的上方或者下方設(shè)置有軟磁通量衰減器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻線性傳感器，其特征在于，所述磁電阻線性傳感單元為橢圓形或者所述磁電阻線性傳感單元具有呈矩形的中部和分別位于中部相對兩側(cè)的呈三角形或扇形的兩端部；構(gòu)成X推臂和X挽臂的磁電阻線性傳感單元的長軸沿Y軸方向，短軸沿X軸方向；構(gòu)成Y推臂和Y挽臂的磁電阻線性傳感單元的長軸沿X軸方向，短軸沿Y軸方向；所述參考層和所述自由層的磁化方向相互垂直，具有相同的磁場靈敏度和零磁場電阻值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻線性傳感器，其特征在于，所述X推臂、所述X挽臂、所述Y推臂和所述Y挽臂包括相同數(shù)量且具有相同電阻的磁電阻線性傳感單元，且各自的磁電阻線性傳感單元通過串聯(lián)、并聯(lián)、或者混合串并聯(lián)形成兩端口結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻線性傳感器，其特征在于，所述推挽式X軸磁電阻線性傳感器的磁電阻線性傳感單元的參考層磁化方向和所述推挽式Y(jié)軸磁電阻線性傳感器的磁電阻線性傳感單元的參考層磁化方向的夾角范圍在85°和95°之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻線性傳感器，其特征在于，所述推挽式X磁電阻線性傳感器和所述推挽式Y(jié)磁電阻線性傳感器為半橋、全橋或者準(zhǔn)橋結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻線性傳感器，其特征在于，所述磁電阻線性傳感單元陣列之間排列方式為：+X/-Y/+Y/-X，或者+X/+Y/-Y/-X，或者-X/-Y/+Y/+X，或者+X/-Y/+Y/-X。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻線性傳感器，其特征在于，所述磁電阻線性傳感單元陣列之間通過互聯(lián)導(dǎo)線進(jìn)行連接，至少部分的所述互聯(lián)導(dǎo)線具有位于各所述磁電阻線性傳感單元旁側(cè)的曲折段，且所述互聯(lián)導(dǎo)線的曲折段與所述磁電阻線性傳感單元陣列的距離大于15微米。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種單芯片雙軸磁電阻線性傳感器，其特征在于，連接電源公共端Vs與推臂以及挽臂的互聯(lián)導(dǎo)線和連接地公共端GND與推臂以及挽臂的互聯(lián)導(dǎo)線具有相同的互聯(lián)電阻，分別連接信號輸出公共端V+、V-與推臂以及挽臂的互聯(lián)導(dǎo)線具有相同的互聯(lián)電阻，所述互聯(lián)導(dǎo)線具有直線段或者所述曲折段以得到相同的互聯(lián)電阻。