[發明專利]隧穿磁電阻傳感器的調控方法及系統

有效

• 申請號: 201910406376.5
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110109039B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 崔巖;羅軍;楊美音;許靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00;G01R33/09
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 錢灣灣;王寶筠

1.一種隧穿磁電阻傳感器的調控方法，其特征在于，所述隧穿磁電阻傳感器包括襯底、位于所述襯底之上的底電極、磁隧道結、絕緣介質層和頂電極；所述磁隧道結為CoFeB/MgO/CoFeB，所述方法包括：

在所述隧穿磁電阻傳感器的底電極和頂電極之間加載電壓，所述電壓為可調電源提供的可變電壓；

調整所述底電極和所述頂電極之間的電壓值，改變所述隧穿磁電阻傳感器中所述磁隧道結的CoFeB/MgO的界面耦合系數，通過所述界面耦合系數調整界面垂直各向異性能，進而調整所述磁隧道結的磁各向異性能，以調控所述隧穿磁電阻傳感器的量程和靈敏度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可調電源為連續可調電壓源，所述連續可調電壓源提供電壓值為第一區間的電壓；

所述調整所述底電極和所述頂電極之間的電壓值包括：

根據電壓和量程、靈敏度的對應關系，確定與目標量程和目標靈敏度對應的目標電壓值，所述目標電壓值位于所述第一區間；

調整所述底電極和所述頂電極之間的電壓值為所述目標電壓值，以使所述隧穿磁電阻傳感器的量程和靈敏度分別為目標量程和目標靈敏度。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據電壓和量程、靈敏度的對應關系，確定與目標量程和目標靈敏度對應的目標電壓值包括：

根據磁各向異性能密度和量程、靈敏度的對應關系，確定目標量程和目標靈敏度對應的目標磁各向異性能密度；

根據磁各向異性能密度和電壓的對應關系，確定與所述目標磁各向異性能密度對應的目標電壓值。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述可調電源為非連續可調電壓源，所述非連續可調電壓源提供N個電壓值的電壓以供選擇，N為大于1的正整數；

所述調整所述底電極和所述頂電極之間的電壓值包括：

將所述底電極和所述頂電極之間的電壓值調整為所述N個電壓值中的一個。

5.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，所述底電極和所述頂電極之間的電壓值不低于反向臨界電壓，所述反向 臨界電壓是指磁各向異性能密度為零時的反向電壓。

6.一種隧穿磁電阻傳感器的調控系統，其特征在于，所述系統包括隧穿磁電阻傳感器、可調電源和控制器，所述隧穿磁電阻傳感器包括襯底、位于所述襯底之上的底電極、磁隧道結、絕緣介質層和頂電極，所述磁隧道結為CoFeB/MgO/CoFeB，其中：

所述磁電阻傳感器，用于采集磁信號，并將所述磁信號轉換為電信號；

所述可調電源，用于提供可變電壓；

所述控制器，用于在所述隧穿磁電阻傳感器的底電極和頂電極之間加載電壓，調整所述底電極和所述頂電極之間的電壓值，改變所述隧穿磁電阻傳感器中所述磁隧道結的CoFeB/MgO的界面耦合系數，通過所述界面耦合系數調整界面垂直各向異性能，進而調整所述磁隧道結的磁各向異性能，以調控所述隧穿磁電阻傳感器的量程和靈敏度。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述可調電源為連續可調電壓源，所述連續可調電壓源提供電壓值為第一區間的電壓；

所述控制器具體用于：

根據電壓和量程、靈敏度的對應關系，確定與目標量程和目標靈敏度對應的目標電壓值，所述目標電壓值位于所述第一區間；

調整所述底電極和所述頂電極之間的電壓值為所述目標電壓值，以使所述隧穿磁電阻傳感器的量程和靈敏度分別為目標量程和目標靈敏度。

8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述控制器具體用于：

根據磁各向異性能密度和量程、靈敏度的對應關系，確定目標量程和目標靈敏度對應的目標磁各向異性能密度；

根據磁各向異性能密度和電壓的對應關系，確定與所述目標磁各向異性能密度對應的目標電壓值。