[發(fā)明專利]一種巨磁電阻磁單極開關(guān)傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010594967.2
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111769192A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐曉莉;李光耀;姜杰
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);上海麥歌恩微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L43/02
• 分類號: H01L43/02;H01L43/08;H01L43/10;G01D5/14;G01R33/09
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

1.一種巨磁電阻磁單極開關(guān)傳感器，由四個完全一致的傳感單元組成惠斯通電橋結(jié)構(gòu)，其特征在于：

所述傳感單元為長條形雙釘扎結(jié)構(gòu)磁電阻傳感單元薄膜，為從下至上依次沉積的基片/緩沖層/反鐵磁層1/鐵磁層1/隔離層/鐵磁層2/反鐵磁層2；其長短軸比為5：1～15：1，短軸的線寬為1～20μm；

鐵磁層1/反鐵磁層1和鐵磁層2/反鐵磁層2在薄膜沉積時通過施加大小50～1000Gs的沉積磁場H，分別形成對應(yīng)的交換偏置場H1、H2，方向沿傳感單元膜面長軸方向；且鐵磁層1的翻轉(zhuǎn)場h1、h2對應(yīng)于傳感器所需開、關(guān)場Bop和Brp，鐵磁層2/反鐵磁層2兩層薄膜產(chǎn)生的交換偏置場H2遠大于傳感器所需開關(guān)場，即H2≥10H1。

所述惠斯通電橋結(jié)構(gòu)的一組對應(yīng)橋臂設(shè)有完全覆蓋所屬傳感單元的矩形屏蔽層框。

2.如權(quán)利要求1所述巨磁電阻磁單極開關(guān)傳感器，其特征在于：所述H1、H2的大小通過鐵磁層1/2、反鐵磁層1/2的材料和厚度選擇進行調(diào)控。

3.如權(quán)利要求1所述巨磁電阻磁單極開關(guān)傳感器，其特征在于：

所述基片材料為Si/SiO₂；反鐵磁層1、2材料采用FeMn、NiMn、IrMn或PtMn的金屬反鐵磁材料，厚度選擇為5-20nm；鐵磁層1、2采用Ni、Fe、Co或Ni/Fe/Co合金的鐵磁性材料，厚度選擇為5-15nm；隔離層采用Cu或Ag的非磁性導(dǎo)體材料，厚度選擇為1.8-5nm；緩沖層采用Ta、NiFeCr或Pt，厚度選擇為3-5nm。

4.如權(quán)利要求1所述巨磁電阻磁單極開關(guān)傳感器，其特征在于：所述傳感單元還包括設(shè)置在反鐵磁層2上的保護層。

5.如權(quán)利要求4所述巨磁電阻磁單極開關(guān)傳感器，其特征在于：所述保護層的材料為Ta，厚度選擇為3-5nm。