[發(fā)明專利]磁場(chǎng)傳感器及測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010815288.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN111929625B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢沖;劉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): G01R33/07
• 分類號(hào): G01R33/07
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述磁場(chǎng)傳感器的襯底上沉積單層鐵磁層，所述鐵磁層內(nèi)部發(fā)生自旋積累，以與所述鐵磁層的磁矩相互作用產(chǎn)生單向磁電阻；

所述磁場(chǎng)傳感器為霍爾棒結(jié)構(gòu)，利用所述霍爾棒結(jié)構(gòu)測(cè)量所述單向磁電阻；

其中，所述鐵磁層的上下表面的磁非活躍層具有非對(duì)稱性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述鐵磁層為CoFeB、Ni、CoFe、NiFe、Fe五種材料中的一種或幾種的合金或者多層異質(zhì)結(jié)，總厚度在1納米至500納米之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述傳感器為霍爾棒結(jié)構(gòu)，霍爾棒的特征寬度在10納米至1毫米之間，相鄰兩個(gè)霍爾棒的中心距離在15納米至1毫米之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述鐵磁層上沉積有保護(hù)層，所述保護(hù)層為金屬氧化物。

5.一種測(cè)試方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述方法包括：

在磁場(chǎng)傳感器接入預(yù)設(shè)電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)的電壓；

根據(jù)所述預(yù)設(shè)電流和電壓，計(jì)算所述磁場(chǎng)傳感器的單向磁電阻。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述在磁場(chǎng)傳感器接入預(yù)設(shè)電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)之間的電壓包括：

在磁場(chǎng)傳感器上施加一個(gè)正電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電壓，計(jì)算在所述正電流下測(cè)量到的電阻；

在磁場(chǎng)傳感器上施加一個(gè)負(fù)電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電壓，計(jì)算在所述負(fù)電流下測(cè)量到的電阻；

所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)電流和電壓，計(jì)算所述磁場(chǎng)傳感器的單向磁電阻包括：

計(jì)算在所述正電流下測(cè)量到的電阻和在所述負(fù)電流下測(cè)量到的電阻之間的差值，得到所述磁場(chǎng)傳感器的單向磁電阻。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述在磁場(chǎng)傳感器接入預(yù)設(shè)電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)的電壓包括：

在磁場(chǎng)傳感器上施加一個(gè)脈沖電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的脈沖電壓；

所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)電流和電壓，計(jì)算所述磁場(chǎng)傳感器的單向磁電阻包括：

計(jì)算所述脈沖電壓和所述脈沖電流的比值，得到所述磁場(chǎng)傳感器的單向磁電阻。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述在磁場(chǎng)傳感器接入預(yù)設(shè)電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)的電壓包括：

在磁場(chǎng)傳感器上施加一個(gè)連續(xù)變化的電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電壓；

所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)電流和電壓，計(jì)算所述磁場(chǎng)傳感器的單向磁電阻包括：

計(jì)算所述電壓對(duì)所述電流的導(dǎo)數(shù)，得到所述磁場(chǎng)傳感器的單向磁電阻。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述在磁場(chǎng)傳感器接入預(yù)設(shè)電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)的電壓包括：

在磁場(chǎng)傳感器上施加一個(gè)頻率為ω的交變電流，讀取霍爾棒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的頻率為2ω的電壓；

所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)電流和電壓，計(jì)算所述磁場(chǎng)傳感器的單向磁電阻包括：

計(jì)算所述頻率為2ω的電壓和所述頻率為ω的電流的比值，得到所述磁場(chǎng)傳感器的單向磁電阻。