[實(shí)用新型]電流傳感器芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020020783.0
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN211182246U
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明;關(guān)蒙萌;胡忠強(qiáng);周子堯;朱家訓(xùn)
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海多創(chuàng)科技有限公司
• 主分類號: H01L43/02
• 分類號: H01L43/02;H01L43/08;H01L27/22;H01L43/12;G01R15/20;G01R33/09
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務(wù)所 44291
• 代理人: 楊煥軍

電流傳感器芯片，包括：基底；設(shè)置于所述基底上的電流導(dǎo)體，所述電流導(dǎo)體通過連接電極與外部被測導(dǎo)體相連；設(shè)置于所述基底上的磁阻傳感單元，所述磁阻傳感單元對稱設(shè)置于每一所述電流導(dǎo)體的兩側(cè)，所述磁阻傳感單元通過輸出電極輸出檢測信號。本實(shí)用新型在電流導(dǎo)體的兩側(cè)對稱設(shè)置磁阻傳感單元，利用磁阻傳感單元作為磁場檢測元件，由于傳感器的傳感部分以及電流導(dǎo)體均位于芯片內(nèi)部，可以消除外界磁場的干擾，具有更高的穩(wěn)定性，而且磁阻傳感單元耗能低，可以降低傳感器的功耗。同時(shí)本實(shí)用新型的傳感器可以采用半導(dǎo)體工藝制備，不僅提高了產(chǎn)品的集成度，結(jié)構(gòu)更緊湊，體積更小，也降低了生產(chǎn)成本，便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電流感測技術(shù)領(lǐng)域，尤指涉及一種電流傳感器芯片。

背景技術(shù)

當(dāng)電流流過導(dǎo)體時(shí)會在空間中產(chǎn)生磁場，該磁場與電流的大小成正比，且磁場在導(dǎo)體周圍呈圓周分布。通過探測電流所產(chǎn)生的磁場大小，可以檢測得到被測電流的大小。傳統(tǒng)的采用磁場檢測式的電流傳感器，由于無法區(qū)分環(huán)境中的干擾磁場，因此存在靈敏度低、性能不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。另外，隨著智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對芯片級電流測量方案的需求越來越多，傳統(tǒng)的電流傳感器因集成度不高、體積大、制造一致性差，在應(yīng)用上受到了限制。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可避免磁場干擾、集成度高的電流傳感器芯片及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案：

電流傳感器芯片，包括：基底；設(shè)置于所述基底上的電流導(dǎo)體，所述電流導(dǎo)體通過連接電極與外部被測電流源相連；設(shè)置于所述基底上的磁阻傳感單元，所述磁阻傳感單元對稱設(shè)置于所述電流導(dǎo)體的兩側(cè),所述磁阻傳感單元通過輸出電極輸出檢測信號。

進(jìn)一步的，所述電流導(dǎo)體包括偶數(shù)段相互平行的導(dǎo)體段，所述導(dǎo)體段之間首尾相連，且相鄰的導(dǎo)體段之間的距離大于所述電流導(dǎo)體的寬度。

進(jìn)一步的，所述磁阻傳感單元包括釘扎層、自由層和非磁層，所述非磁層位于釘扎層和自由層之間；所述釘扎層的磁化方向垂直于芯片表面，所述自由層的磁化方向平行于芯片表面。

進(jìn)一步的，所述磁阻傳感單元和所述電流導(dǎo)體之間設(shè)置有絕緣層。

進(jìn)一步的，所述磁阻傳感單元為TMR單元或GMR單元。

由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型利用電流導(dǎo)體在外圍對稱位置處的磁場在z軸方向上可以產(chǎn)生大小相同、方向相反的磁場分量的特性，在電流導(dǎo)體的兩側(cè)對稱設(shè)置磁阻傳感單元，利用磁阻傳感單元作為磁場檢測元件，根據(jù)被測電流產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度來測定電流的大小，由于傳感器的傳感部分以及電流導(dǎo)體均位于芯片內(nèi)部，可以消除外界磁場的干擾，具有更高的穩(wěn)定性，而且磁阻傳感單元耗能低，可以降低傳感器的功耗。同時(shí)本實(shí)用新型的傳感器可以采用半導(dǎo)體工藝制備，不僅提高了產(chǎn)品的集成度，結(jié)構(gòu)更緊湊，體積更小，也降低了生產(chǎn)成本，便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b為本實(shí)用新型實(shí)施例局部剖視圖；

圖2a為電流導(dǎo)體和磁阻傳感單元的位置示意圖；

圖2b為電流導(dǎo)體中通入電流時(shí)其外圍磁場的示意圖；

圖2c為電流導(dǎo)體中通入電流時(shí)其左側(cè)的磁阻傳感單元所在位置的磁場線示意圖；

圖2d為電流導(dǎo)體中通入電流時(shí)其右側(cè)的磁阻傳感單元所在位置的磁場線示意圖；