[發(fā)明專利]全橋磁電阻傳感器及其制造方法以及雙釘扎磁電阻多層膜

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111215615.2
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN114002628A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李大來;黃正偉;王鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 新納傳感系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;G01R33/00
• 代理公司: 蘇州簡理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32371
• 代理人: 龐聰雅

1.一種雙釘扎磁電阻多層膜，其特征在于，其包括依次層疊設(shè)置的緩沖層、第一反鐵磁層、第一鐵磁層、第一夾層、鐵磁參考層、間隔層、鐵磁自由層、第二夾層、第二鐵磁層、第二反鐵磁層和覆蓋層，

所述第一反鐵磁層對所述第一鐵磁層施加第一交換偏置；

所述第一鐵磁層通過所述第一夾層對所述鐵磁參考層施加第一人工反鐵磁耦合；

所述第二反鐵磁層對所述第二鐵磁層施加第二交換偏置；

所述第二鐵磁層通過所述第二夾層對所述鐵磁自由層施加第二人工反鐵磁耦合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙釘扎磁電阻多層膜，其特征在于，

所述雙釘扎磁電阻多層膜的長寬比至少為2。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙釘扎磁電阻多層膜，其特征在于，

所述緩沖層為導電金屬或者金屬多層膜；

所述第一鐵磁層為鐵磁金屬或者合金；

所述第一夾層為金屬層；

所述鐵磁參考層為鐵磁金屬或者合金；

所述鐵磁自由層為鐵磁金屬或者合金；

所述第二夾層為金屬層；

所述第二鐵磁層為鐵磁金屬或者合金；和/或

所述覆蓋層為導電金屬或金屬多層膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙釘扎磁電阻多層膜，其特征在于，

所述緩沖層為Ta或者Ru；

所述第一反鐵磁層為PtMn；

所述第一鐵磁層為Fe、Co、Ni或者CoFe(B)；

所述第一夾層為Ru；

所述鐵磁參考層為Fe、Co、Ni或者CoFe(B)；

所述鐵磁自由層為Fe、Co、Ni或者CoFe(B)；

所述第二夾層為Ru；

所述第二鐵磁層為Fe、Co、Ni或者CoFe(B)；

所述第二反鐵磁層為IrMn或者FeMn；和/或

所述覆蓋層為Ta或者Ru。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙釘扎磁電阻多層膜，其特征在于，

對于隧穿磁電阻，所述間隔層為勢壘層；

對于巨磁電阻，所述間隔層為金屬層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙釘扎磁電阻多層膜，其特征在于，

當所述間隔層為勢壘層時，所述間隔層為MgO、Al2O3、MgAl2O4或者MgZnO；

當所述間隔層為金屬層時，所述間隔層為Cu。

7.一種全橋磁電阻傳感器，其特征在于，其包括第一雙釘扎磁電阻多層膜、第二雙釘扎磁電阻多層膜、第三雙釘扎磁電阻多層膜和第四雙釘扎磁電阻多層膜，

所述第一雙釘扎磁電阻多層膜的一端和第二雙釘扎磁電阻多層膜的一端與電源端相連；所述第一雙釘扎磁電阻多層膜的另一端和所述第三雙釘扎磁電阻多層膜的一端與第一信號端相連；所述第二雙釘扎磁電阻多層膜的另一端和所述第四雙釘扎磁電阻多層膜的一端與第二信號端相連；所述第三雙釘扎磁電阻多層膜的另一端和所述第四雙釘扎磁電阻多層膜的另一端與接地端相連，

所述全橋磁電阻傳感器依次經(jīng)過第一次退火和第二次退火。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全橋磁電阻傳感器，其特征在于，

所述全橋磁電阻傳感器通過第一次退火，定義了所述第一鐵磁層、鐵磁參考層、鐵磁自由層和第二鐵磁層的磁晶各向異性，且定義了所述第一鐵磁層的磁化強度方向、第一交換偏置和鐵磁參考層的磁化強度方向；

所述第一次退火包括：溫度從室溫升高到第一溫度T1，施加磁場H，溫度從第一溫度T1降低到室溫，

定義xy平面坐標系，其中，X軸和Y軸相互垂直，所述磁場H方向沿著x軸。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全橋磁電阻傳感器，其特征在于，

所述第一鐵磁層、鐵磁參考層、鐵磁自由層和第二鐵磁層的磁晶各向異性平行于所述X軸；

所述第一鐵磁層的磁化強度方向、第一交換偏置和所述鐵磁參考層的磁化強度方向平行于所述X軸，且所述第一鐵磁層的磁化強度方向和第一交換偏置與所述鐵磁參考層的磁化強度方向相反。