[發明專利]磁阻元件及其制備方法、磁傳感裝置

有效

• 申請號: 202310658813.9
• 申請日: 2023-06-05
• 公開（公告）號: CN116449261B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 蘇瑋;關蒙萌;胡忠強;劉佳明;劉明
• 申請（專利權）人: 珠海多創科技有限公司
• 主分類號: G01R33/00
• 分類號: G01R33/00;G01R33/09;H10N59/00;H10N50/01;H10N50/10
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本發明公開了一種磁阻元件及其制備方法、磁傳感裝置，屬于磁傳感器技術領域，該磁阻元件包括第一元件部和第二元件部，第一元件部包括一個以上的第一單位元件；第二元件部包括一個以上的第二單位元件；第一元件部和第二元件部串聯連接；第一單位元件包括第一參考層以及具有閉合渦旋磁化圖案的第一感測層，用于在預設磁場范圍內響應于外部磁場輸出線性變化的第一信號；第二單位元件包括第二參考層以及具有非閉合磁化圖案的第二感測層，用于在預設磁場范圍內響應于外部磁場輸出保持恒定的第二信號，第二參考層與第一參考層具有相同的磁化方向。該磁阻元件采用一體成型，用于磁場測量具有靈敏度高、線性范圍寬的技術效果。

技術領域

本發明涉及磁傳感器技術領域，尤其涉及一種磁阻元件及其制備方法、磁傳感裝置。

背景技術

TMR傳感器由于其磁阻效應，被廣泛應用于磁場檢測領域。

在實際應用中，TMR傳感器通常采用惠斯通電橋結構實現，具有靈敏度高、溫度穩定性高的優點。根據四個橋臂中電阻隨磁場的變化特性，惠斯通電橋結構可以分為：單橋結構、半橋結構和全橋結構，其中全橋結構靈敏度最高。但是在TMR傳感器制備全橋結構的過程中，要求彼此相鄰的兩個橋臂對同一變化磁場的響應輸出相反，使得全橋結構TMR傳感器的制備存在一定的困難。

為實現惠斯通全橋結構，一般的解決方式是通過外部接線的方式將兩個獨立的磁電阻傳感器芯片中的一個相對另一個旋轉180度后封裝在一起實現的，這種機械組裝的方式導致傳感器制備工藝繁瑣，更重要的是無法保證封裝在一起的兩個獨立的磁電阻傳感器芯片完全平行，從而對傳感器的線性輸出帶來影響。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種磁阻元件及其制備方法、磁傳感裝置，旨在克服現有技術中存在的以上問題，提供一種靈敏度高、線性范圍寬的磁阻元件。

為實現上述目的，本發明提供一種用于磁場測量的磁阻元件，所述磁阻元件包括：

第一元件部，其包括一個以上的第一單位元件；以及，

第二元件部，其包括一個以上的第二單位元件；

所述第一元件部和所述第二元件部串聯連接；

所述第一單位元件包括第一參考層以及具有閉合渦旋磁化圖案的第一感測層，用于在預設磁場范圍內響應于外部磁場輸出線性變化的第一信號；

所述第二單位元件包括第二參考層以及具有非閉合磁化圖案的第二感測層，用于在所述預設磁場范圍內響應于外部磁場輸出保持恒定的第二信號；

所述第二參考層與所述第一參考層具有相同的磁化方向。

可選地，所述磁阻元件還包括：

電連接部，其用于電接觸所述第一元件部和所述第二元件部，使所述磁阻元件中各所述第一元件部與各所述第二元件部連接形成惠斯通電橋結構；

所述第一單位元件包括依次設置的第一底電極層、所述第一參考層、第一絕緣層、所述第一感測層以及第一頂電極層；

所述第一參考層具有第一膜面，其被磁化固定在所述第一膜面的面內方向上的第一方向；所述第一方向平行于所述第一感測層的易磁化方向；

所述第二單位元件包括依次設置的第二底電極層、所述第二參考層、第二絕緣層、所述第二感測層以及第二頂電極層；

所述第二參考層具有第二膜面，其被磁化固定在所述第二膜面的面內方向上的第二方向；所述第二方向平行于所述第一感測層的易磁化方向。

可選地，所述第一單位元件和所述第二單位元件為TMR磁阻元件。

可選地，所述第一感測層包括靠近所述第一絕緣層的第一自由層以及靠近所述第一自由層的第二自由層，所述第一自由層為鐵磁性材料，所述第二自由層為軟磁性材料。