由层堆的第一和第二区段形成的第一和第二磁阻传感器制造技术

实施例涉及一种包括层堆(600)的传感器装置，层堆(600)包括形成在共同基板(620)上的至少铁磁层和非磁层。传感器装置(600)还包括由层堆(600)的第一区段(611)提供的至少第一磁阻传感器元件(711)。第一磁阻传感器元件(711)这里被配置成生成第一信号。传感器装置(600)还包括由层堆(600)的第二区段(612)提供的第二磁阻传感器元件(712)。第二磁阻传感器元件(712)这里被配置成生成用于验证第一信号的第二信号。

【技术实现步骤摘要】
由层堆的第一和第二区段形成的第一和第二磁阻传感器
实施例涉及传感器装置，或者更具体地涉及包括磁阻传感器元件的传感器装置。
技术介绍
磁阻效应包括大量不同的物理现象，所有的这些物理现象的共同点是阻抗元件的电阻可被穿通阻抗元件的磁场的行为更改。利用磁阻效应的技术有时被称为“XMR技术”，其中X表示这里可以提出的效应的多样性。一个示例是各向异性磁阻(AMR)效应，其基于如下事实：在(纳米)薄导电层中可通过更改外部磁场和层面内电流的方向之间的角度来改变电阻。该效应可通过归因于磁场中的自旋取向并且因此引起导电电子的不同的散射截面而使原子轨道扭曲来解释。另一示例是巨磁阻(GMR)效应，其可发生在包括被非铁磁层分离的至少两个铁磁层的层的层堆中。如果两个铁磁层被磁化，可通过改变铁磁层的磁化方向之间的角度来更改层堆的电阻，由此由依赖于电子的自旋取向的电子散射形成效应。不同的磁化方向可通过将一个铁磁层(钉扎层)钉扎(pin)成基准磁化，而另一铁磁层(自由层)的磁化可依赖于外部磁场来实现。又一示例是穿隧磁阻(TMR)效应，其可发生在包括被电绝缘层分离的至少两个铁磁层的(纳米)薄层的层堆中。如果两个铁磁层被磁化，可通过改变铁磁层的磁化方向之间的角度来更改层堆的电阻，由此由依赖于电子自旋的取向和磁场的取向的穿隧概率形成效应。再次，不同的磁化方向可通过将一个铁磁层(固定层)固定成基准磁化，而另一铁磁层(自由层)的磁化可依赖于外部磁场来实现。XMR效应可应用在各种场基传感器中，例如用于测量转数、角度等的传感器。在一些应用中，特别是在与安全有关的应用中，需要这些传感器可靠地并且高精度水平地操作。传统方案包括以两个独立制造的传感器为特征的冗余构思，这在生产工作量和成本方面是昂贵的。传统方案还包括仅具有有限性能的安全算法，其引起不能识别的错误。结果，XMR传感器的价格随着其功能性的安全特征显著增加。因此期望改进在XMR传感器的可靠性、精度、生产工作量和成本之间的折衷。
技术实现思路
根据一个方面，提供用于制造或提供传感器装置的方法。方法包括形成层堆。层堆包括在共同基板上的铁磁层和非磁层。方法还包括将层堆分离成第一区段和第二区段。其中，第一磁阻传感器元件由层堆的第一区段形成，第二磁阻传感器元件由层堆的第二区段形成。一个或多个实施例还涉及一种传感器装置。传感器装置包括层堆，层堆包括形成在共同基板上的至少铁磁层和非磁层。传感器装置还包括至少第一磁阻传感器元件，其由层堆的第一区段提供。第一磁阻传感器元件这里被配置成生成第一信号。传感器装置还包括至少第二磁阻传感器元件，其由层堆的第二区段提供。第二磁阻传感器元件这里被配置成生成用于验证第一信号的第二信号。根据又一方面，实施例涉及一种传感器装置，其包括主磁阻传感器元件，用于提供具有第一测量精度的主传感器信号。传感器装置还包括副磁阻传感器元件，用于提供具有第二测量精度、用以验证主传感器信号的验证信号。其中第一测量精度高于第二测量精度而且，一些实施例涉及用于操作包括层堆的磁阻传感器的方法。层堆包括共同地形成在共同基板上的铁磁层和非磁层。方法包括借助集成到层堆中的第一磁阻传感器元件生成指示磁场条件的第一信号。方法还包括借助集成到层堆中的第二磁阻传感器元件生成指示磁场条件的第二信号。此外，方法包括借助第二信号验证第一信号。附图说明下文将仅通过示例的方式并且参照附图说明设备和/或方法的一些实施例，其中：图1图示示出以两个完全独立的传感器为特征的传统架构的流程图；图2图示示出以冗余构思为特征的传统架构的框图；图3a图示示出根据传统方案的矢量长度评估的图；图3b图示示出根据传统方案的矢量长度评估的图形；图4图示示出根据实施例用于提供磁阻传感器的方法的流程图；图5图示示出根据实施例用于提供磁阻传感器的另一方法的流程图；图6图示可用于GMR传感器的层堆的实施例；图6a图示具有用于通过第二信号验证第一信号的部件的传感器装置的框图；图7a图示传统GMR传感器；图7b图示两个单片集成GMR传感器的实施例；图8图示示出对于不同GMR传感器尺寸而言各向异性误差和磁场强度之间的关系的图；图9图示示出对于不同GMR传感器尺寸而言迟滞误差和磁场强度之间的关系的图；图10图示单片集成多个XMR传感器的实施例；图11a图示具有单片集成XMR传感器的传感器装置的实施例；图11b图示用于构成传感器装置的AMR传感器的电路布置；图11c图示用于构成传感器装置的AMR传感器的电路布置的示意图；图11d图示用于构成传感器装置的GMR传感器的电路布置；图12a图示两个单片集成XMR传感器的另一实施例；图12b图示用于构成传感器装置的AMR传感器的电路布置的示意图；图13图示示出对于AMR传感器而言角度误差和磁场强度之间的关系的图；图14图示示出对于AMR传感器而言角度误差和从反平行的偏差之间的关系的图；以及图15图示示出根据实施例用于操作磁阻传感器的方法的流程图。具体实施方式现在将参照附图更全面地说明各示例性实施例，附图中图示了一些示例性实施例。图中，为了清楚起见，线、层和/或区域的厚度可以放大。因此，尽管示例性实施例能够采取各种修改和替代形式，附图中通过示例的方式示出其实施例，并且这里将详细说明。然而，应当理解，没有将示例性实施例限定为所公开的特定形式的意思，而是相反，示例性实施例旨在覆盖落在本专利技术的范围内的所有修改、等同物和替代。贯穿附图的说明，相同的附图标记是指相同或相似的元件。应当理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可直接连接或耦合到另一元件或者可存在中间元件。相较之下，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其它措辞可以以类似的方式解释(例如，“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。这里使用的术语仅是用于描述特定实施例的目的并且不旨在限制示例性实施例。如这里所用的，单数形式“一”、“一个”和“一种”也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。还应当理解，术语“包括”、“包含”在这里使用时表明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。除非另行定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还应当理解，例如在常用字典中定义的那些术语应当解释为具有与在相关技术的语境中它们的含义一致的含义，并且不应当以理想化或过分正式的意义来解释，除非这里明确地这样定义。功能性安全可代表用于当前和未来产品(例如在汽车中)的清楚的区分者。为了实现在汽车安全完整性等级(ASIL)方面的对应目标，必须建立新的改进的概念。为了实现专用的ASIL等级，不同目标参数(诸如故障时间(FIT)率、诊断覆盖率(DC)、单点合拢矩阵(SPFM)、潜点合拢矩阵(LPFM)等)必须实现专用值。这种值可以例如为90％，表示给定错误被识别为这样的概率为90％。DC、SPFM和LPFM均产生以百分数给定的值，由此计算的相应方法相互不同。实现这些值的关键元素可以是“智能”冗余和多样性。实现ASIL相关目标的问题传统地可以通过提供完全独立的传感器来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器装置，包括：层堆，包括形成在共同基板上的至少铁磁层和非磁层；至少第一磁阻传感器元件，其由所述层堆的第一区段提供，其中所述第一磁阻传感器元件被配置成生成第一信号；以及第二磁阻传感器元件，其由所述层堆的第二区段提供，其中所述第二磁阻传感器元件被配置成生成用于验证所述第一信号的第二信号。

【技术特征摘要】
2013.10.18 US 14/057,2141.一种传感器装置，包括：层堆，包括形成在共同基板上的至少铁磁层和非磁层；至少第一磁阻传感器元件，其由所述层堆的第一区段提供，其中所述第一磁阻传感器元件被配置成生成第一信号；第二磁阻传感器元件，其由所述层堆的第二区段提供，其中所述第二磁阻传感器元件被配置成生成用于验证所述第一信号的第二信号；以及验证电路，被配置成将所述第一信号与所述第二信号进行比较。2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一磁阻传感器元件和所述第二磁阻传感器元件被单片集成在共同裸片上。3.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述层堆的所述第一区段和所述层堆的所述第二区段被安装在分离的切片上。4.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一区段和所述第二区段包括相同数目的铁磁层和非磁层。5.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一区段和所述第二区段在所述层堆中被绝缘部件彼此分离。6.根据权利要求5所述的传感器装置，其中所述绝缘部件包括将所述第一区段和所述第二区段分离的分离件，使得所述第一区段和所述第二区段在与所述共同基板平行的方向上相邻地布置在所述共同基板上。7.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一磁阻传感器元件至少在尺寸方面与所述第二磁阻传感器元件不同。8.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第二磁阻传感器元件的宽度的平均值与所述第一磁阻传感器元件的宽度的平均值的40％至60％对应。9.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一磁阻传感器元件和所述第二磁阻传感器元件被配置成基于巨磁阻(GMR)效应生成相应信号。10.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一信号或所述第二信号的信息的精度依赖于对应的磁阻传感器元件的宽度的平均值或由所述对应的磁阻传感器元件利用的磁阻效应。11.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一磁阻传感器元件被配置成基于巨磁阻(GMR)效应或穿隧磁阻(TMR)效应生成所述第一信号，并且所述第二磁阻传感器元件被配置成基于各向异性磁阻(AMR)效应生成所述第二信号。12.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第二区段包括第一子区段和第二子区段，其中所述第一子区段的基准磁化与所述第二子区段的基准磁化相反。13.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一磁阻传感器元件和所述第二磁阻传感器元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·齐默，H·威特施尼格，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：无