整合式磁阻传感器制造技术

一种整合式磁阻传感器包含一基板、一磁阻传感元件及一内建自我测试(BIST)单元。该基板具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。该磁阻传感元件，位于该基板的该第一表面上方，至少包含一不平行于该第一表面的磁阻层。该内建自我测试单元是位于该基板的该第一表面上方且至少包含对应至该磁阻层的一导电部。其中该导电部是用以产生垂直该基板的该第一表面的磁场，且该导电部在该第一表面上的导电部投影与该磁阻层在该第一表面上的磁阻层投影不交迭。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种整合式磁场传感器，且特别是有关于一种具有内建自我测试(Built-in-self-test，BIST)单元的整合式磁场传感器。
技术介绍
磁阻组件中所包含的磁阻材料可因应磁场强度的变化而改变其电阻值，目前大量地应用于运动产品、汽车、马达、通讯产品中。常见的磁阻材料可依其作用方式的差异以及灵敏度的不同而分为异向性磁阻(anisotropic magnetoresistance，AMR)、巨磁阻(giant magnetoresistance，GMR)及穿隧磁阻(tunneling magnetoresistance，TMR)等类型。一般而言，磁阻组件所量测的磁场变化非常小，如果没有精准的测试、设定、调校，结果会失之千里。然而，磁阻组件的微型化及复杂封装趋势将造成测试、调校上的困难，因此需要一种自我测试电路以解决此问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种整合式磁阻传感器，此装置中具有自我测试电路以满足业界要求组件微型化与高精准度的需求。本专利技术提出一种整合式磁阻传感器，其包含一基板、一磁阻传感元件及一内建自我测试(BIST)单元。该基板具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。该磁阻传感元件，位于该基板的该第一表面上方，至少包含一不平行于该第一表面的磁阻层。该内建自我测试单元是位于该基板的该第一表面上方且至少包含对应至该磁阻层的一导电部。其中该导电部是用以产生垂直该基板的该第一表面的磁场，且该导电部在该第一表面上的导电部投影与该磁阻层在该第一表面上的磁阻层投影不交迭。在本专利技术的一实施例中，该磁阻层还具有与该第一表面平行的第一延伸部或第一延伸部与第二延伸部。在本专利技术的一实施例中，与该第一表面平行的该第一延伸部的长度可实质上等于或大于或小于该磁阻层的长度。在本专利技术的一实施例中，该第一延伸部的上方或下方是与不平行于该第一延伸部的多个导电条接触。在本专利技术的一实施例中，该第一延伸部距离该第一表面较近而该第二延伸部距离该第一表面较远。在本专利技术的一实施例中，该磁阻层与该导电部可构成一组磁阻感测胞，组合多组感测胞以构成一感测数组，此感测数组中的多个导电部是以并联方式电连接。在本专利技术的一实施例中，组合不同位向的多组磁阻感测胞构成一感测数组，此感测数组中的多个导电部是以串联方式电连接。在本专利技术的一实施例中，该磁阻传感元件具有一惠斯顿电桥的型态，此惠斯顿电桥具有四只电阻臂。在本专利技术的一实施例中，该内建自我测试单元具有四个U形子部，这四个U形子部分别位于该四只电阻臂的外围。本专利技术具有不平行于第一表面的磁阻层，只要其可以感应垂直于第一表面的Z轴磁场，其形状不限定为薄板形，其可以是任何立体结构的直立部分如圆筒或方形沟槽的部分侧壁，若其与可感应平行于第一表面的X/Y轴磁场的磁阻传感元件整合在同一芯片中，可大幅减少封装难度及传感器成品的体积。附图说明图1显示根据本专利技术一实施例的Z轴磁阻传感元件的一磁阻层的立体图。图1A显示根据本专利技术一实施例的Z轴磁阻感测胞的概图。图1B显示根据本专利技术另一实施例的Z轴磁阻感测胞概图。图1C显示根据本专利技术更另一实施例的Z轴磁阻感测胞概图。图2显示根据本专利技术一实施例的Z轴磁阻感测胞的细部图。图2A显示图2中的Z轴磁阻感测胞之磁阻感测部的上视图。图2B显示根据本专利技术一实施例的Z轴磁阻感测胞的横剖面图。图2C显示根据本专利技术另一实施例的Z轴磁阻感测胞的横剖面图。图2D显示根据本专利技术更另一实施例的Z轴磁阻感测胞的横剖面图。图3显示根据本专利技术一实施例的Z轴磁阻感测数组，其中内建自我测试单元的导电部是以并联的方式电连接。图4显示根据本专利技术另一实施例的Z轴磁阻感测数组，其中内建自我测试单元的导电部是以串联的方式电连接。图5显示根据本专利技术一实施例的整合式磁传感器的电路型态，此整合式磁传感器包含了具有惠斯顿电桥结构的磁阻传感元件以及一内建自我测试单元。图6显示根据本专利技术另一实施例的Z轴磁阻感测胞的细部图。图6A显示图6中的磁阻感测胞之Z轴磁阻感测部的上视图。图6a显示将多个Z轴磁阻感测部800”借由磁阻层300串接在一起所构成的Z轴磁阻感测部800”’。图6B显示根据本专利技术一实施例的Z轴磁阻感测胞的横剖面图。图6C显示根据本专利技术另一实施例的Z轴磁阻感测胞的横剖面图。图6D显示根据本专利技术更另一实施例的Z轴磁阻感测胞的横剖面图。图7显示根据本专利技术另一实施例的整合式磁传感器的电路型态，此整合式磁传感器包含了具有惠斯顿电桥结构的磁阻传感元件以及一内建自我测试单元。图8显示根据本专利技术另一实施例的整合式磁传感器的电路型态，此整合式磁传感器包含了具有惠斯顿电桥结构的磁阻传感元件以及一内建自我测试单元。图9显示根据本专利技术更另一实施例的整合式磁传感器的电路型态，此整合式磁传感器包含了具有惠斯顿电桥结构的磁阻传感元件以及一内建自我测试单元。具体实施方式本专利技术在此所探讨的是一种整合式磁阻传感器，特别针对感测Z轴方向的磁场用的磁阻传感元件及其内建自我测试单元，并可以包含传感器常用的其它结构如：设定/重设定电路；感测X/Y轴方向的磁场用的磁阻传感元件；各式用以放大信号、过滤信号、转换信号用的电路；屏蔽非所欲的电磁干扰用的屏蔽结构....等。为了能彻底且清楚地说明本专利技术及不模糊本专利技术的焦点，便不针对此些常用的结构多做介绍，但本专利技术的整合式磁阻传感器可选择性地包含此些常用的结构。下面将详细地说明本专利技术的较佳实施例，举凡本说明书中所述的组件、组件子部、结构、材料、型态等皆可不依说明的顺序或所属的实施例而任意搭配成新的实施例，此些实施例当属本专利技术的范畴。在阅读了本专利技术后，熟知此项技艺者当能在不脱离本专利技术的精神和范围内，对上述的组件、组件于部、结构、材料、型态等作些许的更动与润饰，且此些更动与润饰当落在本专利技术的权利要求内。本专利技术的实施例及图示众多，为了避免混淆，类似的组件是以相同或相似的标号示之；为避免画面过度复杂及混乱，重复的组件仅标示一处，他处则以此类推。图示意在传达本专利技术的概念及精神，故图中的所显示的距离、大小、比例、形状、连接关系....等皆为示意而非实况，所有能以相同方式达到相同功能或结果的距离、大小、比例、形状、连接关系....等皆可视为等效物而采用之。在本说明书中，“磁阻层”或“磁阻层的(第一或第二)延伸部”或“磁阻材料”是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2012.11.12 TW 1011419591.一种整合式磁阻传感器，包含：
一基板，具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面；
一磁阻传感元件，位于该第一表面上方，至少包含一不平行于该第一表
面的磁阻层；
一内建自我测试单元，位于该第一表面上方，至少包含对应至该磁阻层
的一导电部；
其中该导电部是用以产生垂直该第一表面的磁场，且该导电部在该第一
表面上的导电部投影与该磁阻层在该第一表面上的磁阻层投影不交迭。
2.如权利要求1所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该磁阻层包含
异向性磁阻材料。
3.如权利要求1所述的整合式磁阻传感器，其中该磁阻层的电阻值会随
外在磁场变化而改变，其包含铁磁材料、反铁磁材料、非铁磁性金属材料、
穿隧氧化物材料之一或其组合。
4.如权利要求1所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，
该磁阻层具有一厚度、一宽度与一长度，该磁阻层的该长度大于该宽度，
该磁阻层的该宽度大于该厚度且该宽度的方向是不平行于该第一表面；及
该导电部亦具有一厚度、一宽度与一长度，该导电部的该长度大于该宽
度与该厚度，该导电部的长度方向是平行于该磁阻层的长度方向。
5.如权利要求4所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该磁阻层的宽
度方向是实质上与该第一表面垂直。
6.如权利要求1所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该导电部是略
高或略低于该磁阻层或实质上与该磁阻层共位准。
7.如权利要求1所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该磁阻层还具
有一第一延伸部，此第一延伸部是实质上平行于该第一表面。
8.如权利要求7所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该第一延伸部
的长度是与该磁阻层的该长度实质相等。
9.如权利要求8所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该第一延伸部

\t是与多个导体条接触，此些导体条的长度方向是不平行于该第一延伸部的长
度方向。
10.如权利要求9所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该多个导体
条是位于该第一延伸部的上方或下方。
11.如权利要求7所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该第一延伸
部的长度是大于该磁阻层的该长度。
12.如权利要求11所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该第一延伸
部是与多个磁阻层电性连接。
13.如权利要求7所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，该第一延伸
部的长度是小于该磁阻层的该长度。
14.如权利要求13所述的整合式磁阻传感器，其特征在于，
该磁阻层还具有一第二延伸部，此第二延伸部是实质上平行于该第一表
面；及
该第一延伸部与该第一平面间具有第一间距，该第二延伸部与该第一表
面间具有第二间距，其中该第一间距是大于该第二间距。
15.如权利要求14...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乾铭，傅乃中，陈光镜，
申请(专利权)人：宇能电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：