一种用于磁阻器件的激光编程写入装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种用于磁阻器件的激光编程写入装置及方法，该装置包括：依次层叠设置的衬底、磁阻传感器和热控制层，磁阻传感器与热控制层之间设置有用于电隔离的非磁性绝缘层，磁阻传感器由磁阻传感单元构成，磁阻传感单元为具有反铁磁层的多层薄膜堆叠结构；激光编程写入装置用于在激光编程写入阶段，改变热控制层和/或磁阻传感器的膜层参数，以调节磁阻传感器的温度随激光功率的变化率，并增加或减小同一激光功率写入磁阻传感器的温度，膜层参数包括膜层材料和膜层厚度中的至少一种。本发明专利技术实施例，实现了磁阻传感器的高精度激光写编程，改善磁阻传感器的制造缺陷，提高了磁阻传感器的性能，进而改善磁阻传感器的检测精度。的检测精度。的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于磁阻器件的激光编程写入装置及方法


[0001]本专利技术实施例涉及磁传感器
，尤其涉及一种用于磁阻器件的激光编程写入装置及方法。

技术介绍

[0002]磁阻器件包括线性传感器、角度传感器、开关传感器、梯度传感器以及下游的电流传感器、金融磁头、图像传感器、磁电编码器和磁电隔离器等各类磁电阻器件，磁阻器件内集成有磁电阻传感器，磁电阻传感器的类型包括隧道磁阻TMR传感器、巨磁阻GMR传感器和各向异性磁阻AMR传感器。
[0003]目前，制造磁阻传感器时，首先需要对整片晶圆(wafer)进行磁场退火，再采用反转(flip die)封装方式进行封装。具体的，封装时选取两片完全相同的晶粒(die)，将其中一片晶粒相对于另一片晶粒旋转180
°
，然后进行引线键合(wire bond)，得到磁阻传感器。
[0004]然而，该制造方式存在缺陷，两片晶圆的相对相位需要后期操作来实现，其精度难以保证，影响了磁阻传感器的性能，进而会降低磁阻传感器的检测精度，也增加了磁阻传感器的工艺复杂性。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种用于磁阻器件的激光编程写入装置及方法，以制造高精度磁阻传感器。
[0006]本专利技术实施例提供了一种用于磁阻器件的激光编程写入装置，包括：依次层叠设置的衬底、磁阻传感器和热控制层，所述磁阻传感器与所述热控制层之间设置有用于电隔离的非磁性绝缘层，所述磁阻传感器由磁阻传感单元构成，所述磁阻传感单元为具有反铁磁层的多层薄膜堆叠结构；/>[0007]所述激光编程写入装置用于在激光编程写入阶段，改变所述热控制层和/或所述磁阻传感器的膜层参数，以调节所述磁阻传感器的温度随激光功率的变化率，并增加或减小同一激光功率写入所述磁阻传感器的温度，所述膜层参数包括膜层材料和膜层厚度中的至少一种。
[0008]基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提供了一种用于磁阻器件的激光编程写入方法，通过激光编程写入系统实现，所述激光编程写入系统包括磁场产生装置和如上所述的激光编程写入装置；所述激光编程写入系统的激光编程写入方法包括：
[0009]在激光编程写入阶段，改变所述热控制层和/或所述磁阻传感器的膜层参数，所述膜层参数包括膜层材料和膜层厚度中的至少一种；
[0010]调节所述磁阻传感器的温度随激光功率的变化率，并增加或减小同一激光功率写入所述磁阻传感器的温度。
[0011]本专利技术实施例中，激光编程写入装置包括：衬底、位于衬底上的磁阻传感器以及位于磁阻传感器上的热控制层，热控制层和磁阻传感器之间设置有非磁性电绝缘层，磁阻传
感器包括磁阻传感单元，该磁阻传感单元为包括反铁磁层的多层薄膜堆叠结构，热控制层的参数发生编号，可以增加或者减小对应的磁阻传感单元阵列的温度随写入激光功率的变化率，并增加或者减小相同功率激光写编程时磁阻传感单元阵列的温度，从而实现了磁阻传感器的高精度激光写编程，改善磁阻传感器的制造缺陷，提高了磁阻传感器的性能，进而改善磁阻传感器的检测精度。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本专利技术的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本专利技术的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本专利技术的权利要求范围之内。
[0013]图1是本专利技术实施例提供的一种用于磁阻器件的激光编程写入装置的示意图；
[0014]图2是本专利技术实施例提供的一种激光编程写入装置的多层薄膜堆叠示意图；
[0015]图3是另一种多层薄膜堆叠结构的示意图；
[0016]图4是又一种多层薄膜堆叠结构的示意图；
[0017]图5是本专利技术实施例提供的一种磁阻传感器的示意图；
[0018]图6是本专利技术实施例提供的一种单轴推挽式磁阻传感器的示意图；
[0019]图7A是推挽式磁阻传感器的激光写编程的示意图；
[0020]图7B是图7A的温度分布图；
[0021]图8A是单轴推挽式磁阻传感器中热退火写入+d磁矩的示意图；
[0022]图8B是图8A的温度分布图；
[0023]图9A是单轴推挽式磁阻传感器中全局激光编程写入+d磁矩的示意图；
[0024]图9B是图9A的温度分布图；
[0025]图10A是单轴推挽式磁阻传感器中局部激光编程写入+d磁矩的示意图；
[0026]图10B是图10A的温度分布图；
[0027]图11A是单轴推挽式磁阻传感器中全局激光编程写入
‑
d磁矩的示意图；
[0028]图11B是图11A的温度分布图；
[0029]图12A是单轴推挽式磁阻传感器中局部激光编程写入
‑
d磁矩的示意图；
[0030]图12B是图12A的温度分布图；
[0031]图13A是双轴推挽式磁阻传感器中热退火写入+d1磁矩的示意图；
[0032]图13B是图13A的温度分布图；
[0033]图14A是双轴推挽式磁阻传感器中全局激光编程写入+d1磁矩的示意图；
[0034]图14B是图14A的温度分布图；
[0035]图15A是双轴推挽式磁阻传感器中局部激光编程写入+d1磁矩的示意图；
[0036]图15B是图15A的温度分布图；
[0037]图16A是双轴推挽式磁阻传感器中全局激光编程写入
‑
d1磁矩的示意图；
[0038]图16B是图16A的温度分布图；
[0039]图17A是双轴推挽式磁阻传感器中局部激光编程写入
‑
d1磁矩的示意图；
[0040]图17B是图17A的温度分布图；
[0041]图18A是双轴推挽式磁阻传感器中全局激光编程写入+d2磁矩的示意图；
[0042]图18B是图18A的温度分布图；
[0043]图19A是双轴推挽式磁阻传感器中局部激光编程写入+d2磁矩的示意图；
[0044]图19B是图19A的温度分布图；
[0045]图20A是双轴推挽式磁阻传感器中全局激光编程写入
‑
d2磁矩的示意图；
[0046]图20B是图20A的温度分布图；
[0047]图21A是双轴推挽式磁阻传感器中局部激光编程写入
‑
d2磁矩的示意图；
[0048]图21B是图21A的温度分布图；
[0049]图22A是三轴推挽式磁阻传感器中热退火写入+d1磁矩的示意图；
[0050]图22B是图22A的温度分布图；
[0051]图23A是三轴推挽式磁阻传感器中全局激光编程写入+d1磁矩的示意图；
[0052]图23B是图23A的温度分布图；
[0053]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于磁阻器件的激光编程写入装置，其特征在于，包括：依次层叠设置的衬底、磁阻传感器和热控制层，所述磁阻传感器与所述热控制层之间设置有用于电隔离的非磁性绝缘层，所述磁阻传感器由磁阻传感单元构成，所述磁阻传感单元为具有反铁磁层的多层薄膜堆叠结构；所述激光编程写入装置用于在激光编程写入阶段，改变所述热控制层和/或所述磁阻传感器的膜层参数，以调节所述磁阻传感器的温度随激光功率的变化率，并增加或减小同一激光功率写入所述磁阻传感器的温度，所述膜层参数包括膜层材料和膜层厚度中的至少一种。2.根据权利要求1所述的激光编程写入装置，其特征在于，所述磁阻传感器为巨磁阻GMR传感器、隧道磁阻TMR传感器或各向异性磁阻AMR传感器。3.根据权利要求1所述的激光编程写入装置，其特征在于，沿所述衬底到所述热控制层的方向上，所述多层薄膜堆叠结构包含依次层叠设置的种子层、所述反铁磁层、自由层、顶电极层以及帽层，所述衬底与所述种子层之间设置有第一绝缘层；所述激光编程写入装置用于通过改变所述热控制层、所述第一绝缘层、所述种子层、所述顶电极层和所述帽层中至少一个膜层的材料，以增加或减小同一激光功率写入所述磁阻传感器的温度；和/或，所述激光编程写入装置用于通过改变所述热控制层、所述第一绝缘层、所述种子层、所述顶电极层和所述帽层中至少一个膜层的厚度，以增加或减小同一激光功率写入所述磁阻传感器的温度。4.根据权利要求1所述的激光编程写入装置，其特征在于，所述磁阻传感器为推挽式磁阻传感器，所述推挽式磁阻传感器由推磁阻传感单元阵列和挽磁阻传感单元阵列构成，所述推磁阻传感单元阵列和所述挽磁阻传感单元阵列均由磁阻传感单元构成。5.根据权利要求4所述的激光编程写入装置，其特征在于，所述推挽式磁阻传感器采用全桥结构、半桥结构或准桥结构。6.根据权利要求4所述的激光编程写入装置，其特征在于，所述推挽式磁阻传感器为单轴推挽式磁阻传感器、双轴推挽式磁阻传感器或三轴推挽式磁阻传感器。7.根据权利要求1所述的激光编程写入装置，其特征在于，所述热控制层的组成材料包括非磁性的激光低吸收系数材料或激光高吸收系数材料，其中，所述激光低吸收系数材料包括钽、钛、铜、钼、金、银、铝、铂和锡中的至少一种，所述激光高吸收系数材料包括氧化锆、氧化钛、碳膜、磷酸盐和氮化铝钛中的至少一种。8.根据权利要求1所述的激光编程写入装置，其特征在于，所述热控制层的组成材料包括炭黑、非磁性激光吸收树脂或非磁性激光吸收涂料。9.根据权利要求1所述的激光编程写入装置，其特征在于，所述激光的波长范围在100nm～3000nm之间。10.一种用于磁阻器件的激光编程写入方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：