一种用于激光退火的磁电阻传感器层结构制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种用于激光退火的磁电阻传感器层结构，包括：衬底；位于衬底上的磁阻传感单元，磁阻传感单元中包括反铁磁钉扎层或者永磁偏置层；位于磁阻传感单元上方的顶吸热层和/或位于磁阻传感单元下方的底吸热层，顶吸热层的体积*比热*密度的乘积大于顶电极层的体积*比热*密度的乘积，底吸热层的体积*比热*密度的乘积大于底电极层的体积*比热*密度的乘积，当反铁磁钉扎层或者永磁偏置层的写入温度高于各自对应的阻塞温度或者居里温度时，底电极层和顶电极层的温度均低于各自对应的熔点温度；激光吸收层和激光透明层。本发明专利技术实施例可解决电极层易烧蚀问题。本发明专利技术实施例可解决电极层易烧蚀问题。本发明专利技术实施例可解决电极层易烧蚀问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光退火的磁电阻传感器层结构


[0001]本专利技术实施例涉及磁传感器
，尤其涉及一种用于激光退火的磁电阻传感器层结构。

技术介绍

[0002]磁电阻传感器如磁隧道结传感器，可采用反铁磁材料层作为钉扎层，那么会采用磁场中退火的方法，在高于其阻塞温度的条件下获得磁隧道结的磁场敏感方向。对于磁隧道结采用永磁偏置层来偏置参考层或者自由层的情况，会采用在高于其居里温度的条件下进行磁场退火，以获得永磁材料的磁化方向。
[0003]采用激光退火时，激光对磁电阻传感器晶粒上的磁电阻传感单元阵列进行扫描，可以获得不同敏感方向的磁电阻传感单元，从而在单个晶粒上实现多轴磁电阻传感器的制造。对于磁电阻传感器的设计、制造和使用具有重要的意义。
[0004]但是，磁电阻传感器的多层结构中，底电极层/磁敏感单元堆叠层/顶电极层的整体结构非常薄，几乎为纳米级厚度。并且，相邻磁隧道结之间存在间隙，间隙处仅通过顶电极层或者底电极层进行电连接。那么在固定的激光功率和固定的扫描速度作用下，由于磁隧道结和间隙处材料热容的不同，当磁隧道结处反铁磁钉扎层或者永磁偏置层加热到临界阻塞温度或居里温度以上时，间隙处的顶电极层或者底电极层可能会加热到其材料熔点以上，发生烧蚀现象，导致磁电阻传感器烧断。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种用于激光退火的磁电阻传感器层结构，以解决现有磁电阻传感器层结构在激光退火过程中容易烧蚀的问题。
[0006]本专利技术实施例提供了一种用于激光退火的磁电阻传感器层结构，包括：
[0007]衬底；
[0008]位于所述衬底上的磁阻传感单元，所述磁阻传感单元自下而上依次包括种子层、底电极层、磁敏单元堆叠层和顶电极层，所述磁敏单元堆叠层至少包括反铁磁钉扎层或者永磁偏置层；
[0009]位于所述磁阻传感单元上方的顶吸热层和/或位于所述磁阻传感单元下方的底吸热层，所述顶吸热层的体积*比热*密度的乘积大于所述顶电极层的体积*比热*密度的乘积，所述底吸热层的体积*比热*密度的乘积大于所述底电极层的体积*比热*密度的乘积，当所述反铁磁钉扎层或者永磁偏置层的写入温度高于各自对应的阻塞温度或者居里温度时，所述底电极层和所述顶电极层的温度均低于各自对应的熔点温度；
[0010]激光吸收层，所述激光吸收层位于所述磁阻传感单元的上方；
[0011]激光透明层，所述激光透明层位于所述激光吸收层的上方。
[0012]本专利技术实施例中，磁阻传感单元上方和下方的至少一方设置有吸热层，顶吸热层的体积*比热*密度的乘积大于其近邻的顶电极层的体积*比热*密度的乘积，底吸热层的体
积*比热*密度的乘积大于其近邻的底电极层的体积*比热*密度的乘积，则吸热层具有远高于磁阻传感单元的比热，从而能够最大的均匀化磁阻传感单元的膜层、顶电极层和底电极层三者的比热，降低磁阻传感单元的膜层、顶电极层和底电极层三者比热差别导致的温升差异，使得反铁磁钉扎层/永磁偏置层的写入温度达到其阻塞温度/居里温度时，底电极层和顶电极层的温升接近，且底电极层和顶电极层的温度均低于各自所对应的熔点温度。基于此，可以避免磁电阻传感器层结构在激光退火过程中发生烧蚀现象，提升了磁电阻传感器层结构的稳定性和激光退火效率。
附图说明
[0013]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。
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种磁电阻传感器层结构的示意图；
[0015]图2为本专利技术实施例提供的另一种磁电阻传感器层结构的示意图；
[0016]图3为本专利技术实施例提供的又一种磁电阻传感器层结构的示意图；
[0017]图4为磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0018]图5为图4的单臂磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0019]图6为图4推挽式多臂磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0020]图7为另一种磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0021]图8为图7的单臂磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0022]图9为图7的推挽式多臂磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0023]图10为又一种磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0024]图11为图10的单臂磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0025]图12为图10的推挽式多臂磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0026]图13为又一种磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0027]图14为图13的单臂磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图；
[0028]图15为图13的推挽式多臂磁电阻传感器层结构的顶吸热层的拓扑图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本专利技术实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本专利技术的技术方案，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术实施例提供一种用于激光退火的磁电阻传感器层结构，磁电阻传感器层结构包括：衬底；位于衬底上的磁阻传感单元，磁阻传感单元自下而上依次包括种子层、底电极层、磁敏单元堆叠层和顶电极层，磁敏单元堆叠层至少包括反铁磁钉扎层或者永磁偏置层；位于磁阻传感单元上方的顶吸热层和/或位于磁阻传感单元下方的底吸热层，顶吸热层
的体积*比热*密度的乘积大于顶电极层的体积*比热*密度的乘积，底吸热层的体积*比热*密度的乘积大于底电极层的体积*比热*密度的乘积，当反铁磁钉扎层或者永磁偏置层的写入温度高于各自对应的阻塞温度或者居里温度时，底电极层和顶电极层的温度均低于各自对应的熔点温度；激光吸收层，激光吸收层位于磁阻传感单元的上方；激光透明层，激光透明层位于激光吸收层的上方。
[0031]本专利技术实施例中，磁阻传感单元上方和下方的至少一方设置有吸热层，顶吸热层的体积*比热*密度的乘积大于其近邻的顶电极层的体积*比热*密度的乘积，底吸热层的体积*比热*密度的乘积大于其近邻的底电极层的体积*比热*密度的乘积，则吸热层具有远高于磁阻传感单元的比热，从而能够最大的均匀化磁阻传感单元的膜层、顶电极层和底电极层三者的比热比热，降低磁阻传感单元的膜层、顶电极层和底电极层三者比热差别导致的温升差异，使得反铁磁钉扎层/永磁偏置层的写入温度达到其阻塞温度/居里温度时，底电极层和顶电极层的温升接近，且底电极层和顶电极层的温度均低于各自所对应的熔点温度。基于此，可以避免磁电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光退火的磁电阻传感器层结构，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底上的磁阻传感单元，所述磁阻传感单元自下而上依次包括种子层、底电极层、磁敏单元堆叠层和顶电极层，所述磁敏单元堆叠层至少包括反铁磁钉扎层或者永磁偏置层；位于所述磁阻传感单元上方的顶吸热层和/或位于所述磁阻传感单元下方的底吸热层，所述顶吸热层的体积*比热*密度的乘积大于所述顶电极层的体积*比热*密度的乘积，所述底吸热层的体积*比热*密度的乘积大于所述底电极层的体积*比热*密度的乘积，当所述反铁磁钉扎层或者永磁偏置层的写入温度高于各自对应的阻塞温度或者居里温度时，所述底电极层和所述顶电极层的温度均低于各自对应的熔点温度；激光吸收层，所述激光吸收层位于所述磁阻传感单元的上方；激光透明层，所述激光透明层位于所述激光吸收层的上方。2.根据权利要求1所述的磁电阻传感器层结构，其特征在于，所述衬底面向所述磁阻传感单元的一侧衬底表面具有钝化层，所述钝化层的热导率小于所述种子层的热导率*1/10。3.根据权利要求1所述的磁电阻传感器层结构，其特征在于，沿自下而上的方向上，所述顶吸热层覆盖所述顶电极层和所述底电极层，所述顶吸热层与所述顶电极层之间电隔离；所述顶吸热层包括第一区域和第二区域，所述第一区域与所述底电极层交叠且不与所述顶电极层交叠，所述第二区域与所述顶电极层交叠，所述顶吸热层与所述顶电极层之间填充有绝缘材料，所述第一区域和所述第二区域之间电接触。4.根据权利要求3所述的磁电阻传感器层结构，其特征在于，所述顶吸热层还包括第三区域，所述第三区域分别与所述顶电极层和所述底电极层都不交叠，所述第三区域分别与所述第一区域和所述第二区域电接触。5.根据权利要求1所述的磁电阻传感器层结构，其特征在于，沿自下而上的方向上，所述顶吸热层覆盖所述顶电极层和所述底电极层，所述顶吸热层与所述顶电极层之间电接触；所述顶吸热层包括第一区域和第二区域，所述第一区域与所述底电极层交叠且不与所述顶电极层交叠，所述第二区域与所述顶电极层交叠，所述第一区域和所述第二区域之间电隔离。6.根...

【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：