一种磁阻磁开关传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种磁阻磁开关传感器，涉及磁传感器技术领域，包括：第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥；所述第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥用于感应第一方向和第二方向的磁场；所述第一方向和第二方向的磁场互相正交；所述第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥内均设置有AMR磁阻感应元件或者GMR或者TMR磁阻感应元件；可以通过不同的电桥配置和测量方式，实现单颗芯片对磁场的各向同性测量。实现单颗芯片对磁场的各向同性测量。实现单颗芯片对磁场的各向同性测量。

【技术实现步骤摘要】
一种磁阻磁开关传感器


[0001]本专利技术涉及磁传感器
，具体为一种磁阻磁开关传感器。

技术介绍

[0002]在消费类电子和工业控制等领域，有一些应用希望对磁场可以实现各向同性的检测，即只要磁场大小相同，对于不同的磁场方向，磁传感器都要有基本相同的响应；为了实现这一要求，可以将多颗磁传感器按照不同的检测方向安装起来，分别测量各个方向的磁场分量，然后将多颗传感器的数据经过数值运算来实现响应；但是这种实现方式安装复杂，占用的空间比较大，成本较高并且需要额外的计算量，实际使用起来并不方便；磁阻传感器可以采用半导体制造工艺，可以将不同感应方向的磁阻传感器集成在一颗芯片上，以实现对两个或者多个正交方向的磁场检测。常用的磁阻传感器分为各向异性磁阻（AMR）、巨磁阻（GMR）和隧道磁阻（TMR），主要感应传感器所在平面的磁场；然而，AMR、GMR和TMR这三类磁阻的感应原理和特点并不相同。AMR的磁阻变化规律为
∆
R*cos
²
θ，其中
∆
R为磁阻变化率，θ为磁矩与电流之间的夹角；GMR与TMR的磁阻变化规律相近，为，其中R为磁阻变化率，为自由层与钉扎层磁矩之间的夹角；相比其他磁传感器技术而言，磁阻传感器具有灵敏度高、感应阈值点可调的优点，结合半导体制造工艺，可满足单颗芯片实现不同大小的各向同性磁场的检测；有鉴于此，有必要提供一种新型的磁阻磁开关传感器，实现单颗芯片完成磁场的各向同性检测。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种磁阻磁开关传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种磁阻磁开关传感器，包括：第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥；所述第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥构成AMR磁阻磁开关传感器或者GMR或者TMR磁阻磁开关传感器；所述第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥用于感应第一方向和第二方向的磁场；所述第一方向和第二方向的磁场互相正交；所述第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥内均设置有AMR磁阻感应元件或者GMR或者TMR磁阻感应元件；当第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥构成AMR磁阻磁开关传感器时，第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥内设置有AMR磁阻感应元件；AMR磁阻磁开关传感器中的第一组惠斯通电桥可以一部分地同时感应第一方向和第二方向的磁场，AMR磁阻磁开关传感器中的第二组惠斯通电桥可以另一部分地同时感应第一方向和第二方向的磁场；AMR磁阻磁开关传感器的感应方式为：第一方向与第二方向的合成磁场方向角度为α，大小为H。对于一定大小范围的磁场，则第一组惠斯通电桥的电阻变化近似正比于
，第二组惠斯通电桥的电阻变化近似正比于；当第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥构成GMR或者TMR磁阻磁开关传感器时，第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥内设置有GMR或者TMR磁阻感应元件；GMR或者TMR磁阻磁开关传感器中的第一组惠斯通电桥主要感应第一方向的磁场，GMR或者TMR磁阻磁开关传感器中的第二组惠斯通电桥主要感应第二方向的磁场；GMR或者TMR磁阻磁开关传感器的感应方式为：第一方向磁场大小为H1，第二方向磁场为H2，第一方向与第二方向的合成磁场大小为H。对于一定大小范围的磁场，则第一组惠斯通电桥的电阻变化近似正比于H1，第二组惠斯通电桥的电阻变化近似正比于H2。
[0005]优选的，所述第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥均设置有若干个桥臂，四个所述桥臂构成全桥。
[0006]优选的，所述第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥均设置有若干个桥臂，二个所述桥臂构成半桥。
[0007]优选的，所述桥臂内设置有若干个AMR磁阻感应元件或者GMR或者TMR磁阻感应元件；所述AMR磁阻感应元件由磁阻薄膜经刻蚀而形成；所述GMR或者TMR磁阻感应元件由自由层、钉扎层、中间层或者隧穿层多层磁性薄膜经刻蚀而形成；优选的，所述AMR磁阻感应元件或者GMR或者TMR磁阻感应元件由磁阻薄膜经刻蚀为直线线条形状。
[0008]优选的，所述AMR磁阻感应元件或者GMR或者TMR磁阻感应元件由磁阻薄膜经刻蚀为曲线线条形状，包括但不限于圆弧形、波浪形的形状。
[0009]优选的，所述第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥中的AMR磁阻感应元件互相旋转45
°
布置。
[0010]优选的，所述第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥中的GMR或者TMR磁阻感应元件互相旋转90
°
布置，同时保持第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥中的GMR或者TMR磁阻感应元件的钉扎层的钉扎磁矩方向互相平行。
[0011]优选的，所述第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥中的GMR或者TMR磁阻感应元件互相平行布置，同时第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥中的GMR或者TMR磁阻感应元件的钉扎层的钉扎磁矩方向保持90
°
夹角。
[0012]优选的，所述第一组惠斯通电桥的输出信号为V1，将V1信号减去零点偏移offset1，得到反映第一方向和第二方向的磁场大小的信号为V1＇；所述第二组惠斯通电桥的输出信号为V2，将所述V2信号减去零点偏移offset2，得到反映第一方向和第二方向的磁场大小的信号为V2＇，根据V1＇和V2＇可以得到各向同性反映第一方向和第二方向的叠加磁场大小的信号V=sqrt(V1＇*V1＇+V2＇*V2＇)，根据反映叠加磁场大小的信号V以及磁开关设定的阈值点，即可得到磁阻磁开关传感器对外界磁场的各向同性响应。
[0013]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术提出的一种新型磁阻磁开关传感器，可以通过不同的电桥配置和测量方式，实现单颗芯片对磁场的各向同性测量；通过设置两个桥臂构成半桥，使得电桥在生产制造过程中，可以减少芯片所用的面积，进而降低生产成本；通过将磁阻感应元件刻蚀为曲线线条形状，包括但不限于圆弧形、波浪形的形状，采用曲线线条的磁阻感应元件可以显著降
低磁滞误差，提高磁开关传感器的检测精度。
附图说明
[0014]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是AMR磁阻磁开关传感器实施例一的结构示意图；图2是AMR磁阻磁开关传感器实施例二的结构示意图；图3是AMR磁阻磁开关传感器一种具体实施方式的结构示意图；图4是GMR或者TMR磁阻磁开关传感器实施例一的结构示意图；图5是GMR或者TMR磁阻磁开关传感器实施例二的结构示意图；图6是GMR或者TMR磁阻磁开关传感器一种具体实施方式的结构示意图；图7是GMR或者TMR磁阻磁开关传感器另一种具体实施方式的结构示意图。
[0015]图中：1、第一组惠斯通电桥；2、第二组惠斯通电桥；3、AMR磁阻感应元件；4、GMR或者TMR磁阻感应元件。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁阻磁开关传感器，其特征在于：包括：第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥；所述第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥用于感应第一方向和第二方向的磁场；所述第一方向和第二方向的磁场互相正交；所述第一组惠斯通电桥及第二组惠斯通电桥内均设置有AMR磁阻感应元件或者GMR或者TMR磁阻感应元件。2.根据权利要求1所述的一种磁阻磁开关传感器，其特征在于：所述第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥均设置有若干个桥臂，四个所述桥臂构成全桥。3.根据权利要求1所述的一种磁阻磁开关传感器，其特征在于：所述第一组惠斯通电桥和第二组惠斯通电桥均设置有若干个桥臂，二个所述桥臂构成半桥。4.根据权利要求2或3任一项所述的一种磁阻磁开关传感器，其特征在于：所述桥臂内设置有若干个AMR磁阻感应元件或者GMR或者TMR磁阻感应元件；所述AMR磁阻感应元件由磁阻薄膜经刻蚀而形成；所述GMR或者TMR磁阻感应元件由自由层、钉扎层、中间层或者隧穿层多层磁性薄膜经刻蚀而形成。5.根据权利要求4所述的一种磁阻磁开关传感器，其特征在于：所述AMR磁阻感应元件或者GMR或者TMR磁阻感应元件由磁阻薄膜经刻蚀为直线线条形状。6.根据权利要求4所述的一种磁阻磁开关传感器，其特征在于：所述AMR磁阻感应元件或者GMR或者TMR磁阻感应元件由磁阻薄膜经刻蚀为曲线线条形状，包括但不限于圆弧形、波浪形的形状。7.根据权利要求1所述的一种磁阻磁开关传感器，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱鹏，万虹，
申请(专利权)人：微传智能科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：