一种磁感应器，适用于感应一外部磁场，包括一磁性穿隧接面元件。磁性穿隧接面元件用以感应该外部磁场在垂直于磁性穿隧接面元件的一垂直(Z轴)磁场分量，包括一第一固定磁性层、一穿隧层以及一磁性感应层。第一固定磁性层有一固定磁化强度，垂直于该第一固定磁性层。穿隧层设置于该第一固定磁性层上。磁性感应层，设置于该穿隧层上，其中该磁性感应层有一预定厚度使一磁矩变化处于对垂直于磁性感应层的垂直(Z轴)磁场灵敏度高于水平(X、Y轴)磁场灵敏度的超顺磁特性，以灵敏感应垂直于感应层的该外部磁场的垂直(Z轴)磁场。该固定磁性层、该穿隧层、该磁性感应层是依序或是反依序迭置。
【技术实现步骤摘要】
磁感应器
本专利技术是关于一种感应器，且特别是关于一种磁感应器。
技术介绍
磁感应器可以用来感应外部磁场(例如地磁)的分量。磁感应器已经广泛的应用于汽车、自动化、医疗与电子罗盘等领域，其中电子罗盘更需要能感测外部磁场的三维分量。目前几乎每一支智能手机都有电子罗盘。电子罗盘需感应地磁，因此需有三轴的磁性感测功能，而且要很灵敏，因为地磁大小大约是20-60 μ T0磁感应器可以有多种方式的设计,其中磁性穿隧接面(MTJ, Magnetictunnelingjunction)元件已广泛被用来感测外部磁场的水平分量。以下，磁性穿隧接面元件也可以用“MTJ元件”来表示。这种传统MTJ元件的磁性感应层是由水平磁化异向性(in-planemagnetic anisotropy, IMA)材质所制成,其对水平磁场分量的检测较敏感,但是对垂直磁场分量的检测较不敏感。也就是说，即使传统MTJ元件的磁性感应层的厚度是控制在超顺磁的条件下，其对水平X、Y轴(In-Plane)的磁场分量较为敏感，但是对Z轴(垂直)的磁场并不敏感。主要是因IMA超顺磁虽然磁矩是呈现等向分布，但仍是In-Plane特性，因此对垂直(Z轴)磁场的反应仍需克服去磁场才能使磁矩垂直磁性感应层，因此对Z轴磁场感应很不敏感。如何在MTJ元件的结构下，简易检测地磁的垂直(Z轴)磁场分量仍是在继续研发中。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种磁感应器，采用磁性穿隧接面元件的架构，可以感应一外部磁场的垂直(Z轴)磁场分量，进而可以简易感应(X、Y、Z)三维磁场分量。本专利技术提供一种磁感应器，适用于感应一外部磁场，其包括一磁性穿隧接面兀件。磁性穿隧接面元件用以感应该外部磁场在垂直于磁性穿隧接面元件的一垂直(Ζ轴)磁场分量，包括一第一固定磁性层、一穿隧层以及一磁性感应层。第一固定磁性层有一固定磁化强度，垂直于该第一固定磁性层。穿隧层设置于该第一固定磁性层上。磁性感应层设置于该穿隧层上，其中该磁性感应层有一预定厚度使一磁矩变化处于一超顺磁特性，该超顺磁特性是对垂直于磁性感应层的垂直(Ζ轴)磁场灵敏度高于水平(X、Y轴)磁场灵敏度，以相对较灵敏感应垂直于磁 场感应层的该外部磁场的垂直(Ζ轴)磁场分量。该固定磁性层、该穿隧层、该磁性感应层是依序或是反依序迭置。本专利技术公开一种磁感应器，适用于感应一外部磁场，该磁感应器包括:一磁性穿隧接面(Magnetic Tunneling Junction, MTJ)元件,用以感应该外部磁场在垂直于该磁性穿隧接面元件的一垂直(Z轴)磁场分量，其中该磁性穿隧接面元件包括:—固定磁性层，有一固定磁矩垂直于该固定磁性层；一穿隧层，设置于该固定磁性层上；以及一磁性感应层，设置于该穿隧层上，其中该磁性感应层有一预定厚度使一磁矩变化处于一超顺磁特性，其中该超顺磁特性是对垂直于该磁性感应层的一垂直(Z轴)磁场灵敏度高于一水平(X、Y轴)磁场灵敏度，以相对较灵敏感应垂直于该磁性感应层的该外部磁场的垂直(Ζ轴)磁场分量，其中该固定磁性层、该穿隧层、该磁性感应层是依序或是反依序迭置。所述的磁感应器，该固定磁性层是垂直式人造反铁磁结构，包括堆迭的一第一铁磁层、一非磁性金属层以及一第二铁磁层，其中该第一铁磁层比该第二铁磁层更接近该磁性感应层，该第一铁磁层有一第一磁化强度，该第二铁磁层有一第二磁化强度，且第一磁化强度与该第二磁化强度是反平行。所述的磁感应器，该第一磁化强度比该第二磁化强度小，以降低该磁性穿隧接面元件的磁阻对垂直(Ζ轴)磁场感应曲线的偏移量。所述的磁感应器，还包括:—磁场偏压层，设置在该磁性感应层上方，与该固定磁性层相对，该磁场偏压层提供垂直于该磁场偏压层的一偏压磁场，以配合该固定磁性层以降低该磁性穿隧接面元件的磁阻对垂直(Ζ轴)磁场感应曲线的偏移量。所述的磁感应器，该磁场偏压层的该偏压磁场与该固定磁性层的该固定磁场是反平行。所述的磁感应器，该磁场偏压层是垂直式人造反铁磁结构，包括堆迭的一第一铁磁层、一非磁性金属层以及一第二铁磁层，其中该第一铁磁层比该第二铁磁层更接近该磁性感应层,该第一铁磁层有一第一磁化强度，该第二铁磁层有一第二磁化强度，且第一磁化强度与该第二磁化强度是反平行。所述的磁感应器，该磁场偏压层是单层结构。所述的磁感应器，该固定磁性层是单层结构。所述的磁感应器，还包括:一水平式磁性穿隧接面元件，用以感应该外部磁场的一水平(Χ、Υ轴)磁场分量。所述的磁感应器，该磁性穿隧接面元件还包括:一顶盖层，设置于该磁性感应层上。本专利技术公开一种磁感应器，用于感应一外部磁场，包括:—磁场集中兀件,用以将该外部磁场集中，其中在该磁场集中兀件的一延伸面有一 X轴与一 Y轴，垂直该延伸面有一 Z轴，在该X轴上有一第一位置与一第二位置，在该Y轴上有一第三位置与一第四位置；以及第一到第四磁性穿隧接面元件，分别设置在该磁场集中元件的该第一到第四位置上，以分别感应在该Z轴方向上的一第一感应量、一第二感应量、一第三感应量以及一第四感应量；其中所述第一到第四磁性穿隧接面元件的其中至少一个磁性穿隧接面元件包括:—固定磁性层，有一固定磁场垂直于该固定磁性层；一穿隧层，设置于该固定磁性层上；以及一磁性感应层，设置于该穿隧层上，其中该磁性感应层有一预定厚度使一磁矩变化处于一超顺磁特性，其中垂直于该磁性感应层的一垂直(Z轴)磁场灵敏度高于一水平(X、Y轴)磁场灵敏度，以相对较灵敏感应该外部磁场所产生在垂直于该磁性感应层的一垂直(Ζ轴)磁场分量，其中该固定磁性层、该穿隧层、该磁性感应层是依序或是反依序迭置。所述的磁感应器，该第一感应量为a*Bx+b*Bz，该第二感应量为_a*Bx+b*Bz，该第三感应量为c*By+d*Bz,该第四感应量为_c*By+d*Bz,其中a、b、c、d是该磁场集中元件的多个磁场集中特性系数，Bx, By、Bz是该外部磁场在该X轴、该Y轴、该Z轴的三个磁场分量，根据该第一到第四感应量的计算所得。所述的磁感应器，该磁场集中元件是对称结构，且这些磁场集中特性系数是a = c以及b = d。所述的磁感应器，该固定磁性层是垂直式人造反铁磁结构，包括堆迭的一第一铁磁层、一非磁性金属层以及一第二铁磁层，其中该第一铁磁层比该第二铁磁层更接近该磁性感应层，该第一铁磁层有一第一磁化强度，该第二铁磁层有一第二磁化强度，且第一磁化强度与该第二磁化强度是反平行。所述的磁感应器，该第一磁化强度比该第二磁化强度小，以降低该磁性穿隧接面元件的磁阻对垂直(Z轴)磁场感应曲线的偏移量。所述的磁感应器，所述第一到第四磁性穿隧接面元件中的该磁性穿隧接面元件还包括:—磁场偏压层，设置在该磁性感应层上方，与该固定磁性层相对，其中该磁场偏压层提供垂直于该磁场偏压层的一偏压磁场，以配合该固定磁性层降低该磁性穿隧接面元件的磁阻对垂直(Z轴)磁场感应曲线的偏移量。所述的磁感应器，该磁场偏压层的该偏压磁场与该固定磁性层的该固定磁场是反平行。所述的磁感应器，该磁场偏压层是垂直式人造反铁磁结构，包括堆迭的一第一铁磁层、一非磁性金属层以及一第二铁磁层，其中该第一铁磁层比该第二铁磁层更接近该磁性感应层，该第一铁磁层有一第一磁化强度，该第二铁磁层有一第二磁化强度，且第一磁化强度与该第二磁化强度是反平行。所述的磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁感应器，适用于感应一外部磁场，该磁感应器包括：一磁性穿隧接面元件，用以感应该外部磁场在垂直于该磁性穿隧接面元件的一垂直(Z轴)磁场分量，其中该磁性穿隧接面元件包括：一固定磁性层，有一固定磁矩垂直于该固定磁性层；一穿隧层，设置于该固定磁性层上；以及一磁性感应层，设置于该穿隧层上，其中该磁性感应层有一预定厚度使一磁矩变化处于一超顺磁特性，其中该超顺磁特性是对垂直于该磁性感应层的一垂直(Z轴)磁场灵敏度高于一水平(X、Y轴)磁场灵敏度，以相对较灵敏感应垂直于该磁性感应层的该外部磁场的垂直(Z轴)磁场分量，其中该固定磁性层、该穿隧层、该磁性感应层是依序或是反依序迭置。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈桂弘，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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