[发明专利]单一芯片双轴磁场传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种第一单一芯片双轴磁场传感器，其特征在于：它包括第一轴和第二轴，所述第一轴包括四个磁电阻元件，所述第二轴包括四个磁电阻元件，其中每个磁电阻元件由一个或多个GMR或MTJ传感元件串联组成，传感元件由自旋阀构成，该传感元件包括磁性自由层和磁性钉扎层，所述第一轴的磁电阻元件和第二轴的磁电阻元件的磁性钉扎层的方向设置在相同的一个方向上；所述磁性自由层在没有外界偏置磁场时，磁性自由层的磁矩方向垂直于钉扎层磁矩的方向，所述磁性自由层的磁矩方向随外加磁场的大小成比例旋转；所述第一轴中的位于相对位置的两个磁电阻元件的磁性自由层的磁矩方向相同，每个磁电阻的磁性自由层的磁矩方向与其磁性钉扎层的磁矩方向所成的夹角相同，所述第一轴中的位于相邻位置的两个磁电阻元件的磁性自由层的磁矩方向与其磁性钉扎层的磁矩方向所成的夹角的角度相同，且所述第一轴中的位于相邻位置的两个磁电阻元件的磁性自由层的磁矩方向不相同；所述第二轴中的四个磁电阻元件的磁性自由层的磁矩方向同向且都垂直于该磁电阻元件的钉扎层磁矩的方向。

2.如权利要求1所述的第一单一芯片双轴磁场传感器，其特征在于：所述第一轴中的磁电阻元件具有磁性自由层的磁矩方向指向其磁性易轴方向的形状。

3.如权利要求1所述的第一单一芯片双轴磁场传感器，其特征在于：它还包括一集成设置在该双轴全桥传感器第一轴上的用于将其磁电阻自由层的磁矩方向偏置的磁体。

4.如权利要求1所述的第一单一芯片双轴磁场传感器，其特征在于：它还包括一集成设置在该双轴全桥传感器第一轴上的用于将其磁电阻自由层的磁矩方向偏置的的电流线，所述电流线的电流方向与MTJ或GMR磁电阻元件的磁性钉扎层的磁矩方向相同。

5.如权利要求1所述的第一单一芯片双轴磁场传感器，其特征在于：通过磁性自由层与磁性钉扎层的奈耳耦合场来将所述第一轴的磁电阻元件的磁电阻自由层的磁矩方向偏置。

6.如权利要求1所述的第一单一芯片双轴磁场传感器，其特征在于：通过在磁性自由层沉积一磁性层，并利用其与磁性自由层之间的弱反铁磁耦合来将所述第一轴的磁电阻元件的磁电阻自由层的磁矩方向偏置。

7.一种第一单一芯片双轴磁场传感器的制备方法，其特征在于：

将一个或多个GMR或MTJ传感元件分别串联成八个磁电阻元件，将四个磁电阻元件连接以构成第一轴，将另外四个磁电阻元件串联以构成第二轴，将第一轴和第二轴相连接以构成单一芯片双轴磁场传感器；所述第一轴的四个磁电阻元件具有磁性自由层的磁矩方向指向其磁性易轴方向的形状。

8.一种第一单一芯片双轴磁场传感器的制备方法，其特征在于：

将一个或多个GMR或MTJ传感元件分别串联成八个磁电阻元件，将四个磁电阻元件连接以构成第一轴，将另外四个磁电阻元件串联以构成第二轴，将第一轴和第二轴相连接以构成单一芯片双轴磁场传感器；在该第一单一芯片双轴磁场传感器的第一轴上集成设置一用于将所述第一轴磁电阻元件的磁电阻自由层的磁矩方向偏置的磁体。

9.一种第一单一芯片双轴磁场传感器的制备方法，其特征在于：

将一个或多个GMR或MTJ传感元件分别串联成八个磁电阻元件，将四个磁电阻元件连接以构成第一轴，将另外四个磁电阻元件串联以构成第二轴，将第一轴和第二轴相连接以构成单一芯片双轴磁场传感器；在第一单一芯片双轴磁场传感器的第一轴上集成设置一用于将其磁电阻自由层的磁矩方向偏置的的电流线，所述电流线的电流方向与MTJ或GMR磁电阻元件的磁性钉扎层的磁矩方向相同。

10.一种第一单一芯片双轴磁场传感器的制备方法，其特征在于：

将一个或多个GMR或MTJ传感元件分别串联成八个磁电阻元件，将四个磁电阻元件连接以构成第一轴，将另外四个磁电阻元件串联以构成第二轴，将第一轴和第二轴相连接以构成单一芯片双轴磁场传感器；通过所述第一轴磁电阻元件的磁性自由层与磁性钉扎层的奈耳耦合场来将所述第一轴磁电阻元件的磁电阻自由层的磁矩方向偏置。