[实用新型]具有聚磁层的线性薄膜磁阻传感器及线性薄膜磁阻传感器电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁阻传感器，尤其是一种具有聚磁层的线性薄膜磁阻传感器及线性薄膜磁阻传感器电路，属于薄膜磁阻传感器的技术领域。 

背景技术

磁阻传感器本体被广泛的应用在数据存储领域（计算机硬盘，MRAM），电流的测量领域，位置测量，物体的移动和速度，角度及角速度等的测量领域。 

磁阻传感器本体有多层膜结构，自旋阀结构。多层膜结构包括磁性层和非磁性层，它们交替的沉积在衬底上。自旋阀结构包括非磁性钉扎层（MnIr，MnPt），磁性被钉扎层（CoFeB、CoFe，或是SAF结构CoFe/Ru/CoFe，CoFe/Ru/CoFeB/Ta/CoFeB等），非磁性隔离层（Cu、AlO、MgO、HfO、ZrO、TaO等等），磁性自由层（CoFeB、CoFe、CoFeB/Ta/NiFe，或是SAF结构CoFe/Ru/CoFe等）。 

磁阻传感器本体在测量模拟量时，由于自由层的磁性材料本身有饱合场，从而限制了可测量磁场的范围，同时磁阻传感器本体存在灵敏度随温度的变化，从而影响了测量的精度。通常解决的办法是通过对磁性自由层加偏置磁场增加磁性自由层的饱合场的范围，并通过后续电流的温度补偿来解决灵敏度的温度系数来提高测量的精度。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有聚磁层的线性薄膜磁阻传感器及线性薄膜磁阻传感器电路，其结构紧凑，精度和线性度高、线性范围可调，工艺简单，成本低，抗干扰性强及温度稳定性好。 

按照本实用新型提供的技术方案，所述具有聚磁层的线性薄膜磁阻传感器，包括衬底；磁阻传感器本体，位于衬底上，具有方向上相互垂直的第一磁矩与第二磁矩；聚磁层，位于衬底上方，与磁阻传感器本体绝缘隔离，并将待测量外磁场放大后作用于磁阻传感器本体上。 

所述衬底上方设有电流导线，所述电流导线与聚磁层及磁阻传感器本体绝缘隔离，聚磁层能将电流导线产生的感应磁场放大后作用于磁阻传感器本体上。 

所述磁阻传感器本体包括种子层；反铁磁钉扎层，位于种子层上；磁性被钉扎层，位于反铁磁钉扎层，与反铁磁钉扎层配合产生的交换耦合场具有第一磁矩；非磁性隔离层，位于磁性被钉扎层上，将磁性被钉扎层与磁性自由层隔离；磁性自由层，位于非磁性隔离层上，具有第二磁矩，所述第二磁矩的方向与第一磁矩的方向相互垂直。 

所述衬底的材料包括陶瓷或硅。 

所述聚磁层的材料包括NiFe、CoZrNb或CoZrHf。 

所述电流导线位于聚磁层的上方、下方位置中的一种或两种。 

所述电流导线包括长直导线、U型导线、一层导线、多层导线、一圈导线或多圈导线。 

所述反铁磁钉扎层的材料包括MnIr或MnPt；所述磁性钉扎层的材料包括CoFeB、CoFe、或CoFe、Ru与CoFe形成的复合层、或CoFe、Ru、CoFeB、Ta、与CoFeB形成的复合层；所述非磁性隔离层的材料包括Cu、AlO、MgO、HfO、ZrO或TaO；所述磁性自由层的材料包括CoFeB、CoFe、或CoFeB与NiFe形成的复合层、或CoFe与NiFe形成的复合层、或CoFeB、Ta与NiFe形成的复合层、CoFe、Ta与NiFe形成的复合层。 

一种线性薄膜磁阻传感器电路，包括第一线性薄膜磁阻传感器及第二线性薄膜磁阻传感器，所述第一线性薄膜磁阻传感器、第二线性薄膜磁阻传感器形成半桥电路；第一线性薄膜磁阻传感器内参考层的第一磁矩方向与第二线性薄膜磁阻传感器内参考帧的第一磁矩方向反平行；第一线性薄膜磁阻传感器内磁性自由层的第二磁矩反向与第二线性薄膜磁阻传感器内磁性自由层的第二磁矩方向相互平行。 

还包括第三线性薄膜磁阻传感器及第四线性薄膜磁阻传感器，所述第一线性薄膜磁阻传感器、第二线性薄膜磁阻传感器、第三线性薄膜磁阻传感器及第四线性薄膜磁阻传感器形成惠斯通电桥，其中，所述第一线性薄膜磁阻传感器、第二线性薄膜磁阻传感器、第三线性薄膜磁阻传感器及第四线性薄膜磁阻传感器分别形成上述惠斯通电桥的桥臂，第一线性薄膜磁阻传感器与第四线性薄膜磁阻传感器位于惠斯通电桥的两个相对应的桥臂上，第二线性薄膜磁阻传感器与第三线性薄膜磁阻传感器位于惠斯通电桥的两个相对应的桥臂上，第一线性薄膜磁阻传感器所在的惠斯通电桥的桥臂与第二线性薄膜磁阻传感器及第三线性薄膜磁阻传感器所在的惠斯通电桥的桥臂邻接；