[发明专利]由层堆的第一和第二区段形成的第一和第二磁阻传感器

说明书

技术领域

实施例涉及传感器装置，或者更具体地涉及包括磁阻传感器元件的传感器装置。

背景技术

磁阻效应包括大量不同的物理现象，所有的这些物理现象的共同点是阻抗元件的电阻可被穿通阻抗元件的磁场的行为更改。利用磁阻效应的技术有时被称为“XMR技术”，其中X表示这里可以提出的效应的多样性。

一个示例是各向异性磁阻(AMR)效应，其基于如下事实：在(纳米)薄导电层中可通过更改外部磁场和层面内电流的方向之间的角度来改变电阻。该效应可通过归因于磁场中的自旋取向并且因此引起导电电子的不同的散射截面而使原子轨道扭曲来解释。

另一示例是巨磁阻(GMR)效应，其可发生在包括被非铁磁层分离的至少两个铁磁层的层的层堆中。如果两个铁磁层被磁化，可通过改变铁磁层的磁化方向之间的角度来更改层堆的电阻，由此由依赖于电子的自旋取向的电子散射形成效应。不同的磁化方向可通过将一个铁磁层(钉扎层)钉扎(pin)成基准磁化，而另一铁磁层(自由层)的磁化可依赖于外部磁场来实现。

又一示例是穿隧磁阻(TMR)效应，其可发生在包括被电绝缘层分离的至少两个铁磁层的(纳米)薄层的层堆中。如果两个铁磁层被磁化，可通过改变铁磁层的磁化方向之间的角度来更改层堆的电阻，由此由依赖于电子自旋的取向和磁场的取向的穿隧概率形成效应。再次，不同的磁化方向可通过将一个铁磁层(固定层)固定成基准磁化，而另一铁磁层(自由层)的磁化可依赖于外部磁场来实现。

XMR效应可应用在各种场基传感器中，例如用于测量转数、角度等的传感器。在一些应用中，特别是在与安全有关的应用中，需要这些传感器可靠地并且高精度水平地操作。传统方案包括以两个独立制造的传感器为特征的冗余构思，这在生产工作量和成本方面是昂贵的。传统方案还包括仅具有有限性能的安全算法，其引起不能识别的错误。结果，XMR传感器的价格随着其功能性的安全特征显著增加。

因此期望改进在XMR传感器的可靠性、精度、生产工作量和成本之间的折衷。

发明内容

根据一个方面，提供用于制造或提供传感器装置的方法。方法包括形成层堆。层堆包括在共同基板上的铁磁层和非磁层。方法还包括将层堆分离成第一区段和第二区段。其中，第一磁阻传感器元件由层堆的第一区段形成，第二磁阻传感器元件由层堆的第二区段形成。

一个或多个实施例还涉及一种传感器装置。传感器装置包括层堆，层堆包括形成在共同基板上的至少铁磁层和非磁层。传感器装置还包括至少第一磁阻传感器元件，其由层堆的第一区段提供。第一磁阻传感器元件这里被配置成生成第一信号。传感器装置还包括至少第二磁阻传感器元件，其由层堆的第二区段提供。第二磁阻传感器元件这里被配置成生成用于验证第一信号的第二信号。

根据又一方面，实施例涉及一种传感器装置，其包括主磁阻传感器元件，用于提供具有第一测量精度的主传感器信号。传感器装置还包括副磁阻传感器元件，用于提供具有第二测量精度、用以验证主传感器信号的验证信号。其中第一测量精度高于第二测量精度

而且，一些实施例涉及用于操作包括层堆的磁阻传感器的方法。层堆包括共同地形成在共同基板上的铁磁层和非磁层。方法包括借助集成到层堆中的第一磁阻传感器元件生成指示磁场条件的第一信号。方法还包括借助集成到层堆中的第二磁阻传感器元件生成指示磁场条件的第二信号。此外，方法包括借助第二信号验证第一信号。

附图说明

下文将仅通过示例的方式并且参照附图说明设备和/或方法的一些实施例，其中：

图1图示示出以两个完全独立的传感器为特征的传统架构的流程图；

图2图示示出以冗余构思为特征的传统架构的框图；

图3a图示示出根据传统方案的矢量长度评估的图；

图3b图示示出根据传统方案的矢量长度评估的图形；

图4图示示出根据实施例用于提供磁阻传感器的方法的流程图；

图5图示示出根据实施例用于提供磁阻传感器的另一方法的流程图；

图6图示可用于GMR传感器的层堆的实施例；

图6a图示具有用于通过第二信号验证第一信号的部件的传感器装置的框图；

图7a图示传统GMR传感器；

图7b图示两个单片集成GMR传感器的实施例；

图8图示示出对于不同GMR传感器尺寸而言各向异性误差和磁场强度之间的关系的图；

图9图示示出对于不同GMR传感器尺寸而言迟滞误差和磁场强度之间的关系的图；