[发明专利]具有螺旋重置线圈的磁场传感器

说明书

【技术领域】

本发明涉及磁场传感器，特别涉及一种具有螺旋重置线圈的磁场传感器。

【背景技术】

目前基于磁阻效应的磁场传感器已经应用非常普通，比如各向异性磁阻(AMR)磁场传感器、巨磁阻(GMR)磁场传感器及隧穿磁阻(TMR)磁场传感器。一般来说，基于磁阻效应的磁场传感器在磁场方向和大小改变时，器件电阻会随之改变。磁场传感器的结构通常包括一层软磁材料，例如铁、钴，镍，钴铁硼合金或镍铁合金(permalloy)等。在磁场方向和大小改变时，软磁材料层的磁化方向随之改变，从而引起电阻的变化。

为了得到磁场的准确数值，在磁场传感器测量前所述软磁层需要被重新磁化。通常的方法是在紧邻磁场传感器的基本传感单元的导线中通过大电流以产生强磁场，从而使得基本传感单元的所有的磁畴都沿磁易轴方向排列，而磁易轴的方向由磁场传感器的基本传感单元的各向异性决定。通过控制所述导线上流过的电流的方向，磁畴的方向可以沿磁易轴平行的两个相反的方向排列。通常这个操作被称为重置(SET)和再重置(RESET)。除了可以对软磁层的磁化进行初始化，SET/RESET还可以帮助恢复软磁层的磁化。如果所处磁场传感器遭外界强磁场干扰，干扰磁场移除后所述软磁层的磁畴可能不能恢复至初始状态，从而引起测量误差。通过重置/再重置，磁畴的排列可以被恢复。

图1示出了现有的磁场传感器100的结构示意图。所述磁场传感器100包括有第一电源端131、第二电源端133、第一输出端133、第二输出端134、第一磁场传感单元111、第二磁场传感单元112、第三磁场传感单元113、第四磁场传感单元114、位于各个磁场传感单元上方或下方的重置线圈120。

在重置/再重置模式时，在所述重置线圈120内流过一个强电流，该强电流通过该重置线圈120在各个磁场传感单元111、112、113、114所在的平面产生磁场，该磁场能够重置/再重置各个磁场传感单元211、212、213、214使得各个磁场传感单元111、112、113、114的磁畴方向回到所述磁易轴的方向。

图1中的各个磁场传感单元组成了惠斯通电桥结构。图2示出了图1中的惠斯通电桥结构的电路示意图。其中，第一电源端231可以是电源电压端，第二电源端232可以是接地端。在应用时，如果在磁敏轴方向有磁场，该磁场会改变第一磁场传感单元111、第二磁场传感单元112、第三磁场传感单元113和第四磁场传感单元114的电阻，从而导致第一输出端133和第二输出端134之间的压差发生变化，进而实现磁场检测。

该重置线圈120位于同一个金属层中，其为了产生能够重置/再重置各个磁场传感单元所需的磁场，需要较大的电流或者需要占用较大的面积，其面积利用率低,相同电流下磁场小。

因此需要一种改进的磁场传感器以克服上述问题。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种改进的磁场传感器及其制造方法，其面积利用率高，在相同电流的情况下，能够产生更强的重置/再重置磁场。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供一种磁场传感器，其包括：至少一个磁场传感单元，其具有磁易轴和与所述磁易轴垂直的磁敏轴；至少一个螺旋重置线圈，其螺旋式环绕对应的磁场传感单元，其包括有位于对应的磁场传感单元上方的第一导线部分、位于对应的磁场传感单元下方的第二导线部分以及连接第一导线部分以及第二导线部分的穿过对应的磁场传感单元所在平面的第三导线部分。

进一步的，所述磁场传感器具有重置/再重置模式，在重置/再重置模式下，使得所述螺旋重置线圈内流过电流，所述螺旋重置线圈在所述磁场传感单元所在的平面产生平行于所述磁易轴的磁场，该磁场能够重置/再重置该对应的磁场传感单元使得该对应的磁场传感单元的磁畴方向回到所述磁易轴的方向。

进一步的，所述磁场传感单元为多个，各个磁场传感单元的磁易轴相互平行，所述螺旋重置线圈为多个，每个螺旋重置线圈对应一个磁场传感单元。