[发明专利]全桥磁电阻传感器及其制造方法以及双钉扎磁电阻多层膜

权利要求书

1.一种双钉扎磁电阻多层膜，其特征在于，其包括依次层叠设置的缓冲层、第一反铁磁层、第一铁磁层、第一夹层、铁磁参考层、间隔层、铁磁自由层、第二夹层、第二铁磁层、第二反铁磁层和覆盖层，

所述第一反铁磁层对所述第一铁磁层施加第一交换偏置；

所述第一铁磁层通过所述第一夹层对所述铁磁参考层施加第一人工反铁磁耦合；

所述第二反铁磁层对所述第二铁磁层施加第二交换偏置；

所述第二铁磁层通过所述第二夹层对所述铁磁自由层施加第二人工反铁磁耦合。

2.根据权利要求1所述的双钉扎磁电阻多层膜，其特征在于，

所述双钉扎磁电阻多层膜的长宽比至少为2。

3.根据权利要求2所述的双钉扎磁电阻多层膜，其特征在于，

所述缓冲层为导电金属或者金属多层膜；

所述第一铁磁层为铁磁金属或者合金；

所述第一夹层为金属层；

所述铁磁参考层为铁磁金属或者合金；

所述铁磁自由层为铁磁金属或者合金；

所述第二夹层为金属层；

所述第二铁磁层为铁磁金属或者合金；和/或

所述覆盖层为导电金属或金属多层膜。

4.根据权利要求3所述的双钉扎磁电阻多层膜，其特征在于，

所述缓冲层为Ta或者Ru；

所述第一反铁磁层为PtMn；

所述第一铁磁层为Fe、Co、Ni或者CoFe(B)；

所述第一夹层为Ru；

所述铁磁参考层为Fe、Co、Ni或者CoFe(B)；

所述铁磁自由层为Fe、Co、Ni或者CoFe(B)；

所述第二夹层为Ru；

所述第二铁磁层为Fe、Co、Ni或者CoFe(B)；

所述第二反铁磁层为IrMn或者FeMn；和/或

所述覆盖层为Ta或者Ru。

5.根据权利要求3所述的双钉扎磁电阻多层膜，其特征在于，

对于隧穿磁电阻，所述间隔层为势垒层；

对于巨磁电阻，所述间隔层为金属层。

6.根据权利要求5所述的双钉扎磁电阻多层膜，其特征在于，

当所述间隔层为势垒层时，所述间隔层为MgO、Al2O3、MgAl2O4或者MgZnO；

当所述间隔层为金属层时，所述间隔层为Cu。

7.一种全桥磁电阻传感器，其特征在于，其包括第一双钉扎磁电阻多层膜、第二双钉扎磁电阻多层膜、第三双钉扎磁电阻多层膜和第四双钉扎磁电阻多层膜，

所述第一双钉扎磁电阻多层膜的一端和第二双钉扎磁电阻多层膜的一端与电源端相连；所述第一双钉扎磁电阻多层膜的另一端和所述第三双钉扎磁电阻多层膜的一端与第一信号端相连；所述第二双钉扎磁电阻多层膜的另一端和所述第四双钉扎磁电阻多层膜的一端与第二信号端相连；所述第三双钉扎磁电阻多层膜的另一端和所述第四双钉扎磁电阻多层膜的另一端与接地端相连，

所述全桥磁电阻传感器依次经过第一次退火和第二次退火。

8.根据权利要求7所述的全桥磁电阻传感器，其特征在于，

所述全桥磁电阻传感器通过第一次退火，定义了所述第一铁磁层、铁磁参考层、铁磁自由层和第二铁磁层的磁晶各向异性，且定义了所述第一铁磁层的磁化强度方向、第一交换偏置和铁磁参考层的磁化强度方向；

所述第一次退火包括：温度从室温升高到第一温度T1，施加磁场H，温度从第一温度T1降低到室温，

定义xy平面坐标系，其中，X轴和Y轴相互垂直，所述磁场H方向沿着x轴。

9.根据权利要求8所述的全桥磁电阻传感器，其特征在于，

所述第一铁磁层、铁磁参考层、铁磁自由层和第二铁磁层的磁晶各向异性平行于所述X轴；

所述第一铁磁层的磁化强度方向、第一交换偏置和所述铁磁参考层的磁化强度方向平行于所述X轴，且所述第一铁磁层的磁化强度方向和第一交换偏置与所述铁磁参考层的磁化强度方向相反。