[发明专利]单一芯片双轴磁场传感器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种单一芯片双轴磁场传感器及其制备方法，该传感器由单一芯片桥式传感器和参考电阻桥式传感器组合使用，分别用来测量正交的两个方向的磁场。在同一芯片所有的电阻的钉扎层磁矩相同。利用电阻自由层的不同形状的形状各向异性和/或集成于芯片上的片状永磁体将自由层磁矩偏置到一特定的角度。采用该设计可以在同一芯片上，一次直接制备单一芯片双轴磁场传感器，所公开的单一芯片桥式磁场传感器相对传统的设计具有，性能更好，工艺简单，成本更低的特点。

主权项

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。