[发明专利]一种单芯片双轴磁电阻角度传感器

摘要

本发明公布了一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，包括位于X‑Y平面上的衬底、位于衬底上的推挽式X轴和推挽式Y轴磁电阻角度传感器，前者包含X推臂和X挽臂，后者包括Y推臂和Y挽臂，所述X推臂、X挽臂、Y推臂和Y挽臂均包括至少一个磁电阻角度传感单元阵列，所述X推臂、X挽臂、Y推臂、Y挽臂的磁电阻角度传感单元阵列的磁场敏感方向分别沿+X方向、‑X方向、+Y方向、‑Y方向，磁电阻角度传感单元均具有相同磁多层薄膜结构的TMR或者GMR自旋阀，其反铁磁层磁化方向均通过激光程控加热磁退火获得，之后还可在磁电阻角度传感单元表面沉积磁场衰减层以提高工作磁场范围。本发明具有结构紧凑、高精度，小尺寸，并可实现大幅度磁场工作范围的优点。

主权项

1.一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，/n包括位于X-Y平面上的衬底、位于所述衬底上的推挽式X轴磁电阻角度传感器和推挽式Y轴磁电阻角度传感器，/n所述推挽式X轴磁电阻角度传感器包含X推臂和X挽臂，/n所述推挽式Y轴磁电阻角度传感器包含Y推臂和Y挽臂，/n所述X推臂、X挽臂、Y推臂和Y挽臂均包括至少一个磁电阻角度传感单元阵列，所述X推臂、X挽臂、Y推臂、Y挽臂的磁电阻角度传感单元阵列的磁场敏感方向分别沿+X方向、-X方向、+Y方向、-Y方向，其特征在于，/n所述X轴磁电阻角度传感器和所述Y轴磁电阻角度传感器具有共同的几何中心，所述X轴磁电阻角度传感器和所述Y轴磁电阻角度传感器的电源、地、输出引脚沿着传感器芯片的边缘排列，/n所述磁电阻角度传感单元阵列之间通过互联导线进行连接，每个所述磁电阻角度传感单元阵列均包括多个磁电阻角度传感单元，所述磁电阻角度传感单元为TMR或者GMR自旋阀单元，所述磁电阻角度传感单元均具有相同的磁多层薄膜结构，所述磁多层薄膜结构自下而上包括种子层、反铁磁层、钉扎层、Ru层、参考层、非磁中间层、自由层和钝化层，或者自下而上包括种子层、反铁磁层、参考层、非磁中间层、自由层和钝化层，/n所述磁电阻角度传感单元为TMR时，所述非磁中间层为Al₂O₃或者MgO，所述磁电阻角度传感单元为GMR自旋阀时，所述非磁中间层为Au或者为Cu，/n所述反铁磁层磁化方向通过激光程控加热磁退火获得，具有相同磁化方向的磁电阻桥臂位于相邻位置，具有不同磁场敏感方向的相邻磁电阻角度传感单元阵列之间具有隔热间隙。/n