磁阻感測(cè)組件與磁阻傳感器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種磁阻感測(cè)組件與磁阻傳感器。磁阻感測(cè)組件包含一長(zhǎng)形的水平磁阻層、一導(dǎo)電部與一第一磁場(chǎng)感應(yīng)層。水平磁阻層位于基板表面上方，沿著其長(zhǎng)度延伸方向具有第一側(cè)以及與該第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。導(dǎo)電部位于該水平磁阻層的上方或下方與其電耦合，該長(zhǎng)形的水平磁阻層與該導(dǎo)電部構(gòu)成至少一電流路徑。第一磁場(chǎng)感應(yīng)層是不平行于該基板表面，在該水平磁阻層的該第一側(cè)處與該水平磁阻層磁耦合。磁阻傳感器包含一惠斯通電橋的配置，此惠斯通電橋具有四只電阻臂，每一只該電阻臂包含上述的磁阻感測(cè)組件。本發(fā)明專利技術(shù)的設(shè)置使得成本較低、裝置的不良率下降以及封裝的困難度降低。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
磁阻感測(cè)組件與磁阻傳感器
本專利技術(shù)是關(guān)于一種磁場(chǎng)感測(cè)組件及磁場(chǎng)傳感器，特別是關(guān)于一種可感測(cè)與基板表 面垂直的磁場(chǎng)且可與感測(cè)平行基板表面的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)感測(cè)組件整合在相同芯片中的磁場(chǎng) 感測(cè)組件。
技術(shù)介紹
磁阻組件中所包含的磁阻材料可因應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而改變其電阻值，目前大量 地應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品、汽車、馬達(dá)、通訊產(chǎn)品中。常見的磁阻材料可依其作用方式的差異以及 靈敏度的不同而分為異向性磁阻(anisotropic magnetoresistance, AMR)、巨磁阻(giant magnetoresistance, GMR)及穿隧磁阻(tunneling magnetoresistance, TMR)等類型。迄今，無論所用的磁阻材料為何，能量測(cè)三維磁場(chǎng)變化的磁阻裝置大多需要將量 測(cè)不同方向的多個(gè)磁阻裝置藉由封裝而整合在一起，這使得成本上升、裝置的良率下降以 及封裝的困難度增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種磁阻感測(cè)組件，其可感測(cè)與基板表面垂直的磁場(chǎng)，且 其材料與制程使其易與感測(cè)平行基板表面的磁阻感測(cè)組件整合在相同芯片中。本專利技術(shù)提出一種磁阻感測(cè)組件，包含一長(zhǎng)形的水平磁阻層、一導(dǎo)電部與一第一磁 場(chǎng)感應(yīng)層。該水平磁阻層是位于基板表面上方，沿著其長(zhǎng)度延伸方向具有第一側(cè)以及與該 第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。該導(dǎo)電部位于該水平磁阻層的上方或下方與其電耦合，該長(zhǎng)形的水 平磁阻層與該導(dǎo)電部構(gòu)成至少一電流路徑。第一磁場(chǎng)感應(yīng)層是不平行于該基板表面，在該 水平磁阻層的該第一側(cè)處與該水平磁阻層磁耦合。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該導(dǎo)電部包含多個(gè)長(zhǎng)形導(dǎo)電條，此多個(gè)長(zhǎng)形導(dǎo)電條的長(zhǎng) 度延伸方向與該水平磁阻層的長(zhǎng)度延伸方向夾一銳角。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層為自該水平磁阻層的該第一側(cè)向上或 向下延伸的長(zhǎng)條形。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層包含自該水平磁阻層的該第一側(cè)向上 或向下延伸的多個(gè)離散子部。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該導(dǎo)電部包含自該水平磁阻層的該第一側(cè)朝向該第二側(cè) 延伸的多個(gè)第一側(cè)導(dǎo)電部以及自該水平磁阻層的該第二側(cè)朝向該第一側(cè)延伸的多個(gè)第二 側(cè)導(dǎo)電部。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該磁阻感測(cè)組件還包含不平行于該基板表面且在該第二 側(cè)處與該水平磁阻層磁耦合的第二磁場(chǎng)感應(yīng)層，該第二磁場(chǎng)感應(yīng)層包含自該水平磁阻層的 該第二側(cè)向下延伸的多個(gè)離散子部。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層的該多個(gè)離散子部與該第二磁場(chǎng)感應(yīng) 層的該多個(gè)離散子部是沿著該水平磁阻層的長(zhǎng)度延伸方向以交錯(cuò)方式配置。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該多個(gè)的第一側(cè)導(dǎo)電部與該多個(gè)的第二側(cè)導(dǎo)電部是沿著 該水平磁阻層的長(zhǎng)度延伸方向以交錯(cuò)方向或以對(duì)稱方式配置。本專利技術(shù)亦提出一種磁阻傳感器，其包含一惠斯通電橋的配置，此惠斯通電橋具有 四只電阻臂，每一只該電阻臂包含根據(jù)本專利技術(shù)的磁阻感測(cè)組件。本專利技術(shù)的設(shè)置使得成本較低、裝置的不良率下降以及封裝的困難度降低。附圖說明圖1顯示根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施例的Z軸磁阻感測(cè)組件的立體圖。圖2顯示根據(jù)本專利技術(shù)另一實(shí)施例的Z軸磁阻感測(cè)組件的的立體圖。圖3顯示根據(jù)本專利技術(shù)另一實(shí)施例的Z軸磁阻感測(cè)組件的立體圖。圖3A顯示圖3的Z軸磁阻感測(cè)組件的上視圖。圖4顯示分別沿著圖1、圖2與圖3中的A-A’、B_B’與D_D’切線所獲得的橫剖面 的示意圖。圖4A顯示圖4中的橫剖面的另一實(shí)施例。圖4B顯示圖4中的橫剖面的更另一實(shí)施例。圖5顯示沿著圖3中的C-C’切線所獲得的橫剖面的示意圖。圖6顯示根據(jù)本專利技術(shù)更另一實(shí)施例的Z軸磁阻感測(cè)組件的立體圖。圖7A顯示沿著圖6中的E-E’切線所獲得的橫剖面的示意圖。圖7B顯示沿著圖6中的F-F’切線所獲得的橫剖面的示意圖。圖8A顯示圖7A的橫剖面的另一實(shí)施例。圖8B顯示圖7B的橫剖面的另一實(shí)施例。圖9A-9C顯示根據(jù)本專利技術(shù)其它實(shí)施例的Z軸磁阻感測(cè)組件的平面圖。圖10A-10B顯示根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的Z軸磁阻傳感器，此裝置包含由本專利技術(shù)實(shí)施 例的Z軸磁阻感測(cè)組件所組成的電橋配置。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)在此所探討的是一種磁阻感測(cè)組件與磁阻傳感器，本專利技術(shù)的磁阻傳感器特 別是針對(duì)感測(cè)垂直基板表面的磁場(chǎng)用的磁阻感測(cè)組件，并可以包含傳感器常用的其它結(jié)構(gòu) 如設(shè)定/重設(shè)定電路；感測(cè)X/Y軸方向的磁場(chǎng)用的磁阻感測(cè)組件；各式用以放大信號(hào)、過 濾信號(hào)、轉(zhuǎn)換信號(hào)用的電路；屏蔽非所欲的電磁干擾用的屏蔽結(jié)構(gòu)等。為了能徹底且清楚地 說明本專利技術(shù)及不模糊本專利技術(shù)的焦點(diǎn)，便不針對(duì)此些常用的結(jié)構(gòu)多做介紹，但本專利技術(shù)的整合 式磁阻傳感器可選擇性地包含此些常用的結(jié)構(gòu)。下面將詳細(xì)地說明本專利技術(shù)的較佳實(shí)施例，舉凡本中所述的組件、組件子部、結(jié)構(gòu)、 材料、配置等皆可不依說明的順序或所屬的實(shí)施例而任意搭配成新的實(shí)施例，此些實(shí)施例 當(dāng)屬本專利技術(shù)的范疇。在閱讀了本專利技術(shù)后，熟知此項(xiàng)技藝者當(dāng)能在不脫離本專利技術(shù)的精神和范 圍內(nèi)，對(duì)上述的組件、組件子部、結(jié)構(gòu)、材料、配置等作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本專利技術(shù)的權(quán) 利要求須視本說明書所附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)，且此些更動(dòng)與潤(rùn)飾當(dāng)落在本專利技術(shù)的權(quán) 利要求。本專利技術(shù)的實(shí)施例及圖示眾多，為了避免混淆，類似的組件是以相同或相似的標(biāo)號(hào)示的；為避免畫面過度復(fù)雜及混亂，重復(fù)的組件僅標(biāo)示一處，他處則以此類推。圖示意在 傳達(dá)本專利技術(shù)的概念及精神，故圖中的所顯示的距離、大小、比例、形狀、連接關(guān)系....等皆 為示意而非實(shí)況，所有能以相同方式達(dá)到相同功能或結(jié)果的距離、大小、比例、形狀、連接關(guān) 系....等皆可視為等效物而采用的。在本說明書中，「磁場(chǎng)感應(yīng)層」或「磁場(chǎng)導(dǎo)引層」是由磁性材料構(gòu)成，「磁阻層」亦 為磁性材料，尤其指電阻值會(huì)隨外在磁場(chǎng)變化而改變的離散或連續(xù)的單一或多層膜層， 其例如是異向性磁阻、巨磁阻及穿隧磁阻，其包含鐵磁材料(ferromagnet)、反鐵磁材料 (antiferromagnet)、非鐵磁性金屬材料、穿隧氧化物材料(tunneling oxide)及上述者的 任意組合。「磁場(chǎng)感應(yīng)層」或「磁阻層」或「磁場(chǎng)導(dǎo)引層」較佳地意指異向性磁阻，尤其是坡 莫合金(permalloy)。在本說明書中，「感應(yīng)」、「導(dǎo)引」等加諸在部件前的形容詞是用來說 明磁阻感測(cè)組件在感應(yīng)特定方向的磁場(chǎng)時(shí)，該些部件所具有的功能或效果，當(dāng)欲感應(yīng)的磁 場(chǎng)方向改變(例如相反)時(shí)，該些部件的功能或效果可能會(huì)改變或互換，因此「感應(yīng)」、「導(dǎo) 引」等加諸在部件前的形容詞不應(yīng)限制該些部件的功能或效果。在本說明書中，「導(dǎo)電條」 或「導(dǎo)電部」或「內(nèi)聯(lián)線」是指具有導(dǎo)電能力的不限形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其材料可以是金屬、合 金、硅化物、奈米管、導(dǎo)電碳材、摻雜硅，其結(jié)構(gòu)可以是線條、離散的島形物、薄片、貫孔、以鑲 嵌制程制作的單鑲嵌結(jié)構(gòu)或雙鑲嵌結(jié)構(gòu)、或上述結(jié)構(gòu)沿著水平或垂直方向上的任意組合。 在本說明書中，「磁場(chǎng)」或「沿著某一方向的磁場(chǎng)」可以用來代表在某處各種不同來源的磁 場(chǎng)在相加或抵消后的凈磁場(chǎng)也可以用來代表未考慮其它來源下在某處特定來源的磁場(chǎng)或 在某一方向上的磁場(chǎng)分量。在本說明書中，A與B部件「磁耦合」是指通過A與B其中一者 的磁力線會(huì)受到另一者的導(dǎo)引而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向、集中等效果，因此A與B部件「磁耦合」可代表 兩者實(shí)體接觸、或彼此接近到足以互相產(chǎn)生磁性影響的程度但并未實(shí)體接觸。在本說明書 中，A與B部件「電耦合」是指電流可由A與B其中一者而流至另一者，因此A與B部件本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種磁阻感測(cè)組件，其特征在于，包含：一長(zhǎng)形的水平磁阻層，位于一基板的表面上方，沿著其長(zhǎng)度延伸方向具有第一側(cè)以及與該第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)；一導(dǎo)電部，在該水平磁阻層的上方或下方與其電耦合，該長(zhǎng)形的水平磁阻層與該導(dǎo)電部構(gòu)成至少一電流路徑；一第一磁場(chǎng)感應(yīng)層，不平行于該基板表面，在該水平磁阻層的該第一側(cè)處與該水平磁阻層磁耦合。

【技術(shù)特征摘要】
2011.09.29 TW 100135263;2012.09.04 TW 1011322021.一種磁阻感測(cè)組件，其特征在于，包含 一長(zhǎng)形的水平磁阻層，位于一基板的表面上方，沿著其長(zhǎng)度延伸方向具有第一側(cè)以及與該第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)； ー導(dǎo)電部，在該水平磁阻層的上方或下方與其電耦合，該長(zhǎng)形的水平磁阻層與該導(dǎo)電部構(gòu)成至少ー電流路徑； 一第一磁場(chǎng)感應(yīng)層，不平行于該基板表面，在該水平磁阻層的該第一側(cè)處與該水平磁阻層磁耦合。2.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，該水平磁阻層與該磁場(chǎng)感應(yīng)層包含異向性磁阻材料。3.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，該水平磁阻層與該磁場(chǎng)感應(yīng)層的電阻值會(huì)隨外在磁場(chǎng)變化而改變，其包含鐵磁材料、反鐵磁材料、非鐵磁性金屬材料、穿隧氧化物材料的其中任一或其組合。4.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在干，該導(dǎo)電部包含多個(gè)長(zhǎng)形導(dǎo)電條，該多個(gè)長(zhǎng)形導(dǎo)電條的長(zhǎng)度延伸方向皆與該水平磁阻層的長(zhǎng)度延伸方向夾ー相等的鋭角。5.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層是自該水平磁阻層的該第一側(cè)向上或向下延伸。6.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層可為長(zhǎng)條形或包含多個(gè)離散子部。7.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在干，該導(dǎo)電部包含自該水平磁阻層的該第一側(cè)朝向該第二側(cè)延伸的多個(gè)第一側(cè)導(dǎo)電部以及自該水平磁阻層的該第二側(cè)朝向該第一側(cè)延伸的多個(gè)第二側(cè)導(dǎo)電部。8.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，第二磁場(chǎng)感應(yīng)層，自該水平磁阻層的該第二側(cè)向上或向下延伸，并與該水平磁阻層磁耦合。9.如權(quán)利要求7所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，還包含該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層位于該水平磁阻層的該第一側(cè)，且包含多個(gè)離散子部，該多個(gè)離散子部的每ー個(gè)皆由該水平磁阻層的該第一側(cè)向上或向下延伸；不平行于該基板表面的第二磁場(chǎng)感應(yīng)層，位于該水平磁阻層的該第二側(cè)處與該水平磁阻層磁耦合，該第二磁場(chǎng)感應(yīng)層且包含多個(gè)離散子部，該多個(gè)離散子部的每ー個(gè)皆由該水平磁阻層的該第二側(cè)向上或向下延伸。10.如權(quán)利要求9所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層的該多個(gè)離散子部與該第二磁場(chǎng)感應(yīng)層的該多個(gè)離散子部是沿著該水平磁阻層的長(zhǎng)度延伸方向以交錯(cuò)方式配置。11.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，第三磁場(chǎng)感應(yīng)層，不平行于該基板表面，位于該水平磁阻層的上方與該水平磁阻層磁耦合。12.如權(quán)利要求9所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層的該多個(gè)離散子部與對(duì)應(yīng)的該多個(gè)第一側(cè)導(dǎo)電部在第一側(cè)上至少部分交迭，且該第二磁場(chǎng)感應(yīng)層的該多個(gè)離散子部與對(duì)應(yīng)的該多個(gè)第二側(cè)導(dǎo)電部在第二側(cè)上至少部分交迭。13.如權(quán)利要求9所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在干，該多個(gè)的第一側(cè)導(dǎo)電部與該多個(gè)的第二側(cè)導(dǎo)電部是沿著該水平磁阻層的長(zhǎng)度延伸方向以交錯(cuò)或?qū)ΨQ方式配置。14.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，至少一第一磁通量集中結(jié)構(gòu)。15.如權(quán)利要求1所述的磁阻感測(cè)組件，其特征在于，還包含至少ー第一磁通量集中結(jié)構(gòu)且該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層還包含多個(gè)離散子部，該至少一第一磁通量集中結(jié)構(gòu)，沿著該水平磁阻層的長(zhǎng)度延伸方向與該第一磁場(chǎng)感應(yīng)層的該至少一離散子部交替配置，且該至少ー第一磁通量集中結(jié)構(gòu)自該水平...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：傅乃中，陳光鏡，劉富臺(tái)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：宇能電科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：