[实用新型]用于验钞机磁头的TMR半桥磁场梯度传感器芯片

权利要求书

1.一种用于验钞机磁头的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其感应方向与其表面平行，且其表面与背偏置磁体在传感器芯片处产生的磁场方向垂直，该TMR半桥磁场梯度传感器芯片安装在背偏置磁体上方，其特征在于：

所述传感器芯片包括集成在TMR半桥磁场梯度传感器芯片上的磁偏置结构、半桥电路以及输入输出接线端；

所述输入输出接线端包括分别设置在半桥电路上的电源输入端、半桥输出端和接地端，所述电源输入端、所述半桥输出端以及所述接地端分别至少包括一个引线键合焊盘；

所述半桥电路包括

两个桥臂，每个所述桥臂由一个磁电阻单元构成或由两个以上的磁电阻单元并联而成；

每个所述磁电阻单元由一个磁电阻串构成或由两个以上的磁电阻串串联而成，

每个所述磁电阻串至少包括一个磁隧道电阻结MTJ；

所述磁偏置结构为半桥电路中的磁隧道电阻结MTJ提供偏置以使半桥电路工作在线性区。

2.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述两个桥臂沿着所述TMR半桥磁场梯度传感器芯片的感应方向排列，所述两个桥臂的感应方向与所述TMR半桥磁场梯度传感器芯片的感应方向相同，所述两个桥臂之间的中心距为50-1000 um。

3.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述磁电阻单元沿着垂直于所述TMR半桥磁场梯度传感器芯片的感应方向排列，两个相邻磁电阻单元之间的中心距为200-800 um。

4.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述磁电阻串沿着垂直于所述TMR半桥磁场梯度传感器芯片的感应方向排列，两个相邻磁电阻串之间的中心距为20-100 um。

5.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述磁隧道电阻结MTJ沿着所述TMR半桥梯度传感器芯片的感应方向排列，两个相邻磁隧道电阻结MTJ之间的中心距为1-20 um。

6.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述磁隧道电阻结MTJ的俯视形状呈椭圆形，其长、短轴长度之比大于3，且所述磁隧道电阻结MTJ的短轴平行于所述TMR半桥磁场梯度传感器芯片的感应方向。

7.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，在没有外加磁场时，所述磁隧道电阻结MTJ中自由层的磁矩方向在所述磁偏置结构的作用下，指向该自由层的易磁化轴方向。

8.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述集成在芯片上的磁偏置结构是块状或层状的结构，所用材料可以是由Cr，Co，Pt，Pd，Ni或Fe组成的合金。

9.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述磁偏置结构由两个相邻磁电阻串之间的集成在芯片上的永磁体构成，并且所述永磁体的磁化方向垂直于所述TMR半桥磁场梯度传感器芯片的感应方向。

10.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述磁偏置结构由沉积在所述磁隧道电阻结MTJ上的磁性薄膜构成，并且所述磁性薄膜的磁化方向垂直于所述TMR半桥磁场梯度传感器芯片的感应方向。

11.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述磁偏置结构由沉积在所述磁隧道电阻结MTJ上的交换作用层构成，所述交换作用层包括反铁磁层和与所述反铁磁层弱耦合的铁磁层，并且所述铁磁层的磁化方向垂直于所述TMR半桥磁场梯度传感器芯片的感应方向。

12.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述输入输出接线端中的每一接线端均有两个引线键合焊盘，所述两个引线键合焊盘位于所述TMR半桥磁场梯度传感器芯片的两端，多个芯片通过引线键合焊盘互连，构成传感器芯片组合，构成的传感器芯片组合的感应区域面积大于单一TMR半桥磁场梯度传感器芯片的感应区域面积。

13.根据权利要求1所述的TMR半桥磁场梯度传感器芯片，其特征在于，所述引线键合焊盘的长度为15-2000um，宽度为15-1000 um。