[发明专利]具有减小的不连续性的xMR传感器

说明书

本发明涉及具有减小的不连续性的xMR传感器。实施例涉及xMR传感器和xMR传感器内的xMR条的配置，该xMR传感器包括巨磁阻（GMR）、隧道磁阻（TMR）或各向异性磁阻（AMR）。在实施例中，xMR条包括多个不同大小和/或不同取向的、串联连接的部分。在另一实施例中，xMR条包括变化的宽度或其它特性。这样的配置可以解决与传统xMR传感器相关联的不连续性并且提高xMR传感器性能。

本申请为分案申请，其母案的发明名称为“具有减小的不连续性的xMR传感器”，申请日为2011年10月20日，申请号为201110320318.4。

技术领域

本发明一般涉及集成电路（IC）传感器，并且更具体地涉及用于旋转速度感测应用的磁阻IC传感器。

背景技术

磁场传感器可以包括巨磁阻（GMR）、隧道磁阻（TMR）、各向异性磁阻（AMR）以及其它技术，这些被统称为xMR技术。XMR技术可以用在旋转速度传感器中，所述旋转速度传感器传统地包括与垂直于传感器平面的反偏磁场结合的极轮（pole wheel）换能器轮或铁轮。位于这些传感器中的轮附近的xMR结构通常是具有例如小于2微米（μm）的均匀宽度（以便通过形状各向异性而提供定义的灵敏度）和例如大约300 μm的长度的窄条。

换能器极轮仅具有有限的厚度或轴向宽度，以使得磁信号场在整个xMR条长度内不均匀。随着离极轮中心的轴向距离增加，By分量增加并且在极轮的下半部和上半部之间被相移了180度。结合相对于各个By分量被相移了+/-90度的Bx分量，结果是在关于极轮的居中调整中对于极轮的下半部和上半部在相反的旋转方向（sense of rotation）上的磁场向量的旋转以及结果对于xMR条的下半部和上半部在相反的旋转方向上的磁场向量的旋转。取决于根据轴向位置的Bx/By分量的比率/幅值和极轮宽度，相对旋转的磁场还可能引起传感器层的相对旋转的磁化，从而产生临时的畴壁。畴壁的产生和湮灭导致输出信号的不连续性或抖动，这可能干扰对信号的解读。

xMR条的形状各向异性还可能导致在条宽度内的不同磁化行为。中心的域可能非常容易地跟随外部磁场，而边缘处的磁化区域更加稳定得多。条中心与边缘之间可能发生畴壁，并且当场角或场强超过特定值时，边缘区域中的磁化方向可能沿外部场而突然转向。该切换过程反映在电阻特性的不连续性上。对于给定的传感器材料（例如，自由层厚度材料等）发生切换时的场角取决于旋转场向量的场条件（By/Bx比率）和形状各向异性以及因此取决于条宽度。输出信号的不连续性可以经由抖动、脉冲损失等而影响对信号的解读。

解决这些问题的传统途径包括在xMR传感器的后侧安装反偏磁体，以建立偏置磁场用以稳定自由层磁化的方向，这可以防止自由层旋转但是需要重大努力并且可能导致传感器灵敏度的减小。因此，期望新的解决方案以最小化xMR速度传感器的输出信号的不连续性。

发明内容

在实施例中，磁阻传感器元件包括具有多个串联段的磁阻条，这些段中的相邻段具有不同的倾斜角。

在另一实施例中，磁阻传感器元件包括具有至少两个串联耦合的段的磁阻条，第一段具有负弯曲而第二段具有正弯曲。

在另一实施例中，磁阻传感器元件包括具有多个串联耦合的段的磁阻条，所述多个串联耦合的段中的相邻段具有不同的宽度。

在另一实施例中，一种方法包括：形成具有第一端和第二端的磁阻条；以及相对于磁阻条的中心的宽度调整第一端和第二端的宽度以补偿不想要的磁场分量。

附图说明

考虑到关于附图的本发明的各个实施例的以下详细描述，可以更完整地理解本发明，其中：

图1描绘了根据实施例的xMR条倾斜角。

图2描绘了根据实施例的针对各个倾斜角的仿真结果。

图3描绘了根据实施例的针对平均倾斜角的仿真结果。