[实用新型]用于激光写入系统的磁电阻传感器晶元版图

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁性传感器领域，特别涉及一种用于激光写入系统的磁电阻传感器晶元版图。

背景技术

推挽式磁电阻传感器由于具有高的磁场信号和温度补偿性能，在设计中得到广泛的应用，通常采用翻转切片的方法来获得推磁电阻传感单元切片和挽磁电阻传感单元切片，对于单轴磁电阻传感器如X轴磁电阻传感器，需要至少两个切片，且分别翻转0和180度相位，而对于两轴磁电阻传感器如双轴X-Y磁电阻传感器，则至少需要四个切片，且需要进行0,90,180,270的四次翻转相位，其缺点在于切片较多，且相互之间通过机械操作进行角度翻转和对准，存在着由于对准角度误差对于传感器性能的影响，且传感器各切片之间需要进行引线连接，增加了工艺的复杂性。

另外一种解决方案在于，采用软磁通量集中器在磁电阻传感单元串上面构筑特定的磁路，实现X方向外磁场经过软磁通量集中器之后X和-X两个方向的外磁场，即在磁电阻传感器多层薄膜结构和敏感方向不变的情况下通过磁路实现推挽式磁电阻传感器的制备，其缺点在于，软磁通量集中器的引入增加了工艺的复杂性，同时可能由于软磁通量集中器本身磁畴的移动导致的磁滞，从而影响磁电阻传感器的线性。

此外，从统计平均的角度出发，X和-X磁电阻传感单元除了0度和180度两个磁电阻传感单元取向之外，还存在着以0度和180度为中心的具有一定范围的取向角度的磁电阻传感单元，Y和-Y磁电阻传感单元除了90和270度两个磁电阻传感单元取向之外，还存在以90和270度为中心的具有一定范围的取向角度的磁电阻传感单元，该取向角度范围通常在-90到+90度范围内变化，因此对于双轴的X-Y线性或者角度传感器，存在0-360度范围，已经不可能通过移动切片的方法来实现。

通过激光扫描直接作用于磁电阻传感单元的多层薄膜结构，通过激光的加热直接将磁电阻传感单元加热TMR或者GMR自旋阀磁电阻传感单元的到反铁磁层的阻塞温度以上，并在冷却过程中沿特定方向施加X或者-X方向、Y或-Y方向、及其(-90，+90)扩展角度方向的外磁场，同样可以实现推挽式单轴或者双轴磁电阻传感器的制造，从而在传感器多层薄膜结构不变的情况下，通过激光热退火实现其反铁磁层磁化方向的改变，从而克服以上存在的切片对准以及增加软磁通量集中器的问题，但是由于在制造时，晶元上存在大量的磁电阻传感器单元，如何选择一种合适的单轴或者双轴磁电阻传感器的各种磁矩取向的磁电阻传感单元的版图设计，并选择合适的激光扫描路径，使得激光写入过程效率得到提高，则是本实用新型需要解决的问题。

实用新型内容

为了解决以上存在的问题，本实用新型提出了一种用于激光写入系统的磁电阻传感器晶元版图，所述晶元版图包括多个构成阵列的矩形切片，所述切片表面设置有磁电阻多层薄膜，所述磁电阻多层薄膜包括反铁磁层，所述磁电阻多层薄膜图形化成磁电阻传感单元，所述磁电阻传感单元的所述反铁磁层磁化取向通过激光写入系统进行定向排列，所述磁电阻传感单元电连接成桥臂，所述桥臂电连接成磁电阻传感器，其特征在于：所述磁电阻传感单元排列成至少两个空间隔离的磁电阻取向集团，在每个所述磁电阻取向集团内，所述磁电阻传感单元的反铁磁层磁化取向角相同，且所述磁化取向角的范围为0到360度，相邻两个磁电阻取向集团的所述磁化取向角不同，且每个所述磁电阻取向集团与至少一个相邻所述切片内的具有相同磁化取向角的所述磁电阻取向集团近邻。

进一步的，所述磁电阻传感单元为TMR传感单元或者GMR自旋阀传感单元，所述磁电阻传感单元包括铁磁自由层/非磁性隔离层/单层堆叠结构铁磁参考层，或者所述磁电阻传感单元包括铁磁自由层/非磁性隔离层/多层薄膜结构铁磁参考层，所述单层堆叠结构铁磁参考层为反铁磁层/铁磁参考层，所述多层薄膜结构铁磁参考层为反铁磁层/n个中间层/铁磁参考层，其中，所述中间层为铁磁层/金属间隔层，n为大于或等于1的整数。

进一步的，所述磁电阻传感器为线性磁电阻传感器或角度磁电阻传感器，没有外加磁场时，所述线性磁电阻传感器对应的所述磁电阻传感单元通过永磁偏置、双交换作用和形状各向异性中的一种或多种方式设定所述铁磁自由层的磁化方向。