[实用新型]一种单芯片双轴磁电阻角度传感器

权利要求书

1.一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，

所述推挽式X轴磁电阻角度传感器包含X推臂和X挽臂，

所述推挽式Y轴磁电阻角度传感器包含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，其特征在于，

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，

每个所述磁电阻角度传感单元阵列均包括多个所述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，

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，

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。

2.根据权利要求1所述的一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，其特征在于，所述推挽式X轴磁电阻角度传感器和所述推挽式Y轴磁电阻角度传感器为半桥、全桥或者准桥结构。

3.根据权利要求1所述的一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，其特征在于，所述磁电阻角度传感单元阵列之间排列方式：

+X、-Y、+Y、-X；

或者+X、+Y、-Y、-X；

或者-X、-Y、+Y、+X；

或者+X、-Y、+Y、-X。

4.根据权利要求1所述的一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，其特征在于，在所述磁电阻角度传感单元表面电镀磁场衰减层形成高磁场角度传感器，所述磁场衰减层的材料为高磁导率软磁合金，该高磁导率软磁合金包含Fe、Co、Ni元素中的一种或多种，所述磁电阻角度传感单元和所述磁场衰减层之间为绝缘材料层；

所述磁场衰减层为圆形结构，所述磁电阻角度传感单元为椭圆形结构，所述磁场衰减层的直径大于所述磁电阻角度传感单元的长轴距。

5.根据权利要求1所述的一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，其特征在于，在所述磁电阻角度传感单元表面电镀磁场衰减层形成高磁场角度传感器；

所述磁场衰减层为圆形结构，所述磁电阻角度传感单元为圆形结构，所述磁电阻角度传感单元的直径大于10微米，且所述磁场衰减层的直径大于所述磁电阻角度传感单元的直径。

6.根据权利要求1所述的一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，其特征在于，所述X推臂、所述X挽臂、所述Y推臂和所述Y挽臂包含相同数量和相同电阻的磁电阻角度传感单元，且所述磁电阻角度传感单元通过串联、并联或者混合串并联形成两端口结构。

7.根据权利要求2所述的一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，其特征在于，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，所述互联导线包括直线段和曲折段，所述直线段的一端与所述磁电阻传感单元相连，所述直线段的另一端与所述曲折段相连，所述曲折段距离所述磁电阻角度传感单元阵列的距离大于15微米。

8.根据权利要求7所述的一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，其特征在于，连接电源公共端的互联导线与连接地公共端的互联导线具有相同的互联电阻，连接电源公共端的互联导线与连接信号输出公共端的互联导线具有相同的互联电阻，且所述互联导线通过所述直线段和曲折段以得到相同的互联电阻。

9.根据权利要求1所述的一种单芯片双轴磁电阻角度传感器，其特征在于，所述磁电阻角度传感单元的磁场敏感方向与所述钉扎层之间磁化方向的夹角范围在85°和95°之间。