[发明专利]隧穿磁电阻传感器的调控方法及系统

说明书

本申请公开一种隧穿磁电阻传感器的调控方法，包括：在所述隧穿磁电阻传感器的底电极和顶电极之间加载电压，所述电压为可调电源提供的可变电压；调整所述底电极和所述顶电极之间的电压值，以调控所述隧穿磁电阻传感器的量程和灵敏度。该方法基于可调电源在所述隧穿磁电阻传感器的底电极和顶电极之间加载电压，通过调整外加的电压值，改变隧穿磁电阻传感器中磁隧道结的界面垂直各向异性的耦合系数，通过该耦合系数可以调整界面垂直各向异性能，进而调整磁隧道结的磁各向异性能，如此导致隧穿磁电阻传感器的灵敏度和线性区被相应地调控，无需额外的补偿电路，降低了磁探测系统整体复杂性。对应地，本申请还公开了隧穿磁电阻传感器的调控系统。

技术领域

本申请涉及半导体领域，特别涉及一种隧穿磁电阻传感器的调控方法及系统。

背景技术

弱磁探测是21世纪现代探测技术的重要组成部分。弱磁探测技术在军事、资源勘探、空间环境探测以及其他科学研究领域。弱磁探测系统一般由磁传感器，信号调理模块，信号采集模块和信号分析模块组成。磁传感器的作用是将磁场信号转换为电信号，磁传感器的灵敏度决定了整体系统的探测精度，磁传感器的饱和磁场决定了整体系统的探测量程。

一般来说，针对不同磁场环境和探测精度，选择使用基于不同磁传感器的磁探测系统，因此磁探测系统种类繁多，致使在一些应用载荷中，需要配备多种磁探测系统。

基于此，提供一种量程和灵敏度可调的传感器，以满足不同磁场环境和探测精度的要求，成为比较热门的研究方向。目前，传感器在制备成型后，其灵敏度和范围是固定的，一般通过运算放大器等电路部分进行补偿操作，如此，增加了磁探测系统整体复杂性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种隧穿磁电阻传感器的调控方法，其通过外加电压实现线性范围和灵敏度可调的隧穿磁电阻传感器，基于该器件的磁探测系统，可灵活改变系统的灵敏度和磁场探测量程，满足不同环境下的磁场探测需求。对应地，本申请还提供了一种隧穿磁电阻传感器的调控系统。

本申请一方面提供了一种隧穿磁电阻传感器的调控方法，所述隧穿磁电阻传感器包括衬底、位于所述衬底之上的底电极、磁隧道结、绝缘介质层和顶电极；所述方法包括：

在所述隧穿磁电阻传感器的底电极和顶电极之间加载电压，所述电压为可调电源提供的可变电压；

调整所述底电极和所述顶电极之间的电压值，以调控所述隧穿磁电阻传感器的量程和灵敏度。

可选的，所述可调电源为连续可调电压源，所述连续可调电压源提供电压值为第一区间的电压；

所述调整所述底电极和所述顶电极之间的电压值包括：

根据电压和量程、灵敏度的对应关系，确定与所述目标量程和目标灵敏度对应的目标电压值，所述目标电压值位于所述第一区间；

调整所述底电极和所述顶电极之间的电压值为所述目标电压值，以使所述隧穿磁电阻传感器的量程和灵敏度分别为目标量程和目标灵敏度。

可选的，所述根据电压和量程、灵敏度的对应关系，确定与所述目标量程和目标灵敏度对应的目标电压值包括：

根据磁各向异性能密度和量程、灵敏度的对应关系，确定目标量程和目标灵敏度对应的目标磁各向异性能密度；

根据磁各向异性能密度和电压的对应关系，确定与所述目标磁各向异性能密度对应的目标电压值。

可选的，所述可调电源为非连续可调电压源，所述非连续可调电压源提供N个电压值的电压以供选择，N为大于1的正整数；

所述调整所述底电极和所述顶电极之间的电压值包括：

将所述底电极和所述顶电极之间的电压值调整为所述N个电压值中的一个。