[发明专利]具有不同RA TMR膜的磁传感器阵列

说明书

本公开整体涉及具有四个电阻器的惠斯通电桥阵列。每个电阻器包括多个TMR结构。两个电阻器具有相同的TMR结构。其余两个电阻器也具有相同的TMR结构，但该TMR结构不同于其他两个电阻器。另外，与具有相同TMR结构的其余两个电阻器相比，具有相同TMR结构的该两个电阻器具有不同电阻面积。因此，该惠斯通电桥阵列的工作偏置场非零。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年12月30日提交的美国申请16/730,730的优先权，该申请要求2019年8月26日提交的美国临时专利申请序列号62/891,934的优先权和权益，这两个专利申请据此以引用方式并入本文。

背景技术

技术领域

本公开的实施方案整体涉及惠斯通电桥阵列及其制造方法。

相关领域的描述

惠斯通电桥是用于通过平衡电桥电路的两个支路来测量未知电阻的电路，其中一个支路包含未知部件。与简单的分压器相比，惠斯通电路提供了极其准确的测量结果。

惠斯通电桥包括多个电阻器，尤其是最近包括磁性材料诸如磁传感器。磁传感器可包括霍尔效应磁传感器、各向异性磁阻传感器(AMR)、巨磁阻(GMR)传感器和隧道磁阻(TMR)传感器。与其他磁传感器相比， TMR传感器具有非常高的灵敏度。

惠斯通电桥的工作偏置场通常为零。磁体用于针对惠斯通电桥中的 TMR传感器生成场。TMR传感器检测沿X方向的磁场。磁性位置变化将影响磁场，并且因此影响偏置场位置。虽然对于惠斯通电桥的初始状态通常期望0工作偏置场，但用户可偏好具有非零初始状态。

因此，本领域需要具有非零偏置场的惠斯通电桥阵列。

发明内容

本公开整体涉及具有四个电阻器的惠斯通电桥阵列。每个电阻器包括多个TMR结构。两个电阻器具有相同的TMR结构。其余两个电阻器也具有相同的TMR结构，但该TMR结构不同于其他两个电阻器。另外，与具有相同TMR结构的该其余两个电阻器相比，具有相同TMR结构的该两个电阻器具有不同电阻面积。因此，该惠斯通电桥阵列的工作偏置场非零。

在一个实施方案中，TMR传感器装置包括：第一电阻器，该第一电阻器包括具有第一电阻面积的第一多个隧道磁阻(TMR)结构；和第二电阻器，该第二电阻器包括具有第二电阻面积的第二多个TMR结构，其中该第一电阻面积大于该第二电阻面积。

在另一个实施方案中，TME传感器装置包括：多个电阻器，该多个电阻器各自包含多个TMR结构，其中该多个电阻器中的至少两个电阻器包含不同电阻面积，并且其中该至少两个电阻器的该TMR结构不同。

在另一个实施方案中，制造TMR传感器装置的方法包括：形成第一电阻器，该第一电阻器包括第一多个TMR结构和第一电阻面积；形成第二电阻器，该第二电阻器包括第二多个TMR结构和第二电阻面积；形成第三电阻器，该第三电阻器包括该第一多个TMR结构和该第一电阻面积；和形成第四电阻器，该第四电阻器包括该第二多个TMR结构和该第二电阻面积，其中该第一多个TMR结构不同于该第二多个TMR结构。

附图说明

因此，通过参考实施方案，可以获得详细理解本公开的上述特征的方式、本公开的更具体描述、上述简要概述，所述实施方案中的一些在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本公开的典型实施方案并且因此不应视为限制其范围，因为本公开可以允许其他同等有效的实施方案。

图1是惠斯通电桥阵列设计的示意图。

图2A和图2B是根据一个实施方案的TMR结构的示意图。

图2C和图2D是根据一个实施方案的另一个TMR结构的示意图。

图3A和图3B是示出两个不同惠斯通电桥阵列的工作偏置场的图。