[发明专利]一种层状集成的三维磁场传感器及其制备方法和用途

摘要

本发明涉及一种层状集成的三维磁场传感器，其为在磁性多层膜上经常规半导体制备工艺，形成的独立的分别对三维空间感应的磁场传感器，所述的磁性多层膜包括一片基及其上的缓冲层，在缓冲层上依次沉积三个由叠加的隧道结或/和巨磁电阻材料的磁组元件形成的磁性传感器单元，还包括在两个磁性传感器单元之间的绝缘层，及第三磁性传感器单元上的覆盖层；每一个磁性传感器单元均包括反铁磁层、钉扎层、非磁性层、和自由层，且钉扎层和自由层方向垂直，在没有外加磁场时三个磁电阻元件的自由层有一个易轴方向，钉扎层的三个易轴方向相互垂直，分别具有垂直于片基和平行于片基、且相互垂直的磁场感应方向。该三维集成地磁场传感器可用于检测三维磁场。

主权项

1、一种层状集成的三维磁场传感器，其为在磁性多层膜上经过常规半导体制备工艺，形成的独立的分别对三维空间感应的磁场传感器，其特征在于：所述的磁性多层膜包括一片基及其上的缓冲层，在缓冲层上依次沉积的三个由叠加的隧道结或/和巨磁电阻材料的磁组元件形成的第一磁性传感器单元、第二磁性传感器单元和第三磁性传感器单元，还包括在第一磁性传感器单元和第二磁性传感器单元间的第一绝缘层，第二磁性传感器单元和第三磁性传感器单元之间的第二绝缘层，以及第三磁性传感器单元上的覆盖层；每一个磁性传感器单元均包括反铁磁层、钉扎层、非磁性层、和自由层，且钉扎层和自由层方向垂直，在没有外加磁场时三个磁电阻元件的自由层有一个易轴方向，钉扎层的三个易轴方向相互垂直，分别具有垂直于片基平面的磁场感应方向和平行于片基平面、且相互垂直的磁场感应方向；每一个磁性传感器单元均包括反铁磁层，钉扎层，非磁性层，和自由层，且钉扎层和自由层的磁化强度方向相互垂直，在没有外加磁场时三个磁电阻元件的自由层有同一个易轴方向，钉扎层的三个易轴方向相互垂直，分别具有垂直于片基平面磁场感应方向和平行于片基平面、且相互垂直的二维磁场感应方向；所述的隧道结磁组元件为自旋阀型磁性隧道结元件；所述的巨磁电阻材料的磁组元件为自旋阀型或层间耦合型多层膜。