[实用新型]一种单磁阻TMR磁场传感器芯片及验钞机磁头

权利要求书

1. 一种单磁阻TMR磁场传感器芯片，安装在磁激励元件上方，该芯片的感应方向与芯片表面平行，磁激励元件在芯片处产生的激励磁场的方向垂直于芯片表面，其特征在于，

单磁阻TMR磁场传感器芯片包括:

基片、沉积在基片上的磁偏置结构、磁电阻元件以及输入、输出接线端；

磁电阻元件由至少一个MTJ单元构成；

所述MTJ单元由至少一个MTJ串构成；

所述MTJ串由至少一个MTJ构成；

所述磁电阻元件的感应方向、所述MTJ的感应方向均与所述芯片的感应方向相同；

所述磁偏置结构在所述芯片处产生的偏置磁场的方向垂直于所述芯片的感应方向。

2.根据权利要求1所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，

所述磁电阻元件由至少两个MTJ单元并联或串联构成,所述MTJ单元沿着垂直或平行于所述单磁阻TMR磁场传感器芯片的感应方向排列，两个相邻MTJ单元之间的中心距为200~800 μm；

和/或;

所述MTJ单元由至少两个MTJ串并联或串联构成,所述MTJ串沿着垂直或平行于所述单磁阻TMR磁场传感器芯片的感应方向排列，两个相邻MTJ串之间的中心距为20~100 μm；

和/或；

所述MTJ串由至少两个MTJ并联或串联构成,所述MTJ沿着垂直或平行于所述单磁阻TMR磁场传感器芯片的感应方向排列，两个相邻MTJ之间的中心距为1~20μm。

3、根据权利要求1所述的TMR磁场传感器芯片，其特征在于， 所述MTJ的俯视形状呈椭圆形，其长轴与短轴的长度之比大于3，且所述MTJ的短轴平行于所述芯片的感应方向。

4. 根据权利要求3所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，在没有外加磁场时，所述MTJ中自由层的磁化方向在所述磁偏置结构的作用下，平行于所述MTJ的长轴方向。

5. 根据权利要求1所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，所述磁偏置结构为块状或层状，其材料为磁偏置合金。

6. 根据权利要求1所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，所述磁偏置结构由两个相邻MTJ串之间的永磁体构成；

沿着所述永磁体的磁化方向，在所述MTJ的两侧均放置有所述永磁体；

所述磁激励元件在所述永磁体处产生的磁场小于所述永磁体的矫顽力的一半，并且要小于0.1T。

7. 根据权利要求1所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，所述磁偏置结构由沉积在所述MTJ上的磁性薄膜构成；所述磁激励元件在所述磁性薄膜处产生的磁场小于所述磁性薄膜的矫顽力的一半，并且要小于0.1T。

8.根据权利要求1所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，所述磁偏置结构由沉积在所述MTJ上的交换作用层构成，所述交换作用层包括反铁磁层和与反铁磁层弱耦合的铁磁层。

9. 根据权利要求1所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，所述输入、输出接线端均至少包括两个引线键合焊盘，各引线键合焊盘位于所述单磁阻TMR磁场传感器芯片的两端。

10. 根据权利要求9所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，多个单磁阻TMR磁场传感器芯片之间通过所述引线键合焊盘电连接，形成传感器芯片组合，所述传感器芯片组合的感应区域面积大于单一所述单磁阻TMR磁场传感器芯片的感应区域面积。

11. 根据权利要求9所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，所述引线键合焊盘的长度为15~2000μm，宽度为15~1000 μm。

12. 根据权利要求1所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，所述基片上设置有电连接导体，用于实现电连接，所述电连接导体的宽度不小于10 μm。

13. 根据权利要求1所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片，其特征在于，所述单磁阻TMR磁场传感器芯片的长度为500~3000μm，宽度为20~1500μm。

14、一种验钞机磁头，其特征在于，所述磁头包括：

至少一个如权利要求1-13中任一项所述的单磁阻TMR磁场传感器芯片、信号处理电路、磁激励元件、输出引脚以及线路板；

所述磁激励元件安装在所述单磁阻TMR磁场传感器芯片的下方，用于提供一个激励磁场，使得在被测空间产生一个在芯片感应方向上的外加磁场；

所述单磁阻TMR磁场传感器芯片感应外加磁场，并将其转化成电信号；

所述信号处理电路对电信号进行转换，通过所述线路板传递到所述输出引脚。