[实用新型]一种低噪声磁电阻传感器

权利要求书

1.一种低噪声磁电阻传感器，包括两个磁电阻传感器切片，其中一个磁电阻传感器切片为另一个磁电阻传感器切片在X-Y平面内旋转180度角度相位得到，所述的磁电阻传感器切片包括基片衬底、底层电极层、MTJ磁电阻层、顶层电极层、绝缘层和多个通量集中器，所述的底层电极层为导电材料并沉积在所述的基片衬底上，所述的MTJ磁电阻层由多个MTJ磁电阻单元串阵列构成，每个MTJ磁电阻单元串由多个MTJ磁电阻单元构成，所述的顶层电极层覆盖所述的MTJ磁电阻单元串，所述的绝缘层覆盖所述的底层电极层、所述的MTJ磁电阻层和所述的顶层电极层，其特征在于，所述的通量集中器位于MTJ磁电阻层的上表面或者下表面，所述的MTJ磁电阻单元位于所述的通量集中器之间的间隙处，每个所述的MTJ磁电阻单元的形状为末端具有锥形或圆弧形的结构，所述的MTJ磁电阻单元的长度与宽度的比值在1.5—100之间，所述的MTJ磁电阻单元的宽度在0.1微米—10微米之间。

2.根据权利要求1所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：所述的基片衬底的材料为硅。

3.根据权利要求1所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：两个所述的磁电阻传感器切片上的磁电阻传感单元串阵列电连接成推挽式磁电阻传感单元电桥，所述推挽式磁电阻传感单元电桥至少包括一个推臂和一个挽臂，所述推臂包括至少一个推磁电阻传感单元串，所述挽臂包括至少一个挽磁电阻传感单元串，所述的推磁电阻传感单元串和挽磁电阻传感单元串均由所述的MTJ磁电阻传感单元构成。

4.根据权利要求1所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：所述MTJ磁电阻传感单元包括自下而上依次分布的种子层、反铁磁层AF1、合成反铁磁钉扎层、隧道结、自由层、反铁磁层AF2、覆盖层，其中所述的反铁磁层AF1的材料为PtMn，反铁磁层AF2的材料为IrMn，合成反铁磁钉扎层采用CoFe/Ta/CoFe/Ru/CoFeB的结构，自由层采用CoFeB/NiFe的结构，隧道结的材料为MgO。

5.根据权利要求1所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：所述的绝缘层的材料为SiO₂、Al₂O₃、Si₃N₄、聚酰亚胺或光刻胶。

6.根据权利要求1所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：所述的底层电极层为钽与钌交替构成的多层结构，所述的顶层电极层的材料为金。

7.根据权利要求3所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：所述的MTJ磁电阻层由两个相同的MTJ磁电阻单元串阵列构成，所述的MTJ磁电阻单元串阵列由所述的MTJ磁电阻单元串串联连接而成，每个所述的MTJ磁电阻单元串阵列构成推挽式磁电阻传感单元电桥的推臂和挽臂。

8.根据权利要求7所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：相邻MTJ磁电阻单元串之间的间隙GAP1将每一个矩形的通量集中器分割成四个独立的部分。

9.根据权利要求3所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：所述的MTJ磁电阻层由四个相同的MTJ磁电阻单元串阵列构成，所述的MTJ磁电阻单元串阵列由所述的MTJ磁电阻单元串串联连接而成，其中两个MTJ磁电阻单元串阵列串联或并联连接成推挽式磁电阻传感单元电桥的推臂，另外两个MTJ磁电阻单元串阵列串联或并联连接成推挽式磁电阻传感单元电桥的挽臂。

10.根据权利要求9所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：相邻MTJ磁电阻单元串之间的间隙GAP1以及上下MTJ磁电阻单元阵列之间的间隙GAP2将每一个矩形的通量集中器分割成四个独立的部分。

11.根据权利要求3所述的一种低噪声磁电阻传感器，其特征在于：所述的MTJ磁电阻层由多个相同的MTJ磁电阻单元串阵列构成，所述的MTJ磁电阻单元串阵列由所述的MTJ磁电阻单元串串联连接而成，所述的MTJ磁电阻单元串阵列电连接成推挽式磁电阻传感单元电桥，所述的MTJ磁电阻单元串阵列混合连接成推挽式磁电阻传感单元电桥的推臂和挽臂。