CN114675218A - 包括磁性结构的设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及包括磁性结构的设备、系统和方法。磁性设备可以包括磁结构、设备结构和相关联的电路。磁性结构可以包括具有预定磁性的图案化材料层。图案化层可以被配置为例如提供磁场、感测磁场、通道或集中磁通量，从磁场屏蔽组件或提供磁致动运动等。设备结构可以是该物理连接到磁性结构或相对于磁性结构布置以例如在结构上支撑的另一结构，以实现磁性结构的操作或以其它方式结合到磁性设备等中。相关联的电路可以电连接到磁性结构，以接收、提供、调节或处理磁性设备的信号。

Description

包括磁性结构的设备、系统和方法

本申请是申请日为2016年12月16日、申请号为201611163539.4，发明名称为“包括磁性结构的设备、系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及包括磁性结构的设备、系统和方法

背景技术

许多应用利用磁性结构来在诸如集成电路，传感器和微机械设备等的设备中执行感测，致动和通信等。这些设备可以包括代替其它元件的磁性结构或除了其它元件之外的磁性结构，诸如电子结构。

然而，当将磁性结构集成到各种设备中时会出现问题。具有特定磁性质(例如产生磁场或具有根据磁场而变化的电性质)的制造材料通常涉及特定要求，例如在制造过程期间与温度或污染物相关。这些要求通常与在相同设备中的其它材料(诸如，半导体，电介质和金属)的制造冲突或不适当地限制。

包括磁性结构的设备通常还需要特定的操作条件，诸如与磁场的路径有关，其有时与包括在同一设备中的其他元件的操作条件冲突或不适当地约束，诸如与其他电，磁或电磁场相关。

因此，需要以改进的方式集成磁性结构的磁性设备、系统和相应的方法。

发明内容

所描述的技术的设备，系统和方法各自具有若干方面，其中没有单个方面单独地负责其期望的属性。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将简要描述本公开的一些突出特征。

本发明的一个方面是一种磁性设备，其包括磁性结构，所述磁性结构包括具有选定磁性的图案化材料层；物理耦合到所述磁结构的器件结构；以及电耦合到所述磁结构的电路。

本发明的另一方面是一种磁性设备，其包括安装在基板上的盖；微机械结构，所述微机械结构在所述基板上并在所述盖下方相对于所述盖垂直设置的磁结构，所述磁结构包括具有磁性的图案化材料层；以及电耦合到所述磁结构的电路。

本发明的另一方面是一种磁性设备，其包括：磁性传感器，其包括经图案化的磁阻材料；电耦合到所述磁传感器的电路；以及磁通量集中器，用于向所述磁传感器传送和/或集中磁场的磁通量，所述磁通量集中器包括在衬底上的磁性材料的图案化层，并且具有磁性。

附图说明

为了可以理解本发明的特征，下面描述了许多附图。然而，附图仅示出了本发明的特定实施例，因此不应被认为是对其范围的限制，因为本发明可以包括其他同样有效的实施例。

图1是描绘磁性设备的实施例的示意图。

图2(a)-2(k)是示出具有选定磁性的图案化材料层的实施例的俯视图。图2(a)描绘具有十字形状的图案化层的实施例。图2(b)描绘具有圆形形状的图案化层的实施例。图2(c)描绘具有正方形或矩形形状的图案化层的实施例。图2(d)描绘了具有以图案布置的部分的图案化层的实施例，其中部分的子集彼此面对布置。图2(e)描绘了具有以阵列布置的部分的图案化层的实施例，其中它们之间具有特征间距。图2(f)描绘了具有形成同心环的多个分离部分的图案化层的实施例。图2(g)描绘了具有多个单独部分的图案化层的实施例，所述多个单独部分形成具有对准的中心的矩形形状的带。图2(h)描绘了具有被布置成勾勒出环的多个单独的弓形段的图案化层的实施例。图2(i)描绘具有布置成勾画正方形或矩形的多个段的图案化层的实施例。图2(j)描绘了具有连接在一起以形成跟随前后路径的单个整体段的多个线性部分的图案化层的实施例。图2(k) 描绘具有螺旋形状的图案化层的实施例。

图3(a)-3(c)是描绘图案化材料层的实施例的横截面侧视图。图3 (a)描绘了图案化层的实施例，其在垂直于沿着平行于限定形状的平面的轴限定层的形状的平面的方向上具有基本上恒定的高度。图3(b)描绘了具有从基本上零到预定高度变化的高度的图案化层的实施例。图3(c)描绘了具有从第一预定高度到第二预定高度变化的高度的图案化层的实施例。

图4(a)-4(d)是描述包括图案化的材料层的复合层的实施例的透视图和横截面侧视图。图4(a)描绘了与另一材料层以整体方式形成的图案化材料层的实施例的透视图。图4(b)示出了图4(a)的实施例的横截面图。图4(c)描绘了复合层的另一实施例的横截面俯视图。图4(d)示出了复合层的另一个实施例的横截面侧视图。

图5(a)-5(d)是描绘具有选定磁性的图案化材料层的实施例的横截面侧视图。图5(a)示出了具有顶表面的材料层的横截面图，该顶表面具有多个凸起和凹部。在图5(b)中，图案化层的突起可以包括暴露在第二材料层的顶表面上方的部分。在图5(c)中，图案化层的突起和第二材料层的顶表面可以位于基本上相同的水平。在图5(d)中，第二层材料可以完全包围图案化层的突起。

图6(a)-6(d)是描绘图案化材料层的实施例的俯视图。图6(a) 描绘包括以二维阵列布置的多个分离部分的图案化层的实施例，每个分离部分具有沿相同方向对准的磁极轴。图6(b)描绘了包括第一多个分离部分和第二多个分离部分的图案化层的实施例。图6(c)描绘了包括第一多个分离部分和第二多个分离部分的图案化层的另一实施例。图6(d)描绘了包括第一和第二多个分离部分以及第三和第四分离部分的图案化层的实施例。

图7是示出作为基于衬底的磁性设备的磁性设备的实施例的示意图。

图8(a)-8(d)是描绘在制造阶段的磁性设备的实施例以在衬底上形成磁性结构的透视图。图8(a)和8(b)示出在制造磁性设备的方法的第一阶段，在提供包括一个或多个没有有源电路的区域和一个或多个具有或用于计划有源电路的衬底之后的磁性设备的实施例。图8(c)和8(d)描绘了在制造方法的第二阶段的磁性设备的实施例，其中在没有有源电路的一个或多个区域中的衬底上形成图案化的材料层。

图9(a)-9(c)是描绘在晶片上形成磁性结构的制造阶段的半导体晶片的实施例的仰视图。图9(a)描绘了半导体晶片的底视图的实施例，多个集成电路或其它衬底设备在处理之后可以从该半导体晶片最终被分离。图9(b)描绘了在制造阶段，在已经在晶片的基本上整个背表面上形成具有选定磁性的材料层之后的图9(a)的晶片的底视图的实施例。图9(c) 描绘在进一步制造阶段，在该层已经图案化以在晶片的背面上形成图案化层形状之后，图9(a)和9(b)的晶片的底视图的实施例。

图10(a)-10(b)是描绘磁性结构的实施例的透视图。图10(a)描绘形成为单独结构的图案化层的实施例。图10(b)描绘了作为单独结构形成在相应衬底上的图案化层的实施例。

图11是描绘衬底上的磁性结构的实施例的透视图。

图12是描绘磁性结构和导电线圈的实施例的俯视图。

图13是示出在基板上包括磁性结构和导电线圈的磁设备的实施例的透视图。

图14(a)-14(d)描绘了磁性设备的实施例的俯视图，侧视图和仰视图，该磁性设备包括在基底上的磁性结构和导电线圈。图14(a)示出了磁性设备的俯视图，示出了形成为在衬底的第一侧上的层的导电线圈。图 14(b)示出了磁性设备的侧截面图。图14(c)示出磁性设备的仰视图。图14(d)示出了类似于图14(a)-(c)的磁性设备的另一个实施例的侧面剖视图。

图15描绘了衬底上的磁性结构的实施例的透视图。

图16(a)-16(c)是描述磁性设备在制造阶段的实施例的横截面侧视图，以在衬底上形成磁性结构。图16(a)示出了在提供衬底之后的方法的第一阶段的磁性设备的实施例的横截面侧视图。图16(b)示出了在衬底上形成图案化层之后在该方法的第二阶段的磁性设备的横截面侧视图。图16(c)示出了在经过图案化层和衬底形成孔之后的该方法的第三阶段的磁性设备的实施例的横截面侧视图。

图17(a)-17(b)是示出在基板上包括磁通量集中器和磁传感器的磁性设备的实施例的顶视图和横截面侧视图。图17(a)示出被配置为提供磁通量集中器的磁性设备的实施例的俯视图。图17(b)示出了沿着图17 (a)所示的轴线截取的磁性设备的实施例的横截面侧视图。

图18(a)-18(b)是示出在基板上包括磁通量集中器和磁传感器的磁性设备的实施例的俯视图和横截面侧视图。

图19是描绘磁传感器的实施例的电路示意图。

图20(a)-20(e)是示出包括在基板上具有磁屏蔽的磁传感器的磁性设备的实施例的横截面侧视图和俯视图。图20(a)示出了可用于实现磁传感器的磁性结构的横截面侧视图。图20(b)描绘了图20(a)的磁性传感器的实施例的横截面俯视图，示出了第二图案化层的实施例的更多细节。图20(c)描绘了图20(a)的磁性传感器的实施例的横截面俯视图，示出了第一图案化层的实施例的更多细节。图20(d)示出了磁传感器的另一实施例的横截面侧视图。图20(e)示出了磁传感器的第二图案化层的另一实施例的俯视图。图20(f)示出了磁传感器的第一图案化层的另一实施例的俯视图。

图21是描绘包括多个堆叠的磁性结构的磁性设备的实施例的侧视图。

图22(a)-22(d)是描述磁性设备在制造阶段的实施例的透视图，以在衬底上的一个或多个凹部中形成磁性结构。图22(a)描绘了在第一制造阶段的磁性设备的实施例。图22(b)示出了在第一制造阶段的磁性设备的另一实施例。图22(c)描绘了在第二制造阶段的图22(a)的磁性设备的实施例。图22(d)描绘了在第二制造阶段，图22(b)的磁性设备的实施例。

图23(a)-23(d)是描绘磁性设备在制造阶段的实施例的横截面侧视图，以形成在基板上涂覆多个凹部的磁性结构。图23(a)描绘了在第一制造阶段的磁性设备的实施例。图23(b)描绘了在第二制造阶段的磁性设备的实施例。图23(c)描绘了在第二制造阶段的磁性设备的另一实施例。图23(d)示出了在第二制造阶段的磁性设备的另一实施例。

图24(a)-24(i)是描述磁性设备在制造阶段的实施例的透视图，以在衬底上的一个或多个凹部中和周围形成磁性结构和导电布线。图24(a) 描绘了在第一制造阶段的磁性设备的实施例。图24(b)描绘了在第一制造阶段的磁性设备的实施例。图24(c)示出了在第一制造阶段的磁性设备的实施例。图24(d)描绘了在制造的第二阶段，图24(a)的磁性设备的实施例。图24(e)描绘了在第二制造阶段，图24(b)的磁性设备的实施例。图24(f)描绘了在制造的第二阶段，图24(c)的磁性设备的实施例。图24(g)描绘了在制造的第三阶段，图24(a)和图24(d)的磁性设备的实施例。图24(h)描绘了在制造的第三阶段，图24(b)和图24(e)的磁性设备的实施例。图24(i)示出了在制造的第三阶段，图24(c) 和图24(f)的磁性设备的实施例。

图25(a)-25(d)是描绘磁性设备在制造阶段的实施例的横截面侧视图，以在基板上的凹部中和周围形成磁性结构。图25(a)示出了在制造的第一阶段的磁性设备的实施例的俯视图。图25(b)示出了在制造的第一阶段，图25(a)的磁性设备的实施例的横截面侧视图。图25(c)示出了在制造的第二阶段，图25(a)的磁性设备的俯视图。图25(d)示出了在制造的第二阶段，图25(b)的磁性设备的横截面侧视图。

图26(a)-26(d)是描绘在制造阶段的磁性设备的实施例的横截面侧视图，以在基板上的凹部中和周围形成磁性结构。图26(a)示出了在第一制造阶段的磁性设备的实施例的俯视图。图26(b)描绘了在制造的第一阶段，图26(a)的磁性设备的横截面侧视图。图26(c)描绘了在第二制造阶段，图26(a)和图26(b)的磁性设备的侧面剖视图。图26(d) 示出了在制造的第三阶段，图26(a)-26(c)的磁性设备的侧面剖视图。

图27(a)-27(c)是描绘在衬底的不同层上的磁性结构的实施例的横截面顶视图和侧视图。图27(a)示出了包括图案化层的磁性设备的实施例的俯视图，所述图案化层具有布置成勾勒出环的多个单独的弓形段。图 27(b)描绘了沿着穿过节段的第一子集的第一轴线截取的图27(a)的磁性设备的横截面侧视图。图27(c)示出了沿着穿过段的第二子集的第二轴线截取的图27(a)的磁性设备的横截面侧视图。

图28(a)-28(b)是描绘磁性设备的实施例的横截面侧视图，所述磁性设备包括在衬底上的凹部中和周围的磁通量集中器和磁传感器。图28(a) 示出了图17(a)的磁通量集中器设备的实施例的横截面侧视图。图28(b) 示出了图28(a)的磁性设备的另一实施例的横截面侧视图。

图29是描绘基板的背侧上的凹部中的磁性结构的实施例的横截面侧视图。

图30(a)-30(b)分别是横截面侧视图和顶视图，示出了形成在基板上的凹部的倾斜壁上的磁性结构的实施例。

图31(a)-31(b)分别是横截面侧视图和顶视图，描绘形成在基板上的凹部的多个成角度壁上的磁性结构的实施例。

图32是描绘在衬底上的多个凹部的倾斜壁上形成的磁性结构的实施例的俯视图。

图33(a)-33(d)是描绘磁性设备的实施例的透视图和横截面侧视图，所述磁性设备包括在基板上的盖上的磁性结构。图33(a)示出了磁性设备的实施例的透视图。图33(b)描绘了图33(a)的磁性设备的横截面侧视图。图33(c)描绘类似于图33(a)和图33(b)的实施例的磁性设备的实施例的横截面侧视图。图33(d)描绘类似于图33(a)和图33(b) 的实施例的磁性设备的另一实施例的横截面侧视图。

图34(a)-34(b)分别是描绘磁性设备的实施例的透视图和横截面侧视图，所述磁性设备包括在基板上的盖上和盖上的磁性结构。

图35是示出在基板上的盖上的磁性结构和线圈的磁性设备的实施例的透视图。

图36(a)-36(b)是包括磁传感器和磁通量集中器的磁性设备的实施例的横截面侧视图，磁性传感器和磁通量集中器位于基板上的盖中，上面和周围。图36(a)示出了包括形成磁通量集中器的第一磁性结构和在安装在基板上的盖中和周围形成一个或多个磁传感器的一个或多个第二磁性结构的磁性设备的实施例。图36(b)描绘类似于图36(a)的实施例的磁性设备的另一实施例。

图37(a)-37(c)是包括包括微机械结构的至少一部分的磁性结构的磁性设备的实施例的横截面侧视图。图37(a)描绘包括磁性结构的磁性设备的实施例，所述磁性结构具有形成从衬底悬挂的微机械梁的图案化层。图37(b)描绘磁性设备的另一实施例，但其中图案化层可仅形成微机械设备的一部分。图37(c)描绘类似于图37(a)中所示的实施例的磁性设备的另一实施例。

图38(a)-38(b)是示出包括多个微机械结构的至少一部分的磁性结构的实施例的俯视图。图38(a)是示出包括多个微机械结构的磁性结构的实施例的俯视图。图38(b)是示出包括多个微机械结构的磁性结构的另一实施例的俯视图。

图39(a)-39(b)分别是包括微机械结构的至少一部分的磁性结构的实施例的俯视图和侧视图。

图40是描绘包括多个微机械结构的至少一部分的磁性结构的实施例的俯视图。

图41(a)-41(b)是包括微机械结构的至少一部分的磁性结构的实施例的横截面侧视图。图41(a)是包括微机械结构的至少一部分的磁性结构的实施例的横截面侧视图。图41(b)是包括微机械结构的至少一部分的磁性结构的另一实施例的横截面侧视图。

图42(a)-42(c)是形成在微机械结构上的磁性结构的实施例的横截面侧视图。图42(a)是其中图案化层部分地填充凹部的实施例的横截面侧视图。图42(b)是其中图案化层完全填充凹部的实施例的横截面侧视图。图42(c)是其中图案化层溢出凹部的实施例的横截面侧视图。

图43(a)-43(b)分别是形成在微机械结构上的磁性结构的实施例的俯视图和仰视图。

图44(a)-44(c)是形成在微机械结构上的磁性结构的实施例的横截面侧视图。图44(a)是处于静止状态的可旋转平台上的磁性结构的横截面图。图44(b)是围绕第一轴线可旋转地旋转的磁性结构的横截面侧视图。图44(c)是围绕第二轴线旋转的可旋转平台上的磁性结构的横截面侧视图。

图45是示出作为封装磁性设备的磁性设备的实施例的示意图。

图46是描绘封装的磁性设备的实施例的横截面侧视图。

图47(a)-47(c)是描述封装的磁性设备的实施例的横截面侧视图。图47(a)示出了封装的磁性设备的另一个实施例的横截面图。图47(b) 描绘类似于图47(a)所示的封装磁性设备的实施例的横截面图。图47(c) 描绘类似于图47(a)所示的封装磁性设备的实施例的横截面图。

图48是示出作为磁性模块的磁性设备的实施例的示意图。

图49(a)-49(d)是描绘磁性模块的实施例的透视图和横截面侧视图。图。图49(a)示出了模块的实施例的透视图。图49(b)示出了图49(a) 所示的模块的横截面侧视图。图49(c)和49(d)示出了类似于图49(a) 和49(b)所示的磁性模块的实施例的横截面侧视图。。

图50(a)-50(b)分别是与多个基板中的孔对准的磁性结构的分解透视图和侧视图。

图51(a)-51(d)是描绘磁性模块的实施例的透视图和横截面侧视图，所述磁性模块包括与多个基板中的孔对准的磁性结构。磁性结构还可以与模块中的一个或多个孔物理对准。图51(a)和51(b)分别示出了磁性模块的实施例的透视图和横截面侧视图。图51(c)是描述类似于图51(b) 所示实施例的磁性模块的另一实施例的横截面侧视图。图51(d)是表示与图51(a)和51(b)所示的实施例相同的磁性模块的另一实施方式的立体图。

图52(a)-52(c)是描绘围绕流体通道形成的磁性结构的实施例的横截面侧视图，以及包括围绕流体通道形成的磁性结构的磁性设备的横截面侧视图。在图52(a)中，图案化层可以包括产生永久磁场的硬磁性材料。图52(b)是描述如图52(a)所示包括微流体通道和磁性结构的磁性设备的一部分和导电线圈的另一实施例的横截面侧视图。图52(c)描绘了包括如图52(a)和52(b)所示的微流体和磁性结构的磁性设备的实施例，作为多层结构中的一个或多个层。

图53是描绘作为磁性系统或作为磁性系统的一部分的磁性设备的实施例的示意图。

图54(a)-54(b)分别是描述磁性结构的实施例的分解透视图和非分解透视图。

图55(a)-55(b)分别是描绘磁性结构的实施例的分解透视图和非分解透视图。

图56是描绘磁性结构和接收和处理来自磁性结构的信号的电路的实施例的电路示意图。

图57是描绘磁性结构和产生电信号给磁性结构的电路的实施例的电路示意图。

图58是描绘用于产生电信号并将其提供给导电线圈的电路的实施例的电路示意图。

图59是描绘磁性结构和基于来自磁性结构的电信号传输信号的电路的实施例的电路示意图。

图60是描绘磁传感器和放大电路的实施例的电路示意图，以提供表示由磁传感器感测的磁场的输出。

图61是描绘磁传感器和放大电路的实施例的电路示意图，以提供表示由磁传感器感测的磁场的输出。

图62是描绘磁传感器和放大电路的实施例的电路示意图，以提供表示由磁传感器感测的磁场的输出。

图63是描绘磁传感器和放大电路的实施例的电路示意图，以提供表示由磁传感器感测的磁场的输出。

图64是描绘磁传感器和放大电路的实施例的电路示意图，以提供表示由磁传感器感测的磁场的输出。

图65是描绘可用于驱动磁传感器的磁传感器和驱动器电路的实施例的电路示意图。

具体实施方式

磁性设备的实施例可以以改进的方式并入磁性结构，以提供一个或多个改进的设备面积利用率、可制造性、可靠性、性能或成本。磁性设备可以包括磁性结构、另一设备结构和相关联的电路。

磁性结构可以与磁性设备的环境磁性地相互作用。磁性结构可以包括具有选定磁性的材料层，例如产生磁场或响应于磁场。该层可以被图案化以提供具有选定形状的一个或多个单独的层部分，并且可以与其他层组合以提供所选择的磁性。磁性结构可以提供诸如磁感测、磁通通道、磁通集中、磁屏蔽、磁致动运动等的功能。

设备结构可以是设备的另一结构，其以预定方式物理连接到磁性结构或相对于磁性结构布置，以例如在结构上支持，使得能够操作或更有利地集成到磁设备中磁性结构。设备结构可以包括例如衬底，衬底上的层，衬底中的凹陷或孔，或衬底上的盖等。设备结构还可以可选地与磁性结构和 /或环境相互作用的磁性设备。例如，设备结构可以包括导电线圈以产生磁场。设备结构还可以包括封装和模块元件。

相关联的电路可以电连接到磁性结构和其他设备结构中的一个或两个，以提供例如接收、提供、调节或处理磁性设备的信号的功能。电路可以包括放大电路、模数转换器、数模转换器、驱动器电路、处理器、控制器等中的一个或多个。电路可以与磁性结构集成在一起相同的衬底或设置在另一衬底上。电路还可以被提供为诸如封装设备或模块的设备中的单独组件。

图1描绘了磁性设备20的实施例，其以改进的方式并入磁性结构24，以提供改进的设备面积利用、可制造性、可靠性、性能或成本中的一个或多个。磁性设备20可以包括磁性结构24，另一个设备结构28和相关联的电路32。磁性结构24可以与磁性设备20的环境磁性地交互。设备结构28 可以是设备的另一结构20，其以预定方式物理连接到磁性结构24或相对于磁性结构24布置。设备结构28还可以可选地与磁性设备20的环境交互 29。相关联的电路32可以电连接27，31到磁性结构24和其它设备结构28 中的一个或两个，以提供一个或多个功能，例如作为提供、接收、调节或处理信号。电路32还可以在磁性设备外部电连接33，以接收或提供数据到磁性设备或从磁性设备提供数据。

磁性结构可以包括具有选定磁性的材料层，例如产生磁场或产生对磁场的响应。

例如，材料可以产生临时或永久磁场。产生暂时磁场的材料可以被称为软磁材料，并且产生永久磁场的材料可以被称为硬磁材料。软磁材料可包括例如铁磁材料，亚铁磁材料等。铁磁材料可包括例如铁、镍、钴、钆等。铁磁材料可包括例如锰、铜、镍、铁等。硬磁材料可以包括Alnico、 SmCo、NdFeB等。

材料可以具有对磁场的选择的磁导率，例如高于预定阈值的磁导率。具有对磁场的选择的磁导率(例如高于预定阈值的磁导率)的磁性材料可以包括软磁性材料等。

该材料可以通过具有作为材料所经历的磁场的函数而变化的电特性来产生对磁场的响应。这种材料可以包括具有作为磁场的函数而变化的电阻的磁阻材料。磁阻材料可以包括例如各向异性磁阻材料，巨磁阻材料等。各向异性磁阻材料可以包括例如镍铁等。巨磁阻材料可以包括例如锰钙钛矿氧化物等。一层或多层磁阻材料也可以布置有一层或多层其他材料以形成复合磁阻结构。这种复合磁阻结构可以包括诸如巨磁阻结构、隧道磁阻结构等。

本文所讨论的磁性设备的任何实施例的磁性结构可以包括具有本文所讨论的任何磁性性质的材料，诸如产生磁场或对如本文所讨论的磁场产生响应中的任何一种，以及其他性质。在一些实施例中，磁性设备可以通过具体利用具有某些选定磁性的材料来提供选定的功能。

材料层可以被图案化以赋予层的周边，边界或形状，以提供磁性结构的特定磁性。特定磁性质可以包括产生或响应沿着特定空间方向或取向的磁场的能力。

图2(a)-2(k)描绘了被图案化以提供所选周边，边界或形状的层的俯视图。图2(a)-2(c)描绘分别具有十字形，圆形和正方形或矩形形状 40、44、48的图案化层的实施例。图2(d)-2(e)描绘具有以图案或阵列布置的多个分离的矩形，正方形或线性部分52,56的图案化层的实施例，例如具有面向每一者布置的部分的子集，如图2(d)所示，或者以在它们之间具有特征间隔的阵列，如图2(e)所示。图2(f)-2(g)描绘了具有形成同心环60的多个分离部分的图案化层的实施例，如图2(f)所示，或具有对准中心的矩形或正方形的条64，如图2(g)所示。图2(g)-2(h) 描绘了具有多个单独的弓形段68的图案化层的实施例，其布置成勾勒出环，如图2(g)所示，或者多个L形或T形段72布置成勾勒出正方形或矩形，如图2(h)所示。图2(j)描绘了具有连接在一起以形成跟随前后路径的单个整体段的多个线性部分76的图案化层的实施例。图2(k)示出了具有螺旋形状80的图案化层的实施例。

图案化层的另外的实施例可以包括一个或多个层部分的其他布置。图案化材料层可包括图2(a)-2(k)中描绘的多个任何示例性形状或其他形状的布置。例如，图案化层可以包括以一维或二维阵列布置的多个形状，在一维或二维中的形状的实例之间具有特征性周期性间隔。另外的实施例可以仅包括：图2(f)-2(g)的形状的单个环或条；图2(h)-2(i)的一个或多个弓形，T形或L形截面；或类似于图2(e)和2(j)的多个线性段或其它段，经连接以遵循不同的路径。

图案化的材料层还可以具有垂直于其中限定层的周边，边界或形状的平面的选定的高度特性。所选择的高度特性可以提供磁性结构的特定磁特性，诸如产生或响应沿着特定空间方向或取向的磁场的能力。

图3(a)-3(c)示出具有垂直于其中限定层的周边，边界或形状的平面的选定高度特性的图案化层的实施例的横截面侧视图。所描绘的横截面可以表示沿着平行于其中限定层的周边，边界或形状的平面的轴截取的图案化层的切片，例如沿着图2(c)和2(e)描绘的轴线A-A或B-B，或者沿图2(a)-2(k)形状平面中其它方向的其它轴。图3(a)描绘了图案化层的实施例，其在垂直于沿着平行于限定形状的平面的轴线82限定层的形状的平面的方向上具有基本恒定的高度81。基本上恒定的高度可以提供图案化层沿着轴线的基本恒定的磁性性质。

图3(b)-3(c)描绘了图案化层的实施例，其在垂直于限定层的形状的平面的方向上的高度沿着平行于限定形状的平面的轴线变化。在图3(b) 中，图案化层可以具有从基本上零到预定高度83变化的高度，在图3(c) 中，图案化层可以具有从第一预定高度86变化到不同于第一预定高度的第二预定高度87的高度。图案化层的高度也可以根据沿着轴线85,89的距离的选定函数而变化。在图3(b)-3(c)中，高度可以作为沿着轴线85,89 的距离的线性函数而变化。在其他实施例中，高度可以根据沿着轴线85,89 的距离的其他函数而变化，例如非线性函数，阶梯函数等。变化的高度可以提供图案化层沿着轴线的相应变化的磁性性质。例如，可以使用变化高度的实施例来产生或响应沿着轴的磁场，以沿着轴提供物体的位置检测或电流感测。

图案化的材料层可以与一个或多个其它层以整体方式形成以形成复合层。图4(a)-4(b)分别示出了与另一材料层以整体方式形成的图案化材料层的实施例的透视图和横截面侧视图。图案化的材料层可以包括嵌入在另一材料88中的多个分离部分84，使得另一材料88占据磁性层的分离部分84之间的空间。图案化的材料层可以可选地包括在复合层的第一表面或边界处暴露的第一组表面92和在复合层内由另一材料88覆盖的第二组表面96。另一层材料88可以是具有选定磁性的材料或另一种类型的材料。

复合层可以提供特定的磁性，电学或结构性质。在其中第二材料88 也是具有选定磁性的材料的实施例中，第二材料88可改变(例如增加，减少或以其它方式设定)图案化材料层84的磁性以提供特定磁性的复合层。在其中第二材料88是另一材料类型的实施例中，第二材料88还可以改变图案化的材料层84的磁性能以提供复合层的特定的磁性能，或者可替代地可以提供结构或电性能复合层。

图案化层的嵌入部分也可具有选定的横截面面积。在图4(a)-4(b) 中，嵌入部分可具有圆形或半圆形横截面面积。在其他实施例中，嵌入部分可以具有其他横截面区域，例如正方形，矩形或梯形横截面区域中的一个或多个等。

嵌入部分的横截面面积还可以具有沿轴线的选定的恒定性。在图4(a) -4(b)中，嵌入部分可以沿着纵向轴线94具有基本上恒定的横截面面积，部分对准纵向轴线94。图4(c)示出了复合层的另一实施例的横截面俯视图，其中嵌入部分可具有横截面面积，该横截面面积具有沿着纵向轴线97 以预定方式变化的宽度95，例如线性方式。图4(d)示出了复合层的另一实施例的横截面侧视图，其中嵌入部分可以具有沿着纵向轴线101以预定方式变化的高度99的横截面区域，例如以线性方式。

具有所选磁性的材料层可以包括具有选定形貌的表面。所选择的形貌可以为层提供特定的磁性，电学或结构性质。图5(a)示出了具有顶表面 100的材料层102的横截面图，顶表面100具有多个突起104和凹部108。多个突起104可以形成为在其之间具有特征性周期性间隔的阵列，可以是多个凹部108。突出部104和凹部108可以彼此交错。具有所选择的形貌的材料层也可以与一个或多个附加层以整体方式形成，以形成复合层，如上所述。图5(b)-5(d)示出具有与另一材料层以整体方式形成的选定形貌的图案化材料层的横截面图。在图5(b)中，图案化层102的突起104 可以包括暴露在第二材料层118的顶表面120上方的部分116。在图5(c) 中，图案化层102的突起104和第二材料层124的顶表面128可以位于基本上相同的水平。在图5(d)中，第二材料层132可以完全包围图案化层的突起104。

具有所选磁性的材料层可以包括多个单独部分，其具有根据选定构造排列的磁极性以提供特定磁性。图6(a)-6(d)描绘了包括具有对准的磁极性的多个分离部分的图案化层的实施例的俯视图。图6(a)描绘包括以二维阵列布置的多个单独部分136的图案化层的实施例，每个单独部分136 具有沿相同方向对准的磁极轴。图6(b)-6(c)描绘了图案化层的实施例，图案化层包括以阵列布置的第一多个分离部分140、148，每个具有在相同的第一方向上对准的磁极轴，以及第二多个分离部分144、152也布置成阵列，每个磁极具有沿相同的第二方向对准的磁极轴，第一和第二方向彼此垂直。图6(d)描绘包括具有分别在第一和第二垂直方向上对准的磁极轴的第一和第二多个分离部分156、160的图案化层的实施例，以及具有分别在第三和第四垂直方向上对准的磁极轴的第三和第四分离部分164、168。

本文所讨论的磁性设备的任何实施例的磁性结构可以包括具有本文所讨论的图案化层的任何性质的图案化层，诸如关于图2-6中的任一个讨论的图案化层及其各种子图(即，(a)，(b)等)的任何性质以及其它性质。

磁性结构可以部分地通过其相对于磁性设备的另一结构的物理连接或布置以预定方式结合到磁性设备中，以结构上支撑，实现操作或以其它方式整合到磁性设备的磁性结构。

磁性结构可以连接到衬底的结构或相对于衬底的结构布置。图7描绘了作为基于基底的磁性设备的磁性设备161的实施例，其具有相对于基板的结构连接或布置的磁性结构。磁性设备161可以包括一个或多个基板 167、磁性结构163和相关联的电路169。

衬底可以包括一个或多个衬底结构165，诸如表面、凹陷、侧面等中的一个或多个。磁性结构可以相对于一个或多个衬底结构物理连接或布置在预定方式。

磁性设备还可以可选地包括一个或多个其它结构171，诸如线圈、帽、微机械结构、天线等。磁性结构可以以预定方式物理连接到或相对于其他结构布置。

电路可以电连接到磁性结构和其它设备结构中的一个或两个，以提供、接收、调节或处理磁性结构或其他设备结构的信号。电路还可以提供或接收磁性设备外部的电信号，以便接收用于控制磁性设备的部件的数据中的一个或多个，以便提供磁场以设置或改变磁性结构中的磁场，或从磁性设备的组件传输数据，以便基于由磁性结构产生的电信号传输数据。

衬底可以包括半导体。例如，衬底可以是诸如用于制造集成电路的半导体衬底。在一些这样的实施例中，磁性设备可以是集成电路的一部分。替代地或另外地，衬底可以包括其它类型的材料，诸如绝缘体、玻璃、陶瓷等中的一种或多种。例如，衬底可以包括绝缘体，诸如用于制造绝缘体上硅电路，诸如用于制造显示器和其它设备的玻璃，或用于制造混合电路的陶瓷。

磁性设备可以包括在其上或其周围形成磁性结构和电路的单个基板。例如，在一个实施例中，磁性设备可以是包括磁性结构和相关联电路的单个集成电路。可替换地，磁性设备可包括多于一个的衬底。例如，磁性设备可以包括在其上或其周围形成磁性结构的第一衬底167a和在其上或其周围形成电路的第二衬底167b。

本文所讨论的磁性设备的任何实施例可包括根据本文所讨论的基板的任何实施例的一个或多个基板。

磁性结构可以包括相对于可以形成在衬底上的其它电路以预定方式形成在衬底上的具有选定磁性的图案化材料层。在实施例中，图案化层可以形成在没有有源电路的衬底的一个或多个区域上。图8(a)-8(b)描绘在制造磁性设备的方法的第一阶段的磁性设备的实施例，在提供衬底172、 174之后，其包含一个或多个区域176、178，或更多区域180、182，对于这些区域计划有源电路。有源电路可以包括诸如晶体管的有源集成电路设备。不具有有源电路的一个或多个区域176、178可以具有与图案化的材料层相同的形状或包含图案化的材料层的形状。衬底172、174可以被处理以产生没有有源电路的一个或多个区域176、178，例如通过去除衬底顶部上的层或以其他方式调整该区域以更有效地接收图案化的材料层。图8(c) -8(d)示出了在制造方法的第二阶段的磁性设备的实施例，其中图案化材料层186、188已经形成在图8(a)-8(b)中的衬底上，在没有有源电路的一个或多个区域中。层186、188可以采用如上所述的各种形状。层186、 188可以在单独的时间形成在没有有源电路的区域中作为有源电路，在单独的处理设备中或两者上，以防止或减少磁性材料与有源电路的材料的交叉污染。

在其他实施例中，图案化层可以形成在衬底上与有源电路相同的区域中。例如，图案化层可以形成为在包含形成在衬底上的有源电路的一个或多个层之上或之下的层。

图案化层还可以形成在衬底的背面上。衬底的背面可以不包括有源电路。图案化层可以对于多个集成电路或其他衬底设备同时形成在衬底晶片的背面上。图9(a)描绘了半导体晶片192的底视图的实施例，多个集成电路或其它衬底设备可以在处理之后从该半导体晶片192最终分离。图9 (b)描绘了图9(a)的晶片的底视图的实施例，示出在已经在晶片的基本上整个背表面上形成具有选定磁性的材料层196之后的制造阶段。图9 (c)描绘图9(a)-9(b)的晶片在制造的进一步阶段的底视图的实施例，在已经图案化该层以在晶片的背面上形成图案化层形状200之后，多个集成电路或其他衬底设备中的每一个晶片可以被分离。

磁性结构可以形成为可以附接到衬底的单独结构。图10(a)描绘了形成为单独结构的图案化层204的实施例。分离结构可以通过将磁性层冲压、铸造、电镀、滚压或沉积等等中的一种或多种形成为单独结构。该层还可以作为单独的结构形成在相应的基板上。图10(b)描绘了在作为单独结构的相应基板212上形成的图案化层208的实施例。衬底212可以具有与层208相同或相应的边界或形状。衬底212还可以为层208提供结构支撑，以及促进层208的制造。

磁性设备可以包括附接到基板的单独的磁性结构。图11描绘了可以包括附接到衬底216的单独的磁性结构的磁性设备的实施例。

磁性结构还可以物理地连接到或相对于其他设备结构布置。在实施例中，其他设备结构可以是导电线圈。磁性结构可以以预定方式相对于导电线圈定位，以提供磁性结构和导电线圈之间的磁，电或结构相互作用中的一个或多个。例如，导电线圈可以被操作以提供磁场来设置或改变磁性结构中的磁场。导电线圈还可以用作发射器，以基于由磁性结构产生的电信号来传送数据，诸如传输表示由磁性结构感测的磁场或电流的数据。

图12描绘了磁性结构220和导电线圈224的实施例的俯视图。磁性结构220可以相对于导电线圈224的部分228以预定方式定位。例如，磁性结构220可以位于在导电线圈224的部分228之上或之下。导电线圈224 的部分228可以包括具有基本上在相同方向上流动的电流的多个导电段 232 232。导电线圈224可以包括形成为诸如螺旋或其它卷绕图案的图案的导电材料(例如金属)的层，以产生具有多个导电段的部分，电流在基本相同的方向上流动。

磁性设备可以包括并入到诸如半导体或其他衬底的衬底的同一侧上的磁性结构和导电线圈。图13描绘了磁性设备的实施例，其可以包括形成在衬底236的第一侧上的磁性结构220和导电线圈224。

磁性结构和导电线圈还可以结合到衬底的不同区域或侧面上。图6图 14(a)-14(c)示出将磁性结构240和导电线圈244结合到基板248的相对侧上的磁性设备的另一实施例。图14(a)示出了磁性设备的俯视图，示出了形成为在衬底248的第一侧上的层的导电线圈244。图14(c)示出了磁性设备的底视图，示出了在衬底248的第二侧上形成为图案化层的磁性结构240。图14(b)描绘了磁性设备的侧面剖视图，示出了作为在衬底 248的第一侧上的层的导电线圈244和在衬底248的第二侧上的磁性层240。衬底248可以可选地还包括包括有源电路252的区域，诸如在衬底的第一侧或第二侧上。在图14(c)中，包括有源电路252的区域可以包括在衬底248的第二侧上与包括磁性层240的区域分离的区域中。

导电线圈可以可选地形成为多个层。图14(d)示出了类似于图14(a) -14(c)的磁性设备的另一个实施例的侧面剖视图，但是示出了形成为从衬底260的第一侧延伸到衬底260的第二侧的多个层的导电线圈256。

其中磁性结构位于导电线圈的一部分之上或之下的实施例(诸如例如图12、3和14(a)-14(d))可用于提供磁场以设置或改变磁性结构中的磁场的操作。其中磁性结构可以位于基底与导电线圈的不同区域或不同侧的实施例(诸如例如图14(a)-14(d)和34(下面讨论))可用于操作导电线圈作为基于由磁性结构产生的电信号传输数据的发射器。可替代地，磁性设备可包括除导电线圈之外的结构和/或电路，以作为发射器操作，以基于由磁性结构产生的电信号来传送数据，例如天线，发射器电路，等等。

磁性设备可以以预定方式结合磁性结构，使得其与诸如衬底结构或其它设备结构的设备结构中的孔口物理对准。图15描绘具有形成在衬底268 上的图案化层264的磁性设备的实施例。图案化层264和衬底268中的每一者可包括从层264或衬底268的顶部表面延伸到底部。此外，图案化层 264可相对于衬底268定位，使得图案化层264中的孔272与衬底268中的孔274对准。孔272、274可以产生另一部件或设备通过孔272、274从磁性设备的一侧到另一侧的行进路径。

磁性结构和另一设备结构中的孔的对准可以作为用于磁性设备的制造工艺的结果来实现。图16(a)-16(c)描绘了在制造磁性设备的方法的各个阶段的磁性设备的实施例。图16(a)示出了在提供衬底268之后在该方法的第一阶段的磁性设备的实施例的横截面侧视图。图16(b)描绘在图案化层264形成于衬底268上之后在该方法的第二阶段的磁性设备的横截面侧视图。可以不同方式形成图案化层264，例如通过一个或更多的沉积，电镀或生长等。图16(c)示出了在穿过图案化层264和衬底268 形成孔272、274之后，在该方法的第三阶段的磁性设备的实施例的横截面侧视图。孔272、274可以通过相同的工艺，例如通过蚀刻，钻孔或以其它方式移除材料以形成孔的一个或多个，在图案化层264和衬底268中形成。使用相同的工艺形成穿过图案化层264和衬底268的孔272、274可以提供形成孔272、274的有效方法以及图案化层264中的孔272、274和衬底268 的精确对准。

磁性设备还可包括相对于彼此布置的一个或多个磁性结构，以提供选定的磁性和其它功能。在实施例中，磁性设备可包括布置成提供磁通量集中器以选择性地引导或集中磁通量的一个或多个磁性结构。这种磁性结构可以包括一个或多个图案化层，其具有多个具有不同分布的材料的单独部分，这些材料具有选择的磁性能以选择性地引导或集中磁通量。例如，磁性结构可以包括一个或多个图案化层，以将磁通从第一通量表面处的第一通量集中传送或集中到不同于第二通量表面处的第一通量密度的第二通量密度，第二通量表面具有与第一通量表面不同的分布或面积。

图17(a)示出了被配置为提供磁通量集中器的磁性设备的实施例的俯视图，图17(b)示出了沿着图图17(a)中的轴线截取的磁性设备的实施例的横截面侧视图。磁性设备可包括磁通量集中器278，磁传感器282 和基板286。磁通量集中器278可包括多个图案化层，其具有沿着选定尺寸具有选定磁性的材料的不同分布中的一种或多种，或不同的通量表面积。第一图案化层290可以包括外同心环，第二图案化层294可以包括内同心环。外部同心环可以在基板286上形成到第一高度，并且内部同心环可以在基板286上形成到小于第一高度的第二高度。结果，外同心环可以在垂直方向上具有不同的材料分布，并且具有与内同心环不同的通量表面积。磁通量集中器的图案化层的材料可以是对磁场具有相对高的磁导率的材料，诸如高于预定阈值的磁导率。

磁性传感器282还可以包括包括图案化的材料层298的磁性结构。磁性传感器282的图案化的材料层298可以在第一和第二图案化层290、294 之间的位置处形成在衬底286上。磁性传感器282还可以包括电互连和如下所述的其他部件。磁性传感器的材料可以是磁阻材料。

在操作中，图17(a)-17(b)的磁通集中器可以预定方式引导和/或集中磁性设备的环境中的磁场的磁通量，使得磁通量沿选定方向穿过磁性传感器282，并且选择浓度。图17(b)示出了围绕并穿过磁性设备的空间中的磁通量302的示例性路径。在磁性设备的上方和下方，磁通量可以基本上沿垂直方向定向。当磁通量穿过磁通量集中器278时，由于图案化层 290、294的相对布置，磁通量可以沿着所描绘的路径偏离，这可以根据磁性能提供用于磁通量的优选路径。这可以导致磁通量弯曲，当其穿过磁性传感器282时，其采取基本上或至少更多的水平路径。沿着选定方向的磁通量的通道和/或集中可以提供许多优点，包括一个或多个更多的是使得磁性传感器282能够被配置为对沿着水平方向而不是垂直方向的磁场具有操作灵敏度，这对于制造传感器282是有利的，并且使得能够感测两个垂直和水平磁场。

用于提供磁通量集中器的磁性设备的实施例可以包括具有包括其他形状的图案化层的磁性结构。类似于图17(a)-17(b)的磁性设备可以包括磁通量集中器和磁传感器，每个磁通量集中器和磁传感器具有各自的图案化层，包括图2(a)-2(k)中描绘的任何形状。例如，磁通量集中器可以包括具有第一和第二对准矩形的合作层，如图2(g)所示，类似于图2(h)和2(i)的分段同心环或对齐的正方形等。

用于提供磁通量集中器的磁性设备的实施例还可以包括具有包括变化高度的图案化层的磁性结构。类似于图17(a)-17(b)的磁性设备可以包括图17(a)-(b)中磁通量集中器或磁传感器中的一个或多个，诸如图 3(b)-3(c)所描述的。例如，磁通量集中器可以包括图案化层，该图案化层具有外部部分，该外部部分具有在第一位置处(诸如，在外部部分的最外部位置处)的第一高度和在第二位置(诸如，在外部的最内部位置) 的小于第一高度的第二高度之间变化的高度。类似地，磁性传感器还可以包括具有在第一位置处的第一高度和在第二位置处不同于第一高度的第二高度之间变化的高度的图案化层。

磁性设备可以提供磁通量集中器的其他实施例，以沿着不同的路径选择性地引导或集中磁通量。图18(a)-18(b)描绘了包括提供另一个磁通量集中器306的磁性结构的磁性设备的实施例的顶部和侧面截面图。磁性设备可以包括第一磁性结构和第二磁性结构，衬底310或衬底上的层。第一磁性结构可以包括第一图案化材料层314，其包括提供磁通量集中器306 以集中或引导用于第二磁性结构的磁通量的一个或多个单独段。第二磁性结构可以提供磁传感器318。磁通量集中器的材料可以是对磁场具有相对高的磁导率的材料，诸如高于预定阈值的磁导率，以及磁传感器的材料可以是磁阻材料。

第一图案化层314可以通过为磁通量行进提供减小的表面积来提供磁通通道或集中。例如，第一图案化层可以包括段322，其提供将在通量入口区域326处的第一通量集中的磁通量引导或集中到在小于通量入口区域 326的通量出口区域332处大于第一通量集中的第二通量浓度。第一图案化层还可包括段336，其提供将磁通从磁通进入区域340处的通道或集中到在通量出口区域344处大于通量的通量出口区域344处的小于第三通量密度的第四通量浓度输入区。

在其它实施例中，磁性设备可提供磁通量集中器的另外的配置。例如，磁性设备可以包括类似于上面关于图17(a)-17(b)或18(a)-18(b) 讨论的那些磁性结构，但是被布置成当磁通量在各种不同的选定方向上行进时引导或集中磁通量，诸如在单个方向不同集中的一个或多个，诸如垂直方向，水平方向或另一方向；或者当其从第一方向到第二方向(例如从水平到垂直方向的方向改变，从垂直到水平方向或从任何第一预定方向到任何第二不同预定方向)改变方向时。

在上述和其他实施例中，磁性设备可以包括被布置为作为磁性传感器操作的磁性结构。磁传感器可以包括在一个或多个预定电压和一个或多个输出端子之间电互连的多个电阻器，例如在桥接形式中。至少一个电阻器可以是由磁阻材料的图案化层形成的磁阻器。磁阻器可以是可变电阻器，其具有根据传感器所暴露的磁场而变化的电阻。传感器的电气结构可利用可变电阻器作为磁场的函数在输出端提供输出电压。

图19是描绘磁传感器的实施例的电表示的示意图。磁传感器可以包括在电源电压VS和地之间以桥式配置布置的两对电阻器R1，R2，R3，R4，其中第一和第二输出端子位于电桥的两个支路的中间。一个或多个电阻器，例如来自桥的一个支路的上半部的一个电阻器R2和来自另一个支路的下半部的另一个电阻器R3可以是磁致电阻器。在操作中，由于作为传感器所经历的磁场的函数的可变电阻器R2、R3的电阻值的变化，桥可能变得不平衡并且在输出端子之间提供相应的输出电压VO。

被布置为作为磁传感器操作的磁性结构的实施例可以包括由电阻材料形成的一个或多个标准电阻器，例如多晶硅层或形成在衬底中的扩散区域，以及由图案化的磁阻材料层形成的一个或多个磁阻器。

可替换地，被布置为作为磁传感器操作的磁性结构的实施例可以包括由磁阻材料的图案化层和磁屏蔽材料的图案化层形成的一个或多个标准电阻器，以及由图案化的磁阻材料层形成的一个或多个磁阻器。

图20(a)-20(f)描绘了被配置为提供诸如图19所示的磁传感器的磁性结构的实施例。图20(a)示出了可用于实现磁传感器的磁性结构的横截面侧视图。磁性结构可以包括形成在形成于衬底上的层的第一表面上的第一图案化材料层348和形成于形成于衬底上的第二层的第二表面上的第二图案化材料层352。第一表面和第二表面可以彼此垂直地显示。

第一图案化层348可以用于实现磁性传感器的电阻器。图20(c)描绘了图20的磁性传感器的实施例的横截面俯视图。图20(a)示出了第一图案化层348的实施例的更多细节。第一图案化层348可以包括多个单独的段350，每个单独的段350实现磁传感器的不同电阻器。第一图案化磁性层348可以包括诸如磁阻材料的第一材料。

第二图案化层352可用作磁屏蔽以消除，减少或以其它方式改变第一图案化层348的选定部分附近的环境中的磁场。图20(b)描绘了图20的磁性传感器的实施例的横截面俯视图。图20(a)示出了第二图案化层352 的实施例的更多细节。第二图案化层352还可以包括多个段354。每个段 354可以与段的子集中的一个对应。每个段354可以引导或聚焦磁通量以将第一图案化层348的相应段与磁场屏蔽。第二图案化磁性层352可以包括对磁场具有相对高的磁导率的第二材料，诸如高于预定阈值的磁导率，例如软磁性材料。为了对第一图案化层的那些段提供更有效的屏蔽，第二图案化层的片段可以从第一图案化层的相应片段的顶部或底部视图的角度看占据更大的表面积。

因此，磁性结构可以用于从相同的图案化材料层提供规则和磁阻器。尽管包括诸如磁阻材料的材料，但是第一图案化层348与第二图案化层352 的段对准的第一图案化层348的第一子集可以在磁性传感器中提供对应的电阻器，传感器，例如图19中的第一和第四电阻器R1，R4。由于存在由第二图案化层提供的磁屏蔽。第一图案化层348的段的第二子集与第二图案化层352的段不对准可以在磁性传感器中提供对磁场的灵敏度的磁致电阻器，诸如图19中的第二和第三电阻器R2，R3。由于包括诸如磁阻材料的材料，而不存在由第二图案化层提供的磁屏蔽。从相同的图案化的材料层提供规则和磁阻器可以通过消除对第二电阻材料和相应的附加制造步骤的需要来简化磁性设备的制造。

可以以不同的堆叠顺序提供图案化材料的不同层。图20(d)示出了磁传感器的另一实施例的横截面侧视图，其具有形成在形成于衬底上的层的表面上的第一图案化材料层348，第二图案化材料层352形成在基板上的另一层。

第一和第二图案化层还可以包括不同的形状和几何构造，例如图2(a) -2(k)所示的任何形状构造，以及第一和第二图案化层相对于彼此的各种对准。图20(e)-20(f)描绘类似于图20(a)-20(d)的实施例的磁传感器的第一和第二图案化层355、357的另一实施例的俯视图，但是其中第一和第二图案化层可以具有不同的形状和几何构造。在图20(f)中，第一图案化层355可以具有与图2(d)类似的形状，其中矩形部分的第一子集以第一取向布置在第一阵列中，矩形部分的第二子集以相对于第一取向旋转90°的第二取向以第二阵列布置。在图20(e)中，第二图案化层357 可以具有覆盖矩形部分的整个子集的单个形状。

磁性传感器可以包括其它元件，例如图20(c)中以示意形式示出的导体，以及导电条纹以增强或选择灵敏度方向。磁性传感器的实施例还可以包括不同的电气配置。

磁性设备可以包括相对于彼此布置的第一图案化层和第二图案化层，类似于图20(a)所示，但是产生其他选择的磁性功能。第一图案化层可以包括具有选定磁性的材料，例如磁阻材料或产生临时或永久磁场的材料。第二图案化层可以包括磁屏蔽材料，例如具有高于预定阈值的磁场的磁导率的材料。第一和第二图案化层中的每一个可以具有本文所讨论的图案化层性质中的任何一种，诸如关于图2(a)-2(k)讨论的图案化层形状中的任何一种。另外，第一或第二图案化层中的一者或两者可具有这种形状的反转，即可仅占据这些形状之外的区域。第一和第二图案化层的不同组合可以产生不同的选择的磁性功能。例如，在类似于图20(a)所示的实施例中，第一图案化层可以包括特定的图案化层形状，并且第二图案化层可以包括基本上相同形状的子集或者缩放到预定程度更大或更小的子集。这样的实施例可用于使用相同的第一图案化层提供磁性和其它功能。在其他实施例中，第一图案化层可以包括特定图案化层形状，第二图案化层可以包括反向形状。这样的实施例可以用于允许磁场到达第一图案化层，而不是其它组件，例如可以与第一图案化层相邻，在其之间或具有一些其它空间关系的电路。

磁性设备还可以包括在衬底上彼此堆叠的多个磁性结构。图21示出了包括多个堆叠的磁性结构的磁性设备的实施例的侧视图。磁性设备可以包括堆叠在第二磁性结构362的顶部上的第一磁性结构358。堆叠的第一和第二磁性结构358、362可以堆叠在诸如衬底366的另一设备结构的顶部上。堆叠的磁性结构358、362可以由一个或多个绝缘或屏蔽层370、374分隔。堆叠的磁性结构358、362中的每一个可以包括在衬底386、390上形成的具有选择的磁性的材料层378、382。

磁性设备还可以包括形成在衬底中的凹陷中或至少部分地形成在衬底中的凹陷中或衬底上的一个或多个层中的凹陷中的磁性结构。图22(a) -22(b)描绘在制造的第一阶段，在提供衬底394、398之后的磁性设备的实施例，衬底394、398包括形成在衬底394、398中或一个或多个中的一个或多个凹部402、406，衬底394、398上的更多层。一个或多个凹部402、 406可以被成形为具有与磁性层相同的形状或包含磁性层的形状。可以例如通过蚀刻，溅射等中的一种或多种从衬底394、398或衬底上的层去除材料来处理衬底394、398以产生一个或多个凹部402、406。图22(c)-22 (d)示出在具有选定磁性的材料的图案化层410、414已经形成在图22(a) -22(b)所示的一个或多个凹部中之后，在第二制造阶段的磁性设备的实施例。图案化层410,414的形状可以与凹部的形状相同。可替代地，凹部可以包含具有不同形状的层或具有多种形状的层。

磁性结构还可以共形地涂覆或至少部分地共形地涂覆一个或多个凹部。图23(a)描绘在制造的第一阶段的磁性设备的实施例，其中多个凹部415形成于衬底中或形成于衬底上的一个或多个层中。多个凹部可以通过非凹入表面417彼此分开，例如根据周期性间隔距离。图23(b)描绘了在第二制造阶段的磁性设备的实施例，其中已经形成图案化层419以共形地涂覆包括凹陷和分离表面的区域。图案化层可选地可以仅涂覆包括凹陷和分离表面的区域的部分部分。图23(c)示出了在第二制造阶段的磁性设备的另一实施例，其中已形成图案化层421以共形地涂覆包括凹陷和分离表面的区域的部分部分。该部分涂层可以通过仅在部分区域中形成涂层，或者通过形成如图23(b)所示的涂层而直接形成，然后除去部分涂层。图案化层还可以仅涂覆凹部的一部分。图23(d)示出了在第二制造阶段的磁性设备的另一实施例，其中已形成图案化层423以共形地涂覆凹部的部分部分，例如凹部的底部表面。该部分保形涂层可以直接通过仅在部分区域中形成涂层，或者通过形成如图23(b)所示的涂层来形成，然后除去部分涂层。

磁性设备可包括围绕在凹部中形成的图案化层布置的导电布线。导电布线可以提供围绕磁性层的导电线圈或其他导电互连。导电布线可以包括导电层或穿硅(或其他衬底)通孔(TSV)中的一个或多个。导电层可以包括水平导电层或垂直导电层中的一个或多个。

图24(a)-24(c)示出了在第一制造阶段的磁性设备的实施例，其具有衬底418、422、426，其中形成一个或多个凹部430、434、438，并且一个或多个TSV 442、446、450围绕凹部430,434,438形成。图24(d)-24(f) 描绘了图24和26的磁性设备的实施例。在图24(a)-24(c)中，在制造的第二阶段，其中已在一个或多个凹部430、434,438中形成图案化层 454,458,462。图24(g)-24(i)描绘了在制造的第三阶段，图24(a)-24 (f)的磁性设备的实施例，其中一个或多个导电层466、470,474已经在一个或多个凹部430、434、438中的材料454、458、462上的TSV 442、446、 450之间形成。可以在衬底的下层或背侧上形成另一导电层以完成导电布线的互连，例如形成围绕材料454、458、462的导电线圈。

围绕图案化的材料层的导电布线可以形成具有各种构造并且用于各种目的的导电线圈。围绕材料的导电线圈可以用于产生或加强材料中的磁场。围绕图案化层的导电线圈还可以用于设置材料的磁化(例如用于实现磁阻器的各向异性磁阻材料的磁化)的初始化或改变方向。导电线圈可以在段的一个或多个位置处包括围绕图案化层的一个或多个单独段的一个或多个绕组。例如，如图24(g)所示，导电线圈可以包括围绕图案化层的单个单独段的多个绕组478。在图24(h)中，导电线圈可以包括围绕图案化层的多个分离段中的每一个的多个绕组482、484。在图24(i)中，导电线圈可以包括围绕图案化层的单个连续段的第一位置的第一多个绕组 488和围绕图案化层的单个连续段的第二位置482的第二多个绕组492层。第一和第二多个绕组488、492可选地可以用于沿不同方向向段的第一和第二位置提供磁场。图案化层的单个段的第一和第二位置可选地可以用于在不同方向上产生、传导、通道或集中磁通量。

具有选定磁性的一个或多个图案化的材料层可以形成在凹部中和周围的多个层级处。图25(a)-25(b)示出了在第一制造阶段的磁性设备的实施例的顶视图和横截面侧视图，其中在衬底504中形成具有多个水平500 的凹部496。凹部496的多个水平500中的每一个可以包括表面。每个表面可以平行于衬底504的主平面。每个表面也可以通过层间距离从其它水平面偏移。图25(c)-25(d)描绘了图25和26的磁性设备的俯视图和横截面侧视图。在图25(a)-25(b)中，在第二制造阶段，在凹部496中和周围的多个层级形成多个图案化材料层。图案化层可包括一个或多个图案化层508形成在凹部496内部的凹部500中的一个的表面上的凹部内。图25 (c)-25(d)描绘在凹部496内部的单个层级500处的单个图案化层，但其它实施例可包括多个图案化层，每一图案化层在凹部496内部处于不同水平500。包括形成在邻接或围绕凹部496的边界的表面上的图案化层512。图案化层508、512可以具有与凹部496相同的形状或凹部496的高度，凹部496在其上或围绕其形成。图案化层508、512可以根据它们形成在其上的层之间的层间距离而彼此偏移。

磁性设备的实施例可以基于不同水平的图案化层的存在来提供功能性。例如，设置在彼此通过层间距离彼此偏移的不同层级上的多个层可以用于提供作为层级沿其偏移的轴的函数的磁感测。例如，图25(d)中的磁性设备可以提供作为凹部496的中心轴516的函数的磁性感测。这可以用于感测可能进入凹部496的物体的性质，例如物体相对于中心的位置轴 516或与物体相关联的电流相对于中心轴516的存在或水平。

不同类型的磁性结构可以形成在凹部中和周围。图26(a)-26(b)示出了在第一制造阶段的磁性设备的实施例的俯视图和横截面侧视图，其中在衬底528中形成具有多个层级524的凹陷520。图26(c)示出了在第二制造阶段的图26(a)-26(b)的磁性设备的侧面剖视图，在凹部520中的水平524处形成具有选定磁性的图案化材料层532。图26(d)示出了图26(a)-26(c)的磁性设备的侧面剖视图，其中磁性结构536位于凹部520 中的另一水平面524处。磁性结构536可包括形成在基板544上的图案化层540。在图26(d)中，形成在凹部520的水平面524上的图案化层532 可以形成在与形成在置于凹部520中的基板544上的图案化层540相同的垂直高度处。然而，在其他实施例中，凹部520中的层524上的层532可以处于与凹部520中的衬底544上的图案化层540的垂直高度不同的垂直高度。

磁性结构可以包括在不同水平处形成的图案化层的形状的不同形状或部分。图27(a)示出了包括图案化层548、552的磁性设备的实施例的俯视图，图案化层548、552具有布置成勾勒出环的多个单独的弓形段。图 27(b)描绘了沿着穿过片段556的第一子集的第一轴线截取的图27(a) 的磁性设备的横截面侧视图。片段556的第一子集可以形成为衬底或衬底上的层的第一表面上的第一图案化层548。图27(c)示出了沿着穿过片段 560的第二子集的第二轴线截取的图27(a)的磁性设备的横截面侧视图。片段560的第二子集可以形成为在衬底中的凹部中或衬底的层上的第二水平处的第二图案化层552。在不同水平面上形成图案化层的不同形状或部分形状可以提供磁性设备的特定功能，例如由将几何形状分布到不同水平而产生的特定磁性感测性质。

磁性结构也可以布置在凹部周围以提供磁通量集中器。图28(a)示出了图17(a)的磁通量集中器设备的实施例的横截面侧视图，其中磁通量集中器的图案化层中的至少一个可以形成在凹部564内部的水平面上。磁通量集中器的图案化层中的另一个可以形成在凹部564。在图28(a)中，磁性传感器也可以形成在凹部564周围的表面上。然而，在其他实施例中，磁性传感器也可以形成在凹部564内部的平面的表面上。图28(b)示出了图17(a)的磁性设备的另一实施例的横截面侧视图，类似于图28(a)，但是其中磁传感器可以形成在凹部564内的水平面上。它实施例可以包括磁通量集中器和磁传感器的部件的分布的进一步变化，其在不同的水平和其周围的不同水平上。

本文所讨论的其它磁性设备还可以被配置在一个或多个凹部中和周围。例如，图18(a)-18(b)的磁性集中器设备的一个或多个图案化层可以形成在一个或多个凹部中。类似地，图20(a)-20(f)的磁性传感器设备实施例的一个或多个图案化层可以形成在一个或多个凹部中。

磁性结构可以位于衬底的背侧上或衬底的背侧上的凹陷中。图29示出了包括一个或多个磁性结构568的磁性设备的横截面侧视图，每个磁性结构568位于衬底576的背面中的相应凹部572中。每个磁性结构568可以包括图案化层580，磁性设备还可以包括将磁性结构电连接到衬底的前侧的一个或多个TSV588，其可以包括集成电路592。

磁性结构还可以包括在倾斜表面上形成的具有选定磁性的图案化材料层。成角度的表面可以是凹部的壁的表面。在成角度的表面上形成图案化层可以提供作为表面角度的函数的选择的功能，例如对于由这些层形成的磁性传感器实现一个或多个垂直或三维灵敏度。

图30(a)示出了包括形成在衬底608中的凹部604的壁的成角度表面 600上的图案化层596的磁性设备的实施例的横截面侧视图。表面600可以被配置为具有相对于衬底608的主平面或衬底608上的层的表面的预定角度。图30(b)描绘了图30(a)中所示的磁性设备的实施例的俯视图。层 596可以被图案化以形成例如磁传感器。凹部604可以具有与图案化层596 相同的形状或包围图案化层596。如本文所讨论的其他实施例，图案化层 596可以具有本文所讨论的图案化层性质中的任何一种，诸如关于图2(a) -2(k)所讨论的任何图案化层形状。

磁性结构还可以包括形成在多个不同成角度表面上的图案化层。图31 (a)示出了包括多个图案化层612、616的磁性设备的实施例的横截面侧视图，每个图案化层612、616形成在基板632中的凹部628的壁的不同的倾斜表面620,624上。表面620、624中的每一个可以被配置为相对于衬底 632的主平面或衬底632上的层的表面具有对应的预定角度。每个壁的预定角度可选地可以不同于其他墙壁。图31(b)描绘了图31(a)中所示的磁性设备的实施例的俯视图。层612、616可以被图案化以形成例如磁传感器。凹部628可以被成形为具有与图案化磁性层612、616相同的形状或包围图案化磁性层612、616。

多个图案化的层可以形成在多个不同凹部的多个不同的成角度的表面上。图32示出了包括多个图案化层636、640、644、648的磁性设备的另一实施例的俯视图，每个图案化层636、640、644、648形成在形成不同凹部的壁的不同倾斜表面652、656、660、664上。每个图案化层636、640、644、648可以包括在不同方向上定向的多个单独的段。

磁性结构也可以形成在安装在基板上的帽上。图33(a)-33(b)描绘了具有在安装在基板672上的帽668上形成的磁性结构的磁性设备的实施例的透视图和横截面侧视图。磁性结构可以包括图案化的材料层676其具有形成在帽668的顶部的表面上或凹部中的选定磁性。帽668可安装在衬底结构680上方的衬底672上以部分地或完全地围绕衬底结构680。帽668 可以包括位于衬底结构680上方的顶部和从顶部延伸到衬底672的侧壁。帽668可以可选地是由另一衬底形成的封盖衬底。衬底结构680可以位于帽668下方。衬底结构680可以包括集成电路、微机械结构、传感器结构或另一磁性结构等中的一个或多个。

磁性设备还可以包括导电线，以将帽上的磁性结构与帽下的电路结构电互连。图33(c)示出了类似于图33(a)-33(b)的实施例的磁性设备的实施例的横截面侧视图，但是其包括一个或多个穿过帽从帽的顶表面延伸到帽下的衬底的TSV 684。TSV 684(可选地与一个或多个导电层一起) 可以将磁性结构与盖下方的衬底结构电互连。图33(d)描绘了类似于图 33(a)-33(b)的实施例的磁性设备的另一实施例的横截面侧视图，但是其可以包括从帽的顶表面延伸到衬底的一个或多个引线接合688，以将帽上的磁性结构电连接到帽下的衬底结构。

磁性结构还可以在盖上和周围的多个不同水平面处形成。图34(a)-34 (b)示出了磁性设备的实施例的透视图和横截面侧视图，该磁性设备具有在安装在基板696上的帽692上和周围的多个不同水平面上形成的磁性结构。可以包括在帽692上的第一水平处形成的第一图案化层700，如上面关于图图33(a)-(d)所讨论的。第二磁性结构可以包括第二图案化层704，第二图案化层704形成在基板696中围绕帽692的凹部上或凹部中的第二水平处。第一水平可以从第二水平偏移预定距离。第一和第二磁性层700、704可以具有共同的形状，例如同心环或对准的正方形或矩形形状。第二层704可以部分地或完全地围绕盖692。

与本文所讨论的其它实施例一样，形成在帽上的图案化层可以具有选定的磁性以提供所选择的磁性功能。在实施例中，图案化层可以包括被布置成形成磁传感器的磁阻材料。在其他实施例中，图案化层可以包括产生临时或永久磁场的材料。在其它实施例中，图案化层可包括磁屏蔽材料，例如具有高于预定阈值的磁场的磁导率的材料。

除了磁性结构之外，可以在盖上形成其他结构。图35描绘了磁性设备的实施例，其包括形成在安装在基板720上的帽716上的磁性结构708和导电线圈712。导电线圈712可以形成在与磁性结构708分离的区域中，如图35所示，或者可以形成在磁性结构的下面或上面。在单独区域中形成的导电线圈可以提供例如射频识别结构。在磁性结构下方或上方形成的导电线圈可用于提供磁场以设置或修改磁性结构的磁性质。

磁性设备还可以在盖上或盖中提供磁通量集中器。图36(a)示出了包括形成磁通量集中器的第一磁性结构和在安装在基板上的盖中和周围形成一个或多个磁传感器的一个或多个第二磁性结构的磁性设备的实施例。磁通量集中器可以包括沉积在帽的侧壁中的材料717的图案化层。图案化层可以基本上延伸到侧壁的顶部和底部，或延伸到顶部和底部的预定距离内。磁通量集中器的图案化层可以沿着基本垂直的平面形成。一个或多个磁性传感器可以包括形成在帽和/或基板上的图案化材料层715、719。图案化层可以形成在磁通量集中器的图案化层的端部的预定距离内。磁性传感器的图案化层可以沿着基本水平的平面形成。磁通量集中器的图案化层可以包括对磁场具有相对高的磁导率的材料，诸如高于预定阈值的磁导率，并且磁传感器的图案化层可以包括磁阻材料。

在操作中，当磁通量集中器在图案化层上方和下方的区域中在垂直方向721上行进到图案化层中时，磁通量集中器可以引导或集中磁通量。这种引导或集中可以产生磁通量从垂直方向或类似方向到水平方向或在磁通量集中器的磁传感器所在的端部附近的类似方向723的局部平移。磁通的通道和/或集中可以使得磁传感器能够使用对沿着水平方向而不是垂直方向的磁场的操作灵敏度来感测垂直磁场。

图36(b)描绘类似于图36(a)的实施例的磁性设备的另一实施例，但是其中磁通量集中器可以包括沉积在帽的侧壁的表面上的材料725的图案化层。

另外，磁性结构可以根据在这里讨论的衬底上形成的磁性结构的任何实施例形成在盖上，例如关于图7至44及其各种子图(即，(a)，(b) 等)，其中盖是衬底并具有对应的衬底结构。

磁性结构还可以包括形成在微机械结构上或作为其一部分的图案化层。微机械结构可以包括多种不同结构中的一种或多种，包括梁，板，梳，隔膜或齿轮等中的一个或多个。图案化层可以形成机械活动的部分或全部微机械结构的部分。

图37(a)描绘了磁性设备的实施例，该磁性设备包括具有形成悬挂在基底728上的微机械梁724的图案化层的磁性结构。梁724可以是悬臂，其包括将梁724连接到基板728的锚部分732以及悬置在衬底728的另一部分上的悬挂部分736。梁724的悬挂部分736可以是柔性的，并且可以被配置为响应于刺激朝向和远离衬底弯曲。图案化层可以包括产生永久或暂时磁场的材料。图案化层可以形成基本上整个梁724，包括锚固部分732 和悬置部分736，如图37(a)所示。然而，磁性结构的图案化层可替代地仅形成微机械设备的一部分。图37(b)描绘类似于图37(b)中所示的实施例的磁性设备的另一实施例，但是其中图案化层可以仅形成微机械设备的一部分，例如在梁的悬置部分上的图案化层740，其可以由另一种材料形成，例如氧化物，多晶硅或其他材料。

磁性设备还可任选地包括另一磁性结构，其包括在衬底728的凹部上，衬底728中或衬底728的凹部中形成在微机械结构下方的图案化层744。图案化层可包括产生永久或临时磁性领域。第二磁性结构可以与微机械结构 724的磁性结构磁性地相互作用。其他实施例可以省略在微机械结构724 下面形成的第二磁性结构744。

磁性设备还可包括围绕微机械结构724安装在基板728上的帽748。帽748可以部分地或完全地包围微机械结构724，以保护微机械结构724 免受围绕磁性设备的环境。

磁性设备还可以包括导电线，以将微机械结构电互连到其他设备部件。导电布线可以包括导电层752，导电层752将磁性结构电互连到与微机械结构724相同的衬底728侧上的其他位置，如图37(a)所示。导电布线还可以包括将微机械设备互连到衬底的相对侧上的位置的一个或导电层和TSV。图37(c)描绘类似于图37(a)中所示的实施例的磁性设备的另一实施例，但是其中磁性设备可以包括将微机械设备互连到衬底的相对侧上的位置的一个或导电层756和TSV770。

在操作中，图37(a)-37(c)中所示的微机械梁结构可以提供各种功能，例如作为开关，传感器等操作。例如，微机械梁结构可以作为磁开关操作，例如簧片继电器，响应于诸如磁场的外部刺激，在梁724的自由端处的导电触点764与在梁724的自由端下方的基板728上的第二导电触点 768之间的互连。微机械梁结构还可以用于根据梁结构响应于这种场的偏转来检测外部磁场。微机械梁结构还可以用于通过响应于诸如磁场或加速度的刺激而移动梁结构来产生选择性变化的磁场。选择性改变的磁场可以用在各种应用中，例如实现隔离的数据链路。

磁性设备可以包括部分地或整体地由磁性结构形成的多个微机械结构。图38(a)-38(b)示出了磁性设备的实施例的顶视图，该磁性设备包括多个微型机械梁771、772，这些微型机械梁771,772由类似于图37(a) -37(b)所示的图案化层形成。在图38(a)中，多个梁771可以在一维阵列中以相同的空间取向彼此相邻地布置。在图38(b)中，多个梁772可以布置成具有相对于彼此成角度的空间取向，例如以90°或180°的角度。多个微机械结构可以相对于彼此布置以实现各种设备，例如，磁性开关的互连阵列。例如，图38(a)的实施例可以用于检测或提供作为沿着束阵列的磁场的变化的函数的功能。图38(b)的实施例可以用于检测或以其他方式提供作为磁场相对于作为整体的波束阵列的方向性的函数的功能。

由磁性结构形成的微机械梁结构还可以被配置为代替或者附加于朝向和远离衬底而横向弯曲。微机械梁可以被配置为通过将梁定位在该方向上的预定厚度以下以允许梁弯曲而沿特定方向弯曲。图39(a)-39(b)示出了磁性设备的实施例的俯视图和侧视图，该磁性设备包括由图案化层形成的微机械梁773，类似于图37(a)-37(b)所示，但是其中梁可以被配置为在平行于衬底的主平面的方向上从一侧到另一侧横向弯曲，而不是朝向和远离基质。磁性设备还可包括横向定位在梁的一侧或多侧上的一个或多个元件。侧向元件可以是或包括运动限制结构，电接触或次级磁性结构中的一个或多个。

磁性设备可以包括由磁性结构形成并且构造成横向移动的多个微机械梁。图40示出了包括多个微机械梁777的磁性设备的实施例的俯视图，所述多个微机械梁777由类似于图39(a)-39(b)所示的图案化层形成。多个梁可以以相对于彼此成角度的空间取向布置，例如以90°或180°的角度。在其它实施例中，多个波束可以以相同的空间方向，在一维阵列中彼此相邻地布置，诸如类似于图38(a)所示。如上所述，多个微机械结构可以相对于彼此布置以实现各种设备。例如，图40的实施例还可以用于检测或以其他方式提供作为相对于作为整体的波束阵列的磁场的方向性的函数。

由磁性结构形成的微机械梁可以采用除了图37-40所示的悬臂梁之外的形式。图41(a)-41(b)示出了可以由磁性结构形成的微机械梁结构的附加实施例的侧视图。在图41(a)中，梁结构776可以包括在结构776 的相对端处的第一和第二锚固部分780、784，将结构776连接到基底786，以及悬挂在基底786上的悬挂部分788。在图41(b)中，梁结构792可以包括将结构792连接到衬底800的中心锚部分796以及悬置在衬底800上的第一和第二悬置部分804、808。在每种情况下，梁的悬置部分可以是柔性的并且响应于磁刺激而弯曲。

图38-41示出了完全由图案化层形成的梁结构，但是在其他实施例中，这些微机械梁结构可以全部或部分地由图案化层形成，图37(a)-37(b)。另外，虽然为了清楚说明，尽管图38-41基本上仅示出了多个微机械结构，但是磁性设备还可以包括其他部件以实现和/或增强这些结构的功能，例如帽，电连接，第二磁性结构等中的一个或多个，类似于图37(a)-37(c) 所示。

磁性结构还可以形成在其他类型的微机械结构上或作为其它类型的微机械结构的一部分。例如，磁性结构可以形成在微机械振动膜上或作为其一部分。图42(a)-42(c)示出了包括形成在基板803上形成的微机械隔膜上的磁性结构的磁性设备的横截面侧视图。隔膜可以包括连接到基板的一个或多个锚固部分805，悬置在衬底的区域上的悬置部分807。悬置部分可以是柔性的，并且可以被配置为响应于刺激朝向和远离衬底弯曲。悬置部分可以包括一个或多个凹部809，其中可以形成图案化层811,815,817。图案化层可以部分地填充凹部，诸如图42(a)所示，完全填充凹部，诸如图42(b)所示，或者溢出凹部，诸如图42(c)。图案化层可以包括产生永久或暂时磁场的材料。

图33-37所示的盖还可以被配置为诸如图42(a)-42(c)所示的微机械隔膜。

磁性结构还可以形成在其它类型的微机械结构上或作为其它类型的微机械结构的一部分。例如，磁性结构可以形成在微机械扫描器上或作为其一部分。图43(a)-43(b)描绘了包括形成在微机械扫描器上的磁性结构的磁性设备的俯视图和仰视图。微机械扫描器可以包括可旋转平台819，内致动环821和外致动环823。微机械扫描器可以由基板上的一个或多个基板形成。

可旋转平台可以包括顶表面，在该顶表面上可以形成具有选定反射率的材料层，底表面上具有具有选定磁性的图案化材料层825和连接到其上的一组电触点829可以形成图案化层，以及一组静电致动器部件827，例如驱动梳。可旋转平台可以通过一个或多个扭转弹簧831连接到内致动环。内致动环可以包括第一和第二组静电致动器部件832,833，例如驱动梳。内致动环可以通过一个或多个扭转弹簧835连接到外致动环。外致动环可以包括一组静电致动器部件837，例如驱动梳状物和一组电触头839。电触头可旋转平台可以通过一组接合线841电连接到外致动器环的电触点。尽管在图图43(a)-43(b)示出为具有基本上为方形的轮廓，可旋转平台，内致动环和外致动环可以形成为具有其他轮廓，诸如矩形、圆形或椭圆形轮廓等。

图案化层可以包括被布置成形成磁传感器的磁阻材料。为了说明的清楚，图案化层在图43(b)中显示为单个正方形区域，但是可以替代地包括本文讨论的图案化层形状配置中的任何一种，诸如电互连和排列以形成磁传感器的一个或多个图案化层形状。

在操作中，响应于电信号施加到平台的静电致动器部件和内致动器环，可旋转平台可围绕第一轴线843旋转。类似地，响应于向内致动环和外致动环的静电致动器部件施加电信号，可旋转平台可围绕第二轴线845 旋转。图44(a)-44(c)示出了沿着从扭转弹簧偏移的轴线截取的磁性设备的横截面前视图。在图44(a)中，可旋转平台可以处于静止状态，而不绕任一轴线旋转。在图44(b)中，可旋转平台可以围绕第一轴线旋转。在图44(c)中，可旋转平台可围绕第二轴线旋转。反射层可以以对应的二维图案扫描被引导到可旋转平台上的光源(例如激光)。磁传感器可以通过感测磁性设备的环境中的磁场来提供表示可旋转平台的取向的输出信号，磁性设备可以相对于整个磁性设备具有已知的取向。为了清楚说明，在图44(a)-44(c)中省略了接合线841。然而，它们可以被构造成具有足够的尺寸和柔性以适应平台绕两个轴线的旋转，同时仍然保持可旋转平台上的电触头829和电触头839之间的电连接。

本文所讨论的磁性设备的任何实施例可包括具有图案化层的磁性结构，所述图案化层具有相对于本文所讨论的衬底的任何物理连接或布置，诸如关于任何图7至44及其各种子图(即，(a)，(b)等)，以及其它连接和布置。

磁性设备可以包括连接到或相对于包装的结构布置的磁性结构。图45 描述了作为封装磁性设备的磁性设备801的实施例，其具有相对于封装的结构连接或布置的磁性结构。磁性设备可以包括封装803，磁性结构805，一个或多个衬底807和相关联的电路809。

封装可以包括一个或多个封装结构811，例如孔，外壳等中的一个或多个。磁性结构可以以预定方式相对于一个或多个封装结构物理连接或布置。

封装磁性设备的磁性结构，衬底，衬底结构815和电路可以包括这些组件的任何实施例以及上面关于磁性设备的任何其它实施例讨论的它们的互连和布置，诸如7至44及其各种子图(即，(a)，(b)等)所讨论。

图46描绘了封装的磁性设备的实施例。封装的磁性设备可以包括磁性结构，封装和相应的电路。磁性结构可以包括形成在衬底860上的图案化层856。相关联的电路可以包括形成在一个或多个附加衬底上的集成电路 864。磁性结构及其衬底可以附接到集成电路以形成衬底叠层。

封装可以包括外壳868，以选择性地暴露磁性结构的一部分，同时包围设备的其他部分。外壳可以包括孔857，以将磁性结构的一部分(例如，图案化层的表面或图案化层的涂覆表面)暴露于封装外部的环境，以及包围部分859，包围另一部分磁性结构或电路中的一个或多个，以向外部环境提供屏障。将磁性结构暴露于外部环境可以通过由磁场提供对磁性结构的选择性访问来增强磁性结构的磁性能。封闭磁性结构或集成电路的另一部分可以通过选择性地防止通过磁场，电场或电磁场进入或离开磁性结构来提高磁性结构或集成电路的其它部分的电性能，或者提供其它类型的保护免受外部环境的影响。封装还可以包括导电引线框架和引线接合，以在封装的端子和一个或多个磁性结构或集成电路之间提供电连接。

在其他实施例中，封装的磁性设备可以包括在单个衬底上一起形成的磁性结构和电路，例如在这样的衬底的相同或不同侧上，类似于如图42 所示封装。

图47(a)描绘了封装的磁性设备的另一实施例的横截面图，其包括形成在微机械扫描器上或作为微机械扫描器的一部分的磁性结构，如图43 和44所示。封装的磁性设备可以包括外壳965，包含微机械扫描器969的基板967，例如图43和44所示。封装衬底971，透镜973和一个或多个电互连975。为了说明的清楚，微机械扫描器969被示出为单个示意性实体，然而其可以包括图43-44中所示的所有部件。外壳可以包括用于定位透镜并允许光进入扫描器的孔977以及用于接收扫描器并相对于孔和透镜定位扫描器的部分978。可以包括接合线的电连接可以将扫描器电连接到封装衬底。如上面关于图43和44讨论的，形成磁传感器的磁阻材料979的图案化层可以形成在扫描仪上。

封装的磁性设备还可以包括第二图案化层。第二图案化层可以包括提供预定永久或暂时磁场的材料。图47(b)和47(c)描绘类似于图47(a) 所示的封装磁性设备的实施例的横截面图，但包括第二图案化层。在图47 (b)中，第二图案化层981可以形成在封装外壳或封装基板的一部分上。在操作中，第二图案化层可以提供围绕扫描仪的预定磁场，并且由第一图案化层形成的磁性传感器可以基于由传感器感测的磁场提供表示扫描仪的旋转位置的输出。在图47(c)中，图案化层的性质可以颠倒，其中在扫描仪上形成的包括提供预定磁场的材料的第一图案化层983以及在封装外壳或封装衬底上形成的第二图案化层985，形成磁传感器的磁阻材料。这样的实施例可以根据与图47(b)的实施例相似的原理操作，但是在互换位置处执行磁场的产生和感测。

磁性设备可以包括连接到或相对于结合有多个基板的模块的结构布置的磁性结构。图48描绘了作为基于模块的磁性设备的磁性设备817的实施例。磁性设备可包括多个基板819，磁性结构821和相关联的电路823。磁性设备还可任选地包括一个或多个其它结构825，例如线圈，帽，微机械结构，天线等。

磁性结构可以相对于一个或多个模块衬底的一个或多个结构827物理连接或布置。例如，磁性结构可以相对于根据磁性结构和衬底的任何实施例的模块衬底中的一个或多个的结构以及它们的互连和布置相对于基于衬底的磁性设备，例如上面关于7至44及其各种子图(即，(a)，(b) 等)所讨论的。在实施例中，磁性结构可以根据这些实施例中的任一个形成在一个基板上，而多个基板可以包括连接到相对于磁性结构和第一基板布置的另外的多个基板，如下所述。

模块磁性设备的磁性结构、衬底、电路和其它结构可以包括这些组件的任何实施例以及上面关于其他磁性设备实施例讨论的它们的互连和布置。

图49(a)描绘可包括一个或多个磁性结构(或衬底上的磁性结构) 816和具有多个衬底820的衬底结构的模块812的实施例的透视图。图49 (b)示出了图49(a)所示的模块的横截面侧视图。衬底结构可以包括层叠在彼此之上的多个衬底820。在实施例中，衬底结构可以是包括多个层压层的层压衬底结构。

一个或多个磁性结构可以附接到衬底结构的衬底。磁性结构816可附接到衬底结构的衬底，使得磁性结构完全嵌入在衬底结构内，如图1所示。 49(b)。可替换地，磁性结构可附接到衬底结构的衬底，使得磁性结构在模块的外表面处暴露。图49(c)-49(d)示出类似于图24所示的磁性模块的实施例的横截面侧视图。参考图49(a)-49(b)，但是其中磁性结构可以附着到衬底结构的衬底，使得磁性结构，例如图案化层的表面或图案化层的涂覆表面，暴露在模块的外表面。在图49(c)中，多个磁性结构 824可附接到衬底结构的衬底，使得磁性结构(例如图案化层的表面或图案化层的涂覆表面)在同一侧的外表面的模块。在图49(d)中，多个磁性结构828可以附着到衬底结构的衬底，使得磁性结构(例如图案化层的表面或图案化层的涂覆表面)暴露在不同的外表面上，例如相对的，模块的侧面。

除了磁性结构之外，模块还可以包括附着到衬底结构的衬底的一个或多个部件。部件可以通过沿着或穿过基板铺设的一个或多个导电迹线或通孔电连接到磁性结构。

磁性结构可以与多个基板中的孔物理对准。图50(a)示出了磁性设备的实施例的分解图，该磁性设备包括具有与衬底结构的多个衬底836,840 中的孔对准的孔的磁性结构的图案化层832。衬底结构可以包括彼此堆叠在一起的多个衬底，例如在模块中。图案化层可以位于两个基板之间，使得图案化层中的孔与每个基板中的孔对准。如上面关于图1和2所讨论的。如图15-16所示，孔的对准可以产生另一部件或设备从磁性设备的一侧到磁性设备的另一侧的行进路径。图50(b)示出了图50(a)所示的磁性设备的实施例的侧视图。图案化层可以可选地位于形成在一个或多个衬底中的凹部内，以允许衬底更紧密地封装到堆叠衬底结构中。

磁性结构还可以与模块中的一个或多个孔物理对准。图51(a)-51(b) 示出了磁性模块844的实施例的透视图和横截面侧视图，其可以包括与具有多个基板848的基板结构中的孔845对准的一个或多个磁性结构。孔可以通过多个衬底848从模块的一侧延伸到另一侧。磁性结构852可以在孔的侧面处连接到一个或多个衬底，使得磁性结构暴露于孔。图51(c)是描述类似于图51(b)所示实施例的磁性模块的另一实施例的横截面侧视图。但是其中孔可以从模块的一侧延伸通过多个衬底并且终止于模块的内部，并且磁性结构853可以在底部连接到一个或多个衬底以使得所述磁性结构暴露于所述孔。图51(d)是表示与图51(a)-51(b)所示的实施方式相同的磁性模块的另一实施方式的立体图，但是其中附加孔855可以从模块的第三侧通过多个基板延伸到模块的第四侧、附加孔与第一孔相交。

磁性结构还可以与微流体结构相关联地提供。图52(a)是描绘包括微流体通道857和磁性结构859的磁性设备的一部分的实施例的横截面侧视图。通道可包括入口861，以接受流体流入第一通道部分863，用于将通道分隔成多个第二通道部分867的通道结构865，以及用于提供从第二通道部分流出的流体的多个出口。磁性结构可以包括围绕沟道的一部分形成的一个或多个图案化层，诸如形成为连接或邻近至少部分地形成沟道的壁的图案化层。例如，如图52(a)所示，磁性结构可以包括形成为连接到或邻近于至少部分地形成通道的第一壁的第一图案化层，诸如形成在通道的顶壁顶部上的层869，以及第二图案化其形成连接到或邻近至少部分地形成通道的第二壁，例如形成在至少部分地形成通道的底壁下方的层871。

图案化层可以包括产生磁场的材料。在实施例中，图案化层可以包括产生永久磁场的材料。在图52(a)中，图案化层可以包括产生永久磁场的硬磁性材料。在其他实施例中，图案化层可以包括产生暂时磁场的材料。在这样的实施例中，磁性设备还可以包括以预定方式连接到或相对于图案化层布置的线圈，以设置和/或改变材料中的磁场。图52(b)是描述包括如图52(a)所示的微流体通道和磁性结构和导电线圈873、875的磁性设备的一部分的另一实施例的横截面侧视图。磁性结构可以包括包括产生暂时磁场的软磁材料的图案化层。导电线圈可以由磁性设备的相关电路驱动以产生磁场，以设置和/或补充由材料产生的磁场，诸如提供具有单场取向的静态磁场中的一个或多个，或具有变化的场取向的变化磁场。

在操作中，在入口处流入通道的流体可以包括对磁场具有不同响应的多种不同类型的颗粒，并且磁性结构可以用于提供磁场以分离不同类型的颗粒分成不同的第二通道部分。例如，如图52(a)-52(b)所描述，流入通道入口的流体可以包括第一类型的颗粒877，其可以响应于选择的施加磁场而在第一方向上朝向第二通道部分中的第一个移动，第二类型的粒子 879，其可响应于选定的所施加的磁场而在第二方向上朝向第二通道部分中的第一通道部分移动。不同类型的颗粒可以由于它们自身的磁性而对磁场表现出不同的响应。在其它实施例中，添加到流体中的流体或颗粒可以表现出对磁场的响应，产生流体流的特性，例如密度梯度，其可以根据不同类型的颗粒的密度分离不同类型的颗粒。

磁性设备可以结合微流体和磁性结构，例如如图52(a)-52(b)所示。图52(c)描绘了包括如图52(a)-52(b)所示的微流体和磁性结构的磁性设备的实施例，作为多层结构中的一个或多个层。多层结构的层881可以采取各种形式。在实施例中，多层结构的层可以是形成在基板上的层。在其他实施例中，多层结构的层可以包括多基板结构的基板，例如磁性模块。

磁性设备可以包括连接到系统的结构或相对于系统的结构布置的磁性结构。图53示出了作为或作为具有相对于系统的结构连接或布置的磁性结构的系统的一部分的磁性设备883的实施例。磁性设备可以包括磁性结构885，系统结构887和相关联的电路889。系统结构可以包括连接到或相对于关于磁性设备的任何其它实施例所讨论的磁性结构布置的任何结构。磁性结构，系统结构和电路可以包括这些部件的任何实施例及其在此讨论的磁性设备的任何实施例的互连和布置。

磁性设备还可以包括包括多个对准的图案化层的磁性结构。图54(a) 描绘了包括以堆叠布置的多个图案化层872的磁性结构的实施例的分解图。每个图案化层可以包括与堆叠中的其他磁性结构的孔对准的孔。每个图案化层还可以可选地包括与堆叠中的其他磁性结构的边界或形状对准的边界或形状。图案化层可以各自是单独形成的图案化层，例如上文关于图10(a)-10(b)所讨论的。图54(b)描绘了图54(a)中所示的磁性结构的非分解透视图。

磁性结构还可以包括与其它层组合布置的多个对准的图案化层。图55 (a)描绘了包括与堆叠中的其他层880组合布置的多个图案化层876的磁性结构的实施例的分解图。每个图案化层和其它层可以包括与堆叠中的其他层的孔对准的孔。每个图案化层还可以可选地包括与堆叠中的其他磁性结构的边界或形状对准的边界或形状。图案化层可以各自是单独形成的图案化层，诸如具有或不具有相应的衬底，如上所述。其它层可以包括非磁性材料，例如其上可以形成图案化层的衬底或者单独的间隔物。图55(b) 示出了图55(a)所示的磁性结构的非分解透视图。

如上所述，磁性设备可以包括可以电连接到磁性结构和其他设备结构中的一个或多个的电路，以提供功能，例如提供，接收，调节和处理磁性结构的信号，以及其他设备结构。

磁性设备可将电路并入与磁性结构相同的衬底上。例如，磁性设备可以将电路和磁性结构结合在衬底的同一侧上，每个在单独的区域中或在相同的区域中。可替换地，磁性设备可将电路并入到与磁性结构不同的衬底侧。磁性设备还可以将电路并入与包括磁性结构的衬底不同的衬底上。

磁性设备可以包括执行以下操作中的一个或多个的电路：接收和操纵来自磁性设备的磁性结构的电信号，产生并向磁性结构提供电信号，产生电信号并将电信号提供给导电线圈，或者生成并向发射机提供电信号等功能。

例如，磁性设备可以包括用于接收和操纵来自磁性结构的电信号的电路。图56示出了可用于接收和操纵来自磁性结构的电信号的磁性结构和电路的实施例。电路可以包括放大电路900，模数转换器(ADC)904和处理器或控制器908。放大电路900可以电耦合到磁性结构，以接收磁性结构的输出，并执行一个或多个缓冲或放大从磁性结构接收的信号。放大电路 900可以包括一个或多个运算放大器以执行缓冲或放大。ADC 904可以电耦合到放大电路以接收放大电路900的输出并将接收到的信号从模拟转换为数字表示。ADC 904可以包括快闪ADC，流水线ADC，Σ-ΔADC，逐次逼近ADC等中的一个或多个。处理器或控制器908可以电耦合到ADC 904 以接收ADC 904的输出，并执行处理所接收的数字化信号以从数字化信号提取信息或根据数字化信号产生控制信号中的一个或多个。

磁性设备还可以包括产生电信号并将其提供给磁性结构的电路。图57 示出了可用于产生电信号并将其提供给磁性结构的磁性结构和电路的实施例。电路可以包括处理器或控制器916，数模转换器(DAC)920和驱动器电路924。处理器或控制器916可以生成表示要提供给磁性结构的电信号的控制信号。处理器或控制器916可以根据表示由磁性结构或另一信号输出的信号的数字化信号的函数来产生控制信号。DAC 920可以电耦合到处理器或控制器以接收由处理器或控制器916输出的控制信号，并将控制信号从数字表示转换为模拟表示。DAC 920可以包括R-2R梯形DAC，过采样DAC，混合DAC等中的一个或多个。驱动器电路924可以电耦合到 DAC 920以接收从DAC 920输出的模拟信号，并且提供向磁性结构的相应驱动信号。驱动器电路924可以执行缓冲或放大来自DAC 920的信号中的一个或多个。驱动器电路924可以包括一个或多个晶体管以执行缓冲或放大。

磁性设备还可包括产生电信号并将其提供给导电线圈的电路。导电线圈可以用于产生磁场以设置或改变磁性结构的性质或以其他方式与磁性结构相关联地使用。图58描绘了可用于产生电信号并将其提供给导电线圈的电路的实施例。电路可以包括处理器或控制器932，数模转换器(DAC) 936和驱动器电路940。处理器或控制器932可以生成表示要提供给导电线圈的电信号的控制信号。处理器或控制器932可以根据表示由磁性结构或另一信号输出的信号的数字化信号的函数来产生控制信号。DAC 936可以电耦合到处理器或控制器，以接收由处理器或控制器932输出的控制信号，并将控制信号从数字表示转换为模拟表示。DAC 936可以包括R-2R梯形 DAC，过采样DAC，混合DAC等中的一个或多个。驱动器电路940可以电耦合到DAC 936，以接收由DAC 936输出的模拟信号，并提供相应的驱动信号到导电线圈。驱动器电路940可以执行缓冲或放大来自DAC 936的信号中的一个或多个。驱动器电路940可以包括一个或多个晶体管以执行缓冲或放大。

磁性设备还可包括用于基于来自磁性结构的信号(例如表示由磁性结构感测的磁场或电流)来产生和提供电信号以用于传输的电路。图59描绘了可用于产生电信号并将其提供给发射元件的磁传感器和电路的实施例。该电路可以包括放大电路945和ADC 947、发射机949和诸如导电线圈，天线等的发射元件951。放大电路和ADC可以如上关于图49的电路。发射器电路可以电耦合到ADC以接收由ADC输出的数字信号并且向发射元件提供相应的发射驱动信号。

在磁性结构形成磁性传感器(例如各向异性磁阻传感器或其它磁阻传感器)的实施例中，可以提供放大和驱动电路的若干实施例。图60描绘了磁传感器960和放大电路964的实施例，以提供表示感测的磁场的输出。放大电路可以包括单个运算放大器，并且磁传感器可以包括单个磁阻器 968。图61描绘了磁传感器968和放大电路和线性化电路972的实施例，以提供表示感测的磁场的线性化输出。放大和线性化电路可以包括单个运算放大器，并且磁传感器可以包括单个磁阻器。图62示出了磁传感器976，放大电路980和线性化电路984的另一实施例，以提供表示感测的磁场的线性化输出。放大和线性化电路可以各自包括运算放大器，并且磁传感器可以包括单个磁阻器。图63描绘了磁传感器988和放大电路和线性化电路 992的实施例，以提供表示感测的磁场的输出。放大和线性化电路可以包括单个运算放大器，并且磁传感器可以包括一对磁阻器。图64描绘了磁传感器996、放大电路1000和线性化电路1004的实施例，以提供表示感测的磁场的线性化输出。放大和线性化电路可以各自包括运算放大器，并且磁传感器可以包括一对磁阻器。在其他实施例中，提供表示感测的磁场的输出的放大电路可以包括一个或多个运算跨导放大器。

磁性传感器还可以被驱动以偏置，驱动或调制传感器的信号。图65 描绘可用于偏置，驱动或调制磁性传感器的信号的磁性传感器1008和驱动器电路1012的实施例。图65的磁传感器和驱动器电路还可以与放大电路的实施例一起使用，例如图60-64中的放大和/或线性化电路的任何实施例。。

磁性设备的电路的实施例可以包括本文所讨论的任何电路的组件的任何子集或组合。例如，电路可以包括本文所讨论的任何电路的一个或多个组件。电路还可以包括以任何顺序(诸如与示例性图中所示的顺序不同的顺序)布置的本文所讨论的电路中的一个或多个的一个或多个组件。该电路还可以包括除了这里讨论的电路的部件或部件的任何子集之外的部件。

上面讨论的电路和子电路之间以及之间的信号可以是单端信号或差分信号。

本文所讨论的图案化层可以形成为薄膜，例如通过集成电路衬底处理制造的层。可替换地，本文所讨论的图案化层可以是相对厚的膜，例如通过丝网印刷或其它厚膜工艺生产的层。

本文所述的磁性设备的任何实施例的任何特征可任选地用于磁性设备的任何其它实施例中。例如，磁性设备的实施例可以包括本文所讨论的磁性结构的任何实施例与本文所讨论的其它设备结构的任何实施例和本文所讨论的电路的任何实施例的任何组合。此外，磁性设备的实施例可以可选地包括本文所讨论的磁性设备的部件或特征的任何子集。例如，磁性设备的实施例可以可选地包括本文所讨论的磁性结构的任何实施例与本文所讨论的其它设备结构的任何实施例的任何组合，而省略电路。

Claims (22)

1.一种磁性设备，包括

微流体通道，嵌入到多层结构中，所述微流体通道包括被布置为接收包括不同类型的微粒的流体的入口；以及

磁性结构，嵌入到所述多层结构中，所述磁性结构位于所述微流体通道附近，并且所述磁性结构被布置以产生磁场以使得所述流体中的所述不同类型的微粒在所述微流体通道中被分离。

2.根据权利要求1所述的磁性设备，其中所述磁性结构包括所述微流体通道的相对侧上的图案化的层，所述图案化的层包括被配置以产生磁场的材料。

3.根据权利要求2所述的磁性设备，还包括电连接到所述图案化的层的导电线圈。

4.根据权利要求1所述的磁性设备，其中所述多层结构包括基板上的多个层。

5.根据权利要求1所述的磁性设备，其中所述多层结构包括多个基板。

6.根据权利要求1所述的磁性设备，其中所述微流体通道被配置以接收第一通道部分中的流体，其中所述微流体通道包括将所述微流体通道分离成多个第二通道部分的通道结构，并且其中所述第二通道部分被布置以接收所述不同类型的微粒中的相应一种类型的微粒。

7.根据权利要求1所述的磁性设备，其中所述磁性结构包括硬磁性材料。

8.根据权利要求1所述的磁性设备，其中所述磁性结构包括软磁性材料。

9.根据权利要求1所述的磁性材料，其中所述入口是所述微流体通道的仅有的入口。

10.根据权利要求1所述的磁性材料，还包括孔，其中所述磁性结构物理地与所述孔对齐。

11.根据权利要求1所述的磁性材料，还包括第二磁性结构，其中所述多层结构包括帽，并且其中所述第二磁性结构位于所述帽上。

12.一种用于分离微粒的方法，所述方法包括：

通过嵌入到多层结构中的微流体通道的入口接收流体，其中所述流体包括不同类型的微粒；

利用位于所述微流体通道附近并且嵌入到所述多层结构中的磁性结构向所述微流体通道中的所述流体施加磁场；以及

响应于施加所述磁场，将所述流体中的所述不同类型的微粒分离到所述微流体通道的相应不同的通道部分。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括驱动电连接到所述磁性结构的导电线圈以对所述磁场产生影响。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述磁性结构包括所述微流体通道的相对侧上的两个图案化的层。

15.一种磁性设备，包括：

微流体通道，包括被布置以接收包括不同类型的微粒的流体的入口；

磁性结构，包括位于所述微流体通道附近的图案化的层，所述图案化的层包括布置以产生磁场以使得所述流体中的所述不同类型的微粒在所述微流体通道中被分离的材料，其中所述微流体通道和所述磁性结构被嵌入到多层结构中，以及

导电线圈，电连接到所述图案化的层。

16.根据权利要求15所述的磁性设备，其中所述多层结构包括基板上的多个层。

17.根据权利要求15所述的磁性设备，还包括第二导电线圈，其中所述磁性结构包括电连接到所述第二导电线圈的第二图案化的层，并且其中所述图案化的层和所述第二图案化的层位于所述微流体通道的相对侧上。

18.根据权利要求15所述的磁性设备，还包括被配置以驱动所述导电线圈以对所述磁场产生影响的电路。

19.根据权利要求15所述的磁性设备，还包括孔，其中所述磁性结构物理地与所述孔对齐。

20.根据权利要求15所述的磁性设备，还包括帽和所述帽上的第二磁性结构。

21.一种磁性模块，包括：

图案化的磁性感测结构；

电路系统，被布置以处理与所述图案化的磁性感测结构相关的信号；以及

所述磁性模块中的孔，所述孔开口于所述磁性模块外部的环境，所述孔与所述图案化的磁性感测结构物理地对齐，并且所述图案化的磁性感测结构被布置以感测所述磁性模块外部的环境中的磁性刺激。

22.一种磁性设备，包括：

安装在基板上的帽；

磁性结构，包括具有选择的磁性性质的图案化的材料的层，所述磁性结构包括第一磁性结构以及一个或多个第二磁性结构，所述第一磁性结构形成沉积在所述帽的侧壁中的磁通量集中器，所述一个或多个第二磁性结构形成沉积在所述帽和/或所述基板上的一个或多个磁性传感器；

物理地耦合到所述磁性结构的器件结构；以及

电耦接到所述磁性结构的电路。

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