CN202885838U

CN202885838U - 一种电桥模块

Info

Publication number: CN202885838U
Application number: CN 201220434418
Authority: CN
Inventors: 王建国
Original assignee: Individual
Current assignee: MultiDimension Technology Co Ltd
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-08-29

Abstract

本实用新型公开了一种电桥模块，该电桥模块包括四个桥臂和多个焊盘，每个桥臂包括串联的2N(N=1,2,3,4,5......)个MTJ元件组，该电桥模块具有多层膜结构，包括设于基片上的形成多个下导电层的第一导电层，所述下导电层上设有形成所述MTJ元件组的MTJ元件层，所述下导电层上还设有形成所述多个焊盘的第二导电层，所述MTJ元件层上设有形成多个上导电层的第三导电层；所述电桥模块的对应桥臂的MTJ元件组的位置相邻。与现有技术的电桥模块相比，本实用新型提供的电桥模块能够较容易地实现对应桥臂的电阻值相等，非常适于在磁传感器中应用。

Description

一种电桥模块

技术领域

本实用新型涉及一种电桥模块，该电桥模块适于在磁传感器中应用。

背景技术

如图1所示，电桥包括四个桥臂即第一桥臂ARM1、第二桥臂ARM2、第三桥臂ARM3和第四桥臂ARM4。为了保证该电桥能够正常工作，需要第一桥臂ARM1和第三桥臂ARM3的电阻值相等，且第二桥臂ARM2和第四桥臂ARM4的电阻值相等。第一桥臂ARM1和第三桥臂ARM3被定义为该电桥的第一组对应桥臂。同理，第二桥臂ARM2和第四桥臂ARM4被定义为该电桥的第二组对应桥臂。

电桥模块的应用非常广，很多电子器件中都需要电桥模块。通常，一个磁传感器中需要几个甚至几十个电桥模块。现有技术中，用于磁传感器中的电桥模块很难实现对应桥臂的电阻值相等，导致该电桥模块的性能降低，甚至导致该电桥模块无法正常工作。实际应用中，用于磁传感器中的电桥模块的每一个桥臂包括串联和/或并联的多个磁隧道结(MTJ)元件。对于这种电桥模块，由于组成电桥的MTJ元件的结构、电路布局以及制造工艺的影响，很难实现第一桥臂ARM1和第三桥臂ARM3的电阻值相等且第二桥臂ARM2和第四桥臂ARM4的电阻值相等，从而经常导致该电桥的性能降低甚至无法正常工作，进而导致磁传感器无法正常工作。

因此，需要一种电桥模块，该电桥模块适于在磁传感器中应用且能够较容易地实现对应桥臂的电阻值相等。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于磁传感器的电桥模块。

本实用新型提供的电桥模块包括四个桥臂和多个焊盘，每个桥臂包括串联的2N(N=1,2,3,4,5……)个MTJ元件组，其特征在于，该电桥模块具有多层膜结构，包括设于基片上的形成多个下导电层的第一导电层，所述下导电层上设有形成所述MTJ元件组的MTJ元件层，所述下导电层上还设有形成所述多个焊盘的第二导电层，所述MTJ元件层上设有形成多个上导电层的第三导电层；所述电桥模块的对应桥臂的MTJ元件组的位置相邻。

优选地，两组对应桥臂的MTJ元件组分别位于所述电桥模块的两端；位于所述电桥模块同一端的一组对应桥臂的一个桥臂的MTJ元件组与另一个桥臂的MTJ元件组分别一一对应，且对应的MTJ元件组的位置最相邻。

优选地，当N≥2时，所述电桥模块的每一个桥臂中MTJ元件组被呈“U”字形的下导电层和呈“一”字形的下导电层交替电连接。

优选地，所述电桥模块的每一个MTJ元件组包括四个串联的MTJ元件。

优选地，所述电桥模块包含的所有的MTJ元件都相同。

优选地，所述电桥模块的所有的MTJ元件的结构和材质都相同。

优选地，所述电桥模块的所有的MTJ元件的形状和大小都相同。

优选地，所述电桥模块的每一个MTJ元件呈椭圆形。

优选地，所述电桥模块的四个桥臂的电阻值相等。

优选地，所述多个焊盘位于所述电桥模块的中间且排成一行。

本实用新型具有如下有益效果：

与现有技术的电桥模块相比，本实用新型提供的电桥模块能够较容易地实现对应桥臂的电阻值相等，非常适于在磁传感器中应用。

附图说明

图1为电桥结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的电桥模块的示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的电桥模块的1A部分的局部放大示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的电桥模块的1B部分的局部放大示意图；

图5为本实用新型实施例1提供的电桥模块的第一MTJ元件组131所在位置处的薄膜层状结构的示意图；

图6为本实用新型实施例1提供的电桥模块的第一MTJ元件组131所在位置处连接的示意图；

图7为本实用新型实施例2提供的电桥模块的示意图；

图8为本实用新型实施例3提供的电桥模块的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的内容作进一步的描述。

根据本发明的优选实施，电桥模块包括四个桥臂和多个焊盘，每个桥臂包括串联的2N(N=1,2,3,4,5……)个MTJ元件组，该电桥模块具有多层膜结构，包括设于基片(图中未示出)上的形成多个下导电层的第一导电层，所述下导电层上设有形成所述MTJ元件组的MTJ元件层，所述下导电层上还设有形成所述多个焊盘的第二导电层，所述MTJ元件层上设有形成多个上导电层的第三导电层；所述电桥模块的对应桥臂的MTJ元件组的位置相邻。所述电桥模块的两组对应桥臂中的MTJ元件组分别位于所述电桥模块的两端；位于所述电桥模块同一端的一组对应桥臂的一个桥臂的MTJ元件组与另一个桥臂的MTJ元件组分别一一对应，且对应的MTJ元件组的位置最相邻。当N≥2时，所述电桥模块的每一个桥臂中MTJ元件组被呈“U”字形的下导电层和呈“一”字形的下导电层交替电连接。

实施例1

实施例1给出了N=1时，即每个桥臂包括2个MTJ元件组的电桥模块，如图2所示。所述电桥模块的1A部分的局部放大图如图3所示。所述电桥模块的1B部分的局部放大图如图4所示。如图2、图3和图4所示，在本实施例中，所述电桥模块采用多层膜结构，所述电桥模块包括四个桥臂和例如四个焊盘，每个桥臂包括串联的例如两(N=1)个MTJ元件组。在本实施例中，所述多个焊盘位于所述电桥模块的中间且排成一行。在本实施例中，所述电桥模块包括设于基片(图中未示出)上的形成第一下导电层1201、第二下导电层1202、第三下导电层1203、第四下导电层1204、第五下导电层1205、第六下导电层1206、第七下导电层1207、第八下导电层1208、第九下导电层1209、第十下导电层1210、第十一下导电层1211、第十二下导电层1212、第十三下导电层1213、第十四下导电层1214、第十五下导电层1215、第十六下导电层1216、第十七下导电层1217、第十八下导电层1218、第十九下导电层1219和第二十下导电层1220的第一导电层。所述下导电层上设有形成第一MTJ元件组131、第二MTJ元件组132、第三MTJ元件组133、第四MTJ元件组134、第五MTJ元件组135、第六MTJ元件组136、第七MTJ元件组137和第八MTJ元件组138的MTJ元件层。所述下导电层上还设有形成第一焊盘111、第二焊盘112、第三焊盘113和第四焊盘114的第二导电层。所述MTJ元件层上设有形成第一上导电层1401、第二上导电层1402、第三上导电层1403、第四上导电层1404、第五上导电层1405、第六上导电层1406、第七上导电层1407、第八上导电层1408、第九上导电层1409、第十上导电层1410、第十一上导电层1411、第十二上导电层1412、第十三上导电层1413、第十四上导电层1414、第十五上导电层1415和第十六上导电层1416的第三导电层。所述电桥模块的每一个MTJ元件组包括四个串联的MTJ元件。在本实施例中，所述电桥模块包含的所有的MTJ元件例如都相同。所述电桥模块的所有的MTJ元件的结构和材质都相同。所述电桥模块的所有的MTJ元件的形状和大小都相同。在本实施例中，所述电桥模块的每一个MTJ元件呈例如椭圆形。

以第一MTJ元件组131所在位置处的薄膜层状结构为例具体说明所述电桥模块的层状结构。第一MTJ元件组131包括四个MTJ元件即第一MTJ元件1311、第二MTJ元件1312、第三MTJ元件1313和第四MTJ元件1314。如图5和图6所示，第十三下导电层1213、第十四下导电层1214和第十五下导电层1215设于基片(图中未示出)上；第一MTJ元件1311设于第十五下导电层1215上，第四MTJ元件1314设于第十三下导电层1213上，第二MTJ元件1312和第三MTJ元件1313设于第十四下导电层1214上；第一上导电层1401和第二上导电层1402设于第一MTJ元件组131上。第一MTJ元件组131中的电流方向如图5中的箭头所示。所述电桥模块的第二MTJ元件组132、第三MTJ元件组133、第四MTJ元件组134、第五MTJ元件组135、第六MTJ元件组136、第七MTJ元件组137和第八MTJ元件组138所在位置处的薄膜层状结构与第一MTJ元件组131所在位置处的薄膜层状结构相同。

对于同一薄膜层来说，相邻位置处的薄膜的性质相近，且位置越靠近，薄膜的性质越接近。因此，将同一薄膜层即MTJ元件层的位置最相邻的两个MTJ元件组分别电连接到两个桥臂中，很容易实现该两个桥臂的电阻值相等。本实施例利用上述原理，将所述电桥模块中位置最相邻的MTJ元件组分别电连接到一组对应桥臂中，以较容易地实现该组对应桥臂的电阻值相等。如图2和图3所示，第一MTJ元件组131、第二MTJ元件组132、第三MTJ元件组133、第四MTJ元件组134位于所述电桥模块的一端，且第一MTJ元件组131与第二MTJ元件组132的位置最相邻，第三MTJ元件组133与第四MTJ元件组134的位置最相邻。因此，很容易实现第一MTJ元件组131与第二MTJ元件组132的电阻值相等，且第三MTJ元件组133与第四MTJ元件组134的电阻值相等。如图2、图3和图6所示，第一MTJ元件组131的第一MTJ元件1311设于第十五下导电层1215的远离第四焊盘114且与第十四下导电层1214相邻的一端，第二MTJ元件1312设于第十四下导电层1214的与第十五下导电层1215相邻的一端，第一上导电层1401用于使第一MTJ元件1311和第二MTJ元件1312电连接。第三MTJ元件1313设于第十四下导电层1214的与第十三下导电层1213相邻的一端，第四MTJ元件1314设于第十三下导电层1213的与第十四下导电层1214相邻的一端，第二上导电层1402用于使第三MTJ元件1313和第四MTJ元件1314电连接。第四MTJ元件组134与第十一下导电层1211、第十二下导电层1212、第十三下导电层1213、第七上导电层1407和第八上导电层1408的连接与第一MTJ元件组131类似。第十三下导电层1213呈倒置的“U”字形。第三下导电层1203呈“一”字形。设于第四焊盘114与第二焊盘112之间的第一MTJ元件组131和第二MTJ元件组132串联构成所述电桥模块的一个桥臂，该桥臂等效于例如图1所示电桥的第三桥臂ARM3，在下文被称为所述电桥模块的第三桥臂ARM13。与此类似，设于第一焊盘111与第三焊盘113之间的第二MTJ元件组132和第三MTJ元件组133串联构成所述电桥模块的一个桥臂，该桥臂等效于例如图1所示电桥的第一桥臂ARM1，被称为所述电桥模块的第一桥臂ARM11。第一桥臂ARM11和第三桥臂ARM13被定义为所述电桥模块的第一组对应桥臂。第一组对应桥臂的第三桥臂ARM13的MTJ元件组与第一桥臂ARM11的MTJ元件组分别一一对应，且对应的MTJ元件组的位置最相邻。具体地，第三桥臂ARM13的第一MTJ元件组131与第一桥臂ARM11的第二MTJ元件组132对应，且第一MTJ元件组131和第二MTJ元件组132的位置最相邻；第三桥臂ARM13的第四MTJ元件组134与第一桥臂ARM11的第三MTJ元件组133对应，且第四MTJ元件组134和第二MTJ元件组132的位置最相邻。所述电桥模块的第三桥臂ARM13中第四焊盘114、第十五下导电层1215、第一上导电层1401、第十四下导电层1214、第二上导电层1402、第十三下导电层1213、第八上导电层1408、第十二下导电层1212、第七上导电层1407、第十一下导电层1211和第二焊盘112的电阻值之和被设置为等于第一桥臂ARM11中第一焊盘111、第一下导电层1201、第三上导电层1403、第二下导电层1202、第四上导电层1404、第三下导电层1203、第六上导电层1406、第四下导电层1204、第五上导电层1405、第五下导电层1205和第三焊盘113的电阻值之和。因此，很容易实现所述电桥模块的第一组对应桥臂即第一桥臂ARM11与第三桥臂ARM13的电阻值相等。

所述电桥模块的1B部分的结构与其1A部分相同。如图2和图4所示，第五MTJ元件组135、第六MTJ元件组136、第七MTJ元件组137和第八MTJ元件组138位于所述电桥模块的另一端，且第五MTJ元件组1305与第六MTJ元件组1306的位置最相邻，第七MTJ元件组137与第八MTJ元件组138的位置最相邻。因此，很容易实现第五MTJ元件组135与第六MTJ元件组136的电阻值相等，且第七MTJ元件组137与第八MTJ元件组138的电阻值相等。设于第三焊盘113与第二焊盘112之间的第五MTJ元件组135和第六MTJ元件组136串联构成所述电桥模块的一个桥臂，该桥臂等效于例如图1所示电桥的第四桥臂ARM4，在下文被称为所述电桥模块的第四桥臂ARM14。与此类似，设于第一焊盘111与第四焊盘114之间的第七MTJ元件组1307和第八MTJ元件组1308串联构成所述电桥模块的一个桥臂，该桥臂等效于例如图1所示电桥的第二桥臂ARM2，在下文被称为所述电桥模块的例如第二桥臂ARM12。第二桥臂ARM12和第四桥臂ARM14被定义为所述电桥模块的第二组对应桥臂。第二组对应桥臂的第四桥臂ARM14的MTJ元件组与第二桥臂ARM12的MTJ元件组分别一一对应，且对应的MTJ元件组的位置最相邻。具体地，第四桥臂ARM14的第五MTJ元件组135与第二桥臂ARM12的第六MTJ元件组136对应，且第五MTJ元件组135与第六MTJ元件组136的位置最相邻；第四桥臂ARM14的第七MTJ元件组137与第二桥臂ARM12的第八MTJ元件组1308对应，且第七MTJ元件组137与第八MTJ元件组1308的位置最相邻。所述电桥模块的第四桥臂ARM14中第三焊盘113、第六下导电层1206、第十上导电层1410、第七下导电层1207、第九上导电层1409、第八下导电层1208、第十五上导电层1415、第九下导电层1209、第十六上导电层1416、第十下导电层1210和第二焊盘112的电阻值之和被设置为等于第二桥臂ARM12中第一焊盘111、第二十下导电层1220、第十二上导电层1412、第十九下导电层1219、第十一上导电层1411、第十八下导电层1218、第十三上导电层1413、第十七下导电层1217、第十四上导电层1414、第十六下导电层1216和第四焊盘114的电阻值之和。与第一组对应桥臂同理，很容易实现所述电桥模块的第二组对应桥臂即第二桥臂ARM12与第四桥臂ARM14的电阻值相等。

所述电桥模块的第一桥臂ARM11、第二桥臂ARM12、第三桥臂ARM13和第四桥臂ARM14构成一个完整的如图1所示的电桥。在本实施例中，第一桥臂ARM11、第二桥臂ARM12、第三桥臂ARM13和第四桥臂ARM14的电阻值相等。

实施例2

如图6所示，本实施例提供的电桥模块与实施例1的电桥模块的结构相似。与实施例1的电桥模块不同的是，本实施例的电桥模块的每一个桥臂包括例如四(N=2)个串联的MTJ元件组。在本实施例中，所述电桥模块的每一个桥臂中四个MTJ元件组被呈“U”字形的下导电层和呈“一”字形的下导电层交替电连接。

实施例3

如图7所示，本实施例提供的电桥模块与实施例1的电桥模块的结构相似。与实施例1的电桥模块不同的是，本实施例的电桥模块的每一个桥臂包括例如二十个(N=10)串联的MTJ元件组。在本实施例中，所述电桥模块的每一个桥臂中二十个MTJ元件组被呈“U”字形的下导电层和呈“一”字形的下导电层交替电连接。

应当理解，以上借助优选实施例对本实用新型的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本实用新型说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.电桥模块，该电桥模块包括四个桥臂和多个焊盘，每个桥臂包括串联的2N个MTJ元件组，N=1,2,3,4,5......，其特征在于，该电桥模块具有多层膜结构，包括设于基片上的形成多个下导电层的第一导电层，所述下导电层上设有形成所述MTJ元件组的MTJ元件层，所述下导电层上还设有形成所述多个焊盘的第二导电层，所述MTJ元件层上设有形成多个上导电层的第三导电层；所述电桥模块的对应桥臂的MTJ元件组的位置相邻。

2.根据权利要求1所述的电桥模块，其特征在于，两组对应桥臂的MTJ元件组分别位于所述电桥模块的两端；位于所述电桥模块同一端的一组对应桥臂的一个桥臂的MTJ元件组与另一个桥臂的MTJ元件组分别一一对应，且对应的MTJ元件组的位置最相邻。

3.根据权利要求1所述的电桥模块，其特征在于，当N≥2时，所述电桥模块的每一个桥臂中MTJ元件组被呈“U”字形的下导电层和呈“一”字形的下导电层交替电连接。

4.根据权利要求1所述的电桥模块，其特征在于，所述电桥模块的每一个MTJ元件组包括四个串联的MTJ元件。

5.根据权利要求1所述的电桥模块，其特征在于，所述电桥模块包含的所有的MTJ元件都相同。

6.根据权利要求5所述的电桥模块，其特征在于，所述电桥模块的所有的MTJ元件的结构和材质都相同。

7.根据权利要求5所述的电桥模块，其特征在于，所述电桥模块的所有的MTJ元件的形状和大小都相同。

8.根据权利要求7所述的电桥模块，其特征在于，所述电桥模块的每一个MTJ元件呈椭圆形。

9.根据权利要求1所述的电桥模块，其特征在于，所述电桥模块的四个桥臂的电阻值相等。

10.根据权利要求1所述的电桥模块，其特征在于，所述多个焊盘位于所述电桥模块的中间且排成一行。