JP2016527503A - 単一磁気抵抗器tmr磁場センサチップおよび磁気貨幣検出器ヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
磁気励起素子より上に取り付けられ、チップの感知方向がチップの表面に平行であり、磁気励起素子によってチップ上に生成された磁気励起場の方向がチップの表面に平行である単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップを含み、単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップは、
基板と、基板に堆積された磁気バイアス構造体と、磁気抵抗素子と、入力および出力端子とを含み、
磁気抵抗素子は、少なくとも1つのMTJユニットで構成され、
MTJユニットは、少なくとも1つのMTJストリングで構成され、
MTJストリングは、少なくとも1つのMTJで構成され、
磁気抵抗素子およびMTJの感知方向は、チップの感知方向と同じであり、
磁気励起素子によってチップに生成されたバイアス磁場の方向は、チップの感知方向に垂直である。
磁気抵抗素子は、並列接続もしくは直列接続された少なくとも2つのMTJユニットで構成され、MTJユニットは、単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップの感知方向に垂直もしくは平行である方向に沿って配置され、2つの隣接するMTJユニットの間の中心距離は、200μm〜800μmであり、
および/または、
MTJユニットは、並列接続もしくは直列接続された少なくとも2つのMTJストリングで構成され、MTJストリングは、単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップの感知方向に垂直もしくは水平である方向に沿って配置され、2つの隣接するMTJストリングの間の中心距離は、20μm〜100μmであり、
および/または、
MTJストリングは、並列接続もしくは直列接続された少なくとも2つのMTJで構成され、MTJは、単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップの感知方向に垂直もしくは水平である方向に沿って配置され、2つの隣接するMTJの間の中心距離は、1μm〜20μmである。
上記のうちいずれか1つによる単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップのうち少なくとも1つと、信号処理回路と、磁気励起素子と、出力ピンと、回路板とを含み、
磁気励起素子は、被測定空間内でチップの感知方向に外部磁場を生成するために、単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップより下に取り付けられ、磁気励起場を提供するため使用され、
単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップは、外部磁場を感知し、外部磁場を電気信号に変換し、
信号処理回路は、回路板を通して出力ピンに転送される電気信号を変換する。
信号処理回路と、磁気励起素子と、出力ピンと、回路板と、上記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップのうち少なくとも1つとを含む。
Claims (14)
- 磁気励起素子より上に取り付けられ、チップの方向が前記チップの表面に平行であり、前記磁気励起素子によって前記チップに生成された磁気励起場の方向が前記チップの前記表面に垂直である、単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップであって、
前記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップは、
基板と、前記基板に堆積された磁気バイアス構造体と、磁気抵抗素子と、入力端子および出力端子と、を備え、
前記磁気抵抗素子は、少なくとも1つのMTJユニットで構成され、
前記MTJユニットは、少なくとも1つのMTJストリングで構成され、
前記MTJストリングは、少なくとも1つのMTJで構成され、
前記磁気抵抗素子および前記少なくとも1つのMTJの感知方向が前記チップの感知方向と同じであり、
前記磁気励起素子によって前記チップに生成されたバイアス磁場の方向が前記チップの前記感知方向に垂直である、単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。 - 前記磁気抵抗素子は、並列接続もしくは直列接続された少なくとも2つのMTJユニットで構成され、前記MTJユニットは、前記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップの前記感知方向に垂直もしくは平行である方向に沿って配置され、2つの隣接するMTJユニットの間の中心距離は、200μm〜800μmであり、および/または、
前記MTJユニットは、並列接続もしくは直列接続された少なくとも2つのMTJストリングで構成され、前記MTJストリングは、前記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップの前記感知方向に垂直もしくは水平である方向に沿って配置され、2つの隣接するMTJストリングの間の中心距離は、20μm〜100μmであり、および/または、
前記MTJストリングは、並列接続もしくは直列接続された少なくとも2つのMTJで構成され、前記MTJは、前記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップの前記感知方向に垂直もしくは水平である方向に沿って配置され、2つの隣接するMTJの間の中心距離は、1μm〜20μmである、請求項1に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。 - 上から見た前記MTJの形状は、楕円であり、前記MTJの長軸の長さと短軸の長さとの比は、3より大きく、前記MTJの短軸は、前記チップの前記感知方向に平行である、請求項1に記載のTMR磁場センサチップ。
- 外部磁場が存在しない場合、前記MTJの中の自由層の磁化方向は、前記磁気バイアス構造体の作用の下で、前記MTJの前記長軸の方向に平行である、請求項3に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。
- 前記磁気バイアス構造体は、塊状または層状であり、Cr、Co、Pt、Pd、NiまたはFeで構成される合金で作られている、請求項1に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。
- 前記磁気バイアス構造体は、2つの隣接するMTJストリングの間にある永久磁石で構成され、
前記永久磁石の磁化方向に沿って、前記MTJの両側に前記永久磁石が設けられ、
前記磁気励起素子によって前記永久磁石に生成された磁場は、前記永久磁石の保磁力の半分未満であり、0.1T未満である、請求項1に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。 - 前記磁気バイアス構造体は、前記MTJに堆積された磁性膜で構成され、前記磁気励起素子によって前記磁性膜に生成された磁場は、前記磁性膜の保磁力の半分未満であり、0.1T未満である、請求項1に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。
- 前記磁気バイアス構造体は、前記MTJに堆積された交換相互作用層で構成され、前記交換相互作用層は、反強磁性層、および、前記反強磁性層と弱く結合した強磁性層を備える、請求項1に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。
- 前記入力端子および前記出力端子は、両方共に、2つのワイヤボンディングパッドを少なくとも備え、各ワイヤボンディングパッドは、前記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップの両端に位置している、請求項1に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。
- 複数の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップが前記ワイヤボンディングパッドを介して互いに電気接続されてセンサチップ結合体を形成し、前記センサチップ結合体の感知ゾーン面積は、前記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップのうち1つのチップの感知ゾーン面積より大きい、請求項9に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。
- 前記ワイヤボンディングパッドは、長さが15μm〜2000μmであり、幅が15μm〜1000μmである、請求項9に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。
- 前記基板は、電気接続を実現する電気接続導体が上に設けられ、前記電気接続導体の幅は、10μm以上である、請求項1に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。
- 前記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップは、長さが500μm〜3000μmであり、幅が20μm〜1500μmである、請求項1に記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップ。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップと、信号処理回路と、磁気励起素子と、出力ピンと、回路板と、を備え、
前記磁気励起素子は、被測定空間内で前記チップの感知方向に外部磁場を生成するために、前記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップより下に取り付けられ、磁気励起場を提供するため使用され、
前記単一磁気抵抗器TMR磁場センサチップは、前記外部磁場を感知し、前記外部磁場を電気信号に変換し、
前記信号処理回路は、前記回路板を通して前記出力ピンに転送される前記電気信号を変換する、磁気貨幣検出器ヘッド。
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