JP2018503068A - 磁気センサ装置を製造するための方法および装置、および対応する磁気センサ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
12 チップ基板
14 抵抗素子
18 軟磁性構造素子
20 軟磁性境界エッジ
22 抵抗素子の境界エッジ
24 ホイートストン測定ブリッジ
26 ブリッジ抵抗
28 上部ブリッジアーム
30 下部ブリッジアーム
34 調整可能なエアギャップ
36 チップ基板表面
38 前処理磁場
40 測定ブリッジ接触面
42 チップ基板下側
44 軟磁性構造層表面
46 境界エッジ漂遊磁場
50 磁場前処理装置
52 オーブン
54 加熱装置
56 磁極面
58 対向する磁極面
60 エアギャップ調整装置
62 チップ基板保持装置
64 磁極間隔調整装置
66 磁場発生装置
68 永久磁石
70 オーブンドア
72 ポールシュー
74 磁束誘導切欠き
76 絶縁層
78 誘導磁束
80 鉄ヨーク
82 強磁性層
84 中間層
86 強磁性層/強磁性体
88 コンタクト層
90 保護層/絶縁層
92 基準層
94 検出層
Claims (14)
- チップ基板(12)上に堆積される磁場センサ装置(10)内の少なくとも1つの強磁性層の永久磁化のための方法であって、
少なくとも1つの強磁性層と少なくとも1つの反強磁性層とを含む少なくとも1つの磁気抵抗素子(14)を前記チップ基板(12)上で製造するステップと、
前記チップ基板(12)上に、前記抵抗素子(14)に隣接する、または部分的に重なり合う少なくとも1つの軟磁性構造素子(18)を堆積させるステップと、
前記抵抗素子(14)を前記反強磁性層の材料のブロッキング温度より高い温度に加熱し、前処理磁場(38)と結合するステップと、
前記抵抗素子(14)を前記ブロッキング温度より低い温度に冷却するステップと、
前記前処理磁場(38)を取り外すステップと、を含み、
前記ブロッキング温度に達すると、消失する交換結合が前記強磁性層と前記反強磁性層との間に作用し、
前記軟磁性構造素子(18)は、結合された前記前処理磁場が、前記構造素子(18)をチップ表面(36)に対して実質的に垂直に貫通し、前記抵抗素子(14)の位置で、少なくとも一部の領域において前記抵抗素子(14)の前記強磁性層を貫通する前記チップ表面に対して平行な磁場成分を発生させるために配置される、
ことを特徴とする方法。 - 前記チップ基板表面(36)に対して平行な同じ方向に前記抵抗素子(14)の少なくとも1つの強磁性層の永久磁化を実行するために、2つ以上の前記抵抗素子(14)は前記軟磁性構造素子(18)と関連付けられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記チップ基板表面(36)に対して平行な異なる方向に前記抵抗素子(14)の少なくとも1つの強磁性層の永久磁化を実行するために、2つ以上の前記抵抗素子(14)は前記軟磁性構造素子(18)と関連付けられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記抵抗素子(14)の前記強磁性層の設定された磁化方向は、互いに平行または反平行にある、
ことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - ホイートストン測定ブリッジ(24)を形成するために、好ましくは、ホイートストン測定ブリッジ(24)の少なくとも1つの上部または下部ブリッジアーム(28、30)を形成するために、少なくとも2つ以上の抵抗素子を用いることができる、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記抵抗素子(14)は、GMR層システム及び/又はTMR層システムを含む、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記軟磁性構造素子(18)の少なくとも1つの境界エッジ(20)は、抵抗素子(14)の境界エッジ(22)に実質的に平行または接線方向に延び、前記抵抗素子(14)は、前記軟磁性構造素子(18)によって一部の領域で重なり、重なりは5μm以下の大きさを有する、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。 - 現れる磁気漂遊磁場(46)の磁束密度が、好ましくは、前記構造素子での突出したポールシュー(72)又は磁束誘導切欠き(74)によって誘導され、増幅されるように、前記軟磁性構造素子(18)が形成される、
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記抵抗素子(14)は、絶縁層(76)によって、特に、30nm〜5μmの厚さを有するSiNまたはAl2O3層によって、前記軟磁性構造素子(18)から絶縁される、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記軟磁性材料素子(18)は、前記チップ基板(12)上で、特に1000nm〜20μmの層厚を有するNiFeの軟磁性材料層を堆積または構築させることによって、好ましくは電気めっき法及び個別の前記軟磁性構造素子(18)を構造化するためのリソグラフィ構造化法によって製造される、
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。 - ピン止めプロセスが完成した時、前記軟磁性構造素子(18)を前記チップ基板(12)から取り外すことができる、
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。 - チップ基板(12)上に堆積される磁場センサ装置(10)の抵抗素子(14)の磁気前処理のための磁場前処理装置(50)であって、
前記磁場前処理装置(50)は、オーブン(52)と前記オーブン(52)の内部に磁極面および対向する磁極面(56、58)を有する磁場発生装置(66)とを含み、前記チップ基板表面(36)に垂直に整列される前処理磁場(38)によって前記チップ基板(12)上に配置される抵抗素子(14)の磁気前処理を達成するために、少なくとも1つの軟磁性構造素子(18)を備えた少なくとも1つの前記チップ基板(12)は、前記磁極面と、前記対向する磁極面(56、58)との間に配置される、
ことを特徴とする磁場前処理装置。 - 前記磁場発生装置(66)は、前記オーブン(52)に配置される永久磁石(68)を備え、前記前処理磁場(38)の強度は、エアギャップ調整装置(60)によって、永久磁石(68)と磁極面及び対向する磁極面(56、58)との間の調整可能なエアギャップ(34)によって設定することができる、
ことを特徴とする請求項12に記載の磁場前処理装置。 - 少なくとも1つの外部磁場の成分を検出するための磁場センサ装置(10)であって、磁気抵抗素子(14)を備え、前記磁場センサ装置は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法に従って製造される、
ことを特徴とする磁場センサ装置。
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