JP2018517128A - 単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ - Google Patents

Abstract

少なくとも1つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジと、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジ上に配置された軟磁性磁束減衰器（17、29、68、70）とを備える、単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ（73、74）。前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジは、複数の磁気抵抗センサユニット（16、20〜23、28、67、69、7310、7310’、7311、7311’）を備える。前記磁気抵抗センサユニット（16、20〜23、28、67、69、7310、7310’、7311、7311’）は、MTJまたはGMR型である。各々の磁気抵抗センサユニット（16、20〜23、28、67、69、7310、7310’、7311、7311’）は、少なくとも1つのピンド層（76、83、95〜98）、1つの強磁性基準層（79、88）、非磁性スペーサ層（80、89）、および強磁性自由層（81、90）を備える。前記強磁性自由層（81、90）は、低アスペクト比の楕円または円であり、それは前記強磁性自由層（81、90）の磁化の強度を、任意の方向の外部磁場に沿ってアラインメントさせることができる。前記軟磁性磁束減衰器（17、29、68、70）は、高強度の外部磁場を前記磁気抵抗センサユニット（16、20〜23、28、67、69、7310、7310’、7311、7311’）の測定可能なレンジ内であるように減衰させるために、すべての前記磁気抵抗センサユニット（16、20〜23、28、67、69、7310、7310’、7311、7311’）の表面をカバーし、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジは、アンチパラレルなまたは互いに直交する、前記基準層の磁化方向を有する。前記磁気抵抗角度センサは、高強度磁場の回転角度を測定することができる。それは、低電力消費および小サイズという利点を有する。

Description

本発明は、磁気センサの分野に関し、特に、単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサに関する。

図1は、反強磁性層2、強磁性基準層3、非磁性スペーサ層4、および強磁性自由層5を含む、GMR型またはTMR型の角度センサを形成する磁性多層薄膜1の構造図である。磁性多層薄膜の両端の間の抵抗は、強磁性自由層5と強磁性基準層3との間の相対的な角度の制御下にある。実際の動作では、図2に示すように、回転する永久磁石6が、パッケージングされたGMR型またはTMR型の角度センサチップ7の表面上で回転磁場8を発生させる。回転磁場8は、強磁性自由層5の飽和磁場の値より大きいこと、および強磁性基準層3のピンニングの場の値より小さいことを要求される。この場合、強磁性自由層5の磁化方向は、回転磁場8の方向と同一である。回転磁場の角度は、回転磁場の角度が変化するにつれて磁性多層薄膜1の両端の間の抵抗の変化を測定することにより測定される。図3は二軸角度センサを示し、すなわち、このセンサは、X軸方向に沿った強磁性基準層を有する多層薄膜構造と、Y軸方向に沿った強磁性基準層を有する多層薄膜構造とを含み、両端でのこれらの構造の出力信号は、正弦信号9および余弦信号10である。二軸角度センサの角度信号値は、その出力信号についてのアークタンジェントの計算によって得られる。

しかしながら、実際には、前出のGMR型またはTMR型の磁性多層薄膜構造を使用することによって設計された角度センサの回転外部磁場の振幅は、300G未満であるべきであり、より高い振幅を有する回転外部磁場は、強磁性基準層3を回転させ得、かくして非線形出力を発生させる。図4は、理想的な角度信号曲線11を示す。回転磁場が50 Oeである場合、その出力曲線12は、理想的な正弦−余弦曲線11に近く、回転外部磁場が400 Oeを超える場合、その出力曲線13は、理想的な曲線11から逸脱して三角になり、かくして角度誤差曲線14を発生させる。

しかしながら、多くの応用は、作用する回転外部磁場の振幅が300Gより大きいことを要求し、低い非線形誤差をも要求する。したがって、低い非線形性誤差を発生させながら高強度の回転磁場の存在の下で動作することができる新規な角度センサを開発することは急務である。

回転磁場の振幅が300Gより高い場合の強磁性基準層3の磁気モーメントの回転ゆえの角度センサの非線形性誤差の問題を解決するために、本発明は、単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサを提供する。図1に示すGMR型またはTMR型の角度センサの磁性多層薄膜構造1の表面上に磁束減衰器として軟磁性薄膜材料のカバー層を提供することにより、300Gより高い振幅を有する回転磁場は、GMR型またはTMR型の角度センサの磁性多層薄膜構造1の表面上で発生させられる磁場の振幅が300G未満であるように減衰させられ、それにより、高振幅の回転磁場の角度を測定する能力を小さい非線形性誤差とともに提供するという目的を達成する。

本発明によって提供される単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサは、少なくとも1つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジおよび基板であって、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジは、2つまたは4つの磁気抵抗ブリッジアームを含み、各々の磁気抵抗ブリッジアームは、2ポート構造を形成するように内部接続された複数の磁気抵抗センサユニットを含み、前記磁気抵抗センサユニットは、MTJまたはGMR型であり、前記磁気抵抗センサユニットは、前記基板上に配置され、すべての前記磁気抵抗ブリッジアームは、前記ブリッジを形成するように電気的に接続され、前記磁気抵抗センサユニットは各々、少なくとも1つのピンド層、強磁性基準層、非磁性スペーサ層、および強磁性自由層を含み、任意のプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの前記磁気抵抗ブリッジアームの少なくとも1つの上に配置された前記磁気抵抗センサユニットの前記強磁性基準層の磁化の強度は、残りの前記磁気抵抗ブリッジアームの前記強磁性基準層の磁化の強度と反対であり、前記磁気抵抗センサユニットの前記強磁性自由層は、低アスペクト比の楕円または円であり、それは、前記強磁性自由層の磁化の強度を任意の方向の外部磁場に沿ってアラインメントさせることができる、少なくとも1つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジおよび基板と、1つ以上の軟磁性磁束減衰器とを含み、前記軟磁性磁束減衰器は、前記外部磁場を減衰させるためにすべての前記磁気抵抗センサユニットの表面をカバーし、前記角度センサにおいて、電子素子は、接続溶接スポットまたはシリコン貫通電極によって接続される。

本発明の好ましい手法として、前記磁気抵抗角度センサは、少なくとも1つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、同一平面に配置された少なくとも2つの磁気抵抗センサユニットダイを含み、前記磁気抵抗センサユニットダイのうちの少なくとも1つの位相は、前記ダイが配置された平面における残りの前記磁気抵抗センサユニットダイに対し180度だけ反転され、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置された前記磁気抵抗センサユニットの全ては、同一の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記磁気抵抗センサユニットダイは、ワイヤボンディングによって前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを形成するように電気的に接続される。

本発明の好ましい手法として、前記磁気抵抗角度センサは、少なくとも2つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層の磁化方向は、残りの前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの前記強磁性基準層の磁化方向と直交し、前記磁気抵抗角度センサは、同一平面に配置された全部で少なくとも4つの磁気抵抗センサユニットダイを含み、前記磁気抵抗センサユニットダイの少なくとも3つは、前記ダイが配置された平面における残りの前記磁気抵抗センサユニットダイに対し90度、180度、および270度だけその位相を個別に回転させることによって得られ、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置された前記磁気抵抗センサユニットの全ては、同一の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、同一のまたは反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有する前記磁気抵抗センサユニットダイは、ワイヤボンディングによって少なくとも1つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジへと電気的に接続される。

本発明の好ましい手法として、少なくとも2つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層の磁化方向は、残りの前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの前記強磁性基準層の磁化方向と直交し、前記磁気抵抗角度センサは、少なくとも2つの磁気抵抗センサユニットダイを含み、前記磁気抵抗センサユニットダイのうちの少なくとも1つの位相は、前記ダイが配置された平面における残りの前記磁気抵抗センサユニットダイに対し180度だけ反転され、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置された前記磁気抵抗センサユニットは、互いに直交する磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記ダイは、ワイヤボンディングによって前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを形成するように電気的に接続される。

本発明の好ましい手法として、少なくとも1つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置され、同一の磁気抵抗ブリッジアーム上に配置された前記磁気抵抗センサユニットは、同一の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記磁気抵抗ブリッジアームのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層は、残りの前記磁気抵抗ブリッジアームの前記強磁性基準層に対し反対の磁化方向を有し、前記磁気抵抗ブリッジアームは、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを形成するように内部接続される。

本発明の別の好ましい手法として、少なくとも2つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置され、同一の磁気抵抗ブリッジアーム上に配置された前記磁気抵抗センサユニットは、同一の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層の磁化方向は、残りの前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの前記強磁性基準層の磁化方向と直交し、任意のプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジにおいて、前記磁気抵抗ブリッジアームのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層は、残りの前記磁気抵抗ブリッジアームの前記強磁性基準層に対し反対の磁化方向を有し、前記磁気抵抗ブリッジアームは、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを形成するように内部接続される。

さらに、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのプッシュ磁気抵抗センサユニットおよびプル磁気抵抗センサユニットは両方とも、反強磁性層および強磁性基準層を含む単一スタック層構造からなり、前記プッシュ磁気抵抗センサユニットおよび前記プル磁気抵抗センサユニットは、反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記磁気抵抗センサユニットの前記反強磁性層がそのブロッキング温度またはそれ以上に到達するようにレーザーによって加熱され、続いて反対方向の磁場が個別に印加され、前記反強磁性層が室温まで冷却され、それにより、反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有する前記プッシュ磁気抵抗センサユニットおよび前記プル磁気抵抗センサユニットを形成する。

さらに、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのプッシュ磁気抵抗センサユニットおよびプル磁気抵抗センサユニットはそれぞれ、2つの異なる多層薄膜堆積構造を採用し、すなわち、前記多層薄膜堆積構造は、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を含むか、または、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を含み、続いて、前記反強磁性層のブロッキング温度に到達する際にアニーリングが行われ、冷却中に同一方向の外部磁場が印加され、それにより、反対の磁化方向の前記基準層を有する前記プッシュ磁気抵抗センサユニットおよび前記プル磁気抵抗センサユニットを得る。

さらに、前記磁気抵抗センサユニットの全ては、反強磁性層および強磁性基準層を含む単一スタック層構造からなり、前記磁気抵抗センサユニットの前記反強磁性層がそのブロッキング温度またはそれ以上に到達するようにレーザーによって加熱され、続いて直交する方向に沿った2つまたは4つの外部磁場が個別に印加され、前記反強磁性層が室温まで冷却され、それにより、前記直交するプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのプッシュアームおよびプルアームを形成する。

さらに、前記直交するプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジにおいて、1つの方向の前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジに対応する反対の磁化方向の前記基準層を有する1つのブリッジアームまたは2つのブリッジアームの多層薄膜構造は、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を含むか、または、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を含み、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジと直交する別のプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジに対応する反対の磁化方向の前記基準層を有する1つのブリッジアームまたは2つのブリッジアームの多層薄膜構造は、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を含むか、または、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を含み、前記反強磁性層および前記反強磁性層のブロッキング温度に到達する際にアニーリングが行われ、冷却中に直交する方向の2つの外部磁場が個別に印加され、それにより、直交するおよび反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有する前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの前記プッシュ磁気抵抗センサユニットおよび前記プル磁気抵抗センサユニットを得る。

特に、各々の磁気抵抗センサユニットダイは、1つの軟磁性磁束減衰器に対応し、前記軟磁性磁束減衰器は、前記磁気抵抗センサユニットダイにおけるすべての前記磁気抵抗センサユニットの表面上に配置される。

特に、前記磁気抵抗センサユニットが配置された各々の磁気抵抗ブリッジアームは、1つの軟磁性磁束減衰器に対応し、前記軟磁性磁束減衰器は、前記磁気抵抗ブリッジアーム上のすべての前記磁気抵抗センサユニットの表面上に配置される。

特に、各々の磁気抵抗センサユニットは、1つの軟磁性磁束減衰器に対応し、前記軟磁性磁束減衰器は、前記磁気抵抗センサユニットの表面上に配置される。

特に、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの入力端および出力端は、ワイヤによって同一のリードフレーム上のピンに接続される。

特に、前記リードフレームおよび前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジは、標準的な半導体パッケージを形成するようにプラスチックで密封される。

特に、各々の磁気抵抗センサユニットダイは、前記磁気抵抗センサユニットダイの伝達曲線がより望ましく互いに整合するように、組み立ての前に試験され、等級分けされる。

特に、前記磁気抵抗センサユニットは、前記磁気抵抗センサユニットダイに配置され、4つの磁気抵抗センサユニットダイが、提供され、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジが共通の幾何学的中心を有し、前記磁気抵抗センサユニットダイのピンが互いに緊密に隣接するように、特定用途向け集積回路（ASIC）の周りに配列される。

特に、前記磁気抵抗センサユニットダイは、ASICの真上に配置され、4つの回転位相における前記磁気抵抗センサユニットダイが、互いに90度回転させられて配列され、任意の磁気抵抗センサユニットダイの短辺は、隣接する磁気抵抗センサユニットダイの長辺と並んで配列される。

さらに、前記ASICは、静電気放電（ESD）保護回路を含む。

さらに、前記ASICは、ESD保護回路と、直交する軸方向における前記2つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの出力の計算を行うように構成された処理回路とを含み、前記処理回路は、角度値がデジタル形式で出力されることを可能にする。

TMRまたはGMR磁気抵抗センサユニットの構造を示す図である。 磁気抵抗角度センサによる回転磁場の角度の測定の模式図である。 二軸磁気抵抗角度センサの信号出力の図である。 異なる振幅の回転磁場のための単軸のTMRまたはGMR磁気抵抗角度センサの信号および測定誤差のグラフである。 高磁場磁気抵抗角度センサの基本構造図である。 高強度の外部磁場のための高磁場磁気抵抗角度センサの測定原理の図である。 磁束減衰器のサイズの変化に伴う高磁場磁気抵抗角度センサの外部磁場減衰率の変化を示す図である。 高磁場磁気抵抗角度センサの反転されたダイの構造模式図である。 高磁場磁気抵抗角度センサのダイの構造図である。 高磁場磁気抵抗角度センサの単軸の反転されたダイの構造図である。 単軸の反転されたダイを有する高磁場磁気抵抗角度センサのプッシュ−プルフルブリッジの構造図である。 高磁場磁気抵抗角度センサの二軸の反転されたダイの構造図である。 二軸の高磁場磁気抵抗角度センサのプッシュ−プルフルブリッジの模式図である。 二軸の反転されたダイの高磁場磁気抵抗角度センサの第1の構造図である。 二軸の反転されたダイの高磁場磁気抵抗角度センサの第2の構造図である。 単軸の単一チップの高磁場磁気抵抗角度センサの構造図である。 二軸の単一チップの高磁場磁気抵抗角度センサの構造図である。 二軸の単一の反転されたダイの高磁場磁気抵抗角度センサの構造図である。 単軸の単一チップ構造を有する高磁場磁気抵抗角度センサのプッシュアームおよびプルアームの磁性多層薄膜構造の図である。 二軸の単一チップ構造を有する高磁場磁気抵抗角度センサのX軸およびY軸に対応するプッシュアームおよびプルアームの磁性多層薄膜構造の図である。 二軸の単一の反転されたダイの構造を有する高磁場磁気抵抗角度センサのX軸およびY軸におけるプッシュアームおよびプルアーム上の磁気抵抗センサユニットの、ウェーハ上の、分布図である。 二軸の単一チップ構造を有する高磁場磁気抵抗角度センサのX軸およびY軸におけるプッシュアームおよびプルアーム上の磁気抵抗センサユニットの、ウェーハ上の、分布図である。 単一チップ構造を有する高磁場磁気抵抗角度センサのプッシュアームおよびプルアームの磁性多層薄膜のためのレーザー補助サーマルアニーリングデバイスの図である。 回転磁場の振幅に対する高磁場磁気抵抗角度センサおよび磁気抵抗角度センサの角度誤差の変動グラフである。

本発明は、添付図面を実施形態と組み合わせて参照することにより詳細に説明される。
（実施例１）
図5は、その表面が軟磁性磁束減衰器17によってカバーされた磁気抵抗センサユニット16による磁場減衰の模式図であり、ここで、15は基板を表し、基板15上のGMRまたはTMR磁気抵抗センサユニット16および軟磁性磁束減衰器17は、均一の回転が回転外部磁場の影響下で各々の方向に発生させられ得ることを保証するために、円である。軟磁性磁束減衰器17は、GMRまたはTMR磁気抵抗センサユニットの表面上に配置され、GMRまたはTMR磁気抵抗センサユニットと同心である。この配列において、磁気抵抗センサユニット16および軟磁性磁束減衰器17は、アレイ構造へと配列される。隣接する磁気抵抗センサユニットの中心間の距離は、dであり、軟磁性磁束減衰器17の直径は、Dである。

図6は、X方向に沿った磁気抵抗センサユニットの磁場分布図である。理解され得るように、4つの磁気抵抗センサユニットでの磁場m1、m2、m3、およびm4の振幅は、その両端の外部磁場と比較すると大幅に低減され、4つの磁気抵抗センサユニットでの外部磁場の分布は、望ましい均一性を示しながら、基本的に同一である。

図7は、軟磁性磁束減衰器のサイズDの変化に伴う軟磁性磁束減衰器の外部磁場減衰率の変化を示す。磁場減衰率とは、外部磁場に対する図6に示す磁気抵抗センサユニットでの磁場振幅の比として定義される。軟磁性磁束減衰器のサイズDが増大すると、磁場減衰レンジが漸進的に増大する、ということが図7から理解され得る。加えて、磁場減衰率が磁気抵抗センサユニットのサイズにさらに関連し、磁気抵抗センサユニットのサイズが増大すると、磁場分布曲線の底部でのその分布がより広くなり、したがって平均磁場振幅もまた相対的に増大する、ということもまた図6から理解され得る。

図7における磁場減衰率は0.06と0.23との間であり、すなわち、磁気抵抗センサユニットの表面上の磁場振幅が300Gである場合、外部磁場の測定レンジは1500Gと5000Gとの間である、ということが理解され得る。したがって、磁場減衰器により、回転磁場の振幅レンジは著しく増大させられる。
（実施例２）
図8は、反転されたダイの高磁場磁気抵抗角度センサの模式的な構造図である。高磁場磁気抵抗角度センサは、2つのダイ18および19を含み、2つのダイは、同一の構造を有する。一方のダイは、他方のダイに対し180度だけ回転させられる。各々のダイは、2つの軟磁性磁束減衰器と、2つの軟磁性磁束減衰器によってカバーされた磁気抵抗センサユニット20および21、22および23と、周囲のピン25および24とを含む。2つのダイが互いに対し180度だけ回転させられるがゆえに、その磁気抵抗センサユニットの強磁性基準層は反対の磁化方向を有するので、プッシュ−プルブリッジ構造が形成されることができる。2つのダイは、ワイヤを使用することにより接続される。

図9は、単一のダイ26の構造図である。単一のダイ26は、2つのアレイ型磁気抵抗センサユニット28と磁気抵抗センサユニット28の表面をカバーする軟磁性磁束減衰器29とによって形成される、2つのセンシングレンジ27および27’を含む。センシングレンジのいずれにおける磁気抵抗センサユニットも、2ポート構造を形成するように直列に接続され、ワイヤ30によりピンに接続される。ピン31および32は、一方のセンシングレンジの両端に配置され、ピン33および34は、他方のセンシングレンジの両端に配置される。ワイヤ接続を容易にするために、各々のポートはさらに、2つのボンディングパッド、すなわち、上方のボンディングパッドおよび下方のボンディングパッド、すなわち、32および32’、31および31’、33および33’、ならびに34および34’を含み、ここで、ボンディングパッド31’および33’は、ワイヤ間の交差接続を容易にするために、交錯される。

図10は、単軸の反転されたダイ35の高磁場磁気抵抗角度センサの模式的な構造図である。2つのダイ36および37は、一方のダイを他方のダイに対し180度だけ回転させるように配列され、ワイヤ38により接続され、最終的には4つのボンディングパッド39に信号を出力する。4つのボンディングパッドは、電源Vbias、接地ボンディングパッド、および2つの信号出力端を含む。接続手法は、図11に示すようにプッシュ−プルフルブリッジ構造であり、実際は、ハーフブリッジ構造および準ブリッジ構造もまた存在し得る。

図12は、二軸の反転されたダイ40の高磁場磁気抵抗角度センサの模式的な構造図であり、それは、互いに直交するX軸の単軸の反転されたダイ41およびY軸の単軸の反転されたダイ42を含み、Y軸の単軸の反転されたダイ42は、X軸の単軸の反転されたダイを90度だけ回転させることにより得られる。さらに、位置の観点では、X軸の単軸の反転されたダイ41およびY軸の単軸の反転されたダイ42は、個別に配設される。加えて、二軸の反転されたダイ40はさらに、X軸の単軸の反転されたダイ41およびY軸の単軸の反転されたダイ42にそれぞれ対応する、電源ボンディングパッド44および44’と、接地ボンディングパッド43および43’と、プラスの信号出力端46および46’と、マイナスの信号出力端45および45’とを含む。図12に対応する2つのX軸およびY軸プッシュ−プルフルブリッジ構造は、図13に示されるとおりである。

図14は、別の二軸の反転されたダイ47の高磁場磁気抵抗角度センサの模式的な構造図であり、それは、ASICユニット52と、X軸に対応する2つの単軸の反転されたダイ48および49と、Y軸に対応する2つの単軸の反転されたダイ50および51とを含む。2つのX軸の単軸の反転されたダイ48および49は、X方向に沿って対称であり、ASICユニットの2つの反対の縁端の外に配置される。2つのY軸の単軸の反転されたダイ50および51は、Y軸方向に沿って対称であり、ASICユニットの他の2つの反対の縁端の近傍に配置される。さらに、ダイは、ワイヤ53によってASICユニットダイ52に個別に接続され、続いて、ASICユニットダイ52は、ワイヤ54によってボンディングパッド55に接続される。ダイが幾何学的中心の周りに対称に分布させられるので、図13における磁場の不均等な分布によって引き起こされる出力信号の逸脱の問題は解消され得る。

図15は、第2のタイプの高磁場磁気抵抗角度センサの二軸の反転されたダイ56の模式的な構造図である。X軸に対応する2つの単軸の反転されたダイ59および60と、Y軸に対応する2つの単軸の反転されたダイ57および58は、ASICユニットダイ61の真上に個別に配置される。4つの回転位相における磁気抵抗センサユニットダイは、互いに90度回転させられて配列され、任意の磁気抵抗センサユニットダイの短辺は、隣接する磁気抵抗センサユニットダイの長辺と並んで配列される。磁気抵抗センサユニットダイは、ワイヤ63によってASICユニットダイ61上のピン62に接続され、最終的には、ASICユニットダイ61上に提供されたワイヤ64によって、ASICユニットダイ61の電源ボンディングパッド、接地ボンディングパッド、および信号出力ボンディングパッド65に接続される。（実施例３）
図16は、単軸の単一チップ66の高磁場磁気抵抗角度センサの模式的な構造図であり、ここで、67は、プッシュ−プル磁気抵抗センサの2つのプッシュアームの磁気抵抗センサユニットに対応し、68は、プッシュ−プル磁気抵抗センサの2つのプッシュアームの軟磁性磁束減衰器に対応し、69は、2つのプルアームの磁気抵抗センサユニットに対応し、70は、軟磁性磁束減衰器に対応する。プッシュアームおよびプルアームは、反対の磁化方向の強磁性基準層を有し、同一のダイ上に配置され、71は、ボンディングパッドを表す。

図17は、二軸の単一チップ72の高磁場磁気抵抗角度センサの模式的な構造図であり、ここで、X軸磁気抵抗角度センサ73およびY軸磁気抵抗角度センサ74は、同一のダイ上に配置される。X軸磁気抵抗角度センサ73の基準層の強磁性磁化方向は、Xおよび-X方向であり、Y軸磁気抵抗角度センサ74の強磁性基準層の磁化方向は、Yおよび-Y方向である。

図18は、二軸の単一の反転されたダイ720の高磁場磁気抵抗角度センサの模式的な構造図である。ダイ731は、直交する磁化方向の強磁性基準層を有する磁気抵抗センサユニットの2つのグループ7310および7311を含み、ダイ721は、ダイが配置された平面において180度だけダイ731の位相を回転させることにより得られうる。ダイ7310’および7311’は、ダイ7310および7311の強磁性基準層の磁化方向と反対の強磁性基準層の磁化方向を有し、7310および7310’は、1つの方向のプッシュ−プル磁気抵抗センサユニットブリッジを形成し、7311および7311’は、直交する方向のプッシュ−プル磁気抵抗センサユニットブリッジを形成する。2つのダイ731および721は、ワイヤボンディングによって接続される。

図19は、高磁場磁気抵抗角度センサに対応する単軸の単一チップ66の構造のプッシュアームおよびプルアームに対応する反対の磁化方向の基準層を有する磁性多層薄膜構造の、同一チップ上の、実装である。75は、プッシュアームの磁性多層薄膜構造に対応し、82は、プルアームの磁性多層薄膜構造に対応し、2つの構造は各々、反強磁性層76および83と、強磁性層77および84、86と、金属層78および85、87と、非磁性スペーサ層80および89と、強磁性基準層79および88と、自由層81および90とを含む。多層薄膜構造75を有するプッシュアームに対応する磁性多層薄膜と、多層薄膜構造82を有するプルアームに対応する磁性多層薄膜は、異なる堆積順序を有する、という点が異なる。反強磁性層76および83は、同一の磁化状態を有し、その隣接する強磁性層77および84と同一の磁化方向を有する。強磁性基準層79および強磁性層77は、金属層78の結合交換効果により反対の磁化方向を有する。したがって、75における強磁性基準層は、強磁性層77と反対であり、かつパラレルであり、82における強磁性層86もまた、強磁性層83の方向と反対であり、かつパラレルである。同様に、別の金属層87が、82における強磁性基準層88と強磁性層86との間に導入され、かくして、強磁性基準層88が強磁性層84と同一の磁化方向を有するようにさせる。最後に、プッシュアームの磁性多層薄膜構造75およびプルアームの磁性多層薄膜構造82は、反対の磁化方向の強磁性基準層を有する。実際の堆積中、プッシュアームおよびプルアームの磁性多層薄膜が異なる堆積順序を有することに加えて、反強磁性層は、同一であり、同一の磁化状態を有し、したがって、1つの磁気アニーリング工程しか存在しない。

図20は、4つの異なる磁性多層薄膜構造を示し、それらは、二軸の単一チップ72の高磁場磁気抵抗角度センサの構造に対応するX軸磁気抵抗角度センサ73のプッシュアームおよびプルアームならびにY軸磁気抵抗角度センサ74のプッシュアームおよびプルアームの、同一チップ上に配置される。91は、X軸磁気抵抗角度センサのプッシュアームの磁性多層薄膜構造に対応し、92は、X軸磁気抵抗角度センサのプルアームの磁性多層薄膜構造に対応し、ここで、反強磁性層AF1 95および96の磁化方向と、強磁性基準層の磁化方向は、X方向または-X方向に沿う。磁性多層薄膜構造93は、Y軸磁気抵抗角度センサのプッシュアームに対応し、94は、Y軸磁気抵抗角度センサのプルアームの磁性多層薄膜構造に対応し、ここで、反強磁性層AF2 97および98の磁化方向と、強磁性基準層の磁化方向は、Y方向または-Y方向に沿う。そのプッシュアームおよびプルアームの多層薄膜の順序は、図18における順序と同様である。このように、2つの異なるタイプの反強磁性層AF1およびAF2が、同一チップ上に堆積させられる必要があり、各々のタイプの反強磁性層は、2つの異なる多層薄膜堆積順序を含む。そのうえ、2つの異なる磁場アニーリング温度および2つの異なるアニーリング磁場方向が、AF1およびAF2のために必要とされる。AF1およびAF2のうちの1つのブロッキング温度がTb1およびTb2であり、ここで、Tb1＞Tb2であると仮定すると、磁場アニーリング中、磁場アニーリングはまずX軸磁場方向を得るためにTb1で行われ、続いて、磁場アニーリングはY軸磁場方向を得るためにTb2で行われる。

図21は、二軸の単一の反転されたダイ720の高磁場磁気抵抗角度センサの構造に対応する、異なる方向を有するX軸およびY軸磁気抵抗センサユニットの、ウェーハ200上の、分布の図である。ウェーハ上の分布の均一性を保証するために、異なる方向に沿った強磁性基準層を有するさまざまな多層薄膜ユニットが異なるエリアに分布させられることを可能にすることが必要である。図において、201は、Y軸に沿った反強磁性層を表し、202は、X軸に沿った反強磁性層を表し、これらの反強磁性層は、ウェーハ200上の異なるエリアに分布させられる。反強磁性層の上に異なる順序で異なる強磁性層および金属層を堆積させることにより、直交するX軸およびY軸に沿った方向が決定される。異なるエリアにおいて、すべての堆積させられた多層薄膜の順序および方向が決定された後にトンネル接合ユニットのパターニングが同時に行われる必要がある。

図22は、二軸の単一チップ72の高磁場磁気抵抗角度センサの構造に対応する、異なる方向を有するX軸およびY軸磁気抵抗センサユニットの、ウェーハ200上の、分布の図である。ウェーハ上の分布の均一性を保証するために、異なる方向に沿った強磁性基準層を有するさまざまな多層薄膜ユニットが異なるエリアに分布させられることを可能にすることが必要である。図において、203および205はそれぞれ、Y軸に沿った反強磁性層を表し、204および206は、X軸に沿った反強磁性層を表し、これらの反強磁性層は、ウェーハ200上の異なるエリアに分布させられる。続いて、異なる強磁性層および金属層が、プラスX軸、マイナスX軸、プラスY軸、およびマイナスY軸に沿った方向を決定するために、反強磁性層の上に異なる順序で堆積させられる。異なるエリアにおいて、すべての堆積させられた多層薄膜の順序および方向が決定された後にトンネル接合ユニットのパターニングが同時に行われる必要がある。

図23は、高磁場磁気抵抗角度センサ単軸の単一チップ構造66および二軸の単一チップの構造72の高磁場磁気抵抗角度センサに対応する磁気抵抗角度センサのプッシュアームおよびプルアームの異なる強磁性基準層の方向を有する磁性多層薄膜構造のためのレーザー加熱補助アニーリングデバイスである。デバイスは、磁性薄膜103にアラインメントさせられたレーザービーム105を放出するように構成されたレーザー源100と、レーザー源100によって放出されたレーザービーム105の後端に配設された光減衰器107と、光減衰器107によって減衰させられたレーザービーム105の伝搬方向を変化させるように構成された反射器106と、スポットを形成するために、その方向が反射器106によって変化させられているレーザービーム105を集束させるように構成された集束対物レンズ101と、磁性薄膜103を把持するための固定具を含む可動プラットフォーム102と、互いに直交する2つの電磁石108および109とを含む。加えて、デバイスはさらにCCDカメラ99を含む。反射器106はスリットを提供され、CCDカメラ99は、スポットを磁性薄膜103にアラインメントさせるように反射器106のスリットによって反射器106を調節し、ここで、104はCCDカメラ99に入る光である。

図23に示すレーザー補助サーマルアニーリングデバイスにより、可動プラットフォーム102の移動によって、レーザースポットが、磁性多層薄膜上のプッシュアームおよびプルアームに対応する磁気抵抗センサユニットを直接的に選択し、反強磁性層をそのブロッキング温度またはそれ以上まで直接的に加熱する。続いて、冷却工程において、2つの方向に沿った電磁石108および109が開始され、それにより、各々の磁気抵抗センサユニットの磁化方向を直接的に決定する。このように、単軸の磁気抵抗角度センサに対応するプッシュ磁気抵抗センサユニットおよびプル磁気抵抗センサユニット、および、XおよびY方向における二軸の磁気抵抗角度センサのプッシュ磁気抵抗センサユニットおよびプル磁気抵抗センサユニットが直接的に得られることができる。したがって、レーザー補助サーマルアニーリングデバイスにより、単一チップ上に堆積させられた磁性多層薄膜は、同一の堆積順序を有する。

図24は、本発明において提供された高磁場磁気抵抗角度センサの角度誤差対磁束減衰器なしの磁気抵抗角度センサの角度誤差の比較図であり、ここで、300は、磁束減衰器なしの磁気抵抗角度センサの誤差曲線を表す。その角度誤差レンジは、磁場が400 Oeを超える場合に10度から12度に到達し得る一方で、本発明の高磁場磁気抵抗角度センサは、磁場が1400 Oeの場合に2度未満の誤差しか有しない、ということが理解され得る。性能が著しく改善される。

上述されたのは、本発明の単なる好ましい実施形態であり、それらは、本発明を限定するように意図されたものではない。当業者のために、本発明は、さまざまな改変および変更を有し得る。本発明における実施形態はまた、異なる手法で組み合わせられることができる。本発明の精神および原理内で行われるいずれの変更、同等の置換、および改善も、本発明の保護範囲に含まれるべきである。

Claims (20)

1. 単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサであって、
   少なくとも1つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジおよび基板と、
   前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジは、2つまたは4つの磁気抵抗ブリッジアームを備え、各々の磁気抵抗ブリッジアームは、2ポート構造を形成するように内部接続された複数の磁気抵抗センサユニットを備え、前記磁気抵抗センサユニットは、MTJまたはGMR型であり、前記磁気抵抗センサユニットは、前記基板の上に配置され、すべての前記磁気抵抗ブリッジアームは、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを形成するように電気的に接続され、前記磁気抵抗センサユニットは、少なくとも1つのピンド層、強磁性基準層、非磁性スペーサ層、および強磁性自由層を備え、任意のプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの前記磁気抵抗ブリッジアームの少なくとも1つの上に配置された前記磁気抵抗センサユニットの前記強磁性基準層の磁化の強度は、残りの前記磁気抵抗ブリッジアームの前記強磁性基準層の磁化の強度と反対であり、前記磁気抵抗センサユニットの前記強磁性自由層は、低アスペクト比の楕円または円であり、それは、前記強磁性自由層の磁化の強度を任意の方向の外部磁場に沿ってアラインメントさせることができる、
   1つ以上の軟磁性磁束減衰器とを備え、
   前記軟磁性磁束減衰器は、前記外部磁場を減衰させるためにすべての前記磁気抵抗センサユニットの表面をカバーし、前記単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサにおいて、電子素子は、ボンディングパッドまたはシリコン貫通電極によって接続される、単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
2. 前記単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサは、少なくとも1つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、同一平面に配置された少なくとも2つの磁気抵抗センサユニットダイを備え、前記磁気抵抗センサユニットダイのうちの少なくとも1つの位相は、前記磁気抵抗センサユニットダイが配置された平面における残りの前記磁気抵抗センサユニットダイに対し180度だけ反転され、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置された前記磁気抵抗センサユニットの全ては、同一の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記磁気抵抗センサユニットダイは、ワイヤボンディングによって前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを形成するように電気的に接続される、請求項1に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
3. 前記単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサは、少なくとも2つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層の磁化方向は、残りの前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの前記強磁性基準層の磁化方向と直交し、前記単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサは、同一平面に配置された全部で少なくとも4つの磁気抵抗センサユニットダイを備え、前記磁気抵抗センサユニットダイの少なくとも3つは、前記磁気抵抗センサユニットダイが配置された平面における残りの前記磁気抵抗センサユニットダイに対しそれぞれ90度、180度、および270度だけその位相を個別に回転させることによって得られ、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置された前記磁気抵抗センサユニットの全ては、同一の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、同一のまたは反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有する前記磁気抵抗センサユニットダイは、ワイヤボンディングによって前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの少なくとも1つへと電気的に接続される、請求項1に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
4. 少なくとも2つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層の磁化方向は、残りの前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの前記強磁性基準層の磁化方向と直交し、前記単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサは、少なくとも2つの磁気抵抗センサユニットダイを備え、前記磁気抵抗センサユニットダイのうちの少なくとも1つの位相は、前記磁気抵抗センサユニットダイが配置された平面における残りの前記磁気抵抗センサユニットダイに対し180度だけ反転され、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置された前記磁気抵抗センサユニットは、互いに直交する磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記磁気抵抗センサユニットダイは、ワイヤボンディングによって前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを形成するように電気的に接続される、請求項1に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
5. 少なくとも1つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置され、同一の磁気抵抗ブリッジアーム上に配置された前記磁気抵抗センサユニットは、同一の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記磁気抵抗ブリッジアームのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層は、残りの前記磁気抵抗ブリッジアームの前記強磁性基準層に対し反対の磁化方向を有し、前記磁気抵抗ブリッジアームは、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを形成するように内部接続される、請求項1に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
6. 少なくとも2つのプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを備え、同一の磁気抵抗センサユニットダイに配置され、同一の磁気抵抗ブリッジアーム上に配置された前記磁気抵抗センサユニットは、同一の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層の磁化方向は、残りの前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの前記強磁性基準層の磁化方向と直交し、任意のプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジにおいて、前記磁気抵抗ブリッジアームのうちの少なくとも1つの前記強磁性基準層は、残りの前記磁気抵抗ブリッジアームの前記強磁性基準層に対し反対の磁化方向を有し、前記磁気抵抗ブリッジアームは、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジを形成するように内部接続される、請求項1に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
7. 前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのプッシュ磁気抵抗センサユニットおよびプル磁気抵抗センサユニットは両方とも、反強磁性層および強磁性基準層を備える単一スタック層構造からなり、前記プッシュ磁気抵抗センサユニットおよび前記プル磁気抵抗センサユニットは、互いに反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有し、前記磁気抵抗センサユニットの前記反強磁性層がそのブロッキング温度またはそれ以上の温度に到達するようにレーザーによって加熱され、続いて反対方向の磁場が個別に印加され、前記反強磁性層が室温まで冷却され、それにより、互いに反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有する前記プッシュ磁気抵抗センサユニットおよび前記プル磁気抵抗センサユニットを形成する、請求項5に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
8. 前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのプッシュ磁気抵抗センサユニットおよびプル磁気抵抗センサユニットはそれぞれ、2つの異なる多層薄膜堆積構造を採用し、すなわち、前記多層薄膜堆積構造は、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を備えるか、または、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を備え、続いて、前記反強磁性層のブロッキング温度に到達する際にアニーリングが行われ、冷却中に同一方向の外部磁場が印加され、それにより、互いに反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有する前記プッシュ磁気抵抗センサユニットおよび前記プル磁気抵抗センサユニットを得る、請求項5に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
9. 前記磁気抵抗センサユニットの全ては、反強磁性層および強磁性基準層を備える単一スタック層構造からなり、前記磁気抵抗センサユニットの前記反強磁性層がそのブロッキング温度またはそれ以上の温度に到達するようにレーザーによって加熱され、続いて直交する方向に沿った2つまたは4つの外部磁場が個別に印加され、前記反強磁性層が室温まで冷却され、それにより、前記直交するプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのプッシュアームおよびプルアームを形成する、請求項4または6に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
10. 前記直交するプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジにおいて、
    1つの方向の前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジに対応する反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有する1つのブリッジアームまたは2つのブリッジアームの多層薄膜構造は、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を備えるか、または、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を備え、
    前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジと直交する別のプッシュ−プル磁気抵抗ブリッジに対応する反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有する1つのブリッジアームまたは2つのブリッジアームの多層薄膜構造は、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を備えるか、または、下から上に、反強磁性層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性層、金属スペーサ層、強磁性基準層、非金属スペーサ層、および強磁性自由層を備え、
    前記反強磁性層および前記反強磁性層2のブロッキング温度に到達する際にアニーリングが行われ、冷却中に直交する方向の2つの外部磁場が個別に印加され、それにより、直交するおよび反対の磁化方向の前記強磁性基準層を有する前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジのプッシュ磁気抵抗センサユニットおよびプル磁気抵抗センサユニットを得る、請求項4または6に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
11. 各々の磁気抵抗センサユニットダイは、1つの軟磁性磁束減衰器に対応し、前記軟磁性磁束減衰器は、前記磁気抵抗センサユニットダイの上のすべての前記磁気抵抗センサユニットの表面上に配置される、請求項2から6のいずれかに記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
12. 前記磁気抵抗センサユニットが配置された各々の磁気抵抗ブリッジアームは、1つの軟磁性磁束減衰器に対応し、前記軟磁性磁束減衰器は、前記磁気抵抗ブリッジアームの上のすべての前記磁気抵抗センサユニットの表面上に配置される、請求項2から6のいずれかに記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
13. 各々の磁気抵抗センサユニットは、1つの軟磁性磁束減衰器に対応し、前記軟磁性磁束減衰器は、前記磁気抵抗センサユニットの表面上に配置される、請求項2から6のいずれかに記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
14. 前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの入力端および出力端は、リード線によって同一のリードフレームの上のピンに接続される、請求項2から6のいずれかに記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
15. 前記リードフレームおよび前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジは、標準的な半導体パッケージを形成するようにプラスチックで密封される、請求項14に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
16. 各々の磁気抵抗センサユニットダイは、前記磁気抵抗センサユニットダイの伝達曲線がより望ましく互いに整合するように、組み立ての前に試験され、等級分けされる、請求項2、3、または4に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
17. 前記磁気抵抗センサユニットは、4つの磁気抵抗センサユニットダイを備え、前記磁気抵抗センサユニットダイの上に配置され、前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジが共通の幾何学的中心を有し、前記磁気抵抗センサユニットダイのボンディングパッドが互いに緊密に隣接するように、特定用途向け集積回路（ASIC）の周りに配列される、請求項1に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
18. 前記磁気抵抗センサユニットダイは、特定用途向け集積回路（ASIC）の真上に配置され、4つの回転位相における前記磁気抵抗センサユニットダイが、互いに90度回転させられて配列され、任意の磁気抵抗センサユニットダイの短辺は、隣接する磁気抵抗センサユニットダイの長辺と並んで配列される、請求項3に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
19. 前記特定用途向け集積回路（ASIC）は、静電気放電（ESD）保護回路を備える、請求項17または18に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。
20. 前記特定用途向け集積回路（ASIC）は、静電気放電（ESD）保護回路と、直交する軸方向における2つの前記プッシュ−プル磁気抵抗ブリッジの出力の計算を行うように構成された処理回路とを備え、前記処理回路は、角度値がデジタル形式で出力されることを可能にする、請求項17または18に記載の単一パッケージ高磁場磁気抵抗角度センサ。