TW379449B - Process for producing a GMR-bridge-sensor and GMR-bridge-sensor - Google Patents

Description

經滴部中夾標準局員工消费合作社印製 A7 B7__ 五、發明説明（f ) 本發明關於一種G M R (巨磁電阻比率）橋接感測器 ，其中為了確認一個磁場，將申請專利範圍第1項之引文

I 中的種類之磁電阻性之電阻器組接。 美國公司 Nonvolatile Inc. Eden Praire, MN5S344 在其公司型錄1 9 9 5以NVS5B50 _GMR橋接絨測器名稱發表的 一種GMR橋接感測器中，將四個GMR材料（巨磁電阻 比率）構成之電阻器組接成一惠斯頓電橋以確定磁場，在 此習知橋接感測器中，四値電阻器之中有二値偽利用厚的 _ 磁性材料遮罩以阻絶磁場，俾具有固定的電阻參考值，而 二個另外的電阻器則對應於所施加或所要測量的磁場而改 變其電阻。此二電阻器電阻值的改變可導致所施電壓改變 約5〜6%。這兩個受磁場作用的電阻器（該磁場改變其 電阻值）設在特別設計的磁流集中器中。如此，該感测器 在磁場小於所使用G M R材料本身之飽和磁場之時就已飽 和。這種習知裝置顯示出：要把一橋式電路的電阻操縱， 使它們對外磁場有不同之靈敏度並起反應，乃是很難且需 很高成本之事。 G MR 表示 “Giant Magnetoresistive Ratio” ，換 言之，此材料的磁電阻性質及其磁電阻效應比一般之磁電 阻材料大得多。在SCIENCE, Vol. 2 6 1 , 1 9 9 3年8月20日， 第 1021 〜1024 頁出現的 T.L.. Hylton, K.R. Coffey, M.A. Parker，J.K. Howard 的一篇專題 “Giant Magnetoresistance at Low Fie Ids in Discontinuous 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） --------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經滴部中央標举局貝工消费合作拍印"· Α7 Β7 五、發明説明（l )

NiFe-Ag Multilayer Thin Films ” 中，提到各種不同之 多層薄膜的裝置，該裝置傺由各不同層厚度之材料組合

I N i F e/Ag構成。在這些材料，藉著在約330°C的 一定溫度加熱或回火可發現磁電阻敏威性大大提高。在回 火過程産生不連續的層構造，GMR效果偽要由這種構造 所造成。回火作業係藉著將材料做普通方式加熱，然後冷 却而達成。但在此文獻中對於這種材料的特別構造之特定 使用方式並未提到。 〔本發明的優點〕 相形之下，具有申請專利範圍第1項之本發明製造 G M R橋接感測器的方法的優點為，該電阻器的回火作業 簡單得多且極易控制及定量。由此造成廉價得多的製造 G M R橋接感測器的方法以及一種廉價的構件。 依本發明，這種目的原理上逹成之道，偽藉回火作業 造成痼別電阻器的磁電阻敏感性，該電阻器的回火作業傜 藉一股電流以選出之方式供入該橋接端子而實施（該電流 足夠達到回火所需之溫度），且因而賦予該電阻器GMR 效應所需的性質。 利用其他之申請專利範圍之方法項中所記載的措施， 可將申請專利範圍第1項中的方法做有利的進一步發展及 改良。 依本發明方法的一種特別有利的第一實施例，各電阻 器偽個別地施一股對回火而言足夠的電壓到其直接鄰接的 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装-- n In i— ^ 經消.邓中央標丰局吳工消f合作社印架 Α7 Β7 •^、發明説明（h ) 橋接端子上以加熱到回火所足夠之溫度，然後再冷却。 依本發明方法一特別有利的第二實施例，各二値在不

I 同之橋分枝中的電阻傑用以下方式回火：電流經二個直接 相鄰之等電位的橋接端子供入。 在本發明方法的持別適當的另一設計中，痼別之電阻 器在回火之前各有相同的電阻值。最好，適當的電流的供 入作業，在本發明的方法中一次達成。 如果使用不連續多層材料的種類，尤其是N i F e / -

Ag做電阻器的材料，其中該GMR性質可用一定溫度回 火造成，則本發明之方法在特別適宜的設計中適用於製造 G M R橋接感測器。. 在本發明的有利設計及進一步特色中，提到一種磁電 阻橋接烕測器，其中，為了確認一磁場，將電阻器組接成 一電橋形式，這些電阻器由具GMR效應的材料構成，且 其中以恃徵點的方式藉回火造成値別電阻器的磁電阻敏感 性，則該回火作業的方式，傺以受控制的方式把電流一次 供到橋接端子加熱到回火所需之溫度而達成。在這種磁電 阻G M R橋接戲測器，用於做電阻器的材料偽在一次回火 程序後，其GMR效應與先前不同者，尤其是Ni Fe/ A g材料組合的多層裝置的材料 〔圖式之說明〕 本發明在以下利用圖式中所示之一實施例詳細說明。 圔式中： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（2Ι0Χ297公釐） (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ衣. .^#1. A 7 __£Z__ 五、發明説明（ψ) 第一圖偽四橱電阻器及相關之四個橋接端子的橋式電 路的示意圖。 〔實施例之說明〕 第一圖中以示意方式顯示具有相關之四個橋接端子（ 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 )的四値電阻器（1 ) ( 2 ) (3 )(4)的橋式電路。此四個電阻器（1)〜（4)傜用 —種在回火程序後具有所謂GMR效應的材料製成。如此 *該橋式電路構成一個理想的磁電阻感測器，它具有測量_ 磁場的高靈敏性。所用之GMR材料宜為所謂的不連續多 層構造種類者，尤其是由N i Fe及Ag之材料組合以薄 層（膜）技術製造者。對這種材料的回火程序，需要約 3 Ο Ο 或略高一點的溫度，如此，該構造改變，使之長 時具有GMR效應。此回火程序只做一次。 經漓部中决標準局員Η消贽合作社印餐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依本發明的方法，係在該感测器以薄膜技術做之整個 製程終了之後，在其橋式結構上做回火程序。因此在回火 作業以前，本來的構件都已完成了。依本發明，回火作業 傺將電流供應相關的橋接端子而達成。在此，可依本發明 將不同之橋分枝中的橋接電阻器値別地或兩個兩個地回火 。電流的選設要能達到足夠電流密度，以在各電阻器的地 點達到回火所需溫度。 本發明方法的第一實施例係將各電阻器個別回火。為 此，把對回火而言足夠的電壓施加到各電阻器之直接相鄰 的端子上。要將電阻器〔例如（2 )〕做一次回火，傺將 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A7 Β7 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負-T消费合作社印？木 -s

5 ) 與 ( 8 ) 上 0 當 器 ( 2 ) -rSSt 曰 發 埶 9 因 種 結 構 中 串 聯 的 電 阻 得 多 〇 因 此 可 選 擇 性 tb 例 相 對 於 其 他 電 阻 利 的 方 式 中 f 四 個 電 大 〇 洹 點 也 使 得 以 薄 看 出 9 依 第 一 圖 所 示 ( 4 ) 的 回 火 作 業 如 端 子 回 火 之 電 阻 8 ) ( 2 ) 6 ) ( 4 ) 7 ) ( 3 ) 5 ) ( 1 ) 我 們 可 將 橋 式 電 路 中 有 關 且 特 別 具 sar. 義 的 器 中 有 — 個 電 阻 器 以 發 明 的 方 法 之 —* 特 別 直 接 相 鄰 之 等 電 位 的 供 入 偽 同 時 在 端 子 ( 6 ) 上 做 9 其 中 端 子 各 設 成 等 電 位 〇 在 此 -8 - 五、發明説明（6 ) 電流供到端子（ 此情形中，電狙 的電流比起在這 )流過的電流大 (2 )的 G M R )做改變。在有 的起始值傺一樣 。由以下的表可 電阻器（1 )〜 表一 電流供應到 (5 )與（ (8 )與（ (6 )與（ (7 )與（ 用這種方法 對於實用上 中之串聯的電阻 用。為此，依本 電流傜經由二個 種情形中，電流 端子（8 )與（ (7 )與（6 ) 電流密度夠大時，在 為流過電阻器（2 ) 器（1 ) ( 3 ) (4 地依目的將此電阻器 器（1 ) ( 3 ) (4 阻器（1 )〜（4 ) 膜技術的製造更簡單 之構造及接線的個別一 何達成。 器 的個別電阻器回火。 情形為：各橋接分枝 不同方式對外磁場作 有利的第二實施例， 橋接端子供入。在一 5 )與（7 )上及在 (5 )與（8 )以及 情形中，電流只流經 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 經潢部中央標準局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（G ) 電阻器（1)與（4)(它們位於不同橋分枝中）。此二 電阻_ (1)及（4)對應地發熱，而電阻器（2)及（ 3 )則無電流。在以下的表示可看出，依第一圖所示之結 構及接線的不同橋分枝中個別電阻器的回火作業如何達成 宪二 電流供應到端子 端子同電位 回火之電P且器 (5)與（7);(8)與（6) (5)與（7);(8)與（6) (2)與（3) (5)與（8) ; (7)與（6) (5)與（8) ; (?)與（6) (1)與（4) 本發明可使一種G M R橋接感測器能用簡單而廉價的 方式製造。本發明的製造方法使得具有沈積，平販印刷（ LiUugraphie)及刻蝕步驟的主要製造階段變得不需要， 如此使成本大大節省。此外，個別之電阻器或在各橋分枝 中的一値電阻器的回火作業可藉受控制之電流供入作業較 容易地控制且較簡單地實施。此外，本發明特別的優點在 於，可將這種多層条統沈積（deponieren),該感測器構 造（亦即橋式電路及其端子）刻蝕出來，然後才將此時存 在的構造把四痼橋接電阻器中的二個電阻器共同地或個別 地做回火，使之對外磁場敏感。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公麓） ---------,衮-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -δ

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 七、申請專利範圍 1 . 一種巨磁電阻比率橋接感測器的製造方法，其中 為了確認一磁場，將磁電阻性之電阻器（1)〜（4)組 接成一電橋形式，該電阻器由一種具有G MR效應（巨磁 電阻比率效應）的材料構成，其特.擻在： 個別電阻器（1 )〜（4 )的磁電阻靈敏性係藉回火 作業而造成，該電阻器之回火作業偽藉電流選定方式之供 入該橋接端子（5)〜（8)中的作業逹成，該電流足以 達到回火所需溫度，且因而賦予電阻器（1)〜（4) GMR效應所需之性質。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中： 各電阻器（1 ) 、 （ 2 ) 、 （ 3 ) 、 （ 4 )傺個別地 藉施加一個供回火足夠之電壓於其直接相鄰的橋接端子（ 5 ) (7)、 （.5) (8)、 （6) (7)、 （6) (8 )上而加熱到其回火所需之溫度，然後冷却。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中： 各二個位在不同橋分枝中的電阻器（2 ) ( 3 )、( 1) (4)用以下方式回火：將電流經二個直接相鄰之等 電位的橋接端子供入。 4. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 値別之電阻器在回火之前各有相同之電阻值。 5. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 適當電流之供入作業偽一次完成。 6. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公瘦） --------衮— (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 #丨 A8 B8 . C8 D8 六、申請專利範園 用於做電阻器的材料，傺為不連缠多層材料的種類， 待別是Ni Fe/Ag,其中該GMR性質可用一定溫度 回火而造成。 7 . —種巨磁電阻比例橋接感測器，其中為了確認一 磁場，利用組接成一橋式電路的電阻器，該電阻器由具 GΜ尺势應（巨磁電阻比率效應）的材料構成，其特徵在 該個別電阻器（1)〜（4)的磁電阻靈敏性傺藉回 一 火造成，且該回火作業偽一次將電流以受控制方式供入橋 接端子（5)〜（8)中而達成。 8.如申請專利範圍第7項之巨磁電阻比例橋接感測 器，其中： 所用之製電阻器（1)〜（4)的材料儀在一次回火 S 程序後，其GMR效應與先前不同者，尤其.是N i F e / A g之材料組合的多層構造。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

   第1圖