WO2020232736A1 - 一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构及磁传感器芯片 - Google Patents

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邹泉波
曹志强
丁凯文
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歌尔微电子有限公司
北京航空航天大学青岛研究院
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    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
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Abstract

一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构及磁传感器芯片，具有空腔（10）的衬底（1），以及设置在衬底（1）上的第一悬臂（2）、第二悬臂（3）；第一悬臂（2）、第二悬臂（3）的自由端部的延伸方向相反，且悬置在空腔（10）上；在第一悬臂（2）、第二悬臂（3）上分别设有第一磁阻（4）、第二磁阻（5），所述第一磁阻（4）、第二磁阻（5）在相同的工序中同时制作得到；所述第一悬臂（2）、第二悬臂（3）的自由端部朝远离衬底（1）的方向弯曲，直至第一磁阻（4）、第二磁阻（5）的感应方向相反。可在同一芯片上同时制作出磁感应方向相反的磁阻，以构成真正的惠斯通电桥进行检测，提高了检测的灵敏度。

Description

无标题
Figure PCTCN2019089143-appb-000001

Claims (15)

  1. 一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：包括具有空腔的衬底，以及设置在衬底上的第一悬臂、第二悬臂；所述第一悬臂、第二悬臂自由端部的延伸方向相反，且悬置在空腔上；在所述第一悬臂、第二悬臂上分别设有第一磁阻、第二磁阻，所述第一磁阻、第二磁阻在相同的工序中同时制作得到；
    所述第一悬臂、第二悬臂的自由端部朝远离衬底的方向弯曲，直至第一磁阻、第二磁阻的感应方向相反。
  2. 根据权利要求1所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：所述第一磁阻、第二磁阻分别设置在第一悬臂、第二悬臂靠近各自端头的位置。
  3. 根据权利要求1所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：所述第一悬臂上设置有第一凸缘，所述第二悬臂上设置有第二凸缘；所述第一悬臂、第二悬臂的自由端部分朝远离衬底的方向弯曲，直至第一悬臂的第一凸缘与第二悬臂的第二凸缘接触并止挡在一起。
  4. 根据权利要求1所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：所述第一悬臂与第二悬臂在相同的工序中同时制作得到。
  5. 根据权利要求1所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：所述第一悬臂设置有至少两条，所述第二悬臂设置有至少两条；所述至少两条第一悬臂上的磁阻与至少两条第二悬臂上的磁阻构成了惠斯通全桥电路。
  6. 根据权利要求5所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：至少两条第一悬臂与至少两条第二悬臂依次间隔设置。
  7. 根据权利要求1所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：在所述衬底上还设置有第三磁阻，所述第一磁阻、第二磁阻、第三磁阻在相同的工序中同时制作得到；且所述第三磁阻的感应方向与弯曲后第一悬臂、第二悬臂上的第一磁阻、第二磁阻的感应方向垂直。
  8. 根据权利要求1所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：弯曲后，所述第一磁阻、第二磁阻的磁感应方向之间的夹角在预定的角度范围内。
  9. 根据权利要求1至8任一项所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：所述第一悬臂、第二悬臂通过静电力的吸引实现自身的弯曲。
  10. 根据权利要求1至8任一项所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：所述第一悬臂、第二悬臂为具有压应力或者拉应力的薄膜；或者为压应力薄膜与拉应力薄膜的复合薄膜；
    所述第一悬臂、第二悬臂通过MEMS制造中的释放工艺进行释放，并在自身应力的作用下弯曲。
  11. 根据权利要求10所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：所述第一悬臂、第二悬臂从其与衬底的连接端至其自由端部具有应力梯度，以使所述第一悬臂、第二悬臂自由端部的形变大于其它位置。
  12. 根据权利要求1至8任一项所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：所述第一悬臂、第二悬臂通过对同一膜层图案化处理得到。
  13. 根据权利要求1至8任一项所述的一种磁传感器芯片中磁阻的布置结构，其特征在于：所述第一磁阻、第二磁阻为巨磁阻、隧道磁阻或者各向异性磁阻。
  14. 磁传感器芯片，其特征在于，包括根据权利要求1至13任一项所述的磁传感器芯片中磁阻的布置结构。
  15. 根据权利要求14所述的磁传感器芯片，其特征在于，所述磁传感器芯片为角度传感器。
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