雙軸各向異性磁阻傳感器的制造方法
【專利摘要】一種集成雙軸各向異性磁阻傳感器可包括第一和第二傳感器單元。第一傳感器單元的電阻器橋可包括多個(gè)磁阻器，每個(gè)磁阻器具有各向異性磁阻材料的至少一個(gè)帶，其縱軸基本平行于材料的技術(shù)各向異性軸。第二傳感器單元的電阻器橋可包括多個(gè)磁阻器，其具有各向異性磁阻材料的多個(gè)帶，多個(gè)帶包括具有以第一角度對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸的第一子組、以及具有以第二角度對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸的第二子組。第二角度可具有與第一角度相同的幅值，但是相對(duì)于技術(shù)各向異性軸反向定位。
【專利說明】雙軸各向異性磁阻傳感器
【背景技術(shù)】
[0001]磁場傳感器在各種應(yīng)用中被用來感測環(huán)境磁場。針對(duì)這種傳感器的應(yīng)用包括汽車控制系統(tǒng)、地質(zhì)及空間定位系統(tǒng)、以及醫(yī)療器械，此處僅舉幾例。磁場傳感器可使用各種不同的原理和機(jī)制來感測磁場。一種類型的磁場傳感器是各向異性磁阻傳感器(AMR傳感器)。AMR傳感器依賴于對(duì)特定磁材料的電阻率的各向異性靈敏性來實(shí)現(xiàn)電或磁電路，這隨后可提供代表感測到的環(huán)境磁場的特性的輸出。
[0002]—種類型的AMR傳感器包括電阻橋電路，其具有由這種各向異性磁材料制成的電阻器。形成電阻器的分開布置的各向異性磁材料也稱為磁阻器，通常具有作為磁特性的由與總各向異性的易磁化軸(也稱為總各向異性軸)平行的方向上的特征磁場(也稱為總各向異性場)表不的總各向異性?？偢飨虍愋允堑谝环至?技術(shù)各向異性，取決于材料的晶體結(jié)構(gòu)和處理?xiàng)l件)和第二分量(被稱為形狀各向異性，取決于形成電阻器的布置的形狀)的函數(shù)。如果形成電阻器的布置的形狀是長條形，則形狀各向異性軸一般沿著條形的縱軸。如果不存在環(huán)境場，則總各向異性使得磁阻器的磁化自己對(duì)準(zhǔn)至平行于總各向異性軸，沿著該軸的兩個(gè)相反的方向之一。
[0003]如此形成的電阻器對(duì)流經(jīng)材料的電流具有取決于給定時(shí)間下電流和材料中出現(xiàn)的磁化的方向之間的角度的電阻。如果存在環(huán)境場，其使得電阻器材料中存在的磁化的角度旋轉(zhuǎn)，其中在環(huán)境場垂直于總各向異性軸或沿著所謂的靈敏度軸作用時(shí)存在最大的旋轉(zhuǎn)和最大的電阻器電阻器變化。在這種情況下，磁化旋轉(zhuǎn)的量反比于總各向異性場，如果環(huán)境場遠(yuǎn)小于總各向異性場。由于總各向異性場是恒定的，所以橋輸出的信號(hào)由感測到的環(huán)境場表不。
[0004]在利用僅僅具有單個(gè)技術(shù)各向異性軸的各向異性磁阻材料實(shí)現(xiàn)多個(gè)這種傳感器時(shí)，橋型AMR傳感器會(huì)有問題。例如，在期望實(shí)現(xiàn)作為單個(gè)集成電路的多軸AMR傳感器來感測并輸出測量環(huán)境磁場的多個(gè)不同正交矢量分量的信號(hào)，會(huì)出現(xiàn)這樣情況。出于各種原因，利用具有多個(gè)技術(shù)各向異性軸的各向異性磁阻材料制造集成電路在技術(shù)上很難實(shí)現(xiàn)并且成本很高。因此，集成的多軸AMR傳感器通常受到限于(至少在實(shí)踐上)包括具有僅僅單個(gè)技術(shù)各向異性軸的各向異性磁阻材料。
[0005]然而，對(duì)于多軸橋型AMR傳感器的設(shè)計(jì)和操作，這種限制導(dǎo)致了嚴(yán)重的問題。各向異性磁阻器對(duì)環(huán)境磁場的敏感度部分地取決于技術(shù)各向異性，因?yàn)槠浞幢扔诳偢飨虍愋詧龆异`敏度軸垂直于總各向異性軸。雖然可能利用強(qiáng)形狀各向異性場來消除技術(shù)各向異性軸，導(dǎo)致總各向異性軸基本上平行于形狀各向異性軸，如果形狀各向異性軸非常不同于技術(shù)各向異性軸，即，彼此成例如90°，但是整個(gè)磁阻器的磁化很可能不再均勻。相反，可能的是將在磁阻器中形成具有各種磁化方向的許多不同的小區(qū)域，而且其敏感度由此下降。即使這不會(huì)立即發(fā)生，但是這可能在經(jīng)歷即使很小的環(huán)境場之后發(fā)生。這種情況的可能性隨著技術(shù)和形狀各向異性軸之間的角度的增大而增大。換言之，各向異性磁阻材料通常不會(huì)保持它們的磁化平行于磁阻帶的縱軸，如果該帶垂直于技術(shù)各向異性軸。
[0006]因此，一般來說，橋型AMR傳感器使得它們的技術(shù)各向異性軸以一些預(yù)定方式對(duì)齊至它們測量的環(huán)境磁場的矢量分量。然而，單個(gè)技術(shù)各向異性軸很難以敏感度最大化的方式對(duì)齊至多于一個(gè)不同的正交矢量環(huán)境場分量，例如對(duì)齊至X-軸和y-軸環(huán)境場分量。因此，受限于單個(gè)技術(shù)各向異性軸的多軸橋型集成AMR傳感器可能不能針對(duì)感測不同環(huán)境場矢量分量的每個(gè)傳感器單元使用相同的傳感器設(shè)計(jì)。而且，如果多軸傳感器的特定傳感器單元不使其技術(shù)各向異性有利地對(duì)齊至將被測量的矢量分量，則用于感測磁場的其它矢量分量的另一傳感器單元可能不利地對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸，因此能夠承受性能衰退。
[0007]因此，需要一種能夠利用僅僅具有單個(gè)技術(shù)各向異性軸的各向異性磁阻材料制造的多軸橋型集成AMR傳感器，但是其仍然能夠提供用于單獨(dú)地感測環(huán)境磁場的多個(gè)正交矢量分量的良好性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]為了能夠理解本發(fā)明的特征，下面描述了大量附圖。然而，附圖僅僅圖示了本發(fā)明的具體實(shí)施例，因此不被看作對(duì)其范圍的限制，本發(fā)明可包括其它等效實(shí)施例。
[0009]圖1是描繪了雙軸集成AMR傳感器的實(shí)施例的電路示意圖。
[0010]圖2—部分是俯視布局圖而且一部分是電路不意圖,描繪了雙軸集成AMR傳感器的X軸及I軸傳感器單元的實(shí)施例。
[0011]圖3是描繪了圖2中的磁阻層的實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0012]圖4是與圖2中描繪的X軸及y軸傳感器單元相對(duì)應(yīng)的電阻橋等效電路的實(shí)施例的電路不意圖。
[0013]圖5A-5C是描繪了針對(duì)圖2中描繪的y軸傳感器單元的磁阻器的響應(yīng)于y軸環(huán)境磁場分量的靜態(tài)狀態(tài)下的電流和磁場的實(shí)施例的矢量圖。
[0014]圖6A-6E是描繪了圖2中描繪的x軸傳感器單元的響應(yīng)于y軸及x軸環(huán)境磁場分量并針對(duì)具有對(duì)技術(shù)各向異性軸的第一定向的磁阻帶的第一子組的磁阻器的靜態(tài)狀態(tài)下的電流和磁場的實(shí)施例的矢量圖。
[0015]圖7A-7E是描繪了圖2中描繪的x軸傳感器單元的響應(yīng)于y軸及x軸環(huán)境磁場分量并針對(duì)具有對(duì)技術(shù)各向異性軸的第二定向的磁阻帶的第二子組的磁阻器的靜態(tài)狀態(tài)下的電流和磁場的實(shí)施例的矢量圖。
[0016]圖8的一部分是俯視集成電路布局圖而且一部分是描繪了 X軸及I軸傳感器單元of雙軸AMR傳感器的X軸及y軸傳感器單元的另一的電路示意圖的電路示意圖。
[0017]圖9是描繪了圖8中描繪的磁阻層的實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0018]圖10是描繪了用于與圖8中的描繪類似的X軸傳感器單元的實(shí)施例的磁阻層的實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0019]圖11是描繪了用于與圖8中的描繪類似的X軸傳感器單元的實(shí)施例的磁阻層的另一實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0020]圖12是描繪了用于與圖8中的描繪類似的X軸傳感器單元的實(shí)施例的磁阻層的另一實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0021]圖13是描繪了用于X軸傳感器單元的實(shí)施例的磁阻層的另一實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0022]圖14是描繪了用于X軸傳感器單元的實(shí)施例的磁阻層的另一實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0023]圖15是與圖13和14中描繪的磁阻層相對(duì)應(yīng)的八電阻器電路橋的實(shí)施例的電路示意圖。
[0024]圖16是描繪了雙軸AMR傳感器的導(dǎo)電線圈的實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0025]圖17是描繪了雙軸AMR傳感器的導(dǎo)電線圈的另一實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0026]圖18是描繪了雙軸AMR傳感器的導(dǎo)電線圈的另一實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0027]圖19是描繪了雙軸AMR傳感器的實(shí)施例的雙導(dǎo)電線圈的實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0028]圖20是描繪了雙軸AMR傳感器的實(shí)施例的雙導(dǎo)電線圈的另一實(shí)施例的俯視集成電路布局圖。
[0029]圖21是可包括在雙軸AMR傳感器中或與雙軸AMR傳感器一起使用的輸出處理電路的實(shí)施例的電路不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]雙軸AMR傳感器可包括X軸傳感器單元和I軸傳感器單元。傳感器可被形成為單個(gè)集成電路，其具有僅僅呈現(xiàn)單個(gè)技術(shù)各向異性軸的各向異性磁阻材料的僅僅單個(gè)層或垂直連續(xù)的層組。X軸及I軸傳感器單元可具有分別對(duì)X軸及I軸環(huán)境磁場分量的主敏感度，并且根據(jù)X軸及I軸環(huán)境磁場分量產(chǎn)生輸出信號(hào)。相反，X軸及I軸傳感器單元可具有分別對(duì)I軸及X軸環(huán)境磁場分量的減小的或者基本為零的敏感度，并根據(jù)I軸及X軸環(huán)境磁場分量產(chǎn)生減小的或基本為零的輸出信號(hào)。
[0031]雙軸AMR傳感器的X軸及y軸傳感器單元的每個(gè)可包括由多個(gè)磁阻器形成的電阻器橋，每個(gè)磁阻器由通過導(dǎo)電串行互連的磁阻材料的一個(gè)或多個(gè)帶組成。y軸傳感器單元可包括磁阻帶，其縱軸與磁阻材料的技術(shù)各向異性軸平行對(duì)齊。反向，X軸傳感器可包括兩個(gè)磁阻帶子組。磁阻帶的第一子組具有以第一角度(例如小于45° )對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸。磁阻帶的第二子組可具有以第二角度對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸，第二角度與第一角度具有相同幅度，但是第二角度與第一角度相對(duì)于技術(shù)各向異性軸在相反方向上旋轉(zhuǎn)。
[0032]X軸傳感器單元的磁阻帶的第一和第二子組兩者朝著X軸及y軸的一定角度下的對(duì)齊具有對(duì)X軸及I軸環(huán)境場分量兩者的敏感度。然而，磁阻帶的第一和第二子組的相等但方向的角度定向、以及它們?cè)赬軸傳感器單元的電阻器橋中的配置會(huì)導(dǎo)致磁阻器對(duì)I軸環(huán)境場的敏感度抵消以及對(duì)X軸環(huán)境場的敏感度在X軸傳感器單元中累加。磁阻帶的第一和第二子組和相應(yīng)磁阻器可因此得到X軸傳感器單元對(duì)X軸環(huán)境場分量的主敏感度、以及X軸傳感器單元對(duì)I軸環(huán)境場分量的減小的或基本為零的敏感度。
[0033]圖1是描繪了雙軸集成AMR傳感器20的實(shí)施例的簡化框圖電路示意圖。AMR傳感器20可包括兩個(gè)正交傳感器單元24，28以及導(dǎo)電翻轉(zhuǎn)線圈32。第一傳感器單元24可以是X軸傳感器24，其接收電源和接地輸入VP，GND并提供表示AMR傳感器20所暴露至的環(huán)境磁場的X軸矢量分量的特性測量結(jié)果(例如幅度或強(qiáng)度)的差分輸出信號(hào)VX1，VX2(例如，可組合成VX1-VX2)。第二傳感器單元28可以是y軸傳感器28，其接收電源和接地輸入VP7GND并提供表示AMR傳感器20所暴露至的環(huán)境磁場的y軸矢量分量的特性測量結(jié)果(例如幅度或強(qiáng)度)的差分輸出信號(hào)VY1，VY2(例如，可組合成VY1-VY2)。兩個(gè)傳感器單元24，28因此每個(gè)可感測并初始地響應(yīng)于環(huán)境磁場的僅僅相互正交的矢量分量而提供輸出。導(dǎo)電翻轉(zhuǎn)線圈可接收電源和接地輸入VP，GND并操作來提供磁場至X軸及I軸傳感器單元24,28以選擇性地根據(jù)線圈電源的極性將其磁阻帶的磁場的初始矢量方向設(shè)置成與帶的總各向異性軸平行的兩個(gè)方向之一。
[0034]空間矢量包括多達(dá)三個(gè)正交分量，此處出于簡化討論和圖示的目的，在提到雙軸AMR傳感器20感測的環(huán)境磁場的兩個(gè)正交分量，我們指的是X軸及y軸分量。然而，該標(biāo)記是隨意的，而且兩個(gè)感測到的正交分量可替換為環(huán)境場的X軸、y軸和z軸正交分量中的任意兩個(gè)。而且，此處為了便于討論，環(huán)境磁場被認(rèn)為是AMR傳感器20所處的空間中存在的磁場，而且由AMR傳感器20或其分量之外的源產(chǎn)生。
[0035]圖2描繪了雙軸AMR傳感器20的x軸及y軸傳感器單元24a，28a的實(shí)施例。圖2包括包含傳感器單元24a，28a的集成電路的磁阻和導(dǎo)電層的布局的俯視圖、以及為了便于圖示而未在布局中明確示出的一些電連接的示意表示。X軸及I軸傳感器單元24，28可都包括多個(gè)磁阻器，其電連接至橋電路結(jié)構(gòu)中，例如四電阻器全橋結(jié)構(gòu)。Y和X傳感器-單元橋的每個(gè)磁阻器可包括通過導(dǎo)電互連而串聯(lián)的各向異性磁阻材料的一個(gè)或多個(gè)帶。在圖2中，y軸傳感器單元28a可具體包括第一，第二，第三和第四磁阻器RYla，RY2a，RY3a，RY4a，每個(gè)磁阻器具有通過導(dǎo)電層互連40而串聯(lián)的各向異性磁阻材料的四個(gè)帶36。y軸傳感器單元28a還可包括導(dǎo)電互連部分44，其將這些電阻器連接至電路橋中，傳遞電源和接地輸入VP, GND至y軸橋，以及傳遞來自y軸橋的差分輸出信號(hào)VYl，VY2。x軸傳感器單元24a可包括第一，第二，第三和第四磁阻器RXla，RX2a，RX3a，RX4a，每個(gè)具有通過導(dǎo)電層互連40而串聯(lián)的四個(gè)帶36。X軸傳感器單元24a還可包括導(dǎo)電互連部分44，其將這些電阻器連接至電路橋中，傳遞電源和接地輸入VP，GND至X軸橋，以及傳遞來自X軸橋的差分輸出信號(hào)VYl, VY2。形成導(dǎo)電互連40，44的導(dǎo)電層可包括越來越多的金屬、多晶硅或兩者的層，而且可處于磁阻材料上方、下方或相同高度的層中。
[0036]X和y軸傳感器單元24，28的磁阻器的磁阻帶36可具有各種形式。圖3僅僅是圖2中描繪的X和y軸傳感器單元24a，28a的磁阻材料層的俯視圖。各向異性磁阻材料的帶36可以是俯視看到的基本上矩形的或基本上細(xì)長的帶，其長度56沿著相應(yīng)縱軸60而且其寬度64沿著與縱軸60垂直的橫軸68，長度56大于寬度64的幅值。磁阻帶36可包括一個(gè)或多個(gè)方形、圓形角或點(diǎn)端。雖然不是必須在俯視圖中示出，但是帶36還具有從側(cè)視圖上看到的厚度。帶36的厚度可小于或遠(yuǎn)小于帶36的寬度。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，帶36的厚度可至少大約比其寬度小一千倍。
[0037]雙軸集成AMR傳感器20，因此X軸及y軸傳感器單元24，28，可由僅僅具有單個(gè)技術(shù)各向異性軸的磁阻材料的僅僅單個(gè)層形成，或單個(gè)垂直連續(xù)的層組(從側(cè)視圖看)形成。制造雙軸AMR傳感器20以使得磁阻材料僅僅具有單個(gè)技術(shù)各向異性軸極大地簡化并降低了其制造成本?？商鎿Q地，在一些實(shí)施例中，如果包括雙軸AMR傳感器20的集成電路上存在具有其它技術(shù)軸的其它各向異性磁阻材料，雙軸AMR傳感器20中使用的各向異性磁阻材料可以是單個(gè)共用層，或者單個(gè)共用垂直連續(xù)的層組，其具有單個(gè)公共的技術(shù)各向異性軸。各向異性磁阻材料可以是諸如鎳鐵合金(NiFe)或其它各向異性磁阻材料之類的材料。在圖2和3中，技術(shù)各向異性軸72被示出為處于水平方向，其在所有附圖中也被指定為X軸方向。
[0038]X軸及y軸傳感器單元24，28可包括磁阻帶36，它們的縱軸60具有對(duì)技術(shù)各向異性軸72的選定定向。I軸傳感器單元28可包括磁阻帶36，其縱軸60僅僅與技術(shù)各向異性軸72平行地對(duì)齊。X軸傳感器單元24可包括兩個(gè)磁阻帶子組76，80。第一子組76僅僅包括縱軸60以正預(yù)定角度84對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸72的帶36，而且第二子組80僅僅包括縱軸60以另一預(yù)定角度88對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸72的帶36，其中該預(yù)定角度88具有與第一子組76的預(yù)定角度84相同的幅度，但是以相反方向旋轉(zhuǎn)離開技術(shù)各向異性軸72，即相對(duì)于技術(shù)各向異性軸72與第一子組預(yù)定角度84相反的極性。圖2和3描繪了第一和第二磁阻帶子組76，80的示例實(shí)施例76a，80a。對(duì)技術(shù)各向異性軸72的第一和第二磁阻帶子組76,80的縱軸60的定向84，88的角度可變化。在一個(gè)實(shí)施例中，這些角度84，88可選自介于大約±30°至大約±40°之間的角度范圍，而且第一和第二磁阻帶子組76，80的縱軸60將各自不彼此垂直。在另一實(shí)施例中，這些角度84，88可選自介于大約±20°至大約±60之間的角度范圍。。
[0039]每分開的離散磁阻帶36可具有相關(guān)固有磁特性，包括總各向異性，由平行于總各向異性軸的方向上的總各向異性場Ht表示。磁阻帶36的總各向異性軸和相關(guān)總各向異性場Ht可以是磁阻材料層的技術(shù)各向異性軸及相關(guān)特征技術(shù)各向異性場Hk以及帶36本身的形狀各向異性軸及相關(guān)特征形狀各向異性場Hs的函數(shù)。對(duì)于細(xì)長矩形帶36，形狀各向異性場Hs可大致平行于帶36的縱軸60。在圖2和3中，對(duì)于y軸傳感器單元28a的橋磁阻器的每個(gè)磁阻帶36，總各向異性場Ht可平行于X軸方向，如技術(shù)各向異性場Hk和形狀各向異性場Hs —樣。對(duì)于X軸傳感器單元24a的第一帶子組76的每個(gè)磁阻帶36，總各向異性場Ht可以以可以是技術(shù)各向異性場Hk的函數(shù)的預(yù)定角度92與X軸方向成角，其平行于X軸方向，而且相應(yīng)帶36的形狀各向異性Hs (其可沿著與帶36的縱軸60平行的方向)相對(duì)X軸成第一預(yù)定角度84。這些帶的總各向異性場因此可以表示為與X軸方向成預(yù)定角度92，預(yù)定角度92稍微小于這些帶的縱軸60與X軸成的預(yù)定角度84。對(duì)于x軸傳感器單元24a的第二帶子組80的每個(gè)磁阻帶36，可得到類似結(jié)果，其中針對(duì)這些帶36的總各向異性場Ht被表示為與X軸成比這些帶36的縱軸60與X軸成的預(yù)定角度88稍小的預(yù)定角度96。
[0040]X軸及y軸傳感器單元24，28的導(dǎo)電互連層還可包括形成在每個(gè)磁阻帶36頂部或下方的導(dǎo)電材料的多個(gè)離散帶100。這些導(dǎo)電帶100也被稱為“螺旋條狀”帶100，因?yàn)樗鼈冾愃朴诶戆l(fā)店外面經(jīng)?？梢钥吹降穆菪龡l狀。導(dǎo)電帶100每個(gè)都可具有細(xì)長矩形(大致成矩形或圓形邊緣的矩形形狀)，并具有沿其長度的相應(yīng)縱軸104。螺旋條狀帶100響應(yīng)于這些帶36形成的磁阻器的環(huán)境磁場，可改變電流流過它們形成在其上的相應(yīng)磁阻帶36的方向，從而改變方向敏感度和操作線性度。簡而言之，電流傾向于流經(jīng)螺旋條狀帶100而不是磁阻帶36的下部，而且當(dāng)電流流經(jīng)螺旋條狀帶100之間的磁阻帶36部分時(shí)，其傾向于沿著垂直于螺旋條狀帶的縱軸104的方向流動(dòng)。一般來說，磁阻材料在所流經(jīng)的電流平行于材料中的磁化流動(dòng)時(shí)呈 現(xiàn)出其最大電阻，而且在電流垂直于磁化流動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)出其最小電阻。螺旋條狀帶100的使用因此可控制流經(jīng)相應(yīng)磁阻帶36的電流的方向，以提供其電阻變化對(duì)環(huán)境磁場的雙向響應(yīng)及改進(jìn)的線性度。
[0041]X軸及Y軸傳感器單元24，28可每個(gè)包括螺旋條狀帶100，其縱軸104相對(duì)于相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60沿多于一個(gè)方向定向。y軸傳感器單元28可包括螺旋條狀帶100，其縱軸104相對(duì)于相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60沿兩個(gè)不同方向定向。第一磁阻器組可具有與相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60成第一角度108的螺旋條狀帶100，第二磁阻器組可具有與相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60成第二角度112的螺旋條狀帶100。在圖2中，第一磁阻器組可包括第一和第三電阻器RYla，RY3a，第二磁阻器組可包括第二和第四電阻器RY2a，RY4a。x軸傳感器單元24還可包括螺旋條狀帶100，其縱軸104相對(duì)于相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60沿兩個(gè)不同方向定向。在實(shí)施例中，第一磁阻器組可具有與相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60成第一角度116的螺旋條狀帶100，第二磁阻器組可具有與相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60成第二角度120的螺旋條狀帶100。在圖2中，第一磁阻器組可包括第一和第四磁阻器RXla，RX4a，而且第二磁阻器組可包括第二和第三磁阻器RX2a，RX3a。
[0042]螺旋條狀帶100的縱軸104相對(duì)于相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60的定向角度可改變，在示例實(shí)施例中可選自介于大約±35°至大約±55°的范圍角度。
[0043]使得X軸及y軸傳感器單元24，28內(nèi)磁阻器的螺旋條狀帶100的定向不同可被配置成對(duì)應(yīng)于這些傳感器單元24，28的電阻器橋內(nèi)的相應(yīng)磁阻器位置和操作。簡而言之，螺旋條狀帶100的縱軸104的兩個(gè)不同方向可響應(yīng)于環(huán)境磁場實(shí)現(xiàn)相應(yīng)磁阻器的相反電阻變化極性，這可被用于電阻器橋電路中以提供差分輸出信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)該相反電阻變化極性，y軸傳感器單元28內(nèi)的或X軸傳感器單元28磁阻帶子組76，80內(nèi)的縱軸104的兩個(gè)不同方向可彼此成預(yù)定角度，例如等于與這些縱軸104相對(duì)于各自的帶縱軸60的兩個(gè)相反但相等的角度之和相等的角度。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，縱軸104的兩個(gè)不同定向可被設(shè)置成與各自的磁阻帶36的縱軸60成+45°和-45°，因此它們彼此成90°角。在其他示例中，縱軸104的兩個(gè)不同定向可與各自的磁阻帶36的縱軸60成一些正角度以及一些相等但相反的負(fù)角度，例如，+40°和-40。，+35。和-35。，或+30°和-30°等，因此彼此成例如80°，70°或60°角等。
[0044]X軸及y軸傳感器單元24，28的每個(gè)可形成電阻器橋電路，其可接收電源和接地輸入VP，GND并提供差分輸出信號(hào)VX1，VX2，VYl，VY2，其分別表示感測到的環(huán)境磁場x和y軸分量。圖4是示意電路圖，描繪了 X軸及I軸傳感器單元24，28的等效電路實(shí)施例24b，28b。X軸及y軸傳感器單元24，28的每個(gè)可包括四電阻器全橋電路，具有頂部橋節(jié)點(diǎn)接收電源電壓VP、頂部橋節(jié)點(diǎn)接收接地電壓GND、以及用于傳遞共同形成差分輸出電壓的第一和第二輸出電壓VX1，VX2，VY1，VY2的中間新節(jié)點(diǎn)。對(duì)于y軸傳感器單元28，第二和第三磁阻器RY2a，RY3a (或相反地標(biāo)記在實(shí)施例中)可由連接在電源VP和輸出節(jié)點(diǎn)VY1，VY2之間的相應(yīng)電路電阻器RY2，RY3表示，而且第一和第四磁阻器RYla，RY4a (或相反地標(biāo)記在實(shí)施例中)可由連接在輸出VYl, VY2和接地節(jié)點(diǎn)GND之間的相應(yīng)第一和第四電路電阻器RY1，RY4表示。對(duì)于X軸傳感器單元24，第一和第四磁阻器RXla，RX4a(或相反地標(biāo)記在實(shí)施例中)可由連接在電源VP和輸出節(jié)點(diǎn)VXl，VX2之間的第一和第四電路電阻器RXl，RX4表示，而且第二和第三磁阻器RX2a，RX3a (或相反地標(biāo)記在實(shí)施例中)可由連接在輸出VXl，VX2和接地節(jié)點(diǎn)GND之間的第二和第三電路電阻器RX2，RX3表示。注意，然而，此處將電阻器的標(biāo)記和參考為“第一”、“第二”、“第三”或“第四”是任意的，而且僅僅為了便于此處進(jìn)行討論，而且不同數(shù)量或其它參考標(biāo)號(hào)可代替分配給這些磁阻器或它們的電路電阻器等效形式。[0045]在不存在環(huán)境磁場時(shí)，每個(gè)橋磁阻器可具有標(biāo)定等效電阻。等于電源電壓VP和接地GND之差的電壓降因此存在于電阻器橋兩端，從頂部至底部，其中在每個(gè)電阻器上形成相等的電壓降。各個(gè)輸出電壓因此可相等，而且不同輸出電壓可基本為零?；緸榱愕牟罘州敵鲭妷嚎杀挥脕肀硎緵]有感測到X或I軸環(huán)境場分量。
[0046]在存在環(huán)境磁場時(shí)，磁阻器的磁阻特性會(huì)導(dǎo)致磁阻器的標(biāo)定電阻響應(yīng)于環(huán)境磁場的幅值和方向而變化。磁阻器的電阻器橋電路中的部分、螺旋條狀縱軸104與相應(yīng)磁阻器縱軸60的對(duì)齊、以及磁阻器總各向異性在X軸及y軸傳感器單元24，28上的方向和幅值可分別提供這些傳感器單元24，28對(duì)X軸及y軸環(huán)境場分量的主敏感度，并確定差分輸出信號(hào)VX1，VX2，VY1，VY2的極性與環(huán)境場分量的極性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，y軸傳感器單元28可響應(yīng)于正y軸方向上的環(huán)境磁場分量而輸出正差分輸出信號(hào)VYl, VY2,響應(yīng)于負(fù)y軸方向上的環(huán)境磁場分量而輸出負(fù)差分輸出信號(hào)VYl, VY2,而且響應(yīng)于正或負(fù)X軸方向上的環(huán)境磁場分量而輸出減小的或基本為零的差分輸出信號(hào)VY1，VY2。類似地，X軸傳感器單元24可響應(yīng)于正X軸方向上的環(huán)境磁場分量而輸出正差分輸出信號(hào)VXl, VX2,響應(yīng)于負(fù)X軸方向上的環(huán)境磁場分量而輸出負(fù)差分輸出信號(hào)VXl, VX2,而且響應(yīng)于正或負(fù)y軸方向上的環(huán)境磁場分量而輸出減小的或基本為零的差分輸出信號(hào)VX1，VX2。
[0047]X軸及y軸傳感器單元24，28可通過不同方案分別提供對(duì)x軸及y軸磁場分量的主敏感度。首先，可考慮y軸傳感器單元28的操作。y軸傳感器單元28可通過使得總各向異性場Ht的磁阻帶36沿著X軸對(duì)齊并使得其螺旋條狀縱軸104以角度(例如45° )對(duì)齊至X軸和I軸，提供對(duì)I軸環(huán)境場分量的主敏感度。在靜態(tài)狀態(tài)下，磁化方向可通過X軸方向上的總各向異性場Ht保持平行于總各向異性軸。Y軸環(huán)境場分量可改變相對(duì)于電流方向的磁化方向，因此影響了磁阻特性并提供了輸出信號(hào)VY1，VY2，這是因?yàn)樗鼈儚腦軸方向旋轉(zhuǎn)磁化，其中其已經(jīng)被總各向異性場Ht保持在靜態(tài)狀態(tài)，朝向I軸環(huán)境場矢量方向。該還防止X軸環(huán)境場分量具有對(duì)磁化方向、磁阻特性和/或輸出信號(hào)VY1，VY2的任意影響，因?yàn)樗鼈儍H僅強(qiáng)化了已經(jīng) 保持與X軸平行的磁化方向的X軸總各向異性場Ht。
[0048]為了圖示，圖5A-5C描繪了具有與X軸成45°角的螺旋條狀100的y軸傳感器單元28的示例磁阻帶36的示例的電流和磁場矢量。在圖5A中，在靜態(tài)狀態(tài)(即，不存在環(huán)境磁場)下，由于螺旋條狀100與X軸的對(duì)齊而產(chǎn)生的電流I的方向也是與X軸成45°角，盡管垂直于螺旋條狀縱軸104，而且磁阻帶36中的磁化M可被示出為具有與帶的總各向異性Ht相同的方向，即X軸方向。由于磁阻器的電阻可能在電流沿平行于材料中存在的磁化的方向流動(dòng)的情況下的最大值至電流沿垂直于磁化的方向上流動(dòng)的情況下的最小值之間變化，圖5A的靜態(tài)狀態(tài)可表不處于其中值的磁阻器的電阻率。在圖5B,如果環(huán)境磁場Ha存在于負(fù)I軸方向，磁阻帶36中的磁化M可沿矢量方向移動(dòng)至更靠近電流方向I，因此增大電阻。在圖5C,如果環(huán)境磁場Ha存在于正y軸方向，磁阻帶36中的磁化M可沿矢量方向遠(yuǎn)離電流方向I移動(dòng)，因此減小電阻。
[0049]類似矢量模型可表示y軸傳感器單元28的其它磁阻器，其中不同螺旋條狀定向的磁阻器(其在電阻器橋電路結(jié)構(gòu)可得到具有對(duì)應(yīng)于上述磁場分量極性的極性的差分輸出信號(hào)VYl, VY2)之間的極性變化。注意，對(duì)于y軸傳感器28, x軸方向上的環(huán)境場分量將僅僅產(chǎn)生于磁化矢量方向(依然是X軸方向)并且與電流方向成相同矢量角度。因此，y軸傳感器28可以在X軸方向上對(duì)環(huán)境場分量相對(duì)更敏感。[0050]接下來，考慮X軸傳感器單元24的操作。X軸傳感器單元24可通過使得其磁阻帶36的總各向異性Ht以及其螺旋條狀100的縱軸60都以兩個(gè)不同角度對(duì)齊至X軸和y軸，來提供對(duì)X軸環(huán)境場分量的主敏感度。該可導(dǎo)致X軸及I軸環(huán)境場分量都相對(duì)于電流方向改變磁化矢量方向，因此影響了磁阻特性。然而，可在電阻器橋電路中選擇并配置不同角度以累積X軸環(huán)境場分量的影響，但是抵消I軸環(huán)境場分量的影響，從而響應(yīng)于X軸環(huán)境場分量提供非零輸出信號(hào)VX1，VX2，但是響應(yīng)于任意y軸環(huán)境場分量而提供實(shí)質(zhì)減小或?yàn)榱愕妮敵鲂盘?hào)VX1，VX2。
[0051]圖6A-6E描繪了 X軸傳感器單元24的示例磁阻帶的示例的電流和磁場矢量，該示例磁阻帶與X軸成30°并具有磁阻帶36的縱軸60成45°的螺旋條狀100。在圖6A，在靜態(tài)狀態(tài)(即，不存在環(huán)境磁場)，由于螺旋條狀100的對(duì)齊產(chǎn)生的電流I的方向可能與X軸大約成-15°，而且磁阻帶36中的磁化M可以與X軸成大約25° (即，稍小于30°的形狀各向異性角度的角度)對(duì)齊至帶36的總各向異性Ht。圖6A中的靜態(tài)狀態(tài)可表示電阻率，其也是敏感度范圍的中間值，雖然比I軸傳感器單元28的靜態(tài)狀態(tài)更靠近電阻率范圍的上端。在圖6B，如果環(huán)境磁場Ha存在于正X軸方向，磁阻帶中的磁化M可沿矢量方向移動(dòng)以更靠近電流方向，因此增大電阻。在圖6C，如果環(huán)境磁場Ha存在于負(fù)X軸方向，磁阻帶36中的磁化M可沿矢量方向以更遠(yuǎn)離電流方向I，因此減小電阻。
[0052]該操作可存在于X軸傳感器單元24的其它磁阻器中，其中存在不同螺旋條狀定向的磁阻器之間的極性變化，以及對(duì)于I軸環(huán)境場分量，第一和第二磁阻帶子組76，80 (其在耦接電阻器橋電路結(jié)構(gòu)時(shí)可得到具有與磁場分量極性相對(duì)于的極性的差分輸出信號(hào)VX1，VX2，如上所述)對(duì)X軸的兩個(gè)不同定向產(chǎn)生的另一極性變化。
[0053]注意，不同于y軸傳感器單元28中的X軸環(huán)境場，在x軸傳感器單元24中，y軸方向上的環(huán)境場分量將導(dǎo)致移動(dòng)以更靠近或更遠(yuǎn)離電流方向的磁化方向，因此，X軸傳感器單元24的各個(gè)磁阻帶或磁阻器還可對(duì)y軸方向上的環(huán)境場分量敏感。在圖6D，如果環(huán)境磁場Ha存在于負(fù)I軸方向，磁阻帶36中的磁化M可沿矢量方向移動(dòng)以更靠近電流方向I，因此增大電阻。在圖6E，如果環(huán)境磁場Ha存在于正y軸方向，磁化M可沿矢量方向以更遠(yuǎn)離電流方向I,因此減小電阻。
[0054]然而，第一和第二磁阻帶子組76，80兩者的存在(它們的縱軸60對(duì)技術(shù)各向異性軸72的不同定向、以及電阻器橋中的磁阻器的連接)實(shí)際上抵消了 y軸環(huán)境場分量對(duì)X軸傳感器單元24的輸出VXl，VX2的影響。這可提供X軸傳感器單元24，其在y軸方向上對(duì)環(huán)境場分量相對(duì)更敏感。即，如果具有對(duì)技術(shù)各向異性軸72的第一定向的磁阻帶76的第一子組的磁阻器(例如，第一磁阻器RXla)可由圖6A-6E的矢量模型表不,具有對(duì)技術(shù)各向異性軸72的第二定向的磁阻帶80的第二子組(例如，第三磁阻器RX3a)由圖7A-7E中描述的示例矢量模型表示。在圖7A，在靜態(tài)狀態(tài)下，占主導(dǎo)地位的電流方向I可反過來處于以與帶76，80的第一和第二子組的縱軸60的相對(duì)于技術(shù)各向異性軸72的角度84，88之和大致相等的角度選擇的方向，例如大約60°，相對(duì)于圖6A-6E。在圖7B-7C描繪的帶76的第一子組的電流方向I，正負(fù)X軸方向上的環(huán)境磁場Ha可分別對(duì)磁化M產(chǎn)生相反的改變，因此對(duì)于如圖6B-6C所示的第一子組76的磁阻帶在磁阻特性中產(chǎn)生相反的改變。然而，在圖7D-7E,負(fù)正y軸方向上的環(huán)境磁場Ha可分別對(duì)磁化M產(chǎn)生相同改變，因此對(duì)于圖6D-6E所示的第一子組76的磁阻帶對(duì)磁化M產(chǎn)生相同改變。[0055]當(dāng)并入圖4所示的X軸傳感器單元24的電阻器橋時(shí)，軸環(huán)境磁場分量對(duì)第一和第二磁阻帶子組76，80和相應(yīng)磁阻器的影響被彼此累加以響應(yīng)于X軸環(huán)境場分量產(chǎn)生非零輸出信號(hào)VX1，VX2，但是彼此相減，因此基本上抵消而響應(yīng)于y軸環(huán)境場分量產(chǎn)生減小的或基本為零的輸出信號(hào)VX1，VX2。
[0056]雖然圖2描繪了 y軸傳感器單元28的磁阻帶36和x軸傳感器單元24的第一和第二子組76，80之間的空間關(guān)系的示例實(shí)施例，其它實(shí)施例可具有這些磁阻帶36之間的不同空間關(guān)系并仍實(shí)現(xiàn)磁阻帶36的縱軸60和技術(shù)各向異性軸72之間的上述關(guān)系。S卩，其它實(shí)施例可具有與圖2不同的y軸傳感器單元28的磁阻帶36與x軸傳感器單元24的第一和第二子組76，80之間的不同空間關(guān)系，并仍使得I軸傳感器單元28包括具有僅僅與技術(shù)各向異性軸72平行的有縱軸60的磁阻帶36，X軸傳感器單元76的第一子組76僅僅包括具有以正預(yù)定角度84對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸72的縱軸60的帶36，而且第二子組80僅僅包括具有以第二預(yù)定角度88對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸72的帶36，其中第二角度88具有與第一角度84相同的幅值但是相關(guān)的極性。例如，第一和第二子組76，80可俯視看來彼此左對(duì)齊或右對(duì)齊，而不是圖2的俯視看來彼此垂直對(duì)齊。此外，第一和第二子組76，80可在空間上俯視看來與I軸傳感器單元28的磁阻帶36水平或垂直對(duì)齊，或者其任意組合。
[0057]還可通過使得X軸傳感器單元24的電阻器橋的每個(gè)磁阻器內(nèi)包含對(duì)技術(shù)各向異性軸72的不同縱軸定向的來自磁阻帶76，80的兩個(gè)子組中的每一個(gè)的磁阻帶36 (而不是每個(gè)磁阻器僅僅具有帶76，80的任一子組的磁阻帶，如圖2和3的實(shí)施例所示)，來實(shí)現(xiàn)X軸傳感器單元24的主敏感度。圖8描繪了雙軸AMR傳感器20的x軸及y軸傳感器單元24，28的實(shí)施例24c，28c，其采用x軸傳感器單元24的第一和第二磁阻帶子組76，80的該替換分布的實(shí)施例76c，80c。在圖8，如圖2和3的實(shí)施例一樣，技術(shù)各向異性軸72被示出為水平方向，y軸傳感器單元28可僅僅包括具有與技術(shù)各向異性軸72平行對(duì)齊的縱軸60的磁阻帶36 (形成四個(gè)磁阻器RYlc，RY2c, RY3c, RY4c)。x軸傳感器單元24可包括兩個(gè)磁阻帶子組76，80，第一子組76的縱軸60以第一預(yù)定角度84對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸72，第二子組80的縱軸60以第二預(yù)定角度88對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸72，第二預(yù)定角度88具有相對(duì)于技術(shù)各向異性軸72的與第一子組76的預(yù)定角度84相同的幅度但是相反旋轉(zhuǎn)極性。
[0058]然而，不同于圖2和3，X軸傳感器單元24的電阻器橋的每個(gè)磁阻器可包括來自不同地對(duì)齊的帶76，80的第一和第二子組兩者的磁阻帶36。在一個(gè)實(shí)施例中，X軸傳感器單元24的電阻器橋的每個(gè)磁阻器可包括來自不同地對(duì)齊的帶76，80的第一和第二子組兩者的等數(shù)量的磁阻帶36。具體地，在圖8，第一磁阻器RXlc可包括來自帶76的第一子組的具有以第一角度84對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸72的縱軸的第一帶的一系列組合，其通過互連連接至來自帶80的第二子組的具有以第二角度88對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸72的縱軸60的第二帶，其通過互連連接至來自帶80的第二子組的第三帶,而且通過互連連接至來自帶76的第一子組的第四帶。X軸傳感器單元24的第二、第三和第四磁阻器RX2c，RX3c, RX4c還可類似地包括來自帶76，80的第一和第二子組的交替的磁阻帶36的一系列組合。
[0059]圖9是僅僅在圖8中所示的X和y軸傳感器單元24c，28c的磁阻材料的層俯視圖。如上述其它實(shí)施例一樣，各向異性磁阻材料的帶36可以是從俯視圖看到的基本上矩形或基本上細(xì)長的帶，其具有沿縱軸60的長度56以及沿與縱軸60垂直的橫軸68的寬度，長度56的尺寸大于寬度64的尺寸；包括一個(gè)或多個(gè)方形、圓形角部、或點(diǎn)端；而且可利用僅僅具有單個(gè)技術(shù)各向異性軸的磁阻材料的僅僅單個(gè)層或單個(gè)層組。
[0060]圖8的X軸及y軸傳感器單元實(shí)施例24c，28c還可每個(gè)都形成電阻器橋電路，其可接收電源VP和接地輸入GND并提供分別表示感測到的環(huán)境磁場X和y軸分量的差分輸出信號(hào)VX1，VX2，VY1，VY2。圖8的x軸及y軸傳感器單元24c，28c還可由圖4所示的等效電路表示，其中圖8的第一，第二，第三和第四X軸傳感器單元磁阻器實(shí)施例RXlc_RX4c由圖4的第一，第二，第三和第四X軸電路電阻器RX1-RX4表示，而且圖8的第一，第二，第三和第四y軸傳感器單元磁阻器實(shí)施例RYlc-RY4c由圖4的第一，第二，第三和第四y軸電路電阻器RY1-RY4表示。
[0061]在操作中，按照與圖2和3的y軸傳感器單元28的實(shí)施例28a —樣的方式，圖8和9的y軸傳感器單元28的實(shí)施例28c可響應(yīng)于y軸及x軸環(huán)境場來響應(yīng)于y軸場分量產(chǎn)生對(duì)I軸環(huán)境場分量的非零輸出信號(hào)VYl，VY2形式的主敏感度，以及響應(yīng)于X軸分量產(chǎn)生減小的或者基本為零的輸出信號(hào)VY1，VY2，因?yàn)閳D8和9中的y軸傳感器單元28c的磁阻器具有與圖2和3的實(shí)施例28a相同的相關(guān)幾何關(guān)系和電互連。
[0062]相反，在操作中，圖8和9的X軸傳感器單元24的實(shí)施例24c對(duì)y軸及x軸環(huán)境場分量的反應(yīng)(以產(chǎn)生響應(yīng)于X軸場分量的非零輸出信號(hào)VX1，VX2形式的對(duì)X軸環(huán)境場分量的主敏感度以及響應(yīng)于y軸分量的減小的或者基本為零的輸出信號(hào)VX1，VX2)可被建模成稍微不同于圖2和3的X軸傳感器單元24的實(shí)施例24a描述的那樣，雖然這可利用類似的矢量場減法和加法原理來予以解釋。具體地，由于X軸傳感器單元24c的每個(gè)磁阻器可包括帶76，80的第一和第二子組的相等數(shù)量的磁阻器帶，每個(gè)磁阻器具有以第一方式響應(yīng)于I軸環(huán)境分量的第一數(shù)量的帶36 (例如，如圖6A-6E所示)、以及以第二方式響應(yīng)于y軸環(huán)境分量的第二相等數(shù)量的帶36 (例如，如圖7A-7E所示)，從而抵消掉y軸環(huán)境場分量對(duì)X軸傳感器單元24c的每個(gè)磁阻器的總電阻的影響而且提供對(duì)y軸環(huán)境場分量的實(shí)質(zhì)降低或?yàn)榱愕拿舾卸群洼敵鲂盘?hào)及響應(yīng)。然而，縱軸60與X軸傳感器單元24c的每個(gè)磁阻器的每個(gè)帶36的螺旋條狀100的對(duì)齊可導(dǎo)致X軸環(huán)境場分量的影響增大，并產(chǎn)生主敏感度和非零輸出信號(hào)VXl，VX2以及對(duì)X軸環(huán)境場分量的響應(yīng)。
[0063]如參考圖2描述的那樣，修改圖8中的X軸及y軸傳感器單元24c，28c內(nèi)的針對(duì)磁阻器的螺旋條狀帶100的定向，可再次被配置成對(duì)應(yīng)于這些傳感器單元24c，28c的電阻器橋內(nèi)的相應(yīng)磁阻器位置和操作。I軸傳感器單元28c可包括螺旋條狀帶100，其縱軸104相對(duì)于相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60沿兩個(gè)不同方向定向。第一磁阻器組可具有以第一角度定向至相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60的螺旋條狀帶100、以及第二磁阻器組可具有以第二角度定向至相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60的螺旋條狀帶100。在圖8，第一磁阻器組可包括第一和第二磁阻器RYlc，RY2c，而且第二磁阻器組可包括第三和第四電阻器RY3c，RY4c。x軸傳感器單元24的磁阻帶76c，80c的第一和第二磁阻帶子組76c，80c還可每個(gè)包括螺旋條狀帶100，其縱軸104相對(duì)于相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60沿兩個(gè)不同方向定向。然而，在圖8，不同于圖2，每個(gè)磁阻器可具有來自這些子組76，80c的每個(gè)的螺旋條狀帶100，因此每個(gè)磁阻器可包括以第一角度定向至第一子組76c的相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60的螺旋條狀帶100以及以第二角度定向至第二子組80c的相應(yīng)磁阻帶36的縱軸60的螺旋條狀帶100。
[0064]注意，如下文將詳細(xì)討論的那樣，在該實(shí)施例，與圖8中的X軸及y軸傳感器單元28c，24c的左邊一半的磁阻器(B卩，y軸傳感器單元28c的第一和第四磁阻器RYlc，RY4c以及X軸傳感器單元24c的磁阻器RX1C-RX4C的磁阻帶76c的第一子組)相對(duì)應(yīng)的磁化的靜態(tài)方向可被設(shè)置在相對(duì)于與X軸及y軸傳感器單元的右邊一半對(duì)應(yīng)的這些磁阻器(即，y軸傳感器單元28c的第二和第三磁阻器RY2c，RY3c以及x軸傳感器單元24c的磁阻器RXlc-RX4c的第二磁阻帶子組80c)的相反的方向上。
[0065]磁阻帶76c，80c的第一和第二子組的分布的形狀和相對(duì)于圖8和9所示的x軸傳感器單元24c的替換實(shí)施例的每個(gè)磁阻器的相對(duì)布局可變化并仍產(chǎn)生X軸傳感器單元24的操作，其中I軸環(huán)境場分量的效果被抵消但是X軸環(huán)境場分量的效果增加以根據(jù)X軸環(huán)境場分量產(chǎn)生主敏感度和輸出信號(hào)VX1，VX2。圖10描繪了磁阻材料的布局的另一實(shí)施例，形成了磁阻器RXld-RX4d的第一和第二磁阻帶子組76d，80d，其中每個(gè)帶36的相對(duì)位置變得沿X軸方向更靠近另一個(gè)，以產(chǎn)生更小的總集成電路占用面積，因此成本減小。
[0066]第一和第二磁阻帶子組76，80還可由磁阻材料的連續(xù)的混合部分形成，而且仍保持X軸傳感器單元的相同特征操作以根據(jù)X軸環(huán)境場分量產(chǎn)生主敏感度和輸出信號(hào)。圖11描繪了磁阻材料的布局的實(shí)施例，形成了多個(gè)混合磁阻帶36e，每個(gè)混合帶具有表示來自第一帶子組76e的帶的帶部分124以及表示來自第二帶子組80e的帶的帶部分128。圖12描繪了磁阻材料的布局的另一實(shí)施例，形成了多個(gè)混合磁阻帶36f，每個(gè)混合帶36f具有表示來自第一帶子組76f的帶的帶部分132以及表示來自第二帶子組80f的帶的帶部分136。在圖11和12中，磁阻器RXle-RX4e，RXlf-RX4f可包括混合磁阻帶的一部分頂部的導(dǎo)電層，其連接表示來自第一和第二帶子組帶76，80的帶的部分124，128，132，136。
[0067]X軸及y軸傳感器單元24，28的電阻器橋在不同實(shí)施例可包括不同數(shù)量的電阻器。例如，X軸傳感器單元24可包括兩個(gè)磁阻帶子組76，80，它們被組織成八電阻器橋，而不是四電阻器橋。圖13和14描繪了 X軸傳感器單元24的實(shí)施例的磁阻材料的實(shí)施例，其被配置成形成八電阻器電路橋。在圖13，第一，第二，第三和第四磁阻器RXlg-Rx4g可由在空間上分組在一起的具有對(duì)技術(shù)各向異性軸72的第一定向的第一磁阻帶子組76g形成，以及第五，第六，第七和第八磁阻器RX5g-RX8g可由同樣在空間上分組在一起的具有對(duì)技術(shù)各向異性軸72的第二定向的第二磁阻帶子組80g形成。在圖14，第一，第二，第三和第四磁阻器RXlh-RX4h可再次由具有對(duì)技術(shù)各向異性軸72的第一定向的第一磁阻帶子組76h形成，雖然在該實(shí)施例中第一和第二磁阻器RXlh，RX2h可與第三和第四磁阻器RX3h，RX4h分開地成組。類似地，第五，第六，第七和第八磁阻器RX5h-RX8h可再次由具有對(duì)技術(shù)各向異性軸72的第二定向的第二磁阻器子組80h形成，其中第五和第六磁阻器RX5h，RX6h與磁阻器RX7h，RX8h分開地成組。
[0068]導(dǎo)電互連可被形成在圖13和14所示的磁阻材料的實(shí)施例頂部或下方，以便通過各個(gè)單個(gè)磁阻器的磁阻帶36之間形成導(dǎo)電互連(以形成連續(xù)的磁阻帶36的一串連接)、各個(gè)單獨(dú)的磁阻器之間的導(dǎo)電互連(以形成電阻器橋)以及導(dǎo)電層部分(以形成螺旋條狀100)，從而形成7軸傳感器單元的八電阻器橋。圖15描繪了示意電路圖，其示出了通過使圖13和14的磁阻層布局實(shí)施例導(dǎo)電互連而形成的等效電路。在圖15，圖13和14的磁阻器RXlg-RX8g，RXlh-RX8h的布局實(shí)施例可由相應(yīng)電路電阻器RXli_RX8i表示。圖13-15的八電阻器電路橋基本上可根據(jù)前面已經(jīng)描述過的原理進(jìn)行操作，其中來自第一和第二磁阻帶子組76，80的各個(gè)帶36具有對(duì)X軸及y軸環(huán)境場分量的敏感度，但是第一和第二帶子組76，80在電阻器橋中的不同定向及其配置導(dǎo)致y軸效果彼此抵消而X軸效果累加，導(dǎo)致X軸傳感器單元24對(duì)X軸環(huán)境場分量的主敏感度以及對(duì)I軸環(huán)境場分量的減小的或基本為零的敏感度。
[0069]雙軸AMR傳感器20可包括導(dǎo)電線圈32 (也稱為“翻轉(zhuǎn)線圈”32)以在x軸及y軸傳感器單元24，28的磁阻器中感應(yīng)出選定磁場。圖16描繪了導(dǎo)電線圈32a的示例實(shí)施例，其形狀適用于具有與圖2和3類似的布局的實(shí)施例。導(dǎo)電線圈32可包括在第一線圈終端和第二線圈終端之間電連接的導(dǎo)電材料140的連續(xù)路徑，其在重復(fù)回路中空間傳遞以使得多個(gè)筆直導(dǎo)體部分144被形成在X軸及y軸傳感器單元24，28的磁阻帶36及相關(guān)螺旋條狀100和其它導(dǎo)電互連的上方或下方。在圖16，出于清楚及簡化說明的目的，y軸傳感器單元28a和X軸傳感器單元24的磁阻帶子組76a，80a在簡化示意形式下以虛線示出，其中粗略地示出了相對(duì)于反轉(zhuǎn)線圈32a的空間布局的X軸及y軸傳感器單元外圍和磁阻帶縱軸60。如圖6所示，形成在磁阻帶上方或下方的多個(gè)筆直導(dǎo)體部分144可被形成為使得流經(jīng)這些部分的電流在垂直于磁阻帶36的縱軸60的方向行進(jìn)。該可由具有垂直于磁阻帶36的縱軸60的縱軸的多個(gè)筆直導(dǎo)體部分144本身實(shí)現(xiàn)。翻轉(zhuǎn)線圈32可由導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層形成。
[0070]在操作中，第一和第二控制信號(hào)VCl，VC2可被有選擇地傳遞至導(dǎo)電線圈32的終端以使得電流流經(jīng)線圈32。由于流經(jīng)導(dǎo)體的電流的磁性特性，磁阻帶36上方或下方的多個(gè)導(dǎo)體部分144可在與磁阻帶36大致一致的空間區(qū)域中根據(jù)選擇性控制的電流創(chuàng)建相應(yīng)磁場?？舍槍?duì)各種目的產(chǎn)生該磁場。磁阻器的所得到的總各向異性場Hk，Hs，Ht的技術(shù)形狀很自然地具有與各自的各向異性軸平行的兩個(gè)不同相反矢量方向之一的形式。在靜態(tài)狀態(tài)下，各個(gè)帶36的磁化M可自己對(duì)齊在與各個(gè)帶36的總各向異性場Ht的方向相同的方向上。第一和第二控制信號(hào)VC1，VC2可被選擇成產(chǎn)生來自翻轉(zhuǎn)線圈32的磁場以進(jìn)行設(shè)置或重置，即在這些技術(shù)形狀和所得到的總各向異性場Hk，Hs, Ht的兩個(gè)不同相反矢量方向之間“反轉(zhuǎn)”。第一和第二控制信號(hào)VC1，VC2還可被選擇成產(chǎn)生來自導(dǎo)電線圈32的磁場以調(diào)制或修改或組合由AMR傳感器20感測到的環(huán)境磁場，由此例如產(chǎn)生具有已經(jīng)被調(diào)制或修改的形式的輸出信號(hào)。
[0071]導(dǎo)電線圈32可采取對(duì)應(yīng)于此處描述的磁阻帶布局的各種實(shí)施例的各種形狀。圖17描繪了導(dǎo)電線圈32b的實(shí)施例，其形狀適用于具有與圖8-12類似的磁阻器布局的實(shí)施例。同樣，出于清楚和便于說明的目的，X軸及y軸傳感器單元24c，28c及其相應(yīng)磁阻帶36的實(shí)施例被以虛線示出成簡化形式，其粗略地示出了相對(duì)于翻轉(zhuǎn)線圈32b的空間布局的X軸及y軸傳感器單元外圍和磁阻帶縱軸60。注意，圖17的實(shí)施例產(chǎn)生的線圈電流可用來在針對(duì)與圖8所示的實(shí)施例中的線圈的右邊一般相對(duì)應(yīng)的磁阻器相比而言的與線圈的左邊一半相對(duì)應(yīng)的這些磁阻器的相反方向上設(shè)置磁化的靜態(tài)方向。即，圖17的在一個(gè)實(shí)施例中翻轉(zhuǎn)線圈32b可沿負(fù)X軸為y軸傳感器單元28c的第一和第四磁阻器RYlc，RY4c設(shè)置圖8的實(shí)施例中的磁化的靜態(tài)方向，大致針對(duì)X軸傳感器單元24c的磁阻器RXlc-RX4c的朝著沿第一磁阻帶子組76c的縱向X軸60的左邊(或靠近該軸，給定上述形狀和總各向異性軸之間的變化)，沿著y軸傳感器單元28c的第二和第三磁阻器RY2c，RY3c的正x軸，并大致針對(duì)X軸傳感器單元24c的磁阻器RXlc-RX4c朝著沿第二磁阻帶子組80c的縱向x軸60的右邊(或靠近該軸，給定上述形狀和總各向異性軸之間的變化)。在實(shí)施例中，這些靜態(tài)方向還可全部反過來。[0072]導(dǎo)電線圈32的形狀還可被配置成具有減小的布局面積，因此具有減小的雙軸AMR集成電路芯片面積和成本。圖18描繪了導(dǎo)電線圈32c的實(shí)施例，其同樣被設(shè)計(jì)形狀以用于具有類似于圖8-12的磁阻器布局的實(shí)施例，其中通過在X軸傳感器單元24c的磁阻帶36下提供多個(gè)直導(dǎo)體部分148以使得這些部分148傳導(dǎo)的電流以其相關(guān)縱軸被定向成小于90°或小于垂直于X軸傳感器單元磁阻帶36的縱軸60，可以減小線圈布局面積。雖然這些線圈部分148的“翻轉(zhuǎn)”有效性相對(duì)于垂直對(duì)齊的線圈部分144可能降低，這對(duì)減少的線圈布局面積的芯片面積和成本節(jié)省是可接受的折中。
[0073]雙軸AMR傳感器20還可包括多個(gè)導(dǎo)電線圈32。多個(gè)線圈32可要么單獨(dú)由不同組的控制信號(hào)控制，要么被布置成電學(xué)并聯(lián)或串聯(lián)并由單組控制信號(hào)控制。圖19-20描繪了意義域AMR傳感器20的實(shí)施例的兩組導(dǎo)電線圈32d-e，32f-g的實(shí)施例，線圈組的形狀所用的實(shí)施例的I軸傳感器單元磁阻器布局類似于圖2-3，而且X軸傳感器單元磁阻器布局類似于圖14。AMR傳感器20的實(shí)施例的多個(gè)導(dǎo)電線圈32可要么包括用于產(chǎn)生僅僅用于X軸傳I軸傳感器單元28x軸傳感器單元24的磁場單個(gè)線圈32 (如圖20所示)，要么可包括用于產(chǎn)生用于X軸及I軸傳感器單元24，28的磁場的一個(gè)或多個(gè)線圈32或其部分(如圖19所示)O
[0074]雙軸AMR傳感器20還可包括補(bǔ)償線圈。補(bǔ)償線圈可被用來在帶36的區(qū)域中產(chǎn)生補(bǔ)償磁場，其可補(bǔ)償測得的環(huán)境場以產(chǎn)生其中帶將實(shí)際上經(jīng)歷基本為零的磁場的狀態(tài)。將被饋入該補(bǔ)償線圈的電流量，因此由此產(chǎn)生的補(bǔ)償場的幅值和極性，可由負(fù)反饋系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)包括放大器。用于該反饋系統(tǒng)的輸入可以是橋輸出電壓VX1，VX2，VY1，VY2。包括雙軸AMR傳感器20的該實(shí)施例的系統(tǒng)的輸出可以是饋入補(bǔ)償線圈的電流。補(bǔ)償線圈可以按照與翻轉(zhuǎn)線圈32相同的方式形成，但是可形成在不同導(dǎo)電層中。因此，雙軸AMR傳感器20可包括至少一個(gè)翻轉(zhuǎn)線圈32 (根據(jù)任意上述實(shí)施例)以及至少一個(gè)補(bǔ)償線圈(也根據(jù)翻轉(zhuǎn)線圈的任意上述實(shí)施例形成)。在具有翻轉(zhuǎn)線圈32和補(bǔ)償線圈兩者的實(shí)施例中，補(bǔ)償線圈可被實(shí)現(xiàn)為產(chǎn)生垂直于帶36的縱軸60的補(bǔ)償場(因此也垂直于翻轉(zhuǎn)線圈場)。因此，由于補(bǔ)償線圈的幾何形狀和定向而產(chǎn)生的補(bǔ)償線圈的電流線可垂直于翻轉(zhuǎn)線圈32的電流線。
[0075]雙軸AMR傳感器20還可包括或用于輸出處理電路以進(jìn)一步處理差分輸出電壓VXl, VX2，VYl，VY2，從而得到調(diào)節(jié)的輸出電壓。輸出處理電路可包括一個(gè)或多個(gè)差分放大器以從X軸及y軸傳感器單元24，28接收差分輸出電壓VX1，VX2，VYl，VY2并產(chǎn)生在參考電壓附近偏置的單端的放大的輸出信號(hào)。圖21是示意電路圖，描繪了輸出處理電路152的示例實(shí)施例。在圖21中，輸出處理電路152可包括第一放大器AY以接收差分y軸輸出VY1，VY2和第一參考電壓VREF1，并產(chǎn)生單端輸出信號(hào)V0Y，其值參考接地而等于以預(yù)定放大系數(shù)Al放大的差分輸出VYl, VY2的幅值并加上第一參考電壓VREF1，或VOY =Al (VYl -VY2)+VREFl。類似地，輸出處理電路152還可包括第二放大器AX以接收差分x軸輸出VXl，VX2和第二參考電壓VREF2，并產(chǎn)生單端輸出信號(hào)V0X，其值參考接地而等于以預(yù)定放大系數(shù)A2放大的差分輸出VX1，VX2的幅值并加上第二參考電壓VREF2，或VOX =A2(VX1 - VX2)+VREF2。輸出處理電路152的其它實(shí)施例也是可行的，例如這樣的實(shí)施例，其產(chǎn)生作為差分傳感器單元輸出和接收的參考電壓的各種函數(shù)(例如，差分傳感器單元輸出和參考電壓的，例如加法、乘法、積分的數(shù)學(xué)運(yùn)算的函數(shù))的單端或差分輸出信號(hào)。輸出處理電路152可包括作為同一集成電路的一部分，即處于相同集成電路襯底上，作為雙軸AMR傳感器20，作為電連接至雙軸AMR傳感器20的分開的不同集成的或其它電路。
[0076]雙軸AMR傳感器20的其它實(shí)施例也是可行的。在實(shí)施例中，通過改變x軸及y軸傳感器單元24，28的電阻器橋的電路互連、具體導(dǎo)電引線至輸出終端的分配、螺旋條狀帶角度108，112，116，120至具體磁阻器的分配等，差分輸出信號(hào)VXl，VX2，VYl，VY2的極性、以及該極性與感測到的環(huán)境磁場分量的極性的對(duì)應(yīng)關(guān)系可反過來或改變。此處對(duì)具體元件(例如磁阻器或電路電阻器)的標(biāo)記，例如“第一”、“第二”、“第三”等，是任意的而且是僅僅為了便于討論，對(duì)這些元件進(jìn)行其它數(shù)字或標(biāo)號(hào)的分配也是可以的。雖然此處討論的磁阻器的實(shí)施例有利地具有串聯(lián)的各種的多個(gè)磁阻帶36，但是用于X軸及y軸傳感器單元24，28中的磁阻器的其它實(shí)施例可總體上包括一個(gè)或多個(gè)磁阻帶36，在多個(gè)的情況下進(jìn)行串聯(lián)。雖然X軸及y軸傳感器單元24，28在此被描述為接收了電源電壓VP和接地GND以便為其電阻器橋供電，但是X軸及I軸傳感器單元24，28可接收其它電壓以便為這些電阻器橋供電，例如正負(fù)預(yù)定或選定電壓(例如，正負(fù)電源電壓)、正預(yù)定或選定電壓(例如，正電源電壓)及接地，或接地及負(fù)的預(yù)定或選定電壓(例如，負(fù)電源電壓)。而且，雖然此處描述的X軸及I軸傳感器單元24，28的實(shí)施例產(chǎn)生了差分輸出信號(hào)VXl，VX2，VYl，VY2，但是在實(shí)施例中X軸及I軸傳感器單元24，28可產(chǎn)生單端輸出信號(hào)。此外，雖然在此及在附圖中討論了具體集成電路布局實(shí)施例，但是通過采用不同層材料形狀、路由路徑等，其它集成電路局部也可用來實(shí)現(xiàn)雙軸AMR傳感器20，包括各種在此討論的實(shí)施例。
[0077]而且，雙軸AMR傳感器20的任意實(shí)施例的任意特征可選擇性地用于雙軸AMR傳感器20任意其它實(shí)施例。而且，雙軸AMR傳感器20實(shí)施例可以選擇性地包括分量或特征此處描述的雙軸AMR傳感器20的任意實(shí)施例的任意子組。
【權(quán)利要求】
1.一種傳感器,包括: 第一傳感器單元，其具有包括多個(gè)磁阻器的電阻器橋，每個(gè)磁阻器具有各向異性磁阻材料的至少一個(gè)細(xì)長帶，該至少一個(gè)細(xì)長帶具有與磁阻材料的技術(shù)各向異性軸基本平行的縱軸；以及 第二傳感器單元，其具有包括多個(gè)磁阻器的電阻器橋，該多個(gè)磁阻器具有各向異性磁阻材料的多個(gè)細(xì)長帶，其中第二傳感器單元的多個(gè)帶包括: 具有以第一角度對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸的帶的第一子組，以及 具有以第二角度對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸的帶的第二子組，其中第二角度與第一角度具有基本相同的幅值但是具有相反的極性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中各向異性磁阻材料具有共同的技術(shù)各向異性軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第二傳感器單元的多個(gè)磁阻器中的每個(gè)均包括來自第一子組的至少一個(gè)磁阻帶以及來自第二子組的至少一個(gè)磁阻帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第二傳感器單元的每個(gè)磁阻器包括僅僅來自第一子組或僅僅來自第二子組的磁阻帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第一和第二傳感器單元的各向異性磁阻材料被布置在各向異性磁阻材料的公共層中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第一和第二傳感器單元的各向異性磁阻材料被布置在一個(gè)或多個(gè)各向異性磁阻材料的公共的垂直連續(xù)的層組中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第一和第二傳感器單元形成在公共集成電路襯底上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第一傳感器單元被配置成對(duì)表示I軸環(huán)境磁場分量的第一差分電壓敏感并輸出表不y軸環(huán)境磁場分量的第一差分電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第二傳感器單元被配置成對(duì)表示X軸環(huán)境磁場分量的第二差分電壓敏感并輸出表不X軸環(huán)境磁場分量的第二差分電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，進(jìn)一步包括形成在第一和第二傳感器單元的每個(gè)磁阻器的每個(gè)磁阻帶頂部或下方的螺旋條狀導(dǎo)電帶。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器，其中螺旋條狀導(dǎo)電帶包括具有相對(duì)于相應(yīng)磁阻帶的縱軸的至少兩個(gè)不同空間定向的帶。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第一和第二傳感器單元的電阻器橋是四電阻器橋。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第二傳感器單元的電阻器橋是八電阻器橋。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第一和第二角度的幅度介于30°和40°之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器，其中多個(gè)螺旋條狀導(dǎo)電帶的縱軸以第三角度對(duì)齊至各個(gè)磁阻帶的縱軸，第三角度介于40°和55°之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中第一和第二傳感器單元的每個(gè)磁阻帶基本上是矩形或細(xì)長部分，該矩形或細(xì)長部分的長度對(duì)齊至其縱軸，該矩形或細(xì)長部分的幅度小于所述長度的寬度垂直于縱軸。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，進(jìn)一步包括布置在下述配置中的至少一個(gè)中的導(dǎo)電線圈:第一和第二傳感器單元的磁阻材料上方的層中，或者第一和第二傳感器單元的磁阻材料下方的層中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的傳感器，其中導(dǎo)電線圈包括多個(gè)基本筆直的導(dǎo)體部分，其被配置成傳導(dǎo)基本垂直于上方或下方的縱軸磁阻帶的電流。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的傳感器，其中導(dǎo)電線圈包括多個(gè)基本筆直的導(dǎo)體部分，其被配置成以不垂直于上方或下方的縱軸磁阻帶的角度傳導(dǎo)電流。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中各向異性磁阻材料包括鎳鐵合金(NiFe)。
21.—種傳感器,包括: 第一傳感器單元，其具有包括多個(gè)磁阻器的電阻器橋，每個(gè)磁阻器具有各向異性磁阻材料的至少一個(gè)細(xì)長帶，該至少一個(gè)細(xì)長帶具有與磁阻材料的技術(shù)各向異性軸基本平行的縱軸；以及 第二傳感器單元，其具有包括多個(gè)磁阻器的電阻器橋，該多個(gè)磁阻器具有各向異性磁阻材料的多個(gè)細(xì)長帶，其中多個(gè)磁阻器的每個(gè)包括來自帶的第一和第二子組兩者的帶，其中 帶的第一子組具有以第一角度對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸，以及帶的第二子組具有以第一角度對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸，其中第二角度與第一角度具有基本相同的幅值但是具有相反的極性。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳感器，其中各向異性磁阻材料具有共同的技術(shù)各向異性軸。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳感器，其中第一和第二傳感器單元被形成在公共的集成電路襯底中。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳感器，進(jìn)一步包括形成在第一和第二傳感器單元的每個(gè)磁阻器的每個(gè)磁阻帶頂部或下方的螺旋條狀導(dǎo)電帶。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳感器，其中第一和第二角度的幅度介于30°和40°之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳感器，進(jìn)一步包括布置在下述配置中的至少一個(gè)中的導(dǎo)電線圈:第一和第二傳感器單元的磁阻材料上方的層中，或者第一和第二傳感器單元的磁阻材料下方的層中。
27.—種傳感器,包括: 第一傳感器單元，其具有包括多個(gè)磁阻器的電阻器橋，每個(gè)磁阻器具有各向異性磁阻材料的至少一個(gè)細(xì)長帶，該至少一個(gè)細(xì)長帶具有與磁阻材料的技術(shù)各向異性軸基本平行的縱軸；以及 第二傳感器單元，其具有包括多個(gè)磁阻器的電阻器橋，該多個(gè)磁阻器具有各向異性磁阻材料的多個(gè)細(xì)長帶，其中多個(gè)磁阻器包括: 具有以第一角度對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸的磁阻器的第一子組，以及具有以第二角度對(duì)齊至技術(shù)各向異性軸的縱軸的磁阻器的第二子組，其中第二角度與第一角度具有基本相同的幅值但是具有相反的極性。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的傳感器，其中各向異性磁阻材料具有共同的技術(shù)各向異性軸。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的傳感器，其中第一和第二傳感器單元被形成在公共的集成電路襯底中。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的傳感器，進(jìn)一步包括形成在第一和第二傳感器單元的每個(gè)磁阻器的每個(gè)磁阻帶頂部或下方的螺旋條狀導(dǎo)電帶。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的傳感器，其中第一和第二角度的幅度介于30°和40°之間。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的傳感器，進(jìn)一步包括布置在下述配置中的至少一個(gè)中的導(dǎo)電線圈:第一和第二傳感器單元的磁阻材料上方的層中，或者第一和第二傳感器單元的磁阻材料下方的層中。
【文檔編號(hào)】G01R33/09GK103959080SQ201280058614
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】J·庫比克 申請(qǐng)人:科克大學(xué)學(xué)院, 美國亞德諾半導(dǎo)體公司