專利名稱：一種用于磁傳感器的電橋模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電橋模塊，特別涉及一種用于磁傳感器的電橋模塊。
背景技術(shù)：
如圖1所不，電橋包括四個橋臂即第一橋臂ARM1、第二橋臂ARM2、第三橋臂ARM3和第四橋臂ARM4。為了保證該電橋能夠正常工作，需要第一橋臂ARMl和第三橋臂ARM3的電阻值相等，且第二橋臂ARM2和第四橋臂ARM4的電阻值相等。第一橋臂ARMl和第三橋臂ARM3被定義為該電橋的第一組對應(yīng)橋臂。同理，第二橋臂ARM2和第四橋臂ARM4被定義為該電橋的第二組對應(yīng)橋臂。電橋模塊的應(yīng)用非常廣，很多電子器件中都需要電橋模塊。通常，一個磁傳感器中需要幾個甚至幾十個電橋模塊?，F(xiàn)有技術(shù)中，用于磁傳感器中的電橋模塊很難實(shí)現(xiàn)對應(yīng)橋臂的電阻值相等，導(dǎo)致該電橋模塊的性能降低，甚至導(dǎo)致該電橋模塊無法正常工作。實(shí)際應(yīng)用中，用于磁傳感器中的電橋模塊的每一個橋臂包括串聯(lián)和/或并聯(lián)的多個磁隧道結(jié)(MTJ)元件。對于這種電橋模塊，由于組成電橋的MTJ元件的結(jié)構(gòu)、電路布局以及制造工藝的影響，很難實(shí)現(xiàn)第一橋臂ARMl和第三橋臂ARM3的電阻值相等且第二橋臂ARM2和第四橋臂ARM4的電阻值相等，從而經(jīng)常導(dǎo)致該電橋的性能降低甚至無法正常工作，進(jìn)而導(dǎo)致磁傳感器無法正常工作。
·[0004]因此，需要一種用于磁傳感器的電橋模塊，該電橋模塊能夠較容易地實(shí)現(xiàn)對應(yīng)橋臂的電阻值相等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于磁傳感器的電橋模塊。本實(shí)用新型提供的用于磁傳感器的電橋模塊包括四個橋臂和多個焊盤，每個橋臂包括串聯(lián)的2N(N=1，2，3，4，5……)個MTJ元件組，該電橋模塊具有多層膜結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于基片上的形成多個下導(dǎo)電層的第一導(dǎo)電層，所述下導(dǎo)電層上設(shè)有形成所述MTJ元件組的MTJ元件層，所述下導(dǎo)電層上還設(shè)有形成所述多個焊盤的第二導(dǎo)電層，所述MTJ元件層上設(shè)有形成多個上導(dǎo)電層的第三導(dǎo)電層；所述電橋模塊的對應(yīng)橋臂的MTJ元件組的位置相鄰。優(yōu)選地，兩組對應(yīng)橋臂的MTJ元件組分別位于所述電橋模塊的兩端；位于所述電橋模塊同一端的一組對應(yīng)橋臂的一個橋臂的MTJ兀件組與另一個橋臂的MTJ兀件組分別——對應(yīng)，且對應(yīng)的MTJ元件組的位置最相鄰。優(yōu)選地，當(dāng)N彡2時，所述電橋模塊的每一個橋臂中MTJ元件組被呈“U”字形的下導(dǎo)電層和呈“一”字形的下導(dǎo)電層交替電連接。優(yōu)選地，所述電橋模塊的每一個MTJ元件組包括兩個串聯(lián)的MTJ元件。優(yōu)選地，所述電橋模塊包含的所有的MTJ元件都相同。優(yōu)選地，所述電橋模塊的所有的MTJ元件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)都相同。優(yōu)選地，所述電橋模塊的所有的MTJ元件的形狀和大小都相同。[0013]優(yōu)選地，所述電橋模塊的每一個MTJ元件呈橢圓形。優(yōu)選地，所述電橋模塊的四個橋臂的電阻值相等。本實(shí)用新型具有如下有益效果與現(xiàn)有技術(shù)的電橋模塊相比，本實(shí)用新型提供的電橋模塊能夠較容易地實(shí)現(xiàn)對應(yīng)橋臂的電阻值相等，非常適于在磁傳感器中應(yīng)用。

圖1為電橋結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的用于磁傳感器的電橋模塊的示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的用于磁傳感器的電橋模塊的IA部分的局部放大示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的用于磁傳感器的電橋模塊的IB部分的局部放大示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的用于磁傳感器的電橋模塊的第一 MTJ元件組131所在位置處的薄膜層狀結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的用于磁傳感器的電橋模塊的示意圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例3提供的用于磁傳感器的電橋模塊的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步的描述。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，電橋模塊包括四個橋臂和多個焊盤，每個橋臂包括串聯(lián)的2N(N=1，2，3，4，5……)個MTJ元件組，該電橋模塊具有多層膜結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于基片(圖中未示出)上的形成多個下導(dǎo)電層的第一導(dǎo)電層，所述下導(dǎo)電層上設(shè)有形成所述MTJ元件組的MTJ元件層，所述下導(dǎo)電層上還設(shè)有形成所述多個焊盤的第二導(dǎo)電層，所述MTJ元件層上設(shè)有形成多個上導(dǎo)電層的第三導(dǎo)電層；所述電橋模塊的對應(yīng)橋臂的MTJ元件組的位置相鄰。所述電橋模塊的兩組對應(yīng)橋臂中的MTJ元件組分別位于所述電橋模塊的兩端；位于所述電橋模塊同一端的一組對應(yīng)橋臂的一個橋臂的MTJ兀件組與另一個橋臂的MTJ兀件組分別一一對應(yīng)，且對應(yīng)的MTJ元件組的位置最相鄰。每一個橋臂中MTJ元件組被呈“U”字形的下導(dǎo)電層和呈“一”字形的下導(dǎo)電層交替電連接。實(shí)施例1實(shí)施例1給出了 N=I時，即每個橋臂包括2個MTJ元件組的用于磁傳感器的電橋模塊，如圖2所示。所述電橋模塊的IA部分的局部放大圖如圖3所示。所述電橋模塊的IB部分的局部放大圖如圖4所示。如圖2、圖3和圖4所示，在本實(shí)施例中，所述電橋模塊采用多層膜結(jié)構(gòu)，所述電橋模塊包括四 個橋臂和例如四個焊盤，每個橋臂包括串聯(lián)的例如
2(N=I)個MTJ元件組。在本實(shí)施例中，所述電橋模塊包括設(shè)于基片(圖中未示出)上的形成第一下導(dǎo)電層121、第二下導(dǎo)電層122、第三下導(dǎo)電層123、第四下導(dǎo)電層124、第五下導(dǎo)電層125、第六下導(dǎo)電層126、第七下導(dǎo)電層127、第八下導(dǎo)電層128和第九下導(dǎo)電層129的第一導(dǎo)電層。所述下導(dǎo)電層上還設(shè)有形成第一 MTJ元件組131、第二 MTJ元件組132、第三MTJ元件組133、第四MTJ元件組134、第五MTJ元件組135、第六MTJ元件組136、第七M(jìn)TJ元件組137和第八MTJ元件組138的MTJ元件層。所述下導(dǎo)電層上還設(shè)有形成第一焊盤111、第二焊盤112、第三焊盤113和第四焊盤114的第二導(dǎo)電層。所述MTJ元件層上設(shè)有形成第一上導(dǎo)電層141、第二上導(dǎo)電層142、第三上導(dǎo)電層143、第四上導(dǎo)電層144、第五上導(dǎo)電層145、第六上導(dǎo)電層146、第七上導(dǎo)電層147和第八上導(dǎo)電層148的第三導(dǎo)電層。所述電橋模塊的每一個MTJ元件組包括兩個串聯(lián)的MTJ元件。在本實(shí)施例中,所述電橋模塊包含的所有的MTJ元件例如都相同。所述電橋模塊的所有的MTJ元件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)都相同。所述電橋模塊的所有的MTJ元件的形狀和大小都相同。在本實(shí)施例中，所述電橋模塊的每一個MTJ元件呈例如橢圓形。以第一 MTJ元件組131所在位置處的薄膜層狀結(jié)構(gòu)為例具體說明所述電橋模塊的層狀結(jié)構(gòu)。如圖5所示，第七下導(dǎo)電層127和第八下導(dǎo)電層128設(shè)于基片(圖中未示出)上；第一 MTJ元件組131中的兩個MTJ元件分別設(shè)于第七下導(dǎo)電層127和第八下導(dǎo)電層128上；第一上導(dǎo)電層141設(shè)于第一 MTJ元件組131上，用于使第一 MTJ元件組131中的兩個MTJ元件電連接。所述電橋模塊的第二 MTJ元件組132、第三MTJ元件組133、第四MTJ元件組134、第五MTJ元件組135、第六MTJ元件組136、第七M(jìn)TJ元件組137和第八MTJ元件組138所在位置處的薄膜層狀結(jié)構(gòu)與第一 MTJ元件組131所在位置處的薄膜層狀結(jié)構(gòu)相同。第一 MTJ元件組131中的電流方向如圖5中的箭頭所示。對于同一薄膜層來說，相鄰位置處的薄膜的性質(zhì)相近，且位置越靠近，薄膜的性質(zhì)越接近。因此，將同一薄膜層即MTJ元件層的位置最相鄰的兩個MTJ元件組分別電連接到兩個橋臂中，很容易實(shí)現(xiàn)該兩個橋臂的電阻值相等。本實(shí)施例利用上述原理，將所述電橋模塊中位置最相鄰的MTJ元件組分別電連接到一組對應(yīng)橋臂中，以較容易地實(shí)現(xiàn)該組對應(yīng)橋臂的電阻值相等。如圖2和圖3所示，第一 MTJ元件組131、第二 MTJ元件組132、第三MTJ元件組133和第四MTJ元件組134位于所述電橋模塊的一端，且第一 MTJ元件組131與第二MTJ元件組132的位置最相鄰，第三MTJ元件組133與第四MTJ元件組134的位置最相鄰。因此，很容易實(shí)現(xiàn)第一 MTJ元件組131與第二 MTJ元件組132的電阻值相等，且第三MTJ元件組133與第四MTJ元件組134的電阻值相等。如圖2和圖3所示，第一 MTJ元件組131中的一個MTJ元件設(shè)于第八下導(dǎo)電層128的遠(yuǎn)離第四焊盤114且與第七下導(dǎo)電層127相鄰的一端，第一 MTJ元件組131中的另一個MTJ元件設(shè)于第七下導(dǎo)電層127的與第八下導(dǎo)電層128相鄰的一端，第一上導(dǎo)電層141用于將第一 MTJ元件組131中的兩個MTJ元件電連接。第七下導(dǎo)電層127呈倒置的“U”字形。第二下導(dǎo)電層122呈“一”字形。與此類似，第四MTJ元件組134中的一個MTJ元件設(shè)于第六下導(dǎo)電層126的遠(yuǎn)離第二焊盤112且與第七下導(dǎo)電層127相鄰的一端，第四MTJ元件組134中的另一個MTJ元件設(shè)于第七下導(dǎo)電層127的與第六下導(dǎo)電層126相鄰的一端，第四上導(dǎo)電層144用于將第四MTJ元件組134中的兩個MTJ元件電連接。設(shè)于第四焊盤114與第二焊盤112之間的第一 MTJ元件組131和第四MTJ元件組134串聯(lián)構(gòu)成所述電橋模塊的一個橋臂，該橋臂等效于例如圖1所示電橋的第三橋臂ARM3，在下文被稱為所述電橋模塊的第三橋臂ARM13。與此類似，設(shè)于第一焊盤111與第三焊盤113之間的第二 MTJ元件組132和第三MTJ元件組133串聯(lián)構(gòu)成所述電橋模塊的一個橋臂，該橋臂等效于例如圖1所示電橋的第一橋臂ARMl，被稱為所述電橋模塊的第一橋臂ARMlI。第一橋臂ARMll和第三橋臂ARM13被定義為所述電橋模塊的第一組對應(yīng)橋臂。第一組對應(yīng)橋臂的第三橋臂ARM13的MTJ元件組與第一橋臂ARMll的MTJ元件組分別——對應(yīng)，且對應(yīng)的MTJ元件組的位置最相鄰。具體地，第三橋臂ARM13的第一 MTJ元件組131與第一橋臂ARMll的第二 MTJ元件組132對應(yīng)，且第一 MTJ元件組131和第二 MTJ元件組132的位置最相鄰；第三橋臂ARM13的第四MTJ元件組134與第一橋臂ARMll的第三MTJ元件組133對應(yīng)，且第四MTJ元件組134和第三MTJ元件組133的位置最相鄰。所述電橋模塊的第三橋臂ARM13中第四焊盤114、第八下導(dǎo)電層128、第一上導(dǎo)電層141、第七下導(dǎo)電層127、第四上導(dǎo)電層144、第六下導(dǎo)電層126和第二焊盤112的電阻值之和被設(shè)置為等于第一橋臂ARMll中第一焊盤111、第一下導(dǎo)電層121、第二上導(dǎo)電層142、第二下導(dǎo)電層122、第三上導(dǎo)電層143、第三下導(dǎo)電層123和第三焊盤113的電阻值之和。因此，很容易實(shí)現(xiàn)所述電橋模塊的第一組對應(yīng)橋臂即第一橋臂ARMll與第三橋臂ARM13的電阻值相等。所述電橋模塊的IB部分的結(jié)構(gòu)與其IA部分相同。如圖2和圖4所不,第五MTJ元件組135、第六MTJ元件組136、第七M(jìn)TJ元件組137和第八MTJ元件組138位于所述電橋模塊的另一端，且第五MTJ元件組135與第六MTJ元件組136的位置最相鄰，第七M(jìn)TJ元件組137與第八MTJ元件組138的位置最相鄰。因此，很容易實(shí)現(xiàn)第五MTJ元件組135與第六MTJ元件組136的電阻值相等，且第七M(jìn)TJ元件組137與第八MTJ元件組138的電阻值相等。設(shè)于第三焊盤113與第二焊盤112之間的第五MTJ元件組135和第八MTJ元件組138串聯(lián)構(gòu)成所述電橋模塊的一個橋臂，該橋臂等效于例如圖1所示電橋的第四橋臂ARM4，在下文被稱為所述電橋模塊的第四橋臂ARM14。與此類似，設(shè)于第一焊盤111與第四焊盤114之間的第六MTJ元件組136和第七M(jìn)TJ元件組137串聯(lián)構(gòu)成所述電橋模塊的一個橋臂，該橋臂等效于例如圖1所示電橋的第二橋臂ARM2，在下文被稱為所述電橋模塊的例如第二橋臂ARM12。第二橋臂ARM12和第四 橋臂ARM14被定義為所述電橋模塊的第二組對應(yīng)橋臂。
第二組對應(yīng)橋臂的第四橋臂ARM14的MTJ元件組與第二橋臂ARM12的MTJ元件組分別--
對應(yīng)，且對應(yīng)的MTJ元件組的位置最相鄰。具體地，第四橋臂ARM14的第五MTJ元件組135與第二橋臂ARM12的第六MTJ元件組136對應(yīng)，且第五MTJ元件組135和第六MTJ元件組136的位置最相鄰；第二橋臂ARM12的第七M(jìn)TJ元件組137與第四橋臂ARM14的第八MTJ元件組138對應(yīng)，且第七M(jìn)TJ元件組137和第八MTJ元件組138的位置最相鄰。所述電橋模塊的第四橋臂ARM14中第三焊盤113、第四下導(dǎo)電層124、第五上導(dǎo)電層145、第五下導(dǎo)電層125、第八上導(dǎo)電層148、第六下導(dǎo)電層126和第二焊盤112的電阻值之和被設(shè)置為等于第二橋臂ARM12中第一焊盤111、第一下導(dǎo)電層121、第六上導(dǎo)電層146、第九下導(dǎo)電層129、第七上導(dǎo)電層147、第八下導(dǎo)電層128和第四焊盤114的電阻值之和。與第一組對應(yīng)橋臂同理，很容易實(shí)現(xiàn)所述電橋模塊的第二組對應(yīng)橋臂即第二橋臂ARM12與第四橋臂ARM14的電阻值相等。所述電橋模塊的第一橋臂ARMl1、第二橋臂ARM12、第三橋臂ARM13和第四橋臂ARM14構(gòu)成一個完整的如圖1所示的電橋。在本實(shí)施例中，第一橋臂ARMl1、第二橋臂ARM12、第三橋臂ARM13和第四橋臂ARM14的電阻值相等。實(shí)施例2如圖6所示，本實(shí)施例提供的用于磁傳感器的電橋模塊與實(shí)施例1的電橋模塊的結(jié)構(gòu)相似。與實(shí)施例1的電橋模塊不同的是，本實(shí)施例的電橋模塊的每一個橋臂包括例如四(N=2)個串聯(lián)的MTJ元件組。在本實(shí)施例中，所述電橋模塊的每一個橋臂中四個MTJ元件組被呈“U”字形的下導(dǎo)電層和呈“一”字形的下導(dǎo)電層交替電連接。[0034]實(shí)施例3如圖7所示，本實(shí)施例提供的用于磁傳感器的電橋模塊與實(shí)施例1的電橋模塊的結(jié)構(gòu)相似。與實(shí)施例1的電橋模塊不同的是，本實(shí)施例的電橋模塊的每一個橋臂包括例如十二個(N=6)串聯(lián)的MTJ元件組。在本實(shí)施例中，所述電橋模塊的每一個橋臂中十二個MTJ元件組被呈“U”字形的下導(dǎo)電層和呈“一”字形的下導(dǎo)電層交替電連接。與現(xiàn)有技術(shù)的電橋模塊相比，本實(shí)用新型提供的電橋模塊能夠較容易地實(shí)現(xiàn)對應(yīng)橋臂的電阻值相等，非常適于在磁傳感器中應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本實(shí)用新型說明書的基礎(chǔ)上可以對各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.用于磁傳感器的電橋模塊，該電橋模塊包括四個橋臂和多個焊盤，每個橋臂包括串聯(lián)的2N個MTJ元件組，N=l，2，3，4，5……，其特征在于，該電橋模塊具有多層膜結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于基片上的形成多個下導(dǎo)電層的第一導(dǎo)電層，所述下導(dǎo)電層上設(shè)有形成所述MTJ元件組的MTJ元件層，所述下導(dǎo)電層上還設(shè)有形成所述多個焊盤的第二導(dǎo)電層，所述MTJ元件層上設(shè)有形成多個上導(dǎo)電層的第三導(dǎo)電層；所述電橋模塊的對應(yīng)橋臂的MTJ元件組的位置相鄰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁傳感器的電橋模塊，其特征在于，兩組對應(yīng)橋臂的MTJ兀件組分別位于所述電橋模塊的兩端；位于所述電橋模塊同一端的一組對應(yīng)橋臂的一個橋臂的MTJ元件組與另一個橋臂的MTJ元件組分別一一對應(yīng)，且對應(yīng)的MTJ元件組的位置最相鄰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁傳感器的電橋模塊，其特征在于，當(dāng)N> 2時，所述電橋模塊的每一個橋臂中MTJ元件組被呈“U”字形的下導(dǎo)電層和呈“一”字形的下導(dǎo)電層交替電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁傳感器的電橋模塊，其特征在于，所述電橋模塊的每一個MTJ元件組包括兩個串聯(lián)的MTJ元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁傳感器的電橋模塊，其特征在于，所述電橋模塊包含的所有的MTJ元件都相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于磁傳感器的電橋模塊,其特征在于,所述電橋模塊的所有的MTJ元件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)都相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于磁傳感器的電橋模塊,其特征在于,所述電橋模塊的所有的MTJ元件的形狀和大小都相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于磁傳感器的電橋模塊，其特征在于，所述電橋模塊的每一個MTJ元件呈橢圓形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁傳感器的電橋模塊，其特征在于，所述電橋模塊的四個橋臂的電阻值相等。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于磁傳感器的電橋模塊，該電橋模塊包括四個橋臂和多個焊盤，每個橋臂包括串聯(lián)的2N(N=1,2,3,4,5……)個MTJ元件組，該電橋模塊具有多層膜結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于基片上的形成多個下導(dǎo)電層的第一導(dǎo)電層，所述下導(dǎo)電層上設(shè)有形成所述MTJ元件組的MTJ元件層，所述下導(dǎo)電層上還設(shè)有形成所述多個焊盤的第二導(dǎo)電層，所述MTJ元件層上設(shè)有形成多個上導(dǎo)電層的第三導(dǎo)電層；所述電橋模塊的對應(yīng)橋臂的MTJ元件組的位置相鄰。與現(xiàn)有技術(shù)的電橋模塊相比，本實(shí)用新型提供的電橋模塊能夠較容易地實(shí)現(xiàn)對應(yīng)橋臂的電阻值相等，非常適于在磁傳感器中應(yīng)用。
文檔編號G01D5/12GK202903205SQ201220434849
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者王建國 申請人:王建國