1.一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,
包括位于X-Y平面上的襯底、位于所述襯底上的推挽式X軸磁電阻角度傳感器和推挽式Y軸磁電阻角度傳感器,
所述推挽式X軸磁電阻角度傳感器包含X推臂和X挽臂,
所述推挽式Y軸磁電阻角度傳感器包含Y推臂和Y挽臂,
所述X推臂、X挽臂、Y推臂和Y挽臂均包括至少一個磁電阻角度傳感單元陣列,所述X推臂、X挽臂、Y推臂、Y挽臂的磁電阻角度傳感單元陣列的磁場敏感方向分別沿+X方向、-X方向、+Y方向、-Y方向,其特征在于,
所述X軸磁電阻角度傳感器和所述Y軸磁電阻角度傳感器具有共同的幾何中心,
每個所述磁電阻角度傳感單元陣列均包括多個所述磁電阻角度傳感單元,所述磁電阻角度傳感單元為TMR或者GMR自旋閥單元,所述磁電阻角度傳感單元均具有相同的磁多層薄膜結構,所述磁多層薄膜結構自下而上包括種子層、反鐵磁層、釘扎層、Ru層、參考層、非磁中間層、自由層和鈍化層,或者自下而上包括種子層、反鐵磁層、參考層、非磁中間層、自由層和鈍化層,
所述磁電阻角度傳感單元為TMR時,所述非磁中間層為Al2O3或者MgO,所述磁電阻角度傳感單元為GMR自旋閥時,所述非磁中間層為Au或者為Cu,
所述反鐵磁層磁化方向通過激光程控加熱磁退火獲得,具有相同磁化方向的磁電阻橋臂位于相鄰位置,具有不同磁場敏感方向的相鄰磁電阻角度傳感單元陣列之間具有隔熱間隙。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,所述推挽式X軸磁電阻角度傳感器和所述推挽式Y軸磁電阻角度傳感器為半橋、全橋或者準橋結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,所述磁電阻角度傳感單元陣列之間排列方式:
+X、-Y、+Y、-X;
或者+X、+Y、-Y、-X;
或者-X、-Y、+Y、+X;
或者+X、-Y、+Y、-X。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,在所述磁電阻角度傳感單元表面電鍍磁場衰減層形成高磁場角度傳感器,所述磁場衰減層的材料為高磁導率軟磁合金,該高磁導率軟磁合金包含F(xiàn)e、Co、Ni元素中的一種或多種,所述磁電阻角度傳感單元和所述磁場衰減層之間為絕緣材料層;
所述磁場衰減層為圓形結構,所述磁電阻角度傳感單元為橢圓形結構,所述磁場衰減層的直徑大于所述磁電阻角度傳感單元的長軸距。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,在所述磁電阻角度傳感單元表面電鍍磁場衰減層形成高磁場角度傳感器;
所述磁場衰減層為圓形結構,所述磁電阻角度傳感單元為圓形結構,所述磁電阻角度傳感單元的直徑大于10微米,且所述磁場衰減層的直徑大于所述磁電阻角度傳感單元的直徑。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,所述X推臂、所述X挽臂、所述Y推臂和所述Y挽臂包含相同數(shù)量和相同電阻的磁電阻角度傳感單元,且所述磁電阻角度傳感單元通過串聯(lián)、并聯(lián)或者混合串并聯(lián)形成兩端口結構。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,所述磁電阻角度傳感單元陣列之間通過互聯(lián)導線進行連接,所述互聯(lián)導線包括直線段和曲折段,所述直線段的一端與所述磁電阻傳感單元相連,所述直線段的另一端與所述曲折段相連,所述曲折段距離所述磁電阻角度傳感單元陣列的距離大于15微米。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,連接電源公共端的互聯(lián)導線與連接地公共端的互聯(lián)導線具有相同的互聯(lián)電阻,連接電源公共端的互聯(lián)導線與連接信號輸出公共端的互聯(lián)導線具有相同的互聯(lián)電阻,且所述互聯(lián)導線通過所述直線段和曲折段以得到相同的互聯(lián)電阻。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,所述磁電阻角度傳感單元的磁場敏感方向與所述釘扎層之間磁化方向的夾角范圍在85°和95°之間。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,所述鈍化層為紫外激光透明材料,所述紫外激光透明材料為BCB、Si3N4、Al2O3、HfO2、AlF3、GdF3、LaF3、MgF2、Sc2O3、HfO2或SiO2的其中一種材料。
11.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,所述鈍化層為紅外激光透明材料,所述紅外激光透明材料為類金剛石碳膜、MgO、SiN、SiC、AlF3、MgF2、SiO2、Al2O3、ThF4、ZnS、ZnSe、ZrO2、HfO2、TiO2、Ta2O7、Si或Ge的其中一種材料。
12.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,所述磁多層薄膜結構還包括抗反射涂層,所述抗反射涂層覆蓋在所述鈍化層的表面。
13.根據(jù)權利要求1所述的一種單芯片雙軸磁電阻角度傳感器,其特征在于,所述X軸磁電阻角度傳感器和所述Y軸磁電阻角度傳感器的電源、地、輸出引腳沿著傳感器芯片的邊緣排列。