磁传感器芯片及其制作方法
【专利摘要】本发明提供一种磁传感器芯片及其制作方法。磁传感器芯片包括基板、磁敏感薄膜对以及薄膜焊盘，所述磁敏感薄膜对和所述薄膜焊盘设置在所述基板的表面，所述磁敏感薄膜对由所述薄膜焊盘电性连接，所述磁敏感薄膜对的钉扎方向相同，而且相邻所述磁敏感膜内电流的流向相反。该磁传感器芯片降低了磁感应薄膜对的差异，从而提高了磁传感器的灵敏性和分辨率。
【专利说明】磁传感器芯片及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于磁传感器【技术领域】，具体涉及一种磁传感器芯片及其制作方法。
【背景技术】
[0002]敏感单元能够对磁场、电流、应力应变、温度、光等变化引起的磁变化起敏感作用并导致其磁性能发生变化。磁传感器是利用敏感单元的磁性能的变化特性，并将磁性能的变化转换成电信号，再分析电信号获得对应的物理量、特别是微弱信号的物理量的器件，其被广泛应用于航空、航天、微电子，地质探矿、医学成像、信息采集以及金融及军事等领域。
[0003]在传统的工业领域里，线圈式磁传感器是应用较为广泛的磁传感器，但由于其体积大，灵敏度低和制作工艺复杂而难以集成，因此越来越不能适应现代社会发展的需要。
[0004]为此，相关技术人员利用磁感应薄膜来制作磁传感器，即利用磁感应薄膜形成惠斯通电桥电路，并利用惠斯通电桥电路获得感应磁变化。这种磁传感器不仅体积小，灵敏度高，易于集成，而且响应快、分辨率高、稳定性和可靠性高，因此具有广泛地应用前景。
[0005]目前公开的磁传感器均是由相互平行且钉扎方向相反的磁敏感薄膜组成，图1为现有磁传感器芯片的电路原理图。如图1所示，Rl和R2表示两个磁感应薄膜，箭头表示钉扎方向。这种由钉扎方向相反的磁敏感薄膜构成的磁传感器在制作过程中，需要实施两道工艺才能获得钉扎方向相反的磁敏感薄膜。由于受加工条件的限制，两道加工工艺导致钉扎方向相反的磁敏感薄膜对称性较差，这限制了磁传感器的灵敏性和分辨率。
[0006]图2为钉扎方向相反的两个磁感应薄膜的磁滞回线曲线图，其中，横坐标表示磁场，单位(奥斯特，简称oe);纵坐标表示电阻，单位欧姆(ohm);较细的线表示Rl的磁滞回线，较粗的线表示R2的磁滞回线。如图2所示，钉扎方向相反的两个磁感应薄膜的磁滞回线的对称性较差。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题就是针对传统磁传感器中存在的上述缺陷，提供一种磁传感器芯片及制作方法，其灵敏性和分辨率高。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供一种磁传感器芯片，包括基板、磁敏感薄膜对以及薄膜焊盘，所述磁敏感薄膜对和所述薄膜焊盘设置在所述基板的表面，所述磁敏感薄膜对由所述薄膜焊盘电性连接，其特征在于，所述磁敏感薄膜对的钉扎方向相同，而且相邻所述磁敏感膜内电流的流向相反。
[0009]其中，包括一对所述磁敏感薄膜对、电压输入薄膜焊盘、接地薄膜焊盘、信号输出薄膜焊盘和导线，借助所述导线、所述电压输入薄膜焊盘、接地薄膜焊盘、信号输出薄膜焊盘将所述第一磁感应膜和所述第二磁感应膜连接成惠斯通半桥电路。
[0010]其中，所述电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端，所述信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端和第二磁感应膜的首端，所述接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端；或者，[0011 ] 所述电压输入薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端，所述信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端和第二磁感应膜的首端，所述接地薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端；或者，
[0012]所述电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，所述信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的尾端，所述接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端；或者，
[0013]所述电压输入薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端，所述信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的尾端，所述接地薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端。
[0014]其中，包括两对相互平行设置的所述磁敏感薄膜对、电压输入薄膜焊盘、接地薄膜焊盘、第一信号输出薄膜焊盘、第二信号输出薄膜焊盘以及导线，利用所述导线和所述电压输入薄膜焊盘、接地薄膜焊盘、第一信号输出薄膜焊盘、第二信号输出薄膜焊盘将所述两对磁敏感薄膜对连接成惠斯通全桥电路。
[0015]其中，第一信号输出薄膜焊盘设置在所述第一磁感应膜的首端和第四磁感应膜的首端，第二信号输出薄膜焊盘设置在所述第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在所述第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在所述第四磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的首端；或者，
[0016]第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端和第四磁感应膜的首端，第二信号输出薄膜焊盘设置在所述第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端，接地薄膜焊盘设置在第三磁感应膜的首端，第二磁感应膜的首端与第四磁感应膜的尾端电性连接；或者，
[0017]第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第四磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端，第三磁感应膜的首端与第四感应薄膜的首端电性连接；或者，
[0018]第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的首端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端和第四感应薄膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第四感应薄膜的首端，第二磁感应膜的尾端与第三磁感应膜的尾端电性连接；或者，
[0019]第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第四磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第三磁感应膜的首端，而且，第四磁感应膜的首端与第二感应薄膜的首端电性连接；或者，
[0020]第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第四磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端，而且，第四磁感应膜的首端与第三感应薄膜的首端电性连接；或者，
[0021]第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第四磁感应膜的首端和第三磁感应膜的首端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第三磁感应膜的尾端，而且，第二磁感应膜的首端与第四感应薄膜的尾端电性连接；或者，
[0022]第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第四磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端和第三磁感应膜的首端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端，而且第四磁感应膜的首端与第三感应薄膜的尾端电性连接；或者，
[0023]第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第四磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第三磁感应膜的首端，而且，第二磁感应膜的首端与第四感应薄膜的尾端电性连接。
[0024]其中，所述导线设置在所述基板的表面。
[0025]其中，还设有保护层，所述导线和/或所述磁敏感薄膜对被所述保护层覆盖。
[0026]其中，所述导线设置在所述基板的外侧。
[0027]其中，所述磁敏感薄膜包括巨磁阻磁敏感薄膜、各向异性磁阻磁敏感薄膜、隧穿效应磁阻磁敏感薄膜、巨磁阻抗效应磁阻磁敏感薄膜、霍尔效应薄膜或巨霍尔效应薄膜。
[0028]其中，所述磁敏感薄膜为连续的不间断薄膜。
[0029]其中，所述磁敏感薄膜包括多段磁敏感薄膜段，而且任意相邻两段所述磁敏感薄膜段由导电材料电性连接。
[0030]其中，所述磁传感器芯片应用于电流传感器、金融鉴伪机、速度或加速度传感器、或位移传感器。
[0031]本发明还提供一种磁传感器芯片的制作方法，包括:
[0032]获取基板；
[0033]通过一次工艺在所述基板的表面形成钉扎方向相同的磁敏感薄膜对；
[0034]在所述基板的表面形成薄膜焊盘。
[0035]其中，通过沉积或溅射工艺在所述基板的表面形成钉扎方向相同的磁敏感薄膜对。
[0036]其中，在所述基板的表面形成薄膜焊盘的同时，在所述基板表面形成导线，用以将所述磁敏感薄膜对连接成惠斯通电桥电路。
[0037]本发明提供的磁传感器芯片是由钉扎方向相同的磁敏感薄膜对构成，而且相邻的磁敏感膜内电流的流向相反，这使得磁敏感薄膜对可在一次工艺完成，从而形成对称性优良的磁敏感薄膜对，即降低了磁感应薄膜对的差异，进而提高了磁传感器的灵敏性和分辨率。此外，本发明所提供的磁传感器具有体积小，厚度薄，灵敏度高，适于微型化和集成化，而且，结构简单，成本低廉，符合现代低功耗及高性能等诸多发展要求。
[0038]本发明提供的磁传感器芯片制作方法通过一次工艺形成钉扎方向相同的磁敏感薄膜对，获得对称性优良的磁敏感薄膜对，从而消除了磁感应薄膜对的差异，进而提高了磁传感器的灵敏性和分辨率。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为现有磁传感器芯片的电路原理图；[0040]图2为钉扎方向相反的两个磁感应薄膜的磁滞回线曲线图；
[0041]图3a为本发明实施例磁传感器芯片的结构图；
[0042]图3b为图3a所示磁传感器芯片的电路原理图；
[0043]图4a为本发明另一实施例磁传感器芯片的结构图；
[0044]图4b为图4a所不磁传感器芯片的电路原理图；
[0045]图5a为本发明又一实施例磁传感器芯片的结构图；
[0046]图5b为图5a所不磁传感器芯片的电路原理图；
[0047]图6a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图；
[0048]图6b为图6a所不磁传感器芯片的电路原理图；
[0049]图7a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图；
[0050]图7b为图7a所不磁传感器芯片的电路原理图；
[0051]图8a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图；
[0052]图8b为图8a所不磁传感器芯片的电路原理图；
[0053]图9a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图；
[0054]图9b为图9a所不磁传感器芯片的电路原理图；
[0055]图1Oa为本发明另一实施例磁传感器芯片的结构图；
[0056]图1Ob为图1Oa所不磁传感器芯片的电路原理图
[0057]图1la为本发明又一实施例磁传感器芯片的结构图；
[0058]图1lb为图1la所不磁传感器芯片的电路原理图
[0059]图12a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图；
[0060]图12b为图12a所不磁传感器芯片的电路原理图。
【具体实施方式】
[0061]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的磁传感器芯片及其制作方法进行详细描述。
[0062]本实施例提供一种磁传感器芯片，包括基板、磁敏感薄膜对以及薄膜焊盘，磁敏感薄膜对和薄膜焊盘设置在基板的表面，换言之，基板作为支撑件来支撑磁敏感薄膜对和薄膜焊盘。磁敏感薄膜对由薄膜焊盘电性连接，磁敏感薄膜对的钉扎方向相同，而且相邻的磁敏感膜内电流的流向相反。由于磁敏感薄膜对是在一次工艺完成，可以获得钉扎方向相同的磁敏感薄膜对，这种磁敏感薄膜对的对称性优良，可以降低、甚至消除磁感应薄膜对的差异，从而提高磁传感器的灵敏性和分辨率。
[0063]在本实施例利用磁敏感薄膜的阻抗随外界磁场的变化而发生变化的原理，通过连接至少一对具有相同钉扎方向的磁敏感薄膜构成惠斯通电桥电路并集成在同一基板上，通过合理设置焊盘对使得流经磁敏感薄膜对的电流流向相反，这样保证其差分输出与外界磁场变化成比例从而感应并识别外界磁场变化。
[0064]图3a为本发明实施例磁传感器芯片的结构图。如图3a所示，磁传感器芯片包括基板30，一对磁敏感薄膜对，即第一磁敏感薄膜Rl和第二磁敏感薄膜R2，而且，第一磁敏感薄膜Rl和第二磁敏感薄膜R2相互平行；三个薄膜焊盘，即电压输入薄膜焊盘Vcc，接地薄膜焊盘G，信号输出薄膜焊盘Vout和导线(图中未示出)，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的尾端，信号输出薄膜焊盘Vout设置在第一磁感应膜Rl的首端和第二磁感应膜R2的首端，或者说，第一磁感应膜Rl的首端和第二磁感应膜R2的首端由信号输出薄膜焊盘Vout电性连接，接地薄膜焊盘G设置在第二磁感应膜R2的尾端。
[0065]借助导线、电压输入薄膜焊盘Vcc、接地薄膜焊盘G、信号输出薄膜焊盘Vout将第一磁感应膜Rl和第二磁感应膜R2连接成惠斯通半桥电路。并且，在第一磁感应膜Rl中，电流i的流向为自电压输入薄膜焊盘Vc c流向信号输出薄膜焊盘Vout，在图3a中为向左流动；在第二磁感应膜R2中，电流i的流向为自信号输出薄膜焊盘Vout流向接地薄膜焊盘G，在图3a中为向右流动。也就是说，在第一磁感应膜Rl和第二磁感应膜R2中，电流i的流向是相反的。
[0066]在本实施例中，导线可以设置在基座30的表面，优选在导线的表面还设置有保护层，以保护导线不被磨损或与其它导体短路。而且，在磁感应膜对的表面也可以设置保护层，其作用与设置在导线表面的保护层相同，这里不再赘述。当然，导线也可以设置在基座的外侧。不管导线是设置在基座30的表面还是外侧，其目的是用于将第一磁感应膜Rl和第二磁感应膜R2连接成惠斯通半桥电路。因此，只要能将第一磁感应膜Rl和第二磁感应膜R2连接成惠斯通半桥电路的任何导线设置方式都可以用于本实施例。不难理解，导线至少包括三段导线，分别与电压输入薄膜焊盘Vcc、接地薄膜焊盘G、信号输出薄膜焊盘Vout连接。
[0067]图3b为图3b所示磁传感器芯片的电路原理图。如图3b所示，箭头表示磁感应膜的钉扎方向。电压输入薄膜焊盘Vcc可以通过一段导线接5V的电压；接地薄膜焊盘G通过另一段导线可以直接接地或间接接地；信号输出薄膜焊盘Vout通过再一段导线可以与滤波电路连接。
[0068]需要说明的是，磁感应膜的首端和尾端是一个相对的概念,在本实施例中，将磁感应月旲的左端定乂为首端，将将磁感应I吴的右端定乂为尾端。在下文中，关于磁感应I吴的首端和尾端的定义与此相同。
[0069]在本实施例中，电压输入薄膜焊盘Vcc、接地薄膜焊盘G、信号输出薄膜焊盘Vout与第一磁感应膜Rl和第二磁感应膜R2还可以采用如下方式连接，具体地，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第二磁感应膜R2的尾端，信号输出薄膜焊盘Vout设置在第一磁感应膜Rl的首端和第二磁感应膜R2的首端，接地薄膜焊盘G设置在第一磁感应膜Rl的尾端；或者，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的首端，信号输出薄膜焊盘Vout设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第二磁感应膜R2的尾端，接地薄膜焊盘G设置在第二磁感应膜R2的首端；或者，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第二磁感应膜R2的首端，信号输出薄膜焊盘Vout设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第二磁感应膜R2的尾端，接地薄膜焊盘G设置在第一磁感应膜Rl的首端。这样的连接方式同样可以产生本实施例相同的技术效果。
[0070]图4a为本发明另一实施例磁传感器芯片的结构图。如图4a所不,在另一实施例中，磁传感器芯片包括基座30、两对相互平行设置的磁敏感薄膜对和四个薄膜焊盘，两对磁敏感薄膜对包括第一磁感应膜R1、第二磁感应膜R2、第三磁感应膜R3、第四磁感应膜R4，而且第一磁感应膜Rl和第四磁感应膜R4为一对磁敏感薄膜对，第二磁感应膜R2和第三磁感应膜R3为一对磁敏感薄膜对；四个薄膜焊盘是电压输入薄膜焊盘Vcc、接地薄膜焊盘G、第一信号输出薄膜焊盘V1、第二信号输出薄膜焊盘V2以及导线(图中未示出)。[0071]其中，第一信号输出薄膜焊盘Vl设置在第一磁感应膜Rl的首端和第四磁感应膜R4的首端，第二信号输出薄膜焊盘V2设置在所述第二磁感应膜R2的尾端和第三磁感应膜R3的尾端，电压输入薄膜焊盘Vout设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第二磁感应膜R2的首端，接地薄膜焊盘G设置在第四磁感应膜R4的尾端和第三磁感应膜R3的首端。利用导线和电压输入薄膜焊盘Vcc、接地薄膜焊盘G、第一信号输出薄膜焊盘V1、第二信号输出薄膜焊盘V2将两对磁敏感薄膜对连接成惠斯通全桥电路。
[0072]在本实施例提供的磁传感器芯片中，在第一磁感应膜Rl中，电流i的流向为自电压输入薄膜焊盘Vcc流向第一信号输出薄膜焊盘VI，在图4a中为向左流动；在第四磁感应膜R4中，电流i的流向为自第一信号输出薄膜焊盘Vl流向接地薄膜焊盘G，在图4a中为向右流动；在第二磁感应膜R2中，电流i的流向为自第二信号输出薄膜焊盘V2流向电压输入薄膜焊盘Vcc，在图3a中为向右流动；在第三磁感应膜R3中，电流i的流向为自第二信号输出薄膜焊盘V2流向接地薄膜焊盘G，在图4a中为向左流动。
[0073]图4b为4a所示磁传感器芯片的电路原理图，如图4b所示，箭头表示磁感应膜的钉扎方向。在本实施例中，至少需要四段导线，电压输入薄膜焊盘Vcc可以通过一段导线接5V的电压；接地薄膜焊盘G通过另一段导线可以直接接地或间接接地；第一信号输出薄膜焊盘Vl和第二信号输出薄膜焊盘V2分别通过一段导线可以与滤波电路连接。
[0074]本实施例仅介绍了将磁感应薄膜对和薄膜焊盘连接成惠斯通全桥电路的一种实施方式，然而，本发明并不局限于此，磁感应薄膜对和薄膜焊盘还可以按照下文几种方式设置。
[0075]具体地，图5a为本发明又一实施例磁传感器芯片的结构图，图5b为图5a所不磁传感器芯片的电路原理图。如图5a和5b所示，第一信号输出薄膜焊盘Vl设置在第一磁感应膜Rl的首端和第四磁感应膜R4的首端，第二信号输出薄膜焊盘V2设置在第二磁感应膜R2的尾端和第三磁感应膜R3的尾端，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的尾端，接地薄膜焊盘G设置在第三磁感应膜R3的首端，第二磁感应膜R2的首端与第四磁感应膜R4的尾端电性连接。
[0076]在第一磁感应膜Rl中，电流i向左流动，在第四磁感应膜R4中，电流i向右流动，在第二磁感应膜R2中，电流i向右流动；在第三磁感应膜R3中，电流i向左流动。
[0077]图6a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图，图6b为图6a所不磁传感器芯片的电路原理图。如图6a、6b所示，第一信号输出薄膜焊盘Vl设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第四磁感应膜R4的尾端，第二信号输出薄膜焊盘V2设置在第二磁感应膜R2的尾端和第三磁感应膜R3的尾端，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的首端，接地薄膜焊盘G设置在第二磁感应膜R2的首端，第三磁感应膜R3的首端与第四感应薄膜R4的首端电性连接。
[0078]在图6a中，在第一磁感应膜Rl中，电流i向右流动，在第四磁感应膜R4中，电流i向左流动，在第二磁感应膜R2中，电流i向左流动；在第三磁感应膜R3中，电流i向右流动。这样，第一磁感应膜Rl中的电流流向与第二磁感应膜R2和第四磁感应膜R4中的电流流向相反，第二磁感应膜R2中的电流流向与第一磁感应膜Rl和第三磁感应膜R3中的电流流向相反，第三磁感应膜R3中的电流流向与第二磁感应膜R2和第四磁感应膜R4中的电流流向相反，第四磁感应膜R4中的电流流向与第一磁感应膜Rl和第三磁感应膜R3中的电流流向相反。
[0079]图7a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图，图7b为图7a所示磁传感器芯片的电路原理图。如图7a、7b所示，第一信号输出薄膜焊盘Vl设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第三磁感应膜R3的首端，第二信号输出薄膜焊盘V2设置在第二磁感应膜R2的首端和第四感应薄膜R4的尾端，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的首端，接地薄膜焊盘G设置在第四感应薄膜R4的首端，第二磁感应膜R2的尾端与第三磁感应膜R3的尾端电性连接。
[0080]在图7a中，在第一磁感应膜Rl中，电流i向右流动，在第四磁感应膜R4中，电流i向左流动，在第二磁感应膜R2中，电流i向左流动；在第三磁感应膜R3中，电流i向右流动。即，第一磁感应膜Rl中的电流流向与第四磁感应膜R4和第二磁感应膜R2中的电流流向相反，第二磁感应膜R2中的电流流向与第一磁感应膜Rl和第三磁感应膜R3中的电流流向相反，第四磁感应膜R4中的电流流向与第一磁感应膜Rl和第三磁感应膜R3中的电流流向相反，第三磁感应膜R3中的电流流向与第二磁感应膜R2和第四磁感应膜R4中的电流流向相反。
[0081]图8a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图，图8b为图8a所不磁传感器芯片的电路原理图。如图8a、8b所示，第一信号输出薄膜焊盘Vl设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第四磁感应膜R4的尾端，第二信号输出薄膜焊盘V2设置在第二磁感应膜R2的尾端和第三磁感应膜R3的尾端，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的首端，接地薄膜焊盘G设置在第三磁感应膜R3的首端，而且，第四磁感应膜R4的首端与第二感应薄膜R2的首端电性连接。
[0082]在图8a中，在第一磁感应膜Rl中，电流i向右流动，在第四磁感应膜R4中，电流i向左流动，在第二磁感应膜R2中，电流i向右流动；在第三磁感应膜R3中，电流i向左流动。
[0083]图9a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图，图9b为图9a所不磁传感器芯片的电路原理图。如图9a、9b所示，第一信号输出薄膜焊盘Vl设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第四磁感应膜R4的尾端，第二信号输出薄膜焊盘V2设置在第二磁感应膜R2的尾端和第三磁感应膜R3的尾端，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的首端，接地薄膜焊盘G设置在第二磁感应膜R2的首端，而且，第四磁感应膜R4的首端与第三感应薄膜R3的首端电性连接。
[0084]在图9a中，在第一磁感应膜Rl中，电流i向右流动，在第四磁感应膜R4中，电流i向左流动，在第二磁感应膜R2中，电流i向左流动；在第三磁感应膜R3中，电流i向右流动。即，第一磁感应膜Rl中的电流流向与第四磁感应膜R4和第二磁感应膜R2中的电流流向相反，第二磁感应膜R2中的电流流向与第一磁感应膜Rl和第三磁感应膜R3中的电流流向相反，第四磁感应膜R4中的电流流向与第一磁感应膜Rl和第三磁感应膜R3中的电流流向相反，第三磁感应膜R3中的电流流向与第二磁感应膜R2和第四磁感应膜R4中的电流流向相反。
[0085]图1Oa为本发明另一实施例磁传感器芯片的结构图，图1Ob为图1Oa所不磁传感器芯片的电路原理图。如图10a、IOb所示，第一信号输出薄膜焊盘Vl设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第二磁感应膜R2的尾端，第二信号输出薄膜焊盘V2设置在第四磁感应膜R4的首端和第三磁感应膜R3的首端，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的首端，接地薄膜焊盘G设置在第三磁感应膜R3的尾端，而且，第二磁感应膜R2的首端与第四感应薄膜R4的尾端电性连接。
[0086]在图1Oa中，在第一磁感应膜Rl中，电流i向右流动，在第四磁感应膜R4中，电流i向左流动，在第二磁感应膜R2中，电流i向左流动；在第三磁感应膜R3中，电流i向右流动。即，第一磁感应膜Rl中的电流流向与第四磁感应膜R4和第二磁感应膜R2中的电流流向相反，第二磁感应膜R2中的电流流向与第一磁感应膜Rl和第三磁感应膜R3中的电流流向相反，第四磁感应膜R4中的电流流向与第一磁感应膜Rl和第三磁感应膜R3中的电流流向相反，第三磁感应膜R3中的电流流向与第二磁感应膜R2和第四磁感应膜R4中的电流流向相反。
[0087]图1la为本发明又一实施例磁传感器芯片的结构图，图1lb为图1la所不磁传感器芯片的电路原理图。如图1laUlb所示，第一信号输出薄膜焊盘Vl设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第四磁感应膜R4的尾端，第二信号输出薄膜焊盘V2设置在第二磁感应膜R2的首端和第三磁感应膜R3的首端，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的首端，接地薄膜焊盘G设置在第二磁感应膜R2的尾端，而且第四磁感应膜R4的首端与第三感应薄膜R3的尾端电性连接。
[0088]在图1la中，在第一磁感应膜Rl中，电流i向右流动，在第四磁感应膜R4中，电流i向左流动，在第二磁感应膜R2中，电流i向右流动；在第三磁感应膜R3中，电流i向左流动。
[0089]图12a为本发明再一实施例磁传感器芯片的结构图，图12b为图12a所不磁传感器芯片的电路原理图。如图12a、12b所示，第一信号输出薄膜焊盘Vl设置在第一磁感应膜Rl的尾端和第二磁感应膜R2的尾端，第二信号输出薄膜焊盘V2设置在第四磁感应膜R4的尾端和第三磁感应膜R3的尾端，电压输入薄膜焊盘Vcc设置在第一磁感应膜Rl的首端，接地薄膜焊盘G设置在第三磁感应膜R3的首端，而且，第二磁感应膜R2的首端与第四感应薄膜R4的尾端电性连接。
[0090]在图12a中，在第一磁感应膜Rl中，电流i向右流动，在第四磁感应膜R4中，电流i向左流动，在第二磁感应膜R2中，电流i向左流动；在第三磁感应膜R3中，电流i向左流动。
[0091]在上述实施例中，磁传感器芯片所采用的磁敏感薄膜可以是巨磁阻磁敏感薄膜、各向异性磁阻磁敏感薄膜、隧穿效应磁阻磁敏感薄膜、巨磁阻抗效应磁阻磁敏感薄膜、霍尔效应薄膜或巨霍尔效应薄膜。
[0092]每个磁敏感薄膜可以为连续的不间断薄膜，如将第一磁感应膜R1、第二磁感应膜R2等设置为连续的不间断薄膜。当然，磁敏感薄膜也可以是由多段磁敏感薄膜段构成，而且任意相邻两段磁敏感薄膜段由导电材料电性连接。
[0093]本实施例提供的磁传感器芯片可以用于电流传感器或金融领域，如验钞机或鉴别有价票据真伪的鉴伪机，或者用于各类速度或加速度传感器，位移传感器等感应磁变化的磁传感器。
[0094]本实施例提供的磁传感器芯片是由钉扎方向相同的磁敏感薄膜对构成，而且相邻的磁敏感膜内电流的流向相反，这使得磁敏感薄膜对可在一次工艺完成，从而形成对称性优良的磁敏感薄膜对，即消除了磁感应薄膜对的差异，进而提高了磁传感器的灵敏性和分辨率。此外，本发明所提供的磁传感器具有体积小，厚度薄，灵敏度高，适于微型化和集成化，而且，结构简单，成本低廉，符合现代低功耗及高性能等诸多发展要求。
[0095]本实施例还提供一种磁传感器芯片的制作方法，其包括以下步骤:
[0096]步骤SI，获取基板。
[0097]基板可以刚性基板材料，也可以是柔性基板材料，如树脂材料或诸如硅等半导体材料。
[0098]步骤S2，通过一次工艺在基板表面形成钉扎方向相同的磁敏感薄膜对。
[0099]本实施例通过沉积或溅射工艺在基板的表面形成钉扎方向相同的磁敏感薄膜对。磁敏感薄膜对可以是一对磁敏感薄膜对，也可以是两对磁敏感薄膜对，磁敏感薄膜对的设置方式如上文所述，在此不再赘述。
[0100]步骤S3，在所述基板的表面形成薄膜焊盘。
[0101]在基板的表面形成薄膜焊盘，薄膜焊盘可以采用铜等导电材料制作。
[0102]在步骤S3中，在形成薄膜焊盘的同时还可以形成导线，用以将所述磁敏感薄膜对连接成惠斯通电桥电路。当然，如上文所述，导线也可以设置在基板的外侧。
[0103]本实施例提供的磁传感器芯片制作方法通过一次工艺形成钉扎方向相同的磁敏感薄膜对，获得对称性优良的磁敏感薄膜对，从而消除了磁感应薄膜对的差异，进而提高了磁传感器的灵敏性和分辨率。
[0104]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种磁传感器芯片，包括基板、磁敏感薄膜对以及薄膜焊盘，所述磁敏感薄膜对和所述薄膜焊盘设置在所述基板的表面，所述磁敏感薄膜对由所述薄膜焊盘电性连接，其特征在于，所述磁敏感薄膜对的钉扎方向相同，而且相邻所述磁敏感膜内电流的流向相反。
2.根据权利要求1所述的磁传感器芯片，其特征在于，包括一对所述磁敏感薄膜对、电压输入薄膜焊盘、接地薄膜焊盘、信号输出薄膜焊盘和导线，借助所述导线、所述电压输入薄膜焊盘、接地薄膜焊盘、信号输出薄膜焊盘将所述第一磁感应膜和所述第二磁感应膜连接成惠斯通半桥电路。
3.根据权利要求2所述的磁传感器芯片，其特征在于，所述电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端，所述信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端和第二磁感应膜的首端，所述接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端；或者， 所述电压输入薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端，所述信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端和第二磁感应膜的首端，所述接地薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端；或者， 所述电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，所述信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的尾端，所述接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端；或者， 所述电压输入薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端，所述信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的尾端，所述接地薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端。
4.根据权利要求1所述的磁传感器芯片，其特征在于，包括两对相互平行设置的所述磁敏感薄膜对、电压输入薄膜焊盘、接地薄膜焊盘、第一信号输出薄膜焊盘、第二信号输出薄膜焊盘以及导线，利用所述导线和所述电压输入薄膜焊盘、接地薄膜焊盘、第一信号输出薄膜焊盘、第二信号输出薄膜焊盘将所述两对磁敏感薄膜对连接成惠斯通全桥电路。
5.根据权利要求4所述的磁传感器芯片，其特征在于，第一信号输出薄膜焊盘设置在所述第一磁感应膜的首端和第四磁感应膜的首端，第二信号输出薄膜焊盘设置在所述第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在所述第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在所述第四磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的首端；或者， 第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端和第四磁感应膜的首端，第二信号输出薄膜焊盘设置在所述第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端，接地薄膜焊盘设置在第三磁感应膜的首端，第二磁感应膜的首端与第四磁感应膜的尾端电性连接；或者， 第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第四磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端，第三磁感应膜的首端与第四感应薄膜的首端电性连接；或者， 第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的首端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端和第四感应薄膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第四感应薄膜的首端，第二磁感应膜的尾端与第三磁感应膜的尾端电性连接；或者， 第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第四磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第三磁感应膜的首端，而且，第四磁感应膜的首端与第二感应薄膜的首端电性连接；或者， 第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第四磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端，而且，第四磁感应膜的首端与第三感应薄膜的首端电性连接；或者， 第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第四磁感应膜的首端和第三磁感应膜的首端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第三磁感应膜的尾端，而且，第二磁感应膜的首端与第四感应薄膜的尾端电性连接；或者， 第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第四磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的首端和第三磁感应膜的首端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第二磁感应膜的尾端，而且第四磁感应膜的首端与第三感应薄膜的尾端电性连接；或者， 第一信号输出薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的尾端和第二磁感应膜的尾端，第二信号输出薄膜焊盘设置在第四磁感应膜的尾端和第三磁感应膜的尾端，电压输入薄膜焊盘设置在第一磁感应膜的首端，接地薄膜焊盘设置在第三磁感应膜的首端，而且，第二磁感应膜的首端与第四感应薄膜的尾端电性连接。
6.根据权利要求2或4所述的磁传感器芯片，其特征在于，所述导线设置在所述基板的表面。`
7.根据权利要求6所述的磁传感器芯片，其特征在于，还设有保护层，所述导线和/或所述磁敏感薄膜对被所述保护层覆盖。
8.根据权利要求2或4所述的磁传感器芯片，其特征在于，所述导线设置在所述基板的外侧。
9.根据权利要求1所述的磁传感器芯片，其特征在于，所述磁敏感薄膜包括巨磁阻磁敏感薄膜、各向异性磁阻磁敏感薄膜、隧穿效应磁阻磁敏感薄膜、巨磁阻抗效应磁阻磁敏感薄膜、霍尔效应薄膜或巨霍尔效应薄膜。
10.根据权利要求1所述的磁传感器芯片，其特征在于，所述磁敏感薄膜为连续的不间断薄膜。
11.根据权利要求1所述的磁传感器芯片，其特征在于，所述磁敏感薄膜包括多段磁敏感薄膜段，而且任意相邻两段所述磁敏感薄膜段由导电材料电性连接。
12.根据权利要求1所述的磁传感器芯片，其特征在于，所述磁传感器芯片应用于电流传感器、金融鉴伪机、速度或加速度传感器、或位移传感器。
13.—种磁传感器芯片的制作方法，其特征在于，包括: 获取基板； 通过一次工艺在所述基板的表面形成钉扎方向相同的磁敏感薄膜对；在所述基板的表面形成薄膜焊盘。
14.根据权利要求13所述的磁传感器芯片的制作方法，其特征在于，通过沉积或溅射工艺在所述基板的表面形成钉扎方向相同的磁敏感薄膜对。
15.根据权利要求13所述的磁传感器芯片的制作方法，其特征在于，在所述基板的表面形成薄膜焊盘的同时，在所述基板表面形成导线，用以将所述磁敏感薄膜对连接成惠斯通电桥 电路。
【文档编号】G01D5/12GK103791922SQ201210419654
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2012年10月29日
【发明者】时启猛, 刘乐杰, 曲炳郡 申请人:北京嘉岳同乐极电子有限公司