穿隧磁阻结构以及集成式3轴向磁场传感器与其制造方法

摘要

穿隧磁阻结构以及集成式3轴向磁场传感器与其制造方法。在基板上的穿隧磁阻(TMR)结构，包括具有相同图案和相同磁性薄膜堆栈的两个磁性穿隧接面(MTJ)器件，位于同一导电性底部电极上以及并联连接的导电性顶部电极。每个磁性穿隧接面器件包括：固定层，其位于所述底部电极上、具有固定磁距；非磁性穿隧层，其位于所述固定层上；以及自由层，其位于所述穿隧层上、且具有自由磁距。这两个磁性穿隧接面器件具有共线的易轴，且其固定磁距都平行于同一固定方向，所述同一固定方向与易轴具有45度角；在初始时以电流产生的磁场使其自由磁距平行于所述易轴但方向相互反平行。磁场感测方向垂直于基板上的所述易轴。

主权项

一种穿隧式磁电阻器的磁场感测结构，包括：底部电极；第一磁性穿隧接面器件，包括：磁性材料的第一固定层，位于所述底部电极上、具有处于固定方向上的第一固定磁距；非磁性材料的第一穿隧层，设置于所述第一固定层上；以及磁性材料的第一自由层，设置于所述第一穿隧层上、具有平行于易轴的第一自由磁距，且所述固定方向与所述易轴之间形成夹角；第二磁性穿隧接面器件与所述第一磁性穿隧接面器件具有相同图案及磁性薄膜结构，包括：磁性材料的第二固定层，位于所述底部电极上、具有在所述固定方向上的第二固定磁距；非磁性材料的第二穿隧层，设置于所述第二固定层上；以及磁性材料的第二自由层，设置于所述第二穿隧层上、具有平行于所述易轴的第二自由磁距；以及顶部电极，连接所述第一自由层与所述第二自由层，其中所述第一自由磁距和所述第二自由磁距在初始状态为平行于所述易轴但相互反平行，且所述固定方向与所述易轴之间的所述夹角45度或135度。