一种用于磁阻器件的激光编程写入装置及方法与流程

文档序号:25610402发布日期:2021-06-25 14:51阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种用于磁阻器件的激光编程写入装置,其特征在于,包括:依次层叠设置的衬底、磁阻传感器和热控制层,所述磁阻传感器与所述热控制层之间设置有用于电隔离的非磁性绝缘层,所述磁阻传感器由磁阻传感单元构成,所述磁阻传感单元为具有反铁磁层的多层薄膜堆叠结构;所述激光编程写入装置用于在激光编程写入阶段,改变所述热控制层和/或所述磁阻传感器的膜层参数,以调节所述磁阻传感器的温度随激光功率的变化率,并增加或减小同一激光功率写入所述磁阻传感器的温度,所述膜层参数包括膜层材料和膜层厚度中的至少一种。2.根据权利要求1所述的激光编程写入装置,其特征在于,所述磁阻传感器为巨磁阻gmr传感器、隧道磁阻tmr传感器或各向异性磁阻amr传感器。3.根据权利要求1所述的激光编程写入装置,其特征在于,沿所述衬底到所述热控制层的方向上,所述多层薄膜堆叠结构包含依次层叠设置的种子层、所述反铁磁层、自由层、顶电极层以及帽层,所述衬底与所述种子层之间设置有第一绝缘层;所述激光编程写入装置用于通过改变所述热控制层、所述第一绝缘层、所述种子层、所述顶电极层和所述帽层中至少一个膜层的材料,以增加或减小同一激光功率写入所述磁阻传感器的温度;和/或,所述激光编程写入装置用于通过改变所述热控制层、所述第一绝缘层、所述种子层、所述顶电极层和所述帽层中至少一个膜层的厚度,以增加或减小同一激光功率写入所述磁阻传感器的温度。4.根据权利要求1所述的激光编程写入装置,其特征在于,所述磁阻传感器为推挽式磁阻传感器,所述推挽式磁阻传感器由推磁阻传感单元阵列和挽磁阻传感单元阵列构成,所述推磁阻传感单元阵列和所述挽磁阻传感单元阵列均由磁阻传感单元构成。5.根据权利要求4所述的激光编程写入装置,其特征在于,所述推挽式磁阻传感器采用全桥结构、半桥结构或准桥结构。6.根据权利要求4所述的激光编程写入装置,其特征在于,所述推挽式磁阻传感器为单轴推挽式磁阻传感器、双轴推挽式磁阻传感器或三轴推挽式磁阻传感器。7.根据权利要求1所述的激光编程写入装置,其特征在于,所述热控制层的组成材料包括非磁性的激光低吸收系数材料或激光高吸收系数材料,其中,所述激光低吸收系数材料包括钽、钛、铜、钼、金、银、铝、铂和锡中的至少一种,所述激光高吸收系数材料包括氧化锆、氧化钛、碳膜、磷酸盐和氮化铝钛中的至少一种。8.根据权利要求1所述的激光编程写入装置,其特征在于,所述热控制层的组成材料包括炭黑、非磁性激光吸收树脂或非磁性激光吸收涂料。9.根据权利要求1所述的激光编程写入装置,其特征在于,所述激光的波长范围在100nm~3000nm之间。10.一种用于磁阻器件的激光编程写入方法,通过激光编程写入系统实现,其特征在于,所述激光编程写入系统包括磁场产生装置和如权利要求1

9任一项所述的激光编程写入装置;所述激光编程写入系统的激光编程写入方法包括:在激光编程写入阶段,改变所述热控制层和/或所述磁阻传感器的膜层参数,所述膜层
参数包括膜层材料和膜层厚度中的至少一种;调节所述磁阻传感器的温度随激光功率的变化率,并增加或减小同一激光功率写入所述磁阻传感器的温度。11.根据权利要求10所述的激光编程写入方法,其特征在于,所述磁阻传感器为推挽式磁阻传感器,所述推挽式磁阻传感器包括推磁阻传感单元阵列和挽磁阻传感单元阵列,所述推磁阻传感单元阵列的反铁磁层磁矩方向为+di,所述挽磁阻传感单元阵列的反铁磁层磁矩方向为

di,i为正整数且1≤i≤3;所述激光编程写入方法还包括:向所述推挽式磁阻传感器的反铁磁层写入磁矩,其中,将所述反铁磁层磁矩方向+di写入所述推磁阻传感单元阵列中,且将所述反铁磁层磁矩方向

di写入所述挽磁阻传感单元阵列中。12.根据权利要求11所述的激光编程写入方法,其特征在于,将所述反铁磁层磁矩方向+di写入所述推磁阻传感单元阵列中包括:设定磁场退火功率为poven且温度为tw,对晶圆进行+di方向磁场热退火,使各磁阻传感单元阵列的反铁磁层磁矩方向均为+di;或者,设定激光功率为p(+di)且温度为tdi,产生+di方向磁场以将+di方向磁矩写入所述推磁阻传感单元阵列的反铁磁层中。13.根据权利要求12所述的激光编程写入方法,其特征在于,将所述反铁磁层磁矩方向

di写入所述挽磁阻传感单元阵列中包括:设定磁场退火功率为poven且温度为tw,对晶圆进行

di方向磁场热退火,使各磁阻传感单元阵列的反铁磁层磁矩方向均为

di;或者,设定激光功率为p(

di)且温度为tdi,产生

di方向磁场以将

di方向磁矩写入所述挽磁阻传感单元阵列的反铁磁层中。14.根据权利要求13所述的激光编程写入方法,其特征在于,td1<td2<td3。15.根据权利要求14所述的激光编程写入方法,其特征在于,tb<td1<td2<td3<td,其中,所述tb为磁阻传感单元阵列的写入温度,所述td为磁阻传感单元阵列的损坏温度。
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