일체화된 3축 장 센서 및 그 제조 방법 document_id A220623060194

자기 감지 장치는 자기장을 감지하고 자기장을 나타내는 출력 신호를 제공하기 위하여 하나 또는 그 이상의 자기 센서 유닛을 이용함으로써 다양한 애플리케이션에 대하여 자기장(즉, 하나 또는 그 이상의 자기장)의 측정을 용이하게 한다. 기수 결정(heading determination)을 판단하는 항법 애플리케이션은 자기 감지 장치에 대하여 널리 알려진 애플리케이션이다. 기수 결정은 북쪽 또는 북동쪽과 같은 방향을 나타낸다. 근접 검출(proximity detection)과 같은 자기 감지 장치에 대한 다른 애플리케이션도 가능하다. 자기 감지 장치에서의 하나 또는 그 이상의 자기 센서 유닛은 자기장의 특정 성분에 대한 감지를 제공하는 방식으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 제1 자기 센서 유닛은 x-축 방향으로 정의된 방향으로의 자기장 성분을 감지하도록 정렬될 수 있으며, 제2 자기 센서 유닛은 y-축 방향으로 정의된 방향으로의 자기장 성분을 감지하도록 정렬될 수 있다. 이 예에서, 자기 감지 장치는 x-축 방향으로의 자기장 성분을 나타내는 출력 신호를 제공하는 제1 출력 및 y-축 방향으로의 자기장 성분을 나타내는 출력 신호를 제공하는 제2 출력을 가질 수 있다. 리드 센스(reed sensor), 가변 저항 센서, 플럭스-게이트 자기력계, 자기 유도 센서, 스핀-터널 장치 센서 및 홀-효과 센서와 같은 넓고 다양한 종류의 자기 센서 유닛이 사용가능하다. 다른 종류의 자기 센서 유닛은 자기 저항 재료를 포함하는 자기 센서 유닛이다. 자기 저항 재료를 포함하는 자기 센서의 예는 거대 자기 저항 센서 및 거대 자기 임피던스 센서를 포함한다. 다른 예들도 가능하다. 자기 저항 재료는 저기 저항 재료 근처의 자기장에 부분적으로 의존하여 가변하는 가변 저항값을 갖는 재료이다. 자기장에 노출될 때 자신의 저항값을 변경하는 자기 저항 재료의 민감도는 특정 자기저항 재료의 특성에 부분적으로 의존한다. 일반적인 자기 저항 재료는 미국 등록 특허 제5,569,544호에 설명된 이방성 자기 저항(anisotropic magnetiresistive, AMR) 재료 및 거대 자기 저항(giant magnetiresistive, GMR) 재료와, 미국 등록 특허 제5,982,178호에 설명된 초거대 자기 저항(colossal magnetiresistive, CMR) 재료를 포함한다. AMR 재료의 한 종류는 퍼말로이(Permalloy)라고 알려진 니켈-철 재료이다. AMR 형 자기 센서 유닛은 실리콘 웨이퍼 상에 증착되고 저항으로서 패터닝된 퍼말로이 박막을 포함할 수 있다. 퍼말로이로 이루어진 여러 개의 저항은 전기 회로를 형성하도록 서로 결합될 수 있다. 전기 회로는 휘트스톤 브리지 구성과 같은 브리지 구성의 형태를 취할 수 있다. 자기 감지 장치는 1축 및 2축 구성으로 다양하게 사용가능하다. 자기 감지 장치에서의 축의 개수는 자기장을 측정하기 위한 감지축 또는 감지 방향의 개수를 말한다. 2 이상의 축을 갖는 자기 감지 장치는 일반적으로 여러 축이 상호 직교하도록 정렬된다. 3축 자기 감지 장치의 일부 형태는 사용가능하지만 아래에서 설명되는 바와 같은 일체화된 형태로는 사용가능하지 않다.