件的惠斯通橋(Wheatstonebridge)。記住這一點，實施例實現(xiàn)引入多樣且冗余傳感器元件，這可以在兩個或多個示例性變型中投入實施。下面將對此更詳細地說明。一方面，可以實現(xiàn)使用依賴于相同磁阻技術(shù)的第二磁阻(XMR)傳感器橋作為第一 XMR傳感器橋的簡單方法。另一方面，可以實現(xiàn)使用基于不同XMR技術(shù)的第二傳感器橋的復(fù)雜方法，同時保持技術(shù)復(fù)雜性低。所述實施例可以允許傳感器裝置600實現(xiàn)高的DC和ASIL等級。
[0072]通過參照圖7a可以更清楚地理解第一實施例，其示出GMR角度傳感器700的傳統(tǒng)蜿蜓布局的頂視圖，GMR角度傳感器700具有帶軸(stripe axe)的大體垂直取向的組合。GMR角度傳感器700具有蜿蜒的形狀，其具有蜿蜒曲部710和蜿蜒曲部720。蜿蜒曲部710和720的正交排列的軸抑制可能依賴于在自由層內(nèi)的工藝的寄生各向異性磁阻(AMR)效應(yīng)。蜿蜒是通過單個帶成形的。帶寬度被選擇成固有地呈現(xiàn)低的磁形狀各向異性，以實現(xiàn)傳感器的低的各向異性誤差。磁各向異性是材料磁特性的方向依賴性。可選擇大于10 μ m(例如13 μ m)的帶寬度，這可以使得有效區(qū)域尺寸、蜿蜒阻抗、功率消耗和角度精度之間的良好的折衷能夠?qū)崿F(xiàn)。蜿蜒形的GMR角度傳感器700的左上端和右下端分別進一步包括導(dǎo)電觸頭730-1和730-2，導(dǎo)電觸頭例如可以用于表面安裝目的，像是用于將GMR傳感器700連接到印刷電路板(PCB)。
[0073]第一實施例可以被稱為雙傳感器結(jié)構(gòu)方法。對于一些應(yīng)用，可能需要引入不僅一個而是至少兩個包括XMR傳感器元件的惠斯通橋電路，例如用于實現(xiàn)雙橋?？赡芸梢詫⒒鶞蚀呕瘧?yīng)用至兩個橋電路之一的XMR傳感器兀件,該基準磁化與另一橋電路的對應(yīng)XMR傳感器元件的基準磁化正交。這樣做時，可以能夠唯一確定外部磁場的取向角度。使用同樣XMR技術(shù)但是不同幾何結(jié)構(gòu)的第二傳感器雙橋允許使傳感器元件具有不同的行為，諸如不同的角度精度或不同的功率消耗。
[0074]例如，通過將傳感器的“長度”視為與兩個電觸頭(例如比較圖7a中的導(dǎo)電觸頭730-1和730-2)之間的路徑平行的尺寸，并且將傳感器的“寬度”視為與兩個電觸頭之間的路徑垂直的尺寸，傳感器可以呈現(xiàn)拉長的形狀。例如，在一些實施例中，長度可以是寬度的至少兩倍、至少五倍或至少十倍大。降低寬度可以因此而導(dǎo)致更加極端的拉長形狀，從而促進與各向異性有關(guān)的擾動。隨著這些擾動更加顯著，可導(dǎo)致更低的測量精度。
[0075]在一些實施例中，第一或第二信號的信息的精度可以依賴于寬度或者更全局性地依賴于對應(yīng)磁阻傳感器元件的寬度的平均值或者由對應(yīng)磁阻傳感器元件利用的磁阻效應(yīng)。寬度的平均值可以例如是中值、幾何或算術(shù)平均值。寬度是在與承載層堆的基板的主表面平行的方向上測量的。寬度的平均值的減小可以減小測量信號的精度。可能實用的是，將先前根據(jù)上述方法400制造的層堆分成具有可忽略的精度損失的較寬XMR傳感器元件711和具有顯著較高的但是仍能承受的精度損失的較窄XMR傳感器元件712。由此，可能可以實現(xiàn)如下的磁阻元件，其具有不同功率消耗和他們的相應(yīng)信號的不同精度，其中具有高精度的信號可以用具有較低精度的信號來驗證?？梢栽O(shè)置另外的XMR傳感器元件以具有低功率消耗，但是以減小的角度精度為代價。然而，減小的角度精度對于用于功能性安全的驗證應(yīng)用來說可以是完全足夠的。而且，可以避免使用額外的安裝控件，并且這樣可以保留與傳統(tǒng)的單個傳感器方案類似的有效區(qū)域。
[0076]該第一實施例可以提供足夠用于特定應(yīng)用的特定等級的冗余。第二傳感器雙橋可以用作副傳感器并且可以支持傳感器系統(tǒng)以驗證主要(“主”)傳感器的角度結(jié)果。副傳感器雙橋可以呈現(xiàn)例如比主傳感器窄至少因子1.2、1.5或2的(平均)帶寬度，和/或僅半橋配置，從而具有減小的信號高度以降低功率消耗。
[0077]圖7b圖示兩個單片集成GMR傳感器元件711、712的實施例。在一些實施例中，第一傳感器元件711和第二傳感器元件712在層堆中通過絕緣結(jié)構(gòu)740相互分離。換言之，形成結(jié)構(gòu)化層堆610的諸如圖7a中所示的帶之類的寬尺寸(例如>10 μ m)的單個帶可以通過絕緣結(jié)構(gòu)740分成寬帶和窄帶。這可以提供從單個結(jié)構(gòu)化堆生成兩個不同形狀的傳感器元件的有效方法。絕緣結(jié)構(gòu)740可以例如通過在之間引入槽來實施。在該上下文(例如，“寬廣”、“寬”等)中的寬度可以指垂直于與絕緣部件交界的傳感器元件的邊緣并且平行于承載層堆的基板的表面測量的傳感器元件的尺寸。
[0078]在一些實施例中，第一磁阻傳感器元件711可以至少在一個尺寸上與第二磁阻傳感器元件712不同。術(shù)語尺寸在該上下文中是指物理尺寸，或者換言之，是指空間范圍，例如寬度、長度或高度。圖7b圖示了其中第一傳感器元件711和第二傳感器712在寬度方面顯著不同的示例。
[0079]為了使有效區(qū)域的尺寸保持為與圖7a中所示的單個傳感器配置相當，寬帶可以被縮減，例如從初始地13 μ m縮減到10 μ m。這樣所去除的安裝空間可以(部分地)被窄帶消耗。在一些實施例中，第二磁阻傳感器元件712的寬度的平均值可以在第一磁阻傳感器元件711的寬度的平均值的最大90%的范圍內(nèi)與第一磁阻傳感器元件711的寬度的平均值對應(yīng)。這里寬度的平均值是垂直于分離第一傳感器元件711和第二傳感器元件712的平面測量的。這樣可以減小由傳感器裝置600所消耗的安裝空間。
[0080]在一些實施例中，第二磁阻傳感器元件712的寬度的平均值可以與第一磁阻傳感器元件711的寬度的平均值的40%至60%對應(yīng)。由此可進一步減小安裝空間。圖7b示出具有第一傳感器元件711的約一半寬度的第二傳感器元件712。例如，如果第一傳感器元件711的寬度為10 μ m,則第二傳感器元件可以為5 μ m。
[0081]在一些實施例中，第一傳感器元件711和第二傳感器元件712可以包括相同數(shù)目的鐵磁和非磁層。可以利用相對簡單的部件實現(xiàn)該配置。圖7b正面示出層堆。因此，絕緣結(jié)構(gòu)740具有與構(gòu)成堆610的層之一的層面垂直的取向。備選地進一步的實施例可以具有與層面平行地分離堆的絕緣部件，從而第一傳感器元件711和第二傳感器元件712布置在彼此的頂部。
[0082]在一些實施例中，絕緣結(jié)構(gòu)740可以包括將第一傳感器元件711和第二傳感器元件712分離的分離件，使得第一傳感器元件711和第二傳感器元件712在與共同基板620平行的方向上相鄰地布置在共同基板620上。本文中絕緣結(jié)構(gòu)740可以是例如槽，并且分離件可以通過諸如塑料之類的絕緣材料、空氣或真空形成。換言之，與共同基板620平行的方向平行于承載層堆610的基板的表面。通過第一傳感器元件711和第二傳感器元件712相鄰的布置，可以能夠通過相同的方法(例如激光磁化)來實現(xiàn)第一傳感器元件711和第二傳感器元件712的共同的磁化工藝。因此，可以降低傳感器裝置600的復(fù)雜性。
[0083]在圖7b中，第一傳感器元件711與絕緣結(jié)構(gòu)740直接相鄰，絕緣結(jié)構(gòu)740與第二傳感器元件712直接相鄰。例如用于表面安裝的目的，傳感器元件711、712兩者皆具有包括電觸頭730-1的一端和包括電觸頭730-2的相反端。第一傳感器兀件711和第二傳感器元件712相互平行地行進；換言之，第一傳感器元件711和第二傳感器元件712內(nèi)的觸頭730-1和觸頭730-2之間的電流路徑分別相互平行地行進。傳感器元件711、712兩者都呈現(xiàn)蜿蜒的形狀。對于每個傳感器元件711、712，與圖7a中的GMR角度傳感器700類似，蜿蜒形狀包括相互大致正交的第一區(qū)段和第二區(qū)段。
[0084]如關(guān)于圖7b所述，第一傳感器元件711或第二傳感器元件712的寬度可以對由相應(yīng)傳感器元件測量的角度值的角度精度有影響。測量結(jié)果可以經(jīng)受像各向異性誤差和遲滯誤差那樣的誤差，誤差可以根據(jù)傳感器寬度而改變。各向異性誤差可以包括歸因于方向依賴性的誤差。當將鐵磁介質(zhì)暴露至磁場使得剩余磁化可以保留在介質(zhì)中時，遲滯可以發(fā)生。
[0085]對于具有相應(yīng)寬度為13 μ m、10 μ m和5 μ m的傳感器，圖8不出各向異性誤差和磁場強度之間的關(guān)系，圖9示出遲滯誤差和磁場強度之間的關(guān)系。在圖8和圖9中，各向異性誤差和遲滯誤差在y軸上分別以度(° )為單位繪制，并且單位為毫特斯拉(mT)的磁場強度在X軸上繪制。連接三角形符號的曲線810、910代表對于寬度為5μπι的GMR傳感器的測量值。連接正方形符號的曲線820、920代表對于寬度為1ym的GMR傳感器的測量值。連接菱形符號的曲線830、930代表對于寬度為13 μ m的GMR傳感器的測量值。
[0086]對于圖8中的所述不同帶寬度的示例性GMR傳感器的各向異性誤差測量顯示，對于20mT至10mT的范圍，在具有相應(yīng)寬度為13μπι和10 μ m的兩個傳感器元件之間的角度精度中的差異在0.05°至0.1°之間。圖9中的遲滯誤差測量顯示角度精度的差異小于0.05°。因此，10 μ m傳感器的角度精度是可以是可接受的。如果平行行進的第二傳感器元件712的帶寬度被選擇為5 μ m，根據(jù)測量，與第一傳感器元件711相比，可以預(yù)期大約0.1°至0.3°的各向異性角度誤差的增大。此外，在小于30mT的低磁場處，歸因于窄帶的顯著較高的形狀各向異性，遲滯誤差增大約0.3° (見圖9)。然而，在201111'處，約0.8°的總體角度精度可以是足夠好的，以允許在各種情況下對第一傳感器元件711的測量角度進行驗證。因此，第一傳感器元件711可以用作構(gòu)成“主”傳感器橋的電阻器，相反第二傳感器元件可以用作構(gòu)成“副”傳感器橋的電阻器。在一些實施例中，依賴于它們的相對寬度，第二傳感器元件712的小的帶寬度可以導(dǎo)致“初始”GMR角度傳感器700的阻抗值加倍或增至三倍。對于某些應(yīng)用這可以在保持低功率消耗的狀態(tài)下允許“主”和“副”同時連續(xù)操作。
[0087]而且，具有寬帶寬度的“主”傳感器和具有窄帶寬度的“副”傳感器的其它實施方式在進一步的實施例中也是可能的，像是兩種傳感器類型的簡單的并排配置。優(yōu)選地，具有相同基準磁化方向的電阻器可以相互靠近地定位。這可以使得能夠例如通過激光對副和主傳感器結(jié)構(gòu)兩者同時進行磁化工藝。
[0088]在一些實施例中，第一磁阻傳感器元件711和第二磁阻傳感器元件712被配置成基于巨磁阻(GMR)效應(yīng)生成相應(yīng)的信號?？赏ㄟ^主和副傳感器橋相互檢查漂移行為的差異(例如溫度引起的偏移漂移)。GMR傳感器例如以在圖7a、圖7b、圖8和圖9中所述的實施例為特征。
[0089]這里所述的第二示例性方法可以稱為雙傳感器技術(shù)方法。圖10示出可能的實施例。
[0090]在一些實施例中，第一磁阻傳感器元件711可以被配置成基于第一類型的磁阻效應(yīng)生成第一(電)信號。第一磁阻傳感器兀件711也可以稱為主磁阻傳感器兀件711。第二磁阻傳感器元件712可以被配置成基于第一或第二類型的磁阻效應(yīng)生成第二(電)信號。第二磁阻傳感器元件712也可以稱為副磁阻傳感器元件712。具體地，這些實施例中的一些的特征可以在于，第一磁阻傳感器元件711被配置成基于巨磁阻(GMR)效應(yīng)或穿隧磁阻(TMR)效應(yīng)生成第一信號，并且第二磁阻傳感器元件712被配置成基于各向異性磁阻(AMR)效應(yīng)生成第二信號。因此，在一些實施例中，可能可以從初始設(shè)計成檢測GMR或TMR效應(yīng)的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)AMR傳感器。該第二方法背后的思想在于使用兩種不同的XMR技術(shù)，例如用于冗余角度感測。