다공성 패턴 기반 평면 홀 자기저항 센서의 설계 및 특성 평가

Abstract

본 연구는 다공성 구조를 가진 평면 홀 자기저항(PHMR) 센서의 패턴에 따른 출력 특성을 분석하였다. 다공성 패턴의 영향을평가하기 위해 N iFe/IrM n 이중층 구조의 PHMR 센서에 직교 배열과 대각선 배열의 다공성 패턴 구조를 구현하고, 전류 밀도 분포 및 센서의 출력 신호를 분석하였다. 또한, 전류 분포의 왜곡을 최소화하기 위해 다이아몬드 형태의 다공성 패턴을 적용하여휘스톤브릿지 배열의 다공성 구조에서 선폭과 길이의 비율이 센서 출력 신호에 미치는 영향을 규명하였다. 다공성 패턴 기반PHMR 센서는 비다공성 센서에 비해서 높은 출력 신호를 나타내었으며, 이는 다공성 기판을 활용한 센서 설계 및 성능 향상에중요한 기초 데이터를 제공할 것으로 기대된다. In this study, we analyze the output characteristics of a planar Hall magnetoresistance sensor (PHMR) based on porous pattern. To evaluate the impact of the porous pattern in a NiFe/IrMn bilayer PHMR sensor, orthogonal and diagonal porous pattern were implemented, and the current density distribution and output signal of sensor were analyzed. Additionally, to minimize the distortion of current distribution, a diamond-shaped porous pattern was utilized, and the effect of the aspect ratio in the Wheatstone bridge array of the porous pattern on the sensor’s output signal was investigated. The results showed that the porous pattern-based PHMR sensor exhibited a high output signal, providing basic data for the design and performance enhancement of sensors based on porous substrates.