Weiterentwicklung von hochempfindlichen AMR Magnetfeldsensoren für mobile Navigationsanwendungen

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Die Zahl der in Navigations- und anderen mobilen Endgeräten eingesetzten magnetischen Sensoren steigt seit einigen Jahren sprunghaft an. Viele Mobilgeräte verfügen heute über eine integrierte mehrdimensionale Magnetfeldmessung zur Realisierung einer Kompassfunktion oder zur Kombination mit weiterer Sensorik zur Erhöhung der Langzeitpositioniergenauigkeit. Dies beinhaltet GPS- oder Inertialsensorik gestützte (Beschleunigungs- oder Drehratensensoren) Navigation. Schaltanwendungen werden aufgrund der stark abweichenden Anforderungen an die magnetische Sensorik hier nicht berücksichtigt. In den letzten Jahren wurde der Markt von Hall Sensoren dominiert, da sich aufgrund der Integrationsfähigkeit der Technologie in Halbleiterprozesse kleine Baugröße, einfache Aufbau- und Verbindungstechnik und somit kleine Preise kombinieren ließen. Momentan zeichnet sich jedoch eine Wende ab, da die Hall Technologie bei den Anforderungen für neue Anwendungen an ihre Grenzen stößt; eine höhere Auflösung scheint mit niedrigem Energieverbrauch nicht kombinierbar. Hier kommen andere Lösungen ins Spiel, insbesondere die verschiedenen magnetoresistiven (XMR) Technologien. Dort erlauben neueste Fortschritte bei der Sensorentwicklung die erforderliche Verkleinerung der Baugröße und des Energieverbrauchs bei verbesserter Auflösung und Temperaturstabilität im Vergleich zu bisherigen Lösungen. In diesem Artikel sollen aktuelle Entwicklungen in anisotroper magnetoresistiver (AMR) Technologie vorgestellt und diskutiert werden. Als Grundlage und Einführung werden spezielle Anforderungen der Kompasssensorik mit typischen Fehlermechanismen und die AMR Technologie kurz vorgestellt.