DE10127754A1 - Magnetoresistive Schichtanordnung - Google Patents

Magnetoresistive Schichtanordnung

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Abstract

Es wird eine in Draufsicht zumindest bereichsweise streifenförmig strukturierte magnetoresistive Schichtanordnung (5), insbesondere ein GMR-, TMR- oder AMR-Sensorelement, vorgeschlagen. Dabei ist der streifenförmige Bereich der Schichtanordnung (5) derart in Teilstreifen (11, 12, 11', 12', 11'', 12'') untergliederbar, dass jedem der Teilstreifen (11, 11', 11'') eineindeutig ein zumindest näherungsweise gleich langer, jedoch um zumindest näherungsweise 90 DEG gedrehter Teilstreifen (12, 12', 12'') zuordbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine magnetoresistive Schichtanordnung, insbesondere ein GMR-, TMR- oder AMR-Sensorelement, nach der Gattung des Hauptanspruches.
  • Stand der Technik
  • Magnetoresistive Schichtanordnungen und deren Verwendung in Sensorelementen, beispielsweise in Winkelsensoren, sind bekannt. Dabei unterscheidet man zwischen GMR-Sensorelementen ("Giant Magneto Resistance"), TMR-Sensorelementen ("Tunnel Magneto Resistance") und AMR-Sensorelementen ("Anisotropic Magneto Resistance"). Vielfach werden derartige Sensorelemente auch als XMR-Sensorelemente bezeichnet, wobei X für G, T oder A stehen kann. Eine Übersicht über magnetoresistive Sensorelemente gibt U. Dibbern in "Sensors - A Comprehensive Survey", Volume 5, "Magnetic Sensors", ed. by W. Göpel, VCH- Verlag, Weinheim, 1989, Seiten 342 bis 380.
  • GMR- und TMR-Sensorelemente weisen demnach eine erste magnetische Schicht und eine zweite magnetische Schicht auf, zwischen denen eine Zwischenschicht angeordnet ist, die im Fall des GMR-Sensorelementes bei Betrieb einen elektrischen Strom führt. Weiter ist bekannt, solche Schichtanordnungen bzw. Schichtsysteme in Draufsicht streifenförmig oder in Form eines Mäanders auszuführen bzw. zu strukturieren, damit der elektrische Widerstand insgesamt sowie die Flächenausnutzung auf dem Substrat steigt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße magnetoresistive Schichtanordnung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass störende Einflüsse von Anisotropie-Effekten bereits durch das Design der Schichtanordnung erheblich verringert bzw. gänzlich unterdrückt werden können. Damit eignet sich eine erfindungsgemäße Schichtanordnung, die beispielsweise als GMR- Sensorelement nach dem Spin-Valve-Prinzip aufgebaut ist, besonders gut als Winkelsensor bzw. Winkelmesselement mit geringem Winkelfehler, wobei sowohl bei kleinen als auch starken äußeren, sich insbesondere drehenden Magnetfeldern eine deutlich verbesserte Winkelmessgenauigkeit erreicht wird.
  • Weiter ist vorteilhaft, dass das vorgeschlagene Design der streifenförmig strukturierten Schichtanordnung auf alle Arten magnetoresistiver Schichtanordnungen übertragbar ist, d. h. es ist bei GMR-, AMR- und TMR-Sensorelementen einsetzbar. Insbesondere wird schon durch das Design der Schichtanordnung erreicht, dass das Sensorsignal nur noch von dem eigentlich zu messenden bzw. erwünschten XMR-Effekt abhängig ist.
  • Unter störenden Anisotropie-Effekten werden insbesondere von der Form der Schichtanordnung abhängige Effekte verstanden (Formanisotropie), sowie Effekte, die von der relativen Richtung des elektrischen Stromes und der Richtung der Magnetisierung in einer Schicht, beispielsweise der sogenannten "pinning"-Richtung in der Referenzschicht oder der Richtung der Magnetisierung in der sogenannten "free layer", abhängig sind (AMR-Anisotropie).
  • So weist das Signal eines GMR-Sensorelementes, d. h. die magnetfeldabhängige Änderung des elektrischen Widerstandes, als Funktion des Winkels φ zwischen einem äußeren Magnetfeld B und der "pinning"-Richtung in der Referenzschicht der Schichtanordnung eine cos(φ)-Abhängigkeit, d. h. eine 360°- Symmetrie, auf, während beispielsweise durch den Winkel zwischen der Stromrichtung und der Richtung eines äußeren Magnetfeldes hervorgerufene Anisotropie-Effekte lediglich eine 180°-Symmetrie besitzen. Zudem trägt auch die erläuterte Formanisotropie zu einem Abweichen von der idealen cosinus- Kennlinie der Schichtanordnung bzw. des Sensorelementes bei.
  • Die Formanisotropie beruht darauf, dass durch die Form der streifenförmigen Schichtanordnung und insbesondere deren hohes Aspektverhältnis, d. h. das Verhältnis von Länge zu Breite, die Magnetisierung innerhalb einer magnetischen Schicht lokal bevorzugt jeweils parallel zu der streifenförmigen Schichtanordnung orientiert ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.
  • So ist vorteilhaft, wenn der streifenförmige Bereich eine L- förmige Struktur mit zwei gleich langen Schenkeln als Teilstreifen ist, wenn er zumindest näherungsweise die Umfangslinie eines Quadrates bildet, oder wenn er zumindest näherungsweise die Form einer quadratischen Schneckenstruktur oder einer kreisförmigen Schneckenstruktur aufweist. Weiter kann der streifenförmige Bereich auch zumindest näherungsweise eine Umfangslinie eines Kreises bilden, da sich jeder Kreis durch ein regelmäßiges n-Eck mit einer entsprechend hohen Zahl von Ecken mit hinreichender Genauigkeit approximieren lässt, wobei die Zahl der Ecken ein Vielfaches von vier ist.
  • Schließlich sind auch in Draufsicht rotationssysmmetrische, insbesondere sternförmige oder zahnradförmige Strukturen der Schichtanordnung vorteilhaft, wobei die einzelnen Streifen der Schichtanordnung bevorzugt Schleifen bilden, die um eine zentrale Fläche gruppiert sind. Ein derartiges Design unterdrückt verstärkt die im Bereich kleiner Magnetfelder relevanten Formanisotropie-Effekte, d. h. es ist vor allem bei der Herstellung von Winkelmessern mit verbesserter Winkelmessgenauigkeit vorteilhaft, die sowohl kleineren als auch stärkeren Magnetfeldern ausgesetzt sind.
  • Im Übrigen ist es vorteilhaft, wenn die gesamte, in Draufsicht streifenförmige magnetoresistive Schichtanordnung in Teilstreifen untergliederbar ist, wobei jedem der Teilstreifen eineindeutig im Sinne einer bijektiven Abbildung ein zumindest näherungsweise gleich langer, jedoch um zumindest näherungsweise 90° gedrehter Teilstreifen zuordbar ist.
  • Bei dieser eineindeutigen Zuordnung ist es überdies ausreichend, wenn die Schichtanordnung bis auf vernachlässigbar geringe Flächen oder Reste in Teilstreifen untergliederbar ist, so dass danach in Draufsicht, bezogen auf die Gesamtfläche der Schichtanordnung lediglich insgesamt vernachlässigbare, nicht zugeordnete Bereiche wie Endbereiche oder Anschlusskontaktbereiche verbleiben. Vorteilhaft liegt der Anteil derartiger Bereiche an der Gesamtfläche der Schichtanordnung in Draufsicht unter 10%, vorzugsweise unter 5%.
  • Weiterhin ist es hinsichtlich einer möglichst vollständigen Unterdrückung von Anisotropie-Effekten besonders vorteilhaft, wenn die einander eineindeutig zugeordneten Teilstreifen eines Teilstreifenpaares eine in Draufsicht möglichst gleiche Fläche aufweisen.
  • Zeichnungen
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer magnetoresistiven Schichtanordnung, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer Strukturierung in Form einer quadratischen Schnecke in Draufsicht, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer quadratischen Struktur, Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einer L-förmigen Struktur, Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel mit einer geöffneten Ringstruktur, Fig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel mit einer sternähnlichen Struktur, und Fig. 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel mit einer zahnradähnlichen Struktur.
  • Ausführungsbeispiele
  • Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer magnetoresistiven Schichtanordnung 5 in Form eines GMR-Sensorelementes nach dem Spin-Valve-Prinzip. Dazu ist ein Schichtsystem mit einer zweiten magnetischen Schicht 6 in Form einer hartmagnetischen Referenzschicht mit fest vorgegebener Richtung der Magnetisierung m2, einer elektrisch leitenden, bei Betrieb einen Strom I führenden Zwischenschicht 4 und einer darauf angeordneten, ersten magnetischen Schicht 2 in Form einer weichmagnetischen Schicht mit einer Magnetisierung m1 vorgesehen, wobei die Richtung der Magnetisierung m1 sich entsprechend der Richtung eines äußeren Magnetfeldes B ändert und sich parallel zu dieser Richtung ausrichtet. Die Richtung der Magnetisierung m2 in der zweiten magnetischen Schicht 6 ist fest ("gepinnt") und bleibt daher von der Richtung dieses Magnetfeldes B unbeeinflusst.
  • Auf die Erläuterung weiterer Details zu der an sich bekannten magnetoresistiven Schichtanordnung 5 gemäß Fig. 1 sei verzichtet.
  • Die magnetoresistive Schichtanordnung 5 zeigt ohne Störungen durch Anisotropie-Effekte eine Änderung des elektrischen Widerstandes RSV gemäß der bekannten Gleichung:


    wobei R0 eine Konstante ist, und wobei φ den Winkel zwischen dem äußeren Magnetfeld B und der "pinning"-Richtung in der Referenzschicht 6, d. h. der Richtung der Magnetisierung m2, bedeutet. Die Größe RSV ist ebenfalls konstant und hängt vor allem von dem Schichtaufbau und der Geometrie (Länge, Fläche) der magnetoresistiven Schichtanordnung 5 ab.
  • Die Störung dieser Gleichung aufgrund von AMR-Anisotropie lässt sich durch:


    beschreiben, wobei Raniso die Variation des elektrischen Widerstandes aufgrund der Anisotropie-Effekte angibt. Der Winkel φ ist erneut der Winkel zwischen der Richtung des äußeren Magnetfeldes B und der Richtung der Magnetisierung m2 in der Referenzschicht 6, d. h. der "pinning"-Richtung. Der Winkel φ0 bezeichnet die Richtung der jeweiligen Anisotropie- Achse, wobei die Schichtanordnung 5 in Form eines Streifens strukturiert, und die Anisotropie-Achse parallel zu der Richtung dieses Streifens orientiert ist.
  • Man erkennt, dass die Anisotropie-Effekte eine 180°- Symmetrie aufweisen, während das eigentliche Signal des GMR- Sensorelementes eine 360°-Symmetrie besitzt.
  • Wenn man nun eine streifenförmige, magnetoresistive Schichtanordnung 5 mit Länge L in zwei gleich lange Teilstreifen mit Länge L/2 unterteilt, wobei diese Teilstreifen vorzugsweise in Draufsicht auch eine gleiche Fläche besitzen, und diese beiden Teilstreifen um 90° gegeneinander gedreht, beispielsweise L-förmig, anordnet, wobei ein Schenkel dieser L-Struktur parallel der x-Richtung und der zweite Schenkel dieser L-Struktur parallel der y-Richtung des Koordinatensystems ausgerichtet ist, so ergibt sich für den winkelabhängigen elektrischen Widerstand eines damit erzeugten GMR-Sensorelementes nach dem Spin-Valve-Prinzip ein Gesamtwiderstand Rges gemäß:


    wobei der Winkel φ0,x der Winkel zwischen der "pinning"- Richtung in der zweiten magnetischen Schicht 6 des ersten Teilstreifens und der parallel zur x-Richtung verlaufenden Anisotropie-Achse ist, und wobei φ0,y der Winkel zwischen der "pinning"-Richtung der zweiten magnetischen Schicht 6 in dem zweiten Teilstreifen und der parallel zur y-Richtung orientierten Anisotropie-Achse ist. Da weiter bei dieser Wahl des Koordinatensystems für φ0,x gilt: φ0,x = 0°, d. h. die Anisotropie-Achse ist parallel zur x-Achse, und für φ0,y gilt: φ0,y = 90°, d. h. φ0,y ist parallel zur y-Richtung orientiert, folgt:


  • In dieser Gleichung ist nur noch der eigentliche Spin-Valve- Term des GMR-Sensorelementes, d. h. der Term, der den gewünschten, zu messenden Effekt beschreibt, winkelabhängig, während die anisotropen Störungen winkelunabhängig und in einer Konstanten zusammengefasst sind.
  • Die Fig. 2 erläutert ein auf den vorstehenden Überlegungen beruhendes erstes Ausführungsbeispiel einer magnetoresistiven Schichtanordnung 5 mit dem Aufbau gemäß Fig. 1 in Draufsicht, das in Form einer quadratischen Schnecke 18 ausgebildet ist, die durch eine Anordnung konzentrischer Quadrate approximierbar ist. Insbesondere ist in Fig. 2 erkennbar, dass die quadratische Schnecke 18 einen ersten Teilstreifen 11 aufweist, dem ein zweiter Teilstreifen 12 eineindeutig zugeordnet ist, der gegenüber diesem um 90° gedreht ist. Daneben ist in Fig. 2 dargestellt, dass ein weiterer erster Teilstreifen 11' einem weiteren zweiten Teilstreifen 12' zugeordnet ist, wobei auch diese beiden Teilstreifen 11', 12' gegeneinander um 90° gedreht sind. Es ist offensichtlich, dass das gesamte streifenförmige Schichtsystem 5 gemäß Fig. 2 in derartige, einander eineindeutig zugeordnete Teilstreifenpaare unterteilbar ist, wobei diese jeweils um 90° gegeneinander gedreht sind. Bei dieser Zuordnung verbleiben lediglich unbedeutende Endbereiche, die in vernachlässigbarer Weise zu den unerwünschten Anisotropie- Effekten beitragen.
  • In Fig. 2 ist weiter angedeutet, wie das Koordinatensystem orientiert ist, und wie der Winkel φ0,x im Fall des ersten Teilstreifens 11 und der Winkel φ0,y im Fall des zweiten Teilstreifens 12' orientiert ist. Eine entsprechende, im Gegenuhrzeigersinn umlaufende Orientierung dieses Winkels lässt sich auch für alle übrigen Teilstreifen ohne Weiteres vornehmen. Schließlich ist Fig. 2 zu entnehmen, dass das gesamte magnetoresistive Schichtsystem 5 streifenförmig strukturiert ist, und dass die einander eineindeutig zugeordneten Teilstreifenpaare 11 und 12 bzw. 11' und 12' jeweils eine in Draufsicht gleiche Fläche aufweisen.
  • Die magnetoresistive Schichtanordnung 5 ist im Übrigen in bekannter Weise auf einem Substrat, beispielsweise einem Siliziumsubstrat, angeordnet, und gemäß Fig. 1 als Schichtsystem aufgebaut.
  • Die Fig. 3 erläutert ein zweites Ausführungsbeispiel, das, abgesehen von der konkreten Struktur der streifenförmig ausgebildeten Schichtanordnung 5, analog dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist. Insbesondere ist die magnetoresistive Schichtanordnung 5 in Fig. 3 in Form einer quadratischen Struktur 16 ausgebildet, d. h. in Form eines Streifens, der, abgesehen von einem Kontaktbereich 30, auf der Umfangslinie eines Quadrates verläuft. Diese Ausführungsform unterdrückt ebenfalls wirksam unerwünschte Anisotropie-Effekte, hat jedoch bei gleicher Länge des die Schichtanordnung 5 bildenden Streifens gegenüber Fig. 2 den Nachteil eines vergrößerten Platzbedarfs.
  • Die Fig. 4 erläutert ein drittes Ausführungsbeispiel einer magnetoresistiven Schichtanordnung 5, die in Form einer L- förmigen Struktur 15 mit zwei gleich langen Schenkeln 11, 12 ausgeführt ist, wobei diese gegeneinander um 90° gedreht sind. Ansonsten ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 analog den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 3.
  • Die Fig. 5 erläutert ein viertes Ausführungsbeispiel einer magnetoresistiven Schichtanordnung 5, wobei ein Streifen zu einem geöffneten Ring 17 strukturiert worden ist. Die Öffnung des Rings 17 in dem Kontaktbereich 30 dient der Realisierung von Anschlusskontaktierungen.
  • Abgesehen von der Öffnung des Ringes 17 zeigt Fig. 5 somit eine kreisförmige Struktur, wobei der diese bildende Streifen ebenfalls in Teilstreifen unterteilbar ist, die zumindest näherungsweise gleich lang, und zumindest näherungsweise gegeneinander um 90° gedreht sind. Diese Zuordnung ergibt sich dadurch, dass die dargestellte kreisförmige Struktur als regelmäßiges n-Eck approximierbar ist, wobei die Zahl der Ecken ein Vielfaches von vier ist.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 hat gegenüber den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 2 bis 4 den Nachteil, dass eine kreisförmige Struktur vergleichsweise schwierig präzise zu strukturieren ist. Zudem beansprucht es gegenüber Fig. 2 bei einem gleich langen, die Schichtanordnung 5 bildenden Streifen eine größere Fläche.
  • Die Fig. 6 erläutert ein fünftes Ausführungsbeispiel bei dem in Weiterführung zu dem vierten Ausführungsbeispiel vor allem auch die bei kleinen Magnetfeldern B, d. h. Magnetfeldern B von unter 8 mTesla, insbesondere unter 3 mTesla, störenden Formanisotropie-Effekte reduziert werden. Gleichzeitig bleibt dabei die Unterdrückung der bei stärkeren Magnetfeldern B besonders störenden AMR-Anisotropie erhalten.
  • Die in Draufsicht nahezu rotationssymmetrische, sternförmige Struktur 19 gemäß Fig. 6 weist insgesamt acht strahlenförmige Schleifen 22 auf, die jeweils von der streifenförmig strukturierten Schichtanordnung 5 gebildet werden, die gemäß Fig. 1 aufgebaut ist. Daneben ist die sternförmige Struktur 19 in einem Kontaktbereich 30 zur Anschlusskontaktierung geöffnet. Bevorzugt wird die sternförmige Struktur 19 gemäß Fig. 6 mit einer möglichst hohen Zahl n von strahlenförmigen Schleifen 22 ausgeführt, wobei die Zahl n der Schleifen 22 ein Vielfaches von vier ist, da mit steigender Schleifenzahl die Formanisotropie-Effekte abnehmen.
  • Es ist offensichtlich, dass in diesem Fall in einfacher Weise Schleifenpaare 22 gebildet werden können, die gegeneinander um 90° gedreht sind. Weiter ist auch die bereits erläuterte Unterteilung jeder der Schleifen 22 in erste Teilstreifen 11, 11' und die eineindeutige Zuordnung dieser ersten Teilstreifen 11, 11' zu zweiten Teilstreifen 12, 12' möglich. Die Teilstreifen dieser Paare sind dabei gegeneinander um 90° gedreht, und jedem Teilstreifen ist eineindeutig ein zumindest näherungsweise gleich langer Teilstreifen, bevorzugt mit in Draufsicht gleicher Fläche, zugeordnet. Diese Zuordnung, die in Fig. 7 nur für einen Teil der Teilstreifen 11, 11', 12, 12' explizit eingetragen wurde, ergibt sich für die übrigen ohne Weiteres analog.
  • Mit zunehmender Zahl n der Schleifen 22 nähert sich die Messkurve eines damit hergestellten Sensorelementes, beispielsweise eines GMR-Sensorelementes nach dem Spin-Valve- Prinzip, die die Form einer cosinus-ähnlichen Stufenfunktion mit n Stufen hat, immer mehr der idealen cosinus- Abhängigkeit an.
  • Der Vorteil des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 6 liegt vor allem darin, dass neben Formanisotropie-Effekten gleichzeitig auch AMR-Effekte durch das Design der Schichtanordnung 5 unterdrückt werden. Insbesondere werden durch den rotationssymmetrischen Aufbau auch alle rotationssymmetrischen Anisotropie-Effekte, beispielsweise auch hexagonale Anisotropien, unterdrückt bzw. kompensiert.
  • Insgesamt bewirkt der Einsatz einer solchen Schichtanordnung in einem Winkelmesser eine erhebliche Verminderung von Winkelmessfehlern vor allem bei kleinen Magnetfeldern. Weiter hat man damit erreicht, dass sowohl bei großen als auch kleinen äußeren Magnetfeldern ein nahezu ausschließlich vom eigentlichen XMR-Effekt abhängiges Sensorsignal auftritt. Dies schließt auch sich relativ zum Sensorelement drehende Magnetfelder B ein.
  • Schließlich weist eine magnetorestive Schichtanordnung 5 gemäß Fig. 6 einen besonders großen Dynamikbereich hinsichtlich der präzise messbaren äußeren Magnetfelder B auf, da sich verschiedene Winkelfehlerbeiträge in einem damit hergestellten Winkelmesser, die aus Anisotropieeffekten, einer Formanisotropie oder einer Kristallanisotropie herrühren, gleichzeitig im Kleinfeldbereich und im Bereich stärkerer Magnetfelder minimieren lassen.
  • Im Übrigen sei noch betont, dass das mit Hilfe der Fig. 6 erläuterte Ausführungsbeispiel auch abgerundete Kanten, spitz zulaufende Schleifen 22 oder bereichsweise runde Strukturen mit annähernd oder genau rotationssymmetrischen radialen Schleifen 22 aufweisen kann.
  • Die Fig. 7 erläutert ein sechstes Ausführungsbeispiel, das abgesehen von der konkreten Form der streifenförmigen magnetoresistiven Schichtanordnung 5 hinsichtlich Aufbau und Wirkung weitgehend analog dem fünften Ausführungsbeispiel ist. Insbesondere weist auch dieses Ausführungsbeispiel in Draufsicht eine Rotationsymmetrie und acht Schleifen 22 auf, die sich zahnradförmig um einen Innenkreis 21 gruppieren. Diese Anordnung kann ebenso mit vier, zwölf oder allgemein 4n mit n = 1, 2, 3, . . . derartiger Schleifen 22 ausgeführt sein.
  • Weiter ist auch hier bevorzugt eine möglichst große Zahl von Schleifen 22 vorgesehen. Ein möglichst kleiner Innenkreis 21 verringert zudem den Flächenbedarf der zahnradförmigen Struktur 20 bei insgesamt gleicher Länge des streifenförmigen magnetoresistiven Schichtsystems 5. Die erläuterte exemplarische Unterteilung in einander paarweise zugeordnete Teilstreifen 11, 11', 11", 12, 12', 12" und deren eineindeutige Zuordnung zueinander, wobei die Teilstreifen eines Paares um 90° gegeneinander gedreht und gleich lang sind, ergibt sich sofort aus Fig. 7.

Claims (10)

1. Magnetoresistive Schichtanordnung, insbesondere GMR-, TMR- oder AMR-Sensorelement, die in Draufsicht zumindest bereichsweise streifenförmig strukturiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Bereich der Schichtanordnung (5) derart in Teilstreifen (11, 12, 11', 12', 11", 12") untergliederbar ist, dass jedem der Teilstreifen (11, 11', 11") eineindeutig ein zumindest näherungsweise gleich langer, jedoch um zumindest näherungsweise 90° gedrehter Teilstreifen (12, 12', 12") zuordbar ist.
2. Magnetoresistive Schichtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Bereich zumindest näherungsweise eine L-förmige Struktur (15) mit zwei gleich langen Schenkeln als Teilstreifen (11, 12) ist.
3. Magnetoresistive Schichtanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Bereich zumindest näherungsweise eine Umfangslinie eines Quadrates (16) bildet.
4. Magnetoresistive Schichtanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Bereich zumindest näherungsweise die Form einer quadratischen Schneckenstruktur (18) oder einer kreisförmigen Schneckenstruktur aufweist.
5. Magnetoresistive Schichtanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Bereich zumindest näherungsweise eine Umfangslinie eines Kreises oder geöffneten Ringes (17) bildet.
6. Magnetoresistive Schichtanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Bereich in Draufsicht zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch ist.
7. Magnetoresistive Schichtanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Bereich eine näherungsweise sternförmige Struktur (19) oder zahnradförmige Struktur (20), insbesondere mit einer Anzahl von n Schleifen (22), wobei n ein Vielfaches von vier ist, bildet.
8. Magnetoresistive Schichtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte magnetoresistive Schichtanordnung (5) streifenförmig strukturiert ist.
9. Magnetoresistive Schichtanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die einander eineindeutig zugeordneten Teilstreifen (11, 11', 12, 12') eines Teilstreifenpaares eine in Draufsicht gleiche Fläche aufweisen.
10. Magnetoresistive Schichtanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtanordnung (5) eine erste magnetische Schicht (2), eine darauf angeordnete Zwischenschicht (4) und eine darauf angeordnete zweite magnetische Schicht (6) aufweist, und dass die Schichtanordnung (5) auf einem Substrat angeordnet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004074764A2 (de) * 2003-02-24 2004-09-02 Hl-Planar Technik Gmbh Magnetoresistiver sensor zur bestimmung eines winkels oder einer position
US7397236B2 (en) 2004-06-08 2008-07-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Magnetic detector

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3835377A (en) * 1970-03-09 1974-09-10 Kogyo Gijutsuin Three terminal magnetoresistive magnetic field detector in which voltages of opposite polarity relative to ground are applied to opposite ends
US4506220A (en) * 1980-11-10 1985-03-19 Canon Kabushiki Kaisha Temperature compensated magnetoresistive effect thin film magnetic sensor
US4937521A (en) * 1987-07-07 1990-06-26 Nippondenso Co., Ltd. Current detecting device using ferromagnetic magnetoresistance element
EP0682266A1 (de) * 1994-05-09 1995-11-15 General Motors Corporation Magnetfeldsensor
DE19532674C1 (de) * 1995-09-05 1996-11-07 Inst Physikalische Hochtech Ev Drehwinkelgeber unter Verwendung von Giant Magnetowiderstandsmaterialien
US5708407A (en) * 1993-09-27 1998-01-13 Commissariat A L'energie Atomique Current sensor comprising a magnetoresistive tape and its production process

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0905523B1 (de) * 1997-09-24 2004-11-10 Infineon Technologies AG Sensoreinrichtung zur Richtungserfassung eines äu eren Magnetfeldes mittels eines magnetoresistiven Sensorelementes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3835377A (en) * 1970-03-09 1974-09-10 Kogyo Gijutsuin Three terminal magnetoresistive magnetic field detector in which voltages of opposite polarity relative to ground are applied to opposite ends
US4506220A (en) * 1980-11-10 1985-03-19 Canon Kabushiki Kaisha Temperature compensated magnetoresistive effect thin film magnetic sensor
US4937521A (en) * 1987-07-07 1990-06-26 Nippondenso Co., Ltd. Current detecting device using ferromagnetic magnetoresistance element
US5708407A (en) * 1993-09-27 1998-01-13 Commissariat A L'energie Atomique Current sensor comprising a magnetoresistive tape and its production process
EP0682266A1 (de) * 1994-05-09 1995-11-15 General Motors Corporation Magnetfeldsensor
DE19532674C1 (de) * 1995-09-05 1996-11-07 Inst Physikalische Hochtech Ev Drehwinkelgeber unter Verwendung von Giant Magnetowiderstandsmaterialien

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004074764A2 (de) * 2003-02-24 2004-09-02 Hl-Planar Technik Gmbh Magnetoresistiver sensor zur bestimmung eines winkels oder einer position
WO2004074764A3 (de) * 2003-02-24 2005-01-13 Hl Planar Technik Gmbh Magnetoresistiver sensor zur bestimmung eines winkels oder einer position
CN100472174C (zh) * 2003-02-24 2009-03-25 Hl-平面技术有限公司 用于确定角度或位置的磁阻传感器
US7847542B2 (en) 2003-02-24 2010-12-07 Meas Deutschland Gmbh Magnetoresistive sensor for determining an angle or a position
US8164332B2 (en) 2003-02-24 2012-04-24 Meas Deutschland Gmbh Magnetoresistive sensor for determining an angle or a position
US7397236B2 (en) 2004-06-08 2008-07-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Magnetic detector
DE102004062284B4 (de) * 2004-06-08 2015-04-02 Mitsubishi Denki K.K. Magnetdetektor

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