DE102013011388A1 - Three-dimensional planar magnetic sensor, useful in satellite navigation system, comprises three magnetic sensor, and switching circuit electrically connected with magnetic sensors to provided current or voltage to magnetic sensors - Google Patents

Three-dimensional planar magnetic sensor, useful in satellite navigation system, comprises three magnetic sensor, and switching circuit electrically connected with magnetic sensors to provided current or voltage to magnetic sensors Download PDF

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Abstract

The three-dimensional planar magnetic sensor (1) comprises: a first magnetic sensor (10) configured to measure an external magnetic field of a first direction component; a second magnetic sensor (20) configured to measure an external magnetic field of a second direction component; a third magnetic sensor (30) comprising a third fixed layer, a third magnet insulation layer and a third idle layer; and a switching circuit (40) electrically connected with the first, second and third magnetic sensors to provided a current or a voltage to the first, second and third magnetic sensors. The three-dimensional planar magnetic sensor (1) comprises: a first magnetic sensor (10) configured to measure an external magnetic field of a first direction component; a second magnetic sensor (20) configured to measure an external magnetic field of a second direction component, where a second direction is vertical to the first direction; a third magnetic sensor (30) comprising a third fixed layer, a third magnet insulation layer and a third idle layer, where the third idle layer is formed as a top layer, the third magnet insulation layer is formed between the third fixed layer and the third idle layer and between the top layer and the third fixed layer, a magnetization direction of the third fixed layer is along a third direction or 180[deg] opposite to the third direction, the third direction is vertical to the first direction and the second direction, while a direction of magnetization of the third idle layer is in the first direction and the second direction or inclined to the third direction at 0-180[deg] , a magneto-resistance is an intermediate value in the direction of magnetization of the third idle layer, and the magneto-resistance is varied if the external magnetic field is interfered; and a switching circuit (40) electrically connected with the first magnetic sensor, the second magnetic sensor and the third magnetic sensor to provided a current or a voltage to the first magnetic sensor, the second magnetic sensor and the third magnetic sensor, where the first, second and third magnetic sensors are arranged on a same plane. The direction of magnetization of the third fixed layer is on the third magnet insulation layer and into the third direction. The magnetization direction of the third fixed layer under the third magnetic insulation layer is 180[deg] opposite to the third direction. The first magnetic sensor includes a first fixed layer, a first magnet insulation layer and a first idle layer. The first idle layer is arranged as a top layer. The first magnet insulation layer is arranged between the first fixed layer and the first idle layer and between the top layer and the first fixed layer. A direction of magnetization of the first fixed layer is along the first direction or 180[deg] opposite to the first direction, while a direction of magnetization the first idle layer is in the first direction, and a magneto-resistance is a minimum value in the first idle layer along the first direction. The magneto-resistance is increased if the external magnetic field is interfered. The second magnetic sensor comprises a second fixed layer, a second magnet insulation layer and a second idle layer. The second idle layer is arranged as the top layer. The second magnet insulation layer is arranged between the second fixed layer and the second idle layer and between the top layer and the second fixed layer. A direction of magnetization of the second fixed layer is along the second direction or 180[deg] opposite to the second direction, while a direction of magnetization of the second idle layer is along the second direction, and a magneto resistance is a minimum value in the second idle layer along the second direction. The magneto-resistance is increased if the external magnetic field is interfered. The direction of magnetization of the first fixed layer is on the first magnet insulation layer and into the first direction. The direction of magnetization of the first fixed layer under the first magnet insulation layer is 180[deg] opposite to the first direction. The direction of magnetization of the second fixed layer is on the second magnet insulation layer and into the second direction. The direction of magnetization of the second fixed layer under the second magnet insulation layer is 180[deg] opposite to the second direction. A change in the magneto-resistance in the first, second and third magnetic sensors is measured by the switching circuit.

Description

QUERVERWEISE ZU BEZUGNEHMENDEN ANMELDUNGENCROSS-REFERENCES TO REFERRING APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität einer taiwanesischen Patentanmeldung Nr. 101124979, eingereicht am 11. Juli 2012, welche hiermit durch Verweis aufgenommen ist.This application claims the benefit of Taiwanese Patent Application No. 101124979 filed on Jul. 11, 2012, which is hereby incorporated by reference.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen dreidimensionalen (3D) ebenen Magnetsensor, welcher Sensoren hat, die x-, y- und z-Komponenten eines Magnetfeldes messen können, welche auf einer gleichen Ebene durch eine Halbleiterprozessierung angebracht sind.The present invention relates to a three-dimensional (3D) planar magnetic sensor having sensors capable of measuring x, y and z components of a magnetic field which are mounted on a same plane by semiconductor processing.

2. Stand der Technik2. State of the art

In den letzten Jahren ist die Nachfrage an elektrischen Karten und Navigationssystemen aufgrund der sich entwickelnden Technologie bemerkenswert gestiegen, dadurch hat sich der Bedarf an Magnetsensoren ebenfalls entsprechend erhöht. Mit den Eigenschaften der Magnetinduktion können Magnetsensoren als Navigationssysteme und Satellitennavigationssysteme unverzüglich angewendet werden. Da jedoch die Größe der navigierenden Produkte dazu tendiert kompakt zu sein, ist auch die Gestaltung der Magnetsensoren eine Herausforderung.In recent years, the demand for electric cards and navigation systems has remarkably increased due to the development of technology, and the demand for magnetic sensors has accordingly increased accordingly. With the magnetic induction properties, magnetic sensors as navigation systems and satellite navigation systems can be applied immediately. However, as the size of the navigating products tends to be compact, the design of the magnetic sensors is also a challenge.

Drei Magnetsensoren der genauen Strukturen werden normalerweise in den herkömmlichen Konfigurationen verwendet, mit zwei der Sensoren senkrecht zueinander auf der gleichen Ebene, zum Messen der x- und y-Komponenten eines Magnetfeldes, und dem anderen Sensor zum Messen der z-Komponente. Der Sensor, welcher die z-Komponente misst, ist in solcher Weise angeordnet, dass er senkrecht zu den anderen zwei Sensoren ist. Da dennoch die Größe der integrierten Schaltkreise kleiner wird, sind auch einige Schwierigkeiten bei der Gestaltung der Magnetsensoren entstanden. Aufgrund der vertikalen Verklebung muss der Herstellungsprozess in zwei Teile geteilt werden und dadurch ist er ferner schwer zu standardisieren. Daher kann die Ausbeuterate der Sensoren nicht verbessert werden, Fehler während des Prozesses sind wahrscheinlicher und die Gesamtproduktionskosten steigen.Three magnetic sensors of the precise structures are normally used in the conventional configurations, with two of the sensors perpendicular to each other on the same plane, for measuring the x and y components of a magnetic field, and the other sensor for measuring the z component. The sensor which measures the z-component is arranged in such a way that it is perpendicular to the other two sensors. Nevertheless, as the size of the integrated circuits becomes smaller, some difficulties in designing the magnetic sensors have also arisen. Due to the vertical bonding, the manufacturing process has to be divided into two parts and thus it is difficult to standardize. Therefore, the yield rate of the sensors can not be improved, errors during the process are more likely and the total production cost increases.

Deshalb wird eine kleinere Magnetsensorstruktur benötigt, welche so konfiguriert werden kann, dass alle drei Sensoren auf der gleichen Ebene sind, um die oben genannten Probleme während des Herstellungsprozesses zu überwinden. Der erste Magnetsensor ist konfiguriert, um eine erste Richtungskomponente eines äußeren Magnetfeldes zu messen.Therefore, a smaller magnetic sensor structure is needed which can be configured so that all three sensors are on the same plane to overcome the above problems during the manufacturing process. The first magnetic sensor is configured to measure a first directional component of an external magnetic field.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Der primäre Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, einen ebenen 3D-Magnetsensor, der einen ersten Magnetsensor, einen zweiten Magnetsensor, einen dritten Magnetsensor und einen Schaltkreis mit der Konfiguration einschließt, wie beschrieben im Folgenden, bereitzustellen. Der erste Magnetsensor ist konfiguriert, um eine erste Richtungskomponente eines äußeren Magnetfeldes zu messen. Der zweite Magnetsensor ist konfiguriert, um eine zweite Richtungskomponente des äußeren Magnetfeldes zu messen, wobei die zweite Richtung senkrecht auf einer Ebene zu der ersten Richtung ist. Der dritte Magnetsensor ist konfiguriert, um eine dritte Richtungskomponente des äußeren Magnetfeldes zu messen, wobei die dritte Richtung senkrecht zu sowohl der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung ist. Der Schaltkreis ist elektronisch mit dem ersten Magnetsensor, dem zweiten Magnetsensor und dem dritten Magnetsensor verbunden, um an diesen Strom oder Spannung bereitzustellen. Der erste Magnetsensor, der zweite Magnetsensor und der dritte Magnetsensor sind auf der gleichen Ebene angeordnet.The primary purpose of the present invention is to provide a planar 3D magnetic sensor including a first magnetic sensor, a second magnetic sensor, a third magnetic sensor, and a circuit having the configuration as described below. The first magnetic sensor is configured to measure a first directional component of an external magnetic field. The second magnetic sensor is configured to measure a second directional component of the external magnetic field, wherein the second direction is perpendicular to a plane to the first direction. The third magnetic sensor is configured to measure a third directional component of the external magnetic field, wherein the third direction is perpendicular to both the first direction and the second direction. The circuit is electronically connected to the first magnetic sensor, the second magnetic sensor, and the third magnetic sensor to provide current or voltage thereto. The first magnetic sensor, the second magnetic sensor and the third magnetic sensor are arranged on the same plane.

Der dritte Magnetsensor enthält mindestens eine dritte feste Schicht, mindestens eine dritte Magnetisolationsschicht und eine dritte freie Schicht, wobei die dritte freie Schicht als die oberste Schicht angeordnet ist, die dritte Magnetisolationsschicht zwischen der dritten festen Schicht und ebenfalls zwischen der dritten freien Schicht und der obersten Schicht der dritten festen Schicht angeordnet ist. Die Magnetisierungsrichtung der, mindestens einen dritten festen Schicht ist in die dritte Richtung oder ist 180 Grad entgegengesetzt von der dritten Richtung, während die spontane Magnetisierungsrichtung der dritten freien Schicht in die erste Richtung, die zweite Richtung oder geneigt zu der dritten Richtung, in dem Bereich von 0 bis 180 Grad, ist. Der Magnetwiderstand der dritten freien Schicht ist ein Zwischenwert in die spontane Richtung der dritten freien Schicht, jedoch variiert der Magnetwiderstand, wenn der Sensor durch das äußere Magnetfeld gestört wird, wodurch die dritte Richtungskomponente des äußeren Magnetfeldes gemessen werden kann. Die Magnetisierungsrichtungen jeder dritten festen Schicht sind alle in die dritte Richtung oder 180 Grad entgegengesetzt von der dritten Richtung. Die dritte feste Schicht kann ebenfalls eine gestapelte Struktur sein, welche in eine entgegengesetzte Richtung von und alternativ mit der dritten Magnetisolationsschicht gestapelt ist. Mit anderen Worten, die Magnetisierungsrichtung der dritten festen Schicht auf der dritten Magnetisolationsschicht ist in die dritte Richtung, und die Magnetisierungsrichtung der dritten festen Schicht unter der dritten Magnetisolationsschicht ist 180 Grad entgegengesetzt von der dritten Richtung.The third magnetic sensor includes at least a third solid layer, at least a third magnetic insulating layer and a third free layer, wherein the third free layer is disposed as the uppermost layer, the third magnetic insulating layer between the third solid layer and also between the third free layer and the uppermost layer Layer of the third solid layer is arranged. The magnetization direction of the at least one third fixed layer is in the third direction or 180 degrees opposite to the third direction, while the spontaneous magnetization direction of the third free layer is in the first direction, the second direction or inclined to the third direction, in the region from 0 to 180 degrees, is. The magnetoresistance of the third free layer is an intermediate value in the spontaneous direction of the third free layer, but the magnetoresistance varies when the sensor is disturbed by the external magnetic field, whereby the third directional component of the external magnetic field can be measured. The magnetization directions of each third solid layer are all in the third direction or 180 degrees opposite from the third direction. The third solid layer may also be a stacked structure which is stacked in an opposite direction from and alternatively with the third magnetic insulating layer. In other words, the magnetization direction of the third solid layer on the third magnetic insulating layer is in the third direction, and the magnetization direction of the third solid layer below the third magnetic insulating layer is 180 degrees opposite from the third direction.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zusammengesetztes Spinventil mit den Eigenschaften eines Tunnelmagnetwiderstands gebildet wird, so dass die Magnetsensoren zum Messen der x-, y- und z-Komponenten eines Magnetfeldes auf der gleichen Ebene angeordnet werden können. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung durch die Halbleiterprozessierung, ohne die herkömmliche vertikale Verklebung, hergestellt werden, wodurch die Produktionskapazität und die Ausbeuterate gesteigert werden können, die Lebensdauer der Produkte verlängert werden kann und die Produktionskosten und Herstellungszeit entsprechend verringert wird.The present invention is characterized in that a composite spin valve having the properties of a tunnel magnetoresistance is formed, so that the magnetic sensors for measuring the x, y, and z components of a magnetic field can be arranged on the same plane. Moreover, the present invention can be manufactured by the semiconductor processing without the conventional vertical bonding, whereby the production capacity and the yield rate can be increased, the life of the products can be prolonged, and the production cost and production time are reduced accordingly.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 und 2 sind schematische Ansichten, die die Komponenten des ebenen 3D-Magnetsensors der vorliegenden Erfindung zeigen. 1 and 2 FIG. 12 are schematic views showing the components of the planar 3D magnetic sensor of the present invention. FIG.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Die vorliegende Erfindung wird für jene Fachleute auf diesem Gebiet durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich sein.The present invention will be apparent to those skilled in the art by reading the following detailed description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

1 und 2 sind die schematischen Ansichten, die die Komponenten des ebenen 3D-Magnetsensors der vorliegenden Erfindung zeigen. Wie in 1 und 2 gezeigt, schließt der ebene 3D-Magnetsensor 1 der vorliegenden Erfindung einen ersten Magnetsensor 10, einen zweiten Magnetsensor 20, einen dritten Magnetsensor 30 und einen Schaltkreis 40 ein. Der erste Magnetsensor 10, der zweite Magnetsensor 20 und der dritte Magnetsensor 30 sind auf der gleichen Ebene angeordnet, wobei der Schaltkreis 40 mit allen elektrisch verbunden ist. 1 and 2 Fig. 10 is the schematic views showing the components of the planar 3D magnetic sensor of the present invention. As in 1 and 2 Shown, the planar 3D magnetic sensor closes 1 the present invention, a first magnetic sensor 10 , a second magnetic sensor 20 , a third magnetic sensor 30 and a circuit 40 one. The first magnetic sensor 10 , the second magnetic sensor 20 and the third magnetic sensor 30 are arranged at the same level, the circuit 40 is electrically connected to all.

Der erste Magnetsensor 10 schließt mindestens eine erste feste Schicht 11, mindestens eine Magnetisolationsschicht 13 und mindestens eine erste freie Schicht 15 ein. Die erste freie Schicht 15 ist als die oberste Schicht angeordnet, während die erste Magnetisolationsschicht 13 zwischen der ersten festen Schicht 11 und ebenfalls zwischen der ersten freien Schicht 15 und der obersten Schicht der ersten festen Schicht 11 angeordnet ist. Die spontane Magnetisierungsrichtung der ersten freien Schicht 15 ist in die erste Richtung, und der Magnetwiderstand der ersten freien Schicht 15 ist in die erste Richtung an seinem Minimalwert. Wenn der Sensor durch das äußere Magnetfeld gestört wird, verschiebt sich die Magnetisierungsrichtung der ersten freien Schicht 15 und der Magnetwiderstand steigt hierdurch, wodurch die erste Richtungskomponente des äußeren Magnetfeldes durch die Veränderung in dem Magnetwiderstand berechnet werden kann. Die Magnetisierungsrichtungen jeder ersten festen Schicht 11 sind alle in die erste Richtung oder 180 Grad entgegengesetzt von der ersten Richtung. Die erste feste Schicht 11 kann ebenfalls eine gestapelte Struktur sein, welche in eine entgegengesetzte Richtung von und alternativ mit der ersten Magnetisolationsschicht 13 gestapelt ist. Mit anderen Worten, die Magnetisierungsrichtung der ersten festen Schicht 11 auf der ersten Magnetisolationsschicht 13 ist in die erste Richtung, und die Magnetisierungsrichtung der ersten festen Schicht 11 unter der ersten Magnetisolationsschicht 13 ist 180 Grad entgegengesetzt von der ersten Richtung.The first magnetic sensor 10 includes at least one first solid layer 11 , at least one magnetic insulating layer 13 and at least a first free layer 15 one. The first free shift 15 is arranged as the uppermost layer while the first magnetic insulating layer 13 between the first solid layer 11 and also between the first free layer 15 and the uppermost layer of the first solid layer 11 is arranged. The spontaneous magnetization direction of the first free layer 15 is in the first direction, and the magnetoresistance of the first free layer 15 is in the first direction at its minimum value. When the sensor is disturbed by the external magnetic field, the magnetization direction of the first free layer shifts 15 and the magnetoresistance thereby increases, whereby the first directional component of the external magnetic field can be calculated by the change in the magnetoresistance. The magnetization directions of each first solid layer 11 are all in the first direction or 180 degrees opposite from the first direction. The first solid layer 11 may also be a stacked structure which faces in an opposite direction from and alternatively with the first magnetic insulating layer 13 is stacked. In other words, the magnetization direction of the first fixed layer 11 on the first magnetic insulating layer 13 is in the first direction, and the magnetization direction of the first fixed layer 11 under the first magnetic insulating layer 13 is 180 degrees opposite from the first direction.

Der zweite Magnetsensor 20 schließt mindestens eine zweite feste Schicht 21, mindestens eine zweite Magnetisolationsschicht 23 und mindestens eine zweite freie Schicht 25. Die zweite Schicht 25 ist als die oberste Schicht angeordnet, während die zweite Magnetisolationsschicht 23 zwischen der zweiten festen Schicht 21 und ebenfalls zwischen der zweiten freien Schicht 25 und der obersten Schicht der zweiten festen Schicht 21 angeordnet ist. Die spontane Magnetisierungsrichtung der zweiten freien Schicht 25 ist in die zweite Richtung und der Magnetwiderstand der zweiten freien Schicht 25 ist in die zweite Richtung an seinem Minimalwert, wobei die zweite Richtung senkrecht auf einer gleichen Ebene zu der zweiten Richtung ist. Wenn der Sensor durch das äußere Magnetfeld gestört wird, verschiebt sich die Magnetisierungsrichtung der zweiten freien Schicht 25 und der Magnetwiderstand steigt hierdurch, wodurch die zweite Richtungskomponente des äußeren Magnetfeldes durch die Veränderung in dem Magnetwiderstand berechnet werden kann. Die Magnetisierungsrichtungen jeder zweiten festen Schicht 21 sind alle in die zweite Richtung oder 180 Grad entgegengesetzt von der zweiten Richtung. Die zweite feste Schicht 21 kann ebenfalls eine gestapelte Struktur sein, welche in eine entgegengesetzte Richtung von und alternativ mit der zweiten Magnetisolationsschicht 23 gestapelt ist. Mit anderen Worten, die Magnetisierungsrichtung der zweiten festen Schicht 21 auf der zweiten Magnetisolationsschicht 23 ist in die zweite Richtung, und die Magnetisierungsrichtung der zweiten festen Schicht 21 unter der zweiten Magnetisolationsschicht 23 ist 180 Grad entgegengesetzt von der zweiten Richtung.The second magnetic sensor 20 includes at least one second solid layer 21 , at least one second magnetic insulating layer 23 and at least a second free layer 25 , The second layer 25 is arranged as the uppermost layer, while the second magnetic insulating layer 23 between the second solid layer 21 and also between the second free layer 25 and the uppermost layer of the second solid layer 21 is arranged. The spontaneous magnetization direction of the second free layer 25 is in the second direction and the magnetoresistance of the second free layer 25 is in the second direction at its minimum value, the second direction being perpendicular to a same plane to the second direction. When the sensor is disturbed by the external magnetic field, the magnetization direction of the second free layer shifts 25 and the magnetoresistance thereby increases, whereby the second directional component of the external magnetic field can be calculated by the change in the magnetoresistance. The magnetization directions of every second solid layer 21 are all in the second direction or 180 degrees opposite from the second direction. The second solid layer 21 may also be a stacked structure which faces in an opposite direction from and alternatively with the second magnetic insulating layer 23 is stacked. In other words, the magnetization direction of the second fixed layer 21 on the second magnetic insulating layer 23 is in the second direction, and the magnetization direction of the second fixed layer 21 under the second magnetic insulating layer 23 is 180 degrees opposite from the second direction.

Der dritte Magnetsensor 30 schließt mindestens eine dritte feste Schicht 31, mindestens eine dritte Magnetisolationsschicht 33 und mindestens eine dritte freie Schicht 35 ein. Die dritte Schicht 35 ist als die oberste Schicht angeordnet, während die dritte Magnetisolationsschicht 33 zwischen der dritten festen Schicht 31 und ebenfalls zwischen der dritten freien Schicht 35 und der obersten Schicht der dritten festen Schicht 31 angeordnet ist. Die Magnetisierungsrichtungen der dritten festen Schicht 31 können alle in die dritte Richtung sein oder 180 Grad entgegengesetzt von der dritten Richtung, wobei die dritte Richtung senkrecht zu sowohl der ersten als auch der zweiten Richtung ist. Die spontane Magnetisierungsrichtung der dritten freien Schicht 35 ist in die erste Richtung, zweite Richtung oder in eine Richtung, welche geneigt zu der dritten Richtung in dem Bereich von 0 180 Grad, ist. Der Magnetwiderstand der dritten freien Schicht 35 ist ein Zwischenwert in die spontane Magnetisierungsrichtung. Wenn der Sensor durch das äußere Magnetfeld gestört wird, verschiebt sich die Magnetisierungsrichtung der dritten freien Schicht 35 und der Magnetwiderstand steigt oder sinkt hierdurch entsprechend, wodurch die dritte Richtungskomponente des äußeren Magnetfeldes durch die Veränderung in dem Magnetwiderstand berechnet werden kann. Die Magnetisierungsrichtungen jeder dritten festen Schicht 31 sind alle in die dritte Richtung oder 180 Grad entgegengesetzt von der dritten Richtung. Die dritte feste Schicht 31 kann ebenfalls eine gestapelte Struktur sein, welche in eine gegenüberliegende Richtung von oder alternativ mit der Magnetisolationsschicht 33 gestapelt ist. Mit anderen Worten, die Magnetisierungsrichtung der dritten festen Schicht 31 auf der dritten Magnetisolationsschicht 33 ist in die dritte Richtung, und die Magnetisierungsrichtung der dritten festen Schicht 31 unter der dritten Magnetisolationsschicht 33 ist 180 Grad entgegengesetzt von der dritten Richtung.The third magnetic sensor 30 includes at least a third solid layer 31 , at least one third magnetic insulating layer 33 and at least a third free layer 35 one. The third layer 35 is arranged as the uppermost layer, while the third magnetic insulating layer 33 between the third solid layer 31 and also between the third free layer 35 and the uppermost layer of the third solid layer 31 is arranged. The magnetization directions of the third solid layer 31 may all be in the third direction or 180 degrees opposite from the third direction, the third direction being perpendicular to both the first and second directions. The spontaneous magnetization direction of the third free layer 35 is in the first direction, second direction or in a direction which is inclined to the third direction in the range of 0 180 degrees. The magnetoresistance of the third free layer 35 is an intermediate value in the spontaneous magnetization direction. When the sensor is disturbed by the external magnetic field, the magnetization direction of the third free layer shifts 35 and the magnetoresistance thereby increases or decreases accordingly, whereby the third directional component of the external magnetic field can be calculated by the change in the magnetoresistance. The magnetization directions of every third solid layer 31 are all in the third direction or 180 degrees opposite from the third direction. The third solid layer 31 may also be a stacked structure which faces in an opposite direction from or alternatively with the magnetic isolation layer 33 is stacked. In other words, the magnetization direction of the third solid layer 31 on the third magnetic insulating layer 33 is in the third direction, and the magnetization direction of the third solid layer 31 under the third magnetic insulating layer 33 is 180 degrees opposite from the third direction.

Der Schaltkreis 40 ist elektronisch mit dem ersten Magnetsensor 10, dem zweiten Magnetsensor 20 und dem dritten Magnetsensor 30 verbunden, um Strom bereitzustellen, welcher durch den ersten Magnetsensor 10, den zweiten Magnetsensor 20 und den dritten Magnetsensor 30 passiert. Der Strom oder Spannung wird verursachen, dass die erste freie Schicht 15, die zweite freie Schicht 25 und die dritte freie Schicht 35 magnetisch werden, so dass die Veränderung in dem Magnetwiderstand der ersten freien Schicht 15, der zweiten freien Schicht 25 und der dritten freien Schicht 35 gemessen werden kann. Die gemessene Veränderung in dem Magnetwiderstand wird dann in ein Strom- oder Spannungssignal umgewandelt und zu einer externen Computervorrichtung (nicht gezeigt in der Grafik) gesendet. Der ebene 3D-Magnetsensor, mit der zuvor beschriebenen Konfiguration, kann somit in unterschiedlichsten Magnetpositionierungsvorrichtungen angewendet werden.The circuit 40 is electronic with the first magnetic sensor 10 , the second magnetic sensor 20 and the third magnetic sensor 30 connected to provide current through the first magnetic sensor 10 , the second magnetic sensor 20 and the third magnetic sensor 30 happens. The current or voltage will cause the first free layer 15 , the second free layer 25 and the third free layer 35 become magnetic, so that the change in the magnetoresistance of the first free layer 15 , the second free layer 25 and the third free layer 35 can be measured. The measured change in the magnetoresistor is then converted into a current or voltage signal and sent to an external computing device (not shown in the graph). The planar 3D magnetic sensor, with the configuration described above, can thus be used in a wide variety of magnetic positioning devices.

Das Material der ersten festen Schicht 11 und der zweiten festen Schicht 21 kann mindestens eine der folgenden ferromagnetischen Legierungen sein: Eisen, Cobalt, Nickel, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung, Nickel-Eisen-Legierung, Cobalt-Eisen-Legierung, flächenzentrierte Cobalt-Platin-Legierung, L10 Cobalt-Platin-Legierung, flächenzentrierte Eisen-Platin-Legierung und L10-Eisen-Platin-Legierung. Das Material der dritten festen Schicht 31 kann mindestens eines der folgenden ferromagnetischen Legierungen oder mehrschichtigen Filme mit ferromagnetischen Legierung sein: Eisen, Cobalt, Nickel, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung, mD019 Cobalt-Platin-Legierung, L10-Eisen-Palladium-Legierung, L10-Cobalt-Platin-Legierung, L11 Cobalt-Platin-Legierung, L10-Cobalt-Platin-Legierung, Cobalt/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel-Eisen-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel-Eisen-Legierung/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur und Cobalt-Eisen/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur.The material of the first solid layer 11 and the second solid layer 21 may be at least one of the following ferromagnetic alloys: iron, cobalt, nickel, cobalt-iron-boron alloy, nickel-iron alloy, cobalt-iron alloy, face-centered cobalt-platinum alloy, L1 0 cobalt-platinum alloy, face-centered iron-platinum alloy and L1 0 -iron-platinum alloy. The material of the third solid layer 31 may be at least one of the following ferromagnetic alloys or ferromagnetic alloy multilayer films: iron, cobalt, nickel, cobalt-iron-boron alloy, mD 0 19 cobalt-platinum alloy, L 1 0 -iron-palladium alloy, L 1 0 - Cobalt-platinum alloy, L1 1 cobalt-platinum alloy, L1 0 cobalt-platinum alloy, cobalt / platinum multilayer stacked structure, cobalt / palladium multilayer stacked structure, nickel / palladium multilayer stacked structure, nickel / platinum multilayer stacked structure, cobalt-iron -Bor alloy / platinum multilayer stack structure, cobalt-iron-boron alloy / palladium multilayer stack structure, nickel-iron alloy / platinum multilayer stack structure, nickel-iron alloy / palladium multilayer stack structure, cobalt-iron alloy / platinum multilayer stack structure and cobalt iron / palladium multilayer stack structure.

Das Material der ersten freien Schicht 15 und der zweiten freien Schicht 25 kann mindestens eine der folgenden ferromagnetischen Legierungen sein: Eisen, Cobalt, Nickel, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung, Nickel-Eisen-Legierung, Cobalt-Eisen-Legierung und Cobalt-Nickel-Legierung. Das Material der dritten festen Schicht 35 kann mindestens eines der folgenden ferromagnetischen Legierungen oder mehrschichtigen Filme mit ferromagnetischen Legierung sein: Eisen, Cobalt, Nickel, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung, mD019-Cobalt-Platin-Legierung, L10-Cobalt-Platin-Legierung, L11-Cobalt-Platin-Legierung, L10 Eisen-Platin-Legierung, L10-Eisen-Palladium-Legierung, Cobalt/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel-Eisen-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel-Eisen-Legierung/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur und Cobalt-Eisen/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur.The material of the first free layer 15 and the second free layer 25 may be at least one of the following ferromagnetic alloys: iron, cobalt, nickel, cobalt-iron-boron alloy, nickel-iron alloy, cobalt-iron alloy and cobalt-nickel alloy. The material of the third solid layer 35 may be at least one of the following ferromagnetic or ferromagnetic alloy ferromagnetic or multilayer films: iron, cobalt, nickel, cobalt-iron-boron alloy, mD 0 19 cobalt-platinum alloy, Li 0 cobalt-platinum alloy, Li 1 -cobalt-platinum alloy, L1 0 iron-platinum alloy, L1 0-iron-palladium alloy, cobalt / platinum multilayer stack structure, cobalt / palladium multilayer stack structure, nickel / palladium multilayer stack structure, nickel / platinum multilayer stack structure, cobalt Iron-boron alloy / platinum multilayer stacked structure, cobalt-iron-boron alloy / palladium multilayer stacked structure, nickel-iron alloy / platinum multilayer stacked structure, nickel-iron alloy / palladium multilayer stacked structure, cobalt-iron alloy / platinum Multilayer stack structure and cobalt iron / palladium multilayer stack structure.

Die erste Magnetisolationsschicht 13 und die zweite Magnetisolationsschicht 23 können aus einem nicht-magnetischen Metall oder einem elektromagnetischen Isolator gemacht werden, und die dritte Magnetisolationsschicht 33 wird ebenfalls aus einem elektromagnetischen Isolator gemacht. Das nicht-magnetische Metall schließt mindestens eines der Folgenden ein: Ruthenium, Tantal, Chrom, Titan, Kupfer, Palladium, Molybdän und Niob, während der elektromagnetische Isolator mindestens eines der Folgenden einschließt: Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Tantaloxid und Siliziumoxid.The first magnetic insulation layer 13 and the second magnetic insulating layer 23 can be made of a non-magnetic metal or an electromagnetic insulator, and the third magnetic insulating layer 33 is also made of an electromagnetic insulator. The non-magnetic metal includes at least one of ruthenium, tantalum, chromium, titanium, copper, palladium, molybdenum, and niobium, while the electromagnetic insulator includes at least one of magnesia, alumina, tantalum oxide, and silica.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch charakterisiert, dass ein zusammengesetztes Spinventil mit den Eigenschaften eines Tunnelmagnetwiderstands gebildet wird, so dass die Magnetsensoren zum Messen der x-, y- und z-Komponente eines Magnetfeldes auf der gleichen Ebene angeordnet werden können. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung durch die Halbleiterprozessierung, ohne die herkömmliche vertikale Verklebung, hergestellt werden, wodurch die Produktionskapazität und die Ausbeuterate gesteigert werden können, die Lebensdauer der Produkte verlängert werden kann und die Produktionskosten und die Herstellungszeit entsprechend verringert werden.The present invention is characterized in that a composite spin valve having the properties of a tunnel magnetoresistance is formed, so that the magnetic sensors for measuring the x, y and z components of a magnetic field can be arranged on the same plane. Moreover, the present invention can be manufactured by the semiconductor processing without the conventional vertical bonding, whereby the production capacity and the yield rate can be increased, the life of the products can be prolonged, and the production cost and the manufacturing time are reduced accordingly.

Die bevorzugte, oben beschriebene Ausführungsform ist zum illustrativen Zwecke offenbart, aber nicht um die Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung zu limitieren. Alle Modifikationen und Variationen, gemacht ohne Abweichung von dem Geist und Umfang der Erfindung, sollten dennoch durch den Umfang dieser Erfindung, wie in den zugehörigen Ansprüchen offengelegt, abgedeckt sein.The preferred embodiment described above is disclosed for illustrative purposes, but not to limit the modifications and variations of the present invention. All modifications and variations made without departing from the spirit and scope of the invention should nevertheless be covered by the scope of this invention as disclosed in the appended claims.

Claims (13)

Dreidimensionaler (3D) ebener Magnetsensor, umfassend: einen ersten Magnetsensor, der konfiguriert ist, um eine erste Richtungskomponente eines äußeren Magnetfeldes zu messen; einen zweiten Magnetsensor, der konfiguriert ist, um eine zweite Richtungskomponente von besagtem äußeren Magnetfeld zu messen, wobei besagte zweite Richtung senkrecht auf einer Ebene zu besagter ersten Richtung ist; einen dritten Magnetsensor, enthaltend mindestens eine dritte feste Schicht, mindestens eine dritte Magnetisolationsschicht und eine dritte freie Schicht, wobei besagte dritte freie Schicht als die oberste Schicht angeordnet ist, besagte dritte Magnetisolationsschicht zwischen besagter dritten festen Schicht und ebenfalls zwischen besagter dritten freien Schicht und der obersten Schicht besagter dritten festen Schicht angeordnet ist, wobei eine Magnetisierungsrichtung besagter dritten festen Schicht in eine dritte Richtung ist oder 180 Grad entgegengesetzt von besagter dritten Richtung ist, besagte dritte Richtung senkrecht zu sowohl der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung ist, während die spontane Magnetisierungsrichtung besagter dritten freien Schicht in besagte erste Richtung, besagte zweite Richtung oder geneigt zu besagter dritten Richtung in dem Bereich von 0 bis 180 Grad ist, wobei ein Magnetwiderstand ein Zwischenwert in der spontanen Magnetisierungsrichtung besagter dritten freien Schicht ist, wobei, wenn dieser jedoch durch besagtes äußeres Magnetfeld gestört wird, der Magnetwiderstand variiert, wodurch besagte dritte Richtungskomponente des besagten äußeren Magnetfeldes gemessen werden kann; und einen Schaltkreis, der elektrisch verbunden mit besagtem ersten Magnetsensor, besagtem zweiten Magnetsensor und besagtem dritten Magnetsensor verbunden ist, um einen Strom oder eine Spannung für besagten ersten Magnetsensor, besagten zweiten Magnetsensor und besagten dritten Magnetsensor bereitzustellen, wobei besagter erster Magnetsensor, besagter zweiter Magnetsensor und besagter dritter Magnetsensor auf der gleichen Ebene angeordnet sind.Three-dimensional (3D) planar magnetic sensor, comprising: a first magnetic sensor configured to measure a first directional component of an external magnetic field; a second magnetic sensor configured to measure a second directional component of said external magnetic field, said second direction being perpendicular to a plane to said first direction; a third magnetic sensor including at least a third solid layer, at least a third magnetic insulating layer and a third free layer, said third free layer being disposed as the uppermost layer, said third magnetic insulating layer between said third solid layer and also between said third free layer and top layer of said third solid layer, wherein a magnetization direction of said third solid layer is in a third direction or 180 degrees opposite said third direction, said third direction is perpendicular to both the first direction and the second direction, while the spontaneous Magnetization direction of said third free layer in said first direction, said second direction or inclined to said third direction in the range of 0 to 180 degrees, wherein a magnetoresistor is an intermediate value in the spontaneous magnetization direction third free layer, but when disturbed by said external magnetic field, the magnetoresistance varies, whereby said third directional component of said external magnetic field can be measured; and a circuit electrically connected to said first magnetic sensor, said second magnetic sensor and said third magnetic sensor for providing a current or voltage to said first magnetic sensor, said second magnetic sensor and said third magnetic sensor, said first magnetic sensor, said second magnetic sensor and said third magnetic sensor are arranged on the same plane. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei die Magnetisierungsrichtungen besagter dritten festen Schicht alle in besagte dritte Richtung sind, oder alle 180 Grad entgegengesetzt von besagter dritten Richtung sind.The planar 3D magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetization directions of said third solid layer are all in said third direction, or every 180 degrees opposite to said third direction. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei die Magnetisierungsrichtung besagter dritten festen Schicht auf besagter dritten Magnetisolationsschicht in besagte dritte Richtung ist, und die Magnetisierungsrichtung besagter dritten festen Schicht unter besagter dritten Magnetisolationsschicht 180 Grad entgegengesetzt von besagter dritten Richtung ist.The planar 3D magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetization direction of said third solid layer on said third magnetic insulating layer is in said third direction, and the magnetization direction of said third solid layer under said third magnetic insulating layer is 180 degrees opposite said third direction. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei besagter erster Magnetsensor mindestens eine erste feste Schicht, mindestens eine erste Magnetisolationsschicht und mindestens eine erste freie Schicht einschließt, besagte erste freie Schicht als die oberste Schicht angeordnet ist, besagte erste Magnetisolationsschicht zwischen besagter ersten festen Schicht und ebenfalls zwischen besagter ersten freien Schicht und der obersten Schicht besagter ersten festen Schicht angeordnet ist, wobei die Magnetisierungsrichtung besagter ersten festen Schicht in besagte erste Richtung ist oder 180 Grad entgegengesetzt von besagter ersten Richtung ist, während die spontane Magnetisierungsrichtung besagter ersten freien Schicht in besagte erste Richtung ist und der Magnetwiderstand besagter ersten freien Schicht in besagte erste Richtung an seinem Minimalwert ist, wenn dieser durch besagtes äußeres Magnetfeld gestört wird, wodurch der Magnetwiderstand erhöht wird, und somit besagte erste Richtungskomponente des besagten äußeren Magnetfeldes gemessen wird; besagter zweiter Magnetsensor mindestens eine zweite feste Schicht, mindestens eine zweite Magnetisolationsschicht und mindestens eine zweite freie Schicht einschließt, besagte zweite freie Schicht als die oberste Schicht angeordnet ist, besagte zweite Magnetisolationsschicht zwischen besagter, mindestens einen, zweiten festen Schicht und ebenfalls zwischen besagter zweiten freien Schicht und der obersten Schicht besagter mindestens einen zweiten festen Schicht angeordnet ist, wobei die Magnetisierungsrichtung besagter mindestens einen, zweiten festen Schicht in besagte zweite Richtung ist oder 180 Grad entgegengesetzt von besagter zweiten Richtung ist, während die spontane Magnetisierungsrichtung besagter zweiten freien Schicht in besagte zweite Richtung ist und der Magnetwiderstand besagter zweiten freien Schicht an seinem Minimalwert in besagte zweite Richtung ist, wenn dieser durch besagtes äußeres Magnetfeld gestört wird, wodurch der Magnetwiderstand erhöht wird, und somit besagte zweite Richtungskomponente des besagten äußeren Magnetfeldes gemessen wird.A planar 3D magnetic sensor according to claim 1, wherein said first magnetic sensor includes at least a first solid layer, at least a first magnetic insulating layer and at least a first free layer, said first free layer is disposed as the uppermost layer, said first magnetic insulating layer between said first solid layer and is also disposed between said first free layer and the uppermost layer of said first fixed layer, wherein the magnetization direction of said first fixed layer is in said first direction or 180 degrees opposite said first direction, while the spontaneous magnetization direction of said first free layer in said first Is direction and the magnetoresistance of said first free layer in said first direction is at its minimum value when it is perturbed by said external magnetic field, thereby increasing the magnetoresistance, and thus said first directionalcoefficient mponent of said external magnetic field is measured; said second magnetic sensor includes at least a second solid layer, at least one second magnetic insulating layer and at least one second free layer, said second free layer being disposed as the uppermost layer, said second magnetic insulating layer interposed between said at least one second solid layer and also between said second free layer Layer and the uppermost layer of said at least one second fixed layer is arranged, wherein the magnetization direction of said at least one, second fixed layer in said second direction or 180 degrees opposite said second direction, while the spontaneous magnetization direction of said second free layer is in said second direction and the magnetic resistance of said second free layer is at its minimum value in said second direction when passing through said external magnetic field is disturbed, whereby the magnetic resistance is increased, and thus said second directional component of said external magnetic field is measured. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 4, wobei die Magnetisierungsrichtungen besagter ersten festen Schicht alle in besagte erste Richtung sind, oder alle 180 Grad entgegengesetzt von besagter ersten Richtung sind.A planar 3D magnetic sensor according to claim 4, wherein the magnetization directions of said first fixed layer are all in said first direction, or all 180 degrees opposite said first direction. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 4, wobei die Magnetisierungsrichtungen besagter zweiten festen Schicht alle in besagte zweite Richtung sind, oder alle 180 Grad entgegengesetzt von besagter zweiten Richtung sind.A planar 3D magnetic sensor according to claim 4, wherein the magnetization directions of said second fixed layer are all in said second direction, or every 180 degrees opposite said second direction. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 4, wobei die Magnetisierungsrichtung besagter ersten festen Schicht auf besagter ersten Magnetisolationsschicht in besagte erste Richtung ist, und die Magnetisierungsrichtung besagter ersten festen Schicht unter besagter ersten Magnetisolationsschicht 180 Grad entgegengesetzt von besagter ersten Richtung ist.A planar 3D magnetic sensor according to claim 4, wherein the magnetization direction of said first solid layer on said first magnetic insulating layer is in said first direction, and the magnetization direction of said first solid layer under said first magnetic insulating layer is 180 degrees opposite said first direction. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 4, wobei die Magnetisierungsrichtung besagter zweiten festen Schicht auf besagter zweiten Magnetisolationsschicht in besagte zweite Richtung ist, und die Magnetisierungsrichtung besagter zweiten festen Schicht unter besagter zweiten Magnetisolationsschicht 180 Grad entgegengesetzt von besagter zweiten Richtung ist.A planar 3D magnetic sensor according to claim 4, wherein the direction of magnetization of said second solid layer on said second magnetic insulating layer is in said second direction, and the direction of magnetization of said second solid layer under said second magnetic insulating layer is 180 degrees opposite said second direction. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 4, wobei, wenn besagter Schaltkreis besagten Strom oder Spannung bereitstellt, besagter Strom durch besagten ersten Magnetsensor, besagten zweiten Magnetsensor und besagten dritten Magnetsensor passiert, wodurch das Messen der Veränderung in dem Magnetwiderstand in besagtem ersten Magnetsensor, besagtem zweiten Magnetsensor und besagtem dritten Magnetsensor zugelassen wird.A planar 3D magnetic sensor according to claim 4, wherein, when said circuit provides said current or voltage, said current passes through said first magnetic sensor, said second magnetic sensor and said third magnetic sensor, thereby measuring the change in the magnetic resistance in said first magnetic sensor, said second magnetic sensor Magnetic sensor and said third magnetic sensor is allowed. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei besagte dritte Magnetisolationsschicht aus einem elektromagnetischen Isolator gemacht ist, besagter elektromagnetischer Isolator mindestens eines aus den Folgenden einschließt: Magnesiumoxid (MgO), Aluminiumoxid (Al2O3), Tantaloxid (Ta2O5) und Siliziumoxid (SiO2).A planar 3D magnetic sensor according to claim 1, wherein said third magnetic insulating layer is made of an electromagnetic insulator, said electromagnetic insulator includes at least one of the following: magnesium oxide (MgO), alumina (Al 2 O 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), and Silicon oxide (SiO 2 ). Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material besagter dritten festen Schicht mindestens eines der folgenden ferromagnetischen Legierungen oder mehrschichtigen Filme mit ferromagnetischen Legierungen ist: Eisen, Cobalt, Nickel, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung, mD019 Cobalt-Platin-Legierung, L10 Eisen-Palladium-Legierung, L10 Cobalt-Platin-Legierung, L11 Cobalt-Platin-Legierung, L10 Eisen-Platin-Legierung, Cobalt/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel-Eisen-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel-Eisen-Legierung/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur und Cobalt-Eisen/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur; das Material besagter dritten freien Schicht mindestens eines der folgenden ferromagnetischen Legierungen oder mehrschichtigen Filme mit ferromagnetischer Legierung ist: Eisen, Cobalt, Nickel, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung, mD019 Cobalt-Platin-Legierung, L10 Cobalt-Platin-Legierung, L11 Cobalt-Platin-Legierung, L10 Eisen-Platin-Legierung, L10 Eisen-Palladium-Legierung, Cobalt/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel-Eisen-Legierung/Platin-Mehrschichtstapelstruktur, Nickel-Eisen-Legierung/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur, Cobalt-Eisen-Legierung/Platin Mehrschichtstapelstruktur und Cobalt-Eisen/Palladium-Mehrschichtstapelstruktur.A planar 3D magnetic sensor according to claim 1, wherein the material of said third solid layer is at least one of the following ferromagnetic alloys or multilayer ferromagnetic alloy films: iron, cobalt, nickel, cobalt-iron-boron alloy, mD 0 19 cobalt-platinum Alloy, L1 0 Iron-Palladium Alloy, L1 0 Cobalt-Platinum Alloy, L1 1 Cobalt-Platinum Alloy, L1 0 Iron-Platinum Alloy, Cobalt / Platinum Multilayer Stacked Structure, Cobalt / Palladium Multilayer Stacked Structure, Nickel / Palladium Multilayer stacked structure, nickel / platinum multilayer stacked structure, cobalt-iron-boron alloy / platinum multilayer stacked structure, cobalt-iron-boron alloy / palladium multilayer stacked structure, nickel-iron alloy / platinum multilayer stacked structure, nickel-iron alloy / palladium Multilayer stack structure, cobalt-iron alloy / platinum multilayer stack structure and cobalt-iron / palladium multilayer stack structure; the material of said third free layer of at least one of the following ferromagnetic alloys or ferromagnetic alloy multilayer films is: iron, cobalt, nickel, cobalt-iron-boron alloy, mD 0 19 cobalt-platinum alloy, Li 0 cobalt-platinum alloy , L1 1 cobalt-platinum alloy, L1 0 iron-platinum alloy, L1 0 iron-palladium alloy, cobalt / platinum multilayer stack structure, cobalt / palladium multilayer stack structure, nickel / palladium multilayer stack structure, nickel / platinum multilayer stack structure, cobalt Iron-boron alloy / platinum multilayer stacked structure, cobalt-iron-boron alloy / palladium multilayer stacked structure, nickel-iron alloy / platinum multilayer stacked structure, nickel-iron alloy / palladium multilayer stacked structure, cobalt-iron alloy / platinum Multilayer stack structure and cobalt iron / palladium multilayer stack structure. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 4, wobei das Material besagter ersten festen Schicht und zweiten festen Schicht mindestens eine der folgenden ferromagnetischen Legierungen ist: Eisen, Cobalt, Nickel, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung, Nickel-Eisen-Legierung, Cobalt-Eisen-Legierung, flächenzentrierte Cobalt-Platin-Legierung, L10 Cobalt-Platin-Legierung, L11 Cobalt-Platin-Legierung, flächenzentrierte Eisen-Platin-Legierung und L10 Eisen-Platin-Legierung; das Material besagter ersten freien Schicht und zweiten freien Schicht mindestens eine der folgenden ferromagnetischen Legierungen ist: Eisen, Cobalt, Nickel, Cobalt-Eisen-Bor-Legierung, Nickel-Eisen-Legierung, Cobalt-Eisen-Legierung und Cobalt-Nickel-Legierung.A planar 3D magnetic sensor according to claim 4, wherein the material of said first solid layer and second solid layer is at least one of the following ferromagnetic alloys: iron, cobalt, nickel, cobalt-iron-boron alloy, nickel-iron alloy, cobalt-iron Alloy, face-centered cobalt-platinum alloy, L1 0 cobalt-platinum alloy, L1 1 cobalt-platinum alloy, face-centered iron-platinum alloy, and L1 0 iron-platinum alloy; the material of said first free layer and second free layer is at least one of the following ferromagnetic alloys: iron, cobalt, nickel, cobalt-iron-boron alloy, nickel-iron alloy, cobalt-iron alloy, and cobalt-nickel alloy. Ebener 3D-Magnetsensor nach Anspruch 4, wobei besagte erste Magnetisolationsschicht und besagte zweite Magnetisolationsschicht aus einem nicht-magnetischen Metall oder einem elektromagnetischen Isolator gemacht sind, in denen besagtes nicht-magnetisches Metall mindestens eines aus Ruthenium, Tantal, Chrom, Titan, Kupfer, Palladium, Molybdän und Niob enthält, während besagter elektromagnetischer Isolator mindestens eines aus Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Tantaloxid und Siliziumoxid enthält.The planar 3D magnetic sensor according to claim 4, wherein said first magnetic insulating layer and said second magnetic insulating layer are made of a non-magnetic metal or a non-magnetic metal electromagnetic insulator in which said non-magnetic metal contains at least one of ruthenium, tantalum, chromium, titanium, copper, palladium, molybdenum and niobium, while said electromagnetic insulator comprises at least one of magnesia, alumina, tantalum oxide and silica.
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