DE102017130752B4

DE102017130752B4 - Magnetsensor

Info

Publication number: DE102017130752B4
Application number: DE102017130752.4A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Hiraki; Naoki Ohta; Hiraku Hirabayashi; Yoshiaki Tanaka
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2024-02-22
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: JP2018152452A; CN108574039B; US10418546B2; DE102017130752A1; CN108574039A; JP6477752B2; US20180261760A1

Abstract

Magnetsensor, aufweisend eine Vielzahl von Elementarrayschichten (10), die aufeinander gestapelt sind, wobei jede dieser Elementarrayschichten (10) eine Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) aufweist, die parallel in einer in-Ebene-Richtung angeordnet sind, wobeidiese Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) in dieser Vielzahl von Elementarrayschichten (10) miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei für jede dieser Elementarrayschichten (10) diese Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) in jeder dieser Elementarrayschichten (10) miteinander in Reihe geschaltet ist, und jedes dieser Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) mit jedem dieser Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) in einer anderen Elementarrayschicht (10) in Reihe geschaltet ist,ferner aufweisend Joche (41), die in der Umgebung dieser Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) vorgesehen sind und aus einem weichmagnetischen Material gebildet sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Magnetsensor zum Messen eines Magnetfelds.
Beschreibung der verwandten Technik
Es sind Magnetsensoren bekannt, in denen Elemente mit magnetoresistivem Effekt wie etwa GMR (Riesenmagnetowiderstand) Elemente oder TMR (Tunnelmagnetowiderstand) Elemente parallel in einer in-Ebene-Richtung angeordnet sind. Für solche Magnetsensoren ist es allgemein wirksam, die Anzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt zu erhöhen, um den Einfluss von Rauschen zu verringern und die Erfassungsgenauigkeit zu verbessern. Vom Standpunkt der Größe und Kosten eines Magnetsensors ist es wichtig, die Elemente mit magnetoresistivem Effekt dichter anzuordnen und eher die Dichte der Elemente mit magnetoresistivem Effekt zu erhöhen als einfach die Anzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt zu erhöhen.
Herkömmlich wurde ein Verfahren der Verschmälerung des Verdrahtungsabstands, der durch die Summe einer Verdrahtungsbreite und eines Verdrahtungsintervalls von Verdrahtungen, die Elemente mit magnetoresistivem Effekt verbinden, dargestellt wird, verwendet, um die Elemente mit magnetoresistivem Effekt dicht anzuordnen. Jedoch gehen mit diesem Verfahren Probleme wie beispielsweise eine Erhöhung im Verdrahtungswiderstand und eine Erhöhung der Schwierigkeit der Verdrahtungsbildung einher, und ferner eine Kostenerhöhung, die durch eine Erhöhung in der Genauigkeit von verschiedenen Einrichtungen verursacht wird, die verwendet werden, um einen Magnetsensor wie beispielsweise ein Belichtungsgerät zu erzeugen.
Die JP 2008- 85 349 A offenbart einen magnetischen Direktzugriffsspeicher (RAM), in dem TMR-Arrays in einer Vielzahl von Reihen aufeinander gestapelt sind und TMR-Elemente zueinander parallel geschaltet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die TMR-Elemente zu integrieren, ohne den Verdrahtungsabstand zu verschmälern.
Jedoch sind im Unterschied zu einem Magnetsensor bei dem in JP 2008- 85 349 A beschriebenen magnetischen Direktzugriffsspeicher die jeweiligen TMR-Elemente miteinander parallelgeschaltet, weshalb er nicht auf einen Magnetsensor anwendbar ist.
DE 10 2016 100 423 A1 zeigt einen Magnetsensor, umfassend eine Widerstandsanordnung, die eine Vielzahl an Widerstandselementabschnitten umfasst, die jeweils magnetoresistive Elemente aufweisen. US 6 807 086 B2 zeigt magnetische Speicherbausteine.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Magnetsensor anzugeben, bei dem die Dichte von Elementen mit magnetoresistivem Effekt verbessert werden kann, ohne den Verdrahtungsabstand zu verschmälern.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, umfasst ein Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von aufeinander gestapelten Elementarrayschichten, wobei jede der Elementarrayschichten eine Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt umfasst, die parallel in einer in-Ebene-Richtung angeordnet sind, und die Elemente mit magnetoresistivem Effekt in der Vielzahl von Elementarrayschichten sind miteinander in Reihe geschaltet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Dichte von Elementen mit magnetoresistivem Effekt zu verbessern, ohne den Verdrahtungsabstand zu verschmälern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch Hauptteile eines Magnetsensors gemäß einem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ist eine Querschnittansicht entlang Linie A-A in 1;
3 ist eine vergrößerte Ansicht der Umgebung des Elements mit magnetoresistivem Effekt in 2;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch Hauptteile eines Magnetsensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5 ist eine Querschnittansicht entlang Linie B-B in 4;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch Hauptteile eines Magnetsensors gemäß einer 'zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
7 ist eine Querschnittansicht entlang Linie C-C in 6;
8 ist ein Schaubild, das ein durch den Magnetsensor gelangendes externes Magnetfeld veranschaulicht;
9 ist eine Querschnittansicht, die eine Modifikation des Magnetsensors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
10 ist eine Querschnittansicht, die eine andere Modifikation des Magnetsensors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
11 ist eine Querschnittansicht, die eine weitere Modifikation des Magnetsensors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es wird angemerkt, dass Teile mit den gleichen Funktionen in verschiedenen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und eine Beschreibung davon entfallen kann.
(Vergleichsbeispiel)
1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch Hauptteile eines Magnetsensors gemäß eines Vergleichsbeispielsveranschaulicht. Der in 1 gezeigte Magnetsensor 100 hat eine Ausgestaltung, in der eine Vielzahl von Elementarrayschichten 10, von denen in jeder eine Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 parallel in einer in-Ebene-Richtung angeordnet ist, aufeinandergestapelt ist. In 1 wird die Richtung, in der die Elementarrayschichten 10 gestapelt sind, als Z-Richtung angenommen, und die beiden Richtungen orthogonal zur Z-Richtung werden als X-Richtung bzw. Y-Richtung angenommen. Nachfolgend wird die positive Richtung der Z-Richtung als Aufwärtsrichtung angenommen, und die negative Richtung der Z-Richtung wird als Abwärtsrichtung angenommen.
In dem Beispiel in 1 hat Elementarrayschicht 10 zwei gestapelte Schichten, kann jedoch auch drei oder mehr gestapelte Schichten haben. Nachfolgend kann die untere Elementarrayschicht 10 „Elementarrayschicht 10a“ genannt werden, und die obere Elementarrayschicht 10 kann „Elementarrayschicht 10b“ genannt werden. In jeder Elementarrayschicht 10 sind Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 parallel zueinander in einer XY-Ebene in einer Matrixform angeordnet, während Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in unterschiedlichen Elementarrayschichten 10 parallel zueinander in der Z-Richtung angeordnet sind.
Die Vielzahl von in den Elementarrayschichten 10a und 10b enthaltenen Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 (alle Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in dem Beispiel in 1) sind miteinander in Reihe geschaltet. Gemäß dem Vergleichsbeispiel ist die Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 in Elementarrayschicht 10 miteinander in Reihe geschaltet, und ferner ist jedes der Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in Elementarrayschicht 10 mit jedem der Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in der anderen Elementarrayschicht 10 in Reihe geschaltet. Das Element mit magnetoresistivem Effekt 1, das mit einem anderen Element mit magnetoresistivem Effekt 1 in einer anderen Elementarrayschicht 10 verbunden werden soll, ist insbesondere das Endstufen- oder Vorendstufen-Element mit magnetoresistivem Effekt 1 aus der Vielzahl von in Elementarrayschicht 10 in Reihe geschalteten Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1, das heißt, das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 ist mit dem anderen Element mit magnetoresistivem Effekt 1 in der gleichen Elementarrayschicht 10 nur auf einer Seite verbunden.
Es wird angemerkt, dass in dem Beispiel in 1 die andere Elementarrayschicht 10 die angrenzende Elementarrayschicht 10 darstellt, da die Elementarrayschicht 10 aus zwei Schichten gebildet ist. Wenn die Elementarrayschicht 10 aus drei oder mehr Schichten gebildet ist, kann die andere Elementarrayschicht 10, mit der die Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in Elementarrayschicht 10 verbunden sind, eine angrenzende Elementarrayschicht 10 oder eine nicht-angrenzende Elementarrayschicht 10 sein, aber die angrenzende Elementarrayschicht 10 ist vom Standpunkt einer vereinfachten Ausgestaltung oder dergleichen vorzuziehen.
Nachfolgend wird eine Ausgestaltung des Magnetsensors 100 ausführlicher beschrieben.
An beiden Enden in der Z-Richtung jedes Elements mit magnetoresistivem Effekt 1 sind die obere Elektrodenschicht 2 und die untere Elektrodenschicht 3 so angeordnet, dass sie das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 berühren. Somit ist jedes Element mit magnetoresistivem Effekt 1 mit der oberen Elektrodenschicht 2 und der unteren Elektrodenschicht 3 elektrisch verbunden. Die obere Elektrodenschicht 2 und die untere Elektrodenschicht 3 erstrecken sich in einer vorgegebenen Richtung innerhalb der XY-Ebene (Y-Richtung in dem Beispiel in 1) und zwei in der Y-Richtung angrenzende Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 teilen sich die obere Elektrodenschicht 2 oder die untere Elektrodenschicht 3. Mit anderen Worten, zwei in der Y-Richtung angrenzende Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 sind über die obere Elektrodenschicht 2 oder die untere Elektrodenschicht 3 miteinander verbunden. Aus diesem Grund ist die Vielzahl von parallel in der Y-Richtung angeordneten Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 miteinander in Reihe geschaltet. Nachfolgend kann die Vielzahl von parallel in der Y-Richtung angeordneten Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 „Elementarray 1a“ genannt werden.
Zwei in der X-Richtung angrenzende Elementarrays bzw. Elementfelder 1a sind miteinander verbunden, indem Elektrodenschichten an einem Ende in der Y-Richtung (obere Elektrodenschichten 2 in dem Beispiel in 1) über einen Leitdraht 4 miteinander verbunden sind. Daher sind Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in zwei in der X-Richtung angrenzenden Elementarrays 1a miteinander in Reihe geschaltet. Ferner, wenn andere Elementarrays auf beiden Seiten in der X-Richtung von Elementarray 1a durchgängig sind, ist eines der angrenzenden Elementarrays mit einem Ende in der Y-Richtung von Elementarray 1a verbunden, und das andere Ende des angrenzenden Elementarrays ist mit dem anderen Ende in der Y-Richtung von Elementarray 1a verbunden. Wenn es ein angrenzendes Elementarray nur auf einer Seite in der X-Richtung von Elementarray 1a gibt, ist ein Ende in der Y-Richtung von Elementarray 1a mit dem angrenzenden Elementarray verbunden. Somit ist für jede Elementarrayschicht 10 eine Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 in Elementarray 10 miteinander in Reihe geschaltet.
Die Elementarrays 1a von Elementarrayschicht 10a und 10b, in denen angrenzende Elementarrays nur auf einer Seite in der X-Richtung vorhanden sind, sind miteinander mit Elektrodenschichten verbunden, die sich an einem Ende in der Y-Richtung von jenen befinden, die nicht mit den angrenzenden Elementarrayschichten (obere Elektrodenschichten 2 in dem Beispiel in 1) verbunden sind, die miteinander über einen Leitdraht 5 verbunden sind. Auf diese Weise sind alle Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in Elementarrayschichten 10a und 10b miteinander in Reihe geschaltet.
Als nächstes wird eine Schichtstruktur des Magnetsensors 100 konkreter beschrieben. 2 ist ein Schaubild zur Beschreibung einer Schichtstruktur von Magnetsensor 100 und eine Querschnittansicht entlang einer Linie A-A in 1.
Wie in 2 gezeigt umfasst der Magnetsensor 100 die Elementarrayschicht 10a, die Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 und die Elementarrayschicht 10b, die die in dieser Reihenfolge auf dem Substrat 11 aufeinander geschichtet sind. Das Substrat 11 wird zum Beispiel aus Silizium (Si) gebildet. Die Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 wird zum Beispiel aus Siliziumdioxid (SiO₂) oder Aluminiumoxid (Al₂O₃) gebildet.
In Elementarrayschicht 10a sind Elementarrays 1a parallel in der X-Richtung mit einem Abstand angeordnet. Eine Isolierungsschicht 13 ist zwischen den Elementarrays 1a gebildet. Die Isolierungsschicht 13 kann aus dem gleichen Material oder einem von dem Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 verschiedenen Material gebildet sein.
In jedem Elementarray 1a werden die untere Elektrodenschicht 3, das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 und die obere Elektrodenschicht 2 in dieser Reihenfolge auf dem Substrat 11 gebildet. Die obere Elektrodenschicht 2 und die untere Elektrodenschicht 3 werden aus einer leitfähigen Substanz wie Gold (Au) oder Kupfer (Cu) gebildet. Die obere Elektrodenschicht 2 und die untere Elektrodenschicht 3 sind größer als das Element mit magnetoresistivem Effekt 1. Aus diesem Grund gibt es eine Fläche, in der kein Element mit magnetoresistivem Effekt 1 zwischen der oberen Elektrodenschicht 2 und der unteren Elektrodenschicht 3 gebildet wird, und eine Isolierungsschicht 14 wird darin gebildet. In dem vorliegenden Vergleichsbeispiel ist die Isolierungsschicht 14 derart angeordnet, dass sie das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 innerhalb der XY-Ebene umgibt. Die Isolierungsschicht 14 kann aus dem gleichen Material oder einem von jenem der Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 und/oder der Isolierungsschicht 13 unterschiedlichen Material gebildet sein.
Die obere Elektrodenschicht 2 umfasst den abwärtigen, konvexen Abschnitt 2a und der konvexe Abschnitt 2a berührt das Element mit magnetoresistivem Effekt 1. Eine Isolierungsschicht 15 wird derart gebildet, dass sie den konvexen Abschnitt 2a innerhalb der XY-Ebene umgibt. Die Isolierungsschicht 15 kann aus dem gleichen Material oder einem von jenem der Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 und/oder der Isolierungsschicht 13 und/oder 14 unterschiedlichen Material gebildet werden.
Da die Elementarrayschicht 10b die gleiche Ausgestaltung hat wie jene der Elementarrayschicht 10a, entfällt eine ausführliche Beschreibung dieser. Obwohl der in 1 gezeigte Leitdraht 4 nicht in 2 gezeigt wird, kann der Leitdraht 4 zum Beispiel durch Vorsehen einer leitfähigen Schicht anstelle der Isolierungsschicht 15 zwischen oberen Elektrodenschichten 2 jedes Elementarrays 1a gebildet werden. In gleicher Weise kann der in 1 gezeigte Leitdraht 5 durch Verwenden einer Durchkontaktierung oder dergleichen gebildet werden, die in der Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 vorgesehen ist. Es wird angemerkt, dass in 1 Substrat 11, Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12, Isolierungsschicht 13, Isolierungsschicht 14 und Isolierungsschicht 15 entfallen, um die Zeichnungen übersichtlich zu machen.
In dem Herstellungsschritt des Magnetsensors 100 wird die Elementarrayschicht 10a auf dem Substrat 11 zunächst mithilfe eines Schritts ähnlich dem Herstellungsschritt eines herkömmlichen Einzelschicht-Magnetsensors gebildet. Die Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 wird auf der Elementarrayschicht 10a gebildet (Filmbildung), und die Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 wird vermittels CMP (chemisch-mechanisches Polieren) planarisiert. Die Elementarrayschicht 10b wird auf der planarisierten Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 mithilfe eines Schritts ähnlich dem Bildungsschritt von Elementarrayschicht 10a gebildet. Eine Durchkontaktierung wird in der Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 gebildet, so dass Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in Elementarrayschichten 10a und 10b miteinander verbunden sind.
Die Art des in dem Magnetsensor 100 verwendeten Elements mit magnetoresistivem Effekt 1 ist nicht spezifisch beschränkt. Zum Beispiel kann ein GMR-Element, ein TMR-Element, ein AMR (anisotropisches Magnetowiderstands)-Element oder ein SMR (Halbleitermagnetowiderstands)-Element als Element mit magnetoresistivem Effekt 1 verwendet werden.
3 ist ein Schaubild, das ein Beispiel des Elements mit magnetoresistivem Effekt 1 veranschaulicht und zeigt die Umgebung des Elements mit magnetoresistivem Effekt 1 in 2. Das in 3 gezeigte Element mit magnetoresistivem Effekt 1 ist ein GMR-Element oder TMR-Element und umfasst die Schicht mit festgelegter Magnetisierung 21, die freie Schicht 22 und die nicht-magnetische Schicht 23. Die nicht-magnetische Schicht 23 ist zwischen der Schicht mit festgelegter Magnetisierung 21 und der freien Schicht 22 vorgesehen. In dem Beispiel in 3 sind die Schicht mit festgelegter Magnetisierung 21, die nicht-magnetische Schicht 23 und die freie Schicht 22 in dieser Reihenfolge auf der unteren Elektrodenschicht 3 aufeinandergeschichtet.
Die Ausrichtung der Magnetisierung ist in der Schicht mit festgelegter Magnetisierung 21 festgelegt. Mit anderen Worten, die Ausrichtung der Magnetisierung der Schicht mit festgelegter Magnetisierung 21 wird durch ein externes Magnetfeld (durch Magnetsensor 100 erfasstes Magnetfeld) nicht verändert. Die Ausrichtung der Magnetisierung der freien Schicht 22 wird abhängig von einem externen Magnetfeld verändert. Die nicht-magnetische Schicht 23 bewirkt eine Magnetisierung der Schicht mit festgelegter Magnetisierung 21 und eine Magnetisierung der freien Schicht 22, um zusammenzuwirken, um magnetoresisitive Effekte zu verursachen. Wenn das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 ein TMR-Element ist, ist die nicht-magnetische Schicht 23 eine Tunnelbarriereschicht, die aus einem nicht-magnetischen isolierenden Material gebildet ist, wohingegen wenn das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 ein GMR-Element ist, die nicht-magnetische Schicht 23 eine nicht-magnetische leitfähige Schicht ist, die aus einem nicht-magnetischen leitfähigen Material gebildet ist.
In dem Magnetsensor 100 enthaltene Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 sind bevorzugt von der gleichen Art, und wenn sie die in 3 gezeigte Ausgestaltung haben, ist die Ausrichtung der Magnetisierung der Schichten mit festgelegter Magnetisierung 21 bevorzugt einheitlich.
Wie oben beschrieben, gemäß dem vorliegenden Vergleichsbeispiel, ist eine Vielzahl von Elementarrayschichten 10, in denen eine Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 parallel in einer in-Ebene-Richtung angeordnet ist, aufeinandergeschichtet, und Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in der Vielzahl von Elementarrayschichten 10 sind miteinander in Reihe geschaltet. Daher ist es möglich, die Dichte von Elementen mit magnetoresistivem Effekt zu verbessern, ohne den Verdrahtungsabstand zu verschmälern.
Ferner sind gemäß dem vorliegenden Vergleichsbeispiel die Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in der Elementarrayschicht 10 für jede Elementarrayschicht 10 miteinander in Reihe geschaltet und jedes Element mit magnetoresistivem Effekt 1 ist mit jedem der Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 in einer Elementarrayschicht in Reihe geschaltet, die sich von der Elementarrayschicht 10 unterscheidet. In diesem Fall ist es möglich, jede Elementarrayschicht 10 in einem Schritt zu bilden, der ähnlich zu dem eines herkömmlichen Einzelschicht-Magnetsensors ist, und dadurch den Magnetsensor 100 auf einfache Weise herzustellen.
Ferner ist gemäß dem vorliegenden Vergleichsbeispiel die Ausrichtung der Magnetisierung der Schicht mit festgelegter Magnetisierung 21 der Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 einheitlich, und es ist daher für jedes Element mit magnetoresistivem Effekt 1 möglich, ein externes Magnetfeld in der gleichen Richtung zu erfassen und die Erfassungsgenauigkeit des Magnetsensors 100 wirksam zu verbessern.
(Erste Ausführungsform)
4 ist eine perspektivische Ansicht, die Hauptteile eines Magnetsensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht, und 5 ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie B-B in 4. Der in 4 und 5 gezeigte Magnetsensor 101 der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von dem in 1 bis 3 gezeigten Magnetsensor 100 gemäß dem Vergleichsbeispiel in einer Verbindungsausgestaltung, durch die die Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 miteinander verbunden sind.
In dem Magnetsensor 101 ist eine Vielzahl von Mehrschicht-Elementen 1b gebildet, in denen jeweils Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in Elementarrayschicht 10 mit angrenzenden Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 in der Z-Richtung in Reihe geschaltet sind, und jeweilige Mehrschicht-Elemente 1b sind miteinander in Reihe geschaltet.
Konkreter wird von angrenzenden Elementarrayschichten 10a und 10b in dem Magnetsensor 101 die obere Elektrodenschicht 2 der unteren Elementarrayschicht 10a und die untere Elektrodenschicht 3 der oberen Elementarrayschicht 10b gemeinsam als Zwischenelektrodenschicht 31 verwendet. Mit anderen Worten, die obere Elektrodenschicht 2 und die untere Elektrodenschicht 3, die sich zwischen angrenzenden Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 in dem Mehrschicht-Element 1b befinden, werden gemeinsam als Zwischenelektrodenschicht 31 verwendet. Die Zwischenelektrodenschicht 31 umfasst den abwärtigen konvexen Abschnitt 31a, und der konvexe Abschnitt 31a berührt ein Element mit magnetoresistivem Effekt der Elementarrayschicht 10a.
Die obere Elektrodenschicht 2, die mit dem untersten Element mit magnetoresistivem Effekt 1 des Mehrschicht-Elements 1b (Element mit magnetoresistivem Effekt 1 der Elementarrayschicht 10a) verbunden ist, und/oder die untere Elektrodenschicht 3, die mit dem obersten Element mit magnetoresistivem Effekt 1 des Mehrschicht-Elements 1b (Element mit magnetoresistivem Effekt 1 der Elementarrayschicht 10b) verbunden ist, erstreckt sich in der Y-Richtung, die eine vorgegebene Richtung ist. Angrenzende Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in der Y-Richtung teilen sich die sich erstreckende obere Elektrodenschicht 2 oder untere Elektrodenschicht 3. Aus diesem Grund ist eine Vielzahl von Mehrschicht-Elementen 1b, die parallel in der Y-Richtung angeordnet sind, miteinander in Reihe geschaltet. Nachfolgend kann die Vielzahl von Mehrschicht-Elementen 1b, die parallel in der Y-Richtung angeordnet sind, auch als „Elementarray 1c“ bezeichnet werden.
Zwei in der X-Richtung angrenzende Elementarrays 1c sind miteinander verbunden, indem Elektrodenschichten, die sich an einem Ende in der Y-Richtung (obere Elektrodenschicht 2 in dem Beispiel in den Zeichnungen) befinden, über einen Leitdraht 4 verbunden sind, wie in dem Fall der Elementarrays 1a des Vergleichsbeispiels. Somit sind alle Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in den Elementarrayschichten 10a und 10b miteinander in Reihe geschaltet.
Gemäß dem Herstellungsverfahren des Magnetsensors 101 wird die Elementarrayschicht 10a auf dem Substrat 11 zunächst mittels eines Schritts ähnlich dem Herstellungsschritt des herkömmlichen Einzelschicht-Magnetsensors gebildet. Die Zwischenelektrodenschicht 31, welche eine obere Elektrodenschicht der Elementarrayschicht 10a ist, wird vermittels CMT planarisiert, und die Elementarrayschicht 10b, die die Zwischenelektrodenschicht 31 als ihre untere Elektrodenschicht verwendet, wird dann auf der Zwischenelektrodenschicht 31 gebildet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst jedes der Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in Elementarrayschicht 10 eine Vielzahl von Mehrschicht-Elementen 1b, die mit in der Z-Richtung angrenzenden Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 in Reihe geschaltet sind und jeweilige Mehrschicht-Elemente 1b sind miteinander in Reihe geschaltet. In diesem Fall, da es nicht notwendig ist, die Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 oder dergleichen zum Isolieren der Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in der Z-Richtung vorzusehen, ist es möglich, die Ausgestaltung zu vereinfachen und die Dicke zu verringern. Insbesondere, da die obere Elektrodenschicht 2 und die untere Elektrodenschicht 3, die sich zwischen in der Z-Richtung angrenzenden Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 befinden, als Zwischenelektrodenschicht 31 gemeinsam verwendet werden, ist es leicht, die Ausgestaltung zu vereinfachen und die Dicke zu verringern.
(Zweite Ausführungsform)
6 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch Hauptteile eines Magnetsensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 7 ist eine Querschnittansicht entlang Linie C-C in 6. Der in 6 und 7 gezeigte Magnetsensor 102 der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von dem in 1 und 2 gezeigten Magnetsensor 100 dadurch, dass er ferner eine Vielzahl von Jochen 41 umfasst, die in der Umgebung jedes Elements mit magnetoresistivem Effekt 1 angeordnet sind.
Joche 41 sind Elemente, die ein externes Magnetfeld einer spezifischen Richtung wirksam in Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 ziehen. Joche 41 sind bevorzugt aus einem weichmagnetischen Material mit hoher magnetischer Durchlässigkeit gebildet wie etwa Permalloy (NiFe), Kobalt-Eisen-Nickel-Legierung (CoFeNi), Eisen-Silizium-Legierung (FeSi), Sendust, Nickel-Zink (NiZn)- Ferrit oder Mangn-Zink (MnZn)- Ferrit).
Die Anordnungspositionen der Joche 41 variieren in Abhängigkeit von der Art des Elements mit magnetoresistivem Effekt 1, der Ausrichtung des zu erfassenden externen Magnetfelds oder dergleichen. Die Dicke (Länge in der Z-Richtung), Breite (Länge in der X-Richtung) und Form oder dergleichen der Joche 41 werden bei Bedarf gemäß Bedingungen für die Ausgestaltung, gewünschter Zugkraft oder dergleichen des Magnetsensors 102 angepasst.
Die vorliegende Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, das zum Erfassen eines externen Magnetfelds in der Z-Richtung mithilfe von Elementen, die durch das externe Magnetfeld Magnetowiderstands-Effekte in einer Richtung innerhalb der XY-Ebene als Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 bereitstellen, geeignet ist. In diesem Fall, um die Erfassungsgenauigkeit des Magnetsensors 100 zu erhöhen, werden die Joche 41 so angeordnet, dass die Komponente in der XY-Ebenenrichtung des externen Magnetfelds, die durch die Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 tritt, zunimmt.
Konkreter werden die Joche 41 aus Zwischenjochen gebaut, die derart bereitgestellt sind, so dass jedes Element mit magnetoresistivem Effekt 1 in einer R-Richtung, die die XY-Ebene kreuzt, ohne sie orthogonal zu schneiden, zwischen ihnen angeordnet ist. Konkreter ist das Joch 41 für jedes der Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in Elementarrayschichten 10a und 10b vorgesehen. Das zwischen zwei in der R-Richtung angrenzenden Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 vorgesehene Joch 41 wird durch diese Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 gemeinsam verwendet und in der Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 zwischen Elementarrayschichten 10a und 10b eingebettet.
Aus diesem Grund umfassen die Joche 41 obere Joche 41a, die über der oberen Elektrodenschicht 2 der Elementarrayschicht 10b vorgesehen sind, Zwischenjoche 41b, die zwischen den Elementarrayschichten 10a und 10b vorgesehen sind, und untere Joche 41c, die unter der unteren Elektrodenschicht 3 der Elementarrayschicht 10a, in der Z-Richtung, vorgesehen sind. Die Zwischenjoche 41b sind zwischen dem Element mit magnetoresistivem Effekt 1 der Elementarrayschicht 10a und dem Element mit magnetoresistivem Effekt 1 der Elementarrayschicht 10b in der R-Richtung angeordnet.
Die Isolierungsschicht 42 ist zwischen den oberen Jochen 41a und der oberen Elektrodenschicht 2 der Elementarrayschicht 10b vorgesehen. Die Isolierungsschicht 43 ist zwischen dem Substrat 11 und der unteren Elektrodenschicht 3 der Elementarrayschicht 10a vorgesehen, und die unteren Joche 41c sind mit der Isolierungsschicht 43 bedeckt.
In dem Herstellungsschritt des Magnetsensors 102 wird die Isolierungsschicht 43 auf dem Substrat 11 gebildet und die Joche 41c werden in der Isolierungsschicht 43 davon eingebettet. Als nächstes wird die Isolierungsschicht 43 vermittels CMP planarisiert und die Elementarrayschicht 10a wird auf der planarisierten Isolierungsschicht 43 durch einen Schritt ähnlich dem Herstellungsschritt des herkömmlichen Einzelschicht-Magnetsensors gebildet. In der Elementarrayschicht 10a kann der Abstand der Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in der X-Richtung auf dem gleichen Niveau sein wie bei dem herkömmlichen Einzelschicht-Magnetsensor. Als nächstes wird die Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 auf der Elementarrayschicht 10a gebildet (Film- bzw. Schichtbildung), und Zwischenjoche 41b werden in der Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 davon eingebettet. Danach wird die Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 vermittels CMP planarisiert und die Elementarrayschicht 10b wird auf der planarisierten Zwischenschicht-Isolierungsschicht 12 durch einen Schritt ähnlich dem Bildungsschritt der Elementarrayschicht 10a gebildet. Ferner werden obere Joche 41a über die Isolierungsschicht 42 auf der Elementarrayschicht 10b gebildet.
8 ist ein Schaubild, das ein externes Magnetfeld (durch den Magnetsensor 102 erfasstes Magnetfeld), das durch den in 6 und 7 gezeigten Magnetsensor 102 gelangt, veranschaulicht. Wenn das abwärtige externe Magnetfeld M in der Z-Richtung wie in 8 gezeigt dem Magnetsensor 102 eingegeben wird, wird das externe Magnetfeld M über und in der Umgebung der oberen Joche 41a in die oberen Joche 41a gezogen, und von den oberen Jochen 41a hin zu dem Element mit magnetoresistivem Effekt 1 der Elementarrayschicht 10b gewendet. Nachdem es durch das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 gelangt ist, wird das externe Magnetfeld M in die Zwischenjoche 41b gezogen. Das externe Magnetfeld M, das in die Zwischenjoche 41b gezogen wird, wird weiter hin zu dem Element mit magnetoresistivem Effekt 1 der Elementarrayschicht 10a gewendet und in die unteren Joche 41c gezogen, nachdem es durch das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 gelangt ist.
Da das obere Joch 41a und das Zwischenjoch 41b, und das Zwischenjoch 41b und das untere Joch 41c jeweils derart angeordnet sind, dass das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 in der R-Richtung, die die XY-Ebene kreuzt ohne sie orthogonal zu schneiden, zwischen ihnen angeordnet ist, gelangt das externe Magnetfeld M durch das Element mit magnetoresistivem Effekt 1. Aus diesem Grund kann das in der Z-Richtung abwärtige externe Magnetfeld M veranlasst werden, diagonal mittels der Joche 41 durch das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 zu gelangen, und dadurch ist es möglich, die XY-Ebenen-Komponente des externen Magnetfelds, das durch das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 tritt, zu erhöhen.
Wie oben beschrieben ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Joche 41 in der Umgebung des Elements mit magnetoresistivem Effekt 1 vorgesehen sind, möglich, die Erfassungsgenauigkeit des Magnetsensors 102 weiter zu verbessern. Insbesondere in der vorliegenden Ausführungsform sind die Joche 41 derart bereitgestellt, dass das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 in der R-Richtung, die die XY-Ebene kreuzt ohne sie orthogonal zu schneiden, zwischen ihnen angeordnet ist, und dies ist somit zum Erfassen des externen Magnetfelds in der Z-Richtung geeignet.
Von den für zwei in der R-Richtung angrenzende Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 jeweils vorgesehenen Jochen 41 ist das auf der Seite des angrenzenden Elements mit magnetoresistivem Effekt 1 vorgesehene Zwischenjoch 41b in der vorliegenden Ausführungsform zwischen den Elementarrayschichten 10a und 10b eingebettet. Aus diesem Grund ist es möglich, die Komponenten in der Elementarrayschicht 10a wie etwa die obere Elektrodenschicht 2 und die untere Elektrodenschicht 3 über oder unter dem Zwischenjoch 41b anzuordnen, und dadurch den Abstand zwischen den Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 zu verschmälern.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Joch 41b, das auf der Seite des angrenzenden Elements mit magnetoresistivem Effekt 1 vorgesehen ist, von den für zwei in der R-Richtung angrenzende Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 jeweils vorgesehenen Jochen 41 gemeinsam verwendet, und es ist dadurch möglich, den Magnetsensor 102 zu miniaturisieren.
9 ist ein Schaubild zur Beschreibung eines anderen Anordnungsbeispiels der Joche 41. Der in 9 gezeigte Magnetsensor 103 ist ein Anordnungsbeispiel, in dem die Joche 41 für den Magnetsensor angeordnet sind, in dem die obere Elektrodenschicht 2 der Elementarrayschicht 10a und die untere Elektrodenschicht 3 der Elementarrayschicht 10b als Zwischenelektrodenschicht gemeinsam verwendet werden, wie in dem Fall des in 4 und 5 gezeigten Magnetsensors 101 gemäß der ersten Ausführungsform.
Der Magnetsensor 103 ist mit oberen Jochen 41a und unteren Jochen 41 c versehen, welche Zwischenjoche sind, zusätzlich zu der Ausgestaltung des in 5 gezeigten Magnetsensors 101. Die oberen Joche 41a sind über der oberen Elektrodenschicht 2 der Elementarrayschicht 10b vorgesehen, und die unteren Joche 41c sind unter der unteren Elektrodenschicht 3 der Elementarrayschicht 10a vorgesehen. Ferner ist die Isolierungsschicht 42 zwischen den oberen Jochen 41 a und der oberen Elektrodenschicht 2 der Elementarrayschicht 10b vorgesehen. Ferner ist die Isolierungsschicht 43 zwischen dem Substrat 11 und der unteren Elektrodenschicht 3 der Elementarrayschicht 10a vorgesehen, und die unteren Joche 41c sind mit der Isolierungsschicht 43 bedeckt.
Bei dem Magnetsensor 103 sind sowohl das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 der Elementarrayschicht 10a als auch das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 der Elementarrayschicht 10b zwischen einem Satz aus einem oberen Joch 41a und einem unteren Joch 41c in der R-Richtung angeordnet. Solch eine Ausgestaltung ermöglicht ebenfalls, dass das externe Magnetfeld M in der Z-Richtung diagonal durch das Element mit magnetoresistivem Effekt 1 tritt.
10 ist ein Schaubild zur Beschreibung eines anderen Anordnungsbeispiels der Joche 41. Der in 10 gezeigte Magnetsensor 104 unterscheidet sich dadurch, dass er ferner mit Seitenjochen 41 d versehen ist, die auf beiden Seiten jedes Elements mit magnetoresistivem Effekt 1 in der in-Ebene-Richtung der XY-Ebene zusätzlich zu der Ausgestaltung des in 8 gezeigten Magnetsensors 102 bereitgestellt sind. In dem Beispiel in 10 sind die Seitenjoche 41 d an der Position der Isolierungsschicht 14 des in 8 gezeigten Magnetsensors 102 vorgesehen, das heißt, zwischen der oberen Elektrodenschicht 2 und der unteren Elektrodenschicht 3. Es wird angemerkt, dass ein Isolierungsfilm bzw. eine Isolierungsschicht zwischen den Seitenjochen 41 d und dem Element mit magnetoresistivem Effekt 1, zwischen den Seitenjochen 41 d und der oberen Elektrodenschicht 2 oder zwischen den Seitenjochen 41 d und der unteren Elektrodenschicht 3 vorgesehen sein kann.
In dem Fall des Beispiels in 10, mit einem durch die Seitenjoche 41 d hineingezogenen Magnetfeld, ist es möglich, das Magnetfeld genauer zu erfassen. Darüber hinaus, da die Seitenjoche 41d zwischen der oberen Elektrodenschicht 2 und der unteren Elektrodenschicht 3 vorgesehen sind, ist es möglich, zu verhindern, dass das Vorsehen der Seitenjoche 41 d bewirkt, dass sich die Größe des Magnetsensors erhöht.
Ferner können die Joche 41 auch eine Ausgestaltung haben, bei der die oberen Joche 41a und die unteren Joche 41c aus der in 6 und 7 gezeigten Ausgestaltung entfernt sind. Mit anderen Worten, die Joche 41 können allein aus den Zwischenjochen 41b gebildet sein.
Zum Beispiel kann als in 11 gezeigter Magnetsensor 105 das Joch 41 e vorgesehen sein, welches sich von der Umgebung der oberen Elektrodenschicht 2 der Elementarrayschicht 10b bis über die obere Elektrodenschicht 2 der Elementarrayschicht 10a erstreckt. Jedoch bestehen, da der Abstand zwischen den Zwischenjochen 41b und dem Joch 41 e klein ist, Bedenken dahingehend, dass ein Teil des in das Joch 41 e gezogenen Magnetfelds durch die Zwischenjoche 41 b absorbiert werden kann, was es unmöglich macht, dem Element mit magnetoresistivem Effekt 1 der Elementarrayschicht 10a ein ausreichendes Magnetfeld zuzuführen. Um dieses Problem zu lösen bewirkt die Vergrößerung des Abstands zwischen den Zwischenjochen 41b und dem Joch 41 e, dass sich der Abstand zwischen den Elementen mit magnetoresistivem Effekt 1 vergrößert, womit bewirkt wird, dass sich die Dichte der Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 verschlechtert. Daher sind, wenn die Joche 41 angeordnet sind, die in 6 bis 10 gezeigten Ausgestaltungen bevorzugt.
In den Ausführungsformen, wenn Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 in angrenzenden Elementarrayschichten 10a und 10b miteinander verbunden sind, sind die in der Z-Richtung orthogonal zu der XY-Ebene angrenzenden Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1 miteinander verbunden, aber Elemente mit magnetoresistivem Effekt 1, die in einer Richtung, die die XY-Ebene kreuzt, ohne sie orthogonal zu schneiden, können auch miteinander verbunden sein.
[Bezugszeichenliste]

1: Element mit magnetoresistivem Effekt
1a, 1c: Elementarray
1b: Mehrschicht-Element
2: Obere Elektrodenschicht
3: Untere Elektrodenschicht
4, 5: Leitdraht
10, 10a, 10b: Elementarrayschicht
11: Substrat
12: Zwischenschicht-Isolierungsschicht
13 bis 15, 42, 43: Isolierungsschicht
21: Schicht mit festgelegter Magnetisierung
22: Freie Schicht
23: Nicht-magnetische Schicht
41: Joch
100 bis 105: Magnetsensor

Claims

Magnetsensor, aufweisend eine Vielzahl von Elementarrayschichten (10), die aufeinander gestapelt sind, wobei jede dieser Elementarrayschichten (10) eine Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) aufweist, die parallel in einer in-Ebene-Richtung angeordnet sind, wobei diese Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) in dieser Vielzahl von Elementarrayschichten (10) miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei für jede dieser Elementarrayschichten (10) diese Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) in jeder dieser Elementarrayschichten (10) miteinander in Reihe geschaltet ist, und jedes dieser Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) mit jedem dieser Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) in einer anderen Elementarrayschicht (10) in Reihe geschaltet ist, ferner aufweisend Joche (41), die in der Umgebung dieser Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) vorgesehen sind und aus einem weichmagnetischen Material gebildet sind.
Magnetsensor, aufweisend eine Vielzahl von Elementarrayschichten (10), die aufeinander gestapelt sind, wobei jede dieser Elementarrayschichten (10) eine Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) aufweist, die parallel in einer in-Ebene-Richtung angeordnet sind, wobei diese Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) in dieser Vielzahl von Elementarrayschichten (10) miteinander in Reihe geschaltet sind, ferner aufweisend eine Vielzahl von Mehrschichtelementen (1b), in der diese Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) in dieser Elementarrayschicht (10) mit diesen Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) angrenzend in einer Richtung in Reihe geschaltet ist, in der diese Elementarrayschichten (10) aufeinander gestapelt sind, wobei diese Mehrschichtelemente (1b) miteinander in Reihe geschaltet sind.
Magnetsensor nach Anspruch 2, ferner aufweisend eine obere Elektrodenschicht (2) und eine untere Elektrodenschicht (3), die an beiden Enden dieser Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) in der Richtung angeordnet sind, in der diese Elementarrayschichten (10) aufeinander gestapelt sind, wobei diese obere Elektrodenschicht (2) und diese untere Elektrodenschicht (3), die sich zwischen diesen angrenzenden Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) befinden, von diesen Mehrschichtelementen gemeinsam verwendet werden.
Magnetsensor nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, ferner aufweisend Joche (41), die in der Umgebung dieser Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) vorgesehen sind.
Magnetsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jedes dieser Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) eine Schicht mit festgelegter Magnetisierung (21) mit einer festgelegten Magnetisierungsausrichtung, eine freie Schicht (22) mit einer Magnetisierungsrichtung, die sich abhängig von einem externen Magnetfeld ändert, und eine nicht-magnetische Schicht (23) aufweist, die zwischen dieser Schicht mit festgelegter Magnetisierung (21) und dieser freien Schicht (22) vorgesehen ist, und Magnetisierungsausrichtungen dieser Schichten mit festgelegter Magnetisierung (21) dieser Vielzahl von Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) einheitlich sind.
Magnetsensor nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, wobei diese Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) derart angeordnet sind, dass diese Joche (41) in einer Richtung, die die in-Ebene-Richtung kreuzt, ohne die in-Ebene-Richtung orthogonal zu schneiden, zwischen den Elementen mit magnetoresistivem Effekt angeordnet sind.
Magnetsensor nach Anspruch 1, 4 oder 6, wobei diese Joche zwei Zwischenjoche (41a, 41b) aufweisen, die derart angeordnet sind, dass diese Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) in einer Richtung, die die in-Ebene-Richtung kreuzt, ohne die in-Ebene-Richtung orthogonal zu schneiden, zwischen diesen Zwischenjochen angeordnet sind.
Magnetsensor nach Anspruch 7, wobei dieses Zwischenjoch (41 a, 41 b) für jedes dieser Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) in dieser Vielzahl von Arrayschichten vorgesehen ist, und diese Zwischenjoche (41a, 41b), die zwischen den Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) angrenzend in einer Richtung vorgesehen sind, die die in-Ebene-Richtung kreuzt ohne die in-Ebene-Richtung orthogonal zu schneiden, zwischen diesen zwei angrenzenden Elementarrayschichten (10) vorgesehen sind.
Magnetsensor nach Anspruch 8, wobei diese Zwischenjoche (41 a, 41 b), die zwischen den angrenzenden Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) in der Richtung vorgesehen sind, die die in-Ebene-Richtung kreuzt ohne die in-Ebene-Richtung orthogonal zu schneiden, von diesen Elementen mit magnetoresistivem Effekt (1) gemeinsam verwendet werden.
Magnetsensor nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 6 bis 9, wobei diese Joche (41) Seitenjoche (41d) aufweisen, die auf beiden Seiten dieser Elemente mit magnetoresistivem Effekt (1) in der in-Ebene-Richtung angeordnet sind.
Magnetsensor nach Anspruch 10, ferner aufweisend eine obere Elektrodenschicht (2) und eine untere Elektrodenschicht (3), die an beiden Enden jedes Elements mit magnetoresistivem Effekt in der Richtung angeordnet sind, in der diese Elementarrayschichten (10) aufeinander gestapelt sind, wobei diese Seitenjoche (41 d) zwischen dieser oberen Elektrodenschicht und dieser unteren Elektrodenschicht angeordnet sind.