DE19520206A1 - Magnetfeldsensor mit einer Brückenschaltung von magnetoresistiven Brückenelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor zur Erfassung eines äußeren, zumindest weitgehend homogenen Magnetfeldes mit zu einer Brücke verschalteten magnetoresistiven Brücken­ elementen mit Dünnschichtaufbau, über welche Brücke ein Brückenstrom zu führen und an der eine Meßspannung abzunehmen ist.

Ein derartiger Sensor ist in dem DE-GBM 93 12 674.3 an­ gedeutet.

In ferromagnetischen Übergangsmetallen wie Ni, Fe oder Co und deren Legierungen kann eine Abhängigkeit des elektrischen Wi­ derstandes von der Größe und der Richtung eines das Material durchdringenden Magnetfeldes gegeben sein. Den entsprechenden Effekt nennt man anisotropen Magnetowiderstand "AMR" oder anisotropen magnetoresistiven Effekt. Er beruht physikalisch auf den unterschiedlichen Streuquerschnitten von Elektronen mit der Spinpolarität des D-Bandes und unterschiedlichem Spin. Die Elektronen werden deshalb als Majoritäts- bzw. Mi­ noritätselektronen bezeichnet. Für entsprechende magnetore­ sistive Sensoren wird im allgemeinen eine dünne Schicht aus einem solchen magnetoresistiven Material mit einer Magneti­ sierung in der Schichtebene vorgesehen. Die Widerstandsände­ rung bei Drehung der Magnetisierung bezüglich der Stromrich­ tung kann einige Prozent des normalen isotropen (= ohmschen) Widerstandes betragen (vgl. das eingangs genannte DE-GBM).

Ferner sind seit einiger Zeit magnetoresistive Mehrschichten­ systeme bekannt, welche mehrere, zu einem Stapel angeordnete ferromagnetische Schichten enthalten, die durch metallische Zwischenschichten voneinander getrennt sind und deren Magne­ tisierungen jeweils in der Schichtebene liegen. Die Dicken der einzelnen Schichten sind dabei deutlich geringer als die mittlere freie Weglänge der Leitungselektronen gewählt. In solchen Mehrschichtensystemen kann nun zusätzlich zu dem er­ wähnten anisotropen magnetoresistiven Effekt AMR in den ein­ zelnen Schichten ein sogenannter giant-magnetoresistiver Ef­ fekt oder Giant-Magnetowiderstand GMR auftreten (vgl. z. B. EP-A-0 483 373). Ein solcher GMR-Effekt beruht auf der unter­ schiedlich starken Streuung von Majoritäts- und Minoritäts-Lei­ tungselektronen an den Grenzflächen zwischen den ferroma­ gnetischen Schichten und den Zwischenschichten sowie auf Streueffekten innerhalb der Schichten, insbesondere bei Ver­ wendung von Legierungen. Der GMR-Effekt ist dabei ein iso­ troper Effekt. Er kann erheblich größer sein als der aniso­ trope Effekt AMR und Werte bis zu 70% des normalen isotropen Widerstandes annehmen. In den einen GMR-Effekt zeigenden Mehrschichtensystemen sind benachbarte metallische Magnet­ schichten zunächst entgegengesetzt magnetisiert. Unter dem Einfluß eines äußeren Magnetfeldes kann sich die anfängliche antiparallele Ausrichtung der Magnetisierungen in eine paral­ lele umwandeln. Bei entsprechenden Magnetfeldsensoren wird diese Tatsache ausgenutzt.

Aus dem eingangs genannten DE-GBM geht ein Magnetfeldsensor hervor, mit dessen Brückenelementen (Sensorelementen), die einen anisotropen Magnetowiderstand AMR zeigen, eine Wheat­ stone-Brückenschaltung aufgebaut werden kann. In der Brücken­ schaltung eines solchen Sensors läßt sich gezielt die Tat­ sache ausnützen, daß in den einzelnen Sensorelementen der magnetoresistive Effekt ihrer AMR-Schichten vom Winkel zwi­ schen der Magnetisierung der jeweiligen Schicht und der Rich­ tung eines durch sie fließenden Stromes abhängt. Die einzel­ nen Sensorelemente können vorteilhaft durch entsprechende Strukturierung so zu der Brücke verschaltet werden, daß die Stromrichtungen in den beiden paarweise diagonalen Brücken­ elementen aus den beiden Brückenzweigen entgegengesetzt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Magnetfeld­ sensor mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend aus­ zugestalten, daß mit ihm eine oder mehrere Vektorkomponenten eines in dem Empfangsbereich des Sensors zumindest weitgehend homogenen (= uniformen) Magnetfeldes mit hoher Empfindlichkeit zu messen ist, wobei ein Meßsignal erhalten wird, das wenig­ stens teilweise hinsichtlich von Temperatureinflüssen und mechanischen Verspannungen der Brückenelemente kompensiert ist. Außerdem soll der Sensor verhältnismäßig einfach herzu­ stellen sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Brückenelemente auf einem gemeinsamen Substrat mit demselben Schichtaufbau und derselben Geometrie ausgebildet sind sowie einen erhöhten magnetoresistiven Effekt (GMR) zeigen und daß in jedem der Brückenelemente ein Biasschichtteil und eine Leiterschicht vorgesehen sind, wobei diese Leiterschicht zur Führung eines Einstellstromes vorbestimmter Richtung und Stärke derart vorgesehen ist, daß in dem Biasschichtteil eine Orientierungsrichtung ihrer Magnetisierung fest einstellbar ist.

Die mit dieser Ausgestaltung des Magnetfeldsensors verbunde­ nen Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß erstmalig eine für einen großtechnischen Einsatz mit vertretbarem Auf­ wand realisierbare Möglichkeit geschaffen ist, GMR-Brücken­ elemente mit gleichem Aufbau in einer Brückenschaltung äußerst geringer Abmessungen auszubilden. Denn mittels des Einstellstromes durch die den einzelnen Brückenelementen je­ weils zugeordneten Leiterschichten lassen sich auf engstem Raum vorbestimmte Orientierungsrichtungen der Magnetisierun­ gen in den jeweiligen Biasschichtteilen der einzelnen Brückenelemente auf einfache Weise "fixieren". D.h., der ge­ genüber anderen magnetischen Schichten eines Brückenelementes magnetisch härtere Biasschichtteil, der sowohl aus einer ein­ zigen magnetisch härteren Schicht oder aus einem Schichtensy­ stem, welches insbesondere als ein künstlicher Antiferroma­ gnet (vgl. DE 42 43 358 A) zu betrachten ist, bestehen kann, wird mittels des von dem Einstellstrom hervorgerufenen Ma­ gnetfeldes in vorteilhaft einfacher Weise einmalig aufmagne­ tisiert. Der Einstellstrom ist dabei so hoch zu wählen, daß mit ihm ein für die Ummagnetisierung des Biasschichtteils hinreichend starkes Magnetfeld zu erhalten ist. Das Magnet­ feld des Einstellstromes kann dabei gegebenenfalls von einem äußeren Stütz- oder Hilfsfeld überlagert sein. Demgegenüber ist aufgrund der vorbestimmten magnetischen Härte (Koerzitiv­ feldstärke) des Biasschichtteils die zu detektierende äußere Magnetfeldkomponente zu einer Ummagnetisierung des Bias­ schichtteils nicht in der Lage.

Mit der Brückenschaltung dieser Brückenelemente läßt sich außerdem in Abhängigkeit von der äußeren Magnetfeldkomponente ein zumindest weitgehend temperaturkompensiertes und hin­ sichtlich mechanischer Spannungen kompensiertes Meßsignal er­ halten. Dies wird durch den gleichen Schichtaufbau der ein­ zelnen Brückenelemente nebeneinander auf dem gemeinsamen Substrat erreicht. Unter einem Schichtaufbau sei dabei ver­ standen, daß jedes Brückenelement eine vorbestimmte Schich­ tenfolge mit vorbestimmter Dicke der einzelnen Schichten auf­ weist. Die Schichtenfolgen und die Dicken sich entsprechender Schichten aus allen Brückenelementen sind dabei gleich. Der­ artige Schichtenfolgen lassen sich vorteilhaft einfach reali­ sieren.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Magnet­ feldsensors gehen aus den sich dem Hauptanspruch unterord­ nenden Ansprüchen hervor.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnung Bezug genommen. Dabei zeigen jeweils schema­ tisch

Fig. 1 das Schaltbild einer Brückenschaltung eines erfin­ dungsgemäßen Magnetfeldsensors,

Fig. 2 eine Schrägansicht eines GMR-Schichtaufbaus eines einzelnen Brückenelementes eines solchen Sensors,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Brückenelement,

Fig. 4 und 5 Aufsichten auf Brückenschaltungen erfindungs­ gemäßer Magnetfeldsensoren,

Fig. 6 eine Aufsicht auf eine Vielzahl von Magnetfeldsen­ soren gemäß Fig. 4 und

Fig. 7 die Hysteresiskurve eines Biasschichtteils eines Brückenelementes.

In den Figuren sind sich entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Für den erfindungsgemäßen Magnetfeldsensor wird vorteilhaft eine an sich bekannte Brückenschaltung vorgesehen, die aus Fig. 1 hervorgeht. Die gezeigte Brücke B enthält zwei Brückenzweige Z1 und Z2, die zwischen zwei Anschlußpunkten A1 und A2 der Brücke parallelgeschaltet sind. Über die Brücke B soll an den Anschlußpunkten A1 und A2 ein Brückenstrom I₀ ge­ führt werden. Jeder der Brückenzweige Z1 und Z2 enthält zwei in Reihe geschaltete Brückenelemente E1 und E2 bzw. E3 und E4. Zwischen den beiden Elementen jedes Brückenzweiges liegt je ein Meßpunkt P1 bzw. P2 der Brücke. An diesen Meßpunkten kann eine Meßspannung U_m abgenommen werden.

Die einzelnen Brückenelemente Ej (mit 1 j 4) der Brücken­ schaltung B sollen aus an sich bekannten Mehrschichtensyste­ men, die einen GMR-Effekt zeigen, aufgebaut werden (vgl. z. B. die EP-A-0 483 373 oder die DE-OSen 42 32 244, 42 43 357 oder 42 43 358). Diese Mehrschichtensysteme weisen jeweils unter anderem einen Biasschichtteil mit einer vorbestimmten Orien­ tierungsrichtung der Magnetisierung m_fj auf. In der Fig. 1 sind diese Magnetisierungen durch gepfeilte Linien an den einzelnen Brückenelementen veranschaulicht. Wie aus der Figur hervorgeht, haben die beiden Paare E1-E4 und E2-E3 diagonaler Brückenelemente jeweils gleiche Richtungen der Biasmagneti­ sierungen m_fj, wobei die Magnetisierungsrichtung des einen Paares entgegengesetzt zu der des anderen Paares ver­ läuft.

Das von den Biasschichten jedes Brückenelementes Ej hervorge­ rufene Biasfeld ist mit H_bj bezeichnet. Ein zu messendes äußeres, im Erfassungsbereich der Brückenschaltung B zumin­ dest weitgehend homogenes (= uniformes) Magnetfeld oder eine entsprechende Magnetfeldkomponente ist durch einen mit H_m be­ zeichneten Doppelpfeil veranschaulicht.

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines bekannten Mehr­ schichtensystems S mit GMR-Effekt (vgl. z. B. EP 0 346 817 A) Dieses Mehrschichtensystem enthält einen Biasschichtteil 2, der sich gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer ferromagnetischen Biasschicht 2a (z. B. aus NiFe) mit darunterliegender antiferromagnetischer Zusatzschicht 2b (z. B. aus FeMn) zusammensetzt. Eine gegenüber diesem Bias­ schichtteil 2 magnetisch weichere Meßschicht 3 (z. B. aus einer NiFe-Legierung mit entsprechend kleinerer Koerzitiv­ feldstärke) ist durch eine nicht-magnetische Zwischenschicht 4 (z. B. aus Cu) getrennt. In der Figur sind die möglichen Ma­ gnetisierungen in diesen Schichten durch gepfeilte Linien veranschaulicht. Entsprechende Mehrschichtensysteme werden auch als "Exchange-Biased-Systeme" bezeichnet.

Ein solches oder auch anderes Mehrschichtensystem mit GMR-Effekt kann z. B. das Grundsystem zu einer erfindungsgemäßen Ausbildung eines Brückenelementes Ej sein. Vorzugsweise wei­ sen die Brückenelemente Ej jeweils eine Vielzahl von magneti­ schen und nicht-magnetischen Schichten auf. Ein derartiges Mehrschichtensystem sei für das Brückenelement Ej angenommen, das in Fig. 3 angedeutet ist. Sein Mehrschichtensystem S′, das beispielsweise einen Biasschichtteil 2 mit mehreren Schichten umfaßt, ist mit einer Passivierungsschicht 5 abge­ deckt, welche aus einem nicht-magnetischen und insbesondere isolierenden Material besteht. Auf dieser Passivierungs­ schicht 5 ist eine Leiterschicht 6 in Form einer Metallisie­ rung aus einem nicht-magnetischen, elektrisch gut leitenden Material wie z. B. Cu oder Ag aufgebracht. Mit einem Einstell­ strom I_e durch diese Leiterschicht 6 läßt sich dann ein ma­ gnetisches Einstellfeld H_e solcher Richtung und Stärke her­ vorrufen, daß in dem Biasschichtteil 2 des Mehrschichtensy­ stem S′ eine Vorzugsrichtung der Magnetisierung fixierbar ist.

In den Fig. 4 und 5 sind entsprechende streifenförmige Leiterschichten 6i (mit 1 i 3 bzw. 1 i 4) für zwei Anordnungsmöglichkeiten von jeweils vier GMR-Brückenelementen Ej in Brückenschaltungen B1 bzw. B2 von erfindungsgemäßen Ma­ gnetfeldsensoren 11 bzw. 12 auf einem jeweils gemeinsamen Substrat 13 angedeutet. Die Brückenschaltung B1 gemäß Fig. 4 weist dabei eine rechteckige Anordnung ihrer Brückenelemente E1 bis E4 auf, während in der Brückenschaltung B2 nach Fig. 5 alle vier Brückenelemente E1 bis E4 nebeneinander an­ geordnet sind. Die Ausführungsform nach Fig. 5 erlaubt vor­ teilhaft eine besonders enge Anordnung der Brückenelemente. Für die Brückenschaltung B1 sind drei Bahnen von Leiter­ schichten 6i und für die Brückenschaltung B2 sind vier Bahnen von Leiterschichten 6i erforderlich. Die beispielsweise zu wählenden Richtungen der einzelnen Einstellströme I_e durch die jeweiligen Leiterschichten sind durch gepfeilte Linien angedeutet.

Zur Verschaltung der einzelnen Brückenelemente zu einer Brückenschaltung B1 oder B2 gemäß den Fig. 4 und 5 wird jedes Element mit seinem GMR-Schichtsystem mit wenigstens zwei Kontakten versehen. Diese Kontakte werden entweder beide auf der obersten Meßschicht des entsprechenden magnetfeld­ empfindlichen Schichtensystems angeordnet, so daß der Brückenstrom im Mittel parallel zu den Schichtebenen fließt (sogenanntes "Current-in-Plane (CIP)-System"); oder es wird jeweils ein Kontakt auf der obersten und auf der untersten Schicht angeordnet, so daß dann der Brückenstrom im Mittel senkrecht zu den Schichtebenen fließt (sogenanntes "Current-Perpendicular-to-Plane (CPP)-System").

Im allgemeinen wird dann der jeweils gewählte Schichtaufbau noch mit der Passivierungsschicht 5 gemäß Fig. 3 überzogen, bevor die Leiterschichten 6i zur Magnetisierung der einzelnen Biasschichtteile aufgebracht werden.

Zu einer wirtschaftlichen Herstellung erfindungsgemäßer Ma­ gnetfeldsensoren werden vorteilhaft eine Vielzahl von Einzel­ sensoren auf einem gemeinsamen Substrat, beispielsweise einer Siliziumscheibe, gleichzeitig hergestellt. Fig. 6 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel mit 20 erfindungsgemäßen Magnetfeldsensoren auf einem scheibenförmigen Si-Substrat 13. Für diese Magnetfeldsensoren sind Ausführungsformen 11 nach Fig. 4 zugrundegelegt. Deren jeweilige Brückenschaltung B1 ist in der Figur nur durch ein flächiges Rechteck angedeutet. Die Verschaltung der Leiterschichten 6i aller Brücken­ schaltungen führt zu einer mäanderförmigen Leiterbahn 16 zwi­ schen Kontaktierungsflächen 17a und 17b.

Selbstverständlich kann man auch mit den in Fig. 5 angedeu­ teten erfindungsgemäßen Magnetfeldsensoren 12 ein entspre­ chendes System von Magnetfeldsensoren auf einem Substrat 13 gemeinsam ausbilden.

Entsprechende Systeme von erfindungsgemäßen Magnetfeldsenso­ ren lassen sich besonders einfach mit GMR-Brückenelementen realisieren, die von dem in Fig. 2 veranschaulichten Typ eines Exchange-Biased-Mehrschichtensystems S sind. Denn bei einem solchen System sind zur Ausrichtung der starren Magne­ tisierung in dem Biasschichtteil 2 nur kleine Felder wie z. B. unter 20 Oe notwendig. Zum Beispiel kann mit einer Leiterbahn 16 von 20 µm Streifenbreite und mit einem Strom von etwa 20 mA der geforderte Wert von 20 Oe in dem Biasschichtteil hervorgerufen werden.

Vorteilhaft können insbesondere bei einem derartigen Aufbau eines Schichtensystems während der Magnetisierung des Bias­ schichtteils erhöhte Temperaturverhältnisse eingestellt wer­ den. So ist z. B. für die erwähnte FeMn-Schicht des Schich­ tensystems nach Fig. 2 eine Temperaturerhöhung auf etwa 150°C günstig. Eine entsprechende Temperaturerhöhung kann beispielsweise durch Anordnung des Schichtensystems in einem geheizten Raum erfolgen. Gegebenenfalls ist es jedoch auch möglich, die Heizleistung mittels der das magnetische Ein­ stellfeld H_e erzeugenden Leiterschicht 6i zu erbringen. Dies kann durch eine entsprechende Wahl der Leiterparameter (wie Material, Querschnitt, elektrischer Strom I_e) erfolgen.

Werden andere Mehrschichtensysteme, insbesondere mit hartma­ gnetischen Schichten oder mit als künstlichem Antiferroma­ gneten ausgebildeten Biasschichtteilen vorgesehen, können we­ sentlich höhere, gegebenenfalls bis 100fach höhere Einstell­ ströme I_e erforderlich werden. Dabei besteht dann gegebenen­ falls die Gefahr, daß auftretende Verlustwärmen zu einer Zer­ störung der GMR-Mehrschichtensysteme führen können. Um hier den geforderten verhältnismäßig hohen Strom zu erniedrigen, wird vorteilhaft ein zusätzliches äußeres Stützfeld der Stärke H_z hinzugenommen. Dieses Stützfeld H_z wird durch ex­ terne magnetische Feldquellen wie Magnetspulen oder Perma­ nentmagnete erzeugt, wobei deren Feldrichtung bzgl. der ein­ zelnen Brückenelemente einstellbar (insbesondere umkehrbar) sein muß. Das Stützfeld H_z und das hierfür zugrundezulegende Einstellfeld H_e ermöglichen dann ein notwendiges Überschrei­ ten eines vorbestimmten Schwellwertes der Feldstärke, der ge­ mäß dem angenommenen Ausführungsbeispiel die Sättigungsfeld­ stärke H_s des Biasschichtteils ist. Die Feldverhältnisse sind aus dem Diagramm der Fig. 7 entnehmbar. In diesem Diagramm sind jeweils in willkürlichen Einheiten in Richtung der Abszisse die Feldstärke H und in Richtung der Ordinate die Magnetisierung M aufgetragen. Für die dargestellte Hystere­ siskurve stellen die Größen H_s die Sättigungsfeldstärke bzw. die Schwellwertfeldstärke, H_c die Koerzitivfeldstärke und H_min die Feldstärke dar, bei der sich die Magnetisierung M vom Wert der negativen Sättigungsmagnetisierung mit zuneh­ mender Feldstärke stark zu erhöhen beginnt. Dabei ist die Größe ΔH = H_s-H_min ≅ 2_*(H_s-H_z).

Im Falle eines Schichtensystems mit sogenanntem künstlichen Antiferromagneten (vgl. DE 42 43 358 A) ist das Überschreiten eines Schwellwertes erforderlich, der nicht die Sättigungs­ feldstärke H_s zu sein braucht.

Setzt man nun ein Mehrschichtensystem und insbesondere dessen Biasschichtteil einem äußeren Zusatzfeld H_z aus, das parallel bzw. antiparallel zu H_e gerichtet ist, so addiert sich die Gesamtfeldstärke H_g an dem Mehrschichtensystem zu

H_g = H_z + H_e.

Für das Feld H_z wird vorzugsweise etwa die Größe (H_s + H_min)/² gewählt, H_e wird etwas größer als ΔH/2 gewählt. An den Brückenelementen E1 und E4 (gemäß Fig. 1) ergibt sich dann ein Gesamtfeld zu

H_g = +|H_z| + |H_e|,

während sich für die Brückenelemente E2 und E3 entsprechend

H_g = +|H_z| -- |H_e|

ergibt.

Werden H_z und I_e dementsprechend gewählt, so wird für den Biasschichtteil der Brückenelemente E1 und E4 der Schwellwert H überschritten. Dies führt zu einer gewünschten dauerhaften Orientierung der Magnetisierung in diesem Biasschichtteil. Demgegenüber wird für den Biasschichtteil der Brückenelemente E2 und E3 keine Änderung bewirkt, da H_min nicht überschritten wird. Damit bleibt die Magnetisierung dieses Schichtteils un­ beeinflußt. Kehrt man nun die Richtung von H_z um, so ergibt sich an den Brückenelementen E1 und E4

H_g = |H_z| + |H_e|,

für E2 und E3 ergibt sich entsprechend

H_g = |H_z| - |H_e|.

In diesem Fall wird für den Biasschichtteil der Brückenele­ mente E2 und E3 der Schwellwert H_s überschritten, was zu einer gewünschten dauerhaften Orientierung der Magnetisierung in diesem Biasschichtteil führt, während für den Biasschicht­ teil der Brückenelemente E1 und E4 die Koerzitivfeldstärke nicht überschritten wird und die Magnetisierung dieses Schichtteils unbeeinflußt, d. h. aufgrund des vorhergehenden Prozeßschrittes in entgegengesetzter Orientierung, verbleibt.

Gemäß dem dem Diagramm der Fig. 5 zugrundegelegten Ausfüh­ rungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß ein äußeres magne­ tisches Stützfeld solcher Feldstärke H_z gewählt wird, daß mit ihm allein die Schwellwertfeldstärke H_s nicht zu überschrei­ ten ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, ein entspre­ chend hohes Stützfeld vorzusehen und gegebenenfalls mit dem Einstellfeld der Einstellströme I_e ein Gegenfeld solcher Stärke H_e zu erzeugen, das gegebenenfalls die Schwellwert­ feldstärke H_s in einzelnen Brückenelementen nicht erreicht wird.

Es läßt sich somit feststellen, daß sich mit einer entspre­ chenden Ausbildung eines erfindungsgemäßen Magnetfeldsensors auf einem Substrat zweierlei um 180° gedrehte Magnetisierun­ gen von Biasschichtteilen erreichen lassen. Auf diese Weise wird ein Aufbau einer Brückenschaltung mit GMR-Brückenelemen­ ten realisierbar.

Claims (7)

1. Sensor zur Erfassung eines äußeren, zumindest weitgehend homogenen Magnetfeldes mit zu einer Brücke verschalteten ma­ gnetoresistiven Brückenelementen mit Dünnschichtaufbau, über welche Brücke ein Brückenstrom zu führen und an der eine Meß­ spannung abzunehmen ist, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß alle Brückenelemente (E1 bis E4; Ej) auf einem gemein­ samen Substrat (13) mit demselben Schichtaufbau und dersel­ ben Geometrie ausgebildet sind sowie einen erhöhten magne­ toresistiven Effekt (GMR) zeigen und
• - daß in jedem der Brückenelemente (E1 bis E4; Ej) ein Bias­ schichtteil (2) und eine Leiterschicht (6, 6i) vorgesehen sind, wobei diese Leiterschicht (6, 6i) zur Führung eines Einstellstromes (I_e) vorbestimmter Richtung und Stärke der­ art vorgesehen ist, daß in dem Biasschichtteil (2) eine Orientierungsrichtung der Magnetisierung (m_fj) fest ein­ stellbar ist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels des Einstellstromes (I_e) in der Leiterschicht (6, 6i) jedes Brückenelementes (E1 bis E4; Ej) der Biasschichtteil (2) einem Magnetfeld mit einer die feste Einstellung der Orientierungsrichtung der Magnetisie­ rung (m_fj) des Biasschichtteils ermöglichenden Stärke (H_e) auszusetzen ist.

3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Brückenelement (E1 bis E4; Ei) einem magnetischen Stützfeld solcher Stärke (H_z) ausgesetzt ist, daß dieses Stützfeld bei Überlagerung mit dem mittels des Einstellstromes (I_e) in der Leiterschicht (6, 6i) zu er­ zeugenden Magnetfeldes (H_e) die feste Einstellung der Orien­ tierungsrichtung der Magnetisierung (m_fj) des Biasschicht­ teils (2) ermöglicht.

4. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von den in dem Stützfeld der vorbe­ stimmten Stärke (H_z) gemeinsam befindlichen Brückenelementen (E1 bis E4; Ej) in den Biasschichtteilen (2) von zwei Ele­ menten (E1, E4) aufgrund ihrer vorbestimmten Einstellströme (I_c) zugleich die vorbestimmte Orientierungsrichtung der Ma­ gnetisierung (I_e) zugleich die vorbestimmte Orientierungs­ richtung der Magnetisierung (m_fj) einstellbar ist, während in den anderen Elementen (E2, E3) aufgrund anderer Einstellströ­ me keine Orientierung ermöglicht ist.

5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung erhöhter Temperaturverhältnisse bei der Orientierung der Biasschichtteile (2) der Brückenelemente (E1 bis E4; Ej) vor­ gesehen sind.

6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschicht (6, 6i) aus einem elektrisch gut leitenden Material besteht und auf einer den Schichtaufbau (S, S′) abdeckenden Passivierungs­ schicht (5) aufgebracht ist.

7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtaufbau (S, S′) jedes Brückenelementes (E1 bis E4, Ej) eine magnetfeldemp­ findliche Meßschicht (3) und einen Biasschichtteil (2) mit wenigstens einer gegenüber der Meßschicht (3) vergleichsweise magnetisch härteren Biasschicht (2a) aufweist.