DE19830343C1 - Verfahren zur Herstellung eines Schichtaufbaus umfassend ein AAF-System sowie magnetoresistive Sensorsysteme - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Schichtaufbaus umfassend ein AAF-System sowie magnetoresistive Sensorsysteme

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Schichtaufbaus, umfassend ein AAF-System (artificial-antiferromagnetic-system), bestehend aus mindestens einer Biasschicht, mindestens einer Flußführungsschicht und mindestens einer zwischen diesen angeordneten, beide benachbarte Magnetschichten antiferromagnetisch koppelnden Kopplungsschicht, wobei mittels dieses Schichtaufbaus ein magnetoresistives Sensorsystem mit mindestens zwei Sensorelementen bildbar ist, wobei zur Ermöglichung einer lokal antiparallelen Ausrichtung der Magnetisierungen der Biasschichten nach der Herstellung des AAF-Systems lokal die Symmetrie des AAF-Systems derart beeinflußt wird, daß die beeinflußten und die nicht beeinflußten Bereiche des Schichtaufbaus ein unterschiedliches Verhalten in einem homogenen Magnetfeld zeigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtaufbaus umfassend ein AAF-System (artificial- antiferromagnetic-system) bestehend aus mindestens einer Bi­ asschicht, mindestens einer Flußführungsschicht und einer zwischen diesen angeordneten, zwei benachbarte Magnetschich­ ten antiferromagnetisch koppelnden Kopplungsschicht, wobei mittels dieses Schichtaufbaus ein magnetoresistives Sensorsy­ stem mit mindestens zwei Sensorelementen bildbar ist. Ein entsprechender Schichtaufbau mit einem AAF-System ist z. B. der WO 94/15223 A1 zu entnehmen.
Aus dem DE-Buch "Sensors - A Comprehensive Survey (Hrsg.: W. Göpel u. a.), VCH Verlagsgesellschaft Weinheim, Vol. 5: Ma­ gnetic Sensors (Hrsg.: R. Boll u. a.), 1989, Kapitel 9: Magne­ toresistive Sensors, Seiten 341 bis 378 sind allgemein der Aufbau von magnetoresistiven Sensoren, deren Funktionsweise und deren Anwendungen zu entnehmen. Die dargestellten Senso­ ren zeigen einen anisotropen magnetoresistiven Effekt. Aus der Literaturstelle geht auch die Bildung von Sensorbrücken hervor, die beispielsweise zur Herstellung von 360°-Winkel­ detektoren verwendet werden können. Entsprechende Brücken können auch mit Sensoren aufgebaut werden, die den eingangs genannten Schichtaufbau mit einem AAF-System aufweisen. Auch hierbei ist es erforderlich, von den die Brücke bildenden vier Sensoren zwei Sensoren hinsichtlich ihrer Biasschicht- Magnetisierung entgegengesetzt zu den anderen auszurichten, um entsprechende Signale über den gesamten Winkelbereich zu erhalten. Dies ist auch bei Sensoren erforderlich, die auf Basis eines magnetischen Tunneleffekts oder mit Spin Valve Transistoren arbeiten. Dies erfolgt mittels eines magneti­ schen Einstellfeldes. Nachteilig dabei ist jedoch, daß bei benachbarten, eine Brücke bildenden Sensorelementen von Sen­ sorelement zu Sensorelement das Einstellfeld unterschiedlich gerichtet sein muß, um durch Einprägen die Magnetisierungs­ richtungen entsprechend einzustellen. Dies liegt darin be­ gründet, daß der Aufbau jedes Sensorelements innerhalb der Sensorbrücke bzw. auf einem vollständigen, eine Vielzahl von Sensorbrücken umfassenden Sensorsubstrat jeweils identisch ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Möglichkeit anzugeben, wie ein Schichtaufbau bzw. ein entsprechendes Sen­ sorelement erhalten werden kann bzw. ausgestaltet sein soll­ te, um auf einfache Weise in einem homogenen Einstellfeld hinsichtlich der Biasschicht-Magnetisierungen unterschiedlich ausgerichtet zu werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß zur Er­ möglichung einer lokal antiparallelen Ausrichtung der Magne­ tisierung der Biasschichten nach der Herstellung des AAF- Systems lokal die Symmetrie des AAF-Systems derart beeinflußt wird, daß die beeinflußten und die nicht beeinflußten Berei­ che des Schichtaufbaus ein unterschiedliches Verhalten in ei­ nem homogenen Magnetfeld zeigen.
Die Erfindung geht also ab von einem identischen Schichtauf­ bau für sämtliche Sensorelemente bzw. für sämtliche Bereiche, die die Sensorelemente bilden sollen. Erfindungsgemäß wird die lokale Symmetrie des Systems beeinflußt, so daß sich un­ terschiedliche Bereiche bilden, die ein unterschiedliches Verhalten zeigen. Zur lokalen Beeinflussung des Schichtauf­ baus kann erfindungsgemäß eine Maske verwendet werden.
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß lokal an einem oder mehreren Bereichen eine magnetisch gekoppelte Zusatzschicht erzeugt wird, die einen zu einem lokal asymmetrischen Verhalten der Bereiche in einem homogenen Magnetfeld führenden Beitrag liefert. Es wird also eine weitere Schicht hinzugefügt, jedoch lediglich an den Bereichen, die in ihrer Magnetisierung entgegengesetzt zu der der nicht mit der Zusatzschicht versehenen Bereiche ein­ gestellt werden soll. Dabei kann erfindungsgemäß die lokale Zusatzschicht durch die Maske abgeschieden werden. Alternativ dazu kann zunächst eine geschlosse Zusatzschicht aufgebracht werden, von welcher mittels der Maske entsprechende Bereiche entfernt werden, die den nicht zu beeinflussenden Bereichen entsprechen.
Wie beschrieben wird die Zusatzschicht auf das bestehende AAF-System abgeschieden. Um das AAF-System vor etwaiger Be­ schädigung oder einer während des Abscheidungsprozesses mög­ licherweise auftretenden Änderung der Schichtzusammensetzung zu schützen, sollte zweckmäßigerweise vor der Erzeugung der Zusatzschicht eine Deckschicht auf die Biasschicht oder die Flußführungsschicht aufgebracht werden.
Nach Fertigstellung dieses Schichtaufbaus kann die Einstel­ lung mittels eines homogenen Magnetfeldes erfolgen, wonach zweckmäßigerweise die Zusatzschicht entfernt werden kann, da sie zur letztendlichen Bildung der Sensorsysteme und deren Betrieb nicht mehr benötigt wird. Zur Entfernung kann eine zweite Maske verwendet werden in dem Fall, daß die Zusatz­ schicht vorher als geschlossene Schicht über das gesamte Substrat aufgebracht wurde und lediglich in vorgegebenen Be­ reichen entfernt wurde. Um nun auch die Zusatzschicht in den anderen Bereichen entfernen zu können, muß mit einer zweiten Maske gearbeitet werden.
Eine Alternative zur Erzeugung einer lokalen Zusatzschicht sieht demgegenüber vor, daß zur Beeinflussung lokal die Zu­ sammensetzung und/oder die Dicke einer Schicht des AAF- Systems geändert wird. Diese Änderung der Zusammensetzung bzw. der Dicke hat wiederum Einfluß auf das Verhalten des je­ weiligen Bereiches in einem homogenen Magnetfeld, so daß auch hierdurch eine antiparallele Ausrichtung erreicht werden kann. Erfindungsgemäß kann die Änderung mittels lokaler Oxi­ dation, lokaler Implantation und/oder in einem lokalen Ätz­ schritt erfolgen. Um auch hier das AAF zumindest in den Be­ reichen, die nicht beeinflußt werden sollen, zu schützen, kann erfindungsgemäß vor der Beeinflussung eine Deckschicht auf die Bias- oder die Flußführungsschicht aufgebracht wer­ den, die in den zu ändernden Bereichen, gegebenenfalls unter Verwendung der Maske, entfernt wird. Die vorbeschriebenen Masken werden zweckmäßigerweise lithographisch, insbesondere photolithographisch erzeugt.
Wie beschrieben, kann es sich bei dem Schichtaufbau um einen geschlossenen, nicht in separate Sensorelemente unterteilten Aufbau handeln. Um einzelne separate Sensorelemente heraus­ zustrukturieren, die letztlich den beeinflußten und nicht be­ einflußten Bereichen entsprechen, können diese auf einem ge­ meinsamen Substrat angeordneten Bereich zweckmäßigerweise vor der Einstellung der Magnetisierung voneinander entkoppelt oder getrennt werden, was in einfacher Weise mittels eines lokalen Ätzschrittes, insbesondere vor einer etwaigen Entfer­ nung der Maske erfolgt.
Ferner betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau zur Bildung eines magnetoresistiven Sensorelements bzw. magnetoresistiver Sensorsysteme, welcher nach dem beschriebenen Verfahren her­ gestellt ist.
Daneben betrifft die Erfindung ein magnetoresistives Sensor­ system bestehend aus mindestens zwei Sensorelementen, von de­ nen jedes ein AAF-System (artificial-antiferromagnetic- system) aufweist bestehend aus mindestens einer Biasschicht, mindestens einer Flußführungsschicht und einer zwischen die­ sen angeordneten, beide Schichten antiferromagnetisch kop­ pelnden Kopplungsschicht. Dieses zeichnet sich dadurch aus, daß zur Ermöglichung einer antiparallelen Ausrichtung der Ma­ gnetisierung der Biasschichten ein Sensorelement oder ein Teil der Sensorelemente mit mindestens einer magnetisch ge­ koppelten Zusatzschicht versehen ist, die einen zu einem asymmetrischen Verhalten der Sensorelemente in einem homoge­ nen Magnetfeld führenden Beitrag liefert.
Dabei kann erfindungsgemäß die Zusatzschicht einen Momenten­ beitrag liefern, daß heißt, das magnetische Moment der Schicht, an die die Zusatzschicht angekoppelt ist, wird hier­ durch erhöht. Zusätzlich oder alternativ kann die Zusatz­ schicht einen Koerzivitätsbeitrag liefern, das heißt, das Ge­ samtreibungsmoment der Verbindung Zusatzschicht-angekoppelte Schicht wird geändert. Gleichermaßen kann die Zusatzschicht auch einen Anisotropiebeitrag liefern, welcher zur lokalen Asymmetrie führt. Die Zusatzschicht kann eine ferromagneti­ sche, eine antiferromagnetische oder eine ferrimagnetische Schicht sein. Die Phasenübergangstemperatur der Zusatz­ schicht, gegebenenfalls die Curie-Temperatur oder die Néel- Temperatur kann unterhalb des Betriebstemperaturbereichs des Sensorsystems liegen. Liegt dieser beispielsweise bei Raum­ temperatur so wird das Sensorsystem zum Einstellen entspre­ chend auf eine Temperatur unterhalb der Phasenübergangstempe­ ratur abgekühlt, das heißt, das Sensorsystem wird in einen Temperaturbereich gebracht, in dem die Zusatzschicht ihren Beitrag liefern kann. Bei Betriebstemperatur hingegen verhält sich die Zusatzschicht paramagnetisch.
Die Zusatzschicht kann unmittelbar auf die Biasschicht oder die Flußführungsschicht aufgebracht sein, alternativ hierzu kann die Biasschicht oder die Flußführungsschicht auch mit einer Deckschicht versehen sein, auf die die Zusatzschicht aufgebracht ist und die die beiden Schichten magnetisch kop­ pelt. Vorteilhaft ist ferner, wenn die Zusatzschicht entfern­ bar, insbesondere ätzbar ist. Da bei Sensorsystemen aufgrund möglicher Unterschiede innerhalb der Sensorselemente, insbe­ sondere sofern diese nicht auf einem gemeinsamen Substrat er­ zeugt sind, Temperaturschwankungen entstehen können, die das Meßsignal beeinflussen können, sind zweckmäßigerweise jeweils vier Sensorelemente des Sensorsystems nach Art einer Wheatstone'schen Brücke verschaltet. Hiermit läßt sich eine hinreichende Temperaturkompensation erzielen.
Die Erfindung betrifft ferner ein weiteres magnetoresistives Sensorsystem entsprechend der vorbeschriebenen Art. Dieses zeichnet sich dadurch aus, daß zur Ermöglichung einer anti­ parallelen Ausrichtung der Magnetisierung der Biasschichten eine Schicht eines Sensorelements oder eines Teils der Senso­ relemente und damit die Symmetrie des jeweiligen AAF-Systems derart beeinflußt ist, daß beeinflußte und nicht beeinflußte Sensorelemente in einem homogenen Magnetfeld ein unterschied­ liches Verhalten zeigen. Dabei kann erfindungsgemäß die Schicht infolge der Beeinflussung eine geänderte Zusammenset­ zung und/oder Dicke aufweisen, wobei dies durch lokale Oxida­ tion, lokale Implantation und/oder lokale Ätzung erreicht werden kann. Auch hier sind zweckmäßigerweise jeweils vier Sensorelemente im Hinblick auf eine mögliche Temperaturkom­ pensation nach Art einer Wheatstone'schen Brücke verschaltet.
Schließlich sieht die Erfindung ein weiteres Sensorsystem vor, bestehend aus mindestens einer Biasschicht und mehreren Flußführungsschichten, wobei hier zur Ermöglichung einer an­ tiparallelen Ausrichtung der Magnetisierung der Biasschichten eine Flußführungsschicht eines Sensorelements oder eines Teils der Sensorelemente entfernt ist, wodurch sich ebenfalls ein unterschiedliches Schichtverhalten in einem homogenen Ma­ gnetfeld erzielen läßt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Schichtaufbaus ohne Maske,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Schichtaufbaus aus Fig. 1 mit Maske,
Fig. 3 eine Schnittansicht des Schichtaufbaus bestehend aus einem mehrschichtigen AAF-System, und
Fig. 4 den Schichtaufbau aus Fig. 3, wobei eine magnetisch relevante Schicht des AAF-Systems entfernt ist.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Schichtaufbaus. Dieser besteht aus einer Substratschicht 1, einer Pufferschicht 2, einer Meßschicht 3, einer Entkopplungsschicht 4, einer Bias­ schicht 5, einer antiferromagnetischen Kopplungsschicht 6, sowie einer Flußführungsschicht 7. Die Schichten 5, 6 und 7 bilden das AAF-System. Auf diesen Schichtaufbau, der nur aus­ schnittsweise dargestellt ist und sich insoweit homogen über das gesamte Sensorsubstrat erstreckt, ist eine Deckschicht 8 aufgebracht, die zum Schutz des darunterliegenden AAF-Systems dient. Um lokal das Verhalten des AAF-Systems in einem homo­ genen Magnetfeld derart beeinflussen zu können, daß ein be­ reichsweise unterschiedliches Verhalten gegeben ist, wird lo­ kal auf die Deckschicht eine einen magnetisch relevanten Bei­ trag liefernde Zusatzschicht gebracht. Die Deckschicht 8 kop­ pelt die aufzubringende Zusatzschicht an die darunterliegende Schicht des AAF-Systems, im gezeigten Beispiel an die Fluß­ führungsschicht 7. Um die Zusatzschicht in lokal ausgewählten Bereichen, die jeweils einem Sensorelement einer ersten Art entsprechen (die nicht mit der Zusatzschicht versehenen Be­ reiche bilden die Sensorelemente der zweiten Art, wobei sich die Sensorelemente hinsichtlich der Magnetisierungsschicht und der Biasschichten unterscheiden), wird eine lithographi­ sche Maske 9 auf die Deckschicht aufgebracht, die entspre­ chende Fenster 10 aufweist. Durch diese Fenster hindurch wird die Zusatzschicht 11, die hier nur gestrichelt dargestellt ist, abgeschieden. Infolge der Ankopplung der Zusatzschicht 11 an die darunterliegende Flußführungsschicht 7 ändert sich lokal das Verhalten dieses AAF-Systembereichs im Magnetfeld, so daß eine entgegengesetzte Bias-Ausrichtung dieser Sensore­ lemente erreicht werden kann. Vor der Einstellung der Magne­ tisierung mittels des homogenen Magnetfelds werden mittels eines lokalen selektiven Ätzvorgangs, der im wesentlichen entlang der Maskenkanten vertikal selektiv erfolgt, die ein­ zelnen Bereiche voneinander getrennt, um so die Sensorelemen­ te "herauszustrukturieren". Nach erfolgter Einstellung kann die Zusatzschicht sowie die Maske, gegebenenfalls auch die Deckschicht entfernt werden.
Die Zusatzschicht ist zweckmäßigerweise ein Ferromagnet mit niedriger Curie-Temperatur oder ein Antiferromagnet mit nied­ riger Néel-Temperatur. Die Phasenübergangstemperatur der Zu­ satzschicht liegt unterhalb des Einsatzbereichs des Sensorsy­ stems, so daß die Zusatzschicht im Operationstemperaturbe­ reich paramagnetisch ist, das magnetische Verhalten also nicht beeinflußt. Zur Einstellung der Biasschicht- Magnetisierungen wird das Sensorsystem - dessen Betriebstem­ peratur beispielsweise bei Raumtemperatur liegt - auf eine Temperatur unterhalb der Phasenübergangstemperatur abgekühlt, so daß die Zusatzschicht ihren jeweiligen Beitrag liefern kann.
Alternativ zu der vorbeschriebenen Aufbringungsform der Zu­ satzschicht kann diese auch zunächst großflächig aufgebracht werden und anschließend lokal mittels einer Maske entfernt werden. Für die nachfolgende Entfernung ist eine zweite Maske erforderlich.
Der Beitrag der Zusatzschicht kann ein Momentenbeitrag sein, zusätzlich oder alternativ kann es sich auch um einen Koerzi­ vitäts- und/oder Anisotropiebeitrag handeln.
Im Falle eines Momentenbeitrags liefert die Zusatzschicht ein magnetisches Moment bei der Einstelltemperatur. Dieses Moment kann sowohl parallel wie entgegengesetzt, je nach Wahl der Zusatzschicht und gegebenenfalls der Deckschicht, zur Magne­ tisierung der Biasschicht 5 sein. Die Richtung der Magneti­ sierung M2 der Flußführungsschicht 7 ist gegeben durch
mit
M1 = Sättigungsmagnetisierung der Biasschicht
M2 = Sättigungsmagnetisierung der Flußführungsschicht
d1 = Dicke der Biasschicht
d2 = Dicke der Flußführungsschicht
Hein = magnetisches Einstellfeld.
Die Magnetisierung M2 liegt parallel zum Einstellfeld, wenn M2d2 < M1d1 ist. Die Zusatzschicht liefert bei der Einstell­ temperatur ein Zusatzmoment mz. Die Richtung der Magnetisie­ rung M2 ergibt sich dann zu:
wobei das Pluszeichen für eine parallele Ankopplung von mz an M2 und das Minuszeichen für eine antiparallele Ankopplung gilt. Die Richtung von M2 kann umgedreht werden, wenn
(M2d2 ± mz - M1d1)(M2d2 - M1d1) < 0 (3)
erfüllt ist.
Als Materialen für die Zusatzschicht können seltene Erd­ reiche seltene Erd/Übergangsmaterial-Legierungen wie
Tbx(FeyCo1-y)1-x, Smx(FeyCo1-y)1-x, Hox(FeyCo1-y)1-x, Dyx(FeyCo1-y)1-x, Ndx(FeyCo1-y)1-x
sowie verdünnte ferromagnetische Materialien verwendet wer­ den.
Wie beschrieben kann die Steuerung der Ausrichtung der Magne­ tisierung auch über die Koerzivität oder Anisotropie erfol­ gen. In diesem Fall wird vorausgesetzt, daß M2d2 = M1d1 ist. Nachfolgend wird eine Zusatzschicht betrachtet, die antifer­ romagnetisch oder bei der Einstelltemperatur näherungsweise antiferromagnetisch ist. Die Zusatzschicht ist wiederum di­ rekt oder indirekt über die Deckschicht mit der Flußführungs­ schicht 7 des AAF-Systems gekoppelt. Bei Abkühlung unterhalb der Néel-Temperatur richten sich die magnetischen Spins nach dem von einem Feld gesättigten AAF-System aus. Die antiferro­ magnetische Zusatzschicht trägt jedoch kein magnetisches Net­ to-Moment, so daß die Richtung der Magnetisierung M2 gemäß der vorbeschriebenen Formel (1) undefiniert ist. In diesem Fall sind die Koerzivitäten und Anisotropien entscheidend für die Ausrichtung. Im Falle einer Koerzivitätssteuerung, das heißt einer durch Drehreibung hervorgerufene Richtungsbeein­ flussung wird Formel (1) ersetzt durch:
mit:
T1 = Volumendichte der Drehreibung der Biasschicht
T2 = Volumendichte der Drehreibung der Flußführungsschicht.
Für eine uniaxiale Anisotropie mit leichten Achsen parallel zum Einstellfeld und Anisotropiekonstanten K1, K2 und Kz für die jeweiligen Schichten gilt:
Bei Temperaturen unterhalb der Néel-Temperatur wird die Zu­ satzschicht zwar kein Moment aufweisen, aber in den meisten Fällen ist die Drehreibung Tzdz oder die Anisotropieenergie Kzdz beachtlich groß. Die Richtung der Magnetisierung erfolgt demgemäß bei Koerzivitätssteuerung aus:
bzw. bei Anisotropiesteuerung
Ersichtlich ist Tzdz immer positiv, so daß eine Umkehrung der Magnetisierung M2 nur dann möglich ist, wenn T2d2 - T1d1 kleiner Null ist, das heißt, wenn die Biasschicht die größte Gesam­ treibung aufweist. Nachdem das Feld bei der tiefen Temperatur auf Null reduziert ist, steht M2 in den maskierten Bereichen zum magnetischen Einstellfeld entgegengesetzt gerichtet, in den unmaskierten Bereichen steht sie parallel.
Kz hingegen kann sowohl ein positives wie ein negatives Vor­ zeichen besitzen, so daß bei tiefer Temperatur M2 auch paral­ lel zum Einstellfeld stehen kann.
Als Materialien können hier seltene Erdreiche seltene Erd/Übergangsmaterial-Legierungen wie
Tbx(FeyCo1-y)1-x, Hox(FeyCo1-y)1-x, Dyb(FeyCo1-y)1-x
mit Kompensationstemperaturen nahe der Einstelltemperatur und niedrigen Curie-Temperatur verwendet werden. Gleichermaßen können reine Antiferromagneten wie MnO, FeO, V2O3 oder MnS verwendet werden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Möglichkeit der anti­ parallelen Einstellung der Magnetisierung. Ausgehend vom Schichtaufbau gemäß Fig. 3, bei dem das AAF-System aus insge­ samt vier magnetisch wirksamen Schichten 12, 13, 14, 15 be­ steht, wird mittels eines physikalischen oder chemischen Ätz­ schrittes eine Strukturierung dergestalt vorgenommen, daß in bestimmten Bereichen, in denen Sensorelemente einer ersten Art erzeugt werden sollen, die Schicht 15 und die darunter­ liegende Kopplungsschicht 16 entfernt werden, wie dies bei­ spielsweise in Fig. 4 ausschnittsweise gezeigt ist. Mit der Bedingung
[M15d15 - M14d14 + M13d13 ± M12d12] . [M15d15 - M14d14 + M13d13] < 0 (6)
erhält man bei Einwirken eines Einstellfeldes eine antiparal­ lele Stellung der Biasschicht 12 der strukturierten zu den nicht strukturierten Bereichen. Das "+"-Zeichen beim M12d12- Glied trifft bei ferromagnetischer, das "-"-Zeichen bei anti­ ferromagnetischer Ankopplung von Schicht 12 an Schicht 13 zu. Zur Verbesserung der Homogenität des Systems (Offset-Spannung unabhängig von der Temperatur) kann man nach der Einstellung auch im bisher nicht strukturierten Sensorbrückenteil die Schicht 15 und die Kopplungsschicht 16 entfernen.

Claims (34)

1. Verfahren zur Herstellung eines Schichtaufbaus umfassend ein AAF-System (artificial-antiferromagnetic-system) beste­ hend aus mindestens einer Biasschicht, mindestens einer Fluß­ führungsschicht und mindestens einer zwischen diesen angeord­ neten, beide benachbarte Magnetschichten antiferromagnetisch koppelnden Kopplungsschicht, wobei mittels dieses Schichtauf­ baus ein magnetoresistives Sensorsystem mit mindestens zwei Sensorelemente bildbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Ermöglichung einer lokal anti­ parallelen Ausrichtung der Magnetisierungen der Biasschichten nach der Herstellung des AAF-Systems lokal die Symmetrie des AAF-Systems derart beeinflußt wird, daß die beeinflußten und die nicht beeinflußten Bereiche des Schichtaufbaus ein unter­ schiedliches Verhalten in einem homogenen Magnetfeld zeigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur lokalen Beeinflussung des Schicht­ aufbaus eine Maske verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß lokal an einem oder mehreren Bereichen eine magnetisch gekoppelte Zusatzschicht erzeugt wird, die einen zu einem lokal asymmetrischen Verhalten der Bereiche in einem homogenen Magnetfeld führenden Beitrag lie­ fert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die lokale Zusatzschicht durch die Maske hindurch abgeschieden wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zunächst eine geschlossens Zusatz­ schicht aufgebracht wird, von welcher mittels der Maske ent­ sprechende Bereiche entfernt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß vor der Erzeu­ gung der Zusatzschicht eine Deckschicht auf die Biasschicht oder die Flußführungsschicht aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß nach der Ein­ stellung der Magnetisierung mittels eines homogenen Magnet­ felds die Zusatzschicht entfernt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Entfernung eine zweite Maske oder die erste Maske verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Beeinflussung lokal die Zusammensetzung und/oder die Dicke einer Schicht des AAF- Systems geändert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Änderung mittels lokaler Oxidation, lokaler Implantation und/oder in einem lokalen Ätzschritt erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Beeinflussung eine Deckschicht auf die Bias- oder die Flußführungsschicht aufge­ bracht wird, die in den zu ändernden Bereichen, gegebenen­ falls unter Verwendung der Maske, entfernt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Beeinflussung lokal eine für das magnetische Verhalten relevante Schicht des mehrere Schichten umfassenden AAF-Systems entfernt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schicht durch Ätzen unter Verwendung der Maske entfernt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Einstellung mittels des homogenen Magnetfelds die teilweise entfernte Schicht auch in den übrigen Bereichen entfernt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die jeweilige Maske lithographisch, insbesondere photolithographisch er­ zeugt wird.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einzelner separater Sensorelemente die beeinflußten und die nicht beeinflußten Bereiche des auf einem Substrat angeordne­ ten Schichtaufbaus voneinander entkoppelt oder getrennt wer­ den.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bereiche in einem lokalen Ätzschritt, insbesondere vor einer etwaigen Entfernung der Maske entkoppelt oder getrennt werden.
18. Schichtaufbau zur Bildung eines magnetoresistiven Sensor­ elements bzw. magnetoresistiver Sensorsysteme, hergestellt nach dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17.
19. Magnetoresistives Sensorsystem bestehend aus mindestens zwei Sensorelementen, von denen jedes ein AAF-System (artificial-antiferromagnetic-system) aufweist bestehend aus mindestens einer Biasschicht, mindestens einer Flußführungs­ schicht und mindestens einer zwischen diesen angeordneten, beide benachbarten Magnetschichten antiferromagnetisch kop­ pelnden Kopplungsschicht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Ermöglichung einer antiparallelen Ausrichtung der Magnetisierungen der Biasschichten (5) ein Sensorelement oder ein Teil der Sensorelemente mit mindestens einer magnetisch gekoppelten Zusatzschicht (11) versehen ist, die einen zu einem asymmetrischen Verhalten der Sensorelemen­ te in einem homogenen Magnetfeld führenden Beitrag liefert.
20. Sensorsystem nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zusatzschicht (11) einen Momentenbeitrag liefert.
21. Sensorsystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzschicht (11) einen, gegebenenfalls zusätzlichen Koerzivitätsbeitrag lie­ fert.
22. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 19 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zusatz­ schicht (11) einen, gegebenfalls zusätzlichen Anisotropiebei­ trag liefert.
23. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 19 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zusatz­ schicht (11) ein ferromagnetische, eine antiferromagnetische oder eine ferrimagnetische Schicht ist.
24. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 19 bis 23, da­ durch gekennzeichnet, daß die Phasen­ übergangstemperatur der Zusatzschicht (11), gegebenenfalls die Curie-Temperatur oder die Néel-Temperatur unterhalb des Betriebstemperaturbereichs des Sensorsystems liegt.
25. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 19 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zusatz­ schicht (11) unmittelbar auf die Biasschicht (5) oder die Flußführungsschicht (7) aufgebracht ist.
26. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 19 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß auf die Bias­ schicht (5) oder die Flußführungsschicht (7) eine Deckschicht (8) aufgebracht ist, die die darauf aufgebrachte Zusatz­ schicht (11) magnetisch koppelt.
27. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 19 bis 26, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zusatz­ schicht (11) entfernbar, insbesondere ätzbar ist.
28. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 19 bis 27, da­ durch gekennzeichnet, daß es vier Sen­ sorelemente oder ein Vielfaches davon umfaßt, wobei jeweils vier Sensorelemente eine Wheatstone'sch Brücke bilden.
29. Magnetoresistives Sensorsystem bestehend aus mindestens zwei Sensorelementen, von denen jedes ein AAF-System (artificial-antiferromagnetic-system) aufweist bestehend aus mindestens einer Biasschicht, mindestens einer Flußführungs­ schicht und mindestens einer zwischen diesen angeordneten, benachbarte Magnetschichten antiferromagnetisch koppelnden Kopplungsschicht, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Ermöglichung einer antiparallelen Ausrich­ tung der Magnetisierungen der Biasschichten eine Schicht ei­ nes Sensorelements oder eines Teils der Sensorelemente und damit die Symmetrie des jeweiligen AAF-Systems derart beein­ flußt ist, daß beeinflußte und nicht beeinflußte Sensorele­ mente in einem homogenen Magnetfeld ein unterschiedliches Verhalten zeigen.
30. Sensorsystem nach Anspruch 29, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schicht infolge der Beein­ flussung eine geänderte Zusammensetzung und/oder Dicke auf­ weist.
31. Sensorsystem nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schicht durch lokale Oxi­ dation, lokale Implantation und/oder lokalen Ätzung beein­ flußt ist.
32. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 29 bis 31, da­ durch gekennzeichnet, daß es vier Senso­ relemente oder ein Vielfaches davon umfaßt, wobei jeweils vier Sensorelemente eine Wheatstone'sch Brücke bilden.
33. Magnetoresistives Sensorsystem bestehend aus mindestens zwei Sensorelementen, von denen jedes ein AAF-System (artificial-antiferromagnetic-system) aufweist bestehend aus mindestens einer Biasschicht, mehreren Flußführungsschichten, und mindestens einer die Biasschicht und eine Flußführungs­ schicht antiferromagnetisch koppelnden Kopplungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermög­ lichung einer antiparallelen Ausrichtung der Magnetisierungen der Biasschichten eine Flußführungsschicht (15) eines Senso­ relements oder eines Teils der Sensorelemente entfernt ist.
34. Sensorsystem nach Anspruch 33, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es vier Sensorelemente oder ein Vielfaches davon umfaßt, wobei jeweils vier Sensorelemen­ te eine Wheatstone'sch Brücke bilden.
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