DE19949713C2 - Magnetoresistives Schichtsystem - Google Patents
Magnetoresistives SchichtsystemInfo
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Abstract
Es wird ein magnetoresistives Schichtsystem mit einer Referenzschicht (2), einer zu der Referenzschicht (2) benachbarten Zwischenschicht (3) und einer zu der Zwischenschicht (3) benachbarten Detektionsschicht (1) vorgeschlagen, das insbesondere zur Verwendung in einem GMR- oder TMR-Sensor, einem Magnetplattenlesekopf oder als magnetisches Speicherelement geeignet ist. Die Detektionsschicht (1) weist dabei zumindest im Bereich ihrer der Zwischenschicht (3) zugewandten Oberfläche eine erste Magnetisierung (m¶1¶) mit einer ersten Magnetisierungsrichtung auf. Weiter weist auch die Referenzschicht (2) zumindest im Bereich ihrer der Zwischenschicht (3) zugewandten Oberfläche eine zweite Magnetisierung (m¶2¶) mit einer zweiten Magnetisierungsrichtung auf. Die Referenzschicht (2) ist ferner zumindest oberflächlich und zumindest bereichsweise mit einer Strukturierung, insbesondere einer parallel zu der zweiten Magnetisierungsrichtung orientierten wellen- oder sägezahnförmigen Topographie versehen, die einer Änderung der zweiten Magnetisierungsrichtung entgegenwirkt. Somit bleibt die zweite Magnetisierungsrichtung unter dem Einfluß eines äußeren Magnetfeldes zumindest weitgehend unverändert, während sich die erste Magnetisierungsrichtung entsprechend der Richtung des äußeren Magnetfeldes verändert.
Description
Die Erfindung betrifft ein magnetoresistives Schichtsystem,
wie aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 28 245 A1 bekannt.
Bekannte magnetoresistive Schichtsysteme oder
Sensorelemente, die nach dem sogenannten "Spin-Valve-
Prinzip" arbeiten, bestehen üblicherweise aus einer
weichmagnetischen Detektionsschicht mit einer parallel zu
der Detektionsschicht gerichteten, durch ein äußeres
Magnetfeld einstellbaren ersten Magnetisierung m1, einer
hartmagnetischen Referenzschicht mit einer vorgegebenen
räumlichen Ausrichtung einer zugehörigen, parallel zu der
Referenzschicht gerichteten und möglichst unveränderbaren
zweiten Magnetisierung m2, sowie einer unmagnetischen
metallischen Zwischenschicht. Bei geeigneter Dimensionierung
der Schichtdicken und geeigneter Materialwahl zeigt dieses
System dann eine Änderung des elektrischen Widerstandes bei
einem innerhalb der Ebene der Zwischenschicht fließenden
elektrischen Stromes gemäß
R = R0 + Ccosθ
wobei θ den Winkel zwischen den Richtungen der beiden zu der
Referenzschicht und der Detektionsschicht zugehörigen
Magnetisierungen bezeichnet (GMR-Effekt, "Gigant Magneto
Resistance"). Die Widerstandsänderung liegt typischerweise
im Bereich zwischen 5% und 10% und kann durch Veränderung
der Richtung der Magnetisierung m1, beispielsweise über ein
äußeres Magnetfeld, vermessen werden.
Die hartmagnetische Referenzschicht besteht weiter
üblicherweise entweder aus einer dünnen Schicht aus relativ
hartmagnetischem Material, oder aus zwei übereinander
liegenden Schichten in Form einer an die Zwischenschicht
angrenzenden, weich- oder relativ hartmagnetischen Schicht
und einer antiferromagnetischen Schicht, welche die
räumliche Orientierung der Magnetisierung der an die
Zwischenschicht angrenzenden magnetischen Schicht festlegt
oder stabilisiert.
Die Funktion derartiger magnetoresistiver Sensorelemente
beruht darauf, daß die Richtung der Magnetisierung m1 der
Detektionsschicht sich möglichst leicht und weitgehend
parallel zu einer innerhalb der Ebene der Detektionsschicht
liegenden Komponente eines äußeren Magnetfeldes ausrichtet,
während die Richtung der Magnetisierung m2 der
Referenzschicht von derartigen äußeren Feldern möglichst
unbeeinflußt bleiben sollte, damit eine zuverlässige
Referenz für die Bestimmung des Winkels θ gewährleistet ist.
Bekannte magnetoresistive Sensorelemente erlauben somit das
berührungslose Ausmessen von an dem Sensorelement
anliegenden äußeren Magnetfeldern hinsichtlich deren Stärke
und Richtung oder umgekehrt, beispielsweise zum Einsatz als
magnetischer Speicher, die Einstellung einer gewünschten,
zeitlich stabilen Magnetisierung der Detektionsschicht durch
ein äußeres Magnetfeld.
Hinsichtlich weiterer Details zu magnetoresistiven Schichten
und möglicher Anwendungen sei beispielsweise auf C. Tsang et
al., "Design, Fabrication and Testing of Spin-Valve Read
Heads for High Density Recording", IEEE Trans. Magn., 30,
(1994), Seite 3801 ff., verwiesen.
Aus DE 195 28 245 A1 ist ein Magneto-Widerstandskopf mit ei
nem magnetoresistivem Schichtsystem mit zwei ferromagneti
schen Schichten bekannt, die durch eine nicht magnetische
Metallschicht voneinander getrennt sind. Weiter ist dort
vorgesehen, dass eine der ferromagnetischen Schichten eine
antiferromagnetische Schicht kontaktiert. In DE 42 43 358 A1
wird ein Magnetowiderstands-Sensor mit einem künstlichen An
tiferromagneten beschrieben, wobei eine Messschicht mit ei
ner Magnetisierung in der Ebene der Messschicht und eine Bi
as-Schicht mit einer festen Magnetisierung in der Ebene der
Bias-Schicht vorgesehen ist, die durch eine Zwischenschicht
voneinander austauschentkoppelt sind. Weiter ist dort vorge
sehen, die Bias-Schicht über eine Koppelungsschicht an eine
Magnetschicht zu koppeln, und darüber die Richtung der Magne
tisierung in der Bias-Schicht zu stabilisieren. Schließlich
sind aus JP 09 153 650 A, JP 6-69563 A, JP 11 087 803 A,
US 5,680,091 und US 5,783,284 jeweils magnetoresistive
Schichtanordnungen bekannt, bei denen die
gesamte Schichtanordnung, ausgehend von einem strukturierten
Substrat, eine dadurch aufgeprägte Strukturierung aufweist.
Das erfindungsgemäße magnetoresistive Schichtsystem hat ge
genüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß damit die
Richtung und darüber auch die Stärke der Magnetisierung der
Referenzschicht stabilisiert wird, so daß diese Richtung und
damit auch die Stärke der Magnetisierung der Referenzschicht
auch bei starken äußeren magnetischen Feldern stets unbeein
flußt bleibt und somit als zuverlässige und zeitlich kon
stante Referenz zur Verfügung steht. Die äußeren magneti
schen Felder können dabei sowohl magnetische Störfelder als
auch auszumessende oder definiert erzeugte Magnetfelder
sein.
Somit wird vorteilhaft vermieden, daß neben einer gewünsch
ten Veränderung der Richtung der Magnetisierung der Detekti
onsschicht ein äußeres Magnetfeld auch auf die Referenz
schicht durchgreift und dort in der Regel zu irreversiblen
Änderungen der Richtung der Magnetisierung führt, was bei
spielsweise die Sensoreigenschaften des magnetoresistiven
Schichtsystems erheblich veränderte.
Insgesamt wird daher die Störanfälligkeit und Stabilität der
Richtung der Magnetisierung in der Referenzschicht sowie die
Meßgenauigkeit, insbesondere hinsichtlich der
Winkelgenauigkeit und einer zeitlichen Drift, des
erfindungsgemäßen magnetoresitiven Schichtsystems gegenüber
dem Stand der Technik deutlich verbessert.
Gleichzeitig ist das erfindungsgemäße Schichtsystem einfach
und kostengünstig in der Herstellung, wobei im einzelnen auf
jeweils bekannte und gut beherrschbare Herstellungsverfahren
zurückgegriffen werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen.
So ist es besonders vorteilhaft, wenn die Strukturierung der
Referenzschicht eine wellen- oder sägezahnförmige
Topographie mit uniaxialer Vorzugsrichtung ist, wobei die
einzelnen Wellen dieser Topographie vorteilhaft möglichst
parallel zu der Richtung der Magnetisierung der
Referenzschicht ausgerichtet sind. Diese Form der
Strukturierung führt zu einer besonders stabilen und
gegenüber Störungen unempfindlichen Richtung der
Magnetisierung der Referenzschicht.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn mindestens eine
zusätzliche Stabilisierschicht vorgesehen ist, die der
Referenzschicht benachbart ist, und die zumindest im Bereich
der der Referenzschicht zugewandten Oberfläche der
Stabilisierschicht zusätzlich einer Änderung der Richtung
der Magnetisierung der Referenzschicht entgegenwirkt bzw.
die Richtung der Magnetisierung der Referenzschicht
stabilisiert. Dies erfolgt vorteilhaft, indem als
Stabilisierschicht eine dünne antiferromagnetische Schicht
erzeugt wird, die kein resultierendes magnetisches Moment
besitzt.
Damit wird diese Stabilisierschicht einerseits nicht durch
ein beim Einsatz des magnetoresistiven Schichtsystems ange
legtes äußeres Magnetfeld beeinflußt, andererseits induziert
die Stabilisierschicht aber in an sich bekannter Weise in
der benachbarten Referenzschicht die gewünschte Magnetisie
rung mit definierter Richtung.
Die Richtung der von der antiferromagnetischen Stabilisier
schicht in die Referenzschicht induzierten Magnetisierung
kann dabei vorteilhaft und einfach dadurch eingestellt wer
den, daß während der Erzeugung der antiferromagnetischen
Stabilisierschicht ein äußeres Magnetfeld definierter Rich
tung angelegt wird, so daß sich die Stabilisierschicht in
diesem Magnetfeld beim Abscheiden entsprechend der gewünsch
ten Richtung von m2 bereits ausrichtet, und nach der Ab
scheidung aufgrund des fehlenden resultierenden magnetischen
Momentes der fertigen Stabilisierschicht durch später anlie
gende äußere Magnetfelder nicht mehr beeinflußt werden kann.
Die Kombination der Strukturierung der Referenzschicht, d. h.
eine entsprechend der gewünschten Magnetisierungsrichtung
orientierte Formanisotropie, mit der antiferromagnetischen
Stabilisierschicht ist dabei besonders vorteilhaft hinsicht
lich einer besonders hohen Meßgenauigkeit und Störunempfind
lichkeit der Referenzschicht gegenüber Magnetfeldern.
Im übrigen kann das erfindungsgemäße Schichtsystem in einfa
cher Weise auch als TMR-Sensorelement oder TMR-
Speicherelement ("Tunnel Magneto Resistance") betrieben wer
den. Dazu ist lediglich die Zwischenschicht in Form einer
dünnen dielektrischen Schicht auszubilden und ein elektri
scher Strom senkrecht zu der Ebene der Zwischenschicht anzu
legen. Die Zwischenschicht wirkt in diesem Fall als Tunnel
barriere, wobei vorteilhaft große Widerstandsänderungen die
ser Tunnelbarriere für Ströme senkrecht zu der Ebene der
Zwischenschicht als Funktion eines äußeren Magnetfeldes auf
treten.
Insgesamt eignet sich das erfindungsgemäße Schichtsystem
vorteilhaft zum Einsatz in einem magnetischen Speicherele
ment (MRAM = "Magnetic Random Access Memory"), einem Magnet
plattenleseskopf, einem GMR-Sensor (GMR = "Gigant Magnetic
Resistance"), einem TMR-Sensor ("Tunnel Magnetic Resistan
ce") oder allgemein in einem magnetischen Sensor zur berüh
rungslosen Erfassung von Weg, Geschwindigkeit und Winkelge
schwindigkeit, sowie davon abgeleiteter physikalischer Meß
größen, beispielsweise in Kraftfahrzeugen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeich
nungen und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu
tert. Es zeigen Fig. 1 ein aus dem Stand der Technik be
kanntes magnetoresistives Schichtsystem, Fig. 2 ein
erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen magneto
resistiven Schichtsystems und Fig. 3 ein zweites Ausfüh
rungsbeispiel.
Die Fig. 1 zeigt zunächst eine Prinzipskizze eines aus dem
Stand der Technik bekannten magnetoresistiven Schichtsystems
mit einer Detektionsschicht 1 aus einem weichmagnetischen
Material, die eine Magnetisierung m1 aufweist, die bei
spielsweise die durch den Pfeil angegebene Richtung hat.
Weiterhin weist das Schichtsystem eine Zwischenschicht 3 aus
einem elektrisch leitfähigen, nichtmagnetischen Material
auf, durch die ein Strom I in der Ebene der Zwischenschicht
3 fließt. Schließlich ist auf der Zwischenschicht 3 auf der
der Detektionsschicht 1 gegenüberliegenden Seite eine Refe
renzschicht 2 aus einem hartmagnetischen Material aufge
bracht, die eine Magnetisierung m2 aufweist, deren Richtung
beispielsweise durch den Pfeil gegeben ist.
Die Fig. 2 zeigt in Weiterführung der Fig. 1 als erstes
Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Substrat 10, bei
spielsweise einen Wafer aus thermisch oxidiertem Silizium,
auf dem zunächst in an sich bekannter Weise über eine Sput
tertechnik eine Bufferschicht 11 aufgebracht worden ist, die
1 nm bis 10 nm dick ist und aus einer Schicht aus Tantal und
einer darüber abgeschiedenen Schicht aus NiFe besteht. Dabei
sei jedoch betont, daß die Existenz der Bufferschicht 11 für
die Erfindung nicht zwingend ist, da auf die Bufferschicht
kann je nach Material des Substrates 10 und der darauf wei
ter abgeschiedenen Schicht des magnetoresistiven Schichtsy
stems auch verzichtet werden kann.
Weiter ist auf der Bufferschicht 11 eine weichmagnetische
Schicht, beispielsweise aus NiFe mit einer Dicke von 0,5 nm
bis 10 nm abgeschieden, die als Detektionsschicht 1 des
magnetoresistiven Schichtsystems dient. Auf der
Detektionsschicht 1 befindet sich dann weiter eine
Zwischenschicht 3 aus einem elektrisch leitfähigen,
nichtmagnetischen Material wie Kupfer mit einer Dicke von
1 nm bis 10 nm, durch die über nicht dargestellte
elektrische Anschlüsse und Bauteile in an sich bekannter
Weise ein elektrischer Strom I parallel zu der Ebene der
Zwischenschicht 3 geleitet werden kann. Schließlich ist auf
der Zwischenschicht 3 eine hartmagnetische Referenzschicht 2
abgeschieden, die beispielsweise aus Co oder NiFe möglichst
homogener magnetischer Ausrichtung besteht.
Die Referenzschicht 2 wurde dabei derart aufgebracht, daß
während der Abscheidung der Referenzschicht 2 ein äußeres
Magnetfeld an das zu erzeugende magnetoresistive
Schichtsystem angelegt wurde, so daß sich während der
Abscheidung der Referenzschicht 2 eine Magnetisierung m2 der
Referenzschicht 2 einstellt, die in ihrer Stärke durch den
Betrag von m2 und in ihrer Richtung durch die Richtung der
parallel zu der Ebene deer Referenzschicht 2 gerichteten
Komponente des äußeren Magnetfeldes charakterisiert ist. In
der Fig. 2 ist die Richtung dieser Magnetisierung m2
beispielsweise durch den eingetragenen Pfeil gegeben.
Weiterhin erfolgte die Abscheidung der Referenzschicht 2
gleichzeitig derart, daß eine Strukturierung der
Referenzschicht 2 in Form einer Wellen- oder
sägezahnförmigen Topographie mit uniaxialer Vorzugsrichtung
entsteht, wobei die einzelnen Strukturen dieser Topographie
lateral möglichst weitgehend parallel zu der Richtung der
Magnetisierung m2 ausgerichtet sind.
Die Erzeugung dieser Strukturierung während der Abscheidung
der Referenzschicht 2 unter gleichzeitigem Einsatz eines
hinsichtlich seiner Richtung möglichst genau bekannten
äußeren Magnetfeldes erfolgt dabei in an sich bekannter
Weise, indem das Substrat 10 geeignet schräg gegenüber einer
Sputterquelle oder einer Verdampfervorrichtung,
beispielsweise einer an sich bekannten CVD- oder MBE-
Vorrichtung, ausgerichtet und damit unter definiert
vorgegebenem Winkel besputtert oder bevorzugt bedampft wird.
In der Fig. 2 ist diese Richtung des Bedampfens durch einen
Pfeil angedeutet.
Insgesamt entsteht somit über die Art der Erzeugung der
Referenzschicht 2 bereits eine uniaxiale Vorzugsrichtung der
dort erzeugten Strukturierung, wobei die Vorzugsrichtung
weiter möglichst parallel zu der Richtung der Magnetisierung
m2 ausgerichtet ist. Diese Strukturierung der
Referenzschicht 2 bewirkt eine deutliche Stabilisierung der
Richtung der Magnetisierung m2 nach der Fertigstellung des
Schichtsystems gegenüber weitgehend beliebig gerichteten
äußeren Magnetfeldern. Somit ist die Richtung der
Magnetisierung m2 neben den Materialeigenschaften der
Referenzschicht 2 auch durch deren Struktur gegeben.
Bei Betrieb des magnetoresistiven Schichtsystems gemäß Fig.
1 in einem magnetoresistiven Sensorelement wird
beispielsweise über ein hinsichtlich seiner Richtung zu
analysierendes äußeres Magnetfeld in der Detektionsschicht 1
ein magnetisches Moment bzw. eine Magnetisierung m1
induziert, die zumindest weitgehend parallel zu der Ebene
der Detektionsschicht 1 gerichtet ist und außerdem auch
zumindest weitgehend parallel zu der Richtung der in der
Ebene der Detektionsschicht 1 liegenden Komponente des
äußeren Magnetfeldes ist (siehe analog zu Fig. 1). Weiter
bleibt die Richtung der bei der Erzeugung der
Referenzschicht 2 bereits eingeprägten Magnetisierung m2 von
diesem äußeren Magnetfeld weitestgehend unbeeinflußt, so daß
der Winkel θ zwischen den Richtungen der Magnetisierungen m1
und m2 ein Maß für die Richtung des äußeren Magnetfeldes
ist. Dieser Winkel ist jedoch über den elektrischen
Widerstand der Zwischenschicht 2 bei Anlegen eines in der
Ebene der Zwischenschicht 2 fließenden elektrischen Stromes
I über den GMR-Effekt meßbar.
Die Fig. 3 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung eine Weiterführung des ersten
Ausführungsbeispiels. Dazu wurde, bei ansonsten gleichem
Aufbau, auf die Referenzschicht 2 eine zusätzliche
Stabilisierschicht 4 abgeschieden, die eine Dicke von 1 nm
bis 100 nm hat und aus einem antiferromagnetischen Material
wie beispielsweise NiO oder IrMn besteht. Die Abscheidung
dieser Stabilisierschicht 4 erfolgte nach dem Abscheiden der
Referenzschicht 2, wobei das zur Erzeugung der
Magnetisierung m2 bei dem Abscheiden der Referenzschicht 2
anliegende äußere Magnetfeld auch während des Abscheidens
der Stabilisierschicht unverändert angelegt bleibt.
Somit findet beim Abscheiden der antiferromagnetischen
Stabilisierschicht 4 eine einmalige, d. h. irreversible
Ausrichtung dieser Stabilisierschicht 4 in dem äußeren
Magnetfeld entsprechend der gewünschten Richtung der
Magnetisierung m2 statt. Da die Stabilisierschicht 4 weiter
nach dem Abschluß der Erzeugung des magnetoresistiven
Schichtsystems kein resultierendes magnetisches Moment
aufweist und damit keine auch nach außen meßbare
Magnetisierung zeigt, ist sie gegenüber angelegten äußeren
Magnetfeldern unempfindlich und wird durch diese in ihrer
Ausrichtung nicht mehr beeinflußt.
Die bei dem Abscheiden in dem anliegenden Magnetfeld erfolg
te Ausrichtung der Stabilisierschicht 4 führt jedoch dazu,
daß diese in der benachbarten Referenzschicht 2 die räumli
che Orientierung der Magnetisierung m2 in an sich bekannter
Weise zusätzlich stabilisiert und teilweise auch induziert.
Die Wirkung der Stabilisierschicht 4 ergänzt und verstärkt
somit die Wirkung der Strukturierung der Referenzschicht 2.
Im übrigen überträgt sich die Strukturierung der Referenz
schicht 2 durch das Abscheiden der Stabilisierschicht 4 auf
der Referenzschicht 2 auf diese, was auch in der Stabili
sierschicht 4 zu einer uniaxialen Vorzugsrichtung parallel
zu der Richtung der Magnetisierung m2 führt. Damit ergibt
sich eine weitere Verstärkung der erwünschten Stabilisierung
der Richtung von m2 gegenüber äußeren Magnetfeldern, was je
doch mit einem gegenüber Fig. 2 erhöhten Fertigungsaufwand
erkauft wird.
Im übrigen ist es bei Einsatz der Stabilisierschicht 4 eben
so möglich, während der Abscheidung der Referenzschicht 2
das die Richtung der Magnetisierung m2 einprägende äußere
Magnetfeld zunächst noch nicht anzulegen, sondern dieses
erst beim Abscheiden der Stabilisierschicht 4 einzusetzen.
Diese Vorgehensweise ist jedoch eher nachteilig für die
Stärke und Homogenität der Ausrichtung Magnetisierung m2 in
der Referenzschicht 2.
Die gemäß den Fig. 2 und 3 erläuterten Ausführungsbei
spiele lassen sich im übrigen auch dahingehend ausführen,
daß die Zwischenschicht 3 aus einer dielektrischen Schicht,
beispielsweise aus Al2O3, mit einer
Dicke von 0,5 nm bis 10 nm ausgebildet wird. In diesem Fall
wird an die aufgrund der jeweiligen Materialien zumindest
schwach elektrisch leitfähige Detektionsschicht 1 bzw.
Referenzschicht 2 jeweils über geeignete, an sich bekannte
Kontaktierungen anstelle des zuvor in der Ebene der
Zwischenschicht 3 verlaufenden elektrischen Stromes ein
senkrecht zu der Ebene der Zwischenschicht 3 gerichteter
elektrischer Strom angelegt. Über ein äußeres Magnetfeld
können dabei große magnetfeldabhängige Änderungen des
elektrischen Widerstandes zwischen der Detektionsschicht 1
und der Referenzschicht 2 erzielt werden. Dieser Effekt ist
auch als TMR-Effekt ("Tunnel Magneto Resistance") bekannt
und macht ein derartiges magnetoresistives Schichtsystem
beispielsweise in magnetischen Speicherelementen oder
Magnetplattenleseköpfen einsetzbar.
1
Detektionsschicht
2
Referenzschicht
3
Zwischenschicht
4
Stabilisierschicht
10
Substrat
11
Bufferschicht
Claims (10)
1. Magnetoresistives Schichtsystem, insbesondere zur
Verwendung in einem GMR- oder TMR-Sensor oder als magneti
sches Speicherelement, mit einem Substrat (10), einer auf
dem Substrat (10) angeordneten Detektionsschicht (1), einer
auf der Detektionsschicht (1) angeordneten Zwischenschicht
(3) und einer auf der Zwischenschicht (3) angeordneten Refe
renzschicht (2), wobei die Detektionsschicht (1) zumindest
im Bereich ihrer der Zwischenschicht (3) zugewandten Ober
fläche eine erste Magnetisierung (m1) mit einer ersten Ma
gnetisierungsrichtung aufweist, und wobei die Referenz
schicht (2) zumindest im Bereich ihrer der Zwischenschicht
(3) zugewandten Oberfläche eine zweite Magnetisierung (m2)
mit einer zweiten Magnetisierungsrichtung aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Referenzschicht (2) zumindest ober
flächlich und zumindest bereichsweise mit einer Strukturie
rung versehen ist, die einer Änderung der zweiten Magneti
sierungsrichtung entgegenwirkt.
2. Magnetoresistives Schichtsystem nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine wellen
förmige oder sägezahnförmige Topographie ist, wobei deren
Strukturen zumindest weitgehend eine uniaxiale Vorzugsrich
tung aufweisen und zumindest weitgehend parallel zu der
zweiten Magnetisierungsrichtung orientiert sind.
3. Magnetoresistives Schichtsystem nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, dass die Detektionsschicht (1) auf ei
nem mit einer Bufferschicht (11) versehenen Substrat (10)
angeordnet ist.
4. Magnetoresistives Schichtsystem nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, dass die zweite Magnetisierungsrichtung
zumindest weitgehend parallel zu der Ebene der Refe
renzschicht (2) und die erste Magnetisierungsrichtung zumin
dest weitgehend parallel zu der Ebene der Detektionsschicht
(1) orientiert ist.
5. Magnetoresistives Schichtsystem nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) ein elek
trisch leitfähiges Material, insbesondere ein Metall, auf
weist, oder dass die Zwischenschicht (3) ein dielektrisches
Material, insbesondere Al2O3, aufweist.
6. Magnetoresistives Schichtsystem nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, dass die Detektionsschicht (1) zumin
dest bereichsweise ein weichmagnetisches Material, insbeson
dere NiFe, aufweist und/oder dass die Referenzschicht (2)
zumindest bereichsweise ein hartmagnetisches Material, ins
besondere Cobalt homogener magnetischer Ausrichtung, auf
weist.
7. Magnetoresistives Schichtsystem nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, dass die Dicke der Detektionsschicht
(1) zwischen 0,5 nm und 10 nm, die Dicke der Zwischen
schicht (3) zwischen 1 nm und 10 nm und die Dicke der Refe
renzschicht (2) zwischen 0,5 nm und 10 nm liegt.
8. Magnetoresistives Schichtsystem nach mindestens einem
der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Stabilisierschicht (4) vorgesehen ist, die
der Referenzschicht (2) benachbart ist, und die zumindest
bereichsweise, insbesondere im Bereich der der Referenz
schicht (2) zugewandten Oberfläche der Stabilisierschicht
(4), einer Änderung der zweiten Magnetisierungsrichtung (m2)
der Referenzschicht (2) unter dem Einfluss eines äußeren Ma
gnetfeldes entgegenwirkt.
9. Magnetoresistives Schichtsystem nach Anspruch 8, da
durch gekennzeichnet, dass die Stabilisierschicht (4) kein
resultierendes magnetisches Moment aufweist und in der Refe
renzschicht (2) zumindest oberflächlich eine Magnetisierung
induziert, deren Magnetisierungsrichtung zu der zweiten Ma
gnetisierungsrichtung (m2) zumindest näherungsweise parallel
ist.
10. Magnetoresistives Schichtsystem nach Anspruch 8 oder
9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierschicht (4)
insbesondere im Bereich der der Referenzschicht (2) zuge
wandten Oberfläche ein antiferromagnetisches Material, ins
besondere Nickeloxid oder IrMn, aufweist und eine Dicke von
1 nm bis 100 nm hat.
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