JP4546835B2 - 磁気抵抗性の多層デバイスおよびセンサエレメント - Google Patents
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Description
従来技術から車両で使用される磁気抵抗性の多層デバイスおよび相応のセンサエレメントが公知である。このデバイスの動作点は補助磁界によりオフセットされる。特に補助磁界はマクロスコピックな硬磁性磁石または電流の流れる磁界コイルによって形成されることが知られている。
本発明の磁気抵抗性の多層デバイスおよびこの多層デバイスを有するセンサエレメントは、従来技術に比べて、設定された温度範囲内ではきわめて僅かな、無視できる程度の温度依存性しか有さず、外部磁界の強度および/または方向を検出する際の感度がきわめて高いという利点を有する。
本発明を図示し、以下に詳細に説明する。図1には磁気抵抗性の多層デバイスの断面図が示されている。
図1によれば、第1の磁性層12および横向き矢印で示されたその合成磁化方向m1、その上の第1の中間層11、その上の第2の磁性層13および横向き矢印で示されたその合成磁化方向m2が示されている。第2の磁性層13上には従来技術から公知の磁気抵抗性スタック14が存在している。特に磁気抵抗性スタック14はGMR効果に基づいて多層膜方式またはスピンバルブ膜方式にしたがって動作する。第1の磁性層12,中間層11および第2の磁性層13は共働して積層体15を形成しており、ここから磁気抵抗性スタック14に作用する磁界が生じる。また第1の磁性層12および第2の磁性層13は第1の中間層11を介して強磁性クロスカップリングされている。
Claims (8)
- GMR効果またはAMR効果に基づいて動作する磁気抵抗性スタック(14)の周囲にこれに作用する合成磁界を生じる少なくとも1つの積層体(15)が設けられており、
該積層体(15)は前記磁気抵抗性スタックに向かって順に第1の磁性層(12)、第1の中間層(11)および第2の磁性層(13)を有しており、前記第1の磁性層および前記第2の磁性層はルテニウムから形成される非磁性の前記第1の中間層(11)を介して相互に分離され、かつ相互に強磁性クロスカップリングされている
磁気抵抗性の多層デバイスにおいて、
前記第1の磁性層(12)および前記第2の磁性層(13)はCoCrTaを含む硬磁性層である
ことを特徴とする磁気抵抗性の多層デバイス。 - GMR効果またはAMR効果に基づいて動作する磁気抵抗性スタック(14)の周囲にこれに作用する合成磁界を生じる少なくとも1つの積層体(15)が設けられており、
該積層体(15)は前記磁気抵抗性スタックに向かって順に第1の磁性層(12)、第1の中間層(11)および第2の磁性層(13)を有しており、前記第1の磁性層および前記第2の磁性層はルテニウムから形成される非磁性の前記第1の中間層(11)を介して相互に分離され、かつ相互に強磁性クロスカップリングされている磁気抵抗性の多層デバイスにおいて、
前記第1の磁性層(12)がパーマロイ、CoFe,Co,Fe,Ni,FeNiおよびこれらの材料を含む磁性合金から成る軟磁性層であり、前記第2の磁性層(13)がCoCrTaを含む硬磁性層である
ことを特徴とする磁気抵抗性の多層デバイス。 - 前記第1の磁性層(12)は前記第2の磁性層(13)とは異なる厚さを有する、請求項1または2記載のデバイス。
- 前記スタック(14)は第3の磁性層および第4の磁性層を有しており、これらの層は非磁性の第2の中間層を介して相互に分離されており、前記積層体の前記第1の中簡層と前記スタックの前記第2の中間層とは同じ材料から成るか、または同じ厚さを有する、請求項1から3までのいずれか1項記載のデバイス。
- 前記積層体(15)はスタック(14)の上方または下方または側方に配置されている、請求項1から4までのいずれか1項記載のデバイス。
- 前記第1の磁性層(12)または前記第2の磁性層(13)は20nm〜50nmの厚さを有する、請求項1から5までのいずれか1項記載のデバイス。
- 設定された−30℃〜+200℃の温度範囲内で温度が変化して、前記スタック(14)の測定すべき外部磁界の強度または方向に対する感度または動作点が変化したとき、前記積層体(15)によって生じた合成磁界も変化することにより、当該の変化量が完全に補償される、請求項1から6までのいずれか1項記載のデバイス。
- 磁界の強度または方向を検出するセンサエレメントにおいて、
請求項1から7までのいずれか1項記載の磁気抵抗性の多層デバイス(5)を備えていることを特徴とするセンサエレメント。
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