KR20030018065A - 제 2 자기 소자에 대해 제 1 자기 소자의 자화축을배향하는 방법, 센서를 획득하기 위한 반제품, 자기장측정용 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 2 자기 소자(3)에 대하여 제 1 자기 소자(2)의 자화축을 배향하는 방법에 관한 것으로, 제 1 소자(2) 및 제 2 소자(3)는 기판(1) 상에 제공되며, 각각의 자기 소자는 자화축을 갖는 제 1 자성층(10)을 가지며, 상기 방법은 제 1 자기 소자(2) 가까이에 자속 집속 수단(20)의 패턴을 증착하는 단계와, 이어서 인가된 자기장 내에서 상기 제 1 자기 소자(2)의 자화축(11)을 배향하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 자기장 측정을 위한 센서를 획들하기 위한 반제품(semi-finished artical)은 기판(1)과, 상기 기판(1) 상에 제 1 자기 소자(2), 제 2 자기 소자(3), 제 3 자기 소자(4) 및 제 4 자기 소자(5)를 브리지 구성으로 포함하고, 상기 브리지 구성은 제 1 콘택트(6)와 제 2 콘택트(7) 사이에서 제 1 소자(2)와 제 2 소자(3)가 전기적으로 직렬 접속되어 있는 제 1 브리지부와, 제 3 소자(4)와 제 4 소자(5)가 전기적으로 직렬 접속되어 있는 제 2 브리지부(9)를 포함한다. 각각의 자기 소자는 자화축(11)을 갖는 제 1 자성층(10)을 포함하고, 제 1 브리지부(8) 내의 소자(2, 3)의 제 1 자성층의 자화축(11)과 제 2 브리지부(9) 내의 소자(4, 5)의 자화축이 반대 방향으로 연장되도록 배향된다. 각각의 콘택트(6, 7) 근방에서, 제 1 브리지부(8)의 소자의 자화축은 제 2 브리지부(9)의 소자에 대해 반대로 배향된다. 자속 집속 수단(14)은 제 1 브리지부(8)의 제 1 자기 소자(2) 및 제 1 소자(2)와 동일한 자화축(11)의 배향을 갖는 제 2 브리지부(9)의 소자에 제공된다. 센서의 감도를 개선하기 위해 자속 집속 수단(14)이 각각의 자기 소자에 제공된다.

Description

제 2 자기 소자에 대해 제 1 자기 소자의 자화축을 배향하는 방법, 센서를 획득하기 위한 반제품, 자기장 측정용 센서{METHOD OF ORIENTING AN AXIS OF MAGNETIZATION OF A FIRST MAGNETIC ELEMENT WITH RESPECT TO A SECOND MAGNETIC ELEMENT, SEMIMANUFACTURE FOR OBTAINING A SENSOR, SENSOR FOR MEASURING A MAGNETIC FIELD}

EP 0710850에는 제 1 자기 소자 근방에 전기 콘덕터가 제공되는 방법이 설명되어 있는데, 이 전기 콘덕터는 자기 소자들로부터 전기적으로 절연된다. 콘덕터를 통해 수백 mA의 전류를 보냄으로써, 통상 150 Oe의 자기장이 제 1 자기 소자의 자성층의 위치에 국부적으로 발생한다. 상기 국부적으로 발생된 자기장은 자기 소자의 자화축이 발생된 자기장의 방향으로 배향되도록 하고, 제 2 자기 소자의 자화축은 원래의 배향을 유지한다.

상기 공지된 방법의 단점은 상기 방법이 일반적으로 상이한 자기 재료의 자화축을 배향하는 것에 적용될 수 없다는 데 있다. 많은 수의 자기 재료의 자화축을 배향하기 위해서는, 일반적으로 수천 에르스텟의 자기장이 요구된다. 콘덕터를 통해 전류를 보냄으로써 발생될 수 있는 자기장은 훨씬 더 작다. 또한, 콘덕터의 길이가 너무 크면 높은 직렬 저항을 발생하여 큰 전류를 소실하고 콘덕터에 손상을 주므로 콘덕터의 길이가 너무 커서는 안되기 때문에, 단지 한정된 수의 자기 소자만이 동시에 배향될 수 있다.

본 발명은 제 2 자기 소자에 대하여 제 1 자기 소자의 자화축을 배향하는 방법에 관한 것으로, 상기 제 1 자기 소자 및 제 2 자기 소자는 기판 상에 존재하며, 각각의 자기 소자는 적어도 자화축을 갖는 자성층을 포함한다.

본 발명은 또한 센서를 얻기 위한 반제품(semimanufacture)에 관한 것으로, 상기 센서는 기판과, 브리지 구성으로 기판 상에 제 1 자기 소자, 제 2 자기 소자, 제 3 자기 소자 및 제 4 자기 소자를 포함하고, 상기 브리지 구성은 제 1 및 제 2 콘택트 사이에 상기 제 1 및 제 2 소자가 직렬로 배열되어 있는 제 1 브리지부(a first bridge portion)와 상기 제 3 및 제 4 소자가 직렬로 배열되어 있는 제 2 브리지부를 포함하고, 상기 자기 소자들 각각은 적어도 자화축을 갖는 자성층을 포함하며, 상기 제 1 브리지부 내의 소자들의 자성층의 자화축 및 제 2 브리지부 내의 소자들의 자성층의 자화축은 반대 방향으로 연장되도록 배향되고, 각각의 콘택트가까이에서 하나의 브리지부의 소자의 자화축이 다른 브리지부의 소자의 자화축과 반대로 배향된다.

본 발명은 또한 자기장 측정을 위한 센서와 관련되는데, 상기 센서는 기판과, 상기 기판 상에 제 1 자기 소자, 제 2 자기 소자, 제 3 자기 소자 및 제 4 자기 소자를 브리지 구성으로 포함하고, 상기 브리지 구성은 제 1 및 제 2 콘택트 사이에, 제 1 및 제 2 소자가 직렬로 배열된 제 1 브리지부와 제 3 및 제 4 소자가 직렬로 배열된 제 2 브리지부를 포함하고, 상기 자기 소자들 각각은 적어도 자화 축을 갖는 자성층을 포함하며, 상기 제 1 브리지부 내의 소자들의 강자성층의 자화축 및 제 2 브리지부 내의 소자들의 강자성층의 자화축은 반대 방향으로 연장되도록 배향되고, 각각의 콘택트 콘택트들 가까이에서 하나의 브리지부의 소자의 자화축이 다른 브리지부의 소자의 자화축과 반대로 배향된다.

도 1은 제 2 자기 소자에 대해 제 1 자기 소자의 자화축을 배향하는 방법을 도시한 도면으로, 그 중간 제품이 1a 내지 도 1c에 도시되어 있는 도면,

도 1a는 자속 집속 수단(flux-concentrating means)의 패턴을 제공한 후의 중간 제품의 평면도,

도 1b는 자속 집속 수단의 패턴을 제공한 후의 중간 제품의 단면도,

도 1c는 자속 집속 수단의 패턴을 제공한 후의 중간 제품의 단면도 -상기 패턴은 다른 자기 소자에 대한 자속 차폐 수단의 패턴으로 적절히 사용될 수도 있음-,

도 2는 본 발명에 따른 반제품(semimanufacture)의 제 1 실시예의 평면도,

도 2a는 라인 A-A를 따라 절취한 상기 제 1 실시예의 반제품(semimanufacture)의 일부분의 단면도,

도 2b는 라인 B-B를 따라 절취한 상기 제 1 실시예의 반제품(semimanufacture)의 일부분의 단면도,

도 2c는 반제품(semimanufacture)으로부터 제조된 센서의 제 1 실시예의 평면도,

도 3은 반제품(semimanufacture) 및 그로부터 제조된 센서의 제 2 실시예를 도시한 도면,

도 3a는 본 발명에 따른 반제품(semimanufacture)의 제 2 실시예의 평면도,

도 3b는 본 발명에 따른 반제품(semimanufacture)의 제 2 실시예의 변형예의 평면도,

도 3c는 센서의 제 2 실시예의 평면도,

도 4는 제 1 실시예에 따른 센서의 출력 특성을 도시한 도면.

본 발명의 목적은 서두에 개시한 유형의 방법을 제공하는 것으로, 상이한 자기 재료의 자화축이 쉽게 배향되도록 하는 것이다.

본 발명의 목적은, 적어도 제 1 자기 소자 가까이에 자속 집속 수단을 제공하고, 이어서 자기장을 인가함으로써 제 1 자기 소자의 자성층의 자화축이 배향되는 본 발명에 따라서 달성된다.

자속 집속 수단(flux-concentrating means)의 패턴은 예를 들면, 자속 전도 재료의 패턴일 수도 있다. 자기 소자는 예를 들면, 자기 센서 또는 자기 판독 액세스 가능한 메모리(MARM)의 일부일 수도 있다. 따라서, 제 1 자기 소자의 자성층을 통과하는 자속은 제 2 자기 소자의 자성층을 통과하는 자속을 실질직으로 초과한다. 제 2 자기 소자는 단지 비교적 작은 자기장의 영향만 받으며, 그 결과, 제 2 자기장의 자화 방향은 작은 정도까지만 영향을 받는다. 이런 방식으로, 비교적 작은 인가된 자기장을 이용하여, 제 2 자기 소자의 자성층의 자화축에 대하여 제 1소자의 자성층의 자화축을 배향하는 것이 가능하다.

자기 소자는 자속 집속 수단의 패턴을 갖는 제 1 자기 소자의 자화축이 인가된 자기장의 방향으로 연장되도록 역전되는 온도까지 가열될 수 있다. 온도를 증가시킴으로써, 자화축은 추가적인 열 에너지를 받아서 보다 쉽게 역전된다. 그 결과, 자화축의 배향이 보다 쉽게 이루어진다. 일부 재료 시스템에서, 자화축을 배향하기 위해 가열이 필요하다. 예를 들어, 자성층의 자화축의 배향이 교환 바이어싱층에 의해 이루어지면, 차단 온도 이상의 레벨까지 온도가 상승하면 교환 바이어싱층과 자성층 사이의 접속이 해체되며, 따라서 자성층의 자화축의 배향이 역전되도록 할 수 있다. 가열로 인해 자기 소자의 저항에 생긴 변화는 동일한 방법으로 모든 자기 소자의 저항에 영향을 주며, 따라서 모든 소자의 저항은 본질적으로 동일하다. 휘트스톤 브리지의 오프셋 전압은 비교적 작게 유지되므로, 이것은 자기 소자가 휘트스톤 브리지 구성으로 배열되어 있는 자기 센서에 매우 중요하다.

제 1 자기 소자의 자성층의 자화축을 배향한 후에, 자화축의 배향은 제공된 자기장에서 냉각에 의해 고정된다. 대체로, 자화축의 배향은 역전 가능한 프로세스이다. 자기장이 인가되면, 자화축은 인가된 자기장의 배향을 채택하지만, 자기장이 오프로 전환되면, 자화축은 원래의 배향을 다시 계속한다. 그러나, 어떤 상황에서는, 예를 들어 교환 바이어싱 결합의 경우에, 자화축이 배향되어 있고 자기장이 존재하는 가운데 냉각될 때 자화축은 배향 프로세스에 의해 이루어진 배향을 유지한다.

자기장을 측정하기 위한 센서의 제조에 있어서, 제 3 및 제 4 자기 소자가기판 상에 제공되며, 상기 제 3 및 제 4 자기 소자는 제 1 및 제 2 소자와 함께 브리지 구성을 형성한다. 상기 브리지 구성은 제 1 및 제 2 소자가 직렬로 배열되어 있는 제 1 및 제 2 콘택트 사이의 제 1 브리지부와 제 3 및 제 4 소자가 직렬로 배열되어 있는 제 2 브리지부를 포함한다. 제 3 및 제 4 자기 소자는 또한 자화축을 갖는 적어도 하나의 자기층을 포함한다. 자기 센서에서, 자기 소자는 휘트스톤 브리지와 같은 브리지 구성으로 배열되는 것이 바람직하다. 브리지 구성은 온도 효과에 더 민감하다. 자기 센서는 특히, 자동차 산업에서 각도, 회전 속도를 측정하고 위치를 결정하는데 사용된다.

GMR(giant magnetoresistance) 효과 또는 TMR(tunnel magnetoresistance) 효과에 기초한 자기 소자를 갖는 센서에 있어서, 브리지부 내의 자성층의 자화축이 180도 회전하면 바람직하다. 이 경우, 제 1 및 제 2 콘택트 양단에 인가된 전압에서, 제 1 및 제 2 소자 사이 및 제 3 및 제 4 소자 사이에 위치해 있는 출력 콘택트 양단의 출력 신호는 브리지 회로로부터 얻을 수 있는 최대 신호이다. 자성층의 자화축의 배향은 일반적으로 자기장에서 자성층을 증착하는 동안 제공된다. 따라서, 자성층의 자화축은 모두 처음에 동일한 배향을 갖는다.

자속 집속 수단의 패턴은 적어도 하나의 자기 소자 가까이에 제공되며, 그 후에 상기 자기 소자의 자화축이 전술한 방식으로 인가된 자기장 내에서 배향된다.

인가된 자기장에서, 적어도 하나의 소자 가까이에 위치한 자속 집속 수단의 패턴은 관련 소자를 통과하는 자속을 집속한다. 상기 관련 소자는 다른 소자들보다 훨씬 더 큰 자기장을 받는다. 자속의 증대는 상당한 정도까지는 자속 집속 수단의 패턴의 폭과 인가된 자기장 방향의 자기 소자의 폭에 의해 결정된다. 이 때문에, 비교적 작은 인가된 자기장에서 개별 소자의 자화를 배향하는 것이 가능하다. 브리지의 다른 자기 소자들은 단지 비교적 작은 자기장만 받는데, 그 결과 이들 다른 소자들의 자화 방향은 작은 정도까지만 영향을 받는다. 이런 방식으로, 다른 소자들에 대하여 적어도 하나의 소자를 배향하는 것이 가능하다. 후속적으로, 다른 자기 소자 가까이에, 예를 들어 제 2 브리지부에 자속 집속 수단의 패턴을 제공함으로써, 상기 소자는 배향될 수 있다. 휘트스톤 브리지와 같은 브리지 구성에서, 브리지부 내의 자성층의 자화축은 180도 회전할 수 있다.

자속 집속기의 부가적인 이점은 인가된 자기장이 자기 소자에 대해 덜 정확하게 정렬될 수 있다는 것이다. 자속 집속기의 패턴은, 예를 들어 직사각형이고, 예를 들어 자기 소자의 양 면 상의 자기 소자의 에지에 평행하게 연장된다. 만약 krl 소자에 대해 정확하게 정렬되지 않으면, 즉, 인가된 자기장이 직사각형 자속 집속 패턴에 대해 완전히 직각으로 연장되는 대신에, 상기 인가된 자기장이 직사각형 자속 집속 패턴과 80도의 각도를 이룬다면, 상기 직사각형 자속 집속기는 직사각형 자속 집속기들 사이의 자속이 자기 소자를 직각으로 관통하도록 한다. 자기 소자에 대하여 인가된 자기장의 방향이 편향되는 경우에, 자기 소자의 에지에 대한 직사각형 자속 집속기의 정렬은 자화축이 배향될 수 있는 정확도를 결정한다. 자속 집속기의 패턴은 인가된 외부 자기장의 방향보다 자기 소자에 대해 훨씬 더 정확하게 정렬될 수 있다. 인가된 자기장 내에서 자화축이 배향될 수 있는 정확도가 개선되고 정렬이 더 쉽게 이루어진다.

제 1 콘택트 근방의 제 1 브리지부의 제 1 자기 소자 가까이에 자속 집속 수단의 패턴을 제공하고, 제 2 콘택트 근방의 제 2 브리지부의 자기 소자 가까이에 자속 집속 수단의 유사한 패턴을 제공함으로써, 상기 소자들의 자화 방향이 인가된 자기장에 동시에 배향될 수 있다. 고정된 자성층의 자화축의 배향은 본래 동시에 배향된 소자에 대해 동일하다.

패턴이 자기 소자 상으로 실질적으로 수직으로 투영되면, 이들 패턴과 상기 소자들 간에는 겹침이 실질적으로 없다. 배향된 소자의 자화축이 지시된 배향에 따라서 50% 배향되고, 원래의 배향에 따라서 50% 배향되도록 상기 겹침은 50%보다 낮아야 하며, 이는 180도 회전이며, 그 결과 자화가 효과적으로 거의 0이 된다. 그러나, 30% 이하의 겹침도 허용된다. 이것은 브리지부의 두 소자의 자화가 배향되는 것을 가능하게 하며, 따라서 가능한 한 큰 출력 신호가 얻어진다.

제 2 콘택트 근방에서 제 1 브리지부의 자기 소자를 차폐하고, 제 1 콘택트 근방에서 제 2 브리지부의 소자를 차폐하기 위해, 자기 소자들 상에 거의 수직 투영하는 경우에 자속 차폐 수단의 패턴이 제공되는데, 상기 소자들은 적어도 실질적으로 둘러싸여 있다. 자속의 소량은 차폐 아래를 통과하므로, 차폐 수단의 패턴은 바람직하게는 자기 소자보다 큰 표면 영역을 갖는다. 이런 방식으로 자기 소자의 강자성층의 자화축의 배향은 인가된 자기장 내에서 거의 변하지 않은 채로 유지된다.

바람직하게는, 자속 집속 패턴 및 자속 차폐 패턴은 동일한 재료층으로 동시에 제조된다. 이 때문에, 자속 집속 패턴 및 자속 차폐 패턴 모두 자기 소자에 대해 적절한 위치에 한 단계에서 제공될 수 있다. 자속 집속 수단의 패턴이 차폐물로서 사용될 수도 있다면, 공간적인 측면에서 아주 유리하다.

상기 층의 재료는 비교적 높은 투자율을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 상기 층이 도금에 의해 성장되며, 따라서 비교적 두꺼운 층이 쉽게 제공될 수 있다. 충분한 도전성 재료의 박층 상에서, 즉 도금 베이스 상에서, 자속 집속 재료의 패턴이 저항 패턴 사이에서 성장한다. 그 다음에 저항 패턴이 제거되고, 도금 베이스가 에칭된다.

대안적으로 상기 층은 도금에 의해 먼저 성장될 수도 있다. 표준 리소그래피에 의해 저항 패턴이 생성된다. 비교적 높은 투자율을 갖는 재료층은 예를 들어 물리적 또는 화학적 에칭에 의해 에칭되고, 그 결과 자속 집속 수단의 패턴 및 자속 차폐 수단 주위의 재료가 제거된다.

인가된 자기장 내의 자성층의 자화축을 배향한 후에 자속 차폐 수단의 패턴과 자속 집속 수단의 패턴이 제거된다. 자기장을 측정하는데 적절히 사용될 수 있는 센서가 획득된다.

선택적으로는 자속 집속 수단의 패턴은 각각의 자기 소자 가까이에 제공될 수 있다. 모든 자기 소자에 의한 자속 집속 결과 센서는 비교적 작은 자기장의 측정에 보다 민감해졌다. 브리지부의 감도를 보다 높게한 결과 보다 작은 센서를 생성할 수도 있다. 보다 작은 센서는 동작 동안 온도의 변동 및 외부 자기장의 계조에 덜 민감하므로 센서의 보다 작은 표면은 매우 바람직하다.

선택적으로는 자속 차폐 수단의 패턴이 각각의 자기 소자 가까이에 제공될수도 있다. 차폐 수단에서 포화가 발생하므로 자기장의 단지 일부만이 자기 소자를 통과한다. 그럼에도 불구하고 센서는 비교적 큰 자기장을 측정하는데 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 서두에서 언급한 유형의 반제품을 제공하는 것을 목적으로 하며, 그것에 의해 정확하게 배향된 자화축을 갖는 소형의 센서가 얻어진다. 본 발명에 따른 센서를 획득하기 위한 반제품과 관련된 본 발명의 목적은 자속 집속 수단을 제 1 브리지부의 제 1 소자 및 상기 제 1 소자와 동일한 자화축의 배향을 갖는 제 2 브리지부의 소자에 제공함므로써 달성된다.

만약 브리지부 내의 자성층의 자화축이 180도 회전하면 센서가 GMR(giant magnetoresistiance) 효과 또는 TMR(tunnel magnetoresistance) 효과에 기초한 자기 소자를 포함하는 것이 바람직하다. 만약 그렇다면 제 1 및 제 2 콘택트 사이에 인가된 전압에서 브리지 회로의 제 1 및 제 2 자기 소자 사이 및 제 3 및 제 4 자기 소자 사이에 위치한 출력 콘택트 양단의 출력 신호는 브리지로부터 얻을 수 있는 최대 출력 신호이다. 자속 집속 수단에 의해, 브리지부 내의 자성층, 이른바 고정층의 자화축은 인가된 자기장 내에서 180도 회전한다. 바람직하게는 브리지 내의 다른 자기 소자는 배향 프로세스 동안 자속 차폐 수단에 의해 인가된 자기장으로부터 차폐된다.

차속 차폐 수단은 제 1 브리지부의 제 2 소자 및 상기 제 2 소자와 동일한 자화축의 배향을 갖는 제 2 브리지부의 소자에 제공된다.

자속 차폐 수단이 휘트스톤 브리지 상에 있으면 이들은 대체로 휘트스톤 브리지의 일부 상에서 측정될 자기장을 정지시킬 것이다. 그 결과 출력 신호의 절반만이 브리지로부터 발행된다. 자속 집속 수단은 브리지의 다른 부분 상에 위치하며 그 결과 상기 브리지부는 훨씬 더 민감하게 된다. 불안정한 브리지는 적절히 사용될 수 없으며 따라서 센서, 자속 집속 수단 및 자속 차폐 수단은 반제품으로부터 제거된다.

바람직하게는 각각의 자기 소자가 적어도 하나의 자기 경로를 포함하지만, 일반적으로는 각각의 자기 소자가 예를 들어 수 kOhm의 높은 저항값을 얻도록 금속에 의해 직렬로 접속되는 복수의 자기 경로를 포함한다. 이것은 브리지 회로의 출력부의 전자 회로에 위치한 증폭기의 입력 임피던스에 대해 바람직한 값이다. 자화의 방향은 경로에 대해 우회전 각이 바람직하다.

바람직하게는 자속 집속 수단이 다수의 병렬 스트립을 포함한다. 이들 스트립의 윤곽은 자기 소자 상에 거의 수직으로 투영한 경우에 상기 스트립들이 적어도 실질적으로 자기 소자의 자기 경로 외부에 위치하도록 되어있다. 인가된 자기장의 방향 내에서 자기 경로의 폭에 대한 스트립의 폭의 비는 자속의 증대를 결정한다. 자속의 증대는 자기 소자를 통해 균일하다. 만약 수직 투영으로 봤을 때 스트립이 자기 경로에 이음새 없이 접속하면 결국 소형의 센서를 형성하는 양호한 구성이 얻어진다. 그러나 만약 스트립과 자기 경로사이에 어떠한 겹칩이 있으면, 겹쳐지는 자기 경로의 일부가 인가된 자기장 내에서 배향되지 않는다. 예를 들면 알루미늄 산화물, 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물과 같은 절연체가 자기 소자와 스트립 사이에 존재한다. 바람직하게는 스트립 재료의 투자율이 1000 정도로 매우 높다.몇몇 적절한 재료로는 예를 들어 NiFe, CoNbZr 또는 FeAlSi를 들 수 있다.

바람직하게는 자속 차폐 수단은 다수의 병렬 스트립을 포함하는데, 상기 스트립은 에지를 가지며, 자기 소자 상에 자속 차폐 수단를 거의 수직으로 투여하는 경우에, 자기 소자의 자기 경로가 이들 에지 내에 실질적으로 위치한다. 자기 경로 상의 차폐 스트립의 엔클로저가 크기 때문에 자기 소자 양단에 보다 균일한 차폐가 얻어진다. 바람직하게는 자기 경로와 차폐 수단의 스트립 사이의 거리가 작다. 두께가 크고 투자율이 높은 경우, 자속은 거의 완전히 자속 집속 스트립을 통과한다. 스트립의 재료가 인가된 자기장 내에서 포화되지 않는 것은 중요하다. 그 이유는 포화되는 경우 잔류 자속이 자기 소자를 통과하기 때문이다. 재료에 따라서 특히 교환 바이어싱에 의해 고정된 층에 있어서, 자성층의 자화축을 배향하는데 수천 에르스텟의 자기장 값이 필요하다. 이런 방식으로, 차폐 스트립의 재료의 포화 자화가 얻어지는데, 적어도 이 값보다 높은 것이 양호하다.

공간에 있어서, 각각의 자기 소자의 자기 경로가 구불구불한 형상이고 상기 구불구불한 형상이 포개지면 바람직하다. 구불구불한 형상이 포개짐으로서, 또한 자기 소자의 재료 내에서 높은 정도의 균일성이 얻어진다. 브리지 내의 모든 자기 소자들이 실질적으로 동일하게 위치하고 따라서 이들의 온도가 실질적으로 동일하기 때문에, 국부적인 온도 효과는 덜 심각하다. 병렬 경로에 평행한 스트립의 형태로 뻗어있는 자속 집속 수단은 제 1 소자에 대한 자속 집속기와 제 2 브리지부의 제 1 콘택트 근방의 소자에 대한 자속 차폐기로서 동시에 사용될 수 있다. 자기 소자를 배향한 후, 상기 스트립은 제거된다. 센서는 자기장 측정을 준비한다.

실질적인 이점은 센서가 매우 작은 공간을 차지하도록 포갠다는데 있다. 또한, 센서의 오프셋 및 측정될 자기장 내의 오프셋 값의 편차가 감소된다.

공간에 있어서, U 형상이 되도록 구불구불한 형상이 굽혀지는 것이 훨씬 더 유리하다. 바람직하게는 병렬 경로에 평행한 스트립 형태로 연장되는 자속 집속 수단은 제 1 소자에 대한 자속 집속기 및 제 2 소자에 대한 자속 차폐기로서 동시에 사용될 수 있다. 자기 소자를 배향하고 스트립을 제거한 후, 센서는 최소한의 표면 공간을 차지한다. 소자들과 접촉하기 위해, 단 하나의 포화된 도체만이 필요하다. 또한, 콘택트는 한 쪽에 위치하며, 따라서 센서는 예를 들어 결합에 의해 보다 쉽게 접촉될 수 있다.

본 발명은 비교적 작은 자기장에 보다 민감한 서두에 개시한 유형의 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 센서와 관련된 본 발명의 목적은 자속 집속 수단이 각각의 자기 소자에 제공됨으로써 달성된다.

자속 집속 수단은 모든 자기 소자를 통해 자기장을 증대시키므로, 측정될 자기장에 대한 브리지부의 감도는 증가한다. 센서는 증가된 감도로 비교적 작은 자기장을 측정할 수 있다.

브리지부의 감도가 더 커지면, 보다 작은 센서를 제조할 수 있다. 센서의 보다 작은 표면 영역은, 보다 작은 센서가 동작 동안 온도의 변동 및 외부 자기장 내에서의 계조에 덜 민감하기 때문에 아주 바람직하다.

청구범위와 관련하여, 청구범위에 정의된 상이한 특징들의 조합이 가능함을주지하라.

본 발명에 따른 방법의 상기 및 다른 특징들은 후술하는 실시예와 관련하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 자기 소자(3)에 대해 제 1 자기 소자의 자화축을 배향하는 방법에서, 제 1 자기 소자(2)와 제 2 자기 소자(3)는 기판(1) 상에 존재한다. 자기 소자들은 하드디스크 또는 테이프용 헤드에서 자기장을 판독하기 위한 자기 센서의 일부 또는 예를 들어, 자기 메모리(MRAM)의 일부이다.

자기 소자(2,3)는 각각 적어도 자화축(11)을 갖는 자성층(10)을 포함한다. 센서의 자기 소자는 스핀 밸브 또는 자기 터널 접합일 수도 있다. GMR 효과에 기초한 스핀 밸브 구조는 다음과 같이 제조될 수 있다. 기판(1)에는, 적절한 재료의 구조, 이 경우에는 (111) 구조를 가져오는 예를 들어 3.5nm Ta/2.0nm Py의 버퍼층과, 고정 층(pinning layer)으로서 자화축(11)을 갖는 자성층(10)을 연속으로 포함하는 다층 구조가 제공되며, 상기 다층 구조는 10nm Ir₁₉Mn₈₁의 교환 바이어싱층(anexchange biasing layer) 및 3.5nm Co₉₀Fe₁₀/0.8nm Ru/3.0nm Co₉₀Fe₁₀의 인공의 반강자성체(anti-ferromagnet)와, 3nm Cu의 비자기 스페이서층(non-magnetic spacer layer)(12)과, 5.0nm Py의 강자성층(13), 즉 자유층(이 아래에, GMR 효과르 향상시키고 층간 확산을 제한하여 열 안정성을 증가시키는, 예를 들어 1.0nm Co₉₀Fe₁₀의 박층이 연장된다)을 포함한다. 보호층으로는 다층에 인가되는 10nm Ta가 사용된다.

한편, 자성층은 예를 들어 다음의 다층 구조, 즉, 3.5nm Ta/2.0nm Nife의 버퍼층과, 15.0nm IrMn/4.0nm CoFe/0.8nm Ru/4.0nm CoFe의 자성층으로서 고정층(AAF) 및 교환 바이어싱층과, 2.0nm Al₂O₃의 비자기 스페이서층과, 자유층으로서 예를 들어, 6.0nm CoFe의 제 2 강자성층을 포함하는 자기 터널 접합일 수도 있다.

이들 층들은, 예를 들어 자기소자들 가운데 깨끗한 인터페이스 및 균일성이 얻어지도록 하나의 증착 동작에 모든 층들이 제공되는 방식으로 스퍼터링에 의해 제공된다. 가능한 범위까지, 모든 소자들은 동일한 자기 저항 효과 및 동일한 온도 계수를 갖는다. 상기 층들은 150 에르스텟의 인가된 자기장에서 증착되므로, 지금까지 모든 자기 소자(2, 3)의 강자성층(10)의 자화축(11)은 동일 방향으로 연장된다.

제 1 자기 소자(2)의 자성층(10)의 자화축(11)은 적어도 제 1 자기 소자(2) 가까이에 자속 집속 수단(20)의 패턴을 제공하고 이어서 자기장(H)을 인가함으로써 제 2 자기 소자(3)에 대해 배향된다. 도 1b는 자속 집속 수단(20)의 패턴을 제공한 후의 중간 제품의 단면도이다. 이 패턴은, 예를 들어 NiFe와 같은 자속전도(flux-conducting) 재료로 구성된 층이다.

자기 소자가 제공되기 전에 패턴(20)이 제공되는 것도 가능하다. 인가된 자기장(H)에서, 제 1 자기 소자(20)의 자화축(11)이 배향된다.

도시된 층 구조의 자기장에 대한 요건들은 대략 다음과 같다.

1. 자화 방향을 회전시킬 것. 약 2000 Oe 이상의 자기장이 요구된다.

2. 자기장이 30 내지 40 Oe보다 작으면, 자화 방향은 회전되지 않는다.

본 방법의 이 실시예에서 자속 집속 수단(20)은 약 70의 인자만큼 자속을 개선시키는데, 도면에는 일정한 비율로 도시되어 있지 않다. 인가된 자기장은 단지 30 Oe이지만, 자속 집속 수단(20)은 자기장을 2000 Oe 이상으로 만든다. 자속이 70의 인자만큼 향상될 수도 있지만, 자속 도체가 크기에 있어 자기 소자의 70배여야 하므로 이것은 일반적으로 아주 실용적이지는 않다. 그 결과, 소형의 센서는 불가능하다.

배향 전에, 자기 소자(2, 3)는 반강자성 재료의 차단 온도 이상의 온도로 가열되며, 그 결과 교환 결합을 통해 고정되는 AAF 층은 반강자성층으로부터 분리된다. Ir₁₉Mn₈₁(교환 바이어싱층)은 온도 변화에서 양호한 안정성이 얻어지게 하는 높은 차단 온도(약 560K)로 인해 교환 바이어싱 재료로 사용된다. AAF 고정층을 사용함으로써, 작은 총 자화에 의해 우수한 자기 안정성이 얻어진다. 가열이 발생하는 온도는 통상적으로 560K 근방이다. 그 다음에, 가열된 자기 소자는 자기장의 세기가 제 1 자기 소자(2)의 교환 바이어싱층의 자화의 방향으로 회전시키기에 충분한 자기장에 노출되고, 제 2 자기 소자(3)의 원래의 자화 방향은 실질적으로 유지된다.

이어서, 자기 소자는 일정한 자기장이 있는 실온에서 냉각된다. 자기 소자를 배향시키는데 사용된 자기장의 통상적인 값은 30 Oe 근방이다.

도 1c에는 아주 바람직한 방법이 도시되어 있다. 자속 집속 수단은 또한 인접하는 자기 소자에서 자속을 차폐하는데 사용된다. 점선은 수직으로 봤을 때, 자속 집속 수단과 자기 소자(2) 사이에 약간의 겹침이 있을 수도 있음을 나타내고 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 이 방법이 사용된다.

도 2에 도시된 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 구성에서, 제 3 자기 소자(4) 및 제 4 자기 소자(5)가 기판 상에 존재한다. 제 1 콘택트(6)와 제 2 콘택트(7) 사이에 있는 제 1 브리지부(8)에서, 제 1 소자(2)와 제 2 소자(3)는 전기적으로 직렬로 배열된다. 제 2 브리지부(9)에서, 제 3 소자(4)와 제 4 소자(5)는 직렬로 배열된다. 제 3 자기 소자(4)와 제 4 자기 소자(5)는, 층 구조에 있어서, 제 1 자기 소자(2)와 제 2 자기 소자(3)와 동일하다.

최종적으로 얻어지는 센서와 관련하여, 그 동작은 GMR 또는 TMR 소자에 기초하며, 휘트스톤 브리지의 출력 신호는, 대각 소자들의 자화축이 균일하게 배향되고, 다른 대각 소자에 대해서는 180도 회전되면 얻어질 수 있다. 자속 집속 수단(20)의 패턴은 적어도 하나의 자기 소자 가까이에 제공되고, 그 후 상기 소자는 인가된 자기장 내에 배향된다. 그러나, 자기 소자들을 개별적으로 배향하는 것은 브리지 구성의 대각 소자들을 동시에 배향하는 것 보다 더 어렵다. 도 2a에 도시된 단면도에서, 자속 집속 수단(20)의 패턴은 제 1 자기 소자(2) 및 대각 소자(4) 가까이에 제공된다. 자속 집속 수단(20)의 패턴은 이 구성에서 자속이 약 4의 인자만큼 개선되도록 한다. 550 Oe의 인가된 자기장은 자기장이 국부적으로 2000 Oe으로 되도록 하며, 그 결과 제 1 자기 소자(2) 및 대각 소자(4)는, 온도가 차단 온도를 초과할 때 브리지 구성 내에서 다른 자기 소자(3, 5)에 대하여 동시에 배향된다.

다른 자기 소자(3, 5)의 자화축이 인가된 자기장에서 약간 회전하는 것을 막기 위해, 자속 차폐 수단이 제공된다. 도 2b에서, 자속 차폐 수단은 에지(22)를 갖는 패턴(21) 형태로 제공된다. 자기 소자들 상에서 거의 수직으로 투영해 보면, 자기 소자(3, 5)는 적어도 본 실시예에서는 에지(22) 내에 완전히 위치한다. 인가된 550 Oe의 자기장에서, 자속은 차폐된 자기 소자(3, 5)에 의해 15 내지 20의 인자만큼 약해지고, 자기장은 30 Oe보다 더 작아진다. 차폐된 자기 소자(3, 5)의 자화축은 원래의 배향으로 유지된다.

자속 집속 패턴(20) 및 자속 차폐 패턴(21)은 동시에 제조될 수 있다. 예를 들어 66nm Ni₈₀Fe₂₀의 도금 베이스 상에, 표준 광학 리소그래피에 의해 저항 패턴이 제공된다. 저항 패턴 사이에, 예를 들어 4nm의 두께를 갖는 Ni₈₀Fe₂₀층이 전기 도금에 의해 제공된다. 이어서, 저항 패턴이 제거되고, 도금 베이스는 에칭된다. Ni₈₀Fe₂₀는 2000의 높은 투자율 값을 갖는다.

차폐 효과를 위해, 패턴된 Ni₈₀Fe₂₀의 소자(消磁) 필드(H_dem)가 자기 소자를배향하는데 사용된 인가된 자기장보다 더 큰 것이 중요하다. 소자 필드는 패턴의 형상에 의존하며, 다음의 근사식 H_dem==t/WB_sat로 표현된다. 여기서, W는 도 2의 차폐 스트립의 폭이다. 도시된 층 구조의 자성층을 배향하기 위하여, 약 2000 Oe의 인가된 자기장이 필요하다. 그 결과, 4nm의 추정 두께에서, 완전한 차폐를 얻기 위해 패턴은 약 18nm의 폭(W)을 갖는다. 자속 차폐 스트립과 자기 소자 간의 거리는 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 거리는 150nm이다.

인가된 자기장에서 고정층(10)의 자화축을 배향한 후에 자속 차폐 수단(21) 및 자속 집속 수단(20의 패턴이 제거될 때 브리지의 감도는 크게 증가된다. 패턴(20, 21)을 형성하는 Ni₈₀Fe₂₀는 필요한 경우 HF가 첨가된 과산화수소 및 인산 용액에서 쉽게 에칭될 수 있다.

패턴(20, 21)을 제거한 후에, 자기장을 측정하는데 적절히 사용될 수 있는 센서가 얻어진다.

선택적으로는, 자속 집속 수단(20)의 패턴은 감도를 더 증가시키기 위해 각가의 자기 소자 가까이에 제공될 수 있다.

도 2에 도시된 반제품(semimanufacture)에서, 제 1 브리지부(8)의 소자들 및 제 2 브리지부(9)의 소자들의 고정층(10)의 자화축(11)은 반대로 배향되고, 제 1 브리지부(8) 내의 소자들은 또한 제 2 브리지부(9) 내의 소자들과 반대로 배향된다. 이 단계에서, 제 1 소자(2)와 동일한 자화축의 배향을 갖는 제 1 브리지부(8)의 제 1 소자(2)와 제 2 브리지부(9)의 소자에 대한 자속 집속 수단(14)으로 인해브리지가 불안정하기 때문에, 이 제품은 반제품(semimanufacture)이라 지칭된다.

상기 브리지의 불안정한 상태는 자속 집속 수단(14)을 제거함으로써 해소되며, 그 수, 자기장을 측정하는데 아주 적절히 사용될 수 있는 센서가 얻어진다. 센서의 제 1 실시예는 도 2c에 도시되어 있다.

브리지 구성에서의 상기 자화 소자의 자화축(11)의 배향에서, GMR 또는 TMR 효과에 기초한 센서는 콘택트(6, 7) 사이에 인가된 전압으로 가장 큰 출력 신호를 제공한다.

도 2의 반제품(semimanufacture)의 실시예에서, 각각의 자기 소자(2, 3, 4, 5)는 금속(17)에 의해 직렬 접속된 다수의 자기 경로(16)를 포함한다. 상기 금속은, 예를 들어 마스크 및 물리적 또는 화학적 에칭에 의해 패터닝되는 Al 또는 Cu이다.

소형 센서를 위한 반제품(semimanufacture)의 도시된 실시예에서, 자속 집속 수단(14)은 다수의 병렬된 스트립(18)이 되도록 구현되어 있다. 스트립의 재료는 고 투자율 및 고 포화 자화를 갖는다. 적절한 재료는 예를 들면, Fe 및 Ni의 합성물이다.

도 2a는, 이 실시예에서, 자기 소자(2, 3, 4, 5) 상에서 윤곽(contour)을 거의 수직으로 투영한 경우에 자속 집속 수단(14)의 윤곽이 적어도 자기 소자의 자기 경로(16)의 실질적으로 외부에 위치되어 있음을 나타내고 있다. 도시된 실시예에서, 자속 집속 스트립(18)은 자기 소자들로부터 수직으로 약 150nm 거리에 있다. 이 구성에서, 통상 폭이 18㎛인 스트립(18)의 폭과 통상 폭이 5㎛인 자기 소자의폭 사이의 비는 약 4의 인자이다. 이 실시예에서, 브리지의 감도는 약 4의 인자만큼 증가한다.

자속 차폐 수단(15)은 예를 들어 랜덤하게 형성된 영역이다. 자속 차폐 수단(15)은 제 1 브리지부(8)의 제 2 소자(3)와, 제 2 소자와 동일한 자화축의 배향을 갖는 제 2 브리지부(9)의 소자를 위해 존재한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 자속 차폐 수단(15)은 다수의 병렬인 스트립(30)이 되도록 구현된다. 스트립(30)이 휘트스톤 브리지 상에 남아 있으면, 이들은 휘트스톤 브리지의 일부 상에서 측정되는 자기장을 완전히 차단한다. 그 결과, 출력 신호의 절반만이 브리지로부터 발생한다. 브리지의 다른 부분 상에서는, 자속 집속기가 위치하고 있으며, 그 결과 브리지의 상기 부분은 도시된 실시예에서 보다 민감한 약 4의 인자로 된다.

자속 차폐 스트립(30)은 바람직하게는 상기 자기 소자로부터 가장 작은 거리에 위치한다. 차폐 효과는 소자들의 각 면 상에 스트립을 배치함으로써 개선된다. 이 실시예에서, 스트립(30)의 크기는, 자기 소자(2, 3, 4, 5) 상의 자속 차폐 수단(15)을 거의 수직으로 투영한 경우에, 자기 소자(2, 3, 4, 5)의 자기 경로(16)가 스트립(30)의 에지(31) 내에 위치하도록 하는 정도이다. 만약 스트립(30)의 재료가 전기 전도성이면, 바람직하게는, 예를 들어 AlOx, SiO₂또는 Si₃N₄의 절연 재료의 박층이 자기 소자와 자기 스트립(30) 사이에 제공된다. 소자들을 최대로 차폐하기 위해, 스트립(30)의 재료는 고 투자율을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, NiFe, CoNBZr, FeAlSi를 사용하면 2000의 투자율 값을 얻을 수 있다.

일반적으로, 인가된 자기장의 가능한 한 많은 자속이 배향 동안에 소자들을 통과하는 대신 스트립(30)을 통과하도록 하기 위해, 영역의 두께는 자기 소자의 두께보다, 예를 들어 100의 인자만큼 초과한다.

센서의 제 2 실시예는 도 3에 도시되어 있다. 도 3에서, 도 2와 대응하는 부분들은 도 2에서와 동일한 참조 번호로 표시되어 있다. 도 3a 도 3b에 반제품(semimanufacture)의 제 2 실시예가 도시되어 있는데, 이것에 의해 아주 소형의 센서가 제조될 수 있다. 반제품(semimanufacture)에서, 자속 집속 수단(14) 및 자속 차폐 수단(15)은 자기 경로 위(도 3b) 또는 아래로(도 3a) 연장되는 스트립(18) 또는 스트립(30)이 되도록 구현된다.

도 3c에 도시된 센서는 아주 소형이며, 최소한의 공간을 차지한다. 각각의 자기 소자(2, 3, 4, 5)의 자기 경로(16)는 구불구불한 형상이다. 이들 구불구불한 형상들은 포개진다. 제 2 실시예에서는, 이들 구불구불한 형상이 U 형상이 되도록 굽혀져 있다.

도 4는 도 2c에 도시된 제 1 실시예에 따른 GMR 휘트스톤 브리지의 출력 전압을 도시하고 있다. 5V의 바이어스 전압에서, 센서는 20℃ 내지 200℃의 큰 온도 범위에 걸쳐서 작은 자기장에 대해서는 선형 출력 특성을 갖는다. 작은 자기장은 정확하게 측정될 수 있다. 히스테리시스가 작고 오프셋 전압 편차가 0.7V/K인 경우 GMR 효과는 6%이다.

Claims (20)

1. 제 2 자기 소자(3)에 대해 제 1 자기 소자(2)의 자화축(an axis of magnetization)을 배향하는(orienting) 방법 -상기 제 1 자기 소자(2) 및 상기 제 2 자기 소자(3)는 기판 상에 제공되며, 각각의 상기 자기 소자(2, 3)는 자화축(11)을 갖는 자성층(10)을 포함함- 에 있어서,

   상기 제 1 자기 소자(2)의 상기 자성층(10)의 상기 자화축(11)은 적어도 상기 제 1 자기 소자(2) 근방에 자속 집속 수단(flux-concentrating means)(20)을 제공하고 이어서 자기장을 인가함으로써 배향되는 자화축 배향 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자기 소자(2, 3)는 상기 제 1 자기 소자(2)의 상기 자화축(11)이 상기 인가된 자기장의 방향과 동일한 방향으로 평행하게 연장되도록 배향되는 온도로 가열되는 자화축 배향 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 자화축(11)의 배향은 상기 자기장이 존재할 때 냉각에 의해 고정되는 자화축 배향 방법.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 자기장 측정을 위한 센서 제조 방법에 있어서,

   제 3 자기 소자(4) 및 제 4 자기 소자(5)가 상기 기판(1) 상에 제공되고, 상기 제 3 및 제 4 자기 소자는 상기 제 1 소자(2) 및 상기 제 2 소자(3)와 함께 브리지 구성을 형성하고, 상기 브리지 구성은 상기 제 1 소자(2) 및 상기 제 2 소자(3)는 직렬로 배열되어 있는 제 1 콘택트(6)와 제 2 콘택트(7) 사이의 제 1 브리지부(8)와, 상기 제 3 소자(4) 및 제 4 소자(5)가 직렬로 배열되어 있는 제 2 브리지부(9)를 포함하고, 상기 제 3 자기 소자(4) 및 제 4 자기 소자(5)는 또한 자화축(11)을 갖는 적어도 하나의 자성층(10)을 포함하는 센서 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   자속 집속 수단(20)의 상기 패턴은 상기 제 1 콘택트(6)에 인접한 상기 제 1 브리지의 상기 제 1 자기 소자(2) 가까이에 제공되고, 자속 집속 수단(20)의 유사한 패턴이 상기 제 2 콘택트(7)에 인접한 상기 제 2 브리지부(9)의 자기 소자 가까이에 제공되고, 상기 자기 소자(2, 3, 4, 5) 상에서 이들을 실질적으로 수직으로 투영한 경우에 상기 소자들은 실질적으로 겹침이 없는 센서 제조 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 제 2 콘택트(7)에 인접한 상기 제 1 브리지부(8)의 상기 제 2 자기 소자(3) 가까이에 자속 차폐 수단(21)이 형성되고, 자속 집속 수단(20)의 유사한 패턴이 상기 제 1 콘택트(7)에 인접한 상기 제 2 브리지부(9)의 상기 자기 소자 가까이에 제공되고, 상기 자속 차폐 수단의 패턴은 에지(22)를 가지며, 상기 자기 소자(2, 3, 4, 5) 상에 이들을 실질적으로 수직으로 투영한 경우, 상기 자기 소자는 실질적으로 상기 에지(22) 내에 위치하는 센서 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 자속 집속 수단(20)의 패턴 및 상기 자속 차폐 수단(21)의 패턴은 동시에 형성되는 센서 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 패턴(20, 21)은 비교적 높은 투자율을 갖는 하나의 재료층(24)으로 이루어지는 센서 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   자속 집속 수단(20)의 패턴 및 자속 차폐 수단(21)의 패턴은 상기 인가된 자기장에서 상기 자성층(10)의 상기 자화축을 배향한 후 제거되는 센서 제조 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 자속 집속 수단(20)의 패턴은 각각의 자기 소자(2, 3, 4, 5) 가까이에 제공되는 센서 제조 방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 자속 차폐 수단(20)은 각각의 자기 소자(2, 3, 4, 5) 가까이에 제공되는 센서 제조 방법.
12. 제 5 항 또는 제 6 항에 청구된 방법을 이용하여 얻어진 반제품(semimanufacture)에 있어서,

    상기 자기 소자의 자화축(11)은 상기 방법을 이용하여 배향되는 반제품.
13. 센서를 획득하기 위한 반제품(semimanufacture)에 있어서,

    상기 센서는 기판(1)과, 브리지 구성으로 상기 기판(1) 상에 제 1 자기 소자(2), 제 2 자기 소자(3), 제 3 자기 소자(4) 및 제 4 자기 소자(5)를 포함하고, 상기 브리지 구성은 제 1 콘택트(6) 및 제 2 콘택트(7) 사이에 상기 제 1 소자(2) 및 제 2 소자(3)가 직렬로 배열되어 있는 제 1 브리지부(a first bridge portion)(8)와 상기 제 3 소자(4) 및 제 4 소자(5)가 직렬로 배열되어 있는 제 2 브리지부(9)를 포함하고, 상기 자기 소자들 각각은 자화축(11)을 갖는 적어도 하나의 자성층(10)을 포함하며, 상기 제 1 브리지부(8) 내의 소자들(2, 3)의 자성층(10)의 자화축 및 상기 제 2 브리지부(9) 내의 상기 소자들(4, 5)의 자성층의 자화축은 반대 방향으로 배향되고, 각각의 콘택트(6, 7) 가까이에서 상기 제 1 브리지부(8)의 상기 소자의 자화축(11)은 상기 제 2 브리지부(9)의 상기 소자의 상기 자화축과 반대로 배향되되,

    상기 제 1 브리지부(8)의 상기 제 1 소자(2) 및 상기 제 1 소자(2)와 동일한 자화축의 배향을 갖는 상기 제 2 브리지부(9)의 상기 소자에 자속 집속 수단(14)이 제공되어 있는 반제품.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제 1 브리지부(8)의 상기 제 2 소자(3) 및 상기 제 2 소자(3)와 동일한자화축(11)의 배향을 갖는 상기 제 2 브리지부(9)의 상기 소자에 자속 차폐 수단(18)이 제공되어 있는 반제품.
15. 제 13 항에 있어서,

    각각의 자기 소자(2, 3, 4, 5)는 금속(17)과 직렬로 접속되어 있는 적어도 하나의 자기 경로(16)를 포함하는 반제품.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 자속 집속 수단(14)은 다수의 병렬 스트립(18)을 포함하고, 상기 스트립(18)은 윤곽(19)을 가지며, 상기 자기 소자(2, 3, 4, 5) 상에 상기 자속 집속 수단(14)을 실질적으로 수직으로 투영하는 경우에 상기 자기 소자들은 실질적으로 겹침이 없는 반제품.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

    상기 자속 차폐 수단(15)은 다수의 병렬 스트립(30)을 포함하며, 상기 스트립은 에지(31)를 가지며, 상기 자기 소자(2, 3, 4, 5) 상에 상기 자속 차폐 수단(15)을 실질적으로 수직으로 투영한 경우에 상기 자기 소자(2, 3, 4, 5)의 상기 자기 경로가 실질적으로 상기 에지(31) 내에 위치하는 반제품.
18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    각각의 자기 소자(2, 3, 4, 5)는 구불구불한 형상(a meander)을 형성하며, 상기 구불구불한 형상은 포개지는 반제품.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 구불구불한 형상은 굽혀져서 U 형상이 되는 반제품.
20. 자기장 측정용 센서에 있어서,

    기판(1)과, 브리지 구성으로 상기 기판(1) 상에 제 1 자기 소자(2), 제 2 자기 소자(3), 제 3 자기 소자(4) 및 제 4 자기 소자(5)를 포함하고, 상기 브리지 구성은 제 1 콘택트(6) 및 제 2 콘택트(7) 사이에 상기 제 1 소자(2) 및 제 2 소자(3)가 직렬로 배열되어 있는 제 1 브리지부(a first bridge portion)(8)와 상기 제 3 소자(4) 및 제 4 소자(5)가 직렬로 배열되어 있는 제 2 브리지부(9)를 포함하고, 상기 자기 소자들 각각은 적어도 자화축(11)을 갖는 자성층(10)을 포함하며, 상기 제 1 브리지부(8) 내의 상기 소자들(2, 3)의 자성층(10)의 상기 자화축및 상기 제 2 브리지부(9) 내의 상기 소자들(4, 5)의 자성층의 자화축은 반대 방향으로 배향되고, 각각의 콘택트(6, 7) 가까이에서 상기 제 1 브리지부(8)의 상기 소자의 자화축(11)은 상기 제 2 브리지부(9)의 상기 소자와 반대로 배향되되,

    각각의 자기 소자에 자속 집속 수단(14)이 제공되어 있는 반제품.