TWI616007B - 對磁場具有改良響應的自旋閥磁阻元件 - Google Patents

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Abstract

自旋閥磁阻元件具有偶數個自由層結構，相對於有關聯的被釘扎層，該自由層結構之一半具有反鐵磁性耦合，且其另一半具有鐵磁性耦合。該不同耦合係具有個別厚度不同之偶數個不同間隔層的結果。

Description

對磁場具有改良響應的自旋閥磁阻元件
本發明大致上有關自旋電子設備磁阻元件，且更特別地是，有關自旋閥巨磁阻(GMR)元件及自旋閥隧道磁阻(TMR)元件，其具有二或更多有效區，以對磁場提供改良的響應。
如在此中所使用，該“磁場感測元件”一詞被使用於敘述可感測磁場之各種電子元件。一種此磁場感測元件係磁阻(MR)元件。該磁阻元件具有關於被該磁阻元件所經歷的磁場而改變之電阻。
如被得知，有不同型式的磁阻元件，譬如，半導體磁阻元件、諸如銻化銦(InSb)、巨磁阻(GMR)元件、各向異性磁阻元件(AMR)、及亦被稱為磁性隧道接面(MTJ)元件之隧道磁阻(TMR)元件。
關於這些磁阻元件，該GMR及該TMR元件以自旋電子設備操作(亦即，電子自旋)，在此該電阻係有關藉由 非磁性層所分開的不同磁性層之磁性取向。於自旋閥組構中，該電阻係有關所謂“自由層”分別對於所謂“參考層”的另一層之磁化的角方向。該自由層及該參考層係在下面被更充分地敘述。
該磁阻元件可為單一元件，或另一選擇係，可包括被配置在各種組構、例如半電橋或全(惠斯登)電橋中之二或更多磁阻元件。
如在此中所使用，該“磁場感測器”一詞被使用於敘述使用磁場感測元件的電路，且大致上與其他電路組合。於典型之磁場感測器中，該磁場感測元件及其他電路可被整合在共用基板上。
磁場感測器被使用於各種應用，包括、但不限於感測磁場的方向之角度的角度感測器；感測藉由載電流導體所載送之電流所產生的磁場之電流感測器；感測鐵磁性物體的接近度之磁性開關；感測通過鐵磁性物件、譬如環磁鐵或鐵磁性標靶(例如齒輪齒)的磁域之旋轉偵測器，在此該磁場感測器係與反饋偏壓的或另一磁鐵組合地使用；及感測磁場之磁場密度的磁場感測器。
各種參數描繪磁場感測器之性能及磁場感測元件的特徵。相對於磁場感測元件，該參數包括敏感性，其係磁場感測元件響應一磁場之輸出信號中的變化；及線性度，其係磁場感測器之輸出信號對該磁場線性地變動(亦即，成正比)的程度。
GMR及TMR元件係已知的，以譬如比較於霍爾元件 具有相當高之敏感性。GMR及TMR元件係亦已知的，以具有適當良好之線性度，但超過磁場的限制範圍，比超過霍爾元件能操作之範圍更受限於範圍中。然而，其係已知甚至在磁場的受限制範圍中，該GMR或TMR元件之線性度遭受不規則部份。其係亦已知一些GMR及TMR元件傾向於在高溫度儲存之後改變行為。如此，其將為想要的是提供用於線性度不規則部份被減少及用於高溫儲存具有減少之效應的GMR或TMR元件。
傳統GMR及TMR元件，且尤其是自旋閥係已知亦具有不想要之磁滯現象行為，其減少磁場或電流測量的其準確性。如此，其將亦想要的是提供具有減少之磁滯現象的GMR或TMR元件。
傳統GMR及TMR元件、且尤其是自旋閥係亦已知具有磁性不對稱，其可導致輸出信號之非百分之五十的工作循環。如此，其將為想要的是提供具有改良之磁性對稱的GMR或TMR元件。
本發明提供GMR或TMR元件(或任何自旋電子設備磁阻元件)用於該等線性度不規則部份被減少，磁滯現象行為被強烈地減少，及用於該高溫及高場儲存條件具有減少之效應。於一些實施例中，本發明亦可提供具有改良的磁性對稱之GMR或TMR元件(或任何自旋電子設備磁阻元件)。
按照對於了解本發明的態樣有用之範例，被沈積在基板上的磁阻元件可包括：偶數個自由層結構，該偶數個自由層結構包含第一及第二自由層結構；偶數個間隔層，該偶數個間隔層包含第一及第二間隔層；及偶數個被釘扎層結構，該偶數個被釘扎層結構包含第一及第二被釘扎層結構，其中該偶數個自由層結構、該偶數個間隔層、及該偶數個被釘扎層結構被設置在堆疊層中，其中第一間隔層係由具有第一厚度之第一材料所構成，該第一材料及該第一厚度被選擇，以在該第一被釘扎層結構與該第一自由層結構之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第一被選擇之耦合，且其中該第二間隔層係由具有第二厚度的第二材料所構成，所選擇之該第二材料及該第二厚度在該第二被釘扎層結構與該第二自由層結構之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第二被選擇之耦合。
於一些實施例中，該上面磁阻元件能以任何組合包括以下態樣的一或多個。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二間隔層係由釕(Ru)所構成。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米或約2.3奈米至約3.0奈米的範圍中，且其中該第二被選擇厚度係於約1.7奈米至約2.3奈米或約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第二被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米或約2.3奈米至約3.0奈米的範圍中，且其中該第一被選擇厚度係於約1.7奈米至約2.3奈米或約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
於一些實施例中，該上面的磁阻元件可包括：奇數個釘扎層，包含至少第一、第二、及第三釘扎層，該第一及第二釘扎層分別磁性地耦合至該第一及第二被釘扎層結構；其中該偶數個被釘扎層結構另包含第三及第四被釘扎層結構，其中該第三釘扎層係磁性地耦合至該第三及第四被釘扎層結構兩者的共用釘扎層。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二釘扎層係由PtMn所構成。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第三釘扎層係 由PtMn所構成。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二釘扎層的退火磁性方向係彼此平行，且其中該第三釘扎層之退火磁性方向相對該第一及第二釘扎層的退火磁性方向係九十度。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該磁阻元件的至少一部份具有磁軛形狀。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該磁軛形狀的長度(L)及該磁軛形狀之橫側支臂的長度(d)之每一者係該磁軛形狀的該寬度(w)之至少三倍，且該磁軛形狀的寬度(w)係在約一微米及約二十微米之間，其中該長度(L)係該磁軛形狀的最長尺寸。
按照對於了解本發明之態樣有用的另一範例，製造磁阻元件之方法可包括：將該磁阻元件沈積在基板上，該磁阻元件包含：偶數個自由層結構，該偶數個自由層結構包含第一及第二自由層結構；偶數個間隔層，該偶數個間隔層包含第一及第二間隔層；及偶數個被釘扎層結構，該偶數個被釘扎層結構包含第一及第二被釘扎層結構，其中該偶數個自由層結構、該偶數個間隔層、及該偶數個被釘扎層結構被設置在堆疊層中，其中第一間隔層係由具有第一厚度之第一材料所構成，該第一材料及該第一厚度被選擇，以在該第一被釘扎 層結構與該第一自由層結構之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第一被選擇之耦合，且其中該第二間隔層係由具有第二厚度的第二材料所構成，所選擇之該第二材料及該第二厚度在該第二被釘扎層結構與該第二自由層結構之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第二被選擇之耦合，其中該方法另包含：將該磁阻元件退火。
於一些實施例中，該上面方法能以任何組合包括以下態樣的一或多個。
於該上面方法之一些實施例中，該第一及第二間隔層係由Ru所構成。
於該上面方法之一些實施例中，該第一被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米或約2.3奈米至約3.0奈米的範圍中，且其中該第二被選擇厚度係於約1.7奈米至約2.3奈米或約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
於該上面方法之一些實施例中，該第二被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米或約2.3奈米至約3.0奈米的範圍中，且其中該第一被選擇厚度係於約1.7奈米至約2.3奈米或約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
於該上面方法之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
於該上面方法之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
於該上面方法之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
於該上面方法之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
於該上面方法之一些實施例中，該被沈積的磁阻元件另包含：奇數個釘扎層，包含至少第一、第二、及第三釘扎層，該第一及第二釘扎層分別磁性地耦合至該第一及第二被釘扎層結構；其中該偶數個被釘扎層結構另包含第三及第四被釘扎層結構，其中該第三釘扎層係磁性地耦合至該第三及第四被釘扎層結構兩者的共用釘扎層。
於該上面方法之一些實施例中，該第一及第二釘扎層係由PtMn所構成。
於該上面方法之一些實施例中，該第三釘扎層係由PtMn所構成。
於該上面方法之一些實施例中，該退火包含：將彼此平行的該第一及第二釘扎層之磁性方向退火；及相對該第一及第二釘扎層的該退火磁性方向，將該第三釘扎層之磁性方向退火至為九十度。
於一些實施例中，該上面方法另包含佈圖該磁阻元件，以具有磁軛形狀。
於該上面方法之一些實施例中，該磁軛形狀的長度 (L)及該磁軛形狀之橫側支臂的長度(d)之每一者係該磁軛形狀的該寬度(w)之至少三倍，且該磁軛形狀的寬度(w)係在約一微米及約二十微米之間，其中該長度(L)係該磁軛形狀的最長尺寸。
按照對於了解本發明之態樣有用的另一範例，磁阻元件可包括：基板；第一被釘扎層結構，設置在該基板之上；第一間隔層，設置在該第一被釘扎層結構之上；第一自由層結構，設置在該第一間隔層之上；反鐵磁性層，設置在該第一自由層結構之上；第二自由層，設置在該反鐵磁性層之上；第二間隔層，設置在該第二自由層結構之上；及第二被釘扎層結構，設置在該第二間隔層之上；其中該第一間隔層係由具有第一被選擇厚度的第一被選擇材料所構成，以在該第一被釘扎層結構與該第一自由層結構之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第一被選擇之耦合，且其中該第二間隔層係由具有第二不同被選擇厚度的該第一被選擇材料所構成，以在該第二被釘扎層與該第二自由層之間導致該反鐵磁性耦合或該鐵磁性耦合的第二不同之耦合。
於一些實施例中，該上面磁阻元件能以任何組合包括以下態樣的一或多個。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二間 隔層係由Ru所構成。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米或約2.3奈米至約3.0奈米的範圍中，且其中該第二被選擇厚度係於約1.7奈米至約2.3奈米或約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第二被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米或約2.3奈米至約3.0奈米的範圍中，且其中該第一被選擇厚度係於約1.7奈米至約2.3奈米或約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
於該上面磁阻元件之一些實施例中，該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
100‧‧‧曲線圖
102‧‧‧曲線/轉移函數
102a‧‧‧線性區域
102b‧‧‧上飽和點
102c‧‧‧下飽和點
102d‧‧‧區域
102e‧‧‧區域
104‧‧‧階梯狀部分
200‧‧‧自旋閥巨磁阻元件
202‧‧‧種晶層
204‧‧‧釘扎層
206‧‧‧被釘扎層
206a‧‧‧被釘扎層
206b‧‧‧間隔層
206c‧‧‧被釘扎層
208‧‧‧間隔層
210‧‧‧自由層
210a‧‧‧自由層
210b‧‧‧自由層
212‧‧‧覆蓋層
214‧‧‧箭頭
300‧‧‧自旋閥巨磁阻元件
302‧‧‧種晶層
304‧‧‧釘扎層
306‧‧‧被釘扎層
308‧‧‧間隔層
310‧‧‧自由層
310a‧‧‧自由層
310b‧‧‧自由層
312‧‧‧間隔層
314‧‧‧被釘扎層
316‧‧‧釘扎層
318‧‧‧覆蓋層
400‧‧‧自旋閥巨磁阻元件
402‧‧‧種晶層
404‧‧‧釘扎層
406‧‧‧被釘扎層
406a‧‧‧被釘扎層
406b‧‧‧間隔層
406c‧‧‧被釘扎層
408‧‧‧間隔層
410‧‧‧自由層
410a‧‧‧自由層
410b‧‧‧自由層
412‧‧‧間隔層
414‧‧‧被釘扎層
416‧‧‧釘扎層
418‧‧‧覆蓋層
500‧‧‧磁軛
501‧‧‧主要部分
502‧‧‧箭頭
504‧‧‧箭頭
506‧‧‧支臂
508‧‧‧支臂
512‧‧‧橫側支臂
514‧‧‧橫側支臂
600‧‧‧磁場感測器
602‧‧‧物體/環磁鐵
700‧‧‧製程
702‧‧‧方塊
704‧‧‧元件
706‧‧‧方塊
708‧‧‧方塊
800‧‧‧製程
900‧‧‧製程
1000‧‧‧自旋閥巨磁阻元件
1100‧‧‧自旋閥巨磁阻元件
1102‧‧‧反鐵磁性結構
1102a‧‧‧被釘扎層
1102b‧‧‧間隔層
1102c‧‧‧被釘扎層
1200‧‧‧自旋閥巨磁阻元件
1300‧‧‧曲線圖
1302‧‧‧轉移曲線
1304‧‧‧轉移曲線
1400‧‧‧曲線圖
1402‧‧‧轉移曲線
1404‧‧‧轉移曲線
1500‧‧‧曲線圖
1502‧‧‧轉移曲線
1504‧‧‧轉移曲線
1600‧‧‧曲線圖
1602‧‧‧轉移曲線
1604‧‧‧轉移曲線
1700‧‧‧雙重自旋閥磁阻元件
1702‧‧‧部份
1704‧‧‧部份
1706‧‧‧釘扎層
1708‧‧‧間隔層
1710‧‧‧間隔層
1800‧‧‧曲線圖
1802‧‧‧轉移曲線
1804‧‧‧轉移曲線
1900‧‧‧曲線圖
1902‧‧‧轉移曲線
1904‧‧‧轉移曲線
2000‧‧‧雙重自旋閥磁阻元件
2002‧‧‧部份
2004‧‧‧部份
2006‧‧‧釘扎層
2008‧‧‧間隔層
2009‧‧‧間隔層
2010‧‧‧間隔層
2100‧‧‧自旋閥
本發明的以下特色、以及本發明本身可由該等圖面之以下詳細敘述被更充分地了解，其中：圖1係曲線圖，顯示巨磁阻(GMR)元件的理想及實 際轉移特性；圖2係方塊圖，顯示具有單一被釘扎配置之傳統先前技術領域GMR元件的各層；圖3係方塊圖，顯示具有雙重被釘扎配置之傳統先前技術領域GMR元件的各層；圖4係方塊圖，顯示具有特別之雙重被釘扎配置的磁阻元件之範例的各層；圖5係具有一磁軛形狀之磁場感測元件的俯視示意圖，該磁軛形狀於一些實施例中能敘述圖4、10或11之磁阻元件的形狀；圖6係被放置在磁性標靶上方用於轉速測量之磁阻元件磁場感測器的方塊圖；及圖7係流程圖，顯示能被使用於形成圖4、5、10及11之雙重被釘扎GMR元件的製程步驟之範例；圖8及9係流程圖，顯示能被使用於形成圖4、5、10及11之雙重被釘扎GMR元件的交互製程步驟之範例；圖10係方塊圖，顯示具有特別的雙重被釘扎配置之磁阻元件的另一範例之各層，而具有與圖4的配置大致上顛倒之層疊；圖11係方塊圖，顯示具有特別的雙重被釘扎配置之磁阻元件的又另一範例之各層；圖12係方塊圖，顯示具有特別的雙重被釘扎配置之磁阻元件的另一範例之各層，而具有與圖11的配置大致 上顛倒之層疊；圖13係曲線圖，顯示以於橫向方向中的磁場所取得之圖4的磁阻元件之代表性轉移曲線；圖14係曲線圖，顯示以於縱長方向中的磁場所取得之圖4的磁阻元件之代表性轉移曲線；圖15係曲線圖，顯示具有該大致上顛倒的層疊之圖10的磁阻元件之代表性轉移曲線，相對於圖13在該相反方向中有一偏向，並以於橫向方向中的磁場所取得；圖16係曲線圖，顯示具有該大致上顛倒的層疊之圖10的磁阻元件之代表性轉移曲線，相對於圖14在該相反方向中有一偏向，並以於縱長方向中的磁場所取得；圖17係方塊圖，顯示具有雙重(或二重)自旋閥堆疊之磁阻元件的範例之各層；圖18係曲線圖，顯示以於橫向方向中的磁場所取得之圖17的磁阻元件之代表性轉移曲線；圖19係曲線圖，顯示以於縱長方向中的磁場所取得之圖17的磁阻元件之代表性轉移曲線；圖20係方塊圖，顯示具有不同的雙重自旋閥堆疊之磁阻元件的另一範例之各層；及圖21係方塊圖，顯示具有雙重自旋閥配置的先前技術領域磁阻元件之各層。
在敘述本發明之前，應注意的在此中有時候參考具有 特別形狀(例如磁軛形)之GMR或TMR元件。然而，一普通熟習該技術領域者將了解在此中所敘述的技術係可適用於各種大小及形狀。
如在此中所使用，該“非等向性”或“各向異性”一詞意指鐵磁性或亞鐵磁性層當其未經歷額外的外場時之磁化傾向於定位的特別軸線或方向。軸向非等向性可為藉由結晶狀效應或藉由形狀非等向性所建立，其兩者允許磁場之二同等方向。方向非等向性亦可在鄰接層中被建立，譬如，藉由反鐵磁性層，其僅只允許沿著該鄰接層中的特定軸之單一磁場方向。
由於該上面，其將被了解因缺少外場，磁性層中的非等向性之導入導致強迫該磁性層的磁化將沿著該非等向性被對齊。萬一為GMR或TMR元件，方向非等向性譬如響應外部磁場而提供一獲得磁性層中的磁場之同調旋轉的能力，其具有抑制該對應元件之磁滯現象行為的性質。
如在此中所使用，該“磁場感測元件”一詞被使用於敘述可感測磁場之各種電子元件。磁阻元件係磁場感測元件的其中一種。
如在此中所使用，該“磁場感測器”一詞被使用於敘述一使用磁場感測元件之電路，其大致上與其他電路組合。磁場感測器被使用於各種應用中，包括、但不限於感測磁場的方向之角度的角度感測器、感測藉由載電流導體所載送之電流所產生的磁場之電流感測器、感測鐵磁性物體的接近度之磁性開關、感測通過鐵磁性物件、譬如環磁 鐵的磁域之旋轉偵測器、及感測磁場之磁場密度的磁場感測器。
在此中所敘述之結構及方法應用至GMR及TMR磁阻元件兩者。然而，應被了解該相同或類似結構及方法能應用至其他現在已知或稍後被發現的自旋電子設備磁阻元件。這特別地包括氧化物基之自旋電子設備結構。
現在參考圖1，曲線圖100具有水平軸，其設有以毫特士拉(mT)為磁場單位的比例尺；及直立軸，其設有以任意單位為電阻單位之比例尺。
曲線102係理想GMR元件的轉移函數、亦即電阻對藉由該GMR元件所經歷之磁場的代表。該轉移函數102在上飽和點102b及下飽和點102c之間具有線性區域102a。區域102d、102e係於飽和中。應被了解該線性區域102a係一理想的線性區域。再者，理想之GMR元件為給定的場呈現相同之電阻值，而與其磁性歷史無關。
階梯狀部分、例如階梯狀部分104係該GMR元件的實際轉移函數之代表。超出該飽和點102b、102c，藉由該階梯狀部分104所代表的實際轉移函數與該飽和區域102d、102e合併。
該階梯狀部分104係不想要的。該階梯狀部分104起因於GMR元件中之所謂自由層內的磁域之磁性行為。該自由層的行為會同圖2被更充分地敘述在下面。
雖然該階梯狀部分104被顯示為有著相等間距及相等階梯狀部分高度的規則階梯狀部分，該階梯狀部分104亦 可為不規則的，具有不相等之間距及不相等的階梯狀部分高度(亦即，量值)。該階梯狀部分通常對應於局部之磁滯特性及該自由層的可再生之局部旋轉。
現在參考圖2，傳統先前技術領域GMR元件200包括設置在基板上方的複數層。該基板之上表面在圖2的底部被顯示為最低線。
在圖2之左側上，每一層係藉由功能名字所識別。在該右側上，圖2被顯示可形成該功能層的子層之磁性特徵。大致上，磁性材料可具有各種磁性特徵，且能被包括、但不限於鐵磁性、反鐵磁性、及非磁性的各種名詞所分類。在此中不詳細地敘述各種型式之磁性材料。然而，在此總而言之，鐵磁性材料係一種在該鐵磁性材料內的原子之磁矩傾向於為平行及在該同一方向中平均對齊者，導致該鐵磁性材料的非零淨值磁性磁化。
像銅、銀、及金之大部份材料係抗磁性材料，其不會顯示出淨值磁化。這些材料傾向於呈現與所施加的(外部)磁場相反及成比例之非常微弱的磁化。抗磁性材料亦被所謂非磁性材料。
反鐵磁性材料係一種在該鐵磁性材料內之磁矩傾向於為平行及但於相反方向中平均對齊者，導致零淨值磁化。
如所顯示，該傳統先前技術領域GMR元件200可包括被設置在該基板之上的種晶層202、被設置在該種晶層202之上的反鐵磁性釘扎層204、及設置在該反鐵磁性釘扎層204之上的被釘扎層206。該被釘扎層206可為由第 一鐵磁性被釘扎層206a、第二鐵磁性被釘扎層206c、及被設置在其間之間隔層206b所構成。
該傳統GMR元件200亦可包括設置在該第二鐵磁性被釘扎層206c之上的間隔層208、及被設置在該間隔層208之上的自由層210。該間隔層206b係非磁性金屬層。該間隔層208係亦非磁性層，其可為用於GMR之金屬或用於TMR的絕緣體。該自由層210可為由第一鐵磁性自由層210a及第二鐵磁性自由層210b所構成。
覆蓋層212能被設置在該自由層210之上，以保護該GMR元件200。
該傳統先前技術領域GMR元件200的各層之厚度的範例係以奈米被顯示。該傳統先前技術領域GMR元件之各層的材料之範例係藉由原子符號所顯示。
在一些層內，箭頭被顯示，其係當該GMR元件200未經歷外部磁場時的各層之磁場方向的指示或方向。出自該頁面之箭頭被指示為圓圈內的點，且進入該頁面之箭頭被指示為圓圈內的十字形記號。
由該底部向上取得該等層，該種晶層202被使用於至該基板上提供規則之結晶狀結構，該基板影響在上面的各層之晶體性質。
相對於該反鐵磁性釘扎層204，該反鐵磁性釘扎層204內的子層(亦即，層部份)傾向於具有磁場，其指向於藉由左及右箭頭所指示之交替的不同方向，導致該反鐵磁性釘扎層具有零之淨磁場。該反鐵磁性釘扎層204的頂 部表面傾向於具有在一方向中指向之磁矩，在此被顯示至該左側。
相對於該被釘扎層206，該第一鐵磁性被釘扎層206a傾向於耦合至該反鐵磁性釘扎層204的頂部表面，且如此，該第一鐵磁性被釘扎層206a中之磁場可在該反鐵磁性釘扎層204的頂部表面平行於該磁矩被對齊，在此被顯示至該左側。
由於該第一及第二鐵磁性被釘扎層206a、206c間之間隔層206b的存在，該第二鐵磁性被釘扎層206c傾向於與該第一鐵磁性被釘扎層206a反鐵磁性地耦合，且如此，其具有指向於另一方向中之磁場，在此被顯示指向該右側。該三層206a、206b、206c的組合能被稱為合成之反鐵磁性結構或層。
因缺少外部磁場，該第一及第二自由層210a、210b具有指向離開該頁面的個別磁場。此指向方向能藉由沿著指向離開該頁面的方向建立特定之非等向性而被達成。該非等向性能藉由GMR元件的形狀所建立。譬如，該非等向性能藉由佈圖該GMR元件200(俯視圖)、或藉由結晶狀或磁性非等向性而被建立，以具有磁軛形狀。磁軛形狀係會同圖5在下面被更充分地敘述。藉由所建立之磁軛形狀，該自由層210具有優先軸(磁軛軸)。如果該磁軛軸係垂直於該參考磁化，交叉的非等向性能被達成，其允許在大約該自由層非等向性之場延伸上獲得線性響應。
於操作中，當該傳統GMR元件200被暴露至指向於 箭頭214的方向中之外部磁場時，該鐵磁性自由層210a、210b中的磁場傾向於旋轉至右側，以變得與該第二鐵磁性被釘扎層206c中之磁場指向方向更對齊(或完全對齊、亦即指向該右側)。然而，該被釘扎層206中的磁場係藉由該反鐵磁性釘扎層所釘扎且不會旋轉。該鐵磁性自由層210a、210b中之磁場的旋轉量視該外部磁場之量值而定。該鐵磁性自由層210a、210b中的磁場與該第二鐵磁性被釘扎層206c中之磁場的方向之增加的對齊傾向於造成該GMR元件200之電阻較低。尤其是，電阻傾向於主要地在該第一自由層210a中、於該第二(Cu)間隔層208中、及在該第二鐵磁性(例如CoFe)被釘扎層206c中變動。
反之，當該GMR元件被暴露至指向該箭頭214的相反方向之外場，該自由層210中的磁場傾向於旋轉至該左側，以變得與該第二鐵磁性被釘扎層206c中之磁場指向方向更非對齊(或完全非對齊，亦即指向該左側)。該旋轉量視該外部磁場的量值而定。該鐵磁性自由層210a、210b中之磁場與該第二鐵磁性被釘扎層206c中之磁場的方向之增加的非對齊傾向於造成該GMR元件200之電阻較高。
由於該上面，簡短地參考圖1，其將被了解因缺少外部磁場，該GMR元件200的電阻係在該線性區域102a之中心，且該電阻可移至該轉移特徵曲線102上的右側或左側(亦即，較低或較高)，視該外部磁場214之方向而 定。當諸層的完全對齊或完全非對齊被達成時，該GMR元件200將為分別在該下飽和區域102e或該上飽和區域102d中。
大致上，該鐵磁性自由層210a、210b傾向於自然地具有複數個磁域，包括、但不限於具有指向於第一方向中的磁場之第一複數個磁域、及具有指向於一或多個其他方向中的磁場之第二複數個磁域。該鐵磁性自由層210a、210b中的第一複數個磁域具有與該自由層210之淨磁場對齊的磁場指向方向，當該GMR元件200未被暴露至外部磁場時被顯示為將離開該頁面，但其當該GMR元件200被暴露至磁場時能旋轉。如上述，該第一複數個磁域之磁場指向方向響應於該外部磁場旋轉。第二複數個磁域傾向於具有指向於一或更多其他方向中的磁場指向方向。
僅只陳述之，相對於圖1的階梯狀部分104，當不在該第一複數個磁域內(例如係在該第二複數個磁域內)的磁域之一或多個、亦即具有不指向於該鐵磁性自由層210a、210b中的淨磁場之方向中的磁場之磁域的一或多個突然地於方向中快動(亦即，跳躍)以變成與該鐵磁性自由層210a、210b中之磁場的淨磁場指向方向對齊時，每一階梯狀部分被產生，無論何處該鐵磁性自由層210a、210b中之淨場可響應於外部磁場被指向(亦即，能已旋轉)。然而，具有不指向於該鐵磁性自由層210a、210b中的淨磁場之方向中的磁場之磁域的一或多個在方向中更緩慢地過渡至變得與該鐵磁性自由層 210a、210b中之磁場的淨磁場指向方向對齊係亦可能的，在該案例中，圖1之階梯狀部分的一或多個將為比那些所顯示者較不陡峭的、但仍是不想要的。如此，其將為想要的是減少該自由層210中之許多磁域，其指向在異於該自由層210中的淨磁場之方向的方向(亦即，減少該第二複數個磁域內之磁域的數量)。此減少將導致更少之階梯狀部分104、較小的階梯狀部分104、或沒有階梯狀部分104。
為了減少指向在異於該自由層之淨磁場的方向中之方向的自由層210中之磁域的數目、亦即為了減少指向在異於離開該頁面之方向中的磁域之數目，外部偏向磁鐵能被使用。當作另一選擇，複數層能被加至該基本的GMR元件200，以便達成具有所謂之“雙重被釘扎”配置的設備間堆疊磁性偏向。
現在參考圖3，傳統先前技術領域之雙重被釘扎GMR元件300可包括非磁性種晶層302、被設置在該種晶層302之上的反鐵磁性釘扎層304、被設置在該釘扎層304之上的被釘扎層306、被設置在該被釘扎層306之上的間隔層308、及被設置在該間隔層之上的自由層310。於一些配置中，該自由層310可為由二鐵磁性自由層310a、310b所構成。在一些配置中，該間隔層308係非磁性層。
該雙重被釘扎GMR元件300可另包括被設置在該自由層310之上的間隔層312、被設置在該間隔層312之上 的第二被釘扎層314、被設置在該第二被釘扎層314之上的第二釘扎層316、及被設置在該第二釘扎層316之上的非磁性覆蓋層318。於一些配置中，該間隔層312係非磁性層。
該GMR元件300之各層的厚度之範例被以奈米顯示。該GMR元件300的各層之材料的範例係藉由原子符號所顯示。
該先前技術領域之雙重被釘扎GMR元件300達成藉由該第二被釘扎層314所建立的磁靜場。該第二被釘扎層314被鐵磁性地耦合至第二反鐵磁性釘扎層316之底部表面，且如此該磁場在該反鐵磁性釘扎層316的底部表面指向於與該磁矩同一方向中，在此被顯示指向進入該頁面。被使用於該第二反鐵磁性釘扎層316之材料係與被使用於該第一反鐵磁性釘扎層304的材料不同。以這種方式，該二層304、316之磁化可藉由使用該二材料的不同阻隔溫度(用於IrMn低於230℃，且用於PtMn高於250℃)而被獨立地處理。
該第二被釘扎層314使一磁場被導向，在此被顯示為指向進入該頁面，而將為垂直於該第一被釘扎層306之磁場。尤其是，藉由該第二被釘扎層314所建立及藉由該自由層310所經歷的磁場之指向方向，造成指向異於該自由層310的淨磁場方向之方向中的自由層310中之磁域數目中的減少、例如指向在異於離開該頁面之方向中的磁域數目中之減少。
該間隔層312的厚度被選擇，以在該第二被釘扎層314及該自由層310之間提供想要的磁性耦合強度。於一些實施例中，該間隔層312之Ta的厚度係僅只數埃，且該耦合亦經過該間隔層312中之針孔發生。其將被了解僅只數埃的沈積厚度係難以控制，且針孔密度係亦難以控制。如此，該第二被釘扎層314及該自由層310間之磁性耦合的數量係難以控制。
用於GMR元件，該間隔裝置308係一金屬非磁性層(通常為銅)。用於TMR元件，該間隔裝置308係一絕緣之非磁性層(例如Al2O3或MgO)。以別的方式，該GMR元件300可具有與可比較之TMR元件相同或類似於可比較的TMR元件之層。如此，TMR元件未被明確地顯示。
現在參考圖4，雙重被釘扎GMR元件400的範例包括被設置在基板之上的複數層。在圖4之底部，該基板的上表面被顯示為暗線。
在圖4之左側，每一層係藉由功能名字所識別。在圖4的右側顯示可形成該功能層之子層的磁性特徵
該GMR元件400之各層的厚度範例被以奈米顯示。該GMR元件400的各層之材料範例係藉由原子符號所顯示。
大致上，磁性材料可具有各種磁性特徵，且能被各種名詞所分類，包括、但不限於鐵磁性、反鐵磁性、及非磁性。這些型式的磁性材料之簡短敘述在上面被給與。
如所顯示，該示範GMR元件400可包括一些上述用於圖3的先前技術領域GMR元件之相同層。像圖3的先前技術領域GMR元件，該示範GMR元件400可包括被設置在該基板之上的種晶層402、被設置在該種晶層402之上的反鐵磁性釘扎層404、及被設置在該反鐵磁性釘扎層404之上的被釘扎層406。然而，於一些實施例中，該被釘扎層406可為由第一鐵磁性被釘扎層406a、第二鐵磁性被釘扎層406c、及被設置在其間之間隔層406b所構成。於一些實施例中，該間隔層406b係由非磁性材料所構成。
於一些實施例中，該被釘扎層406可替代地由一被釘扎層所構成，其與圖3的被釘扎層306相同或類似。
由於該第一及第二鐵磁性被釘扎層406a、406c間之間隔裝置406b的存在，該第二鐵磁性被釘扎層406c傾向於與該第一鐵磁性被釘扎層406a反鐵磁性地耦合，且如此，其具有指向於該另一方向中、在此被顯示指向該右側之磁場。如上述，該三層406a、406b、406c的組合能被稱為合成之反鐵磁性結構或層。
該示範的GMR元件400亦可包括被設置在該第二鐵磁性被釘扎層406c之上的間隔層408、及被設置在該間隔層408之上的自由層410。於一些實施例中，該自由層410可為由被設置在第二鐵磁性自由層410b之下的第一鐵磁性自由層410a所構成。於一些實施例中，該間隔層408係由非磁性材料(例如用於GMR之傳導性Cu或用於 TMR的絕緣材料)所構成。
像圖3之先前技術領域GMR元件300，圖4的GMR元件400可另包括被設置在該第二鐵磁性自由層410b之上的間隔層412、及被設置在該間隔層412之上的第二被釘扎層414。於一些實施例中，該第二被釘扎層414可為由鐵磁性材料所構成。於一些實施例中，該間隔層412係由非磁性材料(例如Ru)所構成。
圖4之GMR元件400可另包括被設置在該第二被釘扎層414之上的第二反鐵磁性釘扎層416。
覆蓋層418能被設置在該GMR元件400之頂部，以保護該GMR元件400。
在一些層內，箭頭被顯示，其係當該GMR元件400不會經歷外部磁場時，該等層的磁場之指示或方向。離開該頁面的箭頭被指示為圓內之點，且進入該頁面的箭頭被指示為圓內之交叉記號。
於一些實施例中，該種晶層402係由Ru或Ta所構成，且該第一反鐵磁性釘扎層404係由PtMn所構成。於一些實施例中，該第一被釘扎層406係由包含CoFe的第一鐵磁性被釘扎層406a、包含Ru之間隔層406b、及包含CoFe的第二鐵磁性被釘扎層406c所構成。於一些實施例中，該間隔層408係由Cu(或另一選擇係Au、或Ag)所構成。於一些實施例中，該第一鐵磁性自由層410a係由CoFe所構成，且該第二鐵磁性自由層410b係由NiFe所構成。於一些實施例中，該間隔層412係由Ru(或另 一選擇係Au、或Ag)所構成，該第二被釘扎層414係由CoFe所構成，該第二反鐵磁性釘扎層416係由PtMn所構成，且該覆蓋層418係由Ta所構成。然而，其他材料係亦可能的。
由Ru(或Au、或Ag)所構成之間隔層412允許該間隔層412的厚度之可實行的範圍(在下面被敘述)，以允許用於該自由層410之局部釘扎。局部釘扎係在下面被更充分地敘述。
於另一些實施例中，該第一及第二反鐵磁性釘扎層404及416可為由IrMn、FeMn、或任何另一型式的反鐵磁性材料所構成。PtMn或IrMn被顯示在該等圖面中，且PtMn被使用在下面範例中。於另一些實施例中，該第二被釘扎層414可替代地由複數個子層所構成，該子層與該第一被釘扎層406之子層相同或類似。於另一些實施例中，該間隔層408可為由Ta或Cu所構成。
該間隔層412的厚度被選擇，以在該第二被釘扎層414及該自由層410之間提供想要的(亦即局部)磁性耦合之數量。該間隔層412的厚度亦被選擇，以於該第二被釘扎層414及該自由層410之間提供想要型式的磁性耦合、亦即鐵磁性耦合或反鐵磁性耦合、或在鐵磁性及反鐵磁性耦合之間。在此，該耦合被顯示為鐵磁性耦合，但藉由該間隔層412的厚度之選擇，該耦合可為反鐵磁性或於鐵磁性及反鐵磁性耦合之間。換句話說，因缺少外部磁場，對於該自由層410的磁場之方向將被如所顯示地旋轉 (離開該頁面)或進入該頁面係可能的，視該間隔層412之被選擇厚度而定。在下面會同圖17及20所敘述的磁阻元件中，此特色將被顯示為有用的。
在該間隔層412係由Ru所構成之一些實施例中，該間隔層412的厚度被選擇為在約0.1至約4奈米之範圍內，但用於該製造製程的堅固性較佳地係於約0.9及4.0奈米之間，亦即，厚到足以使該間隔層412可被以能重複及可靠的厚度來沈積。於一些實施例中，該間隔層412之厚度係大於0.5奈米、或大於0.6、0.7、0.8、0.9、1.0或2.0奈米、亦即大於圖3的先前技術領域雙重被釘扎GMR元件300之間隔層312的厚度。
取得CoFe及NiFe以具有類似之磁性性質，其將被認知在該第一鐵磁性自由層410a上方在該第一鐵磁性自由層410a下方的各層材料係類似的、但順序顛倒，換句話說，NiFe(或CoFe)/Ru/CoFe/PtMn。然而，該間隔層406b提供周圍層間之高耦合係想要的，如此其係薄的，雖然其想要的是該間隔層412提供周圍層間之較少耦合，如此其係更厚。
Ru係很適合用於該間隔層412，因為其根據該Ru厚度允許周圍層間之反鐵磁性或鐵磁性耦合(亦被稱為Ruderman Kittel Kasuya Yoshida或RKKY耦合)。本質上，該Ru材料允許經過其耦合，如與其耦合相反。這允許用於較厚的Ru層412，具有可達成之厚度值範圍，以達成及調整該自由層410的想要之局部釘扎。局部釘扎係 在上面及下面被更充分地敘述。
於對比下，應被了解圖3的Ta間隔層312係僅只用作非磁性間隔層，且不提供RKKY耦合。本質上，該Ta間隔層312僅只由該被釘扎層314退耦該自由層310。然而，如上述，圖4之Ru間隔層412提供該自由層410及該被釘扎層414間之RKKY耦合。
於一些實施例中，該Ru間隔層412的厚度被選擇，以提供約-50mT及約50mT間之RKKY耦合。該RKKY耦合相對於可能的製程偏移傾向於為穩定的，亦即，由於製造製程變動等，耦合之數量傾向於保持恆定及穩定，甚至用於該Ru層中的約百分之十的厚度變化。
該等層402-410之操作係在上面會同圖2及3中的類似層所討論。
該第二被釘扎層414傾向於在該自由層410內造成特別行為，並具有與該自由層410中之磁場的指向方向對齊之被釘扎磁場指向方向。尤其是，當不存在外部磁場時，該第二被釘扎層414中的磁場之指向方向造成指向在異於該自由層之淨磁場的方向之方向的自由層410中之磁域的數目中之減少、亦即指向在異於離開該頁面之方向中的磁域之數目中之減少。
如上面會同圖2所敘述，大致上，該鐵磁性自由層410a、410b傾向於自然地具有複數個磁域，包括、但不限於具有指向在第一方向中的磁場之第一複數個磁域、及具有指向在與該第一方向不同的一或多個方向中之磁場的 第二複數個磁域。上述之第一方向可為平行於該自由層410的上及下表面。該第一複數個磁域具有磁場指向方向，其係當該GMR元件400未被暴露至外部磁性時與該自由層410之被顯示為將離開該頁面的淨磁場對齊，但其當該GMR元件400被暴露至磁場時能旋轉。如上述，該自由層410中之第一複數個磁域的磁場指向方向響應外部磁場旋轉。該第二複數個磁域將傾向於具有指向於與該第一方向不同的一或多個方向中之磁場指向方向。
亦如上面會同圖2所敘述，相對於圖1的階梯狀部分104，當未在該第一複數個磁域內(例如，其係在該第二複數個磁域內)之磁域的一或多個、亦即具有未指向於該自由層410中之淨磁場的方向中之磁場的磁域之一或多個突然地於方向中快動(或更緩慢地旋轉)，以變得與該自由層410中的淨磁場之磁場指向方向對齊時，每一階梯狀部分被產生，無論在哪裡該自由層410中的淨磁場可響應外部磁場被指向(亦即可旋轉)。
該第二被釘扎層414係可操作，以經過該間隔層412局部磁性地耦合至該自由層410，以因缺少外部磁場而減少該自由層410中之許多磁域(亦即，減少該第二複數個磁域中的大量磁域)，其指向在異於該第一方向之方向中、亦即該自由層410中的淨磁場之方向。此減少導致較少的階梯狀部分104、較小的階梯狀部分104、或沒有階梯狀部分104。該減少可包括該上面第二複數個磁域內之大量磁域中的減少。
藉由局部釘扎，其係意指於該第二被釘扎層414及該自由層410之間比於該第一被釘扎層406及該自由層410之間有較少的磁性耦合。局部釘扎之數量係局部地藉由材料及該間隔層412的厚度所決定。
該PtMn第一及第二反鐵磁性釘扎層404、416可具有奈爾溫度及阻隔溫度，其兩者在約攝氏三百度以上。為於高溫應用、譬如汽車應用中消除該GMR元件400之磁性特徵的損失，此高溫係重要的。
雖然該GMR元件之各層被以特別順序顯示，應被了解於其他實施例中，該等層404、406(亦即，406a、406b、406c)、及408能分別與該等層416、414、412交換。於一些實施例中，除了該種晶層及該覆蓋層以外，圖4中所顯示的所有該等層之順序可由底部至頂部被顛倒，如在下面會同圖10所顯示。
該耦合強度及因此該非等向性量值係藉由該自由層410及該第二被釘扎層414間之非磁性間隔層412所控制。於圖3的先前技術領域配置中，很薄之Ta間隔裝置312被使用。於製造中，其係難以控制該薄Ta間隔裝置312之厚度，且如此，其係難以控制圖3的第二被釘扎層314及自由層310間之磁性耦合量。於對比中，圖4的配置使用不同之非磁性間隔層412，允許該第二被釘扎層414及該自由層410間之強力的RKKY耦合。Ru、Ag、或Au能被使用於該間隔層412。
當該被釘扎層414及該自由層410間之距離增加時 (亦即，當該非磁性間隔層412的厚度被增加時)，RKKY耦合減少及在最大反鐵磁性耦合及最大鐵磁性耦合之間切換。耦合的最小量(被稱為耦合之第二最小量)顯現在這些最大量之間，且發生在厚度的範圍，在此該耦合可藉由該厚度之選擇所調整。於一些實施例中，該間隔層412的材料能被選擇環繞耦合之第二最小量(例如用於Ru為1.3奈米)，其允許比目前被使用於圖2的薄Ta間隔裝置312者更加為可再生之沈積製程，其正好隨著厚度迅速地減少耦合。
用於GMR元件，該間隔層408係金屬非磁性層(通常為銅)。用於TMR元件，該間隔層408係絕緣的非磁性層(例如Al2O3或MgO)。以別的方式，該GMR元件400可具有與可比較之TMR元件相同或類似於可比較的TMR元件之層。如此，TMR元件被不明確地顯示。
現在參考圖5，其中圖4的類似元件被顯示具有類似參考標記，根據特定的實施例中，圖4之磁阻元件400及亦在下面會同圖10及11所敘述的磁阻元件可被形成於磁軛500之形狀中。剖線A-A顯示圖4、10及11的立體圖。
該磁軛500具有主要部分501、被耦合至該主要部分501之二支臂506、508、及分別被耦合至該二支臂506、508的二橫側支臂512、514。於一些實施例中，該主要部分501、該二支臂506、508、及該二橫側支臂512、514之每一者具有寬度(w)。然而，於其他實施例中，該等 寬度可為不同。
該磁軛500的長度(L)及該磁軛500之橫側支臂512、514的長度(d)之每一者係該磁軛500的寬度(w)之至少三倍，且該磁軛500的寬度(w)可為在約一微米與約二十微米之間。
該磁軛尺寸可為譬如在以下範圍內：-該磁軛500的主要部分501之長度(L)可為於約十微米及十毫米之間；-該磁軛500的支臂506、508之長度(l)可為該寬度(w)的至少三倍；-該磁軛500的寬度(w)可為在約一微米與約二十微米之間。
該磁軛500的支臂506、508被連結至該橫側支臂512、514，其係平行於該主要部分501，且具有在該全長(L)的約1/4及1/3間之長度l。
大致上，具有該磁軛形狀500的磁阻元件400之敏感性隨著該寬度(w)而減少，且該磁阻元件400的低頻雜訊隨著該寬度(w)而增加。
該磁軛形狀在該主要部分501之縱長中心區域中提供較佳的磁性同質性。這是由於主要係沿著該主要部分501之磁軛長度的退磁場，且這造成圖4之自由層410的非等向性，其能沿著該磁軛500之長度被看見為在零場磁化。
當外場被施加在該箭頭502的方向時，如果該被釘扎層(例如圖4的406)具有垂直於該磁軛之磁場(例如箭頭 502)，該自由層410磁化係均勻地旋轉、亦即沒有磁域跳越。該自由層410的磁化之同種旋轉導致一響應曲線，而在該響應中沒有階梯狀部分(例如看圖1)。
用於GMR元件，該總堆疊可在磁軛形狀中被設計，於一些實施例中，但用於TMR元件，該自由層可僅只具有一磁軛形狀。
於其他實施例中，該GMR或TMR元件400未在磁軛的形狀中被形成，但替代地在直棒之形狀中形成，例如具有L及w的尺寸，且不具有與尺寸l及d有關之特色。用於該棒形GMR或TMR元件，該剖線A-A仍然係圖4的GMR元件400之截面的代表或圖10及11之磁阻元件。
現在參考圖6，磁場感測器600可包括一或多個磁阻元件。在此，四個磁阻元件被配置在共用基板之上，其可為上面會同圖4、或在下面會同圖10、11、12、17或20所敘述的型式。該四個磁阻元件可被配置在橋接件中。譬如放大器及處理器之其他電子零組件(未示出)、亦即電子電路，亦可被整合於該共用基板上。於一些實施例中，該電子電路能產生指示物體、例如602的運動、例如旋轉之輸出信號。
圓周封裝件(未示出)、例如塑膠封裝件能圍繞或以別的方式被包括有該磁場感測器600。引線框架(未示出)亦能被耦合至該磁場感測器600、或以別的方式被包括有該磁場感測器600。
該磁場感測器600能被設置緊接至正運動之磁性物 體、譬如具有交替的北及南磁極之環磁鐵602。該環磁鐵602係遭受旋轉。
該磁場感測器600能被建構來產生指示該環磁鐵的至少一轉速之輸出信號。於一些配置中，該環磁鐵602被耦合至標靶物體、譬如引擎中的凸輪軸桿，且該環磁鐵602之感測轉速係該標靶物體的轉速之指示。
雖然該磁場感測器600被用作旋轉偵測器，其應被了解其他類似磁場感測器、譬如具有圖4、10、11、12、17或20的一或更多磁阻元件的電流感測器亦可被實現。
應被了解圖7顯示對應於該下面所思考之技術的流程圖，其將被以半導體製造設備所施行。在此中標明為“處理方塊”之長方形元件(藉由圖7中的元件704作為典型)代表製程步驟。
其將被那些普通熟習該技術領域者所了解，除非在此中以別的方式指示，所敘述之方塊的特別順序係僅只說明性，並可被變動，而不會由本發明之精神脫離。如此，除非以別的方式陳述，在下面所敘述之方塊係無序的，意指當可能時，該等步驟能被以任何方便或想要之順序施行。
現在參考圖7，如於上面圖4中，用於製造雙重被釘扎GMR元件的示範製程700在方塊702開始，在此圖4之完全堆疊400、或下面圖10或11(亦圖12、17、20)的磁阻元件係於連續沈積步驟中沈積。此沈積能隨後為方塊區704之佈圖製程。該佈圖能導致譬如圖5之磁軛形狀。
在方塊704的佈圖之後，第一退火在方塊706被施加至該經處理的晶圓，在此該第一被釘扎層(例如圖4之406)中的磁場之方向、及亦該第一反鐵磁性層(例如圖4的404)中之方向被界定。典型地，該退火係在溫度T1施行，使磁場H1被平行地施加至該晶圓，且例如，平行於圖5的箭頭502。此退火能在1T的磁場之下於295℃具有譬如一小時持續期間，但這些值被設計成適於該堆疊成份、亦即層材料，
在方塊706的此第一退火之後，在方塊708，第二退火被施行，以界定該第二被釘扎層(例如圖4的414)與該第二反鐵磁性層(例如圖4之416)的磁化，其於該第二被釘扎層中及亦於該第二反鐵磁性層中提供一磁場，該等層係垂直於該第一被釘扎層(例如圖4之406)的磁場之方向及該第一反鐵磁性層(例如圖4的404)中之方向而導向。此退火步驟可具有譬如一小時持續期間，在溫度T2，其可為等於T1，且具有低於該磁場H1的磁場H2。該磁場H2可在平行於圖5之箭頭504的方向中被施加。此步驟係意指導向該第二被釘扎層(例如圖4之414)的磁化，而不會改變該磁化方向及該第一被釘扎層(例如圖4之406)的值。
範例值及值之範圍的範例在下面被列出於用於圖4之具有二個PtMn釘扎層404、416的雙重被釘扎層配置之表1中。
Figure TWI616007BD00001
現在參考圖8及9，其中圖7的類似元件被顯示具有類似參考標記，類似製程800、900亦可根據圖7之步驟被應用，但如所顯示於不同順序中。
在所有該等製程700、800、900中，於該第二退火期間所施加的磁場H2係比H1較小，且被施加於另一方向中、較佳地係垂直於H1。
現在參考圖10，其中圖4之類似元件被顯示具有類似參考標記，雙重被釘扎GMR元件1000具有圖4的層404、406、408、412、414及416，但在堆疊順序中與那些在上面會同圖4所敘述者顛倒。雖然該釘扎層416可再次由PtMn、IrMn、FeMn、或任何另一型式之反鐵磁性材料所構成，PtMn或IrMn被顯示在該圖面中，且IrMn被使用在下面範例中。(PtMn係例如會同圖4及7-9被使用)。
不像圖4的雙重被釘扎GMR元件400，該上述非磁性層412係在該自由層410下面而非在該自由層410上 方，其提供用於局部釘扎之上述想要的特徵。
應被了解當該釘扎層416係由IrMn所構成時，該GMR元件1000之顛倒堆疊可為較佳的。用於圖4之GMR元件400，如果IrMn被使用於該釘扎層416，其將被沈積在該CoFe被釘扎層414的頂部上，其係不想要的。當在CoFe層之上獨自或與其他層結合地生長時，該IrMn不會很好地生長、亦即具有規則之晶狀結構已被識別。然而，該IrMn層416在該種晶層402之上很好地生長。
分別於圖4及10的雙重被釘扎GMR元件400及1000中，其應被了解該等層406a、406b、406c形成所謂之“合成反鐵磁性”(SAF)結構，用於此，該等層406a、406e被反鐵磁性地耦合(亦即，具有於相反方向中的磁場)。如此，該被釘扎層406形成SAF結構。於對比下，該被釘扎層414係僅僅單一層。
其已被觀察用作被釘扎層的SAF結構係比形成為單一層之被釘扎層更穩定的。尤其是，在具有磁場(例如180℃、0.2T)的極高溫儲存壽命(VTSL)條件之下，單層被釘扎層傾向於變得與該外部磁場的方向對齊或旋轉朝該外部磁場之方向，甚至在該VTSL條件被移去之後，且如此，能由其原始被退火的方向旋轉。該不想要之旋轉能導致較不靈敏的GMR元件、或甚至在其操作特徵曲線的部分之上的不靈敏之GMR元件。
於對比下，其亦已被觀察到用作被釘扎層的SAF結 構係更穩定，且於存在該相同之VTSL條件中傾向於較少旋轉，並更輕易地返回至該原始位置(亦即，減少的磁滯現象)。為此目的，於下面所敘述之圖11中，圖4及10的單層被釘扎層414可被以SAF結構替換。如此，該自由層410能被以用作二被釘扎層之二SAF結構所圍繞。
現在參考圖11，其中類似圖4及10的元件被顯示具有類似參考標記，雙重被釘扎GMR元件1100係像圖10之雙重被釘扎GMR元件1000，除了圖10的單層被釘扎層414係藉由SAF結構1102所替換以外。於一些實施例中，該SAF結構1102可為由第一鐵磁性被釘扎層1102a、第二鐵磁性被釘扎層1102c，及設置在其間的間隔層1102b所構成。於一些實施例中，該間隔層1102b係由非磁性材料所構成。
其應變得明顯的是該自由層410係藉由被釘扎層406、1102所圍繞，其兩者為SAF結構。間隔層412、408被分別設置於該自由層410及該SAF結構1102、206之間。
其亦將變得明顯的是該反鐵磁性釘扎層416之上表面具有在方向中與圖10的釘扎層416之上表面顛倒的磁場。
在該二SAF結構內之間隔層406b、1102b(在此亦被稱為非磁性層)具有被選擇的材料及厚度，導致圓繞鐵磁性層406a、406b及1102a、1102b間之強力的反鐵磁性耦合。
其已被觀察到該雙重被釘扎GMR元件1100相對於VTSL條件具有比圖10之雙重被釘扎GMR元件1000或圖4的雙重被釘扎GMR元件400較大之穩定性。
如於圖10的雙重被釘扎GMR元件1000中，提供用於局部釘扎之上述想要特徵的上述非磁性層412係在該自由層412下面而非在該自由層412上方。然而，於其他實施例中，在該覆蓋層418及該種晶層402間之所有層能夠在位置中被顛倒。
其應變得明顯的是異於該種晶層402及該覆蓋層418之所有層的顛倒層疊能提供類似於圖4之雙重被釘扎GMR元件的雙重被釘扎GMR元件，但使該各種層顛倒及仍然使圖4之被釘扎層414藉由圖11的SAF結構1102所替換。
雖然特別之層厚度被顯示在圖4、10及11中，其將被了解一些層的厚度能被處理，以提供更靈敏之雙重被釘扎GMR元件。
簡短地參考上面圖7，用於將圖11的雙重被釘扎層配置退火之典型值被顯示在下面表2中，該配置具有PtMn釘扎層404及PtMn釘扎層416、亦即二PtMn釘扎層。
用於表2及用於圖11的雙重被釘扎GMR元件，溫度T1、磁場H1、及持續期間1，意指PtMn反鐵磁性層404與該SAF結構406之退火。溫度T2、磁場H2、及持續期間2意指PtMn反鐵磁性層416與該SAF結構1102的退 火。
Figure TWI616007BD00002
再次簡短地參考上面圖7，用於將圖4、10及11之具有PtMn釘扎層404及IrMn釘扎層416的雙重被釘扎層配置退火之典型值被顯示在下面表3中。
用於表3及用於圖4及10的雙重被釘扎GMR元件，溫度T1、磁場H1、及持續期間1，意指PtMn反鐵磁性層404與該被釘扎層406之退火。溫度T2、磁場H2、及持續期間2意指該IrMn反鐵磁性層416與該相關被釘扎層414的退火。
用於表3及用於圖11之雙重被釘扎GMR元件，溫度T1、磁場H1、及持續期間1意指PtMn反鐵磁性層404與該被釘扎(SAF)結構406之退火。溫度T2、磁場H2、及持續期間2意指該IrMn反鐵磁性層416與該相關被釘扎(SAF)結構1102的退火。
Figure TWI616007BD00003
雖然雙重被釘扎GMR元件係在上面被敘述，應被了解該雙重被釘扎配置可為具有額外之釘扎及/或被釘扎層的結構之一部份。
現在參考圖12，其中圖4及11的類似元件被顯示具有類似參考標記，雙重被釘扎GMR元件1200具有圖11之層404、406、408、412、1102及416，但在堆疊順序中與那些在上面會同圖11所敘述者顛倒。雖然該釘扎層416可為由PtMn、IrMn、FeMn、或任何另一型式的反鐵磁性材料所構成，PtMn或IrMn被顯示在該圖面中，且IrMn被使用在下面範例中。(PtMn係例如會同圖4及7-9所使用)。
不像圖11之雙重被釘扎GMR元件1100，該上述非磁性層412係在該自由層410上方而非在該自由層410下面，其提供用於局部釘扎之上述想要的特徵。
應被了解當該被釘扎層416係由IrMn所構成時，該GMR元件1100的未顛倒堆疊可為較佳。用於圖12之顛 倒層疊GMR元件1200，如果IrMn被使用於該釘扎層416，其將被沈積在該CoFe被釘扎層1102a的頂部上，其係不想要的。當獨自或與其他層結合地生長在CoFe層之上時，該IrMn不會很好地生長已被識別、亦即具有規則之晶狀結構。然而，該IrMn層416很好地生長在該種晶層402之上。
分別於圖11及12的雙重被釘扎GMR元件1100及1200中，應被了解該等結構406、1102如上述形成所謂之“合成的反鐵磁體”(SAF)結構。
現在參考圖13，曲線圖1300具有水平軸，其設有以奧斯特(Oersteds)為磁場單位之比例尺；及直立軸，其設有以歐姆為電阻單位的比例尺。
如在此中所使用，當參考磁阻元件時，該“橫向”一詞被使用於意指垂直於圖5之磁軛500的較長尺寸之磁場、例如於圖5的箭頭502之方向中。此方向亦可為大致上垂直於該自由層或自由層結構420中的磁場之方向，但遭受上述可能的未對準。
如在此中所使用，當意指磁阻元件時，該“縱長”一詞被使用於意指平行於圖5之磁軛500的較長尺寸之磁場、例如於圖5的箭頭504之方向中。此方向亦可為大致上平行於該自由層或自由層結構420中的磁場之方向，但亦遭受上述可能的未對準。
被分別識別為“向前”及“顛倒”之二曲線1302、1304係在橫向方向中的磁場相對圖4的磁阻元件400之 轉移曲線的代表。
不論是否橫向或縱長方向，用於該向前方向，在此中被識別為“向前”及“顛倒”之曲線係在磁場強度中由正值拂掠至負值的磁場之指示。用於該顛倒方向，曲線係在磁場強度中由該負值拂掠至該正值的磁場之指示，而維持藉由在此中的曲線所代表之橫向或縱長方向的任一者之方向。
其能被看見圖13的向前及顛倒橫向轉移曲線1302、1304繞著零奧斯特之磁場係不對稱的。大致上，該不對稱性能藉由圖4之被釘扎層406與圖5的磁軛500之橫向方向的未對準所造成，並導致該自由層結構410之未對準。
現在參考圖14，曲線圖1400具有水平軸，其設有以奧斯特為磁場單位之比例尺；及直立軸，其設有以歐姆為電阻單位的比例尺。
被分別識別為“向前”及“顛倒”之二曲線1402、1404係在縱長方向中的磁場相對圖4的磁阻元件400之轉移曲線的代表。該二曲線1402、1404具有峰值。
其能被看見圖14之向前及顛倒縱長轉移曲線係繞著零奧斯特的磁場不對稱的、亦即峰值係不在零奧斯特。圖14之縱長轉移曲線的不對稱性能源自圖4之雙重被釘扎配置400的設備間堆疊磁性偏向之存在，其當具有該相同量值的外場在該相反方向中被施加時被取消。
現在參考圖15，曲線圖1500具有水平軸，其設有以 奧斯特為磁場單位之比例尺；及直立軸，其設有以歐姆為電阻單位的比例尺。
被分別識別為“向前”及“顛倒”之二曲線1502、1504係在橫向方向中的磁場相對圖10的磁阻元件1000之轉移曲線的代表、亦即用於層相對圖4之磁阻元件400的顛倒堆疊。然而，用於圖15之向前及顛倒橫向轉移曲線1502、1504，該間隔層412具有與用於該磁阻元件1000所顯示者不同的厚度，其被選擇來達成該被釘扎層412至該自由層結構410之不同耦合、亦即於進入圖10的磁阻元件1000之頁面的方向中。該間隔層412之不同被選擇厚度與有關聯、亦即鐵磁性或反鐵磁性的不同耦合係在上面會同圖4被敘述。該間隔層412之厚度的又進一步細節係在下面會同圖17及20被敘述。
其能被看見圖15之分別向前及顛倒橫向轉移曲線1502、1504係繞著零奧斯特的磁場不對稱的。其能被看見圖13之向前及顛倒橫向轉移曲線1302、1304與圖15的向前及顛倒橫向轉移曲線1502、1504係於相反方向中由中心偏置，即一轉移曲線至該左側且一轉移曲線至右側。
現在參考圖16，曲線圖1600具有水平軸，其設有以奧斯特為磁場單位之比例尺；及直立軸，其設有以歐姆為電阻單位的比例尺。
被分別識別為“向前”及“顛倒”之二曲線1602、1604係在縱長方向中的磁場相對圖10的磁阻元件1000 之轉移曲線的代表、亦即用於層相對圖4之磁阻元件400的顛倒堆疊。然而，如上面會同圖15所敘述，用於該向前及顛倒之縱長轉移曲線，該間隔層412具有被選擇來達成該被釘扎層412之不同耦合至該自由層結構410、亦即於進入圖10的磁阻元件1000之頁面的方向中之厚度。
其能被看見圖16之分別向前及顛倒曲線1602、1604係繞著零奧斯特的磁場不對稱的、亦即V形凹槽係不在零奧斯特。其亦可被看見圖14之向前及顛倒縱長轉移曲線1402、1404與圖16的向前及顛倒橫向轉移曲線1602、1604(一轉移曲線為尖峰且一轉移曲線為V形凹槽)係於相反方向中由中心偏置，即一轉移曲線至該左側且一轉移曲線至右側。
在旋轉磁場之存在(而非上面範例中所使用的固定方向場)，圖13-16之轉移曲線的任一者之結果係，圖4及10的磁阻元件400或1000之電阻、及當被使用於電子電路中時的結果之電壓不會遵循正態的正弦曲線特徵。本質上，該結果之電壓可具有異於百分之五十的工作循環。
應被了解轉移函數之類似不對稱性可源自圖11的雙重SAF磁阻元件1100及用於圖12之顛倒雙重SAF磁阻元件1200。
該非百分之五十的工作循環可為不想要的。為提供靠近百分之五十的更一致之工作循環，所謂“雙重自旋閥”磁阻元件在下面被敘述於圖17及20中。
下面所敘述的雙重自旋閥亦具有上面會同圖4、10及 11(及亦12)所敘述之其他優點。換句話說，藉由併入雙重自旋閥與藉由具有上述Ru層(例如412)之特別的雙重被釘扎配置所產生之局部釘扎，圖1的轉移函數之階梯狀部分的雜訊能被減少或消除。
現在參考圖17，雙重自旋閥磁阻元件1700包括一部份1702，其像圖4之雙重被釘扎磁阻元件400的一部份(不包括種晶層402或覆蓋層418)；及亦一部份1704，像圖10之顛倒雙重被釘扎磁阻元件1000的一部份(不包括種晶層402或覆蓋層418)。共用之反鐵磁性釘扎層1706可為於該中間。
該雙重自旋閥磁阻元件1700可具有二個自由層結構，用於此，間隔層1708、1710具有不同厚度，其被選擇以導致至該二個自由層結構的不同耦合，以致該二個自由層結構具有如所示設有相反方向之磁場。該磁場於該二個自由層結構中的方向能被由所示方向顛倒。
於一些實施例中，該間隔層1710具有可為於二範例範圍之其中一者中的厚度、例如約1.0奈米至約1.7奈米或約2.3奈米至約3.0奈米，以導致該間隔層1710及該鄰接的下自由層結構間之鐵磁性耦合。
於一些實施例中，該間隔層1708具有可為於二範例範圍之其中一者中的厚度、例如約1.7奈米至約2.3奈米或約3.0奈米至約3.7奈米，以導致該間隔層1708及該鄰接的上自由層結構間之鐵磁性耦合。
於另一些實施例中，該二範圍可替代地為約0.7奈米 至約1.0奈米或約3.0奈米至約3.7奈米。
如此，其將被了解該二個自由層結構具有磁場，其設有指向於相反方向中的額定方向。隨同該轉移曲線及圖15及16所取得，與二分開之磁阻元件有關聯(400與修改的1000)，這是像圖13及14之轉移曲線。
此外，藉由選擇該二間隔層1708、1710的厚度，該二鐵磁性及反鐵磁性耦合件可具有約相同之量值、但於相反方向中。
應被進一步了解的是該雙重自旋閥磁阻元件1700之操作非常像圖4的磁阻元件400及圖10之1000的一系列堆疊組合之操作，但在此二結果的間隔層1702、1704(圖4及10之412)具有被選擇厚度，以導致鐵磁性耦合至該下自由層結構及反鐵磁性耦合至該上自由層結構。
於一些交互的實施例中，該間隔層1708可具有該間隔層1710之厚度，且反之亦然。
該雙重自旋閥磁阻元件1700可具有二合成的反鐵磁性(SAF)被釘扎結構及亦二其他被釘扎層(亦即，單層被釘扎層)。
該二合成之反鐵磁性(SAF)被釘扎結構及亦該二其他被釘扎層兩者在此中被稱為被釘扎層結構。
現在參考圖18，曲線圖1800具有水平軸，其設有以奧斯特為磁場單位之比例尺；及直立軸，其設有以歐姆為電阻單位的比例尺。
被分別識別為“向前”及“顛倒”之二曲線1802、 1804係在橫向方向中的磁場相對圖17的雙重自旋閥磁阻元件1700之轉移曲線的代表。
其能被看見圖18的向前及顛倒橫向轉移曲線1802、1804係大致上繞著零奧斯特之磁場對稱的。
現在參考圖19，曲線圖1900具有水平軸，其設有以奧斯特為磁場單位之比例尺；及直立軸，其設有以歐姆為電阻單位的比例尺。
被分別識別為“向前”及“顛倒”之二曲線1902、1904係在縱長方向中的磁場相對圖17的雙重自旋閥磁阻元件1700之轉移曲線的代表。該二曲線1902、1904具有尖峰及V形凹槽。
其能被看見圖19的向前及顛倒橫向轉移曲線1902、1904係大致上繞著零奧斯特之磁場對稱的。
既然圖18及19之橫向及縱長轉移曲線大致上係繞著零奧斯特的磁場對稱的，接著於轉動磁場之存在中，電子電路的結果電阻特徵及結果電壓特徵可具有比用於該磁阻元件400、1000更對稱之正弦曲線形狀及較接近至百分之五十的工作循環。
亦如上述，藉由併入雙重自旋閥與藉由上述之特別Ru層1708、1710所產生的局部釘扎，圖1之轉移函數的階梯狀部分之雜訊能被減少或消除。
現在參考圖20，雙重自旋閥磁阻元件2000包括一部份2002，其像圖12之顛倒雙重被釘扎磁阻元件1200的一部份(不包括種晶層402或覆蓋層418)；及亦一部份 2004，像圖11之雙重被釘扎磁阻元件1100的一部份(不包括種晶層402或覆蓋層418)。共用之反鐵磁性釘扎層2006可為於該中間。
該雙重自旋閥磁阻元件2000可具有二個自由層結構，用於此，間隔層2008、2010可具有不同厚度，其被選擇以導致至該自由層結構的不同耦合，以致該二個自由層結構具有如所示設有相反方向之磁場。該磁場於該二個自由層結構中的方向能被由所示方向顛倒。
於一些實施例中，該間隔層2010能具有可為於二範例範圍之其中一者中的厚度、例如約1.0奈米至約1.7奈米或約2.3奈米至約3.0奈米，以導致該間隔層2010及該鄰接的下自由層結構間之鐵磁性耦合。
於一些實施例中，該間隔層2008具有可為於二範例範圍之其中一者中的厚度、例如約1.7奈米至約2.3奈米或約3.0奈米至約3.7奈米，以導致該間隔層2009及該鄰接的上自由層結構間之反鐵磁性耦合。
如此，其將被了解該二個自由層結構具有指向於相反方向中的額定方向。這是像圖13及14與圖15及16之轉移曲線的組合，但與二分開之磁阻元件(1000及1100)有關聯。
此外，藉由選擇該二間隔層2008、2010的厚度，該二反鐵磁性及鐵磁性耦合件可具有約相同之量值、但於相反方向中。
應被進一步了解的是該雙重自旋閥磁阻元件2000之 操作非常像圖11的磁阻元件1100及圖12之1200的一系列堆疊組合之操作，但在此二結果的間隔層2002、2004(圖11及12之412)具有被選擇厚度，以導致鐵磁性耦合至該下自由層結構及反鐵磁性耦合至該上自由層結構。
於一些交互的實施例中，該間隔層2010可具有該間隔層2008之厚度，且反之亦然。
該雙重自旋閥磁阻元件2000具有四個合成的反鐵磁性(SAF)被釘扎結構。如此，在該雙重自旋閥磁阻元件2000中有二個雙重被釘扎結構。
該四個合成之反鐵磁性(SAF)被釘扎結構在此中被稱為被釘扎層結構。
轉移曲線18、19係該雙重自旋閥磁阻元件2000的操作之指示。圖20的雙重自旋閥磁阻元件2000之優點係在上面會同圖17被敘述。進一步優點係以該雙重自旋閥磁阻元件2000所獲得。換句話說，藉由使用額外的SAFs，在上面會同圖11所敘述之各種穩定性改良亦在該雙重自旋閥磁阻元件2000中被獲得。
又進一步優點係藉由分別使用圖17及20的磁阻元件1700及2000中之二個自由層結構所推得。換句話說，較高的磁阻比率被達成、亦即對磁場較高之敏感性。
由圖17及20的配置，其應被了解可有任何偶數之自由層結構、任何偶數個被釘扎層、及任何偶數之可選擇厚度間隔層、例如1708、1710、2008、2010，以達成上述的改良工作循環。如此，在此中所敘述之配置不被限制於 雙重自旋值配置。配置可包括在堆疊配置中的四個自旋閥及較大數目之自旋閥，以達成磁阻元件。
雖然特別的層厚度被顯示在圖4、10、11、12、17及20中，其將被了解一些層之厚度可為不同的。
雖然層之特別順序被顯示在圖4、10、11、12、17及20中，應被了解在所示該等層的任何二或更多個之間可有其他介入層、譬如其他間隔層。亦，在圖4、10、11、12、17及20中所示的層上方或下方可有其他層。
當敘述彼此堆疊的層時，該“在之上”一詞被使用於指示層的順序、但不指示該等層必需為直接接觸。彼此堆疊之層可包括互相介入的層。
按照表1、2及3及根據圖7、8及9之步驟的退火亦分別應用至圖17及20之雙重自旋閥磁阻元件1700及2000，且亦至一堆疊配置中的較大數目之自旋閥。用於所有這些配置，二退火步驟在被釘扎層結構及該雙重自旋閥配置(或較大數目之堆疊式自旋閥)的每一部份中之周圍釘扎層提供磁場，該等雙重自旋閥配置係相對彼此九十度導向。
現在參考圖21，先前技術領域的雙重自旋閥2100具有上面用於該雙重自旋閥磁阻元件1700或2000所敘述之較少的優點。顯著地，該先前技術領域之雙重自旋閥2100不具有共用的中心反鐵磁性釘扎層(例如圖17及20之1706、2006)、及不具有該等間隔層(例如1708、1710、2008、2010)，該等層提供不同耦合(鐵磁性及反 鐵磁性)至個別的自由層結構。
以下專利申請案全部以引用的方式併入本文中：2014年8月6日提出之美國專利申請案第14/452,783號、2014年10月31日提出的美國專利申請案第14/529,564號、及2015年1月7日提出的美國專利申請案第14/591,213號。
在此中所引用之所有參考案係據此全部以引用的方式併入本文中。
已敘述較佳實施例，該等實施例具有說明作為此專利的主題之各種概念、結構及技術的作用，其現在將變得明顯的是併入這些概念、結構及技術之其他實施例可被使用。據此，其被提出該專利的範圍應不被限制於所敘述之實施例，但反之應只被以下申請專利的精神及範圍所限制。
1700‧‧‧雙重自旋閥磁阻元件
1702‧‧‧部份
1704‧‧‧部份
1706‧‧‧釘扎層
1708‧‧‧間隔層
1710‧‧‧間隔層

Claims (36)

  1. 一種磁阻元件，被沈積在基板上，包含：偶數個自由層結構，該偶數個自由層結構包含第一及第二自由層結構；偶數個間隔層，該偶數個間隔層包含第一及第二間隔層；偶數個被釘扎層結構，該偶數個被釘扎層結構包含第一及第二被釘扎層結構，其中該偶數個自由層結構、該偶數個間隔層、及該偶數個被釘扎層結構被設置在堆疊層中，其中該第一間隔層具有第一厚度，該第一厚度被選擇，以在該第一被釘扎層結構與該第一自由層結構之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第一被選擇之耦合，且其中該第二間隔層具有不同於該第一厚度的第二厚度，所選擇之該第二厚度在該第二被釘扎層結構與該第二自由層結構之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第二被選擇之耦合，該第二被選擇之耦合不同於該第一被選擇之耦合；和奇數個釘扎層，包含至少第一、第二、及第三釘扎層，該第一及第二釘扎層分別磁性地耦合至該第一及第二被釘扎層結構，其中該第一及第二釘扎層的退火磁性方向係彼此平行，且其中該第三釘扎層之退火磁性方向不同於該第一及第二釘扎層的該退火磁性方向。
  2. 如申請專利範圍第1項之磁阻元件，其中該第一及第二間隔層係由釕(Ru)所構成。
  3. 如申請專利範圍第2項之磁阻元件，其中該第一 被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米的範圍中，且其中該第二被選擇厚度係於約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
  4. 如申請專利範圍第2項之磁阻元件，其中該第二被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米的範圍中，且其中該第一被選擇厚度係於約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
  5. 如申請專利範圍第2項之磁阻元件，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
  6. 如申請專利範圍第2項之磁阻元件，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
  7. 如申請專利範圍第1項之磁阻元件，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
  8. 如申請專利範圍第1項之磁阻元件，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
  9. 如申請專利範圍第1項之磁阻元件，其中該偶數個被釘扎層結構另包含第三及第四被釘扎層結構，其中該第三釘扎層係磁性地耦合至該第三及第四被釘扎層結構兩者的共用釘扎層。
  10. 如申請專利範圍第1項之磁阻元件，其中該第一 及第二釘扎層係由PtMn所構成。
  11. 如申請專利範圍第10項之磁阻元件，其中該第三釘扎層係由PtMn所構成。
  12. 如申請專利範圍第11項之磁阻元件，其中該第一及第二釘扎層的退火磁性方向係彼此平行，且其中該第三釘扎層之退火磁性方向相對該第一及第二釘扎層的退火磁性方向係九十度。
  13. 如申請專利範圍第9項之磁阻元件，其中該磁阻元件的至少一部份具有磁軛形狀。
  14. 如申請專利範圍第13項之磁阻元件，其中該磁軛形狀的長度(L)及該磁軛形狀之橫側支臂的長度(d)之每一者係該磁軛形狀的寬度(w)之至少三倍，且該磁軛形狀的該寬度(w)係在約一微米及約二十微米之間，其中該長度(L)係該磁軛形狀的最長尺寸。
  15. 一種製造磁阻元件之方法，包含：將該磁阻元件沈積在基板上，該磁阻元件包含：偶數個自由層結構，該偶數個自由層結構包含第一及第二自由層結構；偶數個間隔層，該偶數個間隔層包含第一及第二間隔層；偶數個被釘扎層結構，該偶數個被釘扎層結構包含第一及第二被釘扎層結構，其中該偶數個自由層結構、該偶數個間隔層、及該偶數個被釘扎層結構被設置在堆疊層中，其中該第一間隔層具有第一厚度，該第一厚度被選 擇，以在該第一被釘扎層結構與該第一自由層結構之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第一被選擇之耦合，且其中該第二間隔層具有不同於該第一厚度的第二厚度，所選擇之該第二厚度在該第二被釘扎層結構與該第二自由層結構之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第二被選擇之耦合，該第二被選擇之耦合不同於該第一被選擇之耦合；和奇數個釘扎層，包含至少第一、第二、及第三釘扎層，該第一及第二釘扎層分別磁性地耦合至該第一及第二被釘扎層結構，其中該方法另包含：將該磁阻元件退火，其中該退火包括：該第一及第二釘扎層的退火磁性方向係彼此平行，和將該第三釘扎層之磁性方向退火成不同於該第一及第二釘扎層的該退火磁性方向。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該第一及第二間隔層係由Ru所構成。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該第一被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米的範圍中，且其中該第二被選擇厚度係於約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
  18. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該第二被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米的範圍中，且其中該第一被選擇厚度係於約3.0奈米至約3.7奈米之範圍 中。
  19. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
  20. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
  21. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
  22. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
  23. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該偶數個被釘扎層結構另包含第三及第四被釘扎層結構，其中該第三釘扎層係磁性地耦合至該第三及第四被釘扎層結構兩者的共用釘扎層。
  24. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該第一及第二釘扎層係由PtMn所構成。
  25. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該第三釘扎層係由PtMn所構成。
  26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中該將該第三釘扎層的該磁性方向退火包含：相對於該第一及第二釘扎層的該退火磁性方向，將該第三釘扎層之磁性方向退火至為九十度。
  27. 如申請專利範圍第23項之方法，另包含： 佈圖該磁阻元件，以具有磁軛形狀。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該磁軛形狀的長度(L)及該磁軛形狀之橫側支臂的長度(d)之每一者係該磁軛形狀的寬度(w)之至少三倍，且該磁軛形狀的該寬度(w)係在約一微米及約二十微米之間，其中該長度(L)係該磁軛形狀的最長尺寸。
  29. 一種磁阻元件，包含：基板；第一被釘扎層結構，設置在該基板之上；第一間隔層，設置在該第一被釘扎層結構之上；第一自由層結構，設置在該第一間隔層之上；反鐵磁性層，設置在該第一自由層結構之上；第二自由層，設置在該反鐵磁性層之上；第二間隔層，設置在該第二自由層結構之上；及第二被釘扎層結構，設置在該第二間隔層之上；其中該第一間隔層具有第一厚度，該第一厚度被選擇以在該第一被釘扎層與該第一自由層之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第一被選擇之耦合，且其中該第二間隔層具有不同於該第一厚度的第二厚度，以在該第二被釘扎層與該第二自由層之間導致反鐵磁性耦合或鐵磁性耦合的第二被選擇之耦合，該第二被選擇之耦合不同於該第一被選擇之耦合，其中該第一及第二被釘扎層結構的退火磁性方向係彼此平行，且其中該反鐵磁性層之退火磁性方向不平行於該 第一及第二被釘扎層結構的該退火磁性方向。
  30. 如申請專利範圍第29項之磁阻元件，其中該第一及第二間隔層係由Ru所構成。
  31. 如申請專利範圍第30項之磁阻元件，其中該第一被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米的範圍中，且其中該第二被選擇厚度係於約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
  32. 如申請專利範圍第30項之磁阻元件，其中該第二被選擇厚度係在約1.0奈米至約1.7奈米的範圍中，且其中該第一被選擇厚度係於約3.0奈米至約3.7奈米之範圍中。
  33. 如申請專利範圍第30項之磁阻元件，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
  34. 如申請專利範圍第30項之磁阻元件，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
  35. 如申請專利範圍第29項之磁阻元件，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者由一個別之被釘扎層所組成。
  36. 如申請專利範圍第29項之磁阻元件，其中該第一及第二被釘扎層結構的每一者包含一個別之合成反鐵磁性(SAF)結構。
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9529060B2 (en) 2014-01-09 2016-12-27 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with improved response to magnetic fields
US10712403B2 (en) 2014-10-31 2020-07-14 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element
US9823092B2 (en) 2014-10-31 2017-11-21 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor providing a movement detector
US9741372B1 (en) * 2016-08-26 2017-08-22 Allegro Microsystems, Llc Double pinned magnetoresistance element with temporary ferromagnetic layer to improve annealing
US10620279B2 (en) 2017-05-19 2020-04-14 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with increased operational range
US11022661B2 (en) 2017-05-19 2021-06-01 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with increased operational range
KR101897916B1 (ko) * 2017-06-20 2018-10-31 고려대학교 산학협력단 이지-콘 상태의 자성층을 구비한 자기터널 접합 소자
US20190178954A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-13 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance Element Having Selected Characteristics To Achieve A Desired Linearity
US10509058B2 (en) 2018-01-12 2019-12-17 Allegro Microsystems, Llc Current sensor using modulation of or change of sensitivity of magnetoresistance elements
US10578684B2 (en) * 2018-01-12 2020-03-03 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor having magnetoresistance elements with opposite bias directions
US11199424B2 (en) 2018-01-31 2021-12-14 Allegro Microsystems, Llc Reducing angle error in a magnetic field angle sensor
US10777345B2 (en) * 2018-02-21 2020-09-15 Allegro Microsystems, Llc Spin valve with bias alignment
US10840001B2 (en) 2018-03-06 2020-11-17 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with extended linear response to magnetic fields
US11193989B2 (en) * 2018-07-27 2021-12-07 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance assembly having a TMR element disposed over or under a GMR element
US11255700B2 (en) 2018-08-06 2022-02-22 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor
US10921391B2 (en) 2018-08-06 2021-02-16 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with spacer
US10935612B2 (en) 2018-08-20 2021-03-02 Allegro Microsystems, Llc Current sensor having multiple sensitivity ranges
US10753989B2 (en) 2018-08-27 2020-08-25 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with perpendicular or parallel magnetic anistropy
US10734443B2 (en) * 2018-08-27 2020-08-04 Allegro Microsystems, Llc Dual manetoresistance element with two directions of response to external magnetic fields
US10746820B2 (en) 2018-10-11 2020-08-18 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor that corrects for the effect of a stray magnetic field using one or more magnetoresistance elements, each having a reference layer with the same magnetic direction
US10670669B2 (en) 2018-10-11 2020-06-02 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for measuring an amplitude and a direction of a magnetic field using one or more magnetoresistance elements having reference layers with the same magnetic direction
US10866287B1 (en) 2019-07-10 2020-12-15 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with magnetoresistance elements arranged in a bridge and having a common reference direction and opposite bias directions
KR102262706B1 (ko) * 2019-07-30 2021-06-09 한양대학교 산학협력단 합성형 반강자성체 및 이를 이용하는 다중 비트 메모리
US11175359B2 (en) 2019-08-28 2021-11-16 Allegro Microsystems, Llc Reducing voltage non-linearity in a bridge having tunneling magnetoresistance (TMR) elements
US11217626B2 (en) 2019-08-30 2022-01-04 Allegro Microsystems, Llc Dual tunnel magnetoresistance (TMR) element structure
US11127518B2 (en) 2019-08-30 2021-09-21 Allegro Microsystems, Llc Tunnel magnetoresistance (TMR) element having cobalt iron and tantalum layers
FR3101156B1 (fr) 2019-09-19 2021-10-15 Commissariat Energie Atomique Empilement magnétorésistif sans champ rayonné, capteur et système de cartographie magnétique comprenant un tel empilement
US11561112B2 (en) 2020-03-13 2023-01-24 Allegro Microsystems, Llc Current sensor having stray field immunity
US11408948B2 (en) 2020-03-18 2022-08-09 Allegro Microsystems, Llc Linear bridge having nonlinear elements for operation in high magnetic field intensities
US11467233B2 (en) 2020-03-18 2022-10-11 Allegro Microsystems, Llc Linear bridges having nonlinear elements
US11782103B2 (en) 2020-06-12 2023-10-10 Allegro Microsystems, Llc Dual double-pinned spin valve element having magnet bias with increased linear range
US11630168B2 (en) * 2021-02-03 2023-04-18 Allegro Microsystems, Llc Linear sensor with dual spin valve element having reference layers with magnetization directions different from an external magnetic field direction
US11493361B2 (en) 2021-02-26 2022-11-08 Allegro Microsystems, Llc Stray field immune coil-activated sensor
US11567108B2 (en) 2021-03-31 2023-01-31 Allegro Microsystems, Llc Multi-gain channels for multi-range sensor
US11578997B1 (en) 2021-08-24 2023-02-14 Allegro Microsystems, Llc Angle sensor using eddy currents
US11921172B2 (en) * 2021-11-10 2024-03-05 Nve Corporation Magnetoresistive sensor element with synthetic antiferromagnet biasing
US11719771B1 (en) 2022-06-02 2023-08-08 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistive sensor having seed layer hysteresis suppression

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005020242A2 (en) * 2003-08-26 2005-03-03 Grandis, Inc. Magnetic memory element utilizing spin transfer switching and storing multiple bits
US20070063237A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-22 Yiming Huai Magnetic device having multilayered free ferromagnetic layer
TW201436316A (zh) * 2013-01-11 2014-09-16 Samsung Electronics Co Ltd 用於提供具有易錐面各向異性的磁性穿隧接面元件之方法及系統

Family Cites Families (153)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2665010B1 (fr) 1990-07-20 1992-09-18 Thomson Csf Dispositif magnetique de lecture a reseau matriciel de tetes de lecture.
DE4243358A1 (de) 1992-12-21 1994-06-23 Siemens Ag Magnetowiderstands-Sensor mit künstlichem Antiferromagneten und Verfahren zu seiner Herstellung
FR2727778B1 (fr) 1994-12-02 1997-01-03 Commissariat Energie Atomique Codeur magnetique pour la lecture de marques sur une piste magnetique associee
FR2729790A1 (fr) 1995-01-24 1996-07-26 Commissariat Energie Atomique Magnetoresistance geante, procede de fabrication et application a un capteur magnetique
JPH09111419A (ja) 1995-10-16 1997-04-28 Alps Electric Co Ltd 磁気抵抗効果材料および磁気抵抗効果多層膜
FR2742571B1 (fr) 1995-12-15 1998-01-16 Commissariat Energie Atomique Structure et capteur multicouches et procede de realisation
FR2752302B1 (fr) 1996-08-08 1998-09-11 Commissariat Energie Atomique Capteur de champ magnetique a pont de magnetoresistances
US6026355A (en) 1996-09-18 2000-02-15 Itron, Inc. Solid state watt-hour meter using GMR sensor
KR100521798B1 (ko) 1996-11-06 2006-01-12 가부시키가이샤 시마세이키 세이사쿠쇼 횡편기에있어서편지인하장치
JP3886589B2 (ja) 1997-03-07 2007-02-28 アルプス電気株式会社 巨大磁気抵抗効果素子センサ
US5923514A (en) 1997-11-05 1999-07-13 Square D Company Electronic trip circuit breaker with CMR current sensor
FR2773395B1 (fr) 1998-01-05 2000-01-28 Commissariat Energie Atomique Capteur angulaire lineaire a magnetoresistances
US6094330A (en) 1998-01-14 2000-07-25 General Electric Company Circuit interrupter having improved current sensing apparatus
US5933306A (en) 1998-01-14 1999-08-03 General Electric Company Circuit breaker with ground fault detection module
FR2774774B1 (fr) 1998-02-11 2000-03-03 Commissariat Energie Atomique Magnetoresistance a effet tunnel et capteur magnetique utilisant une telle magnetoresistance
US6141197A (en) 1998-03-10 2000-10-31 General Electric Company Smart residential circuit breaker
DE19810838C2 (de) 1998-03-12 2002-04-18 Siemens Ag Sensoreinrichtung mit mindestens einem magnetoresistiven Sensor auf einer Substratschicht eines Sensorsubstrats
US6738236B1 (en) 1998-05-07 2004-05-18 Seagate Technology Llc Spin valve/GMR sensor using synthetic antiferromagnetic layer pinned by Mn-alloy having a high blocking temperature
JP2000055997A (ja) 1998-08-05 2000-02-25 Tdk Corp 磁気センサ装置および電流センサ装置
JP2000055999A (ja) 1998-08-11 2000-02-25 Tdk Corp 磁気センサ装置および電流センサ装置
JP2000056000A (ja) 1998-08-11 2000-02-25 Tdk Corp 磁気センサ装置および電流センサ装置
DE19843348A1 (de) 1998-09-22 2000-03-23 Bosch Gmbh Robert Magnetoresistives Sensorelement, insbesondere Winkelsensorelement
US6490140B1 (en) 1999-04-28 2002-12-03 Seagate Technology Llc Giant magnetoresistive sensor with a PtMnX pinning layer and a NiFeCr seed layer
US6556390B1 (en) 1999-10-28 2003-04-29 Seagate Technology Llc Spin valve sensors with an oxide layer utilizing electron specular scattering effect
US6770382B1 (en) 1999-11-22 2004-08-03 Headway Technologies, Inc. GMR configuration with enhanced spin filtering
WO2001051949A1 (en) 2000-01-13 2001-07-19 Seagate Technology Llc Dual spin-valve magnetoresistive sensor
DE10009944A1 (de) 2000-03-02 2001-09-13 Forschungszentrum Juelich Gmbh Anordnung zum Messen eines Magnetfeldes und Verfahren zum Herstellen einer Anordnung zum Messen eines Magnetfeldes
US6504363B1 (en) 2000-03-07 2003-01-07 Teodor Dogaru Sensor for eddy current testing and method of use thereof
US6549382B1 (en) 2000-06-14 2003-04-15 International Business Machines Corporation Read head with asymmetric dual AP pinned spin valve sensor
JP2002082136A (ja) 2000-06-23 2002-03-22 Yazaki Corp 電流センサ
US6429640B1 (en) 2000-08-21 2002-08-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force GMR high current, wide dynamic range sensor
FR2814592B1 (fr) 2000-09-26 2003-01-03 Commissariat Energie Atomique Dispositif a vanne de spin a reflexion electronique speculaire dependant du spin
JP2002150511A (ja) * 2000-11-06 2002-05-24 Fujitsu Ltd スピンバルブ磁気抵抗素子及びこれを用いる磁気ヘッド
US6992482B2 (en) 2000-11-08 2006-01-31 Jentek Sensors, Inc. Magnetic field sensor having a switchable drive current spatial distribution
FR2817999B1 (fr) 2000-12-07 2003-01-10 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a polarisation de spin et a empilement(s) tri-couche(s) et memoire utilisant ce dispositif
FR2817998B1 (fr) 2000-12-07 2003-01-10 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a polarisation de spin et a rotation d'aimantation, memoire et procede d'ecriture utilisant ce dispositif
JP2002267692A (ja) 2001-03-08 2002-09-18 Yazaki Corp 電流センサ
WO2002084680A1 (de) 2001-04-12 2002-10-24 Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. Verfahren zum festlegen von referenzmagnetisierungen in schichtsystemen
JP2002328140A (ja) 2001-04-27 2002-11-15 Yazaki Corp 電流センサ
US6791805B2 (en) 2001-05-03 2004-09-14 Seagate Technology Llc Current-perpendicular-to-plane spin valve reader with reduced scattering of majority spin electrons
EP1260787A1 (de) 2001-05-21 2002-11-27 ruf electronics gmbh Winkelaufnehmer mit magnetoresistiven Sensorelementen
JP3563375B2 (ja) * 2001-06-19 2004-09-08 アルプス電気株式会社 磁気検出素子及び前記磁気検出素子を用いた薄膜磁気ヘッド
US6709767B2 (en) * 2001-07-31 2004-03-23 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. In-situ oxidized films for use as cap and gap layers in a spin-valve sensor and methods of manufacture
US6888703B2 (en) 2001-09-17 2005-05-03 Headway Technologies, Inc. Multilayered structures comprising magnetic nano-oxide layers for current perpindicular to plane GMR heads
US6600638B2 (en) 2001-09-17 2003-07-29 International Business Machines Corporation Corrosion resistive GMR and MTJ sensors
FR2830621B1 (fr) 2001-10-09 2004-05-28 Commissariat Energie Atomique Structure pour capteur et capteur de champ magnetique
FR2830971B1 (fr) 2001-10-12 2004-03-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetoresistif a vanne de spin a performances ameliorees
JP3839697B2 (ja) 2001-10-17 2006-11-01 アルプス電気株式会社 回転角度センサ
JP3799270B2 (ja) 2001-12-21 2006-07-19 株式会社日立製作所 自動車の駆動状態を切り換える為の制御装置
US7161771B2 (en) * 2002-04-02 2007-01-09 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Dual spin valve sensor with a longitudinal bias stack
JP4663204B2 (ja) 2002-04-17 2011-04-06 財団法人電気磁気材料研究所 回転角度センサ
US20040056654A1 (en) 2002-05-21 2004-03-25 Jentek Sensors, Inc. Magnetic field characterization of stresses and properties in materials
DE10222467A1 (de) 2002-05-22 2003-12-11 A B Elektronik Gmbh GMR-Drehwinkelsensor
US6927566B2 (en) 2002-05-22 2005-08-09 Ab Eletronik Gmbh Device for generating output voltages
EP1514126A1 (en) 2002-06-06 2005-03-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Sensor and method for measuring a current of charged particles
AU2003237468A1 (en) 2002-06-07 2003-12-22 Automotive Systems Laboratory, Inc. Seat belt tension sensor
US7106046B2 (en) 2002-06-18 2006-09-12 Asahi Kasei Emd Corporation Current measuring method and current measuring device
US20030235016A1 (en) 2002-06-19 2003-12-25 International Business Machines Corporation Stabilization structures for CPP sensor
US6831816B2 (en) 2002-07-15 2004-12-14 International Business Machines Corporation CPP sensor with in-stack biased free layer
DE10257253A1 (de) 2002-07-26 2004-02-05 Robert Bosch Gmbh GMR-Sensorelement und dessen Verwendung
JP3648504B2 (ja) * 2002-09-06 2005-05-18 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気再生装置
US6781359B2 (en) 2002-09-20 2004-08-24 Allegro Microsystems, Inc. Integrated current sensor
DE10255327A1 (de) 2002-11-27 2004-06-24 Robert Bosch Gmbh Magnetoresistives Sensorelement und Verfahren zur Reduktion des Winkelfehlers eines magnetoresistiven Sensorelements
WO2004068158A1 (en) 2003-01-31 2004-08-12 Commissariat Energie Atomique Device for sensing a magnetic field
WO2004068152A1 (en) 2003-01-31 2004-08-12 Commissariat Energie Atomique Device for sensing rf field
US7239000B2 (en) 2003-04-15 2007-07-03 Honeywell International Inc. Semiconductor device and magneto-resistive sensor integration
JP4259937B2 (ja) 2003-06-30 2009-04-30 アルプス電気株式会社 角度検出センサ
DE10340065A1 (de) 2003-08-28 2005-04-07 Lenord, Bauer & Co. Gmbh Verfahren und Winkelgeber zur Messung der absoluten Winkelposition
JP2005091137A (ja) 2003-09-17 2005-04-07 Nsk Ltd 舵角センサ
US20110140217A1 (en) 2004-02-26 2011-06-16 Grandis, Inc. Spin transfer magnetic element with free layers having high perpendicular anisotropy and in-plane equilibrium magnetization
EP1617472A1 (en) 2004-07-16 2006-01-18 Axalto SA An active protection device for protecting a circuit against mechanical and electromagnetic attack
US7377557B2 (en) 2004-08-20 2008-05-27 Honeywell International Inc. Scissor mechanism for a latch assembly
US7324312B2 (en) 2004-08-30 2008-01-29 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Sensor with in-stack bias structure providing exchange stabilization
US7397637B2 (en) 2004-08-30 2008-07-08 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Sensor with in-stack bias structure providing enhanced magnetostatic stabilization
US7324313B2 (en) 2004-09-30 2008-01-29 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Read sensor having an in-stack biasing structure and an AP coupled free layer structure for increased magnetic stability
US7777607B2 (en) 2004-10-12 2010-08-17 Allegro Microsystems, Inc. Resistor having a predetermined temperature coefficient
FR2876800B1 (fr) 2004-10-18 2007-03-02 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif de mesure de champ magnetique a l'aide d'un capteur magnetoresitif
JP4105142B2 (ja) 2004-10-28 2008-06-25 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
JP4105145B2 (ja) 2004-11-30 2008-06-25 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
JP4105147B2 (ja) 2004-12-06 2008-06-25 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
JP4689435B2 (ja) 2004-12-16 2011-05-25 アルプス電気株式会社 角度検出センサ
US7639459B2 (en) * 2005-01-10 2009-12-29 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Three terminal magnetic sensor having an in-stack longitudinal biasing layer structure
US7342753B2 (en) 2005-01-20 2008-03-11 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. In-stack biasing of the free layer of a magnetoresistive read element
JP4411223B2 (ja) 2005-02-04 2010-02-10 アルプス電気株式会社 車載用ｇｍｒ角度センサ
US7554775B2 (en) 2005-02-28 2009-06-30 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. GMR sensors with strongly pinning and pinned layers
US7453720B2 (en) * 2005-05-26 2008-11-18 Maglabs, Inc. Magnetic random access memory with stacked toggle memory cells having oppositely-directed easy-axis biasing
DE102005024879B4 (de) 2005-05-31 2018-12-06 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Bestimmen von Restfehler-Kompensationsparametern für einen magnetoresistiven Winkelsensor und Verfahren zum Verringern eines Restwinkelfehlers bei einem magnetoresistiven Winkelsensor
DE102006021774B4 (de) 2005-06-23 2014-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Stromsensor zur galvanisch getrennten Strommessung
US7411765B2 (en) 2005-07-18 2008-08-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. CPP-GMR sensor with non-orthogonal free and reference layer magnetization orientation
JP4088641B2 (ja) 2005-07-22 2008-05-21 Ｔｄｋ株式会社 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリ、磁気ディスク装置、磁気メモリセルおよび電流センサ
FR2889348B1 (fr) 2005-07-27 2008-09-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetoresistif
JP2007064851A (ja) 2005-08-31 2007-03-15 Tdk Corp コイル、コイルモジュールおよびその製造方法、ならびに電流センサおよびその製造方法
DE102005042307A1 (de) 2005-09-06 2007-03-08 Trw Automotive Gmbh Gurtaufroller
US7423849B2 (en) 2005-09-19 2008-09-09 Hitachi Global Sotrage Technologies Netherlands B.V. Magnetoresistive (MR) elements having pinned layers with canted magnetic moments
JP4415923B2 (ja) 2005-09-30 2010-02-17 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
JP4298691B2 (ja) 2005-09-30 2009-07-22 Ｔｄｋ株式会社 電流センサおよびその製造方法
JP4224483B2 (ja) 2005-10-14 2009-02-12 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
JP4739963B2 (ja) 2006-01-18 2011-08-03 アルプス電気株式会社 車載用ｇｍｒ角度センサ
US8063631B2 (en) 2006-02-24 2011-11-22 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method and device for non destructive evaluation of defects in a metallic object
JP2007273504A (ja) 2006-03-30 2007-10-18 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録装置、磁気ランダムアクセスメモリ
US7633724B2 (en) 2006-03-31 2009-12-15 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Dual-type tunneling magnetoresistance (TMR) elements
DE102006019483A1 (de) 2006-04-26 2007-10-31 Siemens Ag Organo-magnetoresistiver Sensor und Verwendungen dazu
FR2902890B1 (fr) 2006-06-22 2008-11-07 Commissariat Energie Atomique Procede et systeme pour ajuster la sensibilite d'un capteur magnetoresistif
FR2902891B1 (fr) 2006-06-22 2008-12-12 Commissariat Energie Atomique Systeme et procede de mesure d'un signal de resonance magnetique
DE102006034579A1 (de) 2006-07-26 2008-01-31 Siemens Ag Stromerfassungsvorrichtung und Verfahren zur Stromerfassung
FR2904724B1 (fr) 2006-08-03 2011-03-04 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique en couches minces a forte polarisation en spin perpendiculaire au plan des couches, jonction tunnel magnetique et vanne de spin mettant en oeuvre un tel dispositif
FR2907587B1 (fr) 2006-10-23 2008-12-26 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a animation perpendiculaire et a couche intercalaire compensatrice d'interactions.
JP4991322B2 (ja) 2006-10-30 2012-08-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 Ｇｍｒ素子を用いた変位センサ，ｇｍｒ素子を用いた角度検出センサ及びそれらに用いる半導体装置
FR2910716B1 (fr) 2006-12-26 2010-03-26 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique multicouches, procede pour sa realisation, capteur de champ magnetique, memoire magnetique et porte logique mettant en oeuvre un tel dispositif
FR2911690B1 (fr) 2007-01-19 2009-03-06 Thales Sa Dispositif d'amplification magnetique comportant un capteur magnetique a sensibilite longitudinale
JP4877095B2 (ja) 2007-06-25 2012-02-15 Ｔｄｋ株式会社 電流センサおよびその製造方法
WO2009001162A2 (en) 2007-06-27 2008-12-31 Commissariat A L'energie Atomique Device based on a magneto-resistive mixed sensor without low frequency noise and associated method
JP5362713B2 (ja) 2007-06-27 2013-12-11 コミサリア ア レネルジ アトミク 磁気抵抗複合センサにおける低周波ノイズ除去の方法
JP4979487B2 (ja) 2007-07-05 2012-07-18 アルプス電気株式会社 角度センサ
FR2918762B1 (fr) 2007-07-10 2010-03-19 Commissariat Energie Atomique Capteur de champ magnetique a faible bruit utilisant un transfert de spin lateral.
FR2918761B1 (fr) 2007-07-10 2009-11-06 Commissariat Energie Atomique Capteur de champ magnetique a faible bruit.
US7583073B2 (en) 2007-07-19 2009-09-01 Honeywell International Inc. Core-less current sensor
US7394247B1 (en) 2007-07-26 2008-07-01 Magic Technologies, Inc. Magnetic field angle sensor with GMR or MTJ elements
US8715776B2 (en) 2007-09-28 2014-05-06 Headway Technologies, Inc. Method for providing AFM exchange pinning fields in multiple directions on same substrate
US20090115405A1 (en) 2007-11-01 2009-05-07 Magic Technologies, Inc. Magnetic field angular sensor with a full angle detection
JP5170679B2 (ja) 2008-01-29 2013-03-27 日立金属株式会社 磁気センサおよび回転角度検出装置
JP4780117B2 (ja) 2008-01-30 2011-09-28 日立金属株式会社 角度センサ、その製造方法及びそれを用いた角度検知装置
US8390800B2 (en) 2008-03-04 2013-03-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Angle sensor, system and method employing guided-mode resonance
US8447570B2 (en) 2008-05-21 2013-05-21 Infineon Technologies Ag Predictive sensor readout
FR2932315B1 (fr) 2008-06-09 2010-06-04 Commissariat Energie Atomique Element magnetique tricouches, procede pour sa realisation, capteur de champ magnetique, memoire magnetique et porte logique magnetique mettant en oeuvre un tel element
DE102008030334B4 (de) 2008-06-30 2018-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur störarmen berührungslosen Messung hoher Ströme und zugehöriger Hochstromsensor
FR2933552B1 (fr) 2008-07-04 2014-10-10 Centre Nat Rech Scient Circuit d'amplification d'un signal representant une variation de resistance d'une resistance variable et capteur correspondant
US8477461B2 (en) 2008-07-29 2013-07-02 Tdk Corporation Thin film magnetic head having a pair of magnetic layers whose magnetization is controlled by shield layers
US8189303B2 (en) 2008-08-12 2012-05-29 Tdk Corporation Thin film magnetic head having a pair of magnetic layers whose magnetization is controlled by shield layers
DE112009002175T5 (de) 2008-09-03 2012-03-15 Alps Electric Co., Ltd. Winkelsensor
US8058866B2 (en) 2008-09-08 2011-11-15 Infineon Technologies Ag Off-center angle measurement system
US9007055B2 (en) 2008-09-12 2015-04-14 Hitachi Metals, Ltd. Self-pinned spin valve magnetoresistance effect film and magnetic sensor using the same, and rotation angle detection device
JP2010080008A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Fujitsu Ltd 再生磁気ヘッド
JP5383145B2 (ja) 2008-10-15 2014-01-08 エイチジーエスティーネザーランドビーブイ 磁気再生ヘッド
US20100149689A1 (en) 2008-12-11 2010-06-17 Tdk Corporation Thin film magnetic head having a pair of magnetic layers whose magnetization is controlled by shield layer including amorphous layer
FR2939955B1 (fr) 2008-12-11 2011-03-11 Commissariat Energie Atomique Procede pour la realisation d'une jonction tunnel magnetique et jonction tunnel magnetique ainsi obtenue.
US7713755B1 (en) 2008-12-11 2010-05-11 Magic Technologies, Inc. Field angle sensor fabricated using reactive ion etching
FR2941534B1 (fr) 2009-01-26 2011-12-23 Commissariat Energie Atomique Capteur de champ magnetique a jauge de contrainte suspendue
US8093886B2 (en) 2009-03-30 2012-01-10 Hitachi Metals, Ltd. Rotation-angle-detecting apparatus
FR2944384B1 (fr) 2009-04-09 2012-01-20 Commissariat Energie Atomique Oscillateur radiofrequence a vanne de spin ou a jonction tunnel
JP5680287B2 (ja) 2009-05-27 2015-03-04 新科實業有限公司ＳＡＥ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ（Ｈ．Ｋ．）Ｌｔｄ． 電流センサ
FR2946183B1 (fr) 2009-05-27 2011-12-23 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a polarisation de spin.
US8686520B2 (en) * 2009-05-29 2014-04-01 International Business Machines Corporation Spin-torque magnetoresistive structures
CN201622299U (zh) 2009-06-19 2010-11-03 钱正洪 新型巨磁阻集成电流传感器
US7999338B2 (en) 2009-07-13 2011-08-16 Seagate Technology Llc Magnetic stack having reference layers with orthogonal magnetization orientation directions
DE112010002899T5 (de) 2009-07-13 2012-06-14 Hitachi Metals, Ltd. Verfahren zur Herstellung eines Magnetowiderstandseffektelements, eines Magnetsensors, einer Drehwinkel-Erfassungsvorrichtung
US8427144B2 (en) 2009-07-28 2013-04-23 Tdk Corporation Magnetic sensor that includes magenetoresistive films and conductors that combine the magnetoresistive films
JP2011064653A (ja) 2009-09-18 2011-03-31 Tdk Corp 磁気センサおよびその製造方法
US8780665B2 (en) 2010-08-11 2014-07-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for providing magnetic tunneling junction elements having an easy cone anisotropy
JP5671972B2 (ja) 2010-11-25 2015-02-18 富士通株式会社 磁気抵抗素子および半導体メモリ
US8541855B2 (en) 2011-05-10 2013-09-24 Magic Technologies, Inc. Co/Ni multilayers with improved out-of-plane anisotropy for magnetic device applications
US9529060B2 (en) 2014-01-09 2016-12-27 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with improved response to magnetic fields
US9958511B2 (en) * 2014-12-08 2018-05-01 Infineon Technologies Ag Soft switching of magnetization in a magnetoresistive sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005020242A2 (en) * 2003-08-26 2005-03-03 Grandis, Inc. Magnetic memory element utilizing spin transfer switching and storing multiple bits
US20070063237A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-22 Yiming Huai Magnetic device having multilayered free ferromagnetic layer
TW201436316A (zh) * 2013-01-11 2014-09-16 Samsung Electronics Co Ltd 用於提供具有易錐面各向異性的磁性穿隧接面元件之方法及系統

Also Published As

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EP3300534B1 (en) 2020-11-11
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