DE10028640A1

DE10028640A1 - Wheatstonebrücke, beinhaltend Brückenelemente, bestehend aus einem Spin-Valve-System, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung

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Publication number: DE10028640A1
Application number: DE10028640A
Authority: DE
Inventors: Arno Ehresmann; Wolfgang-Dietrrich Engel; Juergen Fassbender; Burkard Hillebrands; Roland Mattheis; Tim Mewes
Original assignee: Institut fuer Physikalische Hochtechnologie eV
Current assignee: Institut fur Photonische Technologien Ev 0 De
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: US20040023064A1; WO2001094963A2; EP1287372A2; DE10028640B4; US6882145B2; WO2001094963A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wheatstonebrücke, beinhaltend üblich verschaltete Brückenelemente, bestehend aus einem Spin-Valve-System, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Aufgabe der Erfindung eine Wheatstonebrücke schaffen, bei denen jeweils benachbart liegenden Halbbrücken jeweils eine antiparallele BMR aufweisen, wird dadurch gelöst, daß jeweils nicht benachbarte Brückenelemente (1, 3 oder 2, 4) unterhalb der gepinnten ferromagnetischen Schicht eines GMR- oder TMR-Spin-Valve-Schichtsystems mit einer Dotierung von implantierbaren Ionen mit einem Anteil zwischen 1 È 10·12· bis 5 È 10·16· Atomen/cm·2· versehen sind, wobei während eines Beschusses ausgewählter Brückenbereiche (1, 3) oder Flächenbereiche, die nicht mit einer Abdeckung (5) versehen sind, mit Ionen niedriger Dosis und niedriger Energie, die so groß festgelegt werden, daß die Ionen die gepinnte ferromagnetische Schicht durchdringen und alle Flächenbereiche oder Brückenelemente (1, 2, 3, 4) einem homogenen, gerichteten, ausreichend starkem Magnetfeld ausgesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wheatstonebrücke, beinhaltend üblich verschaltete Brückenelemente, bestehend aus einem Spin-Valve-System, sowie und ein Verfahren zu deren Herstellung. Solche Wheatstonebrücken werden bevorzugt als Sensoren zur Messung kleiner magnetischer Felder verwendet und als berührungslos messende Winkeldetektoren eingesetzt.

Zur betrags- und richtungsmäßigen Messung von Magnetfeldern werden nach dem Stand der Technik magnetoresistive Streifenleiter eingesetzt, die anisotrop bzgl. ihrer magnetoresistiven Eigenschaften und i. a. als Wheatstonebrücke verschaltet sind (vgl. z. B. DD 256 628, DE 43 17 512 A1). Die dabei zum Einsatz gelangenden magnetoresistiven Streifenleiter weisen bzgl. eines äußeren Magnetfeldes anisotrope Widerstandsänderungen auf, was für den Verwendungszweck z. B. als Drehwinkelgeber eine wünschenswerte Eigenschaft ist. Solche Streifenleiter, z. B. auf der Basis von Permalloy, zeigen jedoch nur maximale Widerstandsänderungen von ca. 2-3%, weswegen ein relativ hoher elektronischer und herstellungsmäßiger Aufwand betrieben werden muß.

Des weiteren sind auch Materialien bzw. Bauformen mit einem sogenannten Giant Magnetowiderstand bekannt geworden (vgl. z. B. S. P. P. Parkin et al., Oscillatory magnetic exchange coupling through thin copper layers, Phys. Rev. Lett., Vol. 66, S. 2152 ff., 1991 und R. von Helmolt et al., Giant Negative Magnetoresistance in Perovskite like La_2/3Ba_1/3MnO_x Ferromagnetic Films, Phys. Rev. Lett., Vol. 71, No. 14, S. 2331 ff, 1993). Diese Klasse von Materialien bzw. Bauformen weisen magnetoresistive Widerstandseffekte auf, die die üblicherweise verwendeter magnetoresistiver Materialien um eine bis mehrere Größenordnungen übersteigen. Der Nachteil dieser Materialien für den angestrebten Verwendungszweck besteht jedoch darin, daß sie keinen anisotropen Widerstandseffekt aufweisen.

Magnetoresistive Sensoren werden in bekannter Weise in Form von Wheatstonebrücken ausgebildet, um Umwelteinflüsse wie Temperaturänderungen auf das Meßsignal zu minimieren oder total zu unterdrücken. Der Aufbau derartiger Wheatstonebrücken setzt voraus, daß sich benachbarte Brückenzweige einer Halbbrücke bei Einwirkung eines äußeren magnetischen Feldes bzgl. der magnetoresistiven Widerstandsänderung entgegengesetzt verhalten. Dies ist bei Verwendung von anisotropen magnetischen Materialien, wie bei dem in klassischen MR-Sensoren verwendeten Permalloy (Ni₈₁Fe₁₉) vergleichsweise einfach realisierbar, indem durch zueinander senkrechte Ausrichtung von zwei MR-Streifenleitern innerhalb einer Halbbrücke oder durch die Verwendung von Barberpolen die Richtung des in dem magnetoresistiven Brückenzweigen fließenden Stromes unterschiedlich eingeprägt ist. Im Falle von isotropen Widerstandssystemen, wie z. B. Systemen mit Giant Magnetowiderstandseffekt, führen die bisher verwendeten Lösungsansätze jedoch zu keiner befriedigenden Lösung. Ein möglicher Lösungsansatz wurde für Drehwinkelsensoren für antiferromagnetisch gekoppelte Viellagenschichten oder Schichtsysteme mit einem kolossalen Magnetowiderstandseffekt bspw. in DE 195 32 674 C1 aufgezeigt. Dort wird durch eine geeignet geformte Geometrie von weichmagnetischen, als magnetische Sammler wirksamen Antennengeometrien eine Änderung der auf benachbarte Brückenzweige wirkenden Magnetfelder erreicht. Dieser Lösungsansatz bewirkt zwar den gewünschten Effekt, jedoch ist er mit zusätzlichen Strukturen und diffizilen Strukturierungsprozessen verbunden und nur für eine Drehwinkelmessung geeignet.

Weiterhin sind Schichtsysteme mit einem sogenannten Spin-Valve-Effekt bekannt, die vorzugsweise zur Detektion kleiner Felder oder auch zur Winkeldetektion verwendet werden (vgl. z. B. DE 43 01 704 A1). Diesen Schichtsystemen ist gemeinsam, daß sie aus magnetischen Einzelschichten bestehen, bei denen idealerweise eine Sensorschicht magnetisch leicht drehbar und eine Biasschicht magnetisch unbeweglich ist. Diese Schichten können bislang nur als einzelne magnetoresistive Streifensensoren betrieben werden, womit zwar vergleichsweise hohe Signale erhaltbar sind, jedoch auch alle weiteren Störeinflüsse, wie Temperaturschwankungen, das Meßsignal beeinflussen.

Eine Lösung zur Behebung dieses Problems ist in DE 196 49 265 A1 beschrieben, die einen GMR-Sensor mit einer Wheatstonebrücke beschreibt, bei der Spin-Valve-Schichtsysteme für die einzelnen Brückenelemente eingesetzt sind. Diese Lösung bedarf jedoch eines relativ komplizierten Layouts der auf relativ großen Chipflächen (1 . . . 4 mm²) angeordneten Wheatstone-Brücken. Aufgrund des dort zwingend benötigten Layouts ist eine weitere Miniaturisierung bei dieser Lösung jedoch nicht möglich.

Der Schichtaufbau eines Spin-Valve-Systems kann als GMR- Schichtsystem (unter Verwendung von Giant Magnetowiderstands materialien) oder als TMR-Schichtsystem (Tunnelschichtsystem) ausgebildet sein. Das Schichtsystem besteht dabei aus mindestens einer antiferromagnetischen Schicht, einer durch den Antiferromagneten über eine sogenannte Exchange Bias gepinnten ferromagnetischen Schicht, die selbst wieder Bestandteil eines sogenannten künstlichen Antiferromagneten (AAF) sein kann, mindestens einer Flußführungsschicht und einer zwischen diesen ferromagnetischen Schichten angeordneten leitfähigen Schicht für GMR-Schichtsysteme oder oxidischen Schicht für Tunnelanordnungen, wobei mittels dieses Schichtaufbaus ein magnetoresistives Sensorsystem mit mindestens zwei Sensorelementen bildbar ist. Für Anwendungen werden diese Sensorelemente üblicherweise zu Wheatstonebrücken angeordnet.

Aus "Sensors - A Comprehensive Survey" (Hrsg.: W. Göpel u. a.), VCH Verlagsgesellschaft Weinheim, Vol. 5: Magnetic Sensors (Hrsg.: R. Boll u. a.), 1989, Kapitel 9: Magnetoresistive Sensors, Seiten 341 bis 378 sind allgemein der Aufbau von magnetoresistiven Sensoren, deren Funktionsweise und deren Anwendungen zu entnehmen. Die dargestellten Sensoren zeigen einen anisotropen magnetoresistiven Effekt. Aus der Literaturstelle geht auch die Bildung von Sensorbrücken hervor, die beispielsweise zur Herstellung von 360° Winkeldetektoren verwendet werden können. Entsprechende Brücken können auch mit Sensoren aufgebaut werden, die den vorstehend genannten Schichtaufbau aufweisen. Auch hierbei ist es erforderlich, von den die Brücke bildenden vier Sensoren zwei Sensoren hinsichtlich ihrer Biasschicht- Magnetisierung entgegengesetzt zu den anderen auszurichten, um entsprechende Signale über den gesamten Winkelbereich zu erhalten. Dies ist auch bei Sensoren erforderlich, die auf Basis eines magnetischen Tunneleffekts oder mit Spin-Valve-Transistoren arbeiten.

Die Einstellung der Biasmagnetisierungsrichtung (BMR) erfolgt üblicherweise durch Anlegen eines homogenen Magnetfeldes bei der Abscheidung des Magnetschichtsystems auf einen 3-6" Si-Wafer. Dies hat zur Folge, daß die BMR überall die gleiche ist. Im Patent DE 198 30 343 C1 ist dargestellt, wie im Falle der Verwendung von Kombinationen von antiferromagnetischen Schichten sowie Schichtsystemen, die als künstlicher Antiferromagnet ausgebildet sind, durch geeignete Wahl der Schichten eine antiparallele Ausrichtung der BMR erreicht werden kann. Dies wird dort dadurch erreicht, daß zur Ermöglichung einer lokal antiparallelen Ausrichtung der Magnetisierung der Biasschichten nach der Herstellung des AAF-Systems lokal die Symmetrie des AAF-Systems derart beeinflußt wird, daß die beeinflußten und die nicht beeinflußten Bereiche des Schichtaufbaus ein unterschiedliches Verhalten in einem homogenen Magnetfeld zeigen. Dieser Vorschlag geht also ab von einem identischen Schichtaufbau für sämtliche Sensorelemente bzw. für sämtliche Bereiche, die Sensorelemente bilden sollen. Dies erzeugt im allgemeinen schädliche Asymmetrien bzgl des Widerstandes und vor allem des Temperaturkoeffizienten des Widerstandes, was sich schädlich auf die Betriebsverhalten auswirkt.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Wheatstonebrücken hybrid aufzubauen dergestalt, daß die Brückenzweige aus Elementen bestehen, die geometrisch um 180° gedreht sind, um eine Antiparallelstellung der BMR zu erreichen. Ersteres Verfahren setzt im AAF geeignete Zusatzschichten mit geeigneten Eigenschaften voraus. Letztere Lösung bedeutet einen erhebliche Mehraufwand beim Herstellen der Wheatstonebrücken, nämlich zusätzlichen Montageaufwand sowie zusätzlichen Aufwand für die Verdrahtung, was neben höheren Kosten auch eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit mit sich bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wheatstonebrücke, beinhaltend Brückenelemente, bestehend aus einem Spin-Valve-System, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, die unter Beibehaltung eines zunächst einheitlichen Schichtaufbaus und einer einheitlichen Biasmagnetisierung (BMR) eine Wheatstonebrücke schaffen, bei denen jeweils benachbart liegenden Halbbrücken jeweils eine antiparallele BMR aufweisen, wobei die Miniaturisierung der Wheatstonebrücke nicht durch schaltungstechnisch kompliziertes Layout begrenzt sein soll.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind von den jeweils nachgeordneten Ansprüchen erfaßt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand schematischer Ausführungs beispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1a eine Wheatstonebrücke mit magnetoresitiven Brückenelementen gleicher Magnetisierungsrichtung,

Fig. 1b eine Wheatstonebrücke, mit angegebener Magnetisierungs richtung der Brückenelemente während einer Ionen implantation,

Fig. 1c eine Wheatstonebrücke, mit angegebener Magnetisierungs richtung der Brückenelemente nach der Ionenimplantation,

Fig. 2a einen Ausschnitt aus einem Wafer, der mit angedeuteten Flächenelementen eines Spin-Valve-Schichtsystems gleicher Magnetisierungsrichtung versehen ist,

Fig. 2b einen Ausschnitt aus einem Wafer, der mit abgedeckten Flächenelementen während einer Ionenimplantation,

Fig. 2c einen Ausschnitt aus einem Wafer nach Fig. 2b mit Flächenelementen und der Magnetisierungsrichtung nach der Ionenimplantation,

Fig. 3, 4 und 6 unter der Erfindung mögliche Ausführungsformen von Spin-Valve-Schichtsystemen und

Fig. 5 eine Ausführungsmöglichkeit eines künstlichen Antiferro magneten.

Bei allen nachfolgenden Beispielen wird zunächst von einem Substrat S ausgegangen, das zunächst auf übliche Weise mit einem Spin-Valve- Schichtsystem versehen ist. Bei einer Ausführung nach Fig. 3 wird durch eine beispielhafte Schichtfolge aus Permalloy 14, Kupfer 13, Kobalt 12, und eine antiferromagnetische Schicht 11, die aus FeMn, NiO, PtMn, NiMn o. dgl. bestehen kann, ein GMR-Spin-Valve-Schichtsystem gebildet. Bei der Schichtpaketherstellung wird ein homogenes Magnetfeld angelegt, so daß in der Grenzschicht zwischen den Schichten 11 und 12 eine einheitlich ausgerichtete Magnetisierung m1 "eingefroren" (gepinnt) wird. Bei einem Beispiel nach Fig. 4 ist ein TMR-Spin-Valve- Schichtsystem realisiert, bei dem gleiche Schichten 11, 12, 14 vorgesehen sind, die Schicht 13 jedoch durch eine Tunuelschicht, bspw. aus Al₂O₃, gebildet ist. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, die Schicht 12 als künstlichen Antiferromagneten (AAF: artificial antiferromagnet) auszubilden (vgl. Fig. 3), so daß nach Fig. 6 ein AF/AAF-Schichtsystem gebildet wird. Weitere übliche Schutzschichten, bspw. aus Ta, die genannte Schichtsysteme überdecken, als auch ggf. erforderliche Haftschichten, die direkt auf dem Substrat S abgeschieden sind, bevor genannte Schichtsysteme abgeschieden sind, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mit angegeben.

Danach erfolgt ein üblicher Strukturierungsprozeß, bei dem entweder die einzelnen Brückenelemente 1, 2, 3, 4, die i. d. R. als Mäander (in den Fig. 1a und 1b nicht dargestellt) ausgeführt sind, der Wheatstonebrücke strukturiert werden, oder es werden zunächst nur definiert vorgebbare Flächenbereiche 10, 20, 30, 40 (vgl. Fig. 2b) mit einer Abdeckschicht oder einer geeigneten Maskierung versehen, wobei genannte Flächenbereiche als auch sie trennende Ausnehmungen in einem späteren Strukturierungsschritt mit der endgültigen Mäanderstruktur der Brückenelemente versehen werden. Die zu einer späteren Wheatstonebrücke gehörenden Flächenbereiche sind in Fig. 2a bis 2c durch ein strichliniertes Rechteck umfaßt. Nach einer derzeitigen Realisierungsform sind auf einem 6"-Siliziumwafer 80.000 derartiger Flächenbereiche vorgesehen, so daß zugleich 20.000 Wheatstonebrücken, die eine Fläche von je 0,5 mm² einnehmen, hergestellt werden können. Die Verdrahtung der einzelnen Brückenelemente kann vor der Abscheidung genannter Spin-Valve- Schichtsysteme oder in einem späteren Verfahrensschritt erfolgen. Die Dicken der Einzelschichten 11, 12, 13, 14 liegen je nach Ausführungsart zwischen 0,5 bis 50 nm. So kann bspw. auf einem mit einer 1,5 µm dicken SiO₂- und einer 5 nm dicken Ta-Schicht versehenen Siliziumwafer ein typisches System nach Fig. 3 mit einer 5 nm dicken Py- Schicht, einer 3 nm dicken Cu-Schicht, einer 4 nm dicken Co-Schicht, einer 20 nm dicken FeMn-Schicht (AF) und einer nicht dargestellten 5 nm dicken Ta-Schutzschicht versehen sein. Weitere konkrete Schichtdickenangaben für andere Systeme erübrigen sich an dieser Stelle, da diese zum bekannten Stand der Technik gehören.

An diesen nach Fig. 1a oder Fig. 2a geschaffenen Ausgangssituationen setzt vorliegende Erfindung an.

Es werden zunächst in einem ersten Beispiel die Brückenelemente 2, 4 oder Flächenbereiche 20, 40, deren durch einen Pfeil charakterisierte ursprüngliche Magnetisierungsrichtung erhalten bleiben soll, mit einer Abdeckung 5, die aus einem strukturiertem Fotoresist einer je nach Ionenart und -energie festzulegenden Dicke von 10 nm bis 6 µm, im Beispiel 1,5 µm (vgl. Fig. 1b), oder durch eine nicht dargestellt Maske, die mit für Ionen transparenten und nicht transparenten Bereichen versehen ist oder eine entsprechende Lochmaske, die im Beispiel jeweils die Brückenelemente 1, 3 oder Flächenelemente 10, 30 frei läßt und lediglich die Bereiche 2, 4 oder 20, 40 abdeckt, versehen. Die spezielle Dicke der Abdeckschicht bzw. der maskierenden Bereiche der Lochmaske ist abhängig von in einer konkreten Anlage vorgebbaren Energie der zu implantierenden Ionen; genannte Dicken können somit größeren Schwankungen unterliegen, sind jedoch mindestens so groß festzulegen, daß sie von den Ionen nicht durchdrungen werden. Danach werden die Wafer in einer Ionenstrahlanlage einer Ionenimplantation mit einer Dosis von 10¹² bis 10¹⁶ Atomen/cm² mit z. B. Edelgasionen (He, Ne, Ar), wobei auch sonstige für Halbleiterdotierungsprozesse verwendete Dotierungsionen, wie z. B. Ga, P oder B, als auch dafür unübliche Ionen in Betracht kommen, mit einer Energie von 1 . . . 1000 keV beschossen, wobei gleichzeitig an das Substrat ein homogenes Magnetfeld, im Beispiel einer Stärke von 0,2 T, angelegt wird, welches die Magnetisierungsrichtung in der gepinnten ferromagnetischen Schicht 12 um 180° auslenkt oder bzgl. ihrer Magnetisierungsrichtung auszurichtenden ferromagnetische Schicht 12 ausrichtet (vgl. Fig. 1b und 2b). Die jeweils konkrete Magnetfeldstärke ist abhängig von der eingesetzten Schicht 11 und kann mit fachgemäßen Handeln den speziellen Bedingungen angepaßt werden. Nach Beendigung des Ionenbeschusses, was im Beispiel nach ca. 50 sec erfolgt, und nach Entfernung des ausrichtenden Dauermagneten oder Abschaltung eines analog einsetzbaren Elektromagneten verbleibt die gepinnte Magnetisierungsrichtung in der aufgeprägten Lage. Die jeweiligen Endorientierungen, bei denen jeweils benachbarte Brückenelemente 1, 2 oder 3, 4 einer Halbbrücke oder Flächenbereiche 10, 20 oder 30, 40 eine zueinander antiparallele Magnetisierung aufweisen, sind in Fig. 1c und 2c mit entsprechenden Pfeilen dargestellt. Dabei sind nicht benachbarte Brückenelemente 1, 3 oder 2, 4 (oder Flächenbereiche 10, 30 oder 20, 40) unterhalb der gepinnten ferromagnetischen Schicht 12 und ggf bis in das Substrat S hinein, nicht jedoch innerhalb der ferromagnetischen Schicht 12, mit einer Dotierung von implantierbaren Ionen I mit einem Anteil zwischen 10¹² bis 5 . 10¹⁶ Atomen/cm² versehen, wie es in den Fig. 3, 4 und 6 schematisch angedeutet ist.

Technologisch und zeitlich etwas aufwendiger läßt sich auch ein gescannter Ionenfeinstrahl zur Ionenimplantation einsetzen, der nur die Brückenelemente oder Flächenbereiche erfaßt, deren gepinnte Magnetisierungsrichtung ml gedreht werden soll.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1

,

2

,

3

,

4

Brückenelemente einer Wheatstonebrücke

11

,

12

,

13

,

14

Einzelschichten eines GMR- oder TMR-Spin- Valve-Schichtsystems

10

,

20

,

30

,

40

Flächenbereiche eines GMR- oder TMR-Spin- Valve-Schichtsystems

5

Abdeckung
I Ionen
m1, m2 Magnetisierungsrichtungen
S Substrat

Claims

1. Wheatstonebrücke, beinhaltend üblich verschaltete Brückenelemente, bestehend aus einem GMR- oder TMR-Spin-Valve-System, wobei jeweils benachbart liegende Halbbrücken (1, 2 und 3, 4) eine antiparallele Magnetisierung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nicht benachbarte Brückenelemente (1, 3 oder 2, 4) unterhalb der gepinnten ferromagnetischen Schicht (12) mit einer Dotierung von implantierbaren Ionen mit einem Anteil zwischen 1 . 10¹² bis 5 . 10¹⁶ Atomen/cm² versehen sind.

2. Wheatstonebrücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die implantierbaren Ionen He, Ar oder Ne als Dotierungselemente eingesetzt sind.

3. Verfahren zur Herstellung einer Wheatstonebrücke, beinhaltend üblich verschaltete Brückenelemente, bestehend aus einem GMR- oder TMR- Spin-Valve-System, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat (S)

1. mit definiert vorgebbaren Flächenbereichen (10, 20, 30, 40), aus denen die einzelnen Brückenelemente (1, 2, 3, 4) der Wheatstonebrücke in einem späteren und außerhalb dieses Verfahrens liegenden Strukturierungsprozeß strukturiert werden oder
2. mit bereits strukturierten Wheatstonebrückenelemente (1, 2, 3, 4) eingesetzt wird und dieses einem Ionenbeschuß derart ausgesetzt wird, daß während des Ionenbeschusses der Flächenbereiche (10, 20, 30, 40) oder Brückenelemente (1, 2, 3, 4)
3. jeweils nicht benachbarte Flächenbereiche (10, 30 oder 20, 40) oder Brückenelemente (1, 3 oder 2, 4) mit einer ionenundurch lässigen Abdeckung (5) versehen werden oder
4. jeweils nicht benachbarte Flächenbereiche (10, 30 oder 20, 40) oder Brückenelemente (1, 3 oder 2, 4) einer ausschließlich diese Bereiche erfassenden Rasterionenbestrahlung ausgesetzt werden und
5. während des Beschusses mit Ionen niedriger Dosis und niedriger Energie, die so groß festgelegt werden, daß die Ionen die bzgl. ihrer Magnetisierungsrichtung auszurichtenden ferromagnetische Schicht (12) durchdringen, alle Flächenbereiche (10, 20, 30, 40) oder Brückenelemente (1, 2, 3, 4) einem homogenen, gerichteten Magnetfeld ausgesetzt werden, das eine solche Ausrichtung und Stärke hat, daß die Magnetisierungsrichtung in den ferromagnetischen Schichten (12) der Flächenbereiche (10, 20, 30, 40) oder Brückenelemente (1, 2, 3, 4) um 180° gedreht oder ausgerichtet wird
6. und nach Entfernung des gerichteten Magnetfeldes ausschließlich die Magnetisierungsrichtung der nicht benachbarten Flächenbereiche (10, 30 oder 20, 40) oder Brückenelemente (1, 3 oder 2, 4) eine Drehung um 180° oder eine Ausrichtung erfahren.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Flächenbereiche (10, 30 oder 20, 40) oder Brückenelemente (1, 3 oder 2, 4) einem Ionenstrahl mit Teilchenenergien von 1 . . . 1000 keV und einer Dosis von 1 . 10¹² bis 5 . 10¹⁶ Atomen/cm² ausgesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ionenbeschusses ein die Brückenelemente (1, 2, 3, 4) bzw. Flächenbereiche (10, 20, 30, 40) erfassendes Magnetfeld einer vorgebbaren Mindeststärke, die eine ferromagnetische Sättigung bewirkt, angelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht benachbarte Brückenelemente (1, 3 oder 2, 4) oder Flächenbereiche (10, 30 oder 20, 40), deren Magnetisierungsrichtung unbeeinflußt bleiben soll, während der Ionenimplantation mit einer, je nach Ionenart und -energie, 10 nm bis 6 µm dicken Schicht, bevorzugt einem Fotoresist, versehen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht benachbarten Brückenelemente (1, 3 oder 2, 4) oder Flächenbereiche (10, 30 oder 20, 40), deren Magnetisierungsrichtung unbeeinflußt bleiben soll, während der Ionenimplantation mit einer separat auflegbaren Maske abgedeckt werden.