DE69825031T2 - Magnetfeldsensor mit spin tunnelübergang - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Magnetfeldsensor, der ein Wandlerelement umfasst. Derartige Sensoren können unter anderem eingesetzt werden:
    • • als Magnetköpfe, die zur Entschlüsselung des Magnetflusses eingesetzt werden können, der von einem Aufzeichnungsträger in Form eines Magnetbandes, einer Magnetplatte oder einer Magnetkarte ausgeht;
    • • in Kompassen zur Erfassung des Erdmagnetfeldes, beispielsweise in Fahrzeug-, Flugzeug-, Schiffs- oder Personennavigationssystemen;
    • • in Vorrichtungen zur Positions-, Winkel-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungserfassung, beispielsweise in Fahrzeuganwendungen;
    • • als Feldsensoren in medizinischen Abtastvorrichtungen und als Ersatz für Hall-Sonden in verschiedenen anderen Anwendungsbereichen;
    • • als Stromprüfer, wobei das von einem derartigen Strom erzeugte Magnetfeld erfasst wird.
  • Sensoren wie eingangs erwähnt sind nach dem Stand der Technik wohl bekannt. Das Wandlerelement in derartigen Sensoren umfasst typischerweise ein Magnetowiderstandselement, das Veränderungen des Magnetflusses in einen entsprechend schwankenden elektrischen Widerstand R umwandelt; ein Maß für die Leistung des Elements wird dann als so genanntes Magnetowiderstandsverhältnis (MR) ausgedrückt, das die maximale Änderung von R als Funktion des anliegenden Magnetfeldes quantifiziert. Sensoren dieser Art können auf einem der folgenden Effekte basieren:
    • • Dem „Anisotropic Magneto-Resistance"-Effekt (AMR), wobei R in einem magnetischen Körper von der Ausrichtung der Magnetisierung des Körpers in Bezug auf die Richtung des elektrischen Stromflusses durch den Körper abhängt; oder
    • • Dem „Giant-Magneto-Resistance"-Effekt (GMR), wobei R durch die relative Ausrichtung der Magnetisierungsvektoren in zwei unterschiedlichen magnetischen Körpern bestimmt wird, beispielsweise:
    • – zwei Schichten, die sandwichartig eine metallische Zwischenschicht einschließen und somit eine so genannte Spin-Valve-Dreierschicht bilden (siehe beispielsweise die Erläuterung von B. Dieny et al in der US-amerikanischen Patentschrift US 5.206.590 und im J. Magn. Magn. Mater. 136 (1994) auf den Seiten 335–35);
    • – eine Mehrfachschicht, die eine Vielzahl von übereinander gestapelten F/M-Doppelschichten umfasst, wobei F eine ferromagnetische Schicht und M eine metallische Schicht ist und benachbarte F-Schichten antiferromagnetisch über dazwischen liegende M-Schichten verbunden sind.
  • Ein Nachteil der bekannten Sensoren, die auf AMR und GMR basieren, besteht darin, dass sie ein relativ kleines MR-Verhältnis aufweisen. Typischerweise liegen die MR-Werte für AMR-Sensoren bei Raumtemperatur bei ungefähr 2%, während diejenigen für in der Praxis eingesetzte GMR-Sensoren im Allgemeinen in der Größenordnung von höchstens 5–10% liegen. Infolgedessen sind derartige herkömmliche Sensoren relativ unempfindlich.
  • Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen empfindlicheren Magnetfeldsensor zu schaffen. Im Besonderen hat die Erfindung zur Aufgabe, einen Sensor zu schaffen, der einen Magnetowiderstandseffekt bei einem MR-Verhältnis bei Raumtemperatur in der Größenordnung von 15% und mehr aufweist. Ferner hat die Erfindung zur Aufgabe, einen derartigen Sensor relativ kompakt auszuführen, wodurch sich eine effiziente Nutzung von Material und Raum ergibt.
  • Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß in einem Magnetfeldsensor gelöst, der ein Wandlerelement umfasst, wobei
    • 1. das Wandlerelement ein Spin-Tunnelübergang ist, der eine erste und eine zweite magnetische Schicht umfasst, die sandwichartig eine dazwischen liegende elektrische Isolierschicht (Zwischenschicht) einschließen;
    • 2. der Sensor ein Joch mit zwei Armen umfasst;
    • 3. die erste magnetische Schicht direkten Kontakt zu einem ersten Teilstück eines ersten Armes des Jochs hat.
  • Das Prinzip von Spin-Tunnelübergängen (engl. Spin Tunnel Junctions, STJs) wird ausführlich in einem Artikel von J. C. Slonczewski, erschienen in Phys. Rev. B 39 (1989), auf den Seiten 6995–7002, erläutert, und eine Studie über die Eigenschaften eines speziellen STJ wird in einem Artikel von S. S. P. Parkin et al, erschienen in J. Appl. Phys. 81 (1997) auf der Seite 5521, beschrieben. Da der STJ elektrisch isolierendes Material (seine Zwischenschicht) anstelle von rein metallischem Material enthält, unterscheidet sich das Funktionsprinzip eines STJ grundlegend von demjenigen herkömmlicher AMR- oder GMR-Elemente. In einem GMR-Element ist beispielsweise der elektrische Widerstand metallisch und wird durch spinabhängige Streueffekte vermittelt; demgegenüber wird der elektrische Widerstand in einem STJ durch spinabhängige Tunneleffekte vermittelt. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass in einem (in der Praxis angewendeten) AMR- oder GMR-Element der Messstrom parallel zur Ebene des Elements ausgerichtet ist; demgegenüber muss der Messstrom in einem STJ durch die Zwischenschicht gerichtet (getunnelt) werden und ist somit senkrecht zur Ebene des Elements ausgerichtet. Diese Unterschiede zeigen die bedeutendsten Vorteile eines STJ: aufgrund des hohen Tunnelwiderstands des STJ kann der erforderliche Messstrom sehr klein sein (in der Größenordnung von ca. 1 μA oder weniger) und das MR-Verhältnis eines STJ bei Raumtemperatur und bei einem kleinen Feld liegt erfahrungsgemäß in der Größenordnung von mindestens 15%.
  • Der Ausdruck „magnetische Schicht", wie er in Bezug auf einen STJ verwendet wird, sollte großzügig interpretiert werden. Eine derartige magnetische Schicht kann beispielsweise aus einem der folgenden Bestandteile bestehen:
    • • einer einzigen Schicht aus ferromagnetischem Material;
    • • einem ferromagnetischen Film, neben dem ein dünner, metallischer, nichtmagnetischer Film auf der dem am nächsten liegenden Jocharm benachbarten Seite liegt;
    • • zwei ferromagnetischen Filmen, die austauschgekoppelt über einen dazwischen liegenden elektrisch leitenden Film verbunden sind;
    • • einem ferromagnetischen Film, der in einem Stapel mit einer Pinningstruktur (für die weiter unten Beispiele im Ausführungsbeispiel 1 gegeben werden) angeordnet ist, wobei die Pinningstruktur dazu dient, die Richtung der Magnetisierung in dem benachbarten ferromagnetischen Film festzulegen.
  • In allen Fällen ist es wichtig zu erkennen, dass die magnetische Schicht keinerlei elektrisch isolierende Filme enthält; die einzige elektrisch isolierende Struktur in dem STJ ist die Tunnelbarriere (Zwischenschicht) zwischen der ersten und der zweiten magnetischen Schicht.
  • Wird in einem Magnetfeldsensor mit Joch ein AMR- oder GMR-Wandlerelement eingesetzt, ist das Element beispielsweise durch die Verwendung einer so genannten Oxid-Trennschicht zwischen dem Element und dem Joch elektrisch vom Joch isoliert; hiermit soll verhindert werden, dass der Jocharm als elektrischer Parallelwiderstand um das Wandlerelement herum funktioniert (bei dem, wie bereits erläutert wurde, der Messstrom parallel zur Ebene des Elements und auch zur Oberseite des Jocharm fließt). Dies wird in der US-amerikanischen Patentschrift US-A-5.493.467 beschrieben, die auch die Grundlage für die zweigeteilte Form in Anspruch 1 bildet. Die Existenz einer isolierenden Schicht zwischen dem Joch und dem Wandlerelement reduziert jedoch den magnetischen Kontakt zwischen diesen beiden Teilen, wodurch sich dementsprechend die Effizienz des Sensors verringert. Daraus ergibt sich, dass der Einsatz eines Jochs in Verbindung mit herkömmlichen Sensoren nicht zu empfehlen ist. Im Gegensatz dazu haben die Erfinder festgestellt, dass, wenn ein STJ anstelle eines herkömmlichen Magnetowiderstands-Wandlerelements eingesetzt wird, die Verwendung eines Jochs eine bessere Möglichkeit darstellt. Dies liegt daran, dass der Messstrom durch den STJ senkrecht zu seiner Ebene ausgerichtet ist, so dass ein Jocharm, der elektrischen Kontakt zu einer der magnetischen Schichten des STJ hat, nicht als elektrischer Parallelwiderstand um den Wandler herum funktioniert; die Existenz einer speziellen Oxid-Trennschicht zwischen dem STJ und dem Joch ist somit nicht erforderlich. Aus diesem Grund legt die Erfindung fest, dass der STJ direkten Kontakt zum Joch haben muss, damit ein guter magnetischer Kontakt und optimale Wirksamkeit sichergestellt sind. Ferner dient der Jocharm, der Kontakt zur magnetischen Schicht des STJ hat, auch als elektrischer Kontakt zu dieser magnetischen Schicht, wodurch ein elektrischer Kontakt über eine separate Anschlussleitung überflüssig gemacht wird. Außerdem wird durch das Weglassen der Oxid-Trennschicht die Menge des für den Sensor erforderlichen Materials reduziert, der Herstellungsprozess vereinfacht und eine kompaktere Ausführung ermöglicht.
  • Der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor mit Joch ist besonders vorteilhaft, wenn er als Kontaktmagnetkopf beispielsweise zum Lesen von Magnetbändern oder Festplatten eingesetzt wird. Das liegt daran, dass in diesem Fall das relativ widerstandsfähige Joch anstelle des relativ empfindlichen Wandlerelements den Kontakt zum Aufzeichnungsträger herstellt. Außer dem Vorteil bezüglich des mechanischen Verschleißes führt diese Konfiguration auch zu einer Reduzierung des thermischen Rauschens.
  • Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors bildet das genannte erste Teilstück des ersten Arms des Jochs die erste magnetische Schicht des STJ, d. h. der erste Jocharm übernimmt die Rolle der ersten magnetischen Schicht in dem STJ. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel weist der erste Jocharm keinen magnetischen Spalt unterhalb des STJ auf, sondern ist stattdessen durchgehend. Dieses Ausführungsbeispiel bietet daher den Vorteil, dass
    • • es noch kompakter und wirtschaftlicher ist, da zusätzlich zu dem Joch keine getrennte erste magnetische Schicht erforderlich ist;
    • • es einfacher herzustellen ist, da in dem verwendeten Joch kein magnetischer Spalt realisiert zu werden braucht.
  • Bei einem für den Einsatz in extrem kleinen Sensoren (d. h. Sensoren, bei denen die so genannte charakteristische Länge sehr gering ist) geeigneten Ausführungsbeispiel bildet ein zweites Teilstück des zweiten Arms des Jochs die zweite magnetische Schicht. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist sogar noch kompakter, da die verschiedenen Arme des Jochs nun die Rolle sowohl der ersten als auch der zweiten magnetischen Schicht übernehmen. Bei diesem letzteren Ausführungsbeispiel ist es wichtig, dass die beiden Jocharme elektrisch voneinander isoliert sind, damit die Bildung von Kurzschlüssen über den STJ vermieden wird.
  • Eine weitere Verbesserung des ersten Ausführungsbeispiels des vorhergehenden Abschnitts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke t1 des ersten Teilstücks des ersten Arms des Jochs geringer ist als die Dicke des direkt benachbarten Rests des ersten Arms. Durch die derartige lokale dünnere Beschaffenheit des ersten Arms wird der magnetische Fluss in dem ersten Teilstück stärker konzentriert und die Empfindlichkeit des Sensors somit erhöht. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn die Dicke t2 des zweiten Teilstücks des zweiten Arms des Jochs auch geringer ist als die Dicke des direkt benachbarten Rests des zweiten Arms; in diesem Fall wird der magnetische Fluss auch in dem zweiten Teilstück noch stärker konzentriert und die Empfindlichkeit des Sensors noch weiter erhöht.
  • Dem Fachkundigen wird sofort ersichtlich sein, dass, wenn der STJ nutzbringend als Sensor eingesetzt werden soll, die entsprechenden Magnetisierungen M1 und M2 in der ersten und der zweiten magnetischen Schicht ihre jeweilige Ausrichtung als Funktion des angelegten Magnetfelds ändern müssen. Dies kann beispielsweise geschehen, indem in den beiden Schichten unterschiedliche magnetische Materialien verwendet werden oder indem sichergestellt wird, dass M1 und M2 im Ruhezustand senkrecht zueinander stehen (beispielsweise durch Exchange-Biasing). Als Alternative ist eine spezielle Form der in dem vorhergehenden Abschnitt beschriebenen Ausführungsbeispiele dadurch gekennzeichnet, dass t2 > t1. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel bewirken die unterschiedlichen Werte von t1 und t2 unterschiedliche Flusskonzentrationen in dem ersten bzw. dem zweiten Jocharm, so dass beim Anlegen eines gegebenen externen Magnetfeldes an das Joch M1 und M2 in unterschiedlichem Ausmaß rotieren. Gute Ergebnisse werden mit Sensoren erzielt, in denen der Wert von t2/t1 im Bereich von 2–30 liegt, mit besonders guten Ergebnissen bei t2/t1 ≈ 10.
  • Zusätzlich zu dem Wandler und dem Joch kann der erfindungsgemäße Sensor verschiedene andere Strukturen umfassen, beispielsweise
    • • muss in dem Fall, dass nur eine der magnetischen Schichten des STJ Kontakt zum Joch hat, die andere magnetische Schicht des STJ mit einer elektrischen Kontaktleitung versehen werden;
    • • kann ein Test-/Vormagnetisierungsleiter vorgesehen werden (beispielsweise wie in 4 dargestellt).
  • Die Erfindung und die damit verbundenen Vorteile sind in den Zeichnungen und anhand der Ausführungsbeispiele dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen Querschnitt durch ein spezielles Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetfeldsensors mit Joch, der einen STJ umfasst;
  • 2 eine Variante des Beispiels aus 1, wobei ein Teilstück eines der Arme des Jochs eine der magnetischen Schichten des STJ bildet;
  • 3 eine Variante des Beispiels aus 2, wobei das genannte Teilstück eine reduzierte Dicke in Bezug auf den Rest des Jocharms aufweist;
  • 4 eine Variante der Beispiele aus den 2 und 3, wobei verschiedene dünner ausgelegte Arme des Jochs die Rolle der beiden magnetischen Schichten des STJ übernehmen.
  • Übereinstimmende Merkmale sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Ausführungsgbeispiel 1
  • 1 stellt einen Querschnitt eines Teils eines erfindungsgemäßen Magnetfeldsensors dar. Der Sensor umfasst einen Wandler 1 und ein Joch 3 mit zwei Armen 3a, 3b. Der Wandler 1 ist ein Spin-Tunnelübergang (engl. Spin Tunnel Junction, STJ) und besteht aus einer ersten magnetischen Schicht 1a und einer zweiten magnetischen Schicht 1b, die sandwichartig und austauschgekoppelt eine dünne elektrisch isolierende Zwischenschicht 1c (die Tunnelbarriere) einschließen. Die Schicht 1a kann aus einem Material, wie beispielsweise Co, NixFe1–x oder CoxFe1–x, bestehen und weist im Allgemeinen eine Dicke in der Größenordnung von ca. 2–30 nm auf; demgegenüber kann das Material der Zwischenschicht 1c beispielsweise ein Oxid von Al oder Hf oder ein Nitrid von Al mit einer Dicke von in diesem Fall ca. 1–2 nm sein (also so gering, dass eine signifikante spinerhaltende Elektronentunnelung durch die Schicht 1c bei Anliegen eines elektrischen Feldes an dieser Schicht ohne einen übermäßig hohen Widerstand erfolgen kann). Das Joch 3 kann aus einem Material bestehen, das demjenigen der Schicht 1a entspricht oder ähnelt. Erfindungsgemäß hat die magnetische Schicht 1a des STJ direkten Kontakt zum Arm 3a des Jochs 3, ohne dass eine isolierende Schicht (beispielsweise eine Oxid-Trennschicht) dazwischen liegt. Die Zusammensetzung der Schicht 1b wird weiter unten erläutert.
  • Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel wird der Sensor als Magnetlesekopf verwendet. Die Arme 3a, 3b des Jochs 3 sind an einem Ende durch einen schmalen Spalt 5 getrennt, der typischerweise eine Höhe (Spaltbreite) in der Größenordnung von ca. 150–250 nm aufweist. Wenn ein magnetischer Datenträger vor oder in unmittelbarer Nähe vom Spalt 5 vorbeigeführt wird, wird der dadurch erzeugte (sich ändernde) Magnetfluss von dem Joch 3 dem Wandler 1 zugeführt. Infolge des Magnetspalts 3a' in dem ersten Arm 3a des Jochs 3 wird der durch diesen Arm 3a geleitete Fluss in den Wandler 1 abgeleitet.
  • Mit den Schichten 1a und 1b muss ein getrennter elektrischer Kontakt hergestellt werden, um einen Messstrom zu erzeugen, der die Tunnelbarriere 1c (im Wesentlichen in senkrechter Richtung) durchtunneln kann. Der elektrische Kontakt mit der Schicht 1a wird in geeigneter Weise über den Jocharm 3a hergestellt; demgegenüber muss der elektrische Kontakt mit der Schicht 1b mit Hilfe einer separaten Anschlussleitung 11 hergestellt werden.
  • Wie es hier dargestellt ist, hat die magnetische Schicht 1b einen zusammengesetzten Aufbau und umfasst einen ferromagnetischen Film 1b', der in einem Stapel mit einer Pinningstruktur 1b'' angeordnet ist. Die (metallische) Pinningstruktur 1b'' dient dazu, die Magnetisierungsrichtung M2 in dem Film 1b' „festzulegen"; zu diesem Zweck kann sie beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Materialien umfassen:
    • • Ein antiferromagnetisches Material, wie beispielsweise Fe50Mn50. In diesem Fall wird M2 mit Hilfe von Exchange-Biasing mit dem Film 1b'' festgelegt.
    • • Ein hartmagnetisches ferromagnetisches Material, wie beispielsweise Co. In diesem Fall wird M2 lediglich durch die von der Magnetisierung des Films 1b'' ausgeübte Koerzitivfeldstärke festgelegt.
    • • Einen so genannten künstlichen antiferromagnetischen Aufbau (engl. artificial antiferromagnetic, AAF). Der Aufbau von 1b'' ist dann ein Stapel, der einen dauermagnetischen Film F umfasst, der von dem Film 1b' durch einen dazwischen liegenden metallischen Film M getrennt ist. In diesem Fall wird M2 in erster Linie durch Austauschkopplung mit dem Film F durch die Schicht M festgelegt.
  • Da M2 auf diese Weise festgelegt wird, während die Magnetisierung M1 in der Schicht 1a frei ist, ist es möglich, die relative Ausrichtung von M1 und M2 unter dem Einfluss eines externen Magnetfeldes zu verändern. Dies bewirkt wiederum entsprechende Änderungen des elektrischen Widerstands der Dreierschicht 1a, 1b, 1c, die mit Hilfe des durch den STJ 1 zwischen dem Kontakt 3a und dem Kontakt 11 fließenden Messstroms gemessen werden. Bei einem besonders empfindlichen Ausführungsbeispiel werden M1 und M2 vormagnetisiert, so dass sie im Ruhezustand senkrecht zueinander stehen.
  • Ausführungsbeispiel 2
  • 2 stellt eine Variante des Beispiels aus 1 dar. Bei dieser Variante übernimmt ein erstes Teilstück des ersten Jocharms 3a (dieses erste Teilstück 1a ist in 2 schraffiert) die Rolle der diskreten ersten magnetischen Schicht 1a in 1. Infolgedessen wird der Magnetspalt 3a' in 1 überflüssig, und der Jocharm 3a ist nun daher durchgehend. Dies erleichtert die Herstellung des Sensors, da
    • • weniger Schichten erforderlich sind (es ist keine diskrete Schicht 1a nötig);
    • • kein Magnetspalt 3a' existiert.
  • Ausführungsbeispiel 3
  • 3 stellt eine Variante des Sensors aus dem Ausführungsbeispiel 2 dar. Bei dieser Variante wurde der Jocharm 3a in der Nähe der Schicht 1c dünner ausgelegt. Die Dicke t1 des schraffierten Teilstücks 1a ist somit geringer als die Dicke t des Arms 3a in unmittelbarer Nähe des Teilstücks 1a. Dies hat zur Folge, dass der Magnetfluss in dem Arm 3a in einem kleineren Volumen innerhalb des Teilstücks 1a konzentriert wird, so dass die Flussdichte in der Nähe der Tunnelbarriere größer ist; infolgedessen kann der Sensor einen externen Magnetfluss mit einer größeren Empfindlichkeit erfassen.
  • Ausführungsgbeispiel 4
  • 4 zeigt einen Sensor, der eine Veränderung der Beispiele aus den 2 und 3 darstellt und besonders als Sensor mit einer geringen charakteristischen Lange geeignet ist. In dem Sensor von 4 existieren keine diskreten magnetischen Schichten 1a, 1b wie in 1; stattdessen übernehmen ein erstes Teilstück des Jocharms 3a bzw. ein zweites Teilstück des Jocharms 3b die Rolle dieser Schichten (diese Teilstücke 1a, 1b sind in 4 schraffiert). Diese schraffierten Teilstücke 1a, 1b sind beide dünner als der Rest der Jocharme 3a, 3b, von denen sie ein Teil sind, und weisen die jeweiligen Dicken t1, t2 auf.
  • Zur Vermeidung von Kurzschlüssen haben die Jocharme 3a, 3b keinen elektrischen Kontakt zueinander, da der Abstand zwischen den Teilstücken 1a, 1b so klein ist, dass der Fluss von dem einem Teilstück 1a zu dem anderen Teilstück 1b durch die dazwischen liegende elektrisch isolierende Schicht 1c erfolgen kann. Die Vormagnetisierung der Magnetisierungen M1, M2 in den Schichten 1a, 1b erfolgt mit Hilfe eines Vormagnetisierungsleiters 9, der in der Ebene der Figur liegt und durch den ein geeigneter Vormagnetisierungsstrom fließen kann, beispielsweise um eine 45°-Vormagnetisierung von M1 und M2 im Ruhezustand zu erzielen.
  • Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders kompakt, wirtschaftlich und einfach herzustellen. Zusätzlich wird der elektrische Kontakt mit den Teilstücken 1a, 1b in geeigneter Weise über die Jocharme 3a bzw. 3b hergestellt, so dass separate Anschlussleitungen (wie das Teil 11 in den 13) nicht erforderlich sind.
  • Ausführungsgbeispiel 5
  • Auch wenn es für den Fachkundigen offensichtlich ist, sollte trotzdem ausdrücklich erwähnt werden, dass sich die vorliegende Erfindung für den Einsatz sowohl in Mehrspur-Magnetköpfen als auch in Einspur-Magnetköpfen eignet. Im Falle eines Mehrspurkopfes liegen die in den 14 dargestellten Strukturen auf einer senkrecht zur Ebene der Figuren verlaufenden Achse A und umfassen eine Vielzahl von STJs 1, die auf dieser Achse A angeordnet sind, einen für jede Spur auf dem Aufzeichnungsträger (der vor dem Spalt 5 entlang geführt wird). Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel liegt die Schicht 1a durchgehend auf A, während die Schichten 1b, 1c als eine Folge von diskreten Doppelschichtstapeln auf A liegen, wobei jede oben auf der Schicht 1a angeordnet ist, so dass sie von der Position her einer einzelnen Spur entsprechen.

Claims (7)

  1. Magnetfeldsensor, der ein Wandlerelement (1) und ein Joch (3) mit zwei Armen (3a, 3b) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandlerelement ein Spin-Tunnelübergang ist, der eine erste und eine zweite magnetische Schicht (1a, 1b) umfasst, die sandwichartig eine dazwischen liegende, elektrisch isolierende Schicht (1c) einschließen; und die erste magnetische Schicht (1a) direkten Kontakt zu einem ersten Teilstück eines ersten Arms (3a) des Jochs (3) hat.
  2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte erste Teilstück die erste magnetische Schicht bildet.
  3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke t1 des genannten ersten Teilstücks geringer ist als die Dicke des direkt benachbarten Rests des ersten Arms.
  4. Sensor nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Teilstück des zweiten Arms des Jochs die zweite magnetische Schicht bildet.
  5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke t2 des genannten zweiten Teilstücks geringer ist als die Dicke des direkt benachbarten Rests des zweiten Arms.
  6. Sensor nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gakennzeichnet, dass t2 > t1.
  7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Verhältnisses t2/t1 im Bereich von 2–30 liegt.
DE69825031T 1997-10-29 1998-10-12 Magnetfeldsensor mit spin tunnelübergang Expired - Fee Related DE69825031T2 (de)

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