JP2002525857A - 電子素子 - Google Patents

電子素子

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JP2002525857A
JP2002525857A JP2000571270A JP2000571270A JP2002525857A JP 2002525857 A JP2002525857 A JP 2002525857A JP 2000571270 A JP2000571270 A JP 2000571270A JP 2000571270 A JP2000571270 A JP 2000571270A JP 2002525857 A JP2002525857 A JP 2002525857A
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magnetoresistive element
memory
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layer
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JP2000571270A
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トロイトラー クリストフ
ヨスト フランツ
フライターク マルティン
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
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Abstract

(57)【要約】 センサ機能を充足する、基板上に配置されている少なくとも１つの第１の磁気抵抗素子と、メモリ機能を充足する、基板上に配置されている少なくとも１つの第２の磁気抵抗素子とを備えている電子素子、例えばチップエレメント。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は電子素子、例えばチップエレメントに関する。
【０００２】 例えば、磁気的な薄膜技術を用いて回転数、角度または距離のような測定量を
検出するための無接触動作するセンサを実現することは公知である。この場合特
筆すべきは、異方性磁気抵抗センサ材料を利用するＡＭＲ薄膜技術である。特に
有利であると認められているのは、いわゆるＧＭＲ（英語の表現では：Giant-Ma
gneto-Resistance）の使用である。
【０００３】 殆ど同一の技術を使用して、磁気メモリ素子、いわゆるＭＲＡＭ（英語の表現
では：Magnetic Random Access Memory）を用意するために種類の似た機能層材
料が使用される。この形式のＭＲＡＭは従来のメモリ素子にして、これらが一方
において非常に高速に読み出し可能でありかつ再書き込み可能であるが、他方に
おいてこれらのメモリ内容を恒常的な電流供給なしに保持することもできるとい
う利点を有している。
【０００４】 上述のセンサにおいて欠点と認められているのは、個々のメモリ素子のその機
能のために必要な装置が基板上で非常にスペースをとるということである。例え
ば、公知のＡＭＲまたはＧＭＲ角度センサでは機能層は長い、ミアンダ形状の導
体路から成っている。これら導体路は適当な測定信号を得るために、幾何学的に
相互に正確に配設されていなければならない。この場合大きな中間空間が生じ、
これによりセンサは全体で大きな構造になる。
【０００５】 それ故に本発明の課題は、磁気抵抗動作するセンサが占める空間の利用を改善
することである。
【０００６】 この課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成を有する電子素子によって解決
される。
【０００７】 本発明によれば今や、磁気抵抗動作するセンサにおいて必然的に生じる大きな
所要スペースを効果的な手法で利用することができる。センサ構成部分の間に生
じる空いた空間は本発明によれば、メモリ素子のために利用することができる。
センサおよびメモリを別個に用意する場合とは異なって、種々の部品、例えばケ
ーシングを省略することができ、これによりコストを低減することができる。
【０００８】 有利には少なくとも１つの第１の磁気抵抗素子はＡＭＲセンサないし素子また
はＧＭＲセンサないし素子である。この形式の素子は通例、長いミアンダ形状の
導体路から成っており、これら導体路は、幾何学的に相互に正確に配置されてい
る。例えば測定すべき角度のサインおよびコサイン信号を生成するために（測定
すべき角度に配属されている外部磁界を用いて）、２つのＡＭＲセンサ素子が相
互に４５゜の角度をなして配置されており、その場合ａｒｃｔａｎ関数を使用し
てサインおよびコサイン信号に対応している角度を求めることができる。この形
式の配置では必然的にチップ面ないし基板に中間空間が生じることになるが、こ
の空間は本発明によればメモリ素子の形成によって有利にも使用することができ
る。メモリ素子がセンサ素子よりも著しく小さな寸法を有していることによって
、使用することができる面を最適に利用することができる。
【０００９】 本発明の有利な形態によれば、少なくとも１つの第２の磁気抵抗素子はＭＲＡ
Ｍセルである。この形式のセルは、特別小さな寸法を有しかつ基板上のセンサ素
子間に簡単な手法で配置することができる。この形式のＭＲＡＭセルは所定のＡ
ＭＲないしＧＭＲセンサ素子と同じ層構成を有しているので、この場合基板の実
装は特別簡単な形となる。
【００１０】 有利には本発明の素子は、センサ機能および／またはメモリ機能に対する集積
された制御および評価電子装置を有している。これにより、特別コンパクトな部
品が提供されることになる。
【００１１】 本発明の素子の有利な形態によれば、少なくとも１つの第２の磁気抵抗素子に
、少なくとも１つの第１の磁気抵抗素子のメモリ機能を実施および／または制御
および／または調整するためのデータが記憶可能である。例えば角度センサにお
いて、発生するもしくは測定された、回転の数を集積されて実現されているメモ
リにファイルすることによってメモリ領域を著しく拡大することができる。この
形式のセンサおよびメモリ素子の電流供給は信号損失なしに中断することができ
るという点で特別な利点がある。メモリ内容およびその時点のセンサ信号は作動
の再開の際に即刻再び使用できる状態になっている。磁気抵抗素子が周期的な磁
界パターンを走査する磁気抵抗動作する距離センサでは、捕捉された周期の数を
メモリにファイルしかつ比較的迅速に評価電子装置に供給することができる。
【００１２】 更に、例えば数多くの磁気抵抗動作するセンサにおいて発生するオフセットは
煩雑な薄膜調整によって補正される。オフセットデータないし調整は本発明によ
れば集積されたメモリ素子にファイルすることができる。バーニング区間調整、
ツェナー・ザッピング、サイリスタ・ザッピングなどのような従来の措置ないし
電子的な調整方法に簡単な手法で置換することができる。更に、任意の特徴的な
信号データをメモリ素子にファイルすることができる。ＭＲＡＭの使用によって
この形式のデータは迅速に使用することができかつ例えば機能パラメータ（オフ
セット、感度、動作点）の整合のためまたは適応的な信号補正ないし追従較正の
実施のために更新可能である。ファイルされたデータはセンサの自己診断の枠内
でも使用可能である。
【００１３】 本発明の有利な実施例を次に添付図面に基づいて詳細に説明する。これにおい
て 図１は、ＭＲＡＭから組み合わされて成るメモリ素子の概略的な斜視図を示し、
かつ 図２は、磁気抵抗センサ素子の概略図である。
【００１４】 図１には、ＧＭＲ３層系に基づいているＭＲＡＭメモリ素子の構造が略示され
ている。図示されている構造が通例配置されている基板は図示されていない。個
々の（ＧＭＲセルとして実現されている）ＭＲＡＭセル１は上側および下側の導
体路２を用いて図示されているように相互に接続されている。セル１は２つの磁
性層１ａ、１ｂおよび非磁性層１ｃを有している。層１ａは典型的には、軟磁性
材料から製造されており、層１ｃは硬磁性材料から製造されている。導体路２の
電流供給に応じて、層１ａ、１ｃの磁化方向は相互に平行または逆平行に配向さ
れることになる。この技術はそれ自体公知でありかつ例えば論文“1-Mb Memory
Chip Using Giant Magnetoresistive Memory Cells”（著者 J. L. Brown およ
び A. V. Pohm, IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufactur
ing Technology, Part A, Vol. 17, No. 3, September 1994 掲載）においてＧ
ＭＲセルに対して記載されている。平行に配向されている磁化は図示の例では論
理「０」に相応し、逆平行に配向されている磁化は論理「１」に相応する。
【００１５】 （図２に略示されている）磁気抵抗センサ素子１０は類似に実現可能である。
この場合、図１において「０」ないし「１」で特徴付けられている論理状態は使
用されず、外部磁界と一義的な関係にある磁化方向が測定される。センサ素子１
０は、第１の、薄い磁化層１０ｂを有している。この層は基準方向を定める。磁
化層１０ｂは硬磁性層として実現されている。これは例えば自動安定化結合（人
工的な反強磁性の磁石を使用して）を用いて実現されていてもよい。層１０ｂに
おける磁化方向は実質的に、測定すべき外部磁界とは無関係である。層１０ｂに
、非磁性材料から成る薄い中間層１０ｃが続いている。この層の上に、磁化を有
している検出層１０ａが被着されている。検出層１０ａは通例、軟磁性材料から
成る薄い層である。これは、実質的に、測定すべき外部磁界の磁化方向に応じて
磁化を配向する。その場合求めるべき角度は、外部磁化が印加されている場合の
層１０ａの磁化方向と、基準層１０ｂの磁化方向との間の角度に対応している。
【００１６】 上述したセンサないしメモリ素子は類似のないし同一の層構造に基づいて、基
板ないしチップ上の実質的に同じ技術を使用して実現することができる。これに
より、上述したコストおよびスペースの節約並びに図示の機能上の利点が実現可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 メモリ素子の構成を示す概略図である。
【図２】 磁気抵抗センサ素子の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルティン フライターク ドイツ連邦共和国 ゲルリンゲン ハビヒ トヴェーク 10 Ｆターム(参考） 5F083 FZ10 GA09 ZA11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に配置されている少なくとも１つの第１の磁気抵抗素
    子（１０）を備え、該磁気抵抗素子はセンサ機能を充足し、 基板上に配置されている少なくとも１つの第２の磁気抵抗素子（１）を備え、該
    磁気抵抗素子はメモリ機能を充足する ことを特徴とする電子素子、例えばチップエレメント。
  2. 【請求項２】 少なくとも１つの第１の磁気抵抗素子（１０）はＡＭＲ素子
    またはＧＭＲ素子である 請求項１記載の電子素子。
  3. 【請求項３】 少なくとも１つの第２の磁気抵抗素子（１）はＭＲＡＭセル
    である 請求項１記載の電子素子。
  4. 【請求項４】 センサ機能および／またはメモリ機能に対する集積された制
    御および評価電子装置を備えている 請求項１から３までのいずれか１項記載の電子素子。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つの第２の磁気抵抗素子（１）に、少なくとも
    １つの第１の磁気抵抗素子（１０）のメモリ機能を実施および／または制御およ
    び／または調整するためのデータが記憶可能である 請求項１から４までのいずれか１項記載の電子素子。
JP2000571270A 1998-09-22 1999-03-27 電子素子 Pending JP2002525857A (ja)

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10140606B8 (de) * 2001-08-18 2005-03-31 Robert Bosch Gmbh Integriertes Speicher- und Sensierelement auf Basis des GMR-Effektes
DE10203466A1 (de) * 2002-01-28 2003-08-14 Forschungszentrum Juelich Gmbh GMR-Sensoranordnung und synthetischer Anti-Ferromagnet dafür
DE10230455A1 (de) 2002-07-06 2004-01-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Einstellung oder lokalen Veränderung einer Magnetisierung in einer Schicht einer magnetoresistiven Schichtanordnung, Heizstempel zum Anheizen der magnetoresistiven Schichtanordnung und deren Verwendung
DE10239904A1 (de) * 2002-08-30 2004-03-04 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg. Sensorelement für einen Umdrehungszähler
US6890767B2 (en) * 2002-10-24 2005-05-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method to reduce switch threshold of soft magnetic films
JP3839802B2 (ja) * 2003-07-25 2006-11-01 三菱電機株式会社 磁気検出装置
DE102017210014A1 (de) 2017-06-14 2018-12-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Halbleiterspeichers

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0450829B2 (en) * 1990-03-30 2002-09-04 Texas Instruments Incorporated Intelligent programmable sensor
JPH09329462A (ja) 1996-06-10 1997-12-22 Mitsubishi Electric Corp 検出装置
US5936882A (en) * 1998-03-31 1999-08-10 Motorola, Inc. Magnetoresistive random access memory device and method of manufacture

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AU4131099A (en) 2000-04-10
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US6534978B1 (en) 2003-03-18
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WO2000017660A1 (de) 2000-03-30

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