JP2011523506A - 複数のピニング方向を有する2軸磁場センサおよび該センサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される素子は必ずしも一定の縮尺で描かれていないことは理解されよう。たとえば、素子の一部の寸法は、明確さおよび理解を促し改善するために他の素子に対して誇張されている。さらに、適切であると考えられる場合、参照番号は対応する素子や類似する素子を表すために各図面の中で反復されている。
Claims (20)
- 2つ以上の参照層方向を備える強磁性薄膜ベースの磁場センサの製造方法であって、
基板を提供すること、
前記基板の上に第1の絶縁層を形成すること、
前記第1の絶縁層の上にセンサ層スタックを形成することであって、前記センサ層スタックは前記第1の絶縁層の上に形成された参照層と、前記参照層の上に形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層の上に形成された第2の強磁性層とを含む、前記センサ層スタックを形成すること、
前記センサ層スタックを選択的にエッチングして第1の電極スタックおよび第2の電極スタックを形成することであって、前記第1の電極スタックは第1の参照方向を設定するための第1の形状異方性を有し、前記第2の電極スタックは第2の参照方向を設定するための第2の形状異方性を有する、前記第1の電極スタックおよび第2の電極スタックを形成すること、
前記第1および第2の電極スタックの各参照層が飽和磁場と整列する磁化を有するまで前記第1および第2の参照方向間に配向される前記基板に実質的に平行な飽和磁場を印加すること、
前記飽和磁場を除去して、前記第1の形状異方性が前記第1の電極スタックの前記参照層の磁化を設定可能とし、前記第2の形状異方性が前記第2の電極スタックの前記参照層の磁化を設定可能とすること
を含む方法。 - 前記第1および第2の参照方向間に配向される前記基板に実質的に平行な前記飽和磁場を印加しながら前記第1および第2の電極スタックを高温で加熱すること、
前記飽和磁場を除去した後、前記第1および第2の電極スタックを冷却して、第1の形状定義された軸に沿って前記第1の電極スタックにおける前記参照層の磁化を設定し、第2の形状定義された軸に沿って前記第2の電極スタックにおける前記参照層の磁化を設定すること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記飽和磁場を印加しながら前記第1および第2の電極スタックをそれぞれ前記第1および第2の電極スタックにおいて形成された第1および第2の反強磁性ピニング層のブロッキング温度よりも高い温度で加熱することにより、前記飽和磁場を除去するステップによって前記第1の形状異方性が前記第1の電極スタックにおけるピン止め層の磁化を設定可能とし、前記第2の形状異方性が前記第2の電極スタックにおけるピン止め層の磁化を設定可能とすること、
前記第1および第2の電極スタックを冷却することにより、第1の形状定義された軸に沿って前記第1の電極スタックにおける前記ピン止め層の磁化をピン止めし、第2の形状定義された軸に沿って前記第2の電極スタックにおける前記ピン止め層の磁化をピン止めすること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1および第2の電極スタックを冷却する前に、前記飽和磁場を除去した後、それぞれ前記第1および第2の電極スタックにおいて形成された第1および第2の反磁性層の反磁性結晶相形成温度で、または該反磁性結晶相形成温度よりも高い温度で、前記第1および第2の電極スタックを加熱することにより、第1の形状定義された軸に沿って前記第1の電極スタックにおけるピン止め層の磁化をピン止めし、第2の形状定義された軸に沿って前記第2の電極スタックにおけるピン止め層の磁化をピン止めすることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の電極スタックにおける前記参照層の磁化方向は前記第1の電極スタックの長軸寸法に沿って設定され、前記第2の電極スタックにおける前記参照層の磁化方向は前記第2の電極スタックの長軸寸法に沿って設定される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の電極スタックにおける前記参照層の磁化方向は前記第1の電極スタックの短軸寸法に沿って設定され、前記第2の電極スタックにおける前記参照層の磁化方向は前記第2の電極スタックの短軸寸法に沿って設定される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の電極スタックの各々はイリジウムマンガンか、またはプラチナマンガンを含む反強磁性層を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の参照方向は前記第2の参照方向に直交しており、前記基板に実質的に平行な前記飽和磁場を印加することは、前記第1の参照方向および前記第2の参照方向の両方から45°ずれた角度で前記飽和磁場を印加することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の参照方向は前記第2の参照方向から180°未満であり、前記基板に実質的に平行な前記飽和磁場を印加することは、前記第1の参照方向および前記第2の参照方向の両方から等しくずれた角度で前記飽和磁場を印加することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記基板に実質的に平行な前記飽和磁場を印加することは、前記2つ以上の参照層方向の各々に沿った磁場成分を有する角度で前記飽和磁場を印加することを含む、請求項1に記載の方法。
- 2つ以上の参照層設定方向を備える強磁性薄膜ベースの磁場センサの製造方法であって、
参照層構造を基板の上に形成しかつ該基板から絶縁することであって、前記参照層構造はスペーサ層によって分離された第1および第2の強磁性体層で形成される不平衡合成反強磁性体を備え、第1および第2の強磁性層は異なる磁気モーメントを有する、前記参照層構造を基板から絶縁して基板の上に形成すること、
前記参照層構造を選択的にエッチングして、第1の電極スタックおよび第2の電極スタックを形成することであって、前記第1の電極スタックは第1の参照方向を設定するための第1の形状異方性を有し、前記第2の電極スタックは第2の参照方向を設定するための第2の形状異方性を有する、前記第1の電極スタックおよび第2の電極スタックを形成すること、
前記第1および第2の電極スタックの各々が飽和磁場と整列する磁化を有するまで前記第1および第2の参照方向間に配向される飽和磁場を印加すること、
前記飽和磁場を除去して、前記第1の形状異方性が前記第1の電極スタックの前記第1および第2の強磁性層の磁化を設定可能とし、前記第2の形状異方性が前記第2の電極スタックの前記第1および第2の強磁性層の磁化を設定可能とすること
を含む、方法。 - 前記第1および第2の参照方向間に配向される前記基板に実質的に平行な前記飽和磁場を印加しながら前記第1および第2の電極スタックを高温で加熱すること、
前記飽和磁場を除去した後、前記第1および第2の電極スタックを冷却して、第1の形状定義された軸に沿って前記第1の電極スタックにおける前記不平衡合成反強磁性体の磁化を設定し、第2の形状定義された軸に沿って前記第2の電極スタックにおける前記不平衡合成反強磁性体の磁化を設定すること
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記飽和磁場を印加しながら、それぞれ前記第1および第2の電極スタックにおいて形成される第1および第2の反強磁性ピニング層の温度よりも高い温度で前記第1および第2の電極スタックを加熱することにより、前記飽和磁場を除去するステップによって前記第1の形状異方性が前記第1の電極スタックにおけるピン止め層の磁化を設定可能とし、前記第2の形状異方性が前記第2の電極スタックにおけるピン止め層の磁化を設定可能とすること、
前記第1および第2の電極スタックを冷却することにより、第1の形状定義された軸に沿って前記第1の電極スタックにおける前記ピン止め層の磁化をピン止めし、第2の形状定義された軸に沿って前記第2の電極スタックにおける前記ピン止め層の磁化をピン止めすること
をさらに備える、請求項11に記載の方法。 - 前記飽和磁場を除去した後、前記第1および第2の電極スタックを冷却する前に、それぞれ前記第1および第2の電極スタックにおいて形成された第1および第2の反強磁性層の反強磁性結晶相形成温度で、または該反強磁性結晶相形成温度よりも高い温度で前記第1および第2の電極スタックを加熱することにより、第1の形状定義された軸に沿って前記第1の電極スタックにおけるピン止め層の磁化をピン止めし、第2の形状定義された軸に沿って前記第2の電極スタックにおける前記ピン止め層の磁化をピン止めすることをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の電極スタックの前記第1および第2の強磁性層の磁化方向は前記第1の電極スタックの長軸寸法に沿って設定され、前記第2の電極スタックの前記第1および第2の強磁性層の磁化方向は前記第2の電極スタックの長軸寸法に沿って設定される、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の電極スタックは第1の短軸寸法が前記第1の参照方向と整列する第1の形状異方性を有し、前記第2の電極スタックは第2の短軸寸法が前記第2の参照方向と整列する第2の形状異方性を有する、請求項11に記載の方法。
- 2つ以上の参照層磁化方向を備える強磁性薄膜ベースの磁場センサであって、
基板と、
前記基板の上の第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層の上の第1のセンサ層スタックであって、前記第1の絶縁層の上に第1の参照層を備える前記第1のセンサ層スタックと、
前記第1の絶縁層の上の第2のセンサ層スタックであって、前記第1の絶縁層の上に第2の参照層を備える前記第2のセンサ層スタックと
を備え、
第1の電極スタックは前記第1の参照層に対して第1の参照方向を定める第1の形状異方性を有し、第2の電極スタックは前記第2の参照層に対して第1の参照方向とは異なる第2の参照方向を定める第2の形状異方性を有する、強磁性薄膜ベースの磁場センサ。 - 前記第1および第2の参照層は各々がスペーサ層によって分離された第1および第2の強磁性体層で形成される不平衡合成反強磁性体を備え、第1および第2の強磁性層は異なる磁気モーメントを有する、請求項17に記載の強磁性薄膜ベースの磁場センサ。
- 前記第1および第2の強磁性層は各々がそれぞれ前記第1および第2の参照層の短軸に沿って整列する磁化を有する、請求項18に記載の強磁性薄膜ベースの磁場センサ。
- 前記第1および第2のセンサ層スタックは各々がそれぞれ前記第1および第2の参照層に隣接する反強磁性層を備える、請求項17に記載の強磁性薄膜ベースの磁場センサ。
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