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DE102005054007A1 - Production of magneto-resistive components comprises adjusting the component of a component-specific interference term at a prescribed temperature by adjusting the magnetic reference directions to a predefined/pre-selected value - Google Patents

Production of magneto-resistive components comprises adjusting the component of a component-specific interference term at a prescribed temperature by adjusting the magnetic reference directions to a predefined/pre-selected value Download PDF

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DE102005054007A1
DE102005054007A1 DE102005054007A DE102005054007A DE102005054007A1 DE 102005054007 A1 DE102005054007 A1 DE 102005054007A1 DE 102005054007 A DE102005054007 A DE 102005054007A DE 102005054007 A DE102005054007 A DE 102005054007A DE 102005054007 A1 DE102005054007 A1 DE 102005054007A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
manufacturing
temperature
magnetization
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102005054007A
Other languages
German (de)
Inventor
Axel Bartos
Ralf Noetzel
Armin Meisenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Sensors Germany GmbH
Original Assignee
HL Planartechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HL Planartechnik GmbH filed Critical HL Planartechnik GmbH
Priority to DE102005054007A priority Critical patent/DE102005054007A1/en
Publication of DE102005054007A1 publication Critical patent/DE102005054007A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

Production of magneto-resistive components comprises adjusting the component of a component-specific interference term at a prescribed temperature by adjusting the magnetic reference directions to a predefined/pre-selected value within a measuring bridge. Preferred Features: The magnetizing directions are adjusted in the reference layer system using resistors of a component to produce different directions. The resistors are heated to a temperature at which the original magnetization of the reference layer system is destroyed and on cooling the direction of the magnetic field is frozen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für magnetoresistive Bauelemente und betrifft insbesondere die Eigenschaftsunterschiede zwischen magnetoresistiven Bauelementen, die sich trotz gleicher Herstellungsschritte bei den Bauelementen einstellen.The The invention relates to a manufacturing method for magnetoresistive components and in particular concerns the property differences between magnetoresistive devices, which despite the same manufacturing steps adjust at the components.

Es ist bekannt, daß bei einigen Materialien der sogenannte Magnetowiderstandseffekt auftritt, also die Änderung des Ohmschen Widerstandes durch eine magnetfeldabhängige Streuung der Elektronen beim Transport.It is known that at Some materials of the so-called magnetoresistance effect occurs, ie the change the ohmic resistance by a magnetic field-dependent scattering the electrons during transport.

Beim GMR-Effekt hängt der elektrische Widerstand vom Winkel zwischen den (resultierenden) Magnetisierungen zweier Ein- oder Mehrschichtsysteme ab, die durch eine nichtmagnetische Zwischenschicht voneinander getrennt sind. Die den Widerstand verursachende Streuung der Elektronen wird vergrößert, wenn die Magnetisierungsrichtung der beiden Schichtsysteme nicht parallel ist. Für die Sensorik sind die beiden Schichtsysteme i.A. so ausgelegt, daß ein erstes Schichtsystem sehr leicht ummagnetisiert werden kann, also sehr weichmagnetisch ist, (i.A. ,free layer', FL) und ein zweites Schichtsystem seine Magnetisierung bei denselben magnetischen Feldern beibehält, also hartmagnetischer als das erste Schichtsystem ist (i.A. ,pinned layer', PL). Der ,free layer' nimmt die Aufgabe einer Meßschicht wahr, während der ,pinned layer' die Referenzrichtung der Magnetisierung bestimmt. Technologisch kann die Magnetisierungsrichtung des ,pinned layer' durch einen im direkten Kontakt vorhandenen natürlichen oder künstlichen Antiferromagneten oder einer Kombination beider festgehalten werden, der i.A. ebenfalls als Mehrschichtsystem aufgebaut ist. Je nach Stärke der Zwischenschichtkopplung unterscheidet man zwischen gekoppelten und ungekoppelten Systemen. Aus historischen Gründen spricht man bei un- oder schwachgekoppelten Systemen häufig von Spin Valves. Bei einem Sensor, der auf dem TMR-Effekt beruht, gelten dieselben Konventionen.At the GMR effect depends the electrical resistance of the angle between the (resulting) magnetizations two single or multi-layer systems, which by a non-magnetic Interlayer are separated. The cause of the resistance Scattering of electrons is magnified when the magnetization direction the two layer systems is not parallel. For the sensors are the two Layer systems i.A. designed so that a first layer system can be easily remagnetized, so it is very soft magnetic, (i.A., free layer ', FL) and a second layer system its magnetization at the same maintains magnetic fields, ie more magnetic than the first layer system (i.A., pinned layer ', PL). Of the 'free layer' takes the task of a measuring layer true while the 'pinned layer' the Reference direction of the magnetization determined. Technologically speaking the direction of magnetization of the pinned layer by an existing in direct contact natural or artificial Antiferromagnets or a combination of both, the i.a. also constructed as a multi-layer system. Depending on Strength The interlayer coupling is distinguished between coupled and uncoupled systems. For historical reasons one speaks with or weakly coupled systems frequently from Spin Valves. For a sensor based on the TMR effect, the same conventions apply.

Beim GMR- und beim TMR-Effekt ist der Widerstand vom Winkel beta zwischen den Richtungen der Magnetisierung des ,free layer' und des ,pinned layer' abhängig. Wird in idealer Näherung die Magnetisierung des ,pinned layer' festgehalten, so daß nur die Magnetisierungsrichtung des ,free layer' vom äußeren Magnetfeld verändert wird, so gilt für die Widerstandsänderung die Beziehung

Figure 00020001
For the GMR and TMR effect, the resistance of the angle beta is dependent on the magnetizations of the free layer and the pinned layer. If, in an ideal approximation, the magnetization of the pinned layer is fixed so that only the magnetization direction of the free layer is changed by the external magnetic field, then the relationship applies to the change in resistance
Figure 00020001

Der Winkel beta ist signalbestimmend.Of the Angle beta is signal-determining.

Bezugnehmend auf eine im Bezugssystem des Sensors festgelegte Referenzrichtung definiert der Winkel alpha die Richtung der Magnetisierung der Referenzschicht ,pinned layer' (vgl. 1).With reference to a reference direction defined in the reference system of the sensor, the angle alpha defines the direction of the magnetization of the pinned layer reference layer (cf. 1 ).

Technologisch wird ein Widerstand R in Form eines Schichtstreifens mit einer Länge I und einer Streifenbreite b ausgeführt. Neben den geometrischen Größen und dem Flächenwiderstand (RF) des Schichtstreifens hängt der Widerstandswert ab von der Richtung der Referenzmagnetisierung alpha und dem signalbestimmenden Winkel beta:

Figure 00020002
wobei beta wiederum eine komplexe Funktion verschiedener Parameter ist β = β(H →,α,b,T),mit Magnetfeld (H) und Temperatur (T).Technologically, a resistor R in the form of a layer strip with a length I and a strip width b is performed. In addition to the geometric dimensions and the sheet resistance (RF) of the layer strip, the resistance value depends on the direction of the reference magnetization alpha and the signal-determining angle beta:
Figure 00020002
Again, beta is a complex function of various parameters β = β (H →, α, b, T), with magnetic field (H) and temperature (T).

Einen Überblick über den Stand der Technik in Applikation und in den Schichtsystemen geben beispielsweise:
D.E. Heim et al., Design and Operation of Spin Valve Sensors, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 30 (1994) p. 316-321,
J. Daughton, GMR and SDT Sensor Applications; IEEE Transactions on Magnetics Volume 36 (2000) p. 2773-2776,
Tehrani, S.; Slaughter, J.M.; Chen, E.; Durlam, M.; Shi, J.; DeHerren, M.; Progreß and Outlook for MRAM Technology, IEEE Transactions on Magnetics, Volume 35, Issue 5, (1999) p. 2814-2819.
An overview of the state of the art in application and in the layer systems are given, for example:
DE Heim et al., Design and Operation of Spin Valve Sensors, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 30 (1994) p. 316-321,
J. Daughton, GMR and SDT Sensor Applications; IEEE Transactions on Magnetics Volume 36 (2000) p. 2773-2776,
Tehrani, S .; Slaughter, JM; Chen, E .; Durlam, M .; Shi, J .; DeHerren, M .; Progreß and Outlook for MRAM Technology, IEEE Transactions on Magnetics, Volume 35, Issue 5, (1999) p. 2814-2819.

Häufig besteht eine Meßbrücke aus 4 Widerständen R1, R2, R3, R4 von denen jeweils 2 in Reihe geschaltete Widerstände parallel verschaltet sind, diese Konfiguration nennt man Wheatstonebrücke (vgl. 2).Often there is a measuring bridge of 4 resistors R1, R2, R3, R4 of which two resistors connected in series are connected in parallel, this configuration is called Wheatstone bridge (see. 2 ).

Aus den beiden Halbbrückenspannungen

Figure 00030001
ergibt sich die Brückenausgangsspannung Va = Vh,1 – Vh,2. From the two half-bridge voltages
Figure 00030001
results in the bridge output voltage V a = V h, 1 - V h, 2 ,

Fertigungstoleranzen bedingen, daß die Brückenausgangsspannung auch im nicht messenden Zustand nicht exakt Null ist. Diese Spannung bezeichnet man i.A. als Brückenoffset oder kurz Offset (Voff).Manufacturing tolerances require that the bridge output voltage in the non-measuring State is not exactly zero. This voltage is generally referred to as bridge offset or offset (V off ).

Zusätzlich ändert sich der Offset mit der Temperatur, so daß ein zusätzlicher Term Voff(delta T) zu berücksichtigen ist. In erster Näherung ist dieser linear mit der Temperatur, so daß dessen Temperaturabhängigkeit sehr oft durch einen einzigen Temperaturkoeffizienten angegeben wird. Die Temperaturabhängigkeit des Offsets läßt sich dann darstellen als Voff(T) = Voff(T0) + TCVoff·(T – T0),wobei T0 eine Referenztemperatur darstellt.In addition, the offset changes with temperature, so that an additional term V off (delta T) is to be considered. In a first approximation, this is linear with the temperature, so that its temperature dependence is very often indicated by a single temperature coefficient. The temperature dependence of the offset can then be represented as V off (T) = V off (T 0 ) + TCV off · (T - T 0 ) where T 0 represents a reference temperature.

Im Allgemeinen lassen sich die Beiträge nicht unterscheiden, d.h. der gemessene Wert setzt sich aus dem Signal und einem Störterm zusammen, wie beispielsweise anhand einer linearen Temperaturabhängigkeit in der nachfolgenden Gleichung ausgedrückt:

Figure 00040001
In general, the contributions can not be distinguished, ie the measured value is composed of the signal and a disturbance term, as expressed for example by a linear temperature dependence in the following equation:
Figure 00040001

Besondere Vorkehrungen müssen getroffen werden, wenn das gemessene Signal in der Größenordnung des Offsets Voff(T0) liegt, und, bzw. oder der durch die Temperatur bedingte Offset Voff(ΔT) = TCVoff·ΔT die Größenordnung des gemessenen Signals annimmt.Special precautions must be taken if the measured signal in the order of magnitude of the offset V off (T 0), and, respectively, or caused by the temperature offset V off (.DELTA.T) = TCV off · .DELTA.T takes the magnitude of the measured signal ,

Der statistischen Natur des Offsets und seiner Temperaturabhängigkeit entsprechend schwanken beide Werte im Allgemeinen um einen Mittelwert X0 = 0 mit einer Streuung S0 ≠ 0. In der Massenfertigung von Bauteilen, insbesondere solche Sensoren, die auf dem Prinzip einer Wheatstonebrücke basieren, können sich daher auf einem Wafer benachbarte Elemente in den Vorzeichen dieser Größen unterscheiden, was die simple Korrektur in nachfolgenden Signalauswertungen nahezu unmöglich macht.In accordance with the statistical nature of the offset and its temperature dependence, both values generally fluctuate around a mean value X 0 = 0 with a dispersion S 0 ≠ 0. In the mass production of components, in particular those sensors based on the principle of a Wheatstone bridge, can therefore On a wafer adjacent elements in the sign of these sizes differ, which makes the simple correction in subsequent signal evaluations almost impossible.

Zur Kompensation oder Unterdrückung des Offsets bzw. seines Temperaturkoeffizienten werden verschiedene Verfahren vorgeschlagen:
US 5,877,626 beschreibt den Einsatz einer temperaturabhängigen äußeren Führung des magnetischen Flusses um Temperatureffekte zu kompensieren. US 6,100,686 versucht durch zwei identisch aufgebaute, in ihrer Signalantwort aber spiegelverkehrte Sensoren den Offset zu ermitteln, indem die Signale summiert werden. In einer nachgeschalteten Signalauswertung kann der Offset so eliminiert werden. Sofern beide Sensoren die gleiche Temperaturabhängigkeit aufweisen, würde dieses Verfahren auch bei unterschied lichen Temperaturen funktionieren. Die Praxis zeigt jedoch, daß dies im Allgemeinen nicht der Fall ist.
To compensate for or suppress the offset or its temperature coefficient, various methods are proposed:
US 5,877,626 describes the use of a temperature-dependent outer guidance of the magnetic flux to compensate for temperature effects. US 6,100,686 tries by two identically constructed, but in their signal response mirrored sensors to determine the offset by the signals are summed. In a subsequent signal evaluation, the offset can be eliminated. If both sensors have the same temperature dependence, this method would work even at different temperatures union. However, practice shows that this is generally not the case.

Verschiedene Verfahren und Methoden werden zur Kompensation bzw. Manipulation der Temperaturabhängigkeit des Offsets vorgeschlagen:
JP057153483A beschreibt den Einsatz einer temperaturabhängigen Versorgungsspannung Vcc(T) zur Temperaturkompensation des Signals. Da der MR Effekt mit zunehmender Temperatur kleiner wird, soll die Versorgungsspannung mit der Temperatur im gleichen Maße angehoben werden, um eine konstante Signalamplitude zu gewährleisten. Im schlimmsten Fall vergrößert man aber auch den Offset des Sensors, da Voff[in V] = (Voff,0 + TCVoff·ΔT)·Vcc(T).
Various methods and methods are proposed for compensating or manipulating the temperature dependence of the offset:
JP057153483A describes the use of a temperature-dependent supply voltage Vcc (T) for temperature compensation of the signal. As the MR effect decreases with increasing temperature, the supply voltage should be raised with the temperature to the same extent to ensure a constant signal amplitude. In the worst case, however, one also increases the offset of the sensor, since V off [in V] = (V off, 0 + TCV off · ΔT) · V cc (T).

JP3268372A beschreibt den Einsatz einer zusätzlichen Unterschicht zur Reduzierung der Temperaturabhängigkeit des Brückenoffsets durch eine Homogenisierung der Materialeigenschaften, wodurch man sich eine Minimierung des Temperaturkoeffizienten des Offsets erhofft. JP3268372A describes the use of an additional underlayer to reduce the temperature dependence of the bridge offset by homogenizing the material properties, which is expected to minimize the temperature coefficient of the offset.

DE10052609A1 beabsichtigt, die Offset Drift durch ein Polynom dritter Ordnung zu kompensieren. DE10052609A1 intends to compensate for offset drift by a third order polynomial.

Die Temperaturkompensation für die Signalspannung einer Wheatstone-Brücke in wenigstens einem Kennlinienpunkt, also auch im Offset, ist in DE10342260A1 beschrieben, indem mindestens einer der Brückenwiderstände außer dem magnetoresistiven (Mehr-)Schichtsystem (mit einander gleichem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes) mindestens einen weiteren elektrisch in Reihe geschalteten Schichtstreifen mit einem anderem Temperaturkoeffizienten enthält.The temperature compensation for the signal voltage of a Wheatstone bridge in at least one characteristic point, that is also in the offset, is in DE10342260A1 described by at least one of the bridge resistors except the magnetoresistive (multi) layer system (with the same temperature coefficient of resistance) at least one further electrically connected in series layer strip with a different temperature coefficient.

Technologisch umgangen wird das Problem des Offsets bei der Messung sehr kleiner Felder durch den Einsatz einer integrierten, planaren Spule, wie sie in EP0544479A3 , beschrieben ist. Die integrierte Spule erzeugt ein Magnetfeld bekannter Stärke und Richtung, mit dem das zu messende Magnetfeld am Sensorort kompensiert werden kann. Geregelt wird der Spulenstrom auf ein konstantes Sensorausgangssignal. Somit ist die Stärke des Spulenstroms ein Maß für das äußere Magnetfeld.Technologically, the problem of offset in the measurement of very small fields is overcome by the use of an integrated, planar coil, as in EP0544479A3 , is described. The integrated coil generates a magnetic field of known strength and direction, with which the magnetic field to be measured at the sensor location can be compensated. The coil current is regulated to a constant sensor output signal. Thus, the strength of the coil current is a measure of the external magnetic field.

Die Methode ist genau, hat aber mehrere signifikante Nachteile:

  • 1. die Elektronik zur Signalaufbereitung und Auswertung ist sehr aufwendig und damit teuer
  • 2. der Leistungsverbrauch ist hoch
  • 3. die Spule benötigt viel Chipfläche und macht damit den Chip groß und teuer
  • 4. sie kompensiert den Temperaturkoeffizienten des Offsets nicht
The method is accurate but has several significant disadvantages:
  • 1. the electronics for signal processing and evaluation is very expensive and therefore expensive
  • 2. the power consumption is high
  • 3. The coil needs a lot of chip area and makes the chip big and expensive
  • 4. It does not compensate for the temperature coefficient of the offset

Der Brückenoffset kann nur durch den Einsatz einer zweiten Spule, der sog. set/reset coil, eliminiert werden, indem die Referenzrichtung im anisotropen magnetoresistiven Sensor periodisch um 180° geflippt wird [Set/Reset Pulse Circuits for Magnetic Sensors, Honeywell Applications Note, AN-201; A New Perspective on Magnetic Field Sensing, Honeywell Technical Articles, beide unter http://www.ssec.honeywell.com/magnetic/datasheets.html#datasheets]. Zu den zuvor aufgeführten Nachteilen kommen jetzt noch weitere hinzu

  • 1. die Elektronik zur Spulenansteuerung und Signalaufbereitung ist noch komplizierter und teurer
  • 2. die weitere Spule macht den Herstellungsprozeß des Sensors noch teurer
  • 3. der Sensor verbraucht noch mehr Leistung
The bridge offset can only be eliminated by using a second coil, the so-called set / reset coil, by periodically flipping the reference direction in the anisotropic magnetoresistive sensor by 180 ° [Set / Reset Pulse Circuits for Mag netic Sensors, Honeywell Applications Note, AN-201; A New Perspective on Magnetic Field Sensing, Honeywell Technical Articles, both at http://www.ssec.honeywell.com/magnetic/datasheets.html#datasheets]. To the disadvantages listed above are now added more
  • 1. the electronics for coil control and signal conditioning is even more complicated and expensive
  • 2. The other coil makes the manufacturing process of the sensor even more expensive
  • 3. the sensor consumes even more power

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das die Herstellung von magnetoresistiven Bauelementen erlaubt.In front In this background, the present invention has the object to propose a method that allows the production of magnetoresistive Components allowed.

Diese Aufgabe wird durch das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.These Task is solved by the manufacturing method according to claim 1. Advantageous embodiments are in the subclaims specified.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, bei einem magnetoresistiven Bauelement, bei dem die Meßbrücke eine Brückenausgangsspannung

Figure 00070001
aufweist, die sich aus einem bauelement-spezifischen, temperaturabhängigen Störterm Voff(T) = Voff(T0) + TCVoff·(T – T0) und einem temperatur- und magnetfeldabhängigen Signal Va(H,T) zusammensetzt, bei den hergestellten Bauelementen entweder bei unveränderter Streuung den Mittelwert des Parameters 〈TCVoff〉 des Bauelements-spezifischen Störterms Voff auf einen beliebigen Wert einzustellen, oder bzw. und für jedes Bauelement den Wert TCVoff des Bauelements-spezifischen Störterms Voff bei den hergestellten Bauelementen so einzustellen, daß sich ein neuer Mittelwert Xn mit einer verkleinerten Streuung Sn des Störterms einstellt.The invention is based on the basic concept of a magnetoresistive component in which the measuring bridge is a bridge output voltage
Figure 00070001
comprising a component-specific, temperature-dependent disturbance term V off (T) = V off (T 0 ) + TCV off * (T - T 0 ) and a temperature and magnetic field-dependent signal V a (H, T), to set the mean value of the parameter <TCV off > of the device-specific disturbance V off to an arbitrary value, or respectively and for each device, the value TCV off of the device-specific disturbance V off in the case of the produced components Set components so that a new average value X n sets with a reduced dispersion S n of the disturbance.

Damit löst sich die Erfindung von dem natürlichen Bestreben, ein Herstellungsverfahren derart zu gestalten, daß ein Störterm vollständig vermieden wird. Vielmehr geht die Erfindung davon aus, daß mit den derzeit vorhandenen Herstellungsmethoden ein Störterm nicht zu vermeiden ist und schlägt Maßnahmen vor, wie trotz dieses Störterms eine präzise Messung eines äußeren Magnetfelds ermöglicht werden kann, indem der Störterm auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird.In order to dissolves the invention of the natural Endeavor to design a manufacturing process such that a disturbance is completely avoided. Rather, the invention assumes that with the currently available Production methods a disturbed is unavoidable and fails activities before, as despite this disturbance a precise one Measurement of an external magnetic field allows can be, by the Störterm is set to a predetermined value.

Die Erfindung geht ferner von dem Grundgedanken aus, daß die zur Verfügung stehenden Herstellungsmethoden für magnetoresistive Bauelemente zu keinem für jedes hergestellte Bauelement gleichen Störterm führen, sondern der bauelement-spezifische Störterm für jedes hergestellte magnetoresistive Bauelemente variiert. Während es das natürliche Bestreben wäre, das Herstellungsverfahren meist derart durchzuführen, daß der Mittelwert des bauelement-spezifischen Störterms einen Wert von Null einnimmt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, den Mittelwert des bauelement-spezifischen Störterms bei den hergestellten Bauelementen auf einen beliebig vordefinierten Wert einzustellen, vorzugsweise ungleich Null. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren sieht demnach vor, die Herstellung der magnetoresistiven Bauelemente derart durchzuführen, daß bewußt ein Störterm eingestellt wird.The Invention is further based on the idea that the disposal standing production methods for Magnetoresistive devices to any component produced for each same disturbed m to lead, but the device-specific fault term for each magnetoresistive produced Components varies. While it's the natural one Aspiration to carry out the manufacturing process usually such that the average value of the device-specific error term assumes a value of zero, it is provided according to the invention, the Mean value of the device-specific error term in the manufactured To set components to any predefined value, preferably not equal to zero. The production process according to the invention sees Accordingly, the preparation of the magnetoresistive devices in such a way perform, that deliberately set a disturbed becomes.

Da herstellungsbedingt bei den hergestellten Bauelementen der Störterm variiert, führt dieses bewußte Einstellen eines Störterms dazu, daß zumindest im Mittelwert die Störterme der hergestellten Bauelemente einen vordefinierten Wert aufweisen.There due to the production of the components produced the disturbance m varies, leads this conscious Setting a fault term at least that in the mean value the trouble terms the manufactured components have a predefined value.

Eine Kompensation des Störterms läßt sich bei derart hergestellten Bauelementen besonders einfach realisieren. Eine (beispielhafte) Störterm-Kompensation läßt sich nämlich auf einfachste Weise dadurch einstellen, daß ein dem Störterm entsprechender Wert von dem Meßsignal abgezogen wird. In dem nun erfindungsgemäß das Herstellungsverfahren derart durchgeführt wird, daß der Mittelwert des bauelement-spezifischen Störterms vorzugsweise einen Wert ungleich Null aufweist, ist deutlich, daß in dieser besonderen Ausführungsform dieser bewußt eingestellte Störterm gleich dem Korrekturfaktor ist.A Compensation of the error term can be included realized so easily components. An (exemplary) malfunction compensation let yourself namely set in the simplest way by a corresponding to the fault term Value of the measuring signal is deducted. In the invention now according to the manufacturing process done so will that the Average value of the device-specific error term preferably a value is not equal to zero, it is clear that in this particular embodiment of this deliberately set disturbance m is equal to the correction factor.

Dies Kompensation des Störterms wird bei den erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erreicht, indem die Magnetisierungsrichtungen in den Referenzschichtsystemen von mindestens zwei Widerständen eines Bauteils so eingestellt werden, daß sie von den inhärenten Ansiotropierichtungen verschiedene Richtungen aufweisen.This Compensation of the error term is in the production process of the invention achieved by the magnetization directions in the reference layer systems of at least two resistors be adjusted so that they of the inherent Ansiotropierichtungen have different directions.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden die Widerstände nacheinander auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der die ursprüngliche Magnetisierung des Referenzschichtsystems zerstört und beim Abkühlen die Richtung eines von außen einwirkenden Magnetfelds eingefroren wird. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Temperaturkoeffizient von der Richtung der Magnetisierung in der Referenzschicht relativ zu anderen Anisotropierichtungen abhängt. Durch Einstellen der Magnetisierungsrichtung der Referenzschicht kann somit ein Störterm eingestellt werden, der (im Mittelwert) den gewünschten Wert aufweist.at a preferred embodiment the production process according to the invention become the resistors heated successively to a temperature at which the original Magnetization of the reference layer system destroyed and on cooling the Direction one from the outside is frozen by acting magnetic field. This embodiment is based on the knowledge that the temperature coefficient from the direction of magnetization in the reference layer relative depends on other anisotropy directions. By adjusting the magnetization direction The reference layer can thus be set a fault term, the (in the mean) the desired Value.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden die Widerstände nacheinander durch die Einwirkung eines Energieimpulses kurzzeitig auf eine Temperatur aufgeheizt. Dies stellt eine besonders einfache Möglichkeit der erfindungsgemäß vorgesehenen Aufheizung der Widerstände dar. Dabei kann der Energieimpuls durch den Widerstand selbst geleitet werden oder aber auch ein von dem Widerstand separater Stromleiter in thermischen Kontakt mit dem Widerstand gebracht werden und die Erwärmung des getrennten Stromleiters über Wärmeleitung in den aufzuheizenden Widerstand durchgeführt werden.In a preferred embodiment of the manufacturing method of the invention, the resistors are successively by the action of an energy pulse for a short time to a temperature heated up. This represents a particularly simple possibility of inventively provided heating of the resistors. In this case, the energy pulse can be passed through the resistor itself or a separate from the resistor conductor in thermal contact with the resistor and the heating of the separate conductor via heat conduction in the resistor to be heated are carried out.

Insbesondere bevorzugt werden die Widerstände durch Erhitzen der sie tragenden Widerstandsschicht aufgeheizt, die direkt oder durch einen getrennten Stromleiter erhitzte Widerstandsschicht durch eine dünne, schlecht wärmeleitende Isolierschicht von anderen Widerstandsschichten getrennt auf einer gut wärmeleitenden Schicht mit hoher Wärmekapazität (Wärmeausgleichsschicht) angeordnet, so daß sich während der Dauer des Heizens ein Wärmetransport von der Widerstandsschicht durch die schlecht wärmeleitende Isolierschicht zur Wärmeausgleichsschicht einstellt, welcher zu einem hauptsächlich von dem Wärmewiderstand der schlecht wärmeleitenden Schicht und der zugeführten Wärmeleistung bestimmten Temperaturgefälle führt, ohne hierbei die Magnetisierung benachbarter, nicht stromdurchflossener bzw. nicht erhitzter Sensorstreifen zu verändern.Especially the resistors are preferred heated by heating the resistance layer carrying it, the resistance layer heated directly or through a separate conductor a thin, poor heat-conducting Insulating layer of other resistive layers separated on one good heat conducting Layer with high heat capacity (heat balance layer) arranged so that while the duration of heating a heat transfer from the resistance layer by the poor thermal conductivity insulating layer to the heat balance layer which adjusts to a mainly of the heat resistance the poorly heat-conducting Layer and the supplied heat output certain temperature gradient leads, without in this case the magnetization of adjacent, not current-carrying or unheated sensor strip to change.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Wärmeausgleichsschicht ein Siliziumsubstrat eingesetzt, da dieses ohnehin die Basis des Fertigungsprozesses magnetoresistiver Sensoren bildet.In a preferred embodiment is used as a heat balance layer a silicon substrate used, since this anyway the basis of Manufacturing process magnetoresistive sensors forms.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird als schlecht wärmeleitende Zwischenschicht ein elektrisch isolierendes Material eingesetzt, insbesondere bevorzugt Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder eine Mischung aus diesen Stoffen. Diese Materialien bieten bei oben beschriebenen Heizprozessen mit moderaten oder hohen Stromstärken Schutz vor elektrostatischen Überschlägen zwischen den Leiterbahnen der Meßbrücken und/oder den Substraten, auf denen sie aufgebaut sind.In a preferred embodiment is considered to be poorly heat-conductive Interlayer used an electrically insulating material, particularly preferably aluminum oxide, silicon oxide, silicon nitride or a mixture of these substances. These materials offer in the heating processes described above with moderate or high currents protection from electrostatic flashovers between the Conductor tracks of the measuring bridges and / or the substrates on which they are built.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der zum Heizen verwendete Energieimpuls durch die Entladung eines Kondensators erzeugt. Dies hat sich als besonders einfache Möglichkeit zum Erzeugen eines Energieimpulses gezeigt.In a preferred embodiment The energy pulse used for heating is discharged a capacitor generated. This has proven to be particularly easy possibility shown for generating an energy pulse.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Erzeugung des während des Abkühlvorgangs erforderlichen Magnetfelds die Entladung eines Kondensators durch eine Magnetspule eingesetzt.In a preferred embodiment The invention is used to generate during the cooling process required magnetic field, the discharge of a capacitor a solenoid inserted.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Erzeugung des während des Abkühlvorgangs erforderlichen Magnetfelds ein Permanentmagnet eingesetzt. Dies stellt eine besonders einfache Möglichkeit zum Erzeugen eines Magnetfelds dar.In a further preferred embodiment The invention is used to generate during the cooling process required magnetic field used a permanent magnet. This represents a particularly easy way for generating a magnetic field.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird dieser Permanentmagnet kontinuierlich gedreht, wobei die Energieimpulse während der Drehbewegung so ausgelöst werden, daß beim Abkühlen eines Widerstandselementes die Magnetfeldrichtung der jeweils gewünschten Magnetisierungsrichtung entspricht. Dies stellt eine einfache Möglichkeit dar, das Referenzschichtsystem in den verschiedenen Widerständen eines Sensorbauelementes in kurzer Zeit mit den verschiedenen, für die gewünschte Sensorfunktion erforderlichen Referenzschichtsystemmagnetisierungsrichtungen zu versehen.In a further preferred embodiment This permanent magnet is rotated continuously, the energy pulses while so triggered the rotational movement be that when Cooling one Resistance element, the magnetic field direction of each desired Magnetization direction corresponds. This is an easy way The reference layer system in the various resistances of a Sensor component in a short time with the various, for the desired sensor function required reference layer system magnetization directions too Mistake.

Die Erfindung betrifft insbesondere die entweder den gigantischen magnetoresistiven Effekt (GMR) oder den Tunnelwiderstandseffekt (TMR) nutzenden Sensoren, die zur Anzeige magnetischer Felder geeignet sind, da sie in Form einer Meßbrücke verschaltet sind.The The invention relates in particular to either the gigantic magnetoresistive Effect (GMR) or tunnel resistance effect (TMR) sensors, which are suitable for displaying magnetic fields, since they are in shape interconnected a measuring bridge are.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:following the invention will be described with reference to an exemplary embodiments only explained in more detail. In this demonstrate:

1 Einen Widerstand R, bestehend aus einem Mehrschichtsystem mit einer Referenzmagnetisierung alpha, wobei die Magnetisierungen des Meßschichtsystems und des Referenzschichtsystems den Winkel beta bilden in einer schematischen Darstellung, 1 A resistor R, consisting of a multilayer system with a reference magnetization alpha, wherein the magnetizations of the Meßschichtsystems and the reference layer system form the angle beta in a schematic representation,

2 der Aufbau einer Wheatstonebrücke in einer schematischen Ansicht 2 the structure of a Wheatstone bridge in a schematic view

3 ein magnetoresistives Bauelement in einer schematischen Draufsicht, 3 a magnetoresistive component in a schematic plan view,

4 das Schichtsystem eines Widerstands des magnetoresistiven Bauelements in einer schematischen Seitenansicht für ein einfaches Spin Valve System mit einem natürlichen Antiferromagneten (a) und einem Spin Valve System mit einem künstlichen Antiferromagneten AAF (b) 4 the layer system of a resistance of the magnetoresistive device in a schematic side view for a simple spin valve system with a natural antiferromagnet (a) and a spin valve system with an artificial antiferromagnet AAF (b)

5 das magnetoresistive Bauelement in einer schematischen Darstellung, die die Richtung der Referenzmagnetisierungen verdeutlicht, 5 the magnetoresistive component in a schematic representation, which illustrates the direction of the reference magnetizations,

6 einen Graph, der die Änderungen des Temperaturkoeffizienten des Offsets einer GMR Wheatstonebrücke in Abhängigkeit von der Richtung der Magnetisierung der Referenzschicht darstellt, und 6 a graph showing the changes in the temperature coefficient of the offset of a GMR Wheatstone bridge depending on the direction of magnetization of the reference layer, and

7 eine bei der Herstellung des magnetoresistiven Bauelements verwendete Anordnung, bei der die Widerstandsschicht durch eine schlecht wärmeleitende Schicht von einer Wärmeausgleichsschicht getrennt wird. 7 an arrangement used in the manufacture of the magnetoresistive device, at the resistive layer is separated from a heat balance layer by a poorly thermally conductive layer.

3 zeigt den möglichen Aufbau eines mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellten magnetoresistiven Bauelements. Dieses besteht aus vier Widerständen 1, 2, 3, 4, die Komponenten einer Wheatstonebrücke sind. Ferner sind in 3 die elektrischen Zuleitungen 5 sowie Kontaktpunkte 6 eines Kontaktierungssystems dargestellt. 3 shows the possible structure of a magnetoresistive device produced by the manufacturing method according to the invention. This consists of four resistors 1 . 2 . 3 . 4 , which are components of a Wheatstone bridge. Furthermore, in 3 the electrical supply lines 5 as well as contact points 6 a contacting system shown.

4 zeigt den Aufbau des Schichtsystems, aus dem der jeweilige Widerstand des magnetoresistiven Bauelements besteht. Dargestellt ist eine weichmagnetische Meßschicht 10, die aus einer magnetischen Schicht mit einer Magnetisierung besteht, die in einem weiten Magnetfeldbereich reversibel von einem äußeren Magnetfeld abhängt. Ein Referenzschichtsystem 11 besteht aus einem Mehrschichtsystem, das sich aus magnetischen und nichtmagnetischen Schichten zusammensetzt, das hartmagnetischer als die Meßschicht 10 ist und seine Magnetisierungsrichtung bei denselben äußeren Magnetfeldern im wesentlichen beibehält (Referenzmagenetisierung). Das Referenzschichtsystem kann einen künstlichen Antiferromagneten 13 enthalten. Ferner weist das Schichtsystem eine nicht-magnetische Zwischenschicht 12 auf, die die Referenz- und die Meßschicht voneinander trennt. 4 shows the structure of the layer system, which consists of the respective resistance of the magnetoresistive device. Shown is a soft magnetic measuring layer 10 , which consists of a magnetic layer with a magnetization that reversibly depends on an external magnetic field in a wide magnetic field range. A reference layer system 11 consists of a multilayer system composed of magnetic and nonmagnetic layers, which are more hard magnetic than the measuring layer 10 and substantially retains its magnetization direction at the same external magnetic fields (reference magetization). The reference layer system may be an artificial antiferromagnet 13 contain. Furthermore, the layer system has a non-magnetic intermediate layer 12 on, which separates the reference and the measuring layer from each other.

5 zeigt die gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eingestellte bevorzugte Konfiguration der Referenzrichtungen der Magnetisierungen der Referenzschichtsysteme der einzelnen Widerstände. Dargestellt ist die grundsätzliche Referenzrichtung 20 des gesamten magnetoresistiven Bauelements. Diese grundsätzliche Referenzrichtung ist die Richtung, bei der das als Meßsensor verwendete magnetoresistive Bauteil den Meßwert "0" ergeben soll. Durch Pfeile dargestellt sind ferner die Richtungen der Referenzmagnetisierungen 21 der Widerstände R1, R2, R3, R4 des magnetoresistiven Bauelements. Zu erkennen ist, daß die Referenzrichtungen der gegenüberliegenden Widerstände R2, R3, beziehungsweise R1, R4 gleichgerichtet sind, während die Referenzrichtungen der nebeneinander angeordneten Widerstände R1, R3, beziehungsweise R2, R4 gegenläufig ausgerichtet sind. Ferner ist zu erkennen, daß die Richtung der Referenzmagnetisierung einen besonders großen Winkel zur Referenzrichtung des gesamten magnetoresistiven Bauteils aufweist. 5 shows the set according to the embodiment illustrated here preferred configuration of the reference directions of the magnetizations of the reference layer systems of the individual resistors. Shown is the basic reference direction 20 of the entire magnetoresistive device. This fundamental reference direction is the direction in which the magnetoresistive component used as a measuring sensor should give the measured value "0". Shown by arrows are also the directions of the reference magnetizations 21 the resistors R1, R2, R3, R4 of the magnetoresistive device. It can be seen that the reference directions of the opposing resistors R2, R3, and R1, R4 are rectified, while the reference directions of the juxtaposed resistors R1, R3, and R2, R4 are aligned in opposite directions. It can also be seen that the direction of the reference magnetization has a particularly large angle to the reference direction of the entire magnetoresistive component.

5 ist ferner zu entnehmen, daß an das magnetoresistive Bauelement eine Spannung VCC angelegt wird und eine Brückenausgangsspannung VA abgegriffen wird. 5 It can also be seen that to the magnetoresistive device, a voltage V CC is applied and a bridge output voltage V A is tapped.

6 zeigt den bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzten Zusammenhang des Störterms TCVoff in a.u. im Verhältnis des Winkels der Referenzmagnetisierung zur Referenzrichtung. Zur erkennen ist, daß der Offset mit zunehmenden Winkel einen zunehmend größer werdenden positiven oder negativen Wert annimmt. Dies ermöglicht es, durch Einstellen eines besonders großen Winkels zwischen der Referenzmagnetisierung und der Referenzrichtung einen Störterm einzustellen, der derart groß und positiv, beziehungsweise negativ ist, daß selbst bei den herstellungsbedingten Streuungen der tatsächlich bei dem jeweiligen magnetoresistiven Bauteil vorhandenen Störterme die überwiegende Mehrzahl der Bauelemente einen Störterm aufweisen läßt, der das gleiche Vorzeichen wie der Mittelwert hat. 6 shows the relationship used in a preferred embodiment of the invention, the disturbance TCV off in au ratio of the angle of the reference magnetization to the reference direction. It can be seen that the offset assumes an increasing positive or negative value with increasing angle. This makes it possible to adjust by setting a particularly large angle between the reference magnetization and the reference direction a Störterm that is so large and positive, or negative, that even in the production-related variations of the actual existing at the respective magnetoresistive device trouble terms the vast majority of components has a fault term that has the same sign as the mean value.

7 zeigt einen Aufbau zur Einstellung der Referenzmagnetisierung bei den Widerständen des magnetoresistiven Bauelements. Die Widerstände 30 sind auf eine Isolationsschicht 31 aufgebracht, die wiederum auf einer Wärmeausgleichsschicht 32 aufgebracht ist. Wird nun einer der Widerstände 30 beispielsweise mittels eines durch den Widerstand geleisteten Energieimpulses kurzzeitig erhitzt, so stellt sich unter anderem ein Wärmetransport von der Widerstandsschicht durch die schlecht wärmeleitende Zwischenschicht zur Wärmeausgleichsschicht ein, wobei in 7 die Isothermen 33 dargestellt sind. Dies führt zu einem Temperaturgefälle, das hauptsächlich von dem Wärmewiderstand der Isolierschicht 31 und der zugeführten Wärmeleistung abhängt. 7 shows a structure for setting the reference magnetization in the resistors of the magnetoresistive device. The resistors 30 are on an insulation layer 31 applied, in turn, on a heat balance layer 32 is applied. Will now be one of the resistors 30 For example, by means of an energy pulse imparted by the resistor, for a short time, a heat transport from the resistance layer through the poorly heat-conducting intermediate layer to the heat compensation layer occurs, inter alia, in 7 the isotherms 33 are shown. This leads to a temperature gradient, mainly due to the thermal resistance of the insulating layer 31 and the supplied heat output depends.

Claims (14)

Herstellungsverfahren für magnetoresistive Bauelemente, wobei ein Bauelement aus mehr als einem Widerstand besteht und der Widerstand ein un- beziehungsweise schwachgekoppeltes Schichtsystem aufweist und die Widerstände Komponenten einer Meßbrücke sind, wobei das Schichtsystem wenigstens aus folgenden Bestandteilen zusammengesetzt ist: – Wenigstens einer weichmagnetischen Meßschicht, bestehend aus mindestens einer magnetischen Schicht, mit einer Magnetisierung, die in einem weiten Magnetfeldbereich reversibel von einem äußeren Magnetfeld abhängt; – einem Referenzschichtsystem, bestehend aus einem Mehrschichtsystem, das sich aus magnetischen und nicht-magnetischen Schichten zusammensetzen kann, das hartmagnetischer als die Meßschicht ist und seine Magnetisierungsrichtung bei denselben äußeren Magnetfeldern im wesentlichen beibehält; – mindestens einer nichtmagnetischen Zwischenschicht, die Referenz- und Meßschichten voneinander trennt und die Meßbrücke eine Brückenausgangsspannung Va aufweist, die sich aus einem temperatur- und magnetfeldabhängigen Signal Va(H,T) und einem bauelement-spezifischen, temperaturabhängigen Störterm Voff(T) = Voff(T0) + TCVoff·(T – T0) zusammensetzt, so daß Va = Voff + Va(H,T) ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei gegebener Temperatur T die Komponente TCVoff·(T – T0) des bauelement-spezifischen Störterms Voff bei den hergestellten Bauelementen durch Einstellen der magnetischen Referenzrichtungen innerhalb der Meßbrücke auf einen vordefinierten/vorgewählten Wert justiert wird.Manufacturing method for magnetoresistive components, wherein a component consists of more than one resistor and the resistor has an uncoupled or weakly coupled layer system and the resistors are components of a measuring bridge, wherein the layer system is composed of at least the following components: - At least one soft magnetic measuring layer consisting of at least one magnetic layer having a magnetization reversibly dependent on an external magnetic field in a wide magnetic field range; A reference layer system consisting of a multilayer system which may be composed of magnetic and non-magnetic layers, which is more magnetic than the measuring layer and substantially maintains its direction of magnetization in the same external magnetic fields; - At least one non-magnetic intermediate layer, the reference and measuring layers separated from each other and the measuring bridge has a bridge output voltage V a , consisting of a temperature and ma gnetfeldabhängigen signal V a (H, T) and a device-specific, temperature-dependent Störterm V off (T) = V off (T 0 ) + TCV off · (T - T 0 ) composed so that V a = V off + V a (H, T), characterized in that at a given temperature T the component TCV off (T - T 0 ) of the device-specific disturbance V off in the manufactured devices by setting the magnetic reference directions within the measuring bridge to a predefined / adjusted value. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gegebener Temperatur T der Mittelwert der Komponente TCVoff über ein Fertigungslos auf einen Wert im Wertbereich –20 bis +20 μV/(VK) eingestellt wird.Manufacturing method according to claim 1, characterized in that at a given temperature T, the mean value of the component TCV off is adjusted via a production lot to a value in the value range -20 to +20 μV / (VK). Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungsrichtungen in den Referenzschichtsystemen von mindestens zwei Widerständen eines Bauteils so eingestellt werden, daß sie verschiedene Richtungen aufweisen.Manufacturing method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the magnetization directions in the reference layer systems of at least two resistors of a component be adjusted so that they have different directions. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände nacheinander und einzelnd auf eine Temperatur aufgeheizt werden, bei der die ursprüngliche Magnetisierung des Referenzschichtsystems zerstört und beim Abkühlen die Richtung eines von außen einwirkenden Magnetfeldes eingefroren wird.Manufacturing method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resistors successively and individually heated to a temperature at which the original Magnetization of the reference layer system destroyed and on cooling the Direction one from the outside is frozen by acting magnetic field. Herstellungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände nacheinander durch die Einwirkung eines Energieimpulses kurzzeitig auf eine Temperatur oberhalb der Blocking-Temperatur aufgeheizt werden und in einem Magnetfeld bis unterhalb der Blocking-Temperatur abkühlen.Manufacturing method according to claim 4, characterized in that that the resistors successively by the action of an energy pulse for a short time heated to a temperature above the blocking temperature and cool in a magnetic field below the blocking temperature. Herstellungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß – die Widerstände durch Energiezufuhr in die sie bildenden/tragenden Schicht aufgeheizt werden und – die direkt oder durch einen getrennten Stromleiter erhitzte Widerstandsschicht durch eine dünne, schlecht wärmeleitende Schicht von anderen Widerstandsschichten getrennt auf einer gut wärmeleitenden Schicht mit hoher Wärmekapazität (Wärmeausgleichsschicht) angeordnet wird, so daß sich während der Dauer des Heizens ein Wärmetransport von der Widerstandsschicht durch die schlecht wärmeleitende Isolierschicht zur Wärmeausgleichsschicht einstellt, welcher zu einem hauptsächlich von dem Wärmewiderstand der schlecht wärmeleitenden Schicht und der zugeführten Wärmeleistung bestimmten Temperaturgefälle führt, ohne hierbei die Magnetisierung benachbarter nicht stromdurchflossener bzw. nicht erhitzter Sensorstreifen zu verändern.Manufacturing method according to claim 4 or 5, characterized characterized in that - the resistances through Energy supply in the forming / carrying layer heated be and - the directly or through a separate conductor heated resistor layer through a thin, bad thermally conductive Layer of other resistive layers separated on a well thermally conductive Layer with high heat capacity (heat balance layer) is arranged so that while the duration of heating a heat transfer from the resistance layer by the poor thermal conductivity insulating layer to the heat balance layer which adjusts to a mainly of the heat resistance the poorly heat-conducting Layer and the supplied heat output certain temperature gradient leads, without the magnetization of adjacent non-current-carrying or unheated sensor strip to change. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeausgleichsschicht Silizium eingesetzt wird.Manufacturing method according to claim 6, characterized in that that as Heat compensation layer Silicon is used. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als schlecht wärmeleitende Isolierschicht ein elektrisch isolierendes Material eingesetzt wird.Production method according to claim 6 or 7, characterized characterized in that as poor heat-conducting Insulating layer is an electrically insulating material is used. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als schlecht wärmeleitende Isolierschicht überwiegend Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder einer Mischung dieser Stoffe eingesetzt wird.Manufacturing method according to one of claims 6 to 8, characterized in that as bad thermally conductive Insulating layer predominantly alumina, Silicon oxide, silicon nitride or a mixture of these substances used becomes. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Heizen verwendete Energieimpuls durch die Entladung eines Kondensators erzeugt wird.Manufacturing method according to one of claims 5 to 9, characterized in that the Heating used energy pulse by discharging a capacitor is produced. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des während des Abkühlvorgangs erforderlichen Magnetfeldes die Entladung eines Kondensators durch eine Magnetspule eingesetzt wird.Manufacturing method according to one of claims 4 to 10, characterized in that for generating during the the cooling process required magnetic field, the discharge of a capacitor a solenoid is used. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des während des Abkühlvorgangs erforderlichen Magnetfeldes ein Permanentmagnet eingesetzt wird.Manufacturing method according to one of claims 4 to 10, characterized in that for generating during the the cooling process required magnetic field, a permanent magnet is used. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete Wahl der Referenzschichtsystemmagnetisierungsrichtungen bei den einzelnen Widerständen der Meßbrücke der Störterm Voff(T0) auf einen für die Anwendung zweckmäßigen Wert eingestellt wird.Manufacturing method according to one of Claims 4 to 10, characterized in that, by suitably selecting the reference layer system magnetization directions in the individual resistances of the measuring bridge, the disturbance term V off (T 0 ) is set to a value which is appropriate for the application. Herstellungsverfahren nach Anspruch 12 sowie einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der in einer Meßbrücke erforderlichen unterschiedlichen Magnetisierungsrichtungen des Referenzschichtsystems ein sich drehender Magnet eingesetzt wird, wobei die Energieimpulse während der Drehbewegung kurz vor Erreichen der gewünschten Magnetfeldrichtung ausgelöst werden, so daß die Magnetfeldrichtung beim Abkühlen unter die für das Einfrieren der Magnetisierung erforderlichen Temperatur der beim jeweiligen Widerstand gewünschten Referenzschichtsystemmagnetisierungsrichtung entspricht.Manufacturing method according to claim 12 and a the claims 4 to 10, characterized in that for generating the in a Measuring bridge required different magnetization directions of the reference layer system a rotating magnet is used, the energy pulses while the rotational movement shortly before reaching the desired magnetic field direction to be triggered, So that the Magnetic field direction during cooling under the for the freezing of the magnetization required temperature desired at the respective resistance Reference layer system magnetization direction corresponds.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11656301B2 (en) 2019-11-19 2023-05-23 Tdk Corporation Magnetic sensor including magnetoresistive effect element and sealed chip

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19619806A1 (en) * 1996-05-15 1997-11-20 Siemens Ag Magnetic field sensitive sensor device with several GMR sensor elements
DE19640695A1 (en) * 1996-10-02 1998-04-09 Bosch Gmbh Robert Magnetoresistive sensor with temperature-stable zero point
DE10128262A1 (en) * 2001-06-11 2002-12-19 Siemens Ag Magnetic field detector has an array of magnetoresistive sensors with artificial anti-ferromagnetic reference layers and magnetic layers arranged to suppress domain formation and increase resistance to external fields
DE10155423A1 (en) * 2001-11-12 2003-05-28 Siemens Ag Homogeneous magnetization of magneto-resistive component exchange-coupled layer systems involves varying relative direction of layer magnetization and saturating field
DE10230455A1 (en) * 2002-07-06 2004-01-22 Robert Bosch Gmbh Method for setting or locally changing a magnetization in a layer of a magnetoresistive layer arrangement, heating stamp for heating the magnetoresistive layer arrangement and their use
DE10251566A1 (en) * 2002-11-06 2004-05-27 Robert Bosch Gmbh GMR magnetoresistive layer method of manufacture for use in manufacture of GMR storage components or a GMR sensor elements, according to the spin-valve principle, whereby two magnetization steps are applied
WO2004109725A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing a device with a magnetic layer-structure

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19619806A1 (en) * 1996-05-15 1997-11-20 Siemens Ag Magnetic field sensitive sensor device with several GMR sensor elements
DE19640695A1 (en) * 1996-10-02 1998-04-09 Bosch Gmbh Robert Magnetoresistive sensor with temperature-stable zero point
DE10128262A1 (en) * 2001-06-11 2002-12-19 Siemens Ag Magnetic field detector has an array of magnetoresistive sensors with artificial anti-ferromagnetic reference layers and magnetic layers arranged to suppress domain formation and increase resistance to external fields
DE10155423A1 (en) * 2001-11-12 2003-05-28 Siemens Ag Homogeneous magnetization of magneto-resistive component exchange-coupled layer systems involves varying relative direction of layer magnetization and saturating field
DE10230455A1 (en) * 2002-07-06 2004-01-22 Robert Bosch Gmbh Method for setting or locally changing a magnetization in a layer of a magnetoresistive layer arrangement, heating stamp for heating the magnetoresistive layer arrangement and their use
DE10251566A1 (en) * 2002-11-06 2004-05-27 Robert Bosch Gmbh GMR magnetoresistive layer method of manufacture for use in manufacture of GMR storage components or a GMR sensor elements, according to the spin-valve principle, whereby two magnetization steps are applied
WO2004109725A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing a device with a magnetic layer-structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11656301B2 (en) 2019-11-19 2023-05-23 Tdk Corporation Magnetic sensor including magnetoresistive effect element and sealed chip
US11965941B2 (en) 2019-11-19 2024-04-23 Tdk Corporation Magnetic sensor
US12298363B2 (en) 2019-11-19 2025-05-13 Tdk Corporation Magnetic sensor having magnetoresistive effect element with inclined magnetization direction of pinned layer

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