DE19830344A1

DE19830344A1 - Verfahren zum Einstellen der Magnetisierung der Biasschicht eines magneto-resistiven Sensorelements, demgemäß bearbeitetes Sensorelement oder Sensorelementsystem sowie zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Sensorelement und Sensorsubstrat

Info

Publication number: DE19830344A1
Application number: DE19830344A
Authority: DE
Inventors: Den Berg Hugo Van; Roland Mattheis
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Institut fur Photonische Technologien Ev 0 De
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: WO2000002006A2; DE19830344C2; JP2002519873A; EP1093587A2; US20010020847A1; WO2000002006A3

Abstract

Verfahren zum Einstellen der Magnetisierung mindestens einer Biasschicht eines magneto-resistiven Sensorelements, wobei die Biasschicht Teil eines AAF-Systems (artificial-antiferromagnetic-system) ist bestehend aus mindestens einer Biasschicht, mindestens einer Flußführungsschicht und mindestens einer zwischen diesen angeordneten, beide Schichten antiferromagnetisch koppelnden Kopplungsschicht, umfassend folgende Schritte: DOLLAR A a) Erwärmen oder Abkühlen des Sensorelements über oder unter eine vorbestimmte Temperatur (T¶s¶), DOLLAR A b) Anlegen eines magnetischen Einstellfelds (H¶ein¶) während und/oder nach dem Erwärmen oder Abkühlen, DOLLAR A c) Abschalten des Einstellfelds (H¶ein¶) nach einer vorbestimmten Zeit, DOLLAR A d) Rückführen der Temperatur auf die Ausgangstemperatur.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Ma gnetisierung der Biasschicht eines magneto-resistiven Senso relements, wobei die Biasschicht Teil eines AAF-Systems (artificial-antiferro magnetic-system) ist bestehend aus min destens der Biasschicht, einer Flußführungsschicht und einer zwischen diesen angeordneten, beide Schichten antiferromagne tisch koppelnden Kopplungsschicht.

Solche Sensorelemente kommen beispielsweise bei magneto resistiven Winkeldetektoren zum Einsatz. Grundlage dieser Sensoren sind die beiden einander entgegengesetzten Magneti sierungen der Bias- und der Flußführungsschicht mit einer starken antiferromagnetischen Kopplung. Diese beiden Schich ten verhalten sich als eine steife Einheit, die sich von äu ßeren Feldern kaum beeinflussen läßt. Die magnetische Meß schicht dagegen ist weichmagnetisch und deren Magnetisierung richtet sich parallel zum äußeren Feld aus. Über das äußere Magnetfeld wird der Winkel zwischen den Magnetisierungen in der Bias- und Meßschichtmagnetisierung und damit der Wider stand des Sensorelements festgelegt. Um den Einfluß der Tem peratur auf solche Sensorsysteme, von denen für einen 180°- Winkeldetektor vier Sensorelemente und für einen 360°- Winkeldetektor acht Sensorelemente benötigt werden, möglichst kompensieren zu können, werden diese nach Art einer Wheatsto ne'sche Brücke verschaltet. Zur weitergehenden Kompensation von Temperatureinflüssen ist es bevorzugt, die Sensorelemente auf einem gemeinsamen Substrat anzuordnen und in ihrem Schichtaufbau und der Schichtstruktur identisch auszugestal ten. Erforderlich ist in jedem Fall, daß die Magnetisierung der Bias schichten von zwei Elementen innerhalb des vier Sen sorelemente umfassenden Sensorsystems entgegengesetzt zu den anderen beiden Elementen ist. Eine Halbbrücke erfordert nur zwei Elemente mit entgegengesetzten Biasmagnetisierungen. Dies gilt unabhängig davon, ob das Sensorsystem auf einem ge meinsamen Substrat ausgebildet ist oder ob es mittels einzel ner separater Sensorelemente gebildet ist. Zu diesem Zweck ist es bekannt, an den einzelnen Sensorelementen mittels stromdurchflossener Leiter das jeweils entsprechend gerichte te Magnetfeld anzulegen. Dies bedarf insbesondere bei auf ei nem gemeinsamen Substrat angeordneten Sensorelementen, die entsprechend miteinander verschaltet und angeordnet sind, ei ner aufwendigen Leiterführung. Im übrigen sind die jeweiligen Einstellfelder für die Gesamtheit der Sensorelemente nicht uniform.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein hierzu alternatives Einstellverfahren anzugeben, das eine einfache Einstellung der Biasmagnetisierung eines einzelnen Sensorele ments oder von Sensorelementen eines Sensorsystems ermög licht.

Zur Lösung dieses Problems ist ein Verfahren der eingangs ge nannten Art durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Erwärmen oder Abkühlen des Sensorelements auf eine vorbe stimmte Temperatur,
b) Anlegen des magnetischen Einstellfelds während und/oder nach dem Erwärmen oder Abkühlen,
c) Abschalten des Einstellfelds nach einer vorbestimmten Zeit,
d) Rückführen der Temperatur auf die Ausgangstemperatur.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt also die Einstellung bei vorbestimmter erhöhter oder erniedrigter Temperatur. Grundlage hierfür ist, daß die Biasschicht und die Flußfüh rungsschicht bzw. deren Magnetisierung ein unterschiedliches Temperaturverhalten bedingt durch eine zwischen den Schichten gegebene Asymmetrie aufweisen. Wird nun das Sensorelement auf die vorbestimmte Temperatur gebracht, so ändert sich die Sät tigungsmagnetisierung, die Koerzivität oder die Anisotropie der einen Schicht stärker als der anderen. Dies führt dazu, daß nach Abschalten des Einstellfeldes infolge der nach wie vor gegebenen Temperaturerhöhung die Magnetisierung der Schicht, bei der sich z. B. die Sättigungsmagnetisierung in folge der Temperaturveränderung deutlich geändert hat, in die entgegengesetzte Richtung ausrichtet, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird. Es ist also möglich, durch entspre chende Temperaturführung die Einstellung zu erreichen.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen sich insbesondere dann, wenn mindestens zwei Sensorelemente, die gleichzeitig eingestellt werden sollen, vorhanden sind, wobei die Magnetisierung der Biasschicht der beiden Sensorelemente oder bei mehr als zwei Sensorelementen die Magnetisierung ei nes Teils der Sensorelemente zu der der anderen entgegenge setzt gerichtet sein soll. In diesem Fall kann erfindungsge mäß vorgesehen sein, daß lediglich ein Sensorelement oder der entsprechende Teil der Sensorelemente erwärmt oder abgekühlt wird. Wie beschrieben ändert sich beispielsweise die Sätti gungsmagnetisierung bzw. das Verhältnis der Sättigungsmagne tisierungen der einzelnen Schichten nur bei den erwärmten Sensorelementen. Wird das Einstellfeld angelegt, so kehrt sich nur bei den temperaturbeeinflußten Sensorelementen die Magnetisierung entsprechend um, bei den Sensorelementen, die nicht temperaturbeeinflußt sind und bei denen die Sättigungs magnetisierung unverändert ist, kehrt sich die Biasmagneti sierung nicht um. Es ist also vorteilhaft möglich, mit einem einzigen uniformen Einstellfeld zur Einstellung aller Senso relemente zu arbeiten. Die Sensorelemente können, wenn die mehreren Sensorelemente auf einem gemeinsamen Substrat in Form von Sensorbrücken zur Bildung von Winkelsensoren, insbe sondere von 360°-Winkelsensoren angeordnet sind, erfindungs gemäß lokal erwärmt oder abgekühlt werden.

Wenngleich es möglich ist, die nicht temperaturbehandelten Sensorelemente auf Raumtemperatur zu halten, können erfin dungsgemäß gleichermaßen vor der Erwärmung oder Abkühlung des oder der Sensorelemente alle Sensorelemente abgekühlt oder erwärmt werden und die dabei erreichte Temperatur für die an schließend nicht erwärmten oder abgekühlten Sensorelemente beibehalten werden. Die Wahl der Temperatur und Temperatur führung ist letztlich abhängig von der Art der verwendeten Sensorelemente bzw. der jeweiligen Schichten.

Die Erwärmung erfolgt vorteilhafterweise mittels pulsartig über das oder die Sensorelemente geführter Ströme, wodurch sich mit besonderem Vorteil im Fall von auf einem gemeinsamen Substrat angeordneten Sensorelementen eine lokale Erwärmung erzielen läßt, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Der Abschaltzeitpunkt für das Einstellfeld sollte früher liegen als der Zeitpunkt, an dem die Temperatur bei Rückkehr zur Ar beitstemperatur einen kritischen Wert durchläuft, bei dem die infolge der Temperaturerhöhung erhaltene Asymmetrie gerade noch gegeben ist.

Wie beschrieben beruht die Umkehrung der Magnetisierung gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren darauf, daß bei der gewählten Einstell-Temperatur die Schichten der behandelten Sensorele mente ein unterschiedliches Temperaturverhalten zeigen.

Zweckmäßigerweise sollte die Temperatur, auf welche die Sen sorelemente erwärmt oder abgekühlt werden, außerhalb und hö her oder niedriger liegen als der Temperaturbereich, inner halb welchem das oder die Sensorelemente betreibbar sind, um bei Betrieb der Sensorelemente keine Umkehr des vorher er reichten Effektes zu erhalten.

Für den Fall, daß vorher die Sensorelemente abgekühlt werden, kann die anschließende Erwärmungstemperatur des oder der je weiligen Sensorelemente innerhalb des Temperaturbereichs oder außerhalb und höher liegen als der Temperaturbereich, inner halb welchem das oder die Sensorelemente betreibbar sind.

Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ferner ein Sensorelement oder ein Sensorelementsystem umfas send mehrere Sensorelemente, wobei die Biasschicht des oder der Sensorelemente gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren ein gestellt ist. Bei einem demgemäß ausgebildeten Sensorelement system mit zwei, drei oder vier Sensorelementen oder einem Vielfachen davon können die vier oder jeweils zwei, drei oder vier Sensorelemente eine Wheatstone'sche Brücke bilden.

Neben den mit dem erfindungsgemäß eingestellten Verfahren hergestellten Sensorelementen bzw. Sensorelementsystemen be trifft die Erfindung desweiteren ein Sensorelement selbst mit mindestens einer Biasschicht, die Teil eines AAF-Systems (artificial-antiferromagnetic-system) ist bestehend aus min destens einer Biasschicht, mindestens einer Flußführungs schicht und mindestens einer zwischen diesen angeordneten, beide Schichten antiferromagnetisch koppelnden Kopplungs schicht, wobei die Magnetisierung der Biasschicht mittels des vorbeschriebenen Verfahrens in entgegengesetzter Richtung zur Magnetisierung der Flußführungsschicht einstellbar ist. Die ses Sensorelement zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß das Temperaturverhalten der Magnetisierung der Bias schicht und der mindestens eine Flußführungsschicht in einem homogenen magnetischen Einstellfeld bedingt durch eine zwi schen den Schichten gegebene Asymmetrie unterschiedlich ist. Wie beschrieben läßt sich die Magnetisierung (Koerzivität, Anisotropie) infolge des asymmetriebedingten unterschiedli chen Temperaturverhaltens der relevanten Schichten entspre chend einstellen. Diese Asymmetrie kann gemäß einer ersten Erfindungsalternative beispielsweise durch unterschiedlich große magnetische Momente der Biasschicht und der Flußfüh rungsschicht bei der Einstelltemperatur erzeugt sein. Infolge der Temperaturbeeinflussung ändert sich das Verhältnis der magnetischen Momente der beiden Schichten, das heißt, bei beispielsweise Raumtemperatur ist das magnetische Moment der Biasschicht größer als das der Flußführungsschicht, während bei der Einstelltemperatur das magnetische Moment der Bias schicht kleiner als das der Flußführungsschicht ist. Zusätz lich ist auch die jeweilige Curietemperatur der Schichten un terschiedlich. Infolge der Schichtkopplung wird in diesem Fall die unterschiedliche Ausrichtung ermöglicht.

Eine andere Alternative zur Erzeugung der Asymmetrie kann er findungsgemäß in unterschiedlichen Dicken der Bias- und der Flußführungsschicht liegen. Schließlich kann erfindungsgemäß die Biasschicht und die Flußführungsschicht zur Erzeugung der Asymmetrie auch unterschiedliche Anisotropien besitzen, wobei in diesem Fall der unterschiedliche Anisotropiebeitrag bei der erhöhten Einstelltemperatur ursächlich ist. Schließlich kann erfindungsgemäß auch die Koerzitivität, also die magne tische Reibung innerhalb der Schichten unterschiedlich sein. Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorsehen, daß die Asymmetrie mittels einer an die Biasschicht oder die Flußführungsschicht gekoppelten weiteren ferri-, ferro- oder antiferromagnetischen Schicht erzeugt ist. In diesem Fall können die Bias- und die Flußführungsschicht gleich sein, da infolge der Kopplung der jeweiligen Schicht mit der Bilanz schicht der jeweilige Asymmetriebeitrag beispielsweise in Form der magnetischen Momente der Bilanzschicht, oder einer etwaigen Anisotropie oder unterschiedlichen Koerzitivität derselben zur jeweils angekoppelten Schicht "addiert" wird. Selbstverständlich können auch in diesem Fall die Bias- und Flußführungsschicht unterschiedlich sein.

Erfindungsgemäß kann die Phasenübergangstemperatur der weite ren Schicht niedriger als die Curie-Temperatur der Bias schicht und der Flußführungsschicht sein, wobei die Bias- und die Flußführungsschicht aus dem gleichen Material bestehen können. Infolge der niedrigeren Curie-Temperatur fehlt der jeweils an die weitere Schicht gekoppelten Schicht bei einer gegebenen Einstelltemperatur oberhalb der Curie-Temperatur der weiteren Schicht der Schichtbeitrag, so daß sich oberhalb dieser Temperatur die Asymmetrie einstellt.

Erfindungsgemäß können zwei weitere Schichten vorgesehen sein, die an die beiden im AAF-System außenliegenden Flußfüh rungsschichten gekoppelt sind, es sind hier also zwei Fluß führungsschichten vorhanden. Eine weitere Ausgestaltung kann derart sein, daß das AAF-System zwei die weitere Schicht zwi schen sich aufnehmende Biasschichten aufweist.

Das erfindungsgemäße Sensorelement ist nicht auf eine Struk turierung mit lediglich einem AAF-System beschränkt. Vielmehr können erfindungsgemäß zwei AAF-Systeme vorgesehen sein, die eine entkoppelte Meßschicht zwischen sich aufnehmen. In die sem Fall sind zwei weitere Schichten vorgesehen, die an die außenliegenden Flußführungsschichten der beiden AAF-Systeme gekoppelt sind. Die Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung und/oder der Anisotropie und/oder der Hysteresis kann derart stark sein, daß sich mit einem festen Einstellfeld mindestens zwei unterschiedliche Biasmagnetisierungen einstellen lassen, die parallel zum Einstellfeld liegen können, aber auch unter einem Winkel dazu, nämlich dann, wenn nach Abschalten des Einstellfeldes die Magnetisierung um einen gewissen Winkelbe reich zurückdreht.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Sensorsubstrat mit mehreren Sensorelementen. Erfindungsgemäß sind die Sensorele mente wie vorbeschrieben ausgebildet, ferner sind Mittel zum lokalen Erwärmen eines oder mehrerer Sensorelemente vorgese hen. Die Mittel können erfindungsgemäß derart sein, daß eine Erwärmung mittels eines über das oder die Sensorelemente fließenden Stroms ermöglicht ist. Sind jeweils vier Sensore lemente zur Bildung einer Sensorbrücke miteinander verschal tet, können die Mittel zum Erwärmen derart ausgebildet und angeordnet sein, daß jeweils zwei Sensorelemente erwärmbar sind. Sind auf dem Sensorsubstrat mehrere Sensorbrücken ange ordnet, können die Mittel erfindungsgemäß derart ausgebildet sein, daß sie beim Trennen der Sensorbrücken voneinander un terbrochen werden. Dabei sollten zweckmäßigerweise die Senso relemente und/oder die Mittel so angeordnet sein, daß der Er wärmungsstrom über mehrere, aber nicht alle, Sensorelemente, gegebenenfalls Sensorbrücken geführt wird. Eine zweckmäßige konkrete Ausgestaltung der Mittel sieht vor, daß diese als jeweils zwei Sensorelemente einer Sensorbrücke kurzschließen de Kurzschlußleiter ausgebildet sind, wobei der Erwär mungsstrom über die beiden nicht kurzgeschlossenen zu erwär menden Sensorelemente führbar ist.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, daß die Mittel als die zu erwärmenden Sensorelemente verbindende Leiter ausge bildet sind, wobei die nicht zu erwärmenden Sensorelemente im wesentlichen auf dem gleichen Potential wie die zu erwärmen den Sensorelemente liegen. Um in diesem Fall weitgehend zu vermeiden, daß infolge einer möglicherweise gegebenen nicht uniformen Ausbildung der Sensorelemente einer Sensorbrücke ein zu einer Erwärmung der eigentlich nicht zu erwärmenden Sensorelemente führender Heizstrom über diese fließt, kann erfindungsgemäß wenigstens eine Spannungsausgleichsleitung zwischen zwei der Erwärmung zweier Sensorelemente einer Sen sorbrücke dienenden Leitern vorgesehen sein. Die mittels der Leiter verbundenen Sensorelemente sollten zweckmäßigerweise längs einer oder mehrerer im wesentlichen gerader Linien an geordnet sein. Eine zweckmäßige Erfindungsalternative sieht demgegenüber vor, daß die Sensorelemente einer Sensorbrücke mäanderförmig ausgebildet sind, wobei jeweils zwei Sensorele mente ineinander eingreifend angeordnet sind. Dies führt zu einem besseren Temperaturverhalten und einem mechanischen Spannungsausgleich der Elemente der jeweiligen Brückenhälf ten, was eine geringere Brücken-Offset-Spannung zur Folge hat. Besitzt das Sensorsubstrat vier Sensorelemente oder ein Vielfaches davon, sind also entsprechende Sensorbrücken vor handen, können die vier oder jeweils vier Sensorelemente eine Wheatstone'sche Brücke bilden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbei spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer vier Sensorelemente auf weisenden Sensorbrücke, von denen zwei erwärmbar und zwei kurzgeschlossen sind,

Fig. 2 eine Prinzipskizze der Anordnung mehrerer Sensor brücken auf einem gemeinsamen Substrat,

Fig. 3 eine Sensorbrücke aus Fig. 2 nach Trennung des Substrats,

Fig. 4 eine Sensorbrücke einer zweiten Ausführungsform, wobei auch hier zwei Sensorelemente selektiv er wärmbar sind,

Fig. 5 mehrere Sensorbrücken gemäß Fig. 4 auf einem ge meinsamen Substrat,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform einer Sensorbrücke,

Fig. 7 ein Diagramm zur Darstellung der Strom-, Tempera tur- und Einstellfeldführung nach dem erfindungsge mäßen Verfahren,

Fig. 8 eine Prinzipskizze zur Darstellung eines Sensorele ments einer ersten Ausführungsform,

Fig. 9 ein Diagramm zur Darstellung der Temperaturabhän gigkeit der Magnetisierung der unterschiedlichen Schichten des AAF-Systems,

Fig. 10 ein Sensorelement einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 11 die Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung des Sensorelements aus Fig. 10,

Fig. 12 eine dritte Ausführungsform eines Sensorelements,

Fig. 13 eine vierte Ausführungsform eines Sensorelements,

Fig. 14 die Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung des Sensorelements aus Fig. 13,

Fig. 15 eine fünfte Ausführungsform eines Sensorelements,

Fig. 16 eine sechste Ausführungsform eines Sensorelements,

Fig. 17 die Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung des Sensorelements aus Fig. 16,

Fig. 18 eine siebte Ausführungsform eines Sensorelements, und

Fig. 19 die Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung des Sensorelements aus Fig. 18.

Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze eine Sensorbrücke 1 bestehend aus zwei Sensorelementen R₁ und zwei Sensorelemen ten R₂, die nach Art einer Wheatstone'schen Brücke miteinan der zur Temperaturkompensation verschaltet sind. Die Sensor brücke ist, wie Fig. 2 zeigt, auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet, wobei Fig. 2 lediglich eine Prinzipskizze der Brückenanordnung zeigt. Bei der Sensorbrücke 1 gemäß Fig. 1 können die Sensorelemente R₂ selektiv aufgeheizt werden. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Sensorbrücken 1 der Reihe nach hinter einander angeordnet und über die jeweiligen Strompads C1 und C2 miteinander verbunden. Über die Sensorelemente 1 kann ein Strom geführt werden, was dazu führt, daß die Sensorelemente R₂ infolge des Stromflusses erwärmt werden, die Sensorelemen te R₁ sind über Kurzschlußleiter 2 kurzgeschlossen und führen keinen oder sehr wenig Heizstrom, so daß sie nicht erwärmt werden. Die Ausbildung der Kurzschlußleiter ist relativ ein fach möglich und mittels schmaler Streifenbahnen realisier bar, zumal die Sensorelemente meist aus mäanderförmigen Lei terbahnen bestehen, um ein bequemes Impedanzniveau zu errei chen. Infolge der Anordnung der Kurzschlußleiter 2 und der Anordnung der Sensorbrücken 1 auf dem Substrat werden die Kurzschlußleiter während der Trennung der einzelnen Sensor brücken unterbrochen, vgl. hierzu Fig. 3. Alternativ hierzu können die Kurzschlußleiter auch anschließend weggeätzt wer den.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform. Die brückeneigenen Sensorelemente und Kontaktpads (C_1,2 = Strom pads, U_1,2 = Spannungspads) sind so angeordnet, daß die R₂- Elemente außen liegen, und daß sowohl die R₂- wie auch die R₁-Elemente auf dem Substrat längs gerader Linien angeordnet sind. Die R₂-Elemente sind reihenweise über Leiter 3 elek trisch auf der Scheibe verbunden, jede Reihe wird während der Einstellung von einem Strom I_heiz durchflossen. Die R₁- Elemente liegen im Prinzip auf dem gleichen Potential, wie sich aus Fig. 4 ergibt, wonach das R₁-Element am Spannungspad U₂ auf dem Potential V_h und das R₁-Element am Spannungspad U₁ auf dem Potential V_n liegt. Sie führen folglich kaum Strom und werden nicht erwärmt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Sensorbrücke zeigt Fig. 6. Die R₁- und R₂-Elemente sind mäanderförmig strukturiert, innerhalb einer Brückenhälfte greift jeweils ein R₁-Element und ein R₂-Element ineinander. Diese "Verschachtelung" führt zu einem besseren Temperaturausgleich sowie einem besseren mechanischen Spannungsausgleich der Ele mente, was in einem geringeren Brücken-Offset resultiert. Um den ohnehin geringen durch die R₁-Elemente fließenden Heiz strom I_heiz noch weiter zu verringern, sind die Leiter 3, die die R₂-Elemente elektrisch miteinander kontaktieren, mittels Spannungsausgleichsleitungen 4 verbunden.

Fig. 7 zeigt in Form eines Diagramms das Prinzip der Strom-, Temperatur- und Einstellfeldführung. Zum Zeitpunkt t₁ wird das Einstellfeld, relativ schnell ansteigend, an das oder die Sensorelemente gelegt. Nach Erreichen eines Maximums bleibt das Feld für eine bestimmte Zeit konstant. Im Zeitpunkt t₂ wird ein Strompuls über das oder die Sensorelemente ge schickt, was gleichzeitig zu einem Ansteigen der Temperatur der stromdurchflossenen R₂-Elemente führt. Übersteigt die Elementtemperatur eine bestimmte Temperatur T_S, werden die Sensorelemente R₂ in einen anderen magnetischen Zustand ver setzt. Nach dem Ausschalten des Feldes wird die Magnetisie rung in einem dieser Biasschichten zur Magnetisierung der Bi asschichten der R₁-Elemente entgegengesetzt ausgerichtet wer den. Das Einstellfeld bleibt solange aufrechterhalten, bis die Temperatur deutlich oberhalb der Temperatur T_S ist. Im Zeitpunkt t₃ wird der Strom abgestellt, was zu einem Absinken der Temperatur führt. Vorher wird bereits das Einstellfeld erniedrigt, im Zeitpunkt t₄ liegt kein äußeres Feld mehr an. Wichtig ist, daß vor dem Absinken der Temperatur während der Kühlphase unter einen Grenzwert, nämlich die Temperatur T_S die Einstellung abgeschlossen ist und das Einstellfeld H_ein unterhalb einer bestimmten Grenze liegt. Man braucht zu die sem Zweck sowohl einen pulsförmigen Heizstrom- wie Feldver lauf. Die verträgliche Dauer der Aufheizung hängt stark vom Schichtaufbau ab, den benutzten Materialien, Materialkombina tionen und vor allem von der Temperatur. Die Ausschaltzeit des Einstellfeldes H_ein muß deutlich kleiner als die Aufheiz periode sein.

Fig. 8 zeigt eine Prinzipskizze eines Sensorelements. Dieses besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus dem Substrat 5, der Buffer-Schicht 6, der Meßschicht 7, der Entkopplungs schicht 8, und dem AAF-System 9, bestehend aus der Bias schicht I, der Flußführungsschicht II und der antiferro magnetischen Kopplungsschicht III. Der Grundgedanke ist, wie beschrieben, die magnetischen Eigenschaften der R₂-Elemente durch lokale Temperaturerhöhung derartig zu ändern, daß die Biasschicht-Magnetisierungen der R₁- und R₂-Elemente sich entgegengesetzt ausrichten lassen. Hierzu nützt man die Tem peraturabhängigkeit der Sättigungsmagnetisierung und/oder der Koerzitivität und/oder der Anisotropie. Innerhalb des Opera tionstemperaturfensters, also des Temperaturbereichs inner halb welchem das Sensorelement oder die Brücke betrieben wird, sollen die Elemente möglichst konstant sein. Das heißt, die Einstelltemperatur T₁ bzw. T₂ entweder der R₁- und/oder der R₂-Elemente soll vorzugsweise entweder ober- oder unter halb dieses Fensters liegen. Prinzipiell bestehen zwei Mög lichkeiten: Entweder werden die R₂-Elemente auf Temperaturen oberhalb des Operationstemperaturfenster geheizt, oder das ganze Substrat wird stark abgekühlt und die R₂-Elemente wer den erhitzt, wobei in diesem Fall die Temperatur durchaus auch im Operationstemperaturfenster liegen darf, oder aber darüber.

Wie beschrieben, kann die Erzeugung der für das unterschied liche Temperaturverhalten der Schichten I, II verantwortliche Asymmetrie mit Hilfe der magnetischen Momente dieser Schich ten erzeugt werden. Ausgehend vom in Fig. 8 gezeigten Senso relement sei angenommen, daß die Schicht II eine niedrigere Curie-Temperatur Tc₂ besitzt als die Schicht I. Es sei ange nommen, daß die Magnetisierung der Schicht II parallel zum Einstellfeld H_ein liegt. Das heißt, m₂ < m₁. Eine Umkehrung der Einstellung über eine lokale Temperaturerhöhung kann erreicht werden, wenn die Curie-Temperatur Tc₂ der Schicht II genügend tief ist. Fig. 9 veranschaulicht den Verlauf der Magnetisie rung in Abhängigkeit der Temperatur. Die niedrige Curie- Temperatur Tc₂ der Schicht II führt dazu, daß sich die Sätti gungsmagnetisierung der R2-Elemente deutlich um den Betrag ΔM₂ erniedrigt, wenn die R2-Elemente auf die Einstelltempera tur T₂ erwärmt werden, die R₁-Elemente weisen die niedrigere Temperatur T₁ (z. B. Raumtemperatur) auf. Eine Umkehrung er folgt, wenn m₂ < m₁ ist. Es ist offensichtlich, daß die Magne tisierungen bzw. die Momentenverteilung zwischen den Schich ten I und II auch vertauscht sein kann. Als Materialien für die Schicht, deren Magnetisierung umzukehren ist, eignen sich Ni-reiche Legierungen. Auch NiFeCo-Legierungen mit zu legier ten nichtmagnetischen Elementen wie z. B. V, Cr, Pt, Pd und seltenen Erden wie Sm, Tb, Nd etc. können verwendet werden.

Wie Fig. 9 ferner zu entnehmen ist, liegt die Einstelltempe ratur der R₁-Sensoren innerhalb des Operationstemperaturfen sters. Die der R₂-Sensoren liegt darüber, jedoch noch unter halb der Curie-Temperatur der zu bearbeitenden Schicht.

Fig. 10 zeigt ein Sensorelement mit zwei AAF-Systemen, die zwischen sich eine entkoppelte Meßschicht aufnehmen. Wie der zugehörigen Fig. 11 zu entnehmen ist, sind die Curie- Temperaturen der beiden Schichten I, II gleich und liegen hoch, so daß die physikalischen Schichtparameter möglichst stabil sind. Die Schichten II sind im gezeigten Beispiel mit zwei weiteren Schichten IV, sogenannten Bilanzschichten ge koppelt, das heißt, die beiden Magnetisierungen sind gekop pelt. Die Curie-Temperaturen der weiteren Schichten IV liegen unterhalb des Operationstemperaturfensters, siehe Fig. 11. Zur Einstellung der R₂-Sensoren wird nun das gesamte Sensor system auf eine Temperatur T₁ unterhalb des Operationsfen sters abgekühlt, wobei diese Temperatur noch unterhalb der Curie-Temperatur Tc₄ der weiteren Schicht liegt. Infolge der Kopplung der Schichten II mit den weiteren Schichten IV rich ten sich die magnetischen Momente beider Schichten ferroma gnetisch aus. Das effektive Moment der jeweiligen Schicht II steigt deswegen stärker an als das Moment der Schicht I. Da die R₂-Sensoren lokal auf eine Temperatur von oberhalb Tc₄ aufgeheizt werden (T₂ < Tc₄) muß das Moment der Schicht I der R₂-Sensoren größer sein als das Moment der Schicht II bei dieser Temperatur. Dies zeigt sich in Fig. 11 an der sich er gebenden Magnetisierungsdifferenz von ΔM₄. Dies ist der von der Bilanzschicht verursachte Beitrag. Eine entgegengesetzte Ausrichtung der Magnetisierung erfolgt auch hier, wenn das Verhältnis der Gesamtmomente der Schichten I und II mit IV der erwärmten R₂-Sensoren umgekehrt ist.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Sensorele ments mit einem symmetrischen AAF-System bestehend aus drei Magnetschichten. An den Außenseiten des AAF-Systems sind zwei weitere Schichten IV (Bilanzschichten) vorgesehen. Neben der geringeren Temperaturbelastung dieses Systems besteht hier ferner die Möglichkeit ein Sensorelement mit vielen Perioden zu realisieren.

Die Fig. 13 und 14 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Sensorelements. Die dort gekoppelte weitere Bilanz-Schicht IV besitzt eine Curie-Temperatur Tc₄ oberhalb des Operationstem peraturfensters. Die Schicht ist eine ferri- oder ferromagne tische Schicht, die mit der Schicht II des AAF-Systems gekop pelt ist. Die Schichten I und II können im Prinzip aus iden tischem Material bestehen und eine hohe Curie-Temperatur be sitzen. Im Falle einer ferrimagnetischen weiteren Schicht IV besitzt, vgl. Fig. 14, die Schicht I der R₁-Sensoren bei de ren Einstelltemperatur T₁ das größere magnetische Moment und steht parallel zum Einstellfeld. Bei den R₂-Sensoren ist dies gerade umgekehrt aufgrund des fehlenden Moments der Bilanz schicht (ΔM₄). Infolgedessen steht bei diesen Elementen das Moment der Schicht I parallel zum Einstellfeld.

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform eines AAF-Systems bestehend aus zwei Biasschichten und zwei daran entkoppelt angeordneten Flußführungsschichten. Zwischen den Biasschich ten II ist die weitere Schicht IV aufgenommen, das heißt, ei ne einzige weitere Schicht dient hier zur Erzeugung der kopp lungsbedingten Asymmetrie.

Als Materialien für die beschriebenen Schichtsysteme können für die weitere Schicht NiFeCo-Legierungen mit Zusätzen von nicht magnetischen Elementen wie z. B. V, Cr, Pt, Pd sowie seltene Erd/Übergangsmetallegierungen wie (Fe_xCo_1-x)_1-yX_y mit X = z. B. Sm, Tb, Nd, Gd, Dy etc. Für die Schichten des AAF-Systems können NiFeCo-Legierungen mit wenig Zulegierungs bestandteilen oder Multischichten aus diesen Elementen ver wendet werden.

Alternativ zur oben beschriebenen Erzeugung der erforderli chen Asymmetrie kann diese auch über unterschiedliche Koerzi tivitäten oder entsprechende Anisotropien der relevanten Ma gnetschichten des AAF-Systems erzeugt werden, wobei auch eine Kombination mit der Momentvariante möglich ist. Haben die Bi as- und die Flußführungsschicht eines AAF-Systems die glei chen Momente, muß für eine Einstellung die magnetische Rei bung (Koerzitivität) oder die Anisotropie der Schichten ent sprechend gewählt werden. Es sei angenommen, daß die Gesam treibung (oder Anisotropieenergie) der Schicht II größer als die der Schicht I ist. In diesem Fall gilt:

τ₂d₂ < τ₁d₁, mit τ = Drehreibungsvolumendichte, d = Schicht dicke,
bzw. für die Anisotropie
K₂d₂ < K₁d₁, mit K = uniaxiale Anisotropiekonstante.

Hiervon ausgehend stellt sich die Biasschichtmagnetisierung parallel zum Einstellfeld ein wenn dieses Feld parallel zur leichten Richtung anliegt. Bei Abkühlung wird eine mit der Flußführungsschicht I gekoppelte weitere Schicht IV vom para magnetischen in den permanentpolarisierten Zustand übergehen. Im Falle einer antiferromagnetischen weiteren Schicht IV wird dies bei der Néel-Temperatur passieren. Die effektive Drehreibung oder Anisotropieenergiedichte der Bilanzschicht- Flußführungsschicht-Kombination nimmt um den Betrag τ₄d₄ bzw. K₄d₄ zu. In der gekühlten Schichtkornbination richtet sich die Magnetisierung der Flußführungsschicht dann parallel zum Ein stellfeld aus, wenn

τ₂d₂ < τ₁d₁ + τ₄d₄ bzw.
K₂d₂ < K₁d₁ + K₄d₄ ist.

Hierfür müssen die R₂-Elemente mittels des Erwärmungsstroms über z. B. die Néel-Temperatur erwärmt werden. Auch hier kann ein Material für die Bilanzschicht mit einer Übergangstempe ratur oberhalb des Operationstemperaturfensters gewählt wer den. Die R₁-Sensoren werden dann im Arbeitstemperaturfenster eingestellt, die R₂-Sensoren oberhalb der Übergangstempera tur. Als Materialien für die weitere Schicht können antifer romagnetische Schichten wie:
NiO(500K), CoO(290K), FeMn(530K), FeO(200K), MnO(120K), Cr₂O₃(310K), α-Fe₂O₃(950K), wobei in den Klammern die jeweili ge Néel-Temperatur angegeben ist.

Auch ferrimagnetische Materialien können als Bilanzschichten zur Kontrolle der Anisotropie wie der Koerzitivität benutzt werden. In vielen Seltene-Erd-reichen Materialien ist es leicht, eine uniaxiale Anisotropie über Feldinduktion oder über magnetoelastische Kopplung zu erzeugen.

Fig. 16 zeigt eine ferrimagnetische weitere Schicht IV mit einer Kompensationstemperatur T_komp und einer Curie-Temperatur Tc₄ vorzugsweise unterhalb dem Operationstemperaturfenster, vgl. Fig. 17. Die weitere Schicht IV ist mit der Schicht II gekoppelt. Die Einstelltemperatur T₁ der R₁-Sensoren liegt nahe der Kompensationstemperatur, so daß der magnetische Mo mentbeitrag der weiteren Bilanzschicht fast Null ist, während das Drehreibungsmoment zunimmt. Verglichen mit einem Schicht system ohne weiterer Schicht. Man kann auf diese Weise eine reine Steuerung über die Koerzitivität realisieren. Auch eine Kombination von Momenten- und Koerzitivitätssteuerung ist oh ne weiteres möglich. Die Schichten I und II bestehen vorwie gend aus Co, Ni und Fe als Träger der magnetischen Momente. Ist das ferrimagnetische Bilanzschichtmedium eine Seltene- Erd/Übergangsmetallegierung, dann überwiegt oberhalb der Kom pensationstemperatur das Moment des Übergangsmetalls, das in diesem Fall ferromagnetisch mit der Schicht II gekoppelt ist. Unterhalb der Kompensationstemperatur überwiegt das Moment des Seltenen-Erd-Elements, das für die schweren Seltenen-Erd- Elemente der Magnetisierung der Biasschicht II entgegenge setzt gerichtet ist. Eine Abnahme der Gesamtmagnetisierung der Kombination Schicht II, -Bilanzschicht verstärkt die Ten denz der Schicht I sich parallel zum Einstellfeld auszurich ten.

Die Fig. 18 und 19 zeigen schließlich eine letzte Ausfüh rungsform mit ferrimagnetischen weiteren Schichten in den mittleren AAF-Schichten. Im Operationstemperaturfenster soll ten sich die Momente der Flußführungsschichten und der Bias schichten mit angekoppelten Bilanzschichten vorzugsweise kom pensieren. Wird zur Einstellung der R₂-Elemente deren Ein stelltemperatur T₂ über die Curie-Temperatur (Tc₄) der Bi lanzschichten IV erhöht, so ist sowohl der Reibungs- (oder der Anisotropiebeitrag) wie der Magnetisierungsbeitrag der Bilanzschicht Null. Bei den auf der Temperatur T₁ gehaltenen R₁-Elementen zwingt der Reibungsbeitrag und/oder der Ani sotropiebeitrag der Bilanzschicht die Magnetisierung der Schicht II parallel zum Einstellfeld. Auch hier richten sich dann die Magnetisierungen der Biasschichten der R₁- und R₂- Elemente entgegengesetzt zum Einstellfeld. Als Materialien für die weitere Schicht IV bieten sich bei diesem System sel tene Erd/Übergangsmetallegierungen wie (Fe_xCo_1-x)_1-yX_y an mit, X = z. B. Tb, Gd, Dy, Ho. Ferner können oxidische Ferrimagne ten wie Ferrite verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zum Einstellen der Magnetisierung mindestens einer Biasschicht eines magneto-resistiven Sensorelements, wobei die Biasschicht Teil eines AAF-Systems (artificial- antiferromagnetic-system) ist bestehend aus mindestens einer Biasschicht, mindestens einer Flußführungsschicht und minde stens einer zwischen diesen angeordneten, beide Schichten an tiferromagnetisch koppelnden Kopplungsschicht, ge kennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Erwärmen oder Abkühlen des Sensorelements über oder unter eine vorbestimmte Temperatur,
b) Anlegen des magnetischen Einstellfelds während und/oder nach dem Erwärmen oder Abkühlen,
c) Abschalten des Einstellfelds nach einer vorbestimmten Zeit,
d) Rückführen der Temperatur auf die Ausgangstemperatur.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei Senso relemente vorhanden sind, wobei die Magnetisierung der Bias schicht der beiden Sensorelemente oder bei mehr als zwei Sen sorelementen die Magnetisierung eines Teils der Sensorelemen te zu der der anderen entgegengesetzt gerichtet sein soll, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Sensorelement oder der entsprechende Teil der Sensorele mente erwärmt oder abgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß vor der Erwärmung oder Abküh lung des oder der Sensorelemente alle Sensorelemente abge kühlt oder erwärmt werden und die dabei erreichte Temperatur für die anschließend nicht erwärmten oder abgekühlten Sensor elemente beibehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die mehreren Sensorelemente auf einem gemeinsamen Substrat in Form von Sensorbrücken zur Bildung von Winkelsensoren, insbesondere von 360°-Winkelsensoren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Erwärmung oder Abkühlung der entsprechenden Sensorelemente lokal erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwär mung mittels pulsartig über das oder die Sensorelemente ge führter Ströme erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab schaltzeit für das Einstellfeld zeitlich früher liegt als der Zeitpunkt, an dem die Temperatur bei Rückkehr zum Arbeitstem peraturfenster einen kritischen Wert durchläuft, bei dem die infolge der Temperaturerhöhung erhaltene Asymmetrie noch ge geben ist.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Sensorelemente auf eine Temperatur erwärmt oder abgekühlt werden, die außerhalb und höher oder niedriger liegt als der Temperaturbereich, innerhalb welchem das oder die Sensorele mente betreibbar sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß bei vorheriger Abkühlung der Sensorelemente die anschließende Erwärmungstem peratur des oder der jeweiligen Sensorelemente innerhalb des Temperaturbereichs oder außerhalb und höher liegt als der Temperaturbereich, innerhalb welchem das oder die Sensorele mente betreibbar sind.

9. Sensorelement oder Sensorelementsystem umfassend mehrere Sensorelemente, wobei die Biasschicht des oder der Sensorele mente gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8 einge stellt ist.

10. Sensorelementsystem nach Anspruch 9, mit vier Sensorele menten oder einem Vielfachen davon, dadurch ge kennzeichnet, daß die vier oder jeweils vier Sensorelemente eine Wheatstone'sche Brücke bilden.

11. Sensorelement mit mindestens einer Biasschicht, die Teil eines AAF-Systems (artificial-antiferromagnetic-system) ist bestehend aus mindestens einer Biasschicht, mindestens einer Flußführungsschicht und mindestens einer zwischen diesen an geordneten, antiferromagnetisch koppelnden Kopplungsschicht, wobei die Magnetisierung der Biasschicht insbesondere mittels des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8 in entgegenge setzter Richtung zur Magnetisierung der Flußführungsschicht einstellbar ist, dadurch gekennzeich net, daß das Temperaturverhalten der Magnetisierung der Biasschicht (I) und der Flußführungsschicht (II) in einem ho mogenen magnetischen Einstellfeld (H_ein) bedingt durch eine zwischen den Schichten (I, II) gegebene Asymmetrie unter schiedlich ist.

12. Sensorelement nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die Biasschicht (I) und die Flußführungsschicht (II) zur Erzeugung der Asymmetrie bei der Einstelltemperatur unterschiedlich große magnetische Momente besitzen.

13. Sensorelement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Biasschicht (I) und die Flußführungsschicht (I), gegebenenfalls zusätzlich, zur Erzeugung der Asymmetrie Unterschiedliche Dicken aufweisen.

14. Sensorelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bias schicht (I) und die Flußführungsschicht (II), gegebenenfalls zusätzlich, zur Erzeugung der Asymmetrie unterschiedliche Anisotropien besitzen.

15. Sensorelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bias schicht (I) und die Flußführungsschicht (II), gegebenenfalls zusätzlich, zur Erzeugung der Asymmetrie unterschiedliche Koezitivitäten besitzen.

16. Sensorelement nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß, gegebe nenfalls zusätzlich, die Asymmetrie mittels einer an die Bi asschicht (I) oder die Flußführungsschicht (II) gekoppelten weiteren ferri-, ferro- oder antiferromagnetischen Schicht (IV) erzeugt ist.

17. Sensorelement nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, daß die Phasenübergangstemperatur der weiteren Schicht (IV) niedriger als die Curie-Tempe raturen der Biasschicht (I) und der Flußführungsschicht (II) ist.

18. Sensorelement nach Anspruch 17, dadurch ge kennzeichnet, daß die Biasschicht (I) und die Flußführungsschicht (II) aus dem gleichen Material bestehen.

19. Sensorelement nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei wei tere Schichten (IV) vorgesehen sind, die an die beiden im AAF-System außenliegenden Flußführungsschichten (I) gekoppelt sind.

20. Sensorelement nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei wei tere Schichten (IV) vorgesehen sind, die an die außen liegen den Flußführungsschichten (II) zweier eine entkoppelte Meß schicht (7) zwischen sich aufnehmende AAF-Systeme gekoppelt sind.

21. Sensorelement nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das AAF- System zwei die weitere Schicht (IV) zwischen sich aufnehmen de Biasschichten (I) aufweist.

22. Sensorelement nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Magne tisierung und/oder die Anisotropie und/oder die Hysteresis derart stark temperaturabhängig ist, daß sich von einem Ein stellfeld mit fester Orientierung mindestens zwei unter schiedliche Biasmagnetisierungen einstellen lassen.

23. Sensorsubstrat mit mehreren Sensorelementen, da durch gekennzeichnet, daß die Sensorele mente nach einem der Ansprüche 10 bis 20 ausgebildet sind, und daß Mittel zum lokalen Erwärmen eines oder mehrere Senso relement vorgesehen sind.

24. Sensorsubstrat nach Anspruch 23, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mittel eine Erwärmung mit tels eines über das oder die Sensorelemente fließenden Stroms ermöglichen.

25. Sensorsubstrat nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier Sensorelement zur Bildung einer Sensorbrücke miteinander verschaltet sind, und daß die Mittel zum Erwärmen derart ausgebildet und ange ordnet sind, daß jeweils zwei Sensorelement erwärmbar sind.

26. Sensorsubstrat nach Anspruch 25, wobei auf dem Sensor substrat mehrere Sensorbrücken angeordnet sind, da durch gekennzeichnet, daß die Mittel derart angeordnet sind, daß sie beim Trennen der Sensor brücken voneinander unterbrochen werden.

27. Sensorsubstrat nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Senso relemente und/oder die Mittel derart angeordnet sind, daß der Erwärmungsstrom über mehrere Sensorelemente, gegebenenfalls Sensorbrücken führbar ist.

28. Sensorsubstrat nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Sensorelemente einer Sensorbrücke kurzschließende Kurz schlußleiter (2) aufweisen, wobei der Erwärmungsstrom über die beiden nicht kurzgeschlossenen, zu erwärmenden Sensorele mente führbar ist.

29. Sensorsubstrat nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als die zu erwärmenden Sensorelemente verbindende Leiter (3) ausgebildet sind, wobei die Anschlußpunkte jedes nicht zu er wärmenden Sensorelementes im wesentlichen auf dem gleichen Potential liegen.

30. Sensorsubstrat nach Anspruch 29, dadurch ge kennzeichnet, daß wenigstens eine Spannungsaus gleichsleitung (4) zwischen zwei der Erwärmung zweier Senso relemente einer Sensorbrücke dienenden Leitern (3) vorgesehen ist.

31. Sensorsubstrat nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels der Leiter (3) verbundenen Sensorelemente längs einer oder mehrere im we sentlichen gerader Linien angeordnet sind.

32. Sensorsubstrat nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorelemente einer Sensorbrücke mäanderförmig ausgebildet sind, wobei jeweils zwei Sensorelemente ineinander eingreifend angeordnet sind.

33. Sensorsubstrat nach einem der Ansprüche 23 bis 32, mit vier Sensorelementen oder einem Vielfachen davon, da durch gekennzeichnet, daß die vier oder jeweils vier Sensorelemente eine Wheatstone'sche Brücke bil den.