具有基本上正交的釘扎方向的雙軸磁場傳感器的製造方法

2023-09-18 02:48:25

具有基本上正交的釘扎方向的雙軸磁場傳感器的製造方法
【專利摘要】一種製造處理和裝置從兩種差分傳感器配置(502、512)提供了高性能的磁場傳感器(200)，只需要由蝕刻成高縱橫比形狀的單個參考層形成的兩個不同的釘扎軸，其長軸(506、516)關於不同的朝向延伸，使得所述高縱橫比構圖提供迫使每個構圖形狀的磁化沿其各自期望的軸鬆弛的形狀各向異性。當加熱和冷卻時，鐵磁膜通過以下中的一個被釘扎到不同的期望方向：1)在澱積步驟過程中修改參考層固有的各向異性，2)當蝕刻時，以與另一個構圖形狀的長軸的非正交角度形成一個構圖形狀的長軸，或者3)當釘扎參考層時施加補償場。
【專利說明】具有基本上正交的釘扎方向的雙軸磁場傳感器
[0001]本申請是於2010年4月16日提交的、PCT申請號為PCT/US2010/031378、2011年12月13日進入中國國家階段的、國家申請號為201080026087.X、發明名稱為「具有基本上正交的釘扎方向的雙軸磁場傳感器」的申請的分案申請。
[0002]對相關申請的交叉引用
[0003]本申請要求於2009年4月30日提交的申請號12/433，679的優先權。
【技術領域】
[0004]本發明總體上涉及磁電設備領域，並且，更具體地涉及用於感測磁場的、與CMOS兼容的磁電場傳感器。
【背景技術】
[0005]傳感器在現代系統中廣泛地用於測量或者檢測物理參數，例如位置、運動、力、力口速度、溫度、壓力，等等。儘管存在多種不同的傳感器類型來測量這些及其它參數，但是它們都受到了各種限制。例如，廉價的低磁場傳感器，例如用在電子羅盤和其它類似磁感測應用中的那些傳感器，通常包括基於各向異性磁致電阻(AMR)的設備。為了達到與CMOS良好配合所需的靈敏度和合理的電阻，這種傳感器的感測單元的尺寸通常處於平方毫米的量級。對於移動應用，就其花費、電路面積與功耗而言，這種AMR傳感器配置是昂貴的。
[0006]其它類型的傳感器，例如磁性隧道結(MTJ)傳感器和巨磁致電阻(GMR)傳感器，已經用於提供較小尺寸的傳感器，但是這種傳感器有其自己的問題，例如靈敏度不足和受溫度變化的影響。為了解決這些問題，MTJ傳感器和GMR傳感器已經在惠斯通電橋結構中採用，以便增加靈敏度並消除與溫度相關的電阻變化。實際上，已經為電子羅盤應用開發出了雙軸磁場傳感器，通過對每個感測軸使用惠斯通電橋結構來檢測地球的磁場方向。但是，對於每個感測軸，這種磁場傳感器一般包括兩個相對的釘扎方向，導致有四個不同的釘扎方向，對於利用磁體陣列的每個電路，這些方向必須用複雜和難以操作的磁化技術單獨設置，或者採用厚NiFe屏蔽/通量集中層來引導中下部場的局部方向，這要求附加的處理複雜性。獲得不同的參考層磁化方向的另一種方法是利用不同的阻礙溫度(blockingtemperature)澱積兩個不同的反鐵磁層並且應用複雜的設置過程和很難的處理流來設置兩個不同的釘扎方向並使得與兩個不同的傳感器朝向接觸。
[0007]因此，存在對利用基本正交的磁化方向形成參考層的改進的傳感器設計與製造處理的需要。還存在對可以高效且廉價地作為移動應用中所使用的集成電路結構構造的雙軸傳感器的需要。還存在對克服本領域中例如以上所述問題的改進的磁場傳感器和製造的需要。此外，從隨後的具體描述和所附的權利要求，並且聯繫附圖和該【背景技術】，本發明的其它期望特徵和特點將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下文將聯繫以下附圖描述本發明的實施方式，附圖中相同的標號指示相同的元件，並且
[0009]圖1示出了電子羅盤結構，該電子羅盤結構使用由具有未屏蔽MTJ傳感器的兩個電橋結構形成的差分傳感器；
[0010]圖2提供了示例場傳感器的簡化示意性透視圖，其中該示例場傳感器是通過連接惠斯通電橋電路中的四個MTJ傳感器形成的；
[0011]圖3繪出了用於形成釘扎參考層的不平衡SAF堆疊(stack)；
[0012]圖4是根據第一種示例實施方式製造MTJ場傳感器的方法的流程圖；
[0013]圖5是由不平衡的合成反鐵磁體(SAF)形成的兩個參考層及其實際與期望的磁化的頂部示意圖；
[0014]圖6是圖5的兩個參考層、根據示例實施方式旋轉的頂部示意圖；
[0015]圖7是根據示例實施方式由不平衡的SAF形成的兩個參考層及其施加了補償場的實際磁化的頂部示意圖；
[0016]圖8是根據第二種示例實施方式製造MTJ場傳感器的方法的流程圖；
[0017]圖9是集成電路的部分橫截面視圖，其中MTJ傳感器層堆疊已經在襯底之上形成；
[0018]圖10示出了在MTJ傳感器層堆疊已經在襯底之上選擇性地蝕刻成預定形狀之後圖9之後的處理；
[0019]圖11示出了顯示由選擇性蝕刻處理形成的MTJ傳感器層堆疊中參考層的預定形狀的頂視圖；
[0020]圖12示出了在存在為了最終形成的參考層而在期望的磁化方向之間對準的定向場的情況下當蝕刻後的參考層被加熱時圖11之後的處理；
[0021]圖13示出了在除去定向場而且蝕刻後的MTJ傳感器堆疊冷卻之後圖12之後的處理，由此使得蝕刻後的參考層的磁化沿長軸釘扎；
[0022]圖14示出了在除去定向場並且蝕刻後的MTJ傳感器堆疊冷卻之後利用不平衡的SAF堆疊形成的釘扎和參考層的處理，由此使得蝕刻後的參考層的磁化沿短軸釘扎；以及
[0023]圖15是MTJ傳感器層堆疊的部分橫截面視圖，示出了最終形成的參考層中的釘扎的磁化方向。
[0024]應當認識到，為了示出的簡化與清晰，附圖中所示出的要素不一定按比例繪製。例如，為了提升和改善清晰度與理解，有些要素的尺寸相對於其它要素誇大了。另外，在認為適當的地方，在附圖之間標號重複，以表示對應或者類似的要素。
【具體實施方式】
[0025]以下具體描述從本質上講僅僅是示例性的，而不是要限制本發明或者本發明的應用和使用。此外，不希望受前面【背景技術】或者以下具體描述中所給出的任何理論約束。
[0026]描述了用於在主體晶片上提供多軸釘扎的方法與裝置，其中該主體晶片可以用於形成具有不同參考層的集成電路傳感器，所述不同參考層具有利用單一釘扎材料澱積與主體晶片設置過程設置的基本正交的釘扎方向。作為預備步驟，將一層或多層鐵磁和反鐵磁材料的堆疊蝕刻成具有高縱橫比的兩維形狀的成形參考層，其中該形狀為用於每個參考層的期望磁化方向提供了區別。依賴於所使用的材料和技術，最終的磁化方向可以沿成形層的短軸或者長軸定向。例如，如果釘扎層是利用構圖到微米級尺寸的稍不平衡的合成反鐵磁體(SAF)形成的，那麼磁化將沿短軸指向。如本領域技術人員將認識到的，SAF實施方式提供了與在磁電設備中釘扎的SAF參考層的使用相關的多個好處。在其它實施方式中，通過控制自由和固定層的厚度，最終的磁化可以沿長軸指向。利用形狀各向異性，在存在用於參考層的期望磁化方向之間對準的定向場的情況下，通過加熱而在參考層中感應出不同的磁化方向。在所選實施方式中，參考層被充分加熱，以便減少各向異性的材料組分，並允許形狀和外部場支配磁化方向。以這種方式，一旦除去了定向場，形狀各向異性就把磁化引向期望的方向。在除去定向場後，參考層的磁化鬆弛，遵循參考層的形狀，從而感應出沿成形參考層的期望軸對準的磁化，並且隨後隨著退火溫度降低而被釘扎。例如，如果兩個參考層成形為具有彼此垂直的較長尺寸，那麼針對這兩個參考層感應出的磁化將接近彼此垂直。
[0027]但是，除了形狀各向異性，還有別的影響參考層磁化並由此確定最終釘扎方向的源。儘管釘扎步驟在高溫下發生，由此降低了所澱積的鐵磁層固有的各向異性，但是仍然存在具有明確方向的有限的各向異性，這與構圖後的參考層的形狀各向異性產生競爭。而且，由於隨著時間場循環，釘扎退火中所使用的用於磁爐的支撐結構和/或極片可能被磁化，甚至在沒有磁化電流的情況下施加小的殘餘場。這種殘餘場將與參考層磁化相互作用，而且可能歸零或者被克服，產生具有在與這個殘餘場相反方向施加的場的小補償場。此外，類似於在任何實際釘扎的鐵磁層中所存在的釘扎強度的分布，在釘扎該鐵磁層所需的溫度中也存在局部分布。這允許在釘扎退火之前發生的高溫步驟產生可能在釘扎退火過程中影響磁化方向的低水平局部釘扎點。因此，固有各向異性、形狀各向異性、低水平早期釘扎與釘扎退火過程中存在的小殘餘場之間的競爭妨礙了所感應出的磁化的真正正交設置。由於如果還存在非正交性，那麼對軟鐵效應的任何簡單的校準都將失去準確性，因此為了最終設備中軟鐵效應的準確消除，期望真正的正交設置。這種真正的正交設置可以通過以下一步或者多步來實現:1)通過在澱積過程中施加場方向，修改參考層材料固有的各向異性，以便感應出與設置過程中所使用的不同的各向異性方向。與修改固有的各向異性類似的方法是在磁性層澱積的過程中施加交替的場，以便除去在鐵磁層高能量澱積過程中在釘扎層中弓丨入低水平磁性釘扎的可能性，這種低水平磁性釘扎將在磁場退火的過程中抵消期望的釘扎方向。第三種修改可能性是在磁性材料的澱積過程中產生旋轉場，以便除去任何優選的各向異性方向。2)在磁性退火的釘扎部分過程中施加小的場，以便消除磁體中的殘餘場或者提供稍為負的淨場，用於固有各向異性的正確補償。3)形成具有非正交軸的參考層，其中最終產生的設置方向是真正正交的。
[0028]如果參考層還沒有在高於反鐵磁體的釘扎溫度(這個溫度是反鐵磁阻礙溫度或者反鐵磁晶相形成溫度中較低的一個)的溫度退火，那麼將施加單一退火處理，以設置針對兩個參考層的感應出的磁化。利用這種方法，執行單個釘扎材料澱積步驟和單個退火步驟，以設置針對參考層的所有感應出的磁化，而不需要附加的磁性層，由此，與前面已知的利用兩個不同反鐵磁釘扎層或者磁性陣列來設置釘扎方向的方法相比，提供了簡化並降低製造成本與複雜性的主體晶片設置過程。形成具有不同釘扎方向的參考層的簡化處理允許在傳感器管芯中以最小化的間隔形成獨立的磁性傳感器元件，並且因此，單個最小化面積管芯中不同的傳感器配置可以具有不同的敏感軸。
[0029]現在將參考附圖詳細描述本發明的各種說明性實施方式。儘管在以下描述中闡述了各種細節，但是應當認識到，本發明可以在沒有這些具體細節的情況下實踐，並且，對於在此所述的本發明，可以做出多種特定於實現方式的決定，來實現設備設計者的具體目的，例如與加工技術或者設計相關的約束兼容，這些在不同的實現方式之間是不同的。儘管這種開發工作可能是複雜和耗時的，但這毋庸置疑是受益於本公開內容的本領域普通技術人員要承擔的例行程序。此外，為了避免限制或者模糊本發明，所選的方面是參考簡化的橫截面視圖繪出的，而沒有包括每個設備特徵或者幾何形狀。還應當指出，貫穿該具體描述，關於磁性傳感器設計與操作的傳統技術和特徵，磁致電阻隨機存取存儲器(MRAM)設計、MRAM操作、半導體設備製造及集成電路設備的其它方面，在這裡可能不具體描述。儘管作為現有MRAM製造處理的一部分，某些材料將被形成和除去，以便製造集成電路傳感器，但是用於形成或者除去這種材料的具體過程以下不具體描述，因為這種細節是眾所周知的而且被認為對於給本領域技術人員講授如何製作或使用本發明不是必需的。此外，在此所包含的各個圖中所示出的電路/部件布局與配置意圖代表本發明的示例實施方式。應當指出，在實際實施方式中，可以存在許多另選的或者附加的電路/部件布局。
[0030]圖1示出了利用第一和第二差分傳感器101、111形成的磁場傳感器100，其中第一和第二差分傳感器101、111分別用於檢測沿第一個軸120(例如，y軸方向)和第二個軸110 (例如，X軸方向)所施加的場的分量方向。如所繪出的，每個傳感器101、111都是利用在電橋配置中連接的無屏蔽的感測元件形成的。如此，第一傳感器101是在對應的多個釘扎層106-109之上由電橋配置中的多個感測元件102-105的連接形成的，而釘扎層106-109中的每一個都在y軸方向磁化。以類似的方式，第二傳感器111是在對應的多個釘扎層116-119之上由電橋配置中的多個感測元件112-115的連接形成的，而釘扎層116-119中的每一個都在與釘扎層106-109磁化方向垂直的X軸方向磁化。在所繪出的電橋配置101中，感測元件102、104形成為具有第一易磁化方向軸，而感測元件103、105形成為具有第二易磁化方向軸，其中所述第一和第二易磁化方向軸是關於彼此正交的，而且定向為與釘扎層106-109的磁化方向有相等的差別。至於第二個電橋配置111，感測元件112、114具有第一易磁化方向軸，該第一易磁化方向軸與針對感測元件113、115的第二易磁化方向軸正交，使得所述第一和第二易磁化方向軸定向為與釘扎層116-119的磁化方向有相等的差另O。在所繪出的傳感器101、111中，沒有感測元件所需的屏蔽，也沒有所需的任何特殊參考元件。在示例實施方式中，這是通過利用形狀各向異性技術用另一個有效感測元件(例如，103,105)參考每個有效感測元件(例如，102、104)來建立要彼此偏移90度的被參考感測元件的易磁化軸獲得的。圖1中所示的配置不需要獲得雙軸釘扎技術的好處，而且它僅僅是作為例子給出的。例如，也可以使用薄屏蔽來抑制四個相同的傳感器元件中的兩個的傳感器響應，以便獲得差分響應。
[0031]通過把第一和第二傳感器101、111設置成正交對準，在每個傳感器中都具有相對於該傳感器的釘扎方向相等偏離的感測元件朝向而且彼此正交，這些傳感器可以檢測沿第一和第二軸所施加的場的分量方向。
[0032]如從前面所述可以看到的，磁場傳感器可以由差分傳感器101、111形成，其中差分傳感器101、111使用在各自釘扎層106、116之上的電橋配置中連接的未屏蔽感測元件102-105、112-115來檢測所施加磁場的存在與方向。利用這種配置，磁場傳感器提供了良好的靈敏度，而且還提供了電橋配置的溫度補償屬性。[0033]為了提供對示例實施方式的磁場傳感器結構與形成的附加洞察，圖2提供了通過在惠斯通電橋電路中連接四個MTJ感測元件201、211、221、231所形成的示例場傳感器200的簡化示意性透視圖。該電橋電路可以作為現有MRAM或者薄膜傳感器製造處理的一部分製造，只是為了控制各個傳感器層的磁性朝向而有微小的調整。特別地，所繪出的MTJ傳感器201、211、221、231是利用每個都在單個釘扎方向磁對準的釘扎參考層204、214、224、234並且利用對準成具有與釘扎層204、214、224、234的磁化方向不同的磁化方向的感測層202、212、222、232所形成的。如所形成的，每個MTJ傳感器(例如，201)都包括利用一個或多個下部鐵磁層形成的釘扎電極204、絕緣隧道介電層203和利用一個或多個上部鐵磁層形成的感測電極202。所述釘扎與感測電極是其磁化方向可以對準的期望是磁性材料。合適的電極材料及材料在磁致電阻隨機存取存儲器(MRAM)設備和其它MTJ傳感器設備的電極的常用結構中的布置在本領域中是眾所周知的。例如，下部的層204、214、224、234可
以利用一層或多層鐵磁和反鐵磁材料形成為10至1000人範圍內的組合厚度，並且在所選
的實施方式中是在200至300人的範圍內。在一種示例實現方式中，釘扎層(例如，204、214、224、234)中的每一個都是利用單個鐵磁層和底層的反鐵磁釘扎層形成的。在另一種示例實現方式中，每個釘扎層(例如，204)都包括厚度為20至80人的鐵磁堆疊部件(例如，CFB (鈷鐵硼)、釕(Ru)和CFB的堆疊)，及厚度大約為200人的底層反鐵磁釘扎層。下部的反鐵磁釘扎材料可以是可重新設置的材料，例如IrMn，但在合理的溫度下可以使用不容易重新設置的其它材料，例如PtMn。如所形成的，當其磁化方向釘扎在一個在正常運行條件下不改變的方向時，釘扎參考層充當固定的或者釘扎的磁性層。如在此所公開的，用於釘扎參考層204、214、224、234的材料的加熱質量會改變用於形成這些層的製造順序。
[0034]釘扎參考層(例如，204、214、224、234)可以利用單個構圖的鐵磁層形成，該鐵磁層具有(由箭頭指示的)沿構圖的參考層的長軸對準的磁化方向。但是，在其它實施方式中，所述釘扎參考層可以利用合成反鐵磁(SAF)層實現，該SAF層用於沿構圖的參考層的短軸對準釘扎參考層的磁化。如將認識到的，SAF層可以結合底層的反鐵磁釘扎層實現，但是利用具有適當幾何形狀的SAF結構與提供足夠強磁化的材料，可能不需要底層的反鐵磁釘扎層，由此提供節約成本的更簡單的製造處理。例如，圖3繪出了由不平衡的合成反鐵磁體(SAF)形成的釘扎參考層300，該SAF層具有由釕分隔層302隔開的兩個不同的鐵磁體層301、303，其中釕層302之上的鐵磁體層301和其之下的鐵磁體層303具有不同的磁矩。所述鐵磁層中的任何一個或者兩個都可以利用CFB(鈷鐵硼)或者任何期望的鐵磁合金形成。例如，在一種示例實施方式中，CoFe可以用於下面的層，而CFB可以用於上面的層。在釕分隔層302的某個周期性厚度下，兩個鐵磁體層301、303將交換耦合，使得反平行狀態是低能量狀態。因此，淨磁矩被最小化而且對外部場響應的抵抗性增強。不平衡的SAF堆疊300的一種示例實現方式和微磁模擬在圖3中示出，其中不平衡的SAF300包括利用CFB形成的厚度為大約20埃的固定層301、利用釕形成的厚度為大約10埃的分隔層302和利用CFB形成的厚度為大約30埃的釘扎層303。利用這種示例SAF結構，產生將對外部所施加磁場H304有響應的淨磁矩，如圖3所示。對於利用具有微米級尺寸(例如，沿短軸大於大約2um)的SAF形成的參考層，磁化趨於沿短軸而不是沿長軸對準反平行，由此，短軸設置釘扎方向。這是由於對於兩個層來說最低能量狀態是沿構圖的形狀的短軸閉合其磁通量的事實。在剩磁中(例如，在除去設置場之後)，最大磁矩層(例如，在這個例子中是下釘扎層303)的磁矩對準成使得它在設置場角度上具有正投影的方向(在這個例子中是向右)是沿SAF的短軸。相反，較小磁矩層(例如，在這個例子中是上面的固定或者參考層301)的磁矩在與釘扎層303相反的方向對準，如圖3所示。
[0035]再次參考圖2，上面的或者感測層202、212、222、232可以利用一層或多層鐵磁材料形成為?ο至5000A範圍內的厚度，並且在所選的實施方式中是在?ο至60人的範圍內。上面的鐵磁材料可以是磁性軟材料，例如NiFe、CoFe, Fe、CFB等。在每個MTJ傳感器中，上面的鐵磁層202、212、222、232都充當感測層或者自由磁性層，因為它們的磁化方向可能由於外部所施加的場(例如地球磁場)的存在而偏轉。當最終形成時，上面的或者感測層202、212、222、232可以利用單個鐵磁層形成，該單個鐵磁層具有沿構圖形狀202、212、222,232的長軸對準的磁化方向(利用箭頭所指示的)。
[0036]釘扎和感測電極可以形成為具有不同的磁屬性。例如，釘扎電極204、214、224、234可以利用耦合到鐵磁膜的反鐵磁膜交換層形成，以便形成具有高矯頑力和偏移磁滯曲線的層，使得它們的磁化方向將在一個方向釘扎，並由此基本上不受外部所施加磁場的影響。相反，感測電極202、212、222、232可以利用軟磁性材料形成，以便提供具有較低的各向異性和矯頑力的不同磁化方向，使得感測電極的磁化方向可以被外部所施加的磁場改變。在所選的實施方式中，釘扎場的強度比感測電極的各向異性場大大約兩個數量級，但是可以利用眾所周知的技術改變其成分來通過調整電極各自的磁屬性而使用不同的比率。
[0037]如圖2所示，MTJ傳感器中的釘扎電極204、214、224、234形成為在釘扎電極層204、214、224、234的平面內具有第一示例磁化方向(由指向圖2的圖中頂部的向量箭頭標識)。如在此所描述的，用於釘扎電極204、214、224、234的磁化方向可以利用所述釘扎電極的形狀各向異性來獲得，在這種情況下，釘扎電極204、214、224、234的形狀每個都可以在「上」向量箭頭的方向中更長。特別地，用於釘扎電極204、214、224、234的磁化方向可以通過首先在存在與成形的釘扎電極204、214、224、234的最長朝向軸非正交定向的定向磁場的情況下加熱成形的參考層204、214、224、234使得所施加的定向場在參考層204、214、224,234的期望的釘扎方向的方向中包括場分量來獲得。參考層的磁化方向至少暫時地在預定的方向對準。但是，通過在這種處理過程中適當地加熱參考層並且在不降低熱量的情況下除去定向場，參考層的磁化沿成形的釘扎電極204、214、224、234朝向的期望軸鬆弛。一旦磁化鬆弛，參考層就可以退火和/或冷卻，使得釘扎電極層的磁場方向設置在成形的釘扎電極204、214、224、234的期望方向。根據本發明的示例實施方式，真正正交的設置可以通過以下至少一個來實現:1)在薄膜澱積和設置過程中通過施加不同的場方向以便引入不同的固有各向異性方向，修改參考層材料固有的各向異性，2)在磁性退火的釘扎部分過程中施加小的場，用於適當的補償，及3)形成具有非正交的軸的參考層，其中最終感應出的磁化是真正正交的。利用這種方法,用於釘扎電極204、214、224、234的磁化方向的形成可以容易地與用於形成具有不同磁化方向的其它釘扎電極的製造步驟一致。
[0038]第一種示例實施方式是參考圖4示出的，該圖繪出了顯示利用主體晶片設置過程從單個參考層形成成形的參考電極而製造MTJ場傳感器的示例方法的流程圖，其中該MTJ場傳感器具有正交的參考層。在步驟401，利用已知的半導體處理技術提供了襯底結構。如將認識到的，該襯底結構包括被底部絕緣層覆蓋的襯底，其中一個或多個有效電路元件，例如智能功率或者模擬集成電路，在該襯底上或者其中形成。所述襯底與有效電路可以作為前期半導體製造過程的一部分形成。
[0039]接下來，在步驟402，通過利用多步製造過程在基部絕緣層之上澱積傳感器層201、211、221、231來形成MTJ磁芯結構。在這個時候，傳感器層可以作為後期磁體製造過程的一部分形成，該過程發生在前期半導體製造過程之後。在步驟402，傳感器層中的第一層是通過在襯底結構之上澱積至少第一反鐵磁電極層(例如，銥錳(IrMn)，等等)和鐵磁層或者合成反鐵磁層(由例如鈷鐵、鈷鐵硼、釕、鎳、鎳鐵等或者其任意組合形成的參考層204、214、224、234)形成的。儘管沒有示出，但是所述第一鐵磁電極層可以澱積成與底層的導電接觸層電接觸。為形成釘扎層和第一鐵磁電極層所選的材料應當使得產生的鐵磁層將具有相對高的釘扎強度，而且應當充分耐火，從而在用於將第一鐵磁電極層的磁化方向釘扎到預定朝向的情況下，能耐受得住退火溫度(例如，200至350攝氏度)。附加的傳感器層，例如隧道介電層203、213、223、233及感測電極層202、212、222、232，也可以在這個時候利用眾所周知的技術澱積。根據所述第一種實施方式，參考層204、214、224、234固有的各向異性(原子級對排序(pairordering))可以在澱積的過程中被修改，以便在釘扎的磁化之間獲得真正正交的方向差。對於這裡所需的低級補償，對排序各向異性的方向是由澱積過程中所施加的磁場設置的。感應出比形狀和固有各向異性更強的各向異性的方法包括生長具有優選的結晶朝向的磁性材料和通過某些各向異性膜生長方法來感應(例如，從生長簇或者微晶的形狀不對稱性)。
[0040]在步驟403，所澱積的第一鐵磁電極層也被構圖並且選擇性地蝕刻成具有在不同朝向延伸的長軸的細長的形狀。作為這種蝕刻的結果，每個成形的參考層都在期望的釘扎磁化方向的方向中具有優選的形狀各向異性方向。但是，由於固有的各向異性，實際的釘扎可能與期望的不同。例如，圖5示出了具有與長軸506正交的期望釘扎(方向504)的第一參考層502。但是，實際的釘扎(方向508)與期望的釘扎(方向504)不同。第二參考層512具有與長軸516正交的期望釘扎(方向514)。但是，實際的釘扎(方向518)與期望的釘扎(方向514)不同。為了獲得實際釘扎的磁化的真正正交角度，可以從釘扎的磁化關於長軸的經驗性預獲得結果作出決定，從而允許把構圖的細長的形狀設置到提供彼此真正正交角度的方向中。圖6中所示的參考層602、612的構圖(步驟33)可以通過修改長軸606、616之間的角度來調整，這種修改導致實際的釘扎(方向608、618)象所期望的那樣(方向604,614)正交。
[0041]在步驟404，對於例如PtMn等當溫度跨過其轉變溫度時承受相變的材料，在存在以用於不同參考層的不同期望釘扎磁化方向之間的方向施加的定向場的情況下，蝕刻後的參考層在釘扎轉變溫度之下被加熱或者退火。例如，如果形成兩個正交定向的釘扎層，則所施加的定向場可以在正交釘扎層期望的朝向之間的一半定向。更一般地來說，所施加的定向場應當定向為使得其在用於參考層的每個期望釘扎方向的方向中包括場分量。用於形成參考層的材料的屬性將控制熱量如何施加。加熱步驟應當被控制，使得成形的參考層的磁化不用遵循外部的磁場。
[0042]在步驟405，除去定向磁場，並且在步驟406，等於或高於釘扎轉變溫度的退火溫度維持預定的持續時間(例如，兩個小時)。在缺少所施加場的情況下，高縱橫比構圖提供了迫使在成形後的參考層中所施加的磁化沿該成形後的參考層相應的各向異性軸鬆弛的形狀各向異性。這種所施加磁化的方向可以通過施加補償場來微調(從而提供真正正交的磁化方向)。圖7不出了第一和第二參考層702、704，每個層分別具有鬆弛偏好(方向)706、708。補償場710的施加克服了由固有各向異性與磁體殘餘場的組合所提供的影響，這導致實際的釘扎712、714在期望的方向中指向並且彼此正交。
[0043]在步驟407，晶片然後在零(或者補償)場中冷卻，從而參考層中形狀感應的磁化被釘扎，由此提供參考層的多朝向。在零或小補償場中獲得形狀感應的磁化之後，通過在釘扎溫度之下冷卻參考層，參考層的磁化被釘扎，並且將在其相應的方向中保持嚴格地釘扎，至少對於一般施加的場強度是這樣。
[0044]概括地說，在期望的正交方向中釘扎的磁化可以通過應用在澱積過程中修改固有的各向異性、在構圖過程中關於彼此定位長軸和在釘扎退火過程中施加補償場中的一個或多個來微調。
[0045]第二種示例實施方式在圖8中示出。步驟801、802、803、805、806和807類似於圖4的401、402、403、405、406和407。但是，步驟804描述了在存在在第一和第二朝向之間的方向中所施加的定向場的情況下在反鐵磁層阻礙溫度之上的退火。這個處理適用於沒有相變的材料，例如IrMn，但是具有控制釘扎發生的阻礙溫度。退火步驟806可以在阻礙溫度之上實現。
[0046]利用在此所公開的技術，通過形成具有第一釘扎方向的第一參考層106-109並且同時形成具有與第一釘扎方向正交的第二釘扎方向的第二參考層116-119，第一和第二差分傳感器(例如，圖1中所示的傳感器101、111)可以在單塊集成電路上一起製造。這些技術可以進一步利用對一個示例處理流的描述來示出，這個處理流從圖9開始，圖9繪出了多傳感器結構的部分橫截面視圖，其中MTJ傳感器層堆疊960、970、980已經在襯底940和底部的絕緣層950之上形成。當傳感器要與半導體電路系統集成時，由本領域技術人員已知的方法產生的、通過絕緣層950的導電通路將把傳感器的導電部分連接到襯底940中的底層電路系統。依賴於所製造電晶體設備的類型，襯底940可以實現為體矽襯底、單晶矽(摻雜的或者未摻雜的)或者任何半導體材料，包括例如S1、SiC、SiGe、SiGeC、Ge、GaAs、InAs、InP，及其它II1-1V族化合物半導體或者其任意組合，並且可以可選地作為主體處理晶片形成。此外，襯底940可以實現為絕緣體上半導體(SOI)結構的頂部半導體層。儘管沒有示出，但是一個或多個電路元件可以在襯底940上或者其中形成。此外，底部絕緣層950是通過利用化學汽相澱積(CVD)、等離子增強化學汽相澱積(PECVD)、物理汽相澱積(PVD)、原子層澱積(ALD)、離子束澱積(IBD)、熱氧化或者以上所述技術的組合在半導體襯底940之上澱積或者生長電介質(例如，二氧化矽、氧氮化物、金屬氧化物、氮化物，等等)形成的。
[0047]在底部的絕緣層950之上，通過澱積(未示出的)第一導電層(以在蝕刻之後充當導電線路)、一個或多個下部鐵磁層960 (以在蝕刻之後充當下部參考鐵磁層)、一個或多個介電層970 (以在蝕刻之後充當隧道屏障層)、一個或多個上部鐵磁層980 (以在蝕刻之後充當上部感測鐵磁層)以及(未示出的)第二導電層(以在蝕刻之後充當導電線路)，順序地形成傳感器層堆疊。每個層都可以利用已知的技術，例如CVD、PECVD、PVD、ALD、IBD或者其組合，毯式澱積到預定的厚度。以這種途徑，傳感器層堆疊覆蓋整個晶片，使得堆疊在將形成第一種類型的傳感器(例如，X軸傳感器)的「傳感器I」的區域中形成，並且還在將形成第二種類型的傳感器(例如，y軸傳感器)的「傳感器2」的區域中形成。此外，傳感器堆疊可以在將形成具有任何期望朝向的傳感器的「其它」區域中形成。
[0048]圖10示出了在MTJ傳感器層960、970、980的堆疊被有選擇地蝕刻之後圖9之後傳感器設備結構的處理，由此定義了用於每個傳感器區域中的襯底940之上的殘餘傳感器層的預定形狀。可以使用任何期望的構圖與蝕刻處理來形成構圖的傳感器層，包括在上部的鐵磁層980之上澱積硬掩膜層(例如氮化矽(未示出))、澱積並構圖光致抗蝕劑層(未示出)以便構圖所述硬掩膜層、然後利用光致抗蝕劑層(未示出)選擇性地蝕刻(例如，利用反應離子蝕刻處理)暴露的傳感器層以便形成開口 984、985。為了更清晰地看到所述選擇性蝕刻處理如何從MTJ傳感器層堆疊產生不同的預定形狀，參考圖11，該圖提供了圖10中所繪出的傳感器設備結構的簡化頂視圖。如圖10和11中所繪出的，傳感器層堆疊960、970,980中的開口 984、985定義了第一傳感器區域中的傳感器層962、972、982具有第一形狀，該第一形狀定向為在針對最終形成的參考層962的期望的釘扎方向具有易軸。以類似的方式，開口 984、985定義第二傳感器區域中的傳感器層963、973、983的形狀，使得它們在針對最終形成的參考層963的期望的釘扎方向具有易軸。儘管開口 984、985可以用於定義正交定向的形狀962、963，但是任何期望的朝向都可以通過適當地構圖與控制蝕刻處理來實現。例如，「其它」傳感器區域中的傳感器層961、971、981可以定義成具有另一種形狀，該形狀定向為在針對最終形成的參考層961的期望的釘扎方向具有易軸。除了形成又長又窄的形狀，也可以提供別的形狀，使得每個釘扎參考層都表現得更像單個磁疇。在圖11中，在參考層961、962、963中示出了別的形狀，它們成形為具有逐漸變細的尖端。
[0049]一旦形成了成形的參考層961、962、963，針對參考層的期望的釘扎方向就可以通過首先在存在在參考層961、962、963的朝向之間定向的定向場的情況下加熱或者退火晶片，然後在維持高溫的情況下除去該場來感應。加熱與定向參考層的結果在圖12中示出，該圖示出了當蝕刻後的參考層961、962、963在存在定向場的情況下被加熱時圖11之後的傳感器設備結構的處理。如圖12中所示出的，定向場在針對最終形成的參考層的期望磁化方向之間的方向990中對準。但是，在所述處理的這個階段，當被充分加熱時，參考層961、962,963的磁化(如分別利用磁化向量964、965、966所示出的)遵循外部的磁場990。
[0050]圖13示出了在除去定向場990並且蝕刻後的MTJ傳感器層堆疊冷卻之後圖12之後的傳感器設備結構中的參考層的磁化朝向。通過在零或者小補償場中冷卻晶片，參考層961、962、963的相應的形狀提供了使每個參考層的磁化沿期望方向鬆弛的形狀各向異性。如此，第一參考層962的磁化968遵循其形狀，使得其與成形的參考層962的期望尺寸(例如，在y軸方向內)對準，由此為最終形成的參考層962形成期望的釘扎方向。以類似的方式，針對最終形成的參考層963的期望釘扎方向是在第二參考層963遵循其形狀各向異性(例如，在X軸方向內)的時候感應出來的。當然，任何期望的釘扎方向都可以通過適當地成形參考層來感應，如利用參考層961所示出的，其中磁化967遵循參考層961的形狀各向異性(例如，相對y軸成45度)。
[0051]圖14示出了釘扎與參考層1400的處理，其中層1400是通過蝕刻不平衡的SAF堆疊1410、1420、1430、在存在在參考層的短軸朝向之間定向的定向場的情況下對層1400退火、然後除去該定向場1490(如利用虛線場箭頭所指示的)並冷卻蝕刻後的MTJ傳感器堆疊形成的，由此使得蝕刻後的參考層1410、1420、1430的磁化沿其各自的短軸釘扎。如所示出的，蝕刻後的參考層1410、1420、1430的磁化朝向是沿蝕刻後的參考層的短軸釘扎的。如此，在不平衡的SAF堆疊1410中，參考層磁化1411和釘扎層磁化1412基本上是彼此反平行的並且與蝕刻後的參考層1410的長軸正交。類似地，不平衡SAF堆疊1420中的參考層磁化1421和釘扎層磁化1422基本上是彼此反平行的並且與蝕刻後的參考層1420的長軸正交，而且對於蝕刻後的參考層1430也是一樣的。利用圖14中所繪出的不平衡的SAF堆疊的實施方式，參考層1410的長軸構圖成與用於圖13中所示單個參考層961的方向正交，以便提供在參考層1420和1430的正交方向中間的最終參考方向。
[0052]為了進一步示出在不同的、最終形成的參考層中多個朝向的結果形成，現在參考圖15，該圖提供了圖13中所繪出的蝕刻後MTJ傳感器層堆疊的橫截面視圖。如圖13和15中所繪出的，第一傳感器區域中蝕刻後的傳感器層堆疊962、972、982具有在第一釘扎方向(例如，「進入」圖15的圖的平面)釘扎的參考層，第二傳感器區域中蝕刻後的傳感器層堆疊963、973、983具有在第二釘扎方向(例如，朝向圖15的圖的平面的「右側」)釘扎的參考層，並且其它傳感器區域中蝕刻後的傳感器層堆疊961、971、981具有在另一釘扎方向(例如，相對於圖15的圖的平面成45度角)釘扎的參考層。
[0053]在製造處理的這個時候，每個上部的鐵磁層981、982、983 (及隧道屏障層)已經選擇性地蝕刻成與底層參考層相同的形狀。但是，在感測層的最終形狀將小於底層釘扎層的情況下，可以使用第二蝕刻序列來定義與上部鐵磁層981、982、983的殘餘部分不同的感測層的最終形狀。通過使用構圖掩膜與蝕刻處理(例如，反應離子蝕刻)向下除去所有未遮蔽的層並且包括未遮蔽的上部鐵磁層，但留下底層成形的釘扎層不變，該第二蝕刻序列定義了用於感測層的高縱橫比。為感測層定義的高縱橫比形狀定向為使得每個感測層都具有形狀各向異性軸。換句話說，用於每個感測層的長軸延伸，以便產生期望的易磁化方向軸。
[0054]將認識到，附加的處理步驟將用於製造MTJ傳感器結構。作為例子，與傳統的後端處理(未繪出)一起，可以利用眾所周知的技術澱積、構圖和蝕刻一個或多個介電、鐵磁和/或導電層，一般包括用於以期望方式連接傳感器結構以便實現期望的功能的多級互連的形成。如此，依賴於處理和/或設計需求，用於完成傳感器結構製造的步驟的具體順序可以變化。
[0055]所公開的製造處理可以用於從僅需要兩個不同的釘扎軸的兩種差分傳感器配置形成磁場傳感器，其中所述兩個不同的釘扎軸是利用單種材料與退火步驟形成的，而且每個差分傳感器都是由電橋結構形成的。所述不同的釘扎軸可以利用不同地成形的釘扎層的形狀各向異性結合精心選擇的用於在存在適當對準的定向場情況下加熱參考層的處理獲得。
[0056]到現在為止，應當認識到，已經提供了具有兩個或更多個參考層方向的、基於鐵磁薄膜的磁場傳感器及製造其的方法。如所公開的，提供半導體襯底與第一絕緣層，並且在所述第一絕緣層上形成傳感器層堆疊，其中所述傳感器堆疊包括利用反鐵磁材料(例如，IrMn或者PtMn)形成的可選的釘扎層、在所述釘扎層和第一絕緣層之上形成的參考層、在所述參考層上形成的非磁性中間層及在所述非磁性中間層上形成的第二鐵磁層。為了確保釘扎的磁化是正交的，固有的各向異性可以可選地以預先確定的方式被修改。傳感器堆疊被選擇性地蝕刻，以形成第一和第二蝕刻電極堆疊，其中第一電極堆疊具有設置第一參考方向的第一形狀各向異性，並且其中第二電極堆疊具有設置第二參考方向的第二形狀各向異性。為了確保釘扎的磁化是正交的，長軸可以在非正交的角度形成。在蝕刻電極堆疊之後，基本與襯底平行地施加定向場並且定向場在所述第一和第二參考方向之間定向，直到第一和第二電極堆疊的每個參考層都具有在預定方向對準的磁化。通過除去該定向場，第一形狀各向異性設置第一電極堆疊的參考層的磁化，而第二形狀各向異性設置第二電極堆疊的參考層的磁化。例如，第一和第二電極堆疊中每個參考層的磁化方向都可以分別沿該第一和第二電極堆疊的較長(或者較短)軸的維度設置。在第一參考方向(和第一形狀各向異性)與第二參考方向(和第二形狀各向異性)正交的地方，定向場可以在相對於第一參考方向和第二參考方向都偏移45度的角度與襯底基本平行地施加。在第一參考方向(和第一形狀各向異性)與第二參考方向(和第二形狀各向異性)小於180度的其它實施方式中，定向場可以在相對於第一參考方向和第二參考方向都相等偏移的角度與襯底基本平行地施加。更一般地說，定向場可以在沿兩個或更多個參考層方向中的每一個具有場分量的角度與襯底基本平行地施加。定向場的施加可以通過加熱處理實現，由此第一和第二電極堆疊在升高的溫度被加熱。為了確保釘扎的磁化是正交的，在該退火過程中可選地施加補償場。在除去所述定向場之後的冷卻處理沿第一形狀定義的軸設置第一電極堆疊中的參考層的磁化，並且沿第二形狀定義的軸設置第二電極堆疊中的參考層的磁化。例如，在所選的實施方式中，通過在高於第一和第二電極堆疊中所形成的第一和第二反鐵磁釘扎層的阻礙溫度的升高的溫度在定向場中分別加熱第一和第二電極堆疊，可以實施加熱步驟，在這種情況下，定向場的除去允許第一形狀各向異性設置第一電極堆疊中的釘扎層的磁化，並且允許第二形狀各向異性設置第二電極堆疊中的釘扎層的磁化。附加地或者另選地，第一和第二電極堆疊可以在除去所述定向場之後分別在等於或者高於第一和第二電極堆疊中所形成的第一和第二反鐵磁層的反鐵磁晶相形成溫度被加熱。通過隨後冷卻所述第一和第二電極堆疊，第一電極堆疊中的釘扎層的磁化沿第一形狀定義的軸被釘扎，而第二電極堆疊中的釘扎層的磁化沿第二個不同形狀定義的軸被釘扎。
[0057]在另一種形式中，提供了具有兩個或者更多個參考方向的、基於鐵磁薄膜的磁場傳感器及製造其的方法。如所公開的，參考層結構是在襯底之上形成的並且與襯底絕緣，其中該參考層結構包括利用由分隔層隔開並且具有不同磁矩的第一和第二鐵磁體層形成的不平衡的合成反鐵磁體。為了確保釘扎的磁化是正交的，固有的各向異性可選地可以以預先確定的方式被修改。在所述不平衡的SAF下面還可以有利用反鐵磁材料(例如，IrMn或者PtMn)形成的釘扎層。參考層結構被選擇性地蝕刻，以形成第一和第二蝕刻電極堆疊，其中第一電極堆疊具有設置第一參考方向的第一形狀各向異性，並且其中第二電極堆疊具有設置第二參考方向的第二形狀各向異性。為了確保釘扎的磁化是正交的，長軸可以非正交的角度形成。在蝕刻電極堆疊之後，定向場基本上與襯底平行地施加並且在第一和第二參考方向之間定向，直到第一和第二電極堆疊中的每一個(例如，每個堆疊中的SAF)都具有在預定方向對準的磁化。通過除去該定向場，第一形狀各向異性設置第一電極堆疊的第一和第二鐵磁層的磁化，而第二形狀各向異性設置第二電極堆疊的第一和第二鐵磁層的磁化。例如，第一和第二電極堆疊中的第一和第二鐵磁層中每一層的磁化方向都可以分別沿第一和第二電極堆疊的較長(或者較短)軸的維度設置。為此，第一電極堆疊具有第一形狀各向異性，其中第一較長(或者較短)軸維度與第一參考方向對準，並且第二電極堆疊具有第二形狀各向異性，其中第二較長(或者較短)軸維度與第二參考方向對準。更一般地說，定向場可以在沿兩個或者更多參考方向中的每一個具有場分量的角度基本上與襯底平行地施加。定向場的施加可以通過加熱處理實現，由此第一和第二電極堆疊在升高的溫度被加熱，並且在除去該定向場之後施加冷卻處理，以便沿第一形狀定義的軸在第一電極堆疊中設置不平衡的合成鐵磁體的磁化，並且沿第二個不同形狀定義的軸在第二電極堆疊中設置不平衡的合成鐵磁體的磁化。例如，在所選的實施方式中，通過在定向場中以分別在第一和第二電極堆疊中形成的第一和第二反鐵磁釘扎層阻礙溫度之上的升高的溫度加熱第一和第二電極堆疊，可以實施加熱步驟，在這種情況下，定向場的除去允許第一形狀各向異性設置第一電極堆疊中釘扎層的磁化，並且允許第二形狀各向異性設置第二電極堆疊中釘扎層的磁化。附加地或者另選地，第一和第二電極堆疊可以在除去所述定向場之後分別在等於或者高於第一和第二電極堆疊中形成的第一和第二反鐵磁釘扎層的反鐵磁晶相形成溫度的溫度被加熱。為了確保釘扎的磁化是正交的，在該退火過程中可選地施加補償場。通過順序地冷卻第一和第二電極堆疊，第一電極堆疊中釘扎層的磁化沿第一形狀定義的軸釘扎，而第二電極堆疊中釘扎層的磁化沿第二個不同形狀定義的軸釘扎。
[0058]在又一種形式中，提供了具有兩個或更多個參考層磁化方向的、基於鐵磁薄膜的磁場傳感器，及關聯的製造方法。所如公開的，該傳感器包括在襯底之上形成並與其絕緣的第一和第二傳感器層堆疊。所述第一和第二傳感器層堆疊每個都包括在第一絕緣層之上形成的參考層，並且每個還可以包括與相應的參考層相鄰的反鐵磁層。在所選的實施方式中，第一和第二參考層中的每一個都實現為利用由分隔層隔開的第一和第二鐵磁體層形成的不平衡的合成反鐵磁體，其中第一和第二鐵磁體層具有不同的磁矩。此外，第一和第二鐵磁體層每個都可以具有分別沿第一和第二參考層的短(或者長)軸對準的磁化。如所形成的，第一電極堆疊具有定義用於第一參考層的第一參考方向的第一形狀各向異性，並且第二電極堆疊具有定義用於第二參考層的第二參考方向的第二形狀各向異性，其中第二參考方向與第一參考方向不同。為了確保釘扎的磁化是正交的，至少一個固有的各向異性以預定的方式被修改，而且所述長軸是以非正交的角度形成的。
[0059]儘管在此所公開的所述示例實施方式針對各種傳感器結構及用於製造其的方法，但本發明不一定限於所述示例實施方式，這些示例實施方式說明了本發明可以適用於很多種半導體處理和/或設備的創新性方面。如此，以上所公開的特定實施方式僅僅是說明性的，而不應當看作是對本發明的限制，因為本發明可以以對受益於本文教導的本領域技術人員來說顯而易見的不同但等效的方式修改和實踐。例如，傳感器結構中的感測和釘扎層的相對位置可以顛倒，使得釘扎層在上面，而感測層在下面。而且，感測層和釘扎層可以利用與所公開的那些不同的材料形成。而且，所述層的厚度可以偏離所公開的厚度值。相應地，以上所述不是要把本發明限定到所闡述的特定形式，相反，是要覆蓋可以包括在由所附權利要求定義的本發明主旨與範圍內的這種替代、修改與等價物，因此，本領域技術人員應當理解，在不背離本發明最廣義主旨與範圍的情況下，他們可以進行各種改變、替換和變更。
[0060]以上已經關於【具體實施方式】描述了益處、其它優點及對問題的解決方案。但是，所述益處、優點、對問題的解決方案及可以使任何益處、優點或者解決方案出現或者變得更明確的任何要素都不應當看作任何或者全部權利要求的關鍵、必需或者根本特徵或要素。如在此所使用的，術語「包括」、「包含」或者其任何變體都是要覆蓋非排他性的包括，使得包括一列要素的處理、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且可以包括沒有明確列出或者這種處理、方法、物品或裝置固有的其它要素。
[0061]儘管在前面的具體描述中給出了至少一種示例實施方式，但是應當認識到，存在大量的變體。還應當認識到，所述示例實施方式僅僅是例子，而不是要以任何途徑限制本發明的範圍、適用性或者配置。相反，以上的具體描述將為本領域技術人員提供實現本發明示例實施方式的方便的路標，應當理解，在不背離如所附權利要求所闡述本發明範圍的情況下，可以對示例實施方式中所述要素的功能和布置進行各種變化。
【權利要求】
1.一種基於鐵磁薄膜的磁場傳感器，其中所述磁場傳感器包括兩個或更多個參考層磁化方向，所述磁場傳感器包括: 襯底； 在所述襯底之上的第一絕緣層； 在所述第一絕緣層之上的第一傳感器層堆疊，所述第一傳感器層堆疊包括在所述第一絕緣層之上的第一參考層；以及 在所述第一絕緣層之上的第二傳感器層堆疊，所述第二傳感器層堆疊包括在所述第一絕緣層之上的第二參考層； 其中所述第一電極堆疊具有定義用於所述第一參考層的第一參考方向的第一形狀各向異性，並且所述第二電極堆疊具有定義用於所述第二參考層的第二參考方向的第二形狀各向異性，其中所述第二參考方向與所述第一參考方向不同，其中所述第一參考層和所述第二參考層分別具有第一長軸和第二長軸，所述第一長軸和所述第二長軸定位成確保所述第一參考方向和所述第二參考方向是彼此正交的；以及 以下中的至少一個: 所述第一參考層和所述第二參考層都具有被修改過的各向異性；及 所述第一長軸和所述第二長軸是以非正交的角度設置的。
2.如權利要求1所述的基於鐵磁薄膜的磁場傳感器，其中所述第一參考層和所述第二參考層每個都包括利用由分隔層隔開的第一鐵磁體層和第二鐵磁體層形成的不平衡的合成反鐵磁體，其中第一鐵磁層和第二鐵磁層具有不同的磁矩。
3.如權利要求2所述的基於鐵磁薄膜的磁場傳感器，其中所述第一和第二鐵磁層每個都具有分別沿所述第一參考層和所述第二參考層的短軸對準的磁化。
4.如權利要求1所述的基於鐵磁薄膜的磁場傳感器，其中所述第一傳感器層堆疊和所述第二傳感器層堆疊每個都包括分別與所述第一參考層和所述第二參考層相鄰的反鐵磁層。
【文檔編號】G01R33/09GK103901364SQ201410164552
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2010年4月16日 優先權日:2009年4月30日
【發明者】P·馬瑟, J·斯勞特 申請人:艾沃思賓技術公司