[發明專利]使用側向自旋轉移的低噪音磁場傳感器

無效

• 申請號: 200880023901.5
• 申請日: 2008-07-04
• 公開（公告）號: CN101688903A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 伯納德·迪耶尼
• 申請（專利權）人: 法國原子能委員會;國立科學研究中心
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 吳貴明

1.一種磁阻傳感器，包括被稱作俘獲層的第一俘獲磁化磁層 (410)、和被稱作敏感層的自由磁化磁層(430)，在沒有外場 的情況下，所述敏感層的磁化基本上垂直于俘獲層的磁化，所 述俘獲層和敏感層由用于磁去耦的第一隔離層(420)隔開， 其特征在于，所述磁阻傳感器還包括：被稱作側向耦合層的層 (440)，其位于所述敏感層的與所述隔離層相對的一側上，并 適于在保持自旋的同時向所述敏感層反向散射電子；以及使直 流電流從所述側向耦合層流向所述俘獲層的裝置。

2.根據權利要求1所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述隔離層 是第一絕緣層，形成第一隧道結。

3.根據權利要求1所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述隔離層 是第一斷續絕緣層，其適于限制沿著多條電流路徑穿過所述隔 離層的電流。

4.根據權利要求1所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述隔離層 是第一非磁性金屬層。

5.根據權利要求2或3所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述側 向耦合層包括第二絕緣層或半導體層，所述第二絕緣層或半導 體層形成第二隧道結并具有小于所述隔離層的表面電阻率的 表面電阻率。

6.根據權利要求2或3所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述側 向耦合層包括第二斷續絕緣層，所述第二斷續絕緣層適于限制 通過其的電流并具有小于所述隔離層的表面電阻率的表面電 阻率。

7.根據權利要求2、3或4所述的磁阻傳感器，其特征在于，所 述磁阻傳感器包括與所述敏感層直接接觸的第二金屬層 (443)，所述第二金屬層包含有第三金屬層(445)或者附加 有第三金屬層，所述第三金屬層的電阻率比所述第二金屬層的 電阻率高。

8.根據權利要求5所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述第二絕 緣層由氧化鋁、MgO或TiO_x組成。

9.根據權利要求5所述的磁阻傳感器，其中，所述第二絕緣層由 TiO_x組成，或由TaO的納米層組成。

10.根據權利要求5所述的磁阻傳感器，其中，所述第二絕緣層由 TiO_x組成，或由TaO的納米層組成。

11.根據權利要求5所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述第二絕 緣層通過合金的氧化來實現。

12.根據權利要求5所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述第二絕 緣層通過AlCu雙層的氧化來實現。

13.根據權利要求7所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述第二金 屬層由Cu組成，并且其中，所述第三金屬層屬于由Ta、Ru、 Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、W、Re組成的組。

14.根據權利要求2所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述第一隔 離層由氧化鋁、MgO或TiO_x組成。

15.根據權利要求4所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述第一非 磁性金屬層由Cu組成。

16.根據權利要求1所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述磁阻傳 感器還包括合成鐵磁層，所述合成鐵磁層由第一和第二子磁層 組成，所述第一和第二子磁層中間包含反鐵磁耦合子層，所述 第一子磁層由俘獲反鐵磁層俘獲，所述第二子磁層構成所述俘 獲層(410)。

17.根據權利要求1所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述敏感層 由CoFe合金組成。

18.根據權利要求1所述的磁阻傳感器，其特征在于，所述敏感層 由兩個子層組成，一個子層是Co或CoFe合金層，具有0.5nm 至2nm的厚度，直接位于與隔離層的界面處，另一個子層是 具有1.5至5nm厚度的NiFe層。