用于感测外部磁场之磁场感测器

摘要

本揭露提供一种用于感测外部磁场之磁场感测器，系由至少两组相同尺寸之磁性穿隧接面元件组成，该两组磁性穿隧接面元件分别位于下端电极上，各自依序堆叠有合成式反铁磁层、穿隧绝缘层及自由层，最后由上端电极连接该两组自由层，其中，该自由层可为单一自由层、复合式自由层、合成式反铁磁自由层或合金自由层，当通过两磁性穿隧接面上方或下方之金属线路施加电流时，两磁性穿隧接面元件所产生的自由磁矩为相互反平行于一参考轴，且两磁性穿隧接面元件所形成之磁矩与参考轴间之夹角为40-50度或130-140度。本揭露透过不同自由层结构以提升磁场感测器之感测灵敏度及线性度。

主权项

一种用于感测外部磁场之磁场感测器，包括：第一电极和第二电极，系位于基板上；第一磁性穿隧接面元件和第二磁性穿隧接面元件，系位于该第一电极和该第二电极之间且并联地连接于该第一电极和该第二电极，该第一磁性穿隧接面元件和该第二磁性穿隧接面元件系沿着该磁场感测器的参考轴设置，其中，该第一磁性穿隧接面元件包含具有第一固定磁矩之第一反铁磁层、具有第一自由磁矩之第一自由层及于该第一反铁磁层和该第一自由层之间之穿隧绝缘层，而该第一自由层为多层结构，该第一反铁磁层为包含固定层、钌层及参考层之合成式反铁磁层，且其中，该第二磁性穿隧接面元件包含具有第二固定磁矩之第二反铁磁层、具有第二自由磁矩之第二自由层及于该第二反铁磁层和该第二自由层之间之穿隧绝缘层，而该第二自由层为多层结构，该第二反铁磁层为包含固定层、钌层及参考层之合成式反铁磁层；以及金属线路，系通过该第一磁性穿隧接面元件和该第二磁性穿隧接面元件上方或下方，使得该第一自由磁矩及该第二自由磁矩相互反平行于该参考轴，且该第一固定磁矩和该第二固定磁矩分别与该参考轴间形成约45度或135度之夹角。