[发明专利]磁场感测装置及方法

权利要求书

1.一种磁场感测器，包含：

一固定层，其具有一第一磁化方向；

一分析层，其具有一第二磁化方向，其中该第一及该第二磁化方向两者间呈一角度；

一磁性感测层，其在该分析层与该固定层之间；

一第一间隔层；以及

一第二间隔层，其中该第一间隔层在该固定层与该磁性感测层之间，该第二间隔层在该磁性感测层与该分析层之间，该磁性感测层具有一易磁化轴，且一自旋极化电流流经该磁场感测器，当该自旋极化电流为零时，该易磁化轴在一垂直方向，该垂直方向与该第一磁化方向及该第二磁化方向垂直，当该自旋极化电流不为零时，该易磁化轴随着该自旋极化电流的改变，在该第二磁化方向与该垂直方向所决定的平面上改变该易磁化轴与该垂直方向之间的角度。

2.如权利要求1所述的磁场感测器，其中该固定层、该磁性感测层和该分析层为金属的磁性层。

3.如权利要求1所述的磁场感测器，其中该第一间隔层和该第二间隔层为非磁性层，其为金属或氧化材料。

4.如权利要求1所述的磁场感测器，其中该固定层与该分析层的磁化方向由相邻的钉扎层所固定。

5.如权利要求4所述的磁场感测器，其中该钉扎层为反铁磁层。

6.一种磁场感测器，包含：

一固定层，其具有一第一磁化方向；

一分析层，其具有一第二磁化方向；以及

一感测层，其设在该分析层与该固定层之间，并具一易磁化轴，其中该第二磁化方向与该易磁化轴两者间呈一角度。

7.一种磁场感测装置，包含：

一磁场感测器，用以测量一水平平面上的磁场大小及方向以及一垂直方向的磁场大小；以及

一电流大小改变装置，其连接于该磁场感测器，使该电流大小改变装置在一第一工作状态时，令该磁场感测器在该水平平面上测量，而在一第二工作状态时，令该磁场感测器在该垂直方向上测量。

8.如权利要求7所述的磁场感测装置，其中该磁场感测器具有一磁性感测层、一固定层及一分析层，其中该磁性感测层设在该分析层与该固定层之间，该磁性感测层具有一易磁化轴，该电流大小改变装置提供一直流电流流经该磁场感测器，当该直流电流流经该固定层后变为一自旋极化电流，该电流大小改变装置在该第一工作状态时，该自旋极化电流为零，该易磁化轴在该垂直方向，而该电流大小改变装置在该第二工作状态时，该自旋极化电流不为零，该易磁化轴根据该自旋极化电流大小，在一第一水平方向与该垂直方向所决定的平面上与该垂直方向之间呈一角度。

9.如权利要求8所述的磁场感测装置，其中该分析层具有在该第一水平方向的一第一磁化方向，且该固定层具有一第二磁化方向，与该第一磁化方向两者间呈一角度。

10.一种感测磁场的方法，包含：

提供具有一第一磁化方向的一固定层；

提供具有一第二磁化方向的一分析层，其中该第一及该第二磁化方向两者间呈一角度；

在该分析层与该固定层之间提供一磁性感测层；以及

提供一第一间隔层与一第二间隔层，其中该第一间隔层在该固定层与该磁性感测层之间，该第二间隔层在该磁性感测层与该分析层之间，该磁性感测层具有一易磁化轴，且一自旋极化电流流经包含该固定层、该分析层、该磁性感测层、该第一间隔层与该第二间隔层的磁场感测器，当该自旋极化电流为零时，该易磁化轴在一垂直方向，该垂直方向与该第一磁化方向及该第二磁化方向垂直，当该自旋极化电流不为零时，该易磁化轴随着该自旋极化电流的改变，在该第二磁化方向与该垂直方向所决定的平面上改变该易磁化轴与该垂直方向之间的角度。

11.一种感测磁场的方法，包含：

提供一固定层，其具有一第一磁化方向；

提供一分析层，其具有一第二磁化方向；以及

提供一感测层，其设在该分析层与该固定层之间，并具一易磁化轴，其中该第二磁化方向与该易磁化轴两者间呈一角度。

12.一种感测磁场的方法，包含：

提供一磁场感测器以测量一水平平面上的磁场大小及方向以及一垂直方向的磁场大小；以及将一电流大小改变装置连接于该磁场感测器，使该电流大小改变装置在一第一工作状态时，令该磁场感测器在该水平平面上测量，而在一第二工作状态时，令该磁场感测器在该垂直方向上测量。