[发明专利]用于感测外部磁场的MLU单元和包括MLU单元的磁性传感器装置

摘要

本公开涉及一种用于感测外部磁场的MLU单元，其包括磁隧道结，所述磁隧道结包含：感测层，其具有适于通过外部磁场定向的感测磁化；参考层，其具有参考磁化；隧道势垒层；具有偏置磁化的偏置层和偏置反铁磁层，所述偏置反铁磁层在低阈值温度下钉扎基本上平行于被钉扎的参考磁化的偏置磁化并在高阈值温度下解放其；在感测层与偏置层之间的偏置耦合层，所述偏置耦合层被配置成用于磁耦合偏置层和感测层使得感测磁化被定向成基本上垂直于被钉扎的偏置磁化和被钉扎的参考磁化。本公开进一步涉及一种用于感测外部磁场的磁性传感器装置，其包括多个MLU单元。

主权项

一种用于感测外部磁场的MLU单元（1），其包括磁隧道结（2），所述磁隧道结包含：感测层（21），其具有适于通过所述外部磁场定向的感测磁化（210）；参考层（23），其具有参考磁化（230）；参考反铁磁层（24），其在低阈值温度（TL）下钉扎所述参考磁化（230）并在高阈值温度（TH）下解放所述参考磁化（230）；以及在所述感测层（21）与所述参考层（23）之间的隧道势垒层（22）；具有偏置磁化（270）的偏置层（27）和偏置反铁磁层（26），所述偏置反铁磁层在所述低阈值温度（TL）下钉扎所述偏置磁化（270）并在所述高阈值温度（TH）下解放所述偏置磁化（270）；以及所述被钉扎的偏置磁化（270）被定向成基本上平行于所述被钉扎的参考磁化（230）；在所述感测层（21）与所述偏置层（27）之间的偏置耦合层（28），所述偏置耦合层（28）包括反铁磁性类型的磁性材料并且被配置成用于磁耦合所述偏置层（27）和所述感测层（21），使得所述感测磁化（210）被定向成基本上垂直于所述被钉扎的偏置磁化（270）和所述被钉扎的参考磁化（230）；其特征在于：所述磁隧道结（2）进一步包括在所述感测层（21）与所述偏置耦合层（28）之间的非磁性间隔物层（29），所述非磁性间隔物层（29）包括下述中的一者：Ta、Mg、Al、Ru、Cu、Pt、Pd、Hf、Cr、Nb、Zn或含有这些元素中的任一者的任何合金或氧化物，且被配置成用于调节所述耦合层（28）的所述磁耦合的强度。