[发明专利]使用侧向自旋转移的低噪音磁场传感器

权利要求书

1.一种磁阻传感器，包括被称作俘获层的第一俘获磁化磁层 (410)、和被称作敏感层的自由磁化磁层(430)，在没有外场 的情况下，所述敏感层的磁化基本上垂直于俘获层的磁化，所 述俘获层和敏感层由用于磁去耦的第一隔离层(420)隔开， 其特征在于，所述磁阻传感器还包括：被称作侧向耦合层的层 (440)，其位于所述敏感层的与所述隔离层相对的一侧上，并 适于在保持自旋的同时向所述敏感层反向散射电子；以及使直 流电流从所述侧向耦合层流向所述俘获层的装置。

2.根据权利要求1所述的磁阻传感器，其特征在于，所述隔离层 是第一绝缘层，形成第一隧道结。

3.根据权利要求1所述的磁阻传感器，其特征在于，所述隔离层 是第一断续绝缘层，其适于限制沿着多条电流路径穿过所述隔 离层的电流。

4.根据权利要求1所述的磁阻传感器，其特征在于，所述隔离层 是第一非磁性金属层。

5.根据权利要求2或3所述的磁阻传感器，其特征在于，所述侧 向耦合层包括第二绝缘层或半导体层，所述第二绝缘层或半导 体层形成第二隧道结并具有小于所述隔离层的表面电阻率的 表面电阻率。

6.根据权利要求2或3所述的磁阻传感器，其特征在于，所述侧 向耦合层包括第二断续绝缘层，所述第二断续绝缘层适于限制 通过其的电流并具有小于所述隔离层的表面电阻率的表面电 阻率。

7.根据权利要求2、3或4所述的磁阻传感器，其特征在于，所 述磁阻传感器包括与所述敏感层直接接触的第二金属层 (443)，所述第二金属层包含有第三金属层(445)或者附加 有第三金属层，所述第三金属层的电阻率比所述第二金属层的 电阻率高。

8.根据权利要求5所述的磁阻传感器，其特征在于，所述第二绝 缘层由氧化铝、MgO或TiO_x组成。

9.根据权利要求5所述的磁阻传感器，其中，所述第二绝缘层由 TiO_x组成，或由TaO的纳米层组成。

10.根据权利要求5所述的磁阻传感器，其中，所述第二绝缘层由 TiO_x组成，或由TaO的纳米层组成。

11.根据权利要求5所述的磁阻传感器，其特征在于，所述第二绝 缘层通过合金的氧化来实现。

12.根据权利要求5所述的磁阻传感器，其特征在于，所述第二绝 缘层通过AlCu双层的氧化来实现。

13.根据权利要求7所述的磁阻传感器，其特征在于，所述第二金 属层由Cu组成，并且其中，所述第三金属层属于由Ta、Ru、 Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、W、Re组成的组。

14.根据权利要求2所述的磁阻传感器，其特征在于，所述第一隔 离层由氧化铝、MgO或TiO_x组成。

15.根据权利要求4所述的磁阻传感器，其特征在于，所述第一非 磁性金属层由Cu组成。

16.根据权利要求1所述的磁阻传感器，其特征在于，所述磁阻传 感器还包括合成铁磁层，所述合成铁磁层由第一和第二子磁层 组成，所述第一和第二子磁层中间包含反铁磁耦合子层，所述 第一子磁层由俘获反铁磁层俘获，所述第二子磁层构成所述俘 获层(410)。

17.根据权利要求1所述的磁阻传感器，其特征在于，所述敏感层 由CoFe合金组成。

18.根据权利要求1所述的磁阻传感器，其特征在于，所述敏感层 由两个子层组成，一个子层是Co或CoFe合金层，具有0.5nm 至2nm的厚度，直接位于与隔离层的界面处，另一个子层是 具有1.5至5nm厚度的NiFe层。