[发明专利]磁性传感器设备和用于具有磁电阻结构的磁性传感器设备的方法

权利要求书

1.一种磁性传感器设备，其包括：

磁电阻结构，其包括：磁性自由层，其被配置成在该磁性自由层中自发地生成闭合通量磁化模式；和具有非闭合通量参考磁化模式的磁性参考层；以及

磁性偏置结构，其被配置成在磁性自由层中生成交换偏置场，该交换偏置场具有垂直于参考磁化模式的非零磁性偏置场分量，其中所述磁性偏置结构包括偏置层，以生成所述交换偏置场，所述偏置层被布置成直接邻近磁性自由层。

2.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁性偏置结构被配置成生成平面内具有非零磁性偏置场分量的交换偏置场。

3.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁性偏置结构被配置成生成作为定向固定的磁场的交换偏置场。

4.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁性偏置结构被配置成在垂直于参考磁化模式的磁性自由层中生成交换偏置场。

5.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁性自由层具有中心对称的形状。

6.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁性自由层具有旋转对称的形状。

7.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中磁性自由层的厚度和直径之间的比在从1/500到1/5的范围中。

8.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁性偏置结构被配置成生成交换偏置场，该交换偏置场具有使得在其处自发地生成闭合通量磁化模式的成核场阈值在存在交换偏置场的情况下比不存在交换偏置场的情况下更大的偏置场强度。

9.根据权利要求8所述的磁性传感器设备，其中该磁性偏置结构被配置成生成交换偏置场，该交换偏置场具有使得成核场阈值在存在交换偏置场的情况下比不存在交换偏置场的情况下大至少5 Oe的偏置场强度。

10.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁性偏置结构被配置成生成其偏置场强度为外部磁场的湮灭阈值的最多1/5的交换偏置场，在该湮灭阈值处闭合通量磁化模式被湮灭。

11.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中所述偏置层是用来在磁性自由层中生成交换偏置场的反铁磁层。

12.根据权利要求11所述的磁性传感器设备，其中所述磁性自由层被布置在反铁磁层和磁性参考层之间。

13.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中所述磁性自由层具有超过磁性参考层的厚度而达到其至少3倍的厚度。

14.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁性偏置结构包括被配置成在磁性自由层中生成交换偏置场的一个或多个永磁体或电磁体。

15.根据权利要求14所述的磁性传感器设备，其中该磁性偏置结构至少包括位于磁性自由层的相对侧上的第一和第二永磁体。

16.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁性偏置结构包括电导体，其被配置成响应于电导体中的电流来在与交换偏置场相对应的磁性自由层中生成磁场。

17.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中该磁电阻结构对应于巨磁电阻GMR结构或隧道磁电阻TMR结构。

18.根据权利要求1所述的磁性传感器设备，其中所述磁性自由层包括铁、钴和镍中的至少一个。