CN106662624A - 磁传感器 - Google Patents

Abstract

多个磁阻元件包含成对的第1磁阻元件(120a、120b)以及第2磁阻元件(130a、130b)。第1磁阻元件(120a、120b)的阻值变化率大于第2磁阻元件(130a、130b)的阻值变化率。第1磁阻元件(120a、120b)包含在俯视时沿着假想圆的圆周被配置为在该假想圆的周向或径向上排列且相互连接的多个第1单位图案。第2磁阻元件(130a、130b)在俯视时位于上述假想圆的中心侧，且被第1磁阻元件(120a、120b)包围。

Description

磁传感器

技术领域

本发明涉及磁传感器，特别涉及包含磁阻元件的磁传感器。

背景技术

作为公开了谋求磁场检测的各向同性的提升的磁传感器的在先文献，有JP特开平11-274598号公报(专利文献1)、JP特开平9-102638号公报(专利文献2)、国际公开第2013/171977号(专利文献3)以及JP特开2012-88225号公报(专利文献4)。

在专利文献1所记载的磁传感器中，磁阻元件的图案是螺旋状。螺旋状的图案的两端部分别形成在位于相反的一侧的最外部。磁阻元件的图案实质上仅由弯曲部形成。

在专利文献2所记载的磁传感器中，磁阻元件呈漩涡状卷绕多圈而形成圆形形状，并且相对于外部磁场而等方位性地成膜形成。

在专利文献3所记载的磁传感器中，桥接电路的多个磁阻元件分别被连接为整体上沿着与磁场检测方向实质正交的方向的多个部分以给定间隔平行排列且依次折返，并且，上述多个部分分别被连接为沿着磁场检测方向的多个部分以给定间隔平行排列且依次折返，从而形成为电连接的折曲状。

专利文献4所记载的磁传感器是具有将直径不同的半圆弧状图案连续相连所成的形状的两个磁阻元件并联连接而构成的。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平11-274598号公报

专利文献2：JP特开平9-102638号公报

专利文献3：国际公开第2013/171977号

专利文献4：JP特开2012-88225号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1、2中，关于使用多个磁阻元件来构成磁传感器的内容并未记载也没有任何启示。在专利文献3所记载的磁传感器中，由于并联配置折曲状的多个图案，因此关于磁传感器的小型化，有能进一步提升的余地。在专利文献4所记载的磁传感器中，使布线立体地迂回，制造工艺较为复杂。

本发明正是鉴于上述的问题点而提出的，其目的在于提供一种能简易制造的小型的磁传感器。

用于解决课题的手段

基于本发明的磁传感器是具备通过布线相互电连接且构成桥接电路的多个磁阻元件的磁传感器。多个磁阻元件包含成对的第1磁阻元件以及第2磁阻元件。第1磁阻元件的阻值变化率大于第2磁阻元件的阻值变化率。第1磁阻元件包含在俯视时沿着假想圆的圆周被配置为在该假想圆的周向或径向上排列且相互连接的多个第1单位图案。第2磁阻元件在俯视时位于上述假想圆的中心侧，且被第1磁阻元件包围。

在本发明的一个方式中，第2磁阻元件包含分别比多个第1单位图案细且相互连接的多个第2单位图案。

在本发明的一个方式中，第2磁阻元件与从上述假想圆的中心侧连至上述假想圆的外侧的布线连接，多个第1单位图案分别位于沿着上述假想圆的圆周中上述布线所位于的部分开放的假想C字形状的位置。

在本发明的一个方式中，磁传感器包含两对的第1磁阻元件以及第2磁阻元件。两对的第1磁阻元件以及第2磁阻元件中所含的两个第1磁阻元件各自的周向的朝向不同，使得上述假想C字形状的朝向互不相同。

在本发明的一个方式中，第2磁阻元件在俯视时具有双重漩涡状图案。双重漩涡状图案包含：作为多个第2单位图案之中的一者的一个漩涡状图案；作为多个第2单位图案之中的另一者的另一个漩涡状图案；和在双重漩涡状图案的中央部对一个漩涡状图案以及另一个漩涡状图案进行连接的S字状图案或倒S字状图案。

在本发明的一个方式中，多个第2单位图案分别具有多个折曲部且进行折返，不含10μm以上的长度的直线状延伸部。

在本发明的一个方式中，多个第2单位图案分别是沿着上述假想圆的圆周呈线对称地被配置为在上述假想圆的径向上排列的半圆弧状图案。

在本发明的一个方式中，多个第2单位图案分别是直径小于10μm的球状图案。

在本发明的一个方式中，多个第1单位图案分别是沿着上述假想C字形状被配置为在上述假想圆的径向上排列的C字状图案。

在本发明的一个方式中，多个第1单位图案分别是从上述假想圆的中心侧呈辐射状配置的折返状图案。

发明效果

根据本发明，能简易地制造小型的磁传感器。

附图说明

图1是表示构成本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的桥接电路的四个磁阻元件的图案的俯视图。

图2是本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的等效电路图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的桥接电路中的磁阻元件与布线的连接部的层叠结构的截面图。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的第1磁阻元件的图案的俯视图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的第2磁阻元件的图案的俯视图。

图6是表示将半圆弧状的两个图案配置成同心圆状的状态的俯视图。

图7是表示使对本发明的实施方式1所涉及的磁传感器施加外部磁场的施加方向在水平方向上以22.5°间隔在0°～337.5°内变更来求取外部磁场的强度与磁传感器的输出的关系的实验结果的图表。

图8是表示构成本发明的实施方式2所涉及的磁传感器的桥接电路的四个磁阻元件的图案的俯视图。

图9是表示本发明的实施方式2所涉及的磁传感器的第2磁阻元件所具有的图案的俯视图。

图10是表示本发明的实施方式2所涉及的磁传感器的第2磁阻元件所具有的图案中所含的单位图案的俯视图。

图11是表示构成本发明的实施方式3所涉及的磁传感器的桥接电路的四个磁阻元件的图案的俯视图。

图12是表示本发明的实施方式3所涉及的磁传感器的第2磁阻元件所具有的图案的俯视图。

图13是表示使对本发明的实施方式3所涉及的磁传感器施加外部磁场的施加方向在水平方向上以22.5°间隔在0°～337.5°内变更来求取外部磁场的强度与磁传感器的输出的关系的实验结果的图表。

图14是表示构成本发明的实施方式4所涉及的磁传感器的桥接电路的四个磁阻元件的图案的俯视图。

图15是表示本发明的实施方式4所涉及的磁传感器的第1磁阻元件所具有的图案的俯视图。

图16是表示本发明的实施方式4所涉及的磁传感器的第2磁阻元件所具有的图案的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的各实施方式所涉及的磁传感器。在以下的实施方式的说明中，对图中的相同或相应部分标注相同的标号，不重复其说明。

(实施方式1)

图1是表示构成本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的桥接电路的四个磁阻元件的图案的俯视图。图2是本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的等效电路图。

如图1、2所示，本发明的实施方式1所涉及的磁传感器100具备通过布线相互电连接且构成惠斯登桥型的桥接电路的四个磁阻元件。四个磁阻元件包含两对成对的第1磁阻元件以及第2磁阻元件。在本实施方式中，磁传感器100包含两对的第1磁阻元件以及第2磁阻元件，但并不限于此，至少包含1对的第1磁阻元件以及第2磁阻元件即可。

在两对的第1磁阻元件以及第2磁阻元件中，第1磁阻元件120a、120b的阻值变化率大于第2磁阻元件130a、130b的阻值变化率。第1磁阻元件120a、120b是通过施加外部磁场而电阻值发生变化的所谓的磁敏电阻。第2磁阻元件130a、130b是即使施加外部磁场但电阻值也几乎不变化的固定电阻。

四个磁阻元件通过形成于基板110上的布线而相互电连接。具体而言，第1磁阻元件120a和第2磁阻元件130a通过布线146而串联连接。第1磁阻元件120b和第2磁阻元件130b通过布线150而串联连接。

磁传感器100还具备分别形成于基板110上的中点140、中点141、电源端子(Vcc)142、接地端子(Gnd)143以及输出端子(Out)144。

第1磁阻元件120a以及第2磁阻元件130b分别与中点140连接。具体而言，第1磁阻元件120a和中点140通过布线145而连接，第2磁阻元件130b和中点140通过布线152而连接。

第1磁阻元件120b以及第2磁阻元件130a分别与中点141连接。具体而言，第1磁阻元件120b和中点141通过布线149而连接，第2磁阻元件130a和中点141通过布线148而连接。

布线146与输入电流的电源端子(Vcc)142连接。布线150与接地端子(Gnd)143连接。

如图2所示，磁传感器100还具备差动放大器160、温度补偿电路161、锁存以及开关电路162和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)驱动器163。

差动放大器160的输入端分别与中点140以及中点141连接，输出端与温度补偿电路161连接。此外，差动放大器160分别与电源端子(Vcc)142以及接地端子(Gnd)143连接。

温度补偿电路161的输出端与锁存以及开关电路162连接。此外，温度补偿电路161分别与电源端子(Vcc)142以及接地端子(Gnd)143连接。

锁存以及开关电路162的输出端与CMOS驱动器163连接。此外，锁存以及开关电路162分别与电源端子(Vcc)142以及接地端子(Gnd)143连接。

CMOS驱动器163的输出端与输出端子(Out)144连接。此外，CMOS驱动器163分别与电源端子(Vcc)142以及接地端子(Gnd)143连接。

磁传感器100具有上述的电路构成，从而在中点140与中点141之间产生依赖于外部磁场的强度的电位差。若该电位差超过预先设定的检测电平，则从输出端子(Out)144输出信号。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的桥接电路中的磁阻元件与布线的连接部的层叠结构的截面图。在图3中仅图示了作为磁阻元件发挥功能的区域R与作为布线发挥功能的区域L的连接部。

如图3所示，四个磁阻元件形成于在表面设置有SiO₂层或Si₃N₄层等的由Si等构成的基板110上。通过铣削对设于基板110上的由含Ni和Fe的合金构成的磁性体层10进行图案化，由此来形成四个磁阻元件。

通过湿式蚀刻对设于基板110上的由Au或Al等构成的导电层20进行图案化，由此来形成布线。导电层20在设置有磁性体层10的区域内位于磁性体层10的正上方，在未设置磁性体层10的区域内位于基板110的正上方。由此，如图3所示，在作为磁阻元件发挥功能的区域R与作为布线发挥功能的区域L的连接部，导电层20位于磁性体层10的正上方。

中点140、中点141、电源端子(Vcc)142、接地端子(Gnd)143以及输出端子(Out)144分别由位于基板110的正上方的导电层20构成。

在导电层20的正上方设置有未图示的Ti层。设置有由SiO₂等构成的保护层30，使得覆盖磁阻元件以及布线。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的第1磁阻元件的图案的俯视图。如图1、4所示，第1磁阻元件120a、120b的图案120包含在俯视时沿着假想圆C₁的圆周被配置为在假想圆C₁的径向上排列且相互连接的八个第1单位图案。八个第1单位图案分别位于沿着假想圆C₁的圆周中布线146、148、150、152所位于的部分开放的假想C字形状C₁₁的位置。八个第1单位图案分别是沿着假想C字形状C₁₁被配置为在假想圆C₁的径向上排列的C字状图案121。

从内侧起依次相互邻接的两个C字状图案121的一端彼此通过半圆弧状图案122相互连接。从内侧起依次相互邻接的两个C字状图案121的另一端彼此通过半圆弧状图案123相互连接。第1磁阻元件120a、120b的图案120包含四个半圆弧状图案122以及三个半圆弧状图案123。由此，八个C字状图案121串联连接。半圆弧状图案122、123不含直线状延伸部，仅由弯曲部构成。

如图1所示，两个第1磁阻元件120a、120b各自的周向的朝向不同，使得假想C字形状C₁₁的朝向互不相同。即，两个第1磁阻元件120a、120b各自的图案120的周向的朝向不同，使得C字状图案121的朝向互不相同。

在本实施方式中，两个第1磁阻元件120a、120b各自的图案120的周向的朝向相差90°，使得C字状图案121的朝向彼此相差90°。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的磁传感器的第2磁阻元件的图案的俯视图。如图1、5所示，第2磁阻元件130a、130b在俯视时位于假想圆C₁的中心侧，被第1磁阻元件120a、120b包围。第2磁阻元件130a、130b与从假想圆C₁的中心侧连至假想圆C₁的外侧的布线146、148、150、152连接。第2磁阻元件130a、130b在俯视时具有双重漩涡状图案130。

双重漩涡状图案130包含：作为两个第2单位图案之中的一者的一个漩涡状图案131；作为两个第2单位图案之中的另一者的另一个漩涡状图案132；以及在双重漩涡状图案130的中央部对一个漩涡状图案131和另一个漩涡状图案132进行连接的倒S字状图案133。倒S字状图案133不含直线状延伸部，仅由弯曲部构成。

双重漩涡状图案130由比图案120细的图案构成。因此，一个漩涡状图案131以及另一个漩涡状图案132分别比八个C字状图案121的每一个细。

如图5所示，双重漩涡状图案130具有关于假想圆C₁的中心而大致点对称的形状。即，双重漩涡状图案130具有关于假想圆C₁的中心而大致180°旋转对称的形状。

如图1所示，两个第2磁阻元件130a、130b各自的双重漩涡状图案130的周向的朝向不同，使得倒S字状图案133的朝向互不相同。

在本实施方式中，两个第2磁阻元件130a、130b各自的双重漩涡状图案130的周向的朝向相差90°，使得倒S字状图案133的朝向彼此相差90°。

若相对于电流流经磁阻元件的方向而以特定的角度施加磁场，则磁阻元件的电阻值由于磁阻效应而发生变化。磁阻元件的长边方向的长度越长则磁阻效应越大。

因而，第2磁阻元件130a、130b具有上述的图案，由此第2磁阻元件130a、130b的磁阻效应被抑制，从而阻值变化率显著变小。

以下说明其理由。图6是表示将半圆弧状的两个图案配置成同心圆状的状态的俯视图。如图6所示，位于内侧的半圆弧状图案中位于直线上的长度Lb短于位于外侧的半圆弧状图案中位于直线上的长度L_a。因而，位于内侧的半圆弧状图案的磁阻效应小于位于外侧的半圆弧状图案的磁阻效应。

由此，位于第1磁阻元件120a、120b的内侧的第2磁阻元件130a、130b的磁阻效应小于第1磁阻元件120a、120b的磁阻效应。如上述那样，在本实施方式中，第2磁阻元件130a、130b的双重漩涡状图案130由比第1磁阻元件120a、120b的图案120细的图案构成。因而，第2磁阻元件130a、130b的磁阻效应进一步小于第1磁阻元件120a、120b的磁阻效应。其结果，第2磁阻元件130a、130b的磁阻效应被抑制，从而阻值变化率显著变小。

在本实施方式所涉及的磁传感器100中，第1磁阻元件120a、120b具有C字状图案121。C字状图案121由圆弧构成。相互邻接的两个C字状图案121彼此通过半圆弧状图案122、123相互连接。如此，第1磁阻元件120a、120b由于不含直线状延伸部，因此磁场检测的各向异性被降低。

进而，在本实施方式所涉及的磁传感器100中，图案120的周向的朝向不同，使得两个第1磁阻元件120a、120b各自的C字状图案121的朝向互不相同，从而磁场检测的各向同性得到提升。

在本实施方式所涉及的磁传感器100中，第2磁阻元件130a、130b具有双重漩涡状图案130。双重漩涡状图案130是主要卷绕大致圆弧状的弯曲部而构成的。圆弧由于是多角形的角的数量成为无限大时的近似形，因此流经双重漩涡状图案130的电流的朝向遍及水平方向的大致全方位(360°)。另外，水平方向是与基板110的表面平行的方向。

此外，在本实施方式所涉及的磁传感器100中，双重漩涡状图案130的中央部通过仅由弯曲部构成的倒S字状图案133来构成。如此，第1磁阻元件120a、120b由于不含直线状延伸部，因此磁阻效应的各向异性被降低。

进而，在本实施方式所涉及的磁传感器100中，双重漩涡状图案130的周向的朝向不同，使得两个第2磁阻元件130a、130b各自的倒S字状图案133的朝向互不相同，从而磁阻效应的各向同性得到提升。

其理由如下所述。如上述那样，双重漩涡状图案130具有关于假想圆C₁的中心而大致180°旋转对称的形状。因而，两个第2磁阻元件130a、130b分别稍微具有磁阻效应的各向异性。

因此，通过使第2磁阻元件130a的双重漩涡状图案130的周向的朝向和第2磁阻元件130b的双重漩涡状图案130的周向的朝向不同，从而能相互缓和各自的磁阻效应的各向异性。

在使第2磁阻元件130a的双重漩涡状图案130的周向的朝向和第2磁阻元件130b的双重漩涡状图案130的周向的朝向相差90°的情况下，最能缓和各自的磁阻效应的各向异。

在该情况下，第2磁阻元件130a为最高灵敏度的方向和第2磁阻元件130b为最低灵敏度的方向一致，第2磁阻元件130a为最低灵敏度的方向和第2磁阻元件130b为最高灵敏度的方向一致。因而，能抑制对磁传感器100施加外部磁场时在中点140与中点141之间产生的电位差根据对磁传感器100施加外部磁场的方向而变动。

双重漩涡状图案130是每单位面积的密度高的形状。第2磁阻元件130a、130b具有双重漩涡状图案130，由此使配置于假想圆C₁内的图案变长，从而能使第2磁阻元件130a、130b成为高阻值。第2磁阻元件130a、130b的电阻值越高，则越能降低磁传感器100的消耗电流。

如上述那样使流经双重漩涡状图案130的电流的朝向在水平方向上分散，来降低两个第2磁阻元件130a、130b各自的磁阻效应的各向异性，从而能抑制外部磁场为0时的磁传感器100的输出由于剩余磁化的影响而出现偏差。

另外，双重漩涡状图案130也可以在相反方向上缠绕，在该情况下，双重漩涡状图案130的中央部通过仅由弯曲部构成的S字状图案来构成。即，一个漩涡状图案和另一个漩涡状图案通过S字状图案而连接。

图7是表示使对本发明的实施方式1所涉及的磁传感器施加外部磁场的施加方向在水平方向上以22.5°间隔在0°～337.5°内变更来求取外部磁场的强度与磁传感器的输出的关系的实验结果的图表。在图7中，在纵轴示出磁传感器的输出电压(mV)，在横轴示出磁通密度(mT)。

如图7所示，在本实施方式所涉及的磁传感器100中，使外部磁场的施加方向在水平方向上以22.5°间隔在0°～337.5°内变更的情况下，也未在外部磁场的强度与磁传感器100的输出的关系中识别出大的变化。即，在本实施方式所涉及的磁传感器100中，确认出磁场检测的各向同性得到提升。此外，还确认出抑制了外部磁场为0时的磁传感器100的输出的偏差。

在本实施方式所涉及的磁传感器100中，由于在第1磁阻元件120a、120b的内侧配置第2磁阻元件130a、130b，因此能使磁传感器100小型。此外，在磁传感器100中，由于不需要使对第1磁阻元件120a、120b和第2磁阻元件130a、130b进行连接的布线立体地迂回，因此能以简易的制造工艺来制造磁传感器100。

以下，参照附图来说明本发明的实施方式2所涉及的磁传感器。另外，在本实施方式所涉及的磁传感器中，由于第1磁阻元件以及第2磁阻元件分别所具有的图案主要不同于实施方式1所涉及的磁传感器100，因此对其他构成不重复说明。

(实施方式2)

图8是表示构成本发明的实施方式2所涉及的磁传感器的桥接电路的四个磁阻元件的图案的俯视图。图9是表示本发明的实施方式2所涉及的磁传感器的第2磁阻元件所具有的图案的俯视图。图10是表示本发明的实施方式2所涉及的磁传感器的第2磁阻元件所具有的图案中所含的单位图案的俯视图。

如图8、9所示，本发明的实施方式2所涉及的磁传感器200的第1磁阻元件120a、120b的图案包含在俯视时沿着假想圆C₂的圆周被配置为在假想圆C₂的径向上排列且相互连接的五个第1单位图案。五个第1单位图案分别位于沿着假想圆C₂的圆周中布线146、148、150、152所位于的部分开放的假想C字形状C₂₁的位置。五个第1单位图案分别是沿着假想C字形状C₂₁被配置为在假想圆C₂的径向上排列的C字状图案。

如图8所示，两个第1磁阻元件120a、120b各自的周向的朝向不同，使得假想C字形状C₂₁的朝向互不相同。即，两个第1磁阻元件120a、120b各自的图案的周向的朝向不同，使得C字状图案的朝向互不相同。

在本实施方式中，两个第1磁阻元件120a、120b各自的图案的周向的朝向相差90°，使得C字状图案的朝向彼此相差90°。

本发明的实施方式2所涉及的磁传感器200的第2磁阻元件230a、230b具有图案230，其包含具有多个折曲部且折返的16个第2单位图案270。图案230由比第1磁阻元件120a、120b的图案细的图案构成。

如图9所示，16个第2单位图案270沿着假想圆C₂的圆周被配置为在假想圆C₂的周向上排列且相互连接。如图10所示，第2单位图案270在始端部270a至末端部270b之间具有14个折曲部B₁～B₁₄以及15个直线状延伸部L₁～L₁₅，且进行折返。即，第2单位图案270具有将始端部270a以及末端部270b作为口部的袋状的形状。

在本实施方式中，第2单位图案270在14个折曲部B₁～B₁₄分别折曲为直角。第2单位图案270不含10μm以上的长度的直线状延伸部。即，15个直线状延伸部L₁～L₁₅各自的长度短于10μm。

由此，使电流流经第2单位图案270的朝向在水平方向上分散，从而能降低第2磁阻元件230a、230b的磁阻效应的各向异性。此外，能抑制外部磁场为0时的磁传感器200的输出由于剩余磁化的影响而出现偏差。

进而，多个第2单位图案270沿着假想圆C₂的圆周而配置，由此使电流流经图案230的朝向在水平方向上分散，从而能降低第2磁阻元件230a、230b的磁阻效应的各向异性。

不过，第2磁阻元件230a、230b所具有的图案并不限于上述内容，只要包含不含10μm以上的长度的直线状延伸部、具有多个折曲部且折返的多个第2单位图案即可。例如，第2单位图案270可以在14个折曲部B₁～B₁₄分别弯曲。在该情况下，使电流流经第2单位图案270的朝向在水平方向上进一步分散，从而能进一步降低第2磁阻元件230a、230b的磁阻效应的各向异性。

两个第2磁阻元件230a、230b各自的图案230的周向的朝向不同。在本实施方式中，两个第2磁阻元件230a、230b各自的图案230的周向的朝向相差90°。由此，能相互缓和两个第2磁阻元件230a、230b各自的磁阻效应的各向异性。

在本实施方式所涉及的磁传感器200中，由于在第1磁阻元件120a、120b的内侧配置第2磁阻元件230a、230b，因此也能使磁传感器200小型。此外，在磁传感器200中，由于不需要使对第1磁阻元件120a、120b和第2磁阻元件230a、230b进行连接的布线立体地迂回，因此也能以简易的制造工艺来制造磁传感器200。

以下，参照附图来说明本发明的实施方式3所涉及的磁传感器。另外，在本实施方式所涉及的磁传感器中，由于第1磁阻元件以及第2磁阻元件分别所具有的图案主要不同于实施方式1所涉及的磁传感器100，因此对其他构成不重复说明。

(实施方式3)

图11是表示构成本发明的实施方式3所涉及的磁传感器的桥接电路的四个磁阻元件的图案的俯视图。图12是表示本发明的实施方式3所涉及的磁传感器的第2磁阻元件所具有的图案的俯视图。

如图11、12所示，本发明的实施方式3所涉及的磁传感器300的第1磁阻元件120a、120b的图案包含在俯视时沿着假想圆C₃的圆周被配置为在假想圆C₃的径向上排列且相互连接的两个第1单位图案。两个第1单位图案分别位于沿着假想圆C₃的圆周中布线146、148、150、152所位于的部分开放的假想C字形状C₃₁的位置。两个第1单位图案分别是沿着假想C字形状C₃₁被配置为在假想圆C₃的径向上排列的C字状图案。

如图11所示，两个第1磁阻元件120a、120b各自的周向的朝向不同，使得假想C字形状C₃₁的朝向互不相同。即，两个第1磁阻元件120a、120b各自的图案的周向的朝向不同，使得C字状图案的朝向互不相同。

在本实施方式中，两个第1磁阻元件120a、120b各自的图案的周向的朝向相差90°，使得C字状图案的朝向彼此相差90°。

本发明的实施方式3所涉及的磁传感器300的第2磁阻元件330a、330b具有包含多个第2单位图案的图案330。多个第2单位图案分别是直径小于10μm的球状图案331。多个球状图案331相互空出间隔地呈双重漩涡状排列。多个球状图案331各自相互通过布线而连接。球状图案331彼此的间隔越窄越优选。多个球状图案331各自的直径的尺寸小于第1磁阻元件120a、120b的图案的宽度的尺寸。

各球状图案331中位于直线上的长度由于在水平方向的全方位(360°)相同，因此通过用直径小于10μm的多个球状图案331构成图案330，从而能降低第2磁阻元件330a、330b的磁阻效应的各向异性。此外，通过呈双重漩涡状排列配置多个球状图案331，从而能使电流流经球状图案331的朝向遍及水平方向的大致全方位(360°)。

使电流流经图案330的朝向在水平方上分散，来降低第2磁阻元件330a、330b的磁阻效应的各向异性，从而能抑制外部磁场为0时的磁传感器300的输出由于剩余磁化的影响而出现偏差。

两个第2磁阻元件330a、330b各自的图案330的周向的朝向不同。在本实施方式中，两个第2磁阻元件330a、330b各自的图案330的周向的朝向相差90°。由此，能相互缓和两个第2磁阻元件330a、330b各自的磁阻效应的各向异性。

图13是表示使对本发明的实施方式3所涉及的磁传感器施加外部磁场的施加方向在水平方向上以22.5°间隔在0°～337.5°内变更来求取外部磁场的强度与磁传感器的输出的关系的实验结果的图表。在图13中，在纵轴示出磁传感器的输出电压(mV)，在横轴示出磁通密度(mT)。

如图13所示，在本实施方式所涉及的磁传感器300中，使外部磁场的施加方向在水平方向上以22.5°间隔在0°～337.5°内变更的情况下，也未在外部磁场的强度与磁传感器300的输出的关系中识别出大的变化。即，在本实施方式所涉及的磁传感器300中，确认出磁场检测的各向同性得到提升。此外，还确认出抑制了外部磁场为0时的磁传感器300的输出的偏差。进而，在本实施方式所涉及的磁传感器300中，确认出外部磁场的强度与磁传感器300的输出大致直线地成正比。

在本实施方式所涉及的磁传感器300中，由于在第1磁阻元件120a、120b的内侧配置第2磁阻元件330a、330b，因此也能使磁传感器300小型。此外，在磁传感器300中，由于不需要使对第1磁阻元件120a、120b和第2磁阻元件330a、330b进行连接的布线立体地迂回，因此能以简易的制造工艺来制造磁传感器300。

以下，参照附图来说明本发明的实施方式4所涉及的磁传感器。另外，在本实施方式所涉及的磁传感器400中，由于第1磁阻元件以及第2磁阻元件分别所具有的图案主要不同于实施方式1所涉及的磁传感器100，因此对其他构成不重复说明。

(实施方式4)

图14是表示构成本发明的实施方式4所涉及的磁传感器的桥接电路的四个磁阻元件的图案的俯视图。图15是表示本发明的实施方式4所涉及的磁传感器的第1磁阻元件所具有的图案的俯视图。图16是表示本发明的实施方式4所涉及的磁传感器的第2磁阻元件所具有的图案的俯视图。

如图14、15所示，本发明的实施方式4所涉及的磁传感器400的第1磁阻元件420a、420b的图案包含在俯视时沿着假想圆C₄的圆周被配置为在假想圆C₄的周向上排列且相互连接的15个第1单位图案410。15个第1单位图案410分别位于沿着假想圆C₄的圆周中布线146、148、150、152所位于的部分开放的假想C字形状C₄₁的位置。15个第1单位图案410分别是从假想圆C₄的中心侧呈辐射状配置的折返状图案。

折返状图案包含：相互空出间隔地从假想圆C₄的中心侧呈辐射状延伸的直线状延伸部421、423；以及对直线状延伸部421的前端和直线状延伸部423的前端进行连接的直线状延伸部422。直线状延伸部421和直线状延伸部422相互垂直。直线状延伸部423和直线状延伸部422相互垂直。

如图14所示，两个第1磁阻元件420a、420b各自的周向的朝向不同，使得假想C字形状C₄₁的朝向互不相同。即，两个第1磁阻元件420a、420b各自的图案420的周向的朝向不同。在本实施方式中，两个第1磁阻元件420a、420b各自的图案430的周向的朝向相差90°。

在本发明的实施方式2所涉及的磁传感器400的第2磁阻元件430a、430b中具有图案430，其包含作为沿着假想圆C₄的圆周呈线对称地被配置为在假想圆C₄的径向上排列的第2图案的12个半圆弧状图案431。图案430由比第1磁阻元件420a、420b的图案420细的图案构成。

在位于处在最内侧的半圆弧状图案431的外侧的10个半圆弧状图案431中，从内侧起依次相互邻接的两个半圆弧状图案431的一端彼此通过半圆弧状图案432相互连接。从内侧起依次相互邻接的两个半圆弧状图案431的另一端彼此通过半圆弧状图案433相互连接。位于最内侧且相互呈线对称的半圆弧状图案431彼此将相互的一端彼此通过直线状延伸部434连接。直线状延伸部434的长度短于10μm。

第2磁阻元件430a、430b的图案430包含四个半圆弧状图案432、六个半圆弧状图案433以及直线状延伸部434。由此，12个半圆弧状图案431串联连接。半圆弧状图案432、433不含直线状延伸部，仅由弯曲部构成。

在本实施方式所涉及的磁传感器400中，15个第1单位图案410沿着假想圆C₄的圆周而配置，由此使电流流经图案420的朝向在水平方向上分散，从而能降低第1磁阻元件430a、430b的磁阻效应的各向异性。

在本实施方式所涉及的磁传感器400中，第2磁阻元件420a、420b具有半圆弧状图案431。半圆弧状图案431由圆弧构成。相互邻接的两个半圆弧状图案431彼此通过半圆弧状图案432、433相互连接。第1磁阻元件420a、420b由于仅包含长度短于10μm的直线状延伸部434，因此磁场检测的各向异性被降低。

两个第2磁阻元件430a、430b各自的图案430的周向的朝向不同。在本实施方式中，两个第2磁阻元件430a、430b各自的图案430的周向的朝向相差90°。由此，能相互缓和两个第2磁阻元件430a、430b各自的磁阻效应的各向异性。

在本实施方式所涉及的磁传感器400中，由于在第1磁阻元件420a、420b的内侧配置第2磁阻元件430a、430b，因此也能使磁传感器400小型。此外，在磁传感器400中，由于不需要使对第1磁阻元件420a、420b和第2磁阻元件430a、430b进行连接的布线立体地迂回，因此也能以简易的制造工艺来制造磁传感器400。

本次公开的实施方式在所有点上都是例示，而不应认为是限制性的。本发明的范围不是通过上述的说明而是通过要求保护的范围示出，意图包含与要求保护的范围等同的意思以及范围内的全部变更。

标号说明

10 磁性体层；

20 导电层；

30 保护层；

100、200、300、400 磁传感器；

110 基板；

120、230、330、420、430 图案；

120a、120b、420a、420b、430a、430b 第1磁阻元件；

121、133 C字状图案；

122、123、431、432、433 半圆弧状图案；

130 重漩涡状图案；

130a、130b、230a、230b、330a、330b、420a、420b、430a、430b 第2磁阻元件；

131、132 漩涡状图案；

140、141 中点；

145、146、148、149、150、152 布线；

160 差动放大器；

161 温度补偿电路；

162 开关电路；

163 驱动器；

270 第2单位图案；

270a 始端部；

270b 末端部；

331 球状图案；

410 第1单位图案；

421、422、423、434、L₁～L₁₅ 直线状延伸部；

B₁～B₁₄ 弯曲部；

C₁、C₂、C₃、C₄ 假想圆；

C₁₁、C₂₁、C₃₁、C₄₁ C字形状。

Claims (10)

1.一种磁传感器，具备通过布线相互电连接且构成桥接电路的多个磁阻元件，其中，

所述多个磁阻元件包含成对的第1磁阻元件以及第2磁阻元件，

所述第1磁阻元件的阻值变化率大于所述第2磁阻元件的阻值变化率，

所述第1磁阻元件包含：多个第1单位图案，在俯视时沿着假想圆的圆周被配置为在该假想圆的周向或径向上排列，且相互连接，

所述第2磁阻元件在俯视时位于所述假想圆的中心侧，且被所述第1磁阻元件包围。

2.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，

所述第2磁阻元件包含：多个第2单位图案，分别比所述多个第1单位图案细，且相互连接。

3.根据权利要求2所述的磁传感器，其中，

所述第2磁阻元件与从所述假想圆的中心侧连至所述假想圆的外侧的所述布线连接，

所述多个第1单位图案分别位于沿着所述假想圆的圆周中所述布线所位于的部分开放的假想C字形状的位置。

4.根据权利要求3所述的磁传感器，其中，

所述磁传感器包含两对的所述第1磁阻元件以及所述第2磁阻元件，

两对的所述第1磁阻元件以及所述第2磁阻元件中所含的两个第1磁阻元件各自的周向的朝向不同，使得所述假想C字形状的朝向互不相同。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的磁传感器，其中，

所述第2磁阻元件在俯视时具有双重漩涡状图案，

所述双重漩涡状图案包含：作为所述多个第2单位图案之中的一者的一个漩涡状图案；作为所述多个第2单位图案之中的另一者的另一个漩涡状图案；和在该双重漩涡状图案的中央部对该一个漩涡状图案以及该另一个漩涡状图案进行连接的S字状图案或倒S字状图案。

6.根据权利要求2～4中任一项所述的磁传感器，其中，

所述多个第2单位图案分别具有多个折曲部且进行折返，且不含10μm以上的长度的直线状延伸部。

7.根据权利要求2～4中任一项所述的磁传感器，其中，

所述多个第2单位图案分别是沿着所述假想圆的圆周呈线对称地被配置为在该假想圆的径向上排列的半圆弧状图案。

8.根据权利要求2～4中任一项所述的磁传感器，其中，

所述多个第2单位图案分别是直径小于10μm的球状图案。

9.根据权利要求3或4所述的磁传感器，其中，

所述多个第1单位图案分别是沿着所述假想C字形状被配置为在所述假想圆的径向上排列的C字状图案。

10.根据权利要求3或4所述的磁传感器，其中，

所述多个第1单位图案分别是从所述假想圆的中心侧呈辐射状配置的折返状图案。