JP6580357B2 - Magnetic sensor - Google Patents
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Description
本発明は、磁気抵抗効果素子を有する磁気センサに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor having a magnetoresistive effect element.
磁気抵抗効果素子を有する磁気センサは、例えば、携帯電話等の携帯機器に組み込まれる地磁気を検知する地磁気センサとして使用されうる。 A magnetic sensor having a magnetoresistive element can be used as a geomagnetic sensor that detects geomagnetism incorporated in a portable device such as a mobile phone.
例えば、特許文献1に開示される磁気センサは、磁気抵抗効果を有する素子部に軟磁性体によって外部磁界を導く構成を有している。 For example, the magnetic sensor disclosed in Patent Document 1 has a configuration in which an external magnetic field is guided to a device portion having a magnetoresistive effect by a soft magnetic material.
しかしながら、このような磁気センサでは、保磁力を超える外部磁界が軟磁性体に作用することによって、外部磁界の作用後の残留磁化状態(外部磁界を取り除いたあとの磁化状態)が初期の磁化状態から変動してしまうことがある。そのため、軟磁性体自身により生じる磁界も変動し、この変動が素子部に検知されて磁気センサの出力のヒステリシスとして現れることがあった。 However, in such a magnetic sensor, an external magnetic field exceeding the coercive force acts on the soft magnetic material, so that the remanent magnetization state (magnetization state after removing the external magnetic field) after the action of the external magnetic field is the initial magnetization state. May vary. For this reason, the magnetic field generated by the soft magnetic material itself also fluctuates, and this fluctuation may be detected by the element portion and appear as hysteresis of the output of the magnetic sensor.
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、ヒステリシスを改善した磁気センサを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention is to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a magnetic sensor with improved hysteresis.
本発明は、上記目的を達成するために、平面視で帯状に延在し、幅方向の感度軸を有する磁気検知部分が設けられた磁気検知体と、外部磁界の磁路を形成するように前記磁気検知体に沿って並べられた軟磁性材料からなる複数の磁路形成体とを有し、前記複数の磁路形成体のうちの隣り合う2つの磁路形成体が、前記磁気検知体に沿って帯状に延在するとともに平面視で前記磁気検知部分を前記幅方向に挟み、互いの間を前記外部磁界が進行可能に対向して配置される一対の磁界渡し部分を有し、前記磁気検知体は、平面視で素子部における電極部が重ねられていない部分と前記電極部が重ねられた部分とが交互に並んでおり、前記素子部における前記電極部が重ねられていない部分が前記磁気検知部分として機能し、前記磁気検知部分が、前記一対の磁界渡し部分のそれぞれの延在方向中央部分の両方と前記幅方向に対向して配置され、前記磁路形成体に生じた残留磁化の前記磁気検知部分に対する磁界について前記感度軸に沿った方向の成分が前記磁気検知体の延在方向の成分よりも小さくなるように、前記延在方向中央部分から前記磁界渡し部分の先端が、前記素子部における電極部が重ねられた部分と対向する方向に延出して配置されることを特徴とする磁気センサである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention forms a magnetic path of an external magnetic field and a magnetic detection body provided with a magnetic detection portion extending in a band shape in plan view and having a sensitivity axis in the width direction. A plurality of magnetic path forming bodies made of a soft magnetic material arranged along the magnetic sensing body, and two adjacent magnetic path forming bodies among the plurality of magnetic path forming bodies are the magnetic sensing body. And a pair of magnetic field passing portions arranged so as to face each other so that the external magnetic field can travel between each other, extending in a band shape along the plane and sandwiching the magnetic detection portion in the width direction in plan view, In the magnetic detector, in a plan view, a portion where the electrode portion in the element portion is not overlapped and a portion where the electrode portion is overlapped are alternately arranged, and a portion where the electrode portion in the element portion is not overlapped is arranged. It functions as the magnetic detection portion, and the magnetic detection portion is Serial is arranged to face the width direction and both of the respective extending direction central portion of the pair of the magnetic field passing portion, along the sensitive axis for magnetic fields to said magnetic detection portion of the residual magnetization generated in the magnetic path forming member The tip of the magnetic field passing portion from the central portion in the extending direction faces the portion where the electrode portion of the element portion is overlapped so that the component in the extending direction is smaller than the component in the extending direction of the magnetic detector. it is arranged extending in the direction of a magnetic sensor characterized by.
本発明によれば、外部磁界の磁路を形成するように磁気検知体に沿って軟磁性材料からなる複数の磁路形成体が並べられている。これら複数の磁路形成体のうちの隣り合う2つの磁路形成体が、磁気検知体に沿って帯状に延在するとともに平面視で磁気検知体の磁気検知部分を幅方向に挟み、互いの間を外部磁界が進行可能に対向して配置される一対の磁界渡し部分を有している。そして、磁気検知部分が、前記一対の磁界渡し部分のそれぞれの延在方向中央部分のうちの一方又は両方と前記幅方向に対向して配置され、前記延在方向中央部分が前記磁気検知部分と対向する前記磁界渡し部分は、その先端が前記素子部における電極部が重ねられた部分と対向して配置されている。これにより、一対の磁界渡し部分は、帯状に延在していることから形状磁気異方性により先端に磁極が現れ、この先端から離れるにしたがって磁界の向きが延在方向に沿うように変化し、つまり、磁界における延在方向に直交する成分が小さくなりかつ延在方向に平行な成分が大きくなる。そのため、一対の磁界渡し部分の先端から離れて磁気検知部分を配置することで、磁路形成体に残留磁化が生じた場合であっても、磁気検知部分によって検知される当該残留磁化による磁界について当該磁気検知部分の感度軸方向の成分をより小さくすることができ、残留磁化の変化の影響を低減することができる。 According to the present invention, a plurality of magnetic path forming bodies made of a soft magnetic material are arranged along the magnetic detector so as to form a magnetic path of an external magnetic field. Two adjacent magnetic path forming bodies of the plurality of magnetic path forming bodies extend in a strip shape along the magnetic detection body and sandwich the magnetic detection portion of the magnetic detection body in the width direction in a plan view. It has a pair of magnetic field passing portions arranged so as to face each other so that an external magnetic field can travel. And a magnetic detection part is arrange | positioned facing the said width direction with one or both of the extension direction center parts of each of a pair of said magnetic field transfer parts, and the said extension direction center part is said magnetic detection part. The opposing magnetic field passing portion is disposed so that the tip thereof faces the portion where the electrode portion of the element portion is overlapped . As a result, since the pair of magnetic field passing portions extend in a band shape, a magnetic pole appears at the tip due to the shape magnetic anisotropy, and the direction of the magnetic field changes along the extending direction as the distance from the tip increases. That is, the component perpendicular to the extending direction in the magnetic field is reduced and the component parallel to the extending direction is increased. Therefore, even if residual magnetization is generated in the magnetic path forming body by disposing the magnetic detection part away from the tips of the pair of magnetic field transfer parts, the magnetic field due to the residual magnetization detected by the magnetic detection part The component in the sensitivity axis direction of the magnetic detection portion can be further reduced, and the influence of the change in residual magnetization can be reduced.
また、本発明では、前記磁気検知部分が、前記一対の磁界渡し部分のそれぞれの延在方向中央部分のうちの一方又は両方と前記幅方向に対向して配置されている。これにより、磁気検知部分が、一対の磁界渡し部分の先端からより離れてその延在方向中央位置付近に配置されるので、磁気検知部分によって検知される磁路形成体の残留磁化による磁界について当該磁気検知部分の感度軸方向の成分をさらに小さくすることができ、残留磁化の変化の影響をさらに低減することができる。 In the present invention, the magnetic detection portion, that is located in one or the opposite both the in the width direction of the respective extending direction central portion of said pair of magnetic field spanning portions. As a result, the magnetic detection part is arranged farther from the tip of the pair of magnetic field transfer parts and near the center position in the extending direction, so that the magnetic field due to the residual magnetization of the magnetic path forming body detected by the magnetic detection part The component in the sensitivity axis direction of the magnetic detection portion can be further reduced, and the influence of the change in residual magnetization can be further reduced.
また、本発明では、前記隣り合う2つの磁路形成体のそれぞれが、前記磁気検知体と交差して前記幅方向に延在する交差部分と、前記交差部分における前記幅方向の一端部から前記磁気検知体に沿って帯状に延在する第1磁界渡し部分と、前記交差部分における前記幅方向の他端部から前記磁気検知体に沿って前記第1磁界渡し部分と反対方向に帯状に延在する第2磁界渡し部分と、を有し、前記隣り合う2つの磁路形成体のうちの一方の磁路形成体の前記第2磁界渡し部分と他方の磁路形成体の前記第1磁界渡し部分とで、前記一対の磁界渡し部分を構成し、前記一対の磁界渡し部分を構成する、前記一方の磁路形成体の前記磁気検知部分と対向する前記延在方向中央部分を有する前記第2磁界渡し部分が、その前記第1磁界渡し部分より長く形成されており、前記他方の磁路形成体の前記磁気検知部分と対向する前記延在方向中央部分を有する前記第1磁界渡し部分が、その前記第2磁界渡し部分より長く形成されていることが好ましい。 Further, in the present invention, each of the two adjacent magnetic path forming bodies intersects the magnetic detector and extends in the width direction, and from the one end in the width direction at the intersecting portion. A first magnetic field passing portion extending in a strip shape along the magnetic detector, and a strip extending in the opposite direction to the first magnetic field passing portion along the magnetic detector from the other end in the width direction at the intersecting portion. A second magnetic field transfer portion, and the second magnetic field transfer portion of one of the two adjacent magnetic path formation members and the first magnetic field of the other magnetic path formation member. The transfer portion constitutes the pair of magnetic field transfer portions, and the pair of magnetic field transfer portions constitutes the pair of magnetic field transfer portions and has the central portion in the extending direction facing the magnetic detection portion of the one magnetic path forming body. 2 magnetic field passing portion than the first magnetic field passing portion Ku is formed, the first magnetic field spanning portions having the magnetic detection portion opposed to the extending direction central portion of the other magnetic path forming member is formed longer than the second magnetic field spanning portions It is preferable.
また、本発明では、前記隣り合う2つの磁路形成体のうちの一方又は両方における厚さが、3μm以上であることが好ましい。 Moreover, in this invention, it is preferable that the thickness in one or both of the said two adjacent magnetic path formation bodies is 3 micrometers or more.
本発明によれば、ヒステリシスを改善することができる。 According to the present invention, hysteresis can be improved.
以下に、本発明の一実施形態に係る磁気センサについて、図1〜図7を参照して説明する。 Hereinafter, a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の一実施形態に係る磁気センサの概略図(平面図)である。図2は、図1の磁気センサが有する第1の磁気抵抗効果素子及び第4の磁気抵抗効果素子の一部を拡大して示した磁気センサの部分拡大平面図である。図3は、図2のA−A線に沿って切断し矢印方向から見た磁気センサの部分拡大断面図である。図4は、図2のB−B線に沿って切断し矢印方向から見た磁気センサの部分拡大断面図である。図5は、図1の磁気センサが有する第2の磁気抵抗効果素子及び第3の磁気抵抗効果素子の一部を拡大して示した磁気センサの部分拡大平面図である。図6は、本発明の比較例に係る磁気センサが有する第1の磁気抵抗効果素子及び第4磁気抵抗効果素子の一部を拡大して示した磁気センサの部分拡大平面図である。図7は、本発明の比較例に係る磁気センサが有する第2の磁気抵抗効果素子及び第3磁気抵抗効果素子の一部を拡大して示した磁気センサの部分拡大平面図である。図8は、棒磁石によって生じる磁界(磁力線)を模式的に示す図である。 FIG. 1 is a schematic view (plan view) of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged plan view of the magnetic sensor showing a part of the first magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element included in the magnetic sensor of FIG. FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of the magnetic sensor taken along the line AA in FIG. 2 and viewed from the direction of the arrows. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the magnetic sensor taken along the line BB in FIG. 2 and viewed from the direction of the arrow. FIG. 5 is a partially enlarged plan view of the magnetic sensor showing a part of the second magnetoresistive effect element and the third magnetoresistive effect element included in the magnetic sensor of FIG. FIG. 6 is a partially enlarged plan view of the magnetic sensor showing a part of the first magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element included in the magnetic sensor according to the comparative example of the present invention. FIG. 7 is a partially enlarged plan view of the magnetic sensor showing a part of the second magnetoresistive element and the third magnetoresistive element included in the magnetic sensor according to the comparative example of the present invention. FIG. 8 is a diagram schematically showing a magnetic field (lines of magnetic force) generated by a bar magnet.
各図に示すX1−X2方向、及びY1−Y2方向は一平面内にて直交する2方向を示し、Z方向は前記一平面に対して直交する方向を示している。 The X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction shown in each drawing indicate two directions orthogonal to each other in one plane, and the Z direction indicates a direction orthogonal to the one plane.
本実施形態における磁気センサSは、磁気抵抗効果素子を有しており、例えば、携帯電話等の携帯機器に搭載される地磁気センサとして構成される。 The magnetic sensor S in the present embodiment has a magnetoresistive effect element, and is configured as a geomagnetic sensor mounted on a mobile device such as a mobile phone, for example.
磁気センサSは、図1に示すように、矩形状の磁気抵抗効果素子の形成領域Kを有している。この形成領域Kには、その中心KcからX1−X2方向及びY1−Y2方向に分割された4つの領域部分が設けられている。これら4つの領域部分内には、第1の磁気抵抗効果素子1、第2の磁気抵抗効果素子2、第3の磁気抵抗効果素子3、第4の磁気抵抗効果素子4が形成されている。図1では、各領域部分について、磁気抵抗効果素子1〜4の形状を省略して図示している。 As shown in FIG. 1, the magnetic sensor S has a rectangular magnetoresistive element formation region K. The formation region K is provided with four region portions divided from the center Kc in the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction. A first magnetoresistive effect element 1, a second magnetoresistive effect element 2, a third magnetoresistive effect element 3, and a fourth magnetoresistive effect element 4 are formed in these four region portions. In FIG. 1, the shape of the magnetoresistive effect elements 1 to 4 is omitted for each region portion.
第1の磁気抵抗効果素子1及び第3の磁気抵抗効果素子3は、入力端子5に接続されている。また、第2の磁気抵抗効果素子2及び第4の磁気抵抗効果素子4は、接地端子6に接続されている。また、第1の磁気抵抗効果素子1と第2の磁気抵抗効果素子2との間には、第1の出力端子7が接続されている。また、第3の磁気抵抗効果素子3と第4の磁気抵抗効果素子4との間には、第2の出力端子8が接続されている。このように第1の磁気抵抗効果素子1、第2の磁気抵抗効果素子2、第3の磁気抵抗効果素子3及び第4の磁気抵抗効果素子4によりブリッジ回路が構成されている。 The first magnetoresistance effect element 1 and the third magnetoresistance effect element 3 are connected to the input terminal 5. The second magnetoresistance effect element 2 and the fourth magnetoresistance effect element 4 are connected to the ground terminal 6. A first output terminal 7 is connected between the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2. A second output terminal 8 is connected between the third magnetoresistive element 3 and the fourth magnetoresistive element 4. As described above, the first magnetoresistive element 1, the second magnetoresistive element 2, the third magnetoresistive element 3, and the fourth magnetoresistive element 4 form a bridge circuit.
第1の磁気抵抗効果素子1は、図2に示すように、磁気検知体10と、磁気検知体10と非接触に配置された複数の磁路形成体としての軟磁性体12と、を備えている。なお、第4の磁気抵抗効果素子4についても、図2に示す構成を有している。 As shown in FIG. 2, the first magnetoresistive element 1 includes a magnetic detector 10 and a soft magnetic body 12 as a plurality of magnetic path forming bodies arranged in non-contact with the magnetic detector 10. ing. Note that the fourth magnetoresistive element 4 also has the configuration shown in FIG.
磁気検知体10は、複数の素子部11と、複数の電極部16と、複数の接続部17と、を有している。磁気検知体10は、複数の素子部11の端部が接続部17によって接続されることにより互いに連なって帯状に形成されている。本実施形態の磁気検知体10は、平面視でミアンダ形状(蛇腹形状)に形成されている。 The magnetic detection body 10 includes a plurality of element portions 11, a plurality of electrode portions 16, and a plurality of connection portions 17. The magnetic detection body 10 is formed in a band shape by being connected to each other by connecting the end portions of the plurality of element portions 11 with the connection portion 17. The magnetic detector 10 of the present embodiment is formed in a meander shape (bellows shape) in plan view.
複数の素子部11は、図3に示すように、それぞれがX1−X2方向に直線帯状に延在して形成されており、Y1−Y2方向に間隔をあけて互いに平行に配置されている。各素子部11の幅寸法(Y1−Y2方向への寸法)は、0.5〜5μm程度、各素子部11の長さ寸法(X1−X2方向への寸法)は、2〜300μm程度であり、各素子部11のアスペクト比(長さ寸法/幅寸法)は、4〜600程度となっている。 As shown in FIG. 3, each of the plurality of element portions 11 is formed to extend in a straight strip shape in the X1-X2 direction, and is arranged in parallel to each other with an interval in the Y1-Y2 direction. The width dimension (dimension in the Y1-Y2 direction) of each element part 11 is about 0.5 to 5 μm, and the length dimension (dimension in the X1-X2 direction) of each element part 11 is about 2 to 300 μm. The aspect ratio (length dimension / width dimension) of each element unit 11 is about 4 to 600.
各素子部11は、図3に示すように、基板15表面の絶縁下地層19上に形成される。 Each element portion 11 is formed on an insulating base layer 19 on the surface of the substrate 15 as shown in FIG.
各素子部11は、例えば、図3下方から順に積層された非磁性下地層60、固定磁性層61、非磁性材料層62、フリー磁性層63及び保護層64を有している。各素子部11を構成するこれら各層60〜64は、例えば、絶縁下地層19上にスパッタリングにて順次成膜されて積層される。 Each element unit 11 includes, for example, a nonmagnetic underlayer 60, a pinned magnetic layer 61, a nonmagnetic material layer 62, a free magnetic layer 63, and a protective layer 64, which are sequentially stacked from the bottom of FIG. Each of these layers 60 to 64 constituting each element unit 11 is sequentially deposited and laminated on the insulating base layer 19 by sputtering, for example.
固定磁性層61は、第1磁性層61a及び第2磁性層61bと、これら第1磁性層61a及び第2磁性層61b間に介在する非磁性中間層61cとの積層フェリ構造を有している。第1磁性層61a及び第2磁性層61bは、CoFe合金(コバルト−鉄合金)などの軟磁性材料で形成されている。非磁性中間層61c、はRu(ルテニウム)等である。非磁性材料層62はCu(銅)などの非磁性材料で形成されている。フリー磁性層63は、NiFe合金(ニッケル−鉄合金)などの軟磁性材料で形成されている。保護層64はTa(タンタル)などで形成されている。 The pinned magnetic layer 61 has a laminated ferrimagnetic structure of a first magnetic layer 61a and a second magnetic layer 61b and a nonmagnetic intermediate layer 61c interposed between the first magnetic layer 61a and the second magnetic layer 61b. . The first magnetic layer 61a and the second magnetic layer 61b are made of a soft magnetic material such as a CoFe alloy (cobalt-iron alloy). The nonmagnetic intermediate layer 61c is made of Ru (ruthenium) or the like. The nonmagnetic material layer 62 is formed of a nonmagnetic material such as Cu (copper). The free magnetic layer 63 is made of a soft magnetic material such as a NiFe alloy (nickel-iron alloy). The protective layer 64 is made of Ta (tantalum) or the like.
本実施形態では、固定磁性層61を積層フェリ構造として、第1磁性層61aと第2磁性層61bとが反平行に磁化固定されたセルフピン止め型を採用している。このセルフピン止め型では、反強磁性層を用いず、よって磁場中熱処理を施すことなく固定磁性層61を構成する第1磁性層61aと第2磁性層61bとを磁化固定している。なお、第1磁性層61aと第2磁性層61bとの磁化固定力は、外部磁界が作用したときでも磁化揺らぎが生じない程度の大きさであれば足りる。 In the present embodiment, a self-pinning type in which the pinned magnetic layer 61 has a laminated ferrimagnetic structure and the first magnetic layer 61a and the second magnetic layer 61b are fixed in antiparallel with magnetization is employed. In this self-pinning type, the first magnetic layer 61a and the second magnetic layer 61b constituting the pinned magnetic layer 61 are fixed by magnetization without using an antiferromagnetic layer and thus without performing heat treatment in a magnetic field. It should be noted that the magnetization pinning force between the first magnetic layer 61a and the second magnetic layer 61b only needs to be large enough not to cause magnetization fluctuation even when an external magnetic field is applied.
もちろん、上述した素子部11の構造は一例であって、素子部11に他の構造を採用してもよい。例えば、反強磁性層、固定磁性層、非磁性層、フリー磁性層及び保護層の順に積層された積層構造を有する構成とすることもできる。かかる構成では、反強磁性層と固定磁性層との間で交換結合磁界(Hex)を生じさせて固定磁性層の磁化方向を固定することが可能である。また、下からフリー磁性層63、非磁性材料層62、固定磁性層61、及び保護層64の順に積層された積層構造とされてもよい。また固定磁性層61は、第1磁性層61aと第2磁性層61bとの磁化の大きさが同じで磁化方向が反平行である構成にできる。 Of course, the structure of the element unit 11 described above is an example, and another structure may be adopted for the element unit 11. For example, a configuration in which an antiferromagnetic layer, a pinned magnetic layer, a nonmagnetic layer, a free magnetic layer, and a protective layer are stacked in this order may be employed. In such a configuration, it is possible to fix the magnetization direction of the pinned magnetic layer by generating an exchange coupling magnetic field (Hex) between the antiferromagnetic layer and the pinned magnetic layer. Alternatively, a laminated structure in which the free magnetic layer 63, the nonmagnetic material layer 62, the pinned magnetic layer 61, and the protective layer 64 are laminated in that order from the bottom may be employed. The pinned magnetic layer 61 can be configured such that the first magnetic layer 61a and the second magnetic layer 61b have the same magnetization magnitude and the magnetization directions are antiparallel.
各素子部11を構成する第2磁性層61bの固定磁化方向(P;感度軸方向)はY2方向(即ち、素子部11の幅方向)である(図2、図3参照)。この固定磁化方向(P)が固定磁性層61の固定磁化方向である。 The fixed magnetization direction (P; sensitivity axis direction) of the second magnetic layer 61b constituting each element unit 11 is the Y2 direction (that is, the width direction of the element unit 11) (see FIGS. 2 and 3). This fixed magnetization direction (P) is the fixed magnetization direction of the fixed magnetic layer 61.
複数の電極部16は、図2に示すように、一部が各素子部11に接してX1−X2方向に間隔T1を空けて配置されている。 As shown in FIG. 2, the plurality of electrode portions 16 are partly in contact with each element portion 11 and are arranged at an interval T1 in the X1-X2 direction.
図3に示すように、上記一部の電極部16の形成位置では、保護層64の一部が削られており、それにより形成された凹み部64a上に上記一部の電極部16が形成されている。 As shown in FIG. 3, in the formation position of the said part electrode part 16, a part of protective layer 64 is shaved and the said part electrode part 16 is formed on the recessed part 64a formed by it. Has been.
電極部16は、素子部11(保護層64)よりも電気抵抗値の低い非磁性導電材料で形成されている。電極部16は、材質を特に限定するものでないが、Al、Cu、Ti、Cr等の非磁性導電材料の単層あるいは積層構造で形成される。例えば、電極部16はCuとAlとの積層構造で形成される。なお、上述した複数の接続部17も、電極部16と同様に形成される。 The electrode portion 16 is formed of a nonmagnetic conductive material having an electric resistance value lower than that of the element portion 11 (protective layer 64). Although the electrode part 16 does not specifically limit a material, it is formed by the single | mono layer or laminated structure of nonmagnetic electrically conductive materials, such as Al, Cu, Ti, Cr. For example, the electrode part 16 is formed with a laminated structure of Cu and Al. The plurality of connection portions 17 described above are also formed in the same manner as the electrode portion 16.
図2に示すように、各電極部16の幅寸法(Y1−Y2への寸法)は各素子部11の幅寸法よりも大きく形成されており、これにより電極部16の電気抵抗をより小さくでき、また各電極部16を各素子部11上に形成する際の位置合わせのマージンを広くとることが可能である。 As shown in FIG. 2, the width dimension of each electrode part 16 (dimension to Y1-Y2) is formed larger than the width dimension of each element part 11, and thereby the electrical resistance of the electrode part 16 can be further reduced. In addition, it is possible to widen the alignment margin when the electrode portions 16 are formed on the element portions 11.
なお上記したような保護層64の一部の削り取り処理は、例えばエッチングにて行うことができる。保護層64の一部を削り取る処理は、特に保護層64表面の酸化層を削り取るためのものであり、これにより素子部11と電極部16間の導通性を良好にできる。 Note that the part of the protective layer 64 as described above can be removed by etching, for example. The process of scraping off a part of the protective layer 64 is particularly for scraping off the oxide layer on the surface of the protective layer 64, whereby the conductivity between the element part 11 and the electrode part 16 can be improved.
またエッチング等により保護層64の表面を削る際、図3に示すように保護層64の一部が残るように制御することが好ましい。これによりフリー磁性層63はエッチングの影響を受けず削られない。 Further, when the surface of the protective layer 64 is etched by etching or the like, it is preferable to control so that a part of the protective layer 64 remains as shown in FIG. As a result, the free magnetic layer 63 is not affected by the etching and is not removed.
磁気検知体10は、平面視で素子部11と素子部11に重ねられた電極部16とがX1−X2方向に交互に並ぶ。即ち、磁気検知体10は、素子部11における電極部16が重ねられていない部分と電極部16が重ねられた部分とが交互に並んでいる。磁気検知体10では、素子部11における電極部16が重ねられていない部分(後述するギャップGの箇所)が磁気検知部分Dとして機能する。詳細については後述する。 In the magnetic detection body 10, the element portions 11 and the electrode portions 16 superimposed on the element portions 11 are alternately arranged in the X1-X2 direction in a plan view. In other words, in the magnetic detector 10, the portions of the element portion 11 where the electrode portions 16 are not overlapped and the portions where the electrode portions 16 are overlapped are alternately arranged. In the magnetic detector 10, a portion where the electrode portion 16 in the element portion 11 is not overlapped (a portion of a gap G described later) functions as the magnetic detection portion D. Details will be described later.
複数の軟磁性体12は、図2に示すように、素子部11(即ち、磁気検知体10)に沿ってX1−X2方向に並べて配置されている。各軟磁性体12はNiFe、CoFe、CoFeSiBやCoZrNb等で形成される。 As shown in FIG. 2, the plurality of soft magnetic bodies 12 are arranged side by side in the X1-X2 direction along the element portion 11 (that is, the magnetic detection body 10). Each soft magnetic body 12 is made of NiFe, CoFe, CoFeSiB, CoZrNb, or the like.
図2においてX1−X2方向にて隣り合う2つの軟磁性体12のうち、X1側に配置された軟磁性体12を第1の軟磁性体12A、X2側に配置された軟磁性体12を第2の軟磁性体12Bと定義する。図2には、一組の軟磁性体12にのみ符号12A,12Bを付した。なお、軟磁性体12Bの一つ右隣の軟磁性体12及び二つ右隣の軟磁性体12に着目してこれら隣り合う2つの軟磁性体12をペアと考えれば、これらうちの左側が軟磁性体12Aとなり、右側が軟磁性体12Bとなる。X1−X2方向に間隔をあけて並べられた複数の軟磁性体12は、最もX1側から2つずつペアとなってそれぞれが軟磁性体12A、軟磁性体12Bとなるように設けられている。 Of the two soft magnetic bodies 12 adjacent in the X1-X2 direction in FIG. 2, the soft magnetic body 12 disposed on the X1 side is the first soft magnetic body 12A, and the soft magnetic body 12 disposed on the X2 side is the same. It is defined as the second soft magnetic body 12B. In FIG. 2, reference numerals 12 </ b> A and 12 </ b> B are attached to only one set of soft magnetic bodies 12. If the two soft magnetic bodies 12 adjacent to each other are considered as a pair by focusing on the soft magnetic body 12 on the right side and the soft magnetic body 12 on the right side of the soft magnetic body 12B, the left side of them is The soft magnetic body 12A is formed, and the right side is the soft magnetic body 12B. The plurality of soft magnetic bodies 12 arranged at intervals in the X1-X2 direction are provided so that two pairs from the X1 side are the most, and each becomes a soft magnetic body 12A and a soft magnetic body 12B. .
第1の軟磁性体12Aは、磁気検知体10と交差してY1−Y2方向に延在する交差部分12aと、交差部分12aのY2側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の一端部)からX1方向に延出し、平面視にて素子部11のY2側に配置される第1磁界渡し部分12bと、交差部分12aのY1側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の他端部)からX2方向に延出し、平面視にて素子部11のY1側に配置される第2磁界渡し部分12cと、を有して構成される。第1の軟磁性体12Aは、平面視で、クランク形状に屈曲された帯状に形成されている。 The first soft magnetic body 12A includes a crossing portion 12a that crosses the magnetic detector 10 and extends in the Y1-Y2 direction, and a Y2 side end portion of the crossing portion 12a (that is, one end in the width direction of the magnetic detector 10). Portion) extending in the X1 direction and arranged on the Y2 side of the element portion 11 in plan view, and the Y1 side end of the intersecting portion 12a (that is, in the width direction of the magnetic detector 10). A second magnetic field transfer portion 12c extending in the X2 direction from the other end portion and disposed on the Y1 side of the element portion 11 in plan view. The first soft magnetic body 12A is formed in a band shape bent in a crank shape in plan view.
第2の軟磁性体12Bは、磁気検知体10と交差してY1−Y2方向に延在する交差部分12dと、交差部分12dのY2側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の一端部)からX1方向に延出し、平面視にて素子部11のY2側に配置される第1磁界渡し部分12eと、交差部分12dのY1側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の他端部)からX2方向に延出し、平面視にて素子部11のY1側に配置される第2磁界渡し部分12fと、を有して構成される。第2の軟磁性体12Bは、平面視で、クランク形状に屈曲された帯状に形成されている。 The second soft magnetic body 12B includes a crossing portion 12d that crosses the magnetic detector 10 and extends in the Y1-Y2 direction, and a Y2 side end of the crossing portion 12d (that is, one end in the width direction of the magnetic detector 10). Portion) extending in the X1 direction and arranged on the Y2 side of the element portion 11 in plan view, and the Y1 side end of the intersecting portion 12d (that is, in the width direction of the magnetic detector 10). A second magnetic field transfer portion 12f that extends in the X2 direction from the other end portion and is disposed on the Y1 side of the element portion 11 in plan view. The second soft magnetic body 12B is formed in a band shape bent in a crank shape in plan view.
第1の軟磁性体12Aの交差部分12a及び第2の軟磁性体12Bの交差部分12dは、各電極部16とZ方向に離間して(図3)電極部16と平面視で交差する(図2)ように配置される。交差部分12a、12dと電極部16との間には絶縁層25が介在し、交差部分12a、12dと電極部16とは電気的に非接触となっている。 The intersecting portion 12a of the first soft magnetic body 12A and the intersecting portion 12d of the second soft magnetic body 12B are separated from each electrode portion 16 in the Z direction (FIG. 3) and intersect the electrode portion 16 in plan view ( 2). An insulating layer 25 is interposed between the intersecting portions 12a and 12d and the electrode portion 16, and the intersecting portions 12a and 12d and the electrode portion 16 are not in electrical contact with each other.
第1の軟磁性体12Aは、第2磁界渡し部分12cのX1−X2方向の長さL12cが第1磁界渡し部分12bのX1−X2方向の長さL12bより長くなるように形成されている。第2の軟磁性体12Bは、第1磁界渡し部分12eのX1−X2方向の長さL12eが第2磁界渡し部分12fのX1−X2方向の長さL12fより長くなるように形成されている。 The first soft magnetic body 12A is formed such that the length L12c in the X1-X2 direction of the second magnetic field passing portion 12c is longer than the length L12b in the X1-X2 direction of the first magnetic field passing portion 12b. The second soft magnetic body 12B is formed such that the length L12e in the X1-X2 direction of the first magnetic field passing portion 12e is longer than the length L12f in the X1-X2 direction of the second magnetic field passing portion 12f.
本実施形態において、第1の軟磁性体12Aは、第1磁界渡し部分12bの長さL12bが4.5μmとなり、第2磁界渡し部分12cの長さL12cが10.4μmとなるように形成され、交差部分12a、第1磁界渡し部分12b及び第2磁界渡し部分12cのいずれも幅が2.0μmとなるように形成されている。また、第2の軟磁性体12Bは、第1磁界渡し部分12eの長さL12eが10.4μmとなり、第2磁界渡し部分12fの長さL12fが4.5μmとなるように形成され、交差部分12d、第1磁界渡し部分12e及び第2磁界渡し部分12fのいずれも幅が2.0μmとなるように形成されている。 In the present embodiment, the first soft magnetic body 12A is formed such that the length L12b of the first magnetic field passing portion 12b is 4.5 μm and the length L12c of the second magnetic field passing portion 12c is 10.4 μm. The crossing portion 12a, the first magnetic field passing portion 12b, and the second magnetic field passing portion 12c are all formed to have a width of 2.0 μm. The second soft magnetic body 12B is formed so that the length L12e of the first magnetic field passing portion 12e is 10.4 μm and the length L12f of the second magnetic field passing portion 12f is 4.5 μm, 12d, the first magnetic field transfer portion 12e, and the second magnetic field transfer portion 12f are all formed to have a width of 2.0 μm.
図2で符号を付した隣り合う2つの第1の軟磁性体12A及び第2の軟磁性体12Bを代表として着目すると、第1の軟磁性体12Aが有する第2磁界渡し部分12cの延在方向中央位置12ccを含む中央部分12c1と、第2の軟磁性体12Bが有する第1磁界渡し部分12eの延在方向中央位置12ecを含む中央部分12e1とが、Y1−Y2方向にギャップGを介して対向している。 When attention is paid to the two first soft magnetic bodies 12A and 12B adjacent to each other with reference numerals in FIG. 2 as representative, the extension of the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A The central portion 12c1 including the direction central position 12cc and the central portion 12e1 including the extending direction central position 12ec of the first magnetic field passing portion 12e included in the second soft magnetic body 12B via the gap G in the Y1-Y2 direction. Facing each other.
図2に示すように、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cと、第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eとがギャップGを介して対向する位置(中央部分12c1及び中央部分12e1の対向箇所)には電極部16が配置されていない。即ち、平面視にて、電極部16間の間隔T1の位置に、ギャップGが位置している。このギャップGの箇所に、磁気検知体10の素子部11における電極部16が重ねられていない部分(即ち、磁気検知部分D)が配置される。 As shown in FIG. 2, the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing portion 12e of the second soft magnetic body 12B are opposed to each other with a gap G (center portion). 12c1 and the central part 12e1) are not provided with the electrode part 16. That is, the gap G is located at the position of the interval T1 between the electrode portions 16 in plan view. A portion where the electrode portion 16 of the element portion 11 of the magnetic detector 10 is not overlapped (that is, the magnetic detection portion D) is disposed at the gap G.
この磁気検知部分Dは、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cと第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eとに平面視でY1−Y2方向に挟まれて配置されている。また、磁気検知部分Dは、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cの先端12c2に対しX1向きにTa(Ta>0)だけ間隔をあけて配置され、かつ、第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eの先端12e2に対してX2向きにTb(Tb>0)だけ間隔をあけて配置されている。 The magnetic detection portion D is disposed so as to be sandwiched between the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing portion 12e of the second soft magnetic body 12B in the Y1-Y2 direction in plan view. Has been. Further, the magnetic detection portion D is arranged at a distance of Ta (Ta> 0) in the X1 direction with respect to the tip 12c2 of the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A, and the second soft magnetic body 12A has a second softness. The magnetic body 12B is disposed at an interval of Tb (Tb> 0) in the X2 direction with respect to the tip 12e2 of the first magnetic field passing portion 12e.
本実施形態において、第1の軟磁性体12A及び第2の軟磁性体12Bは、Ta=Tb=3.45μmとなるように配置されている。 In the present embodiment, the first soft magnetic body 12A and the second soft magnetic body 12B are arranged so that Ta = Tb = 3.45 μm.
図2に示すように、外部磁界H1がX2方向に向けて作用したとき、外部磁界H1は、各軟磁性体12内、及び軟磁性体12A,12B間を通る矢印の磁路M1を進む。このとき、図4に示すように、素子部11に対して第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cから第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eとの間で、Y2方向への外部磁界H2が漏れ、この外部磁界H2が素子部11に作用する。即ち、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cと第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eとで一対の磁界渡し部分を構成する。 As shown in FIG. 2, when the external magnetic field H1 acts in the X2 direction, the external magnetic field H1 travels along the magnetic path M1 indicated by an arrow passing through each soft magnetic body 12 and between the soft magnetic bodies 12A and 12B. At this time, as shown in FIG. 4, between the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing portion 12e of the second soft magnetic body 12B with respect to the element portion 11, The external magnetic field H2 in the Y2 direction leaks, and this external magnetic field H2 acts on the element portion 11. That is, the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing portion 12e of the second soft magnetic body 12B constitute a pair of magnetic field passing portions.
このように第1の磁気抵抗効果素子1及び第4の磁気抵抗効果素子4では、X2方向の外部磁界H1が軟磁性体12により進行方向がY2方向に変換されて素子部11に作用する。 As described above, in the first magnetoresistive effect element 1 and the fourth magnetoresistive effect element 4, the external magnetic field H <b> 1 in the X2 direction is converted into the Y2 direction by the soft magnetic body 12 and acts on the element portion 11.
素子部11では、電極部16が重ねられた部分において素子部11よりも優先的に電極部16に電流が流れ、この部分では素子部11としての感度をもたない。これにより、素子部11における電極部16が重ねられてない部分である磁気検知部分Dのみ磁気抵抗効果素子として機能する。 In the element portion 11, current flows through the electrode portion 16 preferentially over the element portion 11 in the portion where the electrode portion 16 is overlapped, and this portion does not have sensitivity as the element portion 11. Thereby, only the magnetic detection part D which is the part which the electrode part 16 in the element part 11 is not piled up functions as a magnetoresistive effect element.
そして、各素子部11の感度軸方向(P)は、Y2方向である。またフリー磁性層63の磁化方向は素子部11の形状異方性によりX1−X2方向である。各素子部11にY2方向の外部磁界H2が作用することでフリー磁性層63の磁化方向はY2方向を向く。この結果、固定磁性層61の磁化方向とフリー磁性層63の磁化方向が同方向となり、磁気検知部分Dの電気抵抗値は小さくなる。 The sensitivity axis direction (P) of each element unit 11 is the Y2 direction. Further, the magnetization direction of the free magnetic layer 63 is the X1-X2 direction due to the shape anisotropy of the element portion 11. When the external magnetic field H2 in the Y2 direction acts on each element portion 11, the magnetization direction of the free magnetic layer 63 faces the Y2 direction. As a result, the magnetization direction of the pinned magnetic layer 61 and the magnetization direction of the free magnetic layer 63 become the same direction, and the electric resistance value of the magnetic detection portion D becomes small.
図5は、本実施形態における第2の磁気抵抗効果素子2及び第3の磁気抵抗効果素子3の部分拡大平面図である。 FIG. 5 is a partially enlarged plan view of the second magnetoresistive effect element 2 and the third magnetoresistive effect element 3 in the present embodiment.
図5に示す第2の磁気抵抗効果素子2は、図5に示すように、磁気検知体10と、磁気検知体10と非接触に配置された複数の磁路形成体としての軟磁性体14と、を備えている。なお、第3の磁気抵抗効果素子3についても、図5に示す構成を有している。 As shown in FIG. 5, the second magnetoresistance effect element 2 shown in FIG. 5 includes a magnetic detection body 10 and a soft magnetic body 14 as a plurality of magnetic path forming bodies arranged in non-contact with the magnetic detection body 10. And. Note that the third magnetoresistive element 3 also has the configuration shown in FIG.
第2の磁気抵抗効果素子2は、図2に示す第1の磁気抵抗効果素子1において複数の軟磁性体12に代えて、複数の軟磁性体14を有する以外は同一の構成を有している。即ち、図5に示す第2の磁気抵抗効果素子2と図2に示す第1の磁気抵抗効果素子1との間で磁気検知体10(素子部11及び電極部16)の構成に違いはない。 The second magnetoresistance effect element 2 has the same configuration except that the first magnetoresistance effect element 1 shown in FIG. 2 has a plurality of soft magnetic bodies 14 instead of the plurality of soft magnetic bodies 12. Yes. That is, there is no difference in the configuration of the magnetic detector 10 (element portion 11 and electrode portion 16) between the second magnetoresistive effect element 2 shown in FIG. 5 and the first magnetoresistive effect element 1 shown in FIG. .
複数の軟磁性体14は、図5に示すように、素子部11(即ち、磁気検知体10)に沿ってX1−X2方向に並べて配置されている。各軟磁性体14はNiFe、CoFe、CoFeSiBやCoZrNb等で形成される。 As shown in FIG. 5, the plurality of soft magnetic bodies 14 are arranged in the X1-X2 direction along the element portion 11 (that is, the magnetic detection body 10). Each soft magnetic body 14 is made of NiFe, CoFe, CoFeSiB, CoZrNb, or the like.
図5においてX1−X2方向にて隣り合う2つの軟磁性体14のうち、X1側に配置された軟磁性体14を第3の軟磁性体14C、X2側に配置された軟磁性体14を第4の軟磁性体14Dと定義する。図5には、一組の軟磁性体14にのみ符号14C、14Dを付した。なお、軟磁性体14Dの一つ右隣の軟磁性体14及び二つ右隣の軟磁性体14に着目してこれら隣り合う2つの軟磁性体14をペアと考えれば、これらうちの左側が軟磁性体14Cとなり、右側が軟磁性体14Dとなる。X1−X2方向に間隔をあけて並べられた複数の軟磁性体14は、最もX1側から2つずつペアとなってそれぞれが軟磁性体14C、軟磁性体14Dとなるように設けられている。 Of the two soft magnetic bodies 14 adjacent in the X1-X2 direction in FIG. 5, the soft magnetic body 14 disposed on the X1 side is the third soft magnetic body 14C, and the soft magnetic body 14 disposed on the X2 side is It is defined as a fourth soft magnetic body 14D. In FIG. 5, reference numerals 14 </ b> C and 14 </ b> D are attached to only one set of soft magnetic bodies 14. If the two soft magnetic bodies 14 adjacent to each other are considered as a pair by focusing on the soft magnetic body 14 adjacent to the right and the soft magnetic bodies 14 adjacent to the right of the soft magnetic body 14D, the left side of these is The soft magnetic body 14C is formed, and the right side is the soft magnetic body 14D. The plurality of soft magnetic bodies 14 arranged at intervals in the X1-X2 direction are provided so that two pairs from the X1 side are the most, and each becomes a soft magnetic body 14C and a soft magnetic body 14D. .
第3の軟磁性体14Cは、磁気検知体10と交差してY1−Y2方向に延在する交差部分14aと、交差部分14aのY1側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の一端部)からX1方向に延出し、平面視にて素子部11のY1側に配置される第1磁界渡し部分14bと、交差部分14aのY2側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の他端部)からX2方向に延出し平面視にて素子部11のY2側に配置される第2磁界渡し部分14cと、を有して構成される。第3の軟磁性体14Cは、平面視で、クランク形状に屈曲された帯状に形成されている。 The third soft magnetic body 14C includes a crossing portion 14a that crosses the magnetic detection body 10 and extends in the Y1-Y2 direction, and a Y1 side end of the crossing portion 14a (that is, one end in the width direction of the magnetic detection body 10). Portion) extending in the X1 direction and arranged on the Y1 side of the element portion 11 in plan view, and the Y2 side end of the intersecting portion 14a (that is, in the width direction of the magnetic detector 10). A second magnetic field transfer portion 14c extending in the X2 direction from the other end portion and disposed on the Y2 side of the element portion 11 in plan view. The third soft magnetic body 14C is formed in a band shape bent in a crank shape in plan view.
第4の軟磁性体14Dは、磁気検知体10と交差してY1−Y2方向に延在する交差部分14dと、交差部分14dのY1側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の一端部)からX1方向に延出し、平面視にて素子部11のY1側に配置される第1磁界渡し部分14eと、交差部分14dのY2側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の他端部)からX2方向に延出し平面視にて素子部11のY2側に配置される第2磁界渡し部分14fと、を有して構成される。第4の軟磁性体14Dは、平面視で、クランク形状に屈曲された帯状に形成されている。 The fourth soft magnetic body 14D includes a crossing portion 14d that crosses the magnetic detector 10 and extends in the Y1-Y2 direction, and a Y1 side end portion of the crossing portion 14d (that is, one end in the width direction of the magnetic detector 10). Portion) extending in the X1 direction and arranged on the Y1 side of the element portion 11 in plan view, and the Y2 side end of the intersecting portion 14d (that is, in the width direction of the magnetic detector 10). A second magnetic field transfer portion 14f extending in the X2 direction from the other end portion and disposed on the Y2 side of the element portion 11 in plan view. The fourth soft magnetic body 14D is formed in a band shape bent in a crank shape in plan view.
本実施形態において、図5に示す複数の軟磁性体14(第3の軟磁性体14C、第4の軟磁性体14D)は、それぞれに対応する軟磁性体12(図2の第1の軟磁性体12A、第2の軟磁性体12B)を上下方向(Y1−Y2方向)に反転させた形状と同一である。 In the present embodiment, the plurality of soft magnetic bodies 14 (third soft magnetic body 14C and fourth soft magnetic body 14D) shown in FIG. 5 correspond to the corresponding soft magnetic bodies 12 (first soft magnetic bodies 14 in FIG. 2). The shape is the same as that obtained by inverting the magnetic body 12A and the second soft magnetic body 12B in the vertical direction (Y1-Y2 direction).
第3の軟磁性体14Cの交差部分14a及び第4の軟磁性体14Dの交差部分14dは、各電極部16とZ方向に離間して電極部16と平面視で交差するように配置される。交差部分14a、14dと電極部16との間には絶縁層25が介在し、交差部分14a、14dと電極部16とは電気的に非接触となっている。 The intersecting portion 14a of the third soft magnetic body 14C and the intersecting portion 14d of the fourth soft magnetic body 14D are arranged so as to intersect with the electrode portions 16 in a plan view while being spaced apart from each electrode portion 16 in the Z direction. . An insulating layer 25 is interposed between the intersecting portions 14a and 14d and the electrode portion 16, and the intersecting portions 14a and 14d and the electrode portion 16 are not in electrical contact with each other.
第3の軟磁性体14Cは、第2磁界渡し部分14cのX1−X2方向の長さL14cが第1磁界渡し部分14bのX1−X2方向の長さL14bより長くなるように形成されている。第4の軟磁性体14Dは、第1磁界渡し部分14eのX1−X2方向の長さL14eが第2磁界渡し部分14fのX1−X2方向の長さL14fより長くなるように形成されている。 The third soft magnetic body 14C is formed such that the length L14c in the X1-X2 direction of the second magnetic field passing portion 14c is longer than the length L14b in the X1-X2 direction of the first magnetic field passing portion 14b. The fourth soft magnetic body 14D is formed such that the length L14e in the X1-X2 direction of the first magnetic field passing portion 14e is longer than the length L14f in the X1-X2 direction of the second magnetic field passing portion 14f.
本実施形態において、第3の軟磁性体14Cは、第1磁界渡し部分14bの長さL14bが4.5μmとなり、第2磁界渡し部分14cの長さL14cが10.4μmとなるように形成され、交差部分14a、第1磁界渡し部分14b及び第2磁界渡し部分14cのいずれも幅が2.0μmとなるように形成されている。また、第4の軟磁性体14Dは、第1磁界渡し部分14eの長さL14eが10.4μmとなり、第2磁界渡し部分14fの長さL14fが4.5μmとなるように形成され、交差部分14d、第1磁界渡し部分14e及び第2磁界渡し部分14fのいずれも幅が2.0μmとなるように形成されている。 In the present embodiment, the third soft magnetic body 14C is formed so that the length L14b of the first magnetic field passing portion 14b is 4.5 μm and the length L14c of the second magnetic field passing portion 14c is 10.4 μm. The crossing portion 14a, the first magnetic field passing portion 14b, and the second magnetic field passing portion 14c are all formed to have a width of 2.0 μm. The fourth soft magnetic body 14D is formed such that the length L14e of the first magnetic field passing portion 14e is 10.4 μm and the length L14f of the second magnetic field passing portion 14f is 4.5 μm, and the intersection portion 14d, the first magnetic field transfer portion 14e, and the second magnetic field transfer portion 14f are all formed to have a width of 2.0 μm.
図5で符号を付した隣り合う2つの第3の軟磁性体14Cと第4の軟磁性体14Dを代表として着目すると、第3の軟磁性体14Cが有する第2磁界渡し部分14cの延在方向中央位置14ccを含む中央部分14c1と、第4の軟磁性体14Dが有する第1磁界渡し部分14eの延在方向中央位置14ecを含む中央部分14e1とが、Y1−Y2方向にギャップGを介して対向している。 When the two third soft magnetic bodies 14C and 14D adjacent to each other with reference numerals in FIG. 5 are taken as representatives, the extension of the second magnetic field passing portion 14c of the third soft magnetic body 14C is considered. The central portion 14c1 including the direction central position 14cc and the central portion 14e1 including the extending direction central position 14ec of the first magnetic field passing portion 14e included in the fourth soft magnetic body 14D via the gap G in the Y1-Y2 direction. Facing each other.
図5に示すように、第3の軟磁性体14Cの第2磁界渡し部分14cと、第4の軟磁性体14Dの第1磁界渡し部分14eとがギャップGを介して対向する位置(中央部分14c1及び中央部分14e1の対向箇所)には電極部16が配置されていない。即ち、平面視にて、電極部16間の間隔T1の位置に、前記ギャップGが位置している。このギャップGの箇所に、磁気検知体10の素子部11における電極部16が重ねられていない部分(即ち、磁気検知部分D)が配置される。 As shown in FIG. 5, the second magnetic field passing portion 14c of the third soft magnetic body 14C and the first magnetic field passing portion 14e of the fourth soft magnetic body 14D are opposed to each other through the gap G (center portion). 14c1 and the central portion 14e1) are not provided with the electrode portion 16. That is, the gap G is located at the position of the interval T1 between the electrode portions 16 in plan view. A portion where the electrode portion 16 of the element portion 11 of the magnetic detector 10 is not overlapped (that is, the magnetic detection portion D) is disposed at the gap G.
この磁気検知部分Dは、第3の軟磁性体14Cの第2磁界渡し部分14cと第4の軟磁性体14Dの第1磁界渡し部分14eとに平面視でY1−Y2方向に挟まれて配置されている。また、磁気検知部分Dは、第3の軟磁性体14Cの第2磁界渡し部分14cの先端14c2に対してX1向きにTc(Tc>0)だけ間隔をあけて配置され、かつ、第4の軟磁性体14Dの第1磁界渡し部分14eの先端14e2に対してX2向きにTd(Td>0)だけ間隔をあけて配置されている。 This magnetic detection portion D is disposed between the second magnetic field passing portion 14c of the third soft magnetic body 14C and the first magnetic field passing portion 14e of the fourth soft magnetic body 14D in the Y1-Y2 direction in plan view. Has been. The magnetic detection portion D is disposed at an interval of Tc (Tc> 0) in the X1 direction with respect to the tip 14c2 of the second magnetic field passing portion 14c of the third soft magnetic body 14C, and the fourth The soft magnetic body 14D is disposed at an interval of Td (Td> 0) in the X2 direction with respect to the tip 14e2 of the first magnetic field passing portion 14e.
本実施形態において、第3の軟磁性体14C及び第4の軟磁性体14Dは、Tc=Td=3.45μmとなるように配置されている。 In the present embodiment, the third soft magnetic body 14C and the fourth soft magnetic body 14D are arranged so that Tc = Td = 3.45 μm.
図5に示すように、外部磁界H1がX2方向に向けて作用したとき、外部磁界H1は、各軟磁性体14内、及び軟磁性体14C,14D間を通る矢印の磁路M2を進む。このとき、素子部11に対して第3の軟磁性体14Cの第2磁界渡し部分14cから第4の軟磁性体14Dの第1磁界渡し部分14eとの間で、Y1方向への外部磁界H3が漏れ、この外部磁界H3が素子部11に作用する。即ち、第3の軟磁性体14Cの第2磁界渡し部分14cと第4の軟磁性体14Dの第1磁界渡し部分14eとで一対の磁界渡し部分を構成する。 As shown in FIG. 5, when the external magnetic field H1 acts in the X2 direction, the external magnetic field H1 travels along the magnetic path M2 indicated by an arrow passing through each soft magnetic body 14 and between the soft magnetic bodies 14C and 14D. At this time, the external magnetic field H3 in the Y1 direction between the second magnetic field passing portion 14c of the third soft magnetic body 14C and the first magnetic field passing portion 14e of the fourth soft magnetic body 14D with respect to the element portion 11 is obtained. Leaks, and this external magnetic field H3 acts on the element portion 11. That is, the second magnetic field passing portion 14c of the third soft magnetic body 14C and the first magnetic field passing portion 14e of the fourth soft magnetic body 14D constitute a pair of magnetic field passing portions.
このように第2の磁気抵抗効果素子2及び第3の磁気抵抗効果素子3では、X2方向の外部磁界H1が軟磁性体14により進行方向がY1方向に変換されて素子部11に作用する。 As described above, in the second magnetoresistive effect element 2 and the third magnetoresistive effect element 3, the external magnetic field H1 in the X2 direction is converted into the Y1 direction by the soft magnetic body 14 and acts on the element portion 11.
素子部11では、電極部16が重ねられた部分において素子部11よりも優先的に電極部16に電流が流れ、この部分では素子部11としての感度をもたない。これにより、素子部11における電極部16が重ねられてない部分である磁気検知部分Dのみ磁気抵抗効果素子として機能する。 In the element portion 11, current flows through the electrode portion 16 preferentially over the element portion 11 in the portion where the electrode portion 16 is overlapped, and this portion does not have sensitivity as the element portion 11. Thereby, only the magnetic detection part D which is the part which the electrode part 16 in the element part 11 is not piled up functions as a magnetoresistive effect element.
そして、各素子部11の感度軸方向(P)は、Y2方向である。またフリー磁性層63の磁化方向は素子部11の形状異方性によりX1−X2方向である。そして、各素子部11にY1方向の外部磁界H3が作用することでフリー磁性層63の磁化方向はY1方向を向く。この結果、固定磁性層61の磁化方向とフリー磁性層63の磁化方向が反対方向となり、磁気検知部分Dの電気抵抗値は大きくなる。 The sensitivity axis direction (P) of each element unit 11 is the Y2 direction. Further, the magnetization direction of the free magnetic layer 63 is the X1-X2 direction due to the shape anisotropy of the element portion 11. Then, the external magnetic field H3 in the Y1 direction acts on each element unit 11, so that the magnetization direction of the free magnetic layer 63 faces the Y1 direction. As a result, the magnetization direction of the pinned magnetic layer 61 and the magnetization direction of the free magnetic layer 63 are opposite to each other, and the electric resistance value of the magnetic detection portion D increases.
このように、磁気センサSにX2方向の外部磁界H1が作用すると、第1の磁気抵抗効果素子1及び第4の磁気抵抗効果素子4の電気抵抗値が小さくなり、第2の磁気抵抗効果素子2及び第3の磁気抵抗効果素子3の電気抵抗値は大きくなり、図1に示すブリッジ回路により差動出力を得ることができる。 Thus, when the external magnetic field H1 in the X2 direction acts on the magnetic sensor S, the electrical resistance values of the first magnetoresistive effect element 1 and the fourth magnetoresistive effect element 4 become small, and the second magnetoresistive effect element. The electrical resistance values of the second and third magnetoresistive elements 3 are increased, and a differential output can be obtained by the bridge circuit shown in FIG.
ここで比較例の磁気センサついて説明する。図6、図7は、比較例の磁気センサである。図6には第1の磁気抵抗効果素子及び第4の磁気抵抗効果素子を示す。図7には第2の磁気抵抗効果素子及び第3の磁気抵抗効果素子を示す。図6、図7に示す磁気検知体10の構造は図2、図3と同じである。 Here, a magnetic sensor of a comparative example will be described. 6 and 7 show a magnetic sensor of a comparative example. FIG. 6 shows a first magnetoresistive element and a fourth magnetoresistive element. FIG. 7 shows a second magnetoresistive element and a third magnetoresistive element. The structure of the magnetic detector 10 shown in FIGS. 6 and 7 is the same as that shown in FIGS.
比較例の磁気センサが有する複数の軟磁性体72、74は、上述した実施形態の複数の軟磁性体12、14と同様の構成を有している。 The plurality of soft magnetic bodies 72 and 74 included in the magnetic sensor of the comparative example have the same configuration as the plurality of soft magnetic bodies 12 and 14 of the above-described embodiment.
即ち、複数の軟磁性体72は、図6に示すように、素子部11(即ち、磁気検知体10)に沿ってX1−X2方向に並べて配置されている。各軟磁性体72はNiFe、CoFe、CoFeSiBやCoZrNb等で形成される。複数の軟磁性体74についても同様である。 That is, as shown in FIG. 6, the plurality of soft magnetic bodies 72 are arranged in the X1-X2 direction along the element portion 11 (that is, the magnetic detection body 10). Each soft magnetic body 72 is formed of NiFe, CoFe, CoFeSiB, CoZrNb, or the like. The same applies to the plurality of soft magnetic bodies 74.
図6においてX1−X2方向にて隣り合う2つの軟磁性体72のうち、X1側に配置された軟磁性体72を第1の軟磁性体72A、X2側に配置された軟磁性体72を第2の軟磁性体72Bと定義する。図6には、一組の軟磁性体72にのみ符号72A,72Bを付した。なお、軟磁性体72Bの一つ右隣の軟磁性体72及び二つ右隣の軟磁性体72に着目してこれら隣り合う2つの軟磁性体72をペアと考えれば、これらうちの左側が軟磁性体72Aとなり、右側が軟磁性体72Bとなる。X1−X2方向に間隔をあけて並べられた複数の軟磁性体72は、最もX1側から2つずつペアとなってそれぞれが軟磁性体72A、軟磁性体72Bとなるように設けられている。 In FIG. 6, among the two soft magnetic bodies 72 adjacent in the X1-X2 direction, the soft magnetic body 72 arranged on the X1 side is changed to the first soft magnetic body 72A, and the soft magnetic body 72 arranged on the X2 side is changed. It is defined as the second soft magnetic body 72B. In FIG. 6, reference numerals 72 </ b> A and 72 </ b> B are attached to only one set of soft magnetic bodies 72. If the two soft magnetic bodies 72 adjacent to each other are considered as a pair by paying attention to the soft magnetic body 72 adjacent to the right and the two soft magnetic bodies 72 adjacent to the right of the soft magnetic body 72B, the left side of them is The soft magnetic body 72A is formed, and the right side is the soft magnetic body 72B. The plurality of soft magnetic bodies 72 arranged at intervals in the X1-X2 direction are provided so that two pairs from the X1 side are the most, and each becomes a soft magnetic body 72A and a soft magnetic body 72B. .
第1の軟磁性体72Aは、磁気検知体10と交差してY1−Y2方向に延在する交差部分72aと、交差部分72aのY2側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の一端部)からX1方向に延出し、平面視にて素子部11のY2側に配置される第1磁界渡し部分72bと、交差部分72aのY1側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の他端部)からX2方向に延出し、平面視にて素子部11のY1側に配置される第2磁界渡し部分72cと、を有して構成される。第1の軟磁性体72Aは、平面視で、クランク形状に屈曲された帯状に形成されている。 The first soft magnetic body 72A includes a crossing portion 72a that crosses the magnetic detector 10 and extends in the Y1-Y2 direction, and a Y2 side end of the crossing portion 72a (that is, one end in the width direction of the magnetic detector 10). Portion) extending in the X1 direction and arranged on the Y2 side of the element portion 11 in plan view, and the Y1 side end of the intersecting portion 72a (that is, in the width direction of the magnetic detector 10). A second magnetic field transfer portion 72c extending in the X2 direction from the other end portion and disposed on the Y1 side of the element portion 11 in plan view. The first soft magnetic body 72A is formed in a band shape bent in a crank shape in plan view.
第2の軟磁性体72Bは、磁気検知体10と交差してY1−Y2方向に延在する交差部分72dと、交差部分72dのY2側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の一端部)からX1方向に延出し、平面視にて素子部11のY2側に配置される第1磁界渡し部分72eと、交差部分12dのY1側端部(即ち、磁気検知体10の幅方向の他端部)からX2方向に延出し、平面視にて素子部11のY1側に配置される第2磁界渡し部分72fと、を有して構成される。第2の軟磁性体72Bは、平面視で、クランク形状に屈曲された帯状に形成されている。 The second soft magnetic body 72B crosses the magnetic detector 10 and extends in the Y1-Y2 direction, and the Y2 side end of the cross portion 72d (that is, one end in the width direction of the magnetic detector 10). Portion) extending in the X1 direction and arranged on the Y2 side of the element portion 11 in plan view, and the Y1 side end of the intersecting portion 12d (that is, in the width direction of the magnetic detector 10). A second magnetic field transfer portion 72f that extends in the X2 direction from the other end portion and is disposed on the Y1 side of the element portion 11 in plan view. The second soft magnetic body 72B is formed in a band shape bent in a crank shape in plan view.
図7に示す複数の軟磁性体74(第3の軟磁性体74C、第4の軟磁性体74D)は、それぞれに対応する軟磁性体72(図6の第1の軟磁性体72A、第2の軟磁性体72B)を上下方向(Y1−Y2方向)に反転させた形状と同一であるので、説明を省略する。 A plurality of soft magnetic bodies 74 (third soft magnetic body 74C, fourth soft magnetic body 74D) shown in FIG. 7 correspond to soft magnetic bodies 72 (first soft magnetic body 72A, first soft magnetic body 72A in FIG. 2 is the same as the shape obtained by inverting the soft magnetic body 72B) in the vertical direction (Y1-Y2 direction), and the description thereof is omitted.
図6の比較例の第1の磁気抵抗効果素子及び第4の磁気抵抗効果素子において図2に示す本実施形態の第1の磁気抵抗効果素子及び第4の磁気抵抗効果素子と異なる点は、磁気検知体10の磁気検知部分D(素子部11における電極部16が重ねられてない部分)と、第1の軟磁性体72Aの第2磁界渡し部分72c及び第2の軟磁性体72Bの第1磁界渡し部分72eとの位置関係である。 The first magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element of the comparative example of FIG. 6 are different from the first magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element of the present embodiment shown in FIG. The magnetic detection portion D of the magnetic detection body 10 (the portion where the electrode portion 16 of the element portion 11 is not overlapped), the second magnetic field transfer portion 72c of the first soft magnetic body 72A, and the second of the second soft magnetic body 72B. This is the positional relationship with the one magnetic field passing portion 72e.
具体的には、図2に示す本実施形態では、磁気検知部分Dが、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分72cと第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分72eとの間に挟まれて配置されるとともに、磁気検知部分Dが、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cの先端12c2に対してX1向きに間隔Taをあけて配置されかつ第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eの先端12e2に対してX2向きに間隔Tbをあけて配置されている。 Specifically, in the present embodiment shown in FIG. 2, the magnetic detection portion D includes the second magnetic field passing portion 72c of the first soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing portion 72e of the second soft magnetic body 12B. And the magnetic sensing portion D is disposed at a distance Ta in the X1 direction with respect to the tip 12c2 of the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A and the second The soft magnetic body 12B is disposed with a space Tb in the X2 direction with respect to the tip 12e2 of the first magnetic field passing portion 12e.
一方、比較例では、磁気検知部分Dが、第1の軟磁性体72Aの第2磁界渡し部分72cと第2の軟磁性体72Bの第1磁界渡し部分72eとの間に挟まれて配置される点は同じであるが、磁気検知部分Dが、第1の軟磁性体72Aの第2磁界渡し部分72cの先端72c2とY1−Y2方向に対向して配置され(即ち、先端72c2に対してX1向きではなく、反対のX2向きに間隔をあけている)かつ第2の軟磁性体72Bの第1磁界渡し部分72eの先端72e2とY1−Y2方向に対向して配置されている(即ち、X2向きではなく、反対のX1向きに間隔をあけている)。 On the other hand, in the comparative example, the magnetic detection portion D is disposed between the second magnetic field passing portion 72c of the first soft magnetic body 72A and the first magnetic field passing portion 72e of the second soft magnetic body 72B. However, the magnetic sensing portion D is disposed opposite to the tip 72c2 of the second magnetic field passing portion 72c of the first soft magnetic body 72A in the Y1-Y2 direction (that is, with respect to the tip 72c2). (It is not in the X1 direction but is spaced in the opposite X2 direction) and is disposed opposite to the tip 72e2 of the first magnetic field passing portion 72e of the second soft magnetic body 72B in the Y1-Y2 direction (ie, It is spaced in the opposite X1 direction, not in the X2 direction).
ここで、図8に、棒磁石によって生じる磁界方向(磁力線)を模式的に示す。図8に示すように棒磁石は長手方向両端部に磁極が生じ、平面視長辺(図8のX1−X2方向に延びる辺)を見ると、両端に近いほど磁界方向が長辺と直交する方向(Y1−Y2方向)に向き、両端からはなれて長辺の長手方向中央に近づくほど磁界方向が長辺と平行に近づく。即ち、長尺形状の磁性体においては、形状磁気異方性により長手方向端部に磁極が生じやすく、この磁極が生じた端部から長手方向中央寄りに離れることで磁性体から生じる磁界における長手方向に直交する成分が比較的小さくなりかつ長手方向に平行な成分が比較的大きくなる。 Here, FIG. 8 schematically shows the direction of the magnetic field (lines of magnetic force) generated by the bar magnet. As shown in FIG. 8, magnetic poles are generated at both ends in the longitudinal direction of the bar magnet, and when the long side in plan view (side extending in the X1-X2 direction in FIG. 8) is viewed, the magnetic field direction is orthogonal to the long side as it is closer to both ends. The magnetic field direction approaches parallel to the long side as it goes in the direction (Y1-Y2 direction) and approaches the center of the long side in the longitudinal direction. That is, in a long magnetic body, a magnetic pole is likely to be generated at the end in the longitudinal direction due to shape magnetic anisotropy. The component orthogonal to the direction is relatively small and the component parallel to the longitudinal direction is relatively large.
そして、図6に示すように、比較例において、外部磁界H1がX2方向に向けて作用したとき、外部磁界H1は、軟磁性体72内、及び軟磁性体72A,72B間を通る矢印の磁路M3を進む。このとき、素子部11に対して第1の軟磁性体72Aの第2磁界渡し部分72cから第2の軟磁性体72Bの第1磁界渡し部分72eとの間で、Y2方向への外部磁界H2が漏れ、この外部磁界H2が素子部11に作用する。 As shown in FIG. 6, in the comparative example, when the external magnetic field H1 acts in the X2 direction, the external magnetic field H1 is a magnetic field indicated by an arrow passing through the soft magnetic body 72 and between the soft magnetic bodies 72A and 72B. Follow the road M3. At this time, the external magnetic field H2 in the Y2 direction between the second magnetic field passing portion 72c of the first soft magnetic body 72A and the first magnetic field passing portion 72e of the second soft magnetic body 72B with respect to the element portion 11 Leaks, and this external magnetic field H2 acts on the element portion 11.
そのあと、外部磁界H1が取り除かれて複数の軟磁性体72に残留磁化が生じた場合、形状磁気異方性により第1の軟磁性体72Aの第2磁界渡し部分72cの先端72c2及び第2の軟磁性体72Bの第1磁界渡し部分72eの先端72e2に磁極が現れる。そして、磁気検知部分Dが、これら先端72c2及び先端72e2とY1−Y2方向に対向して配置されているので、磁気検知部分Dに対して、残留磁化による磁界におけるY1−Y2方向の成分が比較的大きくなりかつX1−X2方向の成分が比較的小さくなり、そのため、磁気検知部分Dによって残留磁化による磁界(磁気)が検知されやすくなる。これにより、ヒステリシスの問題が生じる。 Thereafter, when the external magnetic field H1 is removed and residual magnetization is generated in the plurality of soft magnetic bodies 72, the tip 72c2 and the second end 72c2 of the second magnetic field passing portion 72c of the first soft magnetic body 72A are caused by the shape magnetic anisotropy. A magnetic pole appears at the tip 72e2 of the first magnetic field passing portion 72e of the soft magnetic body 72B. And since the magnetic detection part D is arrange | positioned facing these front-end | tip 72c2 and front-end | tip 72e2, and Y1-Y2 direction, the component of the Y1-Y2 direction in the magnetic field by a residual magnetization is compared with the magnetic detection part D. And the component in the X1-X2 direction becomes relatively small. Therefore, a magnetic field (magnetism) due to residual magnetization is easily detected by the magnetic detection portion D. This creates a hysteresis problem.
これに対して本実施形態では、磁気検知部分Dが、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cの先端12c2とX1方向にTa(Ta>0)だけ間隔をあけて配置され、かつ、第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eの先端12e2とX2方向にTb(Tb>0)だけ間隔をあけて配置されているので、磁気検知部分Dに対して、残留磁化による磁界におけるY1−Y2方向の成分が比較的小さくなりかつX1−X2方向の成分が比較的大きくなるため、磁気検知部分によって残留磁化による磁界(磁気)が検知されにくくなる。これにより、ヒステリシスの問題を改善できる。なお、図7の比較例の第2の磁気抵抗効果素子及び第3の磁気抵抗効果素子において図5に示す本実施形態の第2の磁気抵抗効果素子及び第3の磁気抵抗効果素子と異なる点についても同様であるので説明は省略する。 On the other hand, in the present embodiment, the magnetic detection portion D is disposed at a distance of Ta (Ta> 0) in the X1 direction from the tip 12c2 of the second magnetic field transfer portion 12c of the first soft magnetic body 12A, In addition, since the tip 12e2 of the first magnetic field passing portion 12e of the second soft magnetic body 12B is spaced apart by Tb (Tb> 0) in the X2 direction, the residual magnetization with respect to the magnetic sensing portion D Since the component in the Y1-Y2 direction in the magnetic field due to is relatively small and the component in the X1-X2 direction is relatively large, it is difficult for the magnetic detection portion to detect the magnetic field (magnetism) due to residual magnetization. Thereby, the problem of hysteresis can be improved. The second magnetoresistive effect element and the third magnetoresistive effect element of the comparative example of FIG. 7 are different from the second magnetoresistive effect element and the third magnetoresistive effect element of the present embodiment shown in FIG. Since the same applies to, a description thereof will be omitted.
以上より、本実施形態によれば、外部磁界の磁路を形成するように磁気検知体10に沿って並べられた複数の軟磁性体12のうちの隣り合う2つの軟磁性体12A、12Bが、磁気検知体10に沿って帯状に延在するとともに平面視で磁気検知体10の磁気検知部分DをY1−Y2方向に挟み、互いの間を外部磁界が進行可能に対向して配置されて対をなす軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12c及び軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12e(即ち、一対の磁界渡し部分)を有している。そして、磁気検知部分Dが、軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cの先端12c2及び軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eの先端12e2の両方とX1−X2方向に間隔をあけて配置されている。これにより、対をなす軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12c及び軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eは、帯状に延在していることから形状磁気異方性により先端12c2及び先端12e2に磁極が現れ、これら先端12c2及び先端12e2から離れるにしたがって磁界の向きがX1−X2方向に沿うように変化し、つまり、磁界におけるX1−X2方向(延在方向)に直交する成分が小さくなりかつX1−X2方向に平行な成分が大きくなる。そのため、これら先端12c2及び先端12e2から離れて磁気検知部分Dを配置することで、軟磁性体12に残留磁化が生じた場合であっても、磁気検知部分Dによって検知される軟磁性体12A、12Bの残留磁化による磁界について当該磁気検知部分Dの感度軸方向(Y1−Y2方向)の成分をより小さくすることができる。複数の軟磁性体14についても同様である。このことから、残留磁化の変化の影響を低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, two adjacent soft magnetic bodies 12A and 12B among the plurality of soft magnetic bodies 12 arranged along the magnetic detector 10 so as to form a magnetic path of the external magnetic field are provided. The magnetic detection body 10 extends in a strip shape along the magnetic detection body 10 and the magnetic detection portion D of the magnetic detection body 10 is sandwiched in the Y1-Y2 direction in a plan view, and an external magnetic field is disposed so as to be able to travel between each other. It has the 2nd magnetic field transfer part 12c of 12 A of soft magnetic bodies which make a pair, and the 1st magnetic field transfer part 12e (namely, a pair of magnetic field transfer part) of the soft magnetic body 12B. And the magnetic detection part D is spaced apart from both the tip 12c2 of the second magnetic field passing part 12c of the soft magnetic body 12A and the tip 12e2 of the first magnetic field passing part 12e of the soft magnetic body 12B in the X1-X2 direction. Has been. As a result, the second magnetic field passing portion 12c of the soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing portion 12e of the soft magnetic body 12B that extend in a pair extend in a band shape, so that the distal end 12c2 and the distal end are formed by shape magnetic anisotropy. A magnetic pole appears at 12e2, and the direction of the magnetic field changes along the X1-X2 direction as the distance from the tip 12c2 and tip 12e2 increases. That is, the component perpendicular to the X1-X2 direction (extending direction) in the magnetic field is small. And the component parallel to the X1-X2 direction increases. Therefore, by disposing the magnetic detection portion D away from the tip 12c2 and the tip 12e2, the soft magnetic body 12A detected by the magnetic detection portion D even when residual magnetization occurs in the soft magnetic body 12, The component in the sensitivity axis direction (Y1-Y2 direction) of the magnetic detection portion D can be further reduced with respect to the magnetic field due to the residual magnetization of 12B. The same applies to the plurality of soft magnetic bodies 14. From this, it is possible to reduce the influence of the change in the residual magnetization.
また、本実施形態によれば、磁気検知部分Dが、一対の磁界渡し部分である軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12c及び軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eのそれぞれの延在方向中央部分の両方とY1−Y2方向に対向して配置されている。これにより、磁気検知部分Dが、先端12c2及び先端12e2からより離れてその延在方向中央位置付近に配置されるので、磁気検知部分Dによって検知される軟磁性体12A、12Bの残留磁化による磁界について当該磁気検知部分Dの感度軸方向の成分をさらに小さくすることができる。複数の軟磁性体14についても同様である。このことから、残留磁化の変化の影響をさらに低減することができる。 In addition, according to the present embodiment, the magnetic detection part D is an extension of the second magnetic field passing part 12c of the soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing part 12e of the soft magnetic body 12B, which are a pair of magnetic field passing parts. It is arranged so as to face both of the central portions in the direction and in the Y1-Y2 direction. Thereby, since the magnetic detection part D is arrange | positioned in the extension direction center position away from the front-end | tip 12c2 and the front-end | tip 12e2, the magnetic field by the residual magnetization of the soft magnetic bodies 12A and 12B detected by the magnetic detection part D The component in the sensitivity axis direction of the magnetic detection portion D can be further reduced. The same applies to the plurality of soft magnetic bodies 14. From this, it is possible to further reduce the influence of the change in the residual magnetization.
また、本実施形態では、隣り合う2つの軟磁性体12A、12Bのそれぞれが、磁気検知体10と交差してY1−Y2方向に延在する交差部分12a、12dと、交差部分12a、12dにおけるY2側端部からX1方向に沿って帯状に延在する第1磁界渡し部分12b、12eと、交差部分12a、12dにおけるY1側端部からX2方向に沿って帯状に延在する第2磁界渡し部分12c、12fと、を有している。そして、隣り合う2つの軟磁性体12A、12Bのうちの一方の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cと他方の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eとで、一対の磁界渡し部分を構成している。複数の軟磁性体14についても同様である。 Moreover, in this embodiment, each of two adjacent soft magnetic bodies 12A and 12B intersects the magnetic detector 10 and extends in the Y1-Y2 direction, and in the intersecting portions 12a and 12d. First magnetic field passing portions 12b and 12e extending in a strip shape along the X1 direction from the Y2 side end portion, and a second magnetic field passing extending in a strip shape along the X2 direction from the Y1 side end portion at the intersecting portions 12a and 12d And portions 12c and 12f. A pair of magnetic field passing portions is composed of the second magnetic field passing portion 12c of one soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing portion 12e of the other soft magnetic body 12B of the two adjacent soft magnetic bodies 12A and 12B. Is configured. The same applies to the plurality of soft magnetic bodies 14.
また、本実施形態では、隣り合う2つの軟磁性体12A、12Bのうちの一方の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cがその第1磁界渡し部分12bより長く形成され、他方の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eがその第2磁界渡し部分12fより長く形成されている。これにより、軟磁性体12A、12Bについて、形状磁気異方性を維持したまま、一方の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12c及び他方の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eから漏れる磁界の影響を低減した。複数の軟磁性体14についても同様である。 In the present embodiment, the second magnetic field passing portion 12c of one soft magnetic body 12A out of the two adjacent soft magnetic bodies 12A and 12B is formed longer than the first magnetic field passing portion 12b, and the other soft magnetic material. The first magnetic field passing portion 12e of the body 12B is formed longer than the second magnetic field passing portion 12f. Thus, the soft magnetic bodies 12A and 12B leak from the second magnetic field passing portion 12c of one soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing portion 12e of the other soft magnetic body 12B while maintaining the shape magnetic anisotropy. Reduced the effect of magnetic field. The same applies to the plurality of soft magnetic bodies 14.
以上により、本実施形態では、比較例に示される従来の構成に比べてヒステリシスを効果的に改善することができる。 As described above, in this embodiment, the hysteresis can be effectively improved as compared with the conventional configuration shown in the comparative example.
以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の磁気センサは上記実施形態の構成に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to the preferred embodiment, the magnetic sensor of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment.
例えば、上述した実施形態では、磁気検知部分Dが、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cの先端12c2とX1向きにTa(Ta>0)だけ間隔をあけて配置され、かつ、第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eの先端12e2とX2向きにTb(Tb>0)だけ間隔をあけて配置されている構成であったが、これに限定されるものではない。磁気検知部分Dが、上記先端12c2とのみX1向きに間隔をあけて配置され、先端12e2とY1−Y2方向に対向して配置(即ち、X2向きに間隔をあけていない)された構成であってもよい。または、これとは逆に、磁気検知部分Dが、上記先端12e2とのみX2向きに間隔をあけて配置され、先端12c2とY1−Y2方向に対向して配置(即ち、X1向きに間隔をあけていない)された構成であってもよい。磁気検知部分Dと、第3の軟磁性体14C及び第4の軟磁性体14Dとの位置関係についても同様である。 For example, in the above-described embodiment, the magnetic detection portion D is disposed at a distance of Ta (Ta> 0) in the X1 direction from the tip 12c2 of the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A, and The second soft magnetic body 12B is configured to be spaced apart from the tip 12e2 of the first magnetic field passing portion 12e of the second soft magnetic body 12B by Tb (Tb> 0) in the X2 direction. However, the present invention is not limited to this. Absent. The magnetic detection portion D is configured such that only the tip 12c2 is spaced from the tip 12 in the X1 direction and is disposed facing the tip 12e2 in the Y1-Y2 direction (that is, not spaced in the X2 direction). May be. Or, conversely, the magnetic detection portion D is arranged with a gap in the X2 direction only with respect to the tip 12e2, and is arranged to face the tip 12c2 in the Y1-Y2 direction (that is, with a gap in the X1 direction). It may be a configuration that is not. The same applies to the positional relationship between the magnetic detection portion D, the third soft magnetic body 14C, and the fourth soft magnetic body 14D.
また、上述した実施形態では、軟磁性体12の第1磁界渡し部分と第2磁界渡し部分とは長さが異なる構成であったが、これら第1磁界渡し部分と第2磁界渡し部分との長さを同一にしてもよい。軟磁性体14についても同様である。 In the above-described embodiment, the first magnetic field passing portion and the second magnetic field passing portion of the soft magnetic body 12 have different lengths. However, the first magnetic field passing portion and the second magnetic field passing portion are different from each other. The lengths may be the same. The same applies to the soft magnetic body 14.
また、上述した実施形態では、複数の軟磁性体12(及び軟磁性体14)が、最もX1側から2つずつペアとなってそれぞれが軟磁性体12A、12B(又は、軟磁性体14C、14D)となるように設けられ、これらペアの一方の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cと他方の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eとの間に磁気検知部分Dが設けられているものであったが、これに限定されるものではない。この他方の軟磁性体12Bは、そのX2側の軟磁性体12との関係で一方の軟磁性体12Aとなり、そのX2側の軟磁性体12が他方の軟磁性体12Bとなって、これらをペアとして一方の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cと他方の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eとの間に磁気検知部分Dが設けられているものであってもよい。軟磁性体14についても同様である。 In the above-described embodiment, a plurality of soft magnetic bodies 12 (and soft magnetic bodies 14) are paired in pairs from the X1 side, and each of the soft magnetic bodies 12A and 12B (or soft magnetic bodies 14C, 14D), and a magnetic detection portion D is provided between the second magnetic field passing portion 12c of one soft magnetic body 12A of the pair and the first magnetic field passing portion 12e of the other soft magnetic body 12B. However, the present invention is not limited to this. The other soft magnetic body 12B becomes one soft magnetic body 12A in relation to the soft magnetic body 12 on the X2 side, and the soft magnetic body 12 on the X2 side becomes the other soft magnetic body 12B. As a pair, a magnetic detection portion D may be provided between the second magnetic field passing portion 12c of one soft magnetic body 12A and the first magnetic field passing portion 12e of the other soft magnetic body 12B. The same applies to the soft magnetic body 14.
図9〜図11に示す本発明の実施例及び比較例を用い、磁気検知部分Dと、複数の軟磁性体との位置関係、及び、軟磁性体の形状を変化させたときのヒステリシス量(中点ずれ)を求めた。 Using examples and comparative examples of the present invention shown in FIGS. 9 to 11, the positional relationship between the magnetic detection portion D and a plurality of soft magnetic bodies, and the amount of hysteresis when the shape of the soft magnetic bodies is changed ( Midpoint deviation) was determined.
図9〜図11は、本発明の実施例及び比較例における磁気抵抗効果素子の部分拡大平面図である。 9 to 11 are partially enlarged plan views of magnetoresistive elements in Examples and Comparative Examples of the present invention.
実施例1では、図9に示すように、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cの長さL12cを、第1磁界渡し部分12bの長さL12bより長くし、かつ、第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eの長さL12eを、第2磁界渡し部分12fの長さL12fより長くした。具体的には、第1の軟磁性体12Aは、第1磁界渡し部分12bの長さL12bが5.0μmとなり、第2磁界渡し部分12cの長さL12cが10.4μmとなるように形成し、交差部分12a、第1磁界渡し部分12b及び第2磁界渡し部分12cのいずれも幅が2.0μmとなるように形成している。また、第2の軟磁性体12Bは、第1磁界渡し部分12eの長さL12eが10.4μmとなり、第2磁界渡し部分12fの長さL12fが5.0μmとなるように形成し、交差部分12d、第1磁界渡し部分12e及び第2磁界渡し部分12fのいずれも幅が2.0μmとなるように形成している。長さL12bと長さL12fとは同じであり、長さL12cと長さL12eとは同じである。第1の軟磁性体12A及び第2の軟磁性体12Bの厚さは、3μmとした。また、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cの先端12c2から磁気検知部分DまでのX1向きの距離Taを3.45μmとし、第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eの先端12e2から磁気検知部分DまでのX2向きの距離Tbを3.45μmとした。電極部16間の間隔T1を2.5μmとした。 In the first embodiment, as shown in FIG. 9, the length L12c of the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A is made longer than the length L12b of the first magnetic field passing portion 12b, and the second The length L12e of the first magnetic field passing portion 12e of the soft magnetic body 12B is longer than the length L12f of the second magnetic field passing portion 12f. Specifically, the first soft magnetic body 12A is formed such that the length L12b of the first magnetic field passing portion 12b is 5.0 μm and the length L12c of the second magnetic field passing portion 12c is 10.4 μm. The crossing portion 12a, the first magnetic field passing portion 12b, and the second magnetic field passing portion 12c are all formed to have a width of 2.0 μm. The second soft magnetic body 12B is formed so that the length L12e of the first magnetic field passing portion 12e is 10.4 μm and the length L12f of the second magnetic field passing portion 12f is 5.0 μm, 12d, the first magnetic field transfer portion 12e, and the second magnetic field transfer portion 12f are all formed to have a width of 2.0 μm. The length L12b and the length L12f are the same, and the length L12c and the length L12e are the same. The thickness of the first soft magnetic body 12A and the second soft magnetic body 12B was 3 μm. Further, the distance Ta in the X1 direction from the tip 12c2 of the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A to the magnetic detection portion D is 3.45 μm, and the first magnetic field passing portion of the second soft magnetic body 12B is set. The distance Tb in the X2 direction from the tip 12e2 of 12e to the magnetic detection portion D was set to 3.45 μm. The interval T1 between the electrode parts 16 was 2.5 μm.
実施例2では、平面視形状を実施例1と同一にし(図9)、第1の軟磁性体12A及び第2の軟磁性体12Bの厚さを、2μmとした。 In Example 2, the shape in plan view was the same as that in Example 1 (FIG. 9), and the thicknesses of the first soft magnetic body 12A and the second soft magnetic body 12B were 2 μm.
実施例3では、図10に示すように、第1の軟磁性体12Aの第1磁界渡し部分12bの長さL12bと第2磁界渡し部分12cの長さL12cとを同じ長さにし、かつ、第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eの長さL12eと第2磁界渡し部分12fの長さL12fとを同じ長さとした。具体的には、第1の軟磁性体12Aは、第1磁界渡し部分12bの長さL12b及び第2磁界渡し部分12cの長さL12cが共に8.4μmとなるように形成し、交差部分12a、第1磁界渡し部分12b及び第2磁界渡し部分12cのいずれも幅が2.0μmとなるように形成している。また、第2の軟磁性体12Bは、第1磁界渡し部分12eの長さL12e及び第2磁界渡し部分12fの長さL12fが共に8.4μmとなるように形成し、交差部分12d、第1磁界渡し部分12e及び第2磁界渡し部分12fのいずれも幅が2.0μmとなるように形成している。長さL12b、L12c、L12e、L12fは全て同じ長さである。第1の軟磁性体12A及び第2の軟磁性体12Bの厚さは、2μmとした。また、第1の軟磁性体12Aの第2磁界渡し部分12cの先端12c2から磁気検知部分DまでのX1向きの距離Taを2.45μmとし、第2の軟磁性体12Bの第1磁界渡し部分12eの先端12e2から磁気検知部分DまでのX2向きの距離Tbを2.45μmとした。電極部16間の間隔T1を2.5μmとした。 In Example 3, as shown in FIG. 10, the length L12b of the first magnetic field passing portion 12b and the length L12c of the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A are made the same length, and The length L12e of the first magnetic field passing portion 12e and the length L12f of the second magnetic field passing portion 12f of the second soft magnetic body 12B are the same. Specifically, the first soft magnetic body 12A is formed such that the length L12b of the first magnetic field passing portion 12b and the length L12c of the second magnetic field passing portion 12c are both 8.4 μm, and the intersecting portion 12a. The first magnetic field passing portion 12b and the second magnetic field passing portion 12c are both formed to have a width of 2.0 μm. The second soft magnetic body 12B is formed such that the length L12e of the first magnetic field passing portion 12e and the length L12f of the second magnetic field passing portion 12f are both 8.4 μm, and the crossing portion 12d, the first Both the magnetic field passing portion 12e and the second magnetic field passing portion 12f are formed to have a width of 2.0 μm. The lengths L12b, L12c, L12e, and L12f are all the same length. The thickness of the first soft magnetic body 12A and the second soft magnetic body 12B was 2 μm. Further, the distance Ta in the X1 direction from the tip 12c2 of the second magnetic field passing portion 12c of the first soft magnetic body 12A to the magnetic detection portion D is 2.45 μm, and the first magnetic field passing portion of the second soft magnetic body 12B is set. The distance Tb in the X2 direction from the tip 12e2 of 12e to the magnetic detection portion D was set to 2.45 μm. The interval T1 between the electrode parts 16 was 2.5 μm.
比較例では、図11に示すように、第1の軟磁性体72Aの第1磁界渡し部分72bの長さL72bと第2磁界渡し部分72cの長さL72cとを同じ長さにし、かつ、第2の軟磁性体72Bの第1磁界渡し部分72eの長さL72eと第2磁界渡し部分72fの長さL72fとを同じ長さとした。第1の軟磁性体72Aの平面視形状は、図10に示す実施例3の第1の軟磁性体12Aと同一であり、第2の軟磁性体72Bの形状は、図10に示す実施例3の第2の軟磁性体12Bと同一である。長さL72b、L72c、L72e、L72fは全て同じ長さである。第1の軟磁性体72A及び第2の軟磁性体72Bの厚さは、2μmとした。また、第1の軟磁性体72Aの第2磁界渡し部分72cの先端72c2と磁気検知部分DがY1−Y2方向に対向し、第2の軟磁性体72Bの第1磁界渡し部分72eの先端72e2と磁気検知部分DもY1−Y2方向に対向して配置した。換言すると、第1の軟磁性体72Aの第2磁界渡し部分72cの先端72c2から磁気検知部分DまでのX1向きの距離Taを−0.5μmとし、第2の軟磁性体72Bの第1磁界渡し部分72eの先端72e2から磁気検知部分DまでのX2向きの距離Tbを−0.5μmとした。電極部16間の間隔T1を2.5μmとした。 In the comparative example, as shown in FIG. 11, the length L72b of the first magnetic field passing portion 72b and the length L72c of the second magnetic field passing portion 72c of the first soft magnetic body 72A are set to the same length, and The length L72e of the first magnetic field passing portion 72e of the second soft magnetic body 72B and the length L72f of the second magnetic field passing portion 72f are the same length. The planar shape of the first soft magnetic body 72A is the same as that of the first soft magnetic body 12A of the third embodiment shown in FIG. 10, and the shape of the second soft magnetic body 72B is the same as that of the embodiment shown in FIG. 3 is the same as the second soft magnetic body 12B. The lengths L72b, L72c, L72e, and L72f are all the same length. The thickness of the first soft magnetic body 72A and the second soft magnetic body 72B was 2 μm. Further, the tip 72c2 of the second magnetic field passing portion 72c of the first soft magnetic body 72A and the magnetic detection portion D face each other in the Y1-Y2 direction, and the tip 72e2 of the first magnetic field passing portion 72e of the second soft magnetic body 72B. And the magnetic detection portion D are also arranged to face each other in the Y1-Y2 direction. In other words, the distance Ta in the X1 direction from the tip 72c2 of the second magnetic field transfer portion 72c of the first soft magnetic body 72A to the magnetic detection portion D is set to −0.5 μm, and the first magnetic field of the second soft magnetic body 72B is set. The distance Tb in the X2 direction from the tip 72e2 of the transfer portion 72e to the magnetic detection portion D was set to −0.5 μm. The interval T1 between the electrode parts 16 was 2.5 μm.
実施例1〜3の軟磁性体12及び比較例の軟磁性体72のY1−Y2方向長さは同一に設定してある。 The Y1-Y2 direction lengths of the soft magnetic body 12 of Examples 1 to 3 and the soft magnetic body 72 of the comparative example are set to be the same.
実験では、各実施例の磁気センサ及び比較例の磁気センサのサンプルを3つずつ作成し、それぞれの磁気センサに、同じ大きさのX1−X2方向を向く外部磁界を作用させ、ヒステリシスループを得てその際のヒステリシス量(外部磁界を与えていないときのゼロ点からのずれ量)を測定した。その実験結果のグラフを図12に示す。 In the experiment, three samples of the magnetic sensor of each example and the magnetic sensor of the comparative example were prepared, and an external magnetic field facing the X1-X2 direction of the same magnitude was applied to each magnetic sensor to obtain a hysteresis loop. The amount of hysteresis at that time (the amount of deviation from the zero point when no external magnetic field was applied) was measured. A graph of the experimental results is shown in FIG.
図12において、ヒステリシス量はいずれも0(mG)に近いほうが好ましい。 In FIG. 12, the hysteresis amount is preferably close to 0 (mG).
図12の実験結果に示すように、いずれも各実施例1〜3のほうが比較例に比べてヒステリシスを改善できたことがわかった。 As shown in the experimental results of FIG. 12, it was found that each of Examples 1 to 3 was able to improve the hysteresis compared to the comparative example.
本発明に係る磁気センサは、例えば、携帯電話等の携帯機器に組み込まれる地磁気を検知する地磁気センサとして好適に使用されうる。 The magnetic sensor according to the present invention can be suitably used as, for example, a geomagnetic sensor that detects geomagnetism incorporated in a mobile device such as a mobile phone.
1〜4 磁気抵抗効果素子
10 磁気検知体
11 素子部
12 軟磁性体(磁路形成体)
12A 第1の軟磁性体
12a 交差部分
12b 第1磁界渡し部分
12c 第2磁界渡し部分(一対の磁界渡し部分の一方)
12c2 先端
12B 第2の軟磁性体
12d 交差部分
12e 第1磁界渡し部分(一対の磁界渡し部分の他方)
12e2 先端
12f 第2磁界渡し部分
14 軟磁性体(磁路形成体)
14C 第3の軟磁性体
14a 交差部分
14b 第1磁界渡し部分
14c 第2磁界渡し部分(一対の磁界渡し部分の一方)
14c2 先端
14D 第4の軟磁性体
14d 交差部分
14e 第1磁界渡し部分(一対の磁界渡し部分の他方)
14e2 先端
14f 第2磁界渡し部分
60 非磁性下地層
61 固定磁性層
62 非磁性材料層
63 フリー磁性層
64 保護層
D 磁気検知部分
G ギャップ
H1〜H3 外部磁界
M1〜M3 磁路
S 磁気センサ
1-4 Magnetoresistance effect element 10 Magnetic detector 11 Element part 12 Soft magnetic body (magnetic path formation body)
12A First soft magnetic body 12a Crossing portion 12b First magnetic field passing portion 12c Second magnetic field passing portion (one of a pair of magnetic field passing portions)
12c2 tip 12B second soft magnetic body 12d intersecting portion 12e first magnetic field passing portion (the other of the pair of magnetic field passing portions)
12e2 tip 12f second magnetic field passing portion 14 soft magnetic body (magnetic path forming body)
14C Third soft magnetic body 14a Crossing portion 14b First magnetic field passing portion 14c Second magnetic field passing portion (one of a pair of magnetic field passing portions)
14c2 Tip 14D Fourth soft magnetic body 14d Crossing portion 14e First magnetic field passing portion (the other of the pair of magnetic field passing portions)
14e2 tip 14f second magnetic field passing portion 60 nonmagnetic underlayer 61 pinned magnetic layer 62 nonmagnetic material layer 63 free magnetic layer 64 protective layer D magnetic detection portion G gap H1 to H3 external magnetic field M1 to M3 magnetic path S magnetic sensor
Claims (3)
外部磁界の磁路を形成するように前記磁気検知体に沿って並べられた軟磁性材料からなる複数の磁路形成体とを有し、
前記複数の磁路形成体のうちの隣り合う2つの磁路形成体が、前記磁気検知体に沿って帯状に延在するとともに平面視で前記磁気検知部分を前記幅方向に挟み、互いの間を前記外部磁界が進行可能に対向して配置される一対の磁界渡し部分を有し、
前記磁気検知体は、平面視で素子部における電極部が重ねられていない部分と前記電極部が重ねられた部分とが交互に並んでおり、前記素子部における前記電極部が重ねられていない部分が前記磁気検知部分として機能し、
前記磁気検知部分が、前記一対の磁界渡し部分のそれぞれの延在方向中央部分の両方と前記幅方向に対向して配置され、
前記磁路形成体に生じた残留磁化の前記磁気検知部分に対する磁界について前記感度軸に沿った方向の成分が前記磁気検知体の延在方向の成分よりも小さくなるように、前記延在方向中央部分から前記磁界渡し部分の先端が、前記素子部における電極部が重ねられた部分と対向する方向に延出して配置されることを特徴とする磁気センサ。 A magnetic detector provided with a magnetic detection portion extending in a band shape in plan view and having a sensitivity axis in the width direction;
A plurality of magnetic path forming bodies made of a soft magnetic material arranged along the magnetic detection body so as to form a magnetic path of an external magnetic field;
Two adjacent magnetic path forming bodies out of the plurality of magnetic path forming bodies extend in a strip shape along the magnetic detection body, and sandwich the magnetic detection portion in the width direction in plan view, and between each other. A pair of magnetic field passing portions disposed so as to face each other so that the external magnetic field can travel,
In the magnetic detection body, in a plan view, a portion where the electrode portion in the element portion is not overlapped and a portion where the electrode portion is overlapped are alternately arranged, and the portion where the electrode portion is not overlapped in the element portion Functions as the magnetic detection part,
The magnetic detection portion is disposed opposite to both the central portion in the extending direction of each of the pair of magnetic field passing portions in the width direction,
The center in the extending direction is such that the component in the direction along the sensitivity axis of the magnetic field to the magnetic sensing portion of the residual magnetization generated in the magnetic path forming body is smaller than the component in the extending direction of the magnetic sensing body. a magnetic sensor, characterized in that the tip of the magnetic field passing from one part is arranged to extend in a direction opposite to the electrode portions of the element portions are overlapped portion.
前記隣り合う2つの磁路形成体のうちの一方の磁路形成体の前記第2磁界渡し部分と他方の磁路形成体の前記第1磁界渡し部分とで、前記一対の磁界渡し部分を構成し、
前記一対の磁界渡し部分を構成する、
前記一方の磁路形成体の前記磁気検知部分と対向する前記延在方向中央部分を有する前記第2磁界渡し部分が、その前記第1磁界渡し部分より長く形成されており、
前記他方の磁路形成体の前記磁気検知部分と対向する前記延在方向中央部分を有する前記第1磁界渡し部分が、その前記第2磁界渡し部分より長く形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ。 Each of the two adjacent magnetic path formers intersects the magnetic detector and extends in the width direction, and extends from the one end in the width direction at the intersection along the magnetic detector. A first magnetic field passing portion extending in a strip shape, and a second magnetic field passing extending in a strip shape in the opposite direction from the first magnetic field passing portion along the magnetic sensor from the other end in the width direction at the intersecting portion. And having a portion,
The pair of magnetic field passing portions is constituted by the second magnetic field passing portion of one of the adjacent two magnetic path forming members and the first magnetic field passing portion of the other magnetic path forming member. And
Constituting the pair of magnetic field passing portions;
The second magnetic field passing portion having the extending direction central portion facing the magnetic detection portion of the one magnetic path forming body is formed longer than the first magnetic field passing portion;
The said 1st magnetic field delivery part which has the said extension direction center part facing the said magnetic detection part of said other magnetic path formation body is formed longer than the said 2nd magnetic field delivery part, It is characterized by the above-mentioned. Item 2. The magnetic sensor according to Item 1.
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