JPH07210835A - 磁気抵抗磁気センサ - Google Patents
磁気抵抗磁気センサInfo
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- JPH07210835A JPH07210835A JP6310489A JP31048994A JPH07210835A JP H07210835 A JPH07210835 A JP H07210835A JP 6310489 A JP6310489 A JP 6310489A JP 31048994 A JP31048994 A JP 31048994A JP H07210835 A JPH07210835 A JP H07210835A
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- magnetoresistive element
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01R33/09—Magnetoresistive devices
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- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 感度を改良した磁気抵抗磁気センサを提供す
る。 【構成】 磁気抵抗素子と2つの磁極片とを備え、磁気
抵抗素子の抵抗値が加えられた磁界の関数として変化
し、前記磁極片は、検出すべき磁界を磁気抵抗素子中に
集中するようにその磁界を集め、各磁極片は磁気抵抗素
子に部分的に重なる位置にあり、電流Iが磁気抵抗素子
を流れ、磁気抵抗素子を流れる電流が2つの磁極片の間
の空隙中の領域に集まるように、磁気抵抗素子磁極片が
重なっている領域が切り欠かれている。
る。 【構成】 磁気抵抗素子と2つの磁極片とを備え、磁気
抵抗素子の抵抗値が加えられた磁界の関数として変化
し、前記磁極片は、検出すべき磁界を磁気抵抗素子中に
集中するようにその磁界を集め、各磁極片は磁気抵抗素
子に部分的に重なる位置にあり、電流Iが磁気抵抗素子
を流れ、磁気抵抗素子を流れる電流が2つの磁極片の間
の空隙中の領域に集まるように、磁気抵抗素子磁極片が
重なっている領域が切り欠かれている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗磁界センサに
関するものであり、とくに、検出すべき磁界を磁極片で
集めなければならない磁気抵抗磁界センサに関するもの
である。それらのセンサは、たとえば、読出しヘッドま
たは磁力計として使用される。それらは単一層型または
多層型とすることができる。本発明をとくに単一層型セ
ンサについて説明することにする。しかし、後で明らか
になるであろうが、本発明は多層型センサにも関するも
のである。
関するものであり、とくに、検出すべき磁界を磁極片で
集めなければならない磁気抵抗磁界センサに関するもの
である。それらのセンサは、たとえば、読出しヘッドま
たは磁力計として使用される。それらは単一層型または
多層型とすることができる。本発明をとくに単一層型セ
ンサについて説明することにする。しかし、後で明らか
になるであろうが、本発明は多層型センサにも関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】磁気抵抗磁界センサは、本明細書におい
ては磁気抵抗センサと呼ぶが、ある物質の純抵抗値がそ
れらの物質に加えられる磁界の強さの関数として変化す
るという現象を利用する。抵抗値の変化は通常の方法に
よって検出でき、磁界の変化を測定するために使用され
ている。
ては磁気抵抗センサと呼ぶが、ある物質の純抵抗値がそ
れらの物質に加えられる磁界の強さの関数として変化す
るという現象を利用する。抵抗値の変化は通常の方法に
よって検出でき、磁界の変化を測定するために使用され
ている。
【0003】一般に、本発明の磁気抵抗センサは電流を
流す磁気抵抗素子と、2つの磁極片とを含む。
流す磁気抵抗素子と、2つの磁極片とを含む。
【0004】上記のように、それら2つの磁極片は検出
すべき磁界を集める。
すべき磁界を集める。
【0005】当業者に周知のように、磁気抵抗効果に敏
感な物質の抵抗率ρの変化は、この物質を流れる電流I
の向きと、物質の磁化の向きとの間の角度αの関数であ
って、次式で与えられる。
感な物質の抵抗率ρの変化は、この物質を流れる電流I
の向きと、物質の磁化の向きとの間の角度αの関数であ
って、次式で与えられる。
【0006】ρ=ρ0 (1+Δρ/ρ0 cos2 α)こ
こで、ρ0 は磁界が存在しない時のその物質の抵抗率で
ある。
こで、ρ0 は磁界が存在しない時のその物質の抵抗率で
ある。
【0007】抵抗率の変化、したがって抵抗値の変化は
α=45°で最大である。
α=45°で最大である。
【0008】それらは磁界の変化に対する高い検出感度
を持つように設計された磁気抵抗センサの使用条件であ
る。
を持つように設計された磁気抵抗センサの使用条件であ
る。
【0009】従来技術においては、2つの磁極片が磁気
抵抗素子に部分的に重なり合う。
抵抗素子に部分的に重なり合う。
【0010】この重なり合いは磁気抵抗素子の磁束の透
過を最適にするために行われる。
過を最適にするために行われる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の装置
にはいくつかの欠点がある。磁界は磁気抵抗素子の2つ
の磁極片の空隙の間に主として集中するが、磁気抵抗素
子を流れる電流はそこに一様に分布する。その結果、感
度は希望するほど高くない。
にはいくつかの欠点がある。磁界は磁気抵抗素子の2つ
の磁極片の空隙の間に主として集中するが、磁気抵抗素
子を流れる電流はそこに一様に分布する。その結果、感
度は希望するほど高くない。
【0012】本発明はこの欠点を持たない。
【0013】本発明の目的は、磁気抵抗素子の磁極片と
重なり合う領域が切り欠かれて、磁気抵抗素子を流れる
電流を2つの磁極片の間の空隙の内側の区域の内部に集
中させることである。
重なり合う領域が切り欠かれて、磁気抵抗素子を流れる
電流を2つの磁極片の間の空隙の内側の区域の内部に集
中させることである。
【0014】したがって、本発明の利点は、検出すべき
磁界を磁極片を用いて集める磁気抵抗センサに必要な感
度を高めることである。
磁界を磁極片を用いて集める磁気抵抗センサに必要な感
度を高めることである。
【0015】本発明のその他の特徴および利点は、添付
図面を参照しながら好適な製作方法を読めば明らかにな
るであろう。
図面を参照しながら好適な製作方法を読めば明らかにな
るであろう。
【0016】
【実施例】各図において同じ要素に対して同じ参照番号
を使用する。
を使用する。
【0017】図1Aと図1Bはそれぞれ従来の磁気抵抗
センサの断面図と平面図を示す。それらの図では、磁気
抵抗素子2は物質支持体1の上に配置される。この素子
は、たとえば陰極スパッタリングによって付着できる。
センサの断面図と平面図を示す。それらの図では、磁気
抵抗素子2は物質支持体1の上に配置される。この素子
は、たとえば陰極スパッタリングによって付着できる。
【0018】磁気抵抗素子の厚さは、たとえば25ナノ
メートル程度でよい。絶縁層3、たとえば金属酸化物の
層が、磁気抵抗素子と物質支持体で構成されている組立
体全体を覆う。2つの磁極片4、5が絶縁層3の上に付
着される。磁極片は低保磁力の磁性物質、たとえば、セ
ンダスト合金で製造することが好ましい。先に説明した
ように、この素子の磁束の透過を改善するために、2つ
の磁極片のそれぞれが磁気抵抗素子を距離rで部分的に
覆う。2つの磁極片は長方形が好ましく、相互に平行に
置かれる。eで示されている、それらの磁極片の間の距
離が磁気抵抗センサの空隙を構成する。電流Iが磁気抵
抗素子2を流れる。この電流は、空隙を決定する線A
A’の方向に沿って循環する。磁界が変動しない場合に
は、磁気抵抗素子2の抵抗値はRに等しい。そうすると
検出電圧はV=RIと書かれる。磁界が変化すると、磁
気抵抗素子の抵抗値も変化する。したがって、検出電圧
の変化は式ΔV=ΔR×Iによって与えられる。ここ
に、ΔRは磁気抵抗素子の抵抗値の変化を表す。
メートル程度でよい。絶縁層3、たとえば金属酸化物の
層が、磁気抵抗素子と物質支持体で構成されている組立
体全体を覆う。2つの磁極片4、5が絶縁層3の上に付
着される。磁極片は低保磁力の磁性物質、たとえば、セ
ンダスト合金で製造することが好ましい。先に説明した
ように、この素子の磁束の透過を改善するために、2つ
の磁極片のそれぞれが磁気抵抗素子を距離rで部分的に
覆う。2つの磁極片は長方形が好ましく、相互に平行に
置かれる。eで示されている、それらの磁極片の間の距
離が磁気抵抗センサの空隙を構成する。電流Iが磁気抵
抗素子2を流れる。この電流は、空隙を決定する線A
A’の方向に沿って循環する。磁界が変動しない場合に
は、磁気抵抗素子2の抵抗値はRに等しい。そうすると
検出電圧はV=RIと書かれる。磁界が変化すると、磁
気抵抗素子の抵抗値も変化する。したがって、検出電圧
の変化は式ΔV=ΔR×Iによって与えられる。ここ
に、ΔRは磁気抵抗素子の抵抗値の変化を表す。
【0019】図2は本発明の磁気抵抗センサの平面図を
示す。
示す。
【0020】この磁気抵抗素子2は多層塔状に形成され
る。距離rをおいて磁極片上に重なり合う磁極片の2つ
の部分が、それぞれ一連の多層塔状要素6で構成され
る。
る。距離rをおいて磁極片上に重なり合う磁極片の2つ
の部分が、それぞれ一連の多層塔状要素6で構成され
る。
【0021】本発明によれば、多層塔状要素6は、電流
Iが磁気抵抗素子の空隙内に位置する部分だけを流れる
ように配置される。多層塔状要素の幅はLで、連続する
2つの多層塔状要素の間隔もLであることが好ましい。
しかし、磁気抵抗素子の空隙内に位置する部分に電流を
閉じ込める他の任意の形状にも本発明は適用できる。
Iが磁気抵抗素子の空隙内に位置する部分だけを流れる
ように配置される。多層塔状要素の幅はLで、連続する
2つの多層塔状要素の間隔もLであることが好ましい。
しかし、磁気抵抗素子の空隙内に位置する部分に電流を
閉じ込める他の任意の形状にも本発明は適用できる。
【0022】したがって、本発明の装置は磁界が集中し
ている領域のみに電流を限定する。
ている領域のみに電流を限定する。
【0023】磁気抵抗センサの感度が高くなれば有用で
ある。たとえば、空隙の幅が100ミクロンで、重なり
合いrが10ミクロンである本発明の磁気抵抗センサの
感度利得は、従来の磁気抵抗センサ、いいかえると、多
層塔状要素のない磁気抵抗センサに対して20%程度改
良されている。電流の別の利点は、重なりあっている領
域rを電流が流れないため、磁界を一層良く集めるよう
にそれらの領域を拡張できることである。
ある。たとえば、空隙の幅が100ミクロンで、重なり
合いrが10ミクロンである本発明の磁気抵抗センサの
感度利得は、従来の磁気抵抗センサ、いいかえると、多
層塔状要素のない磁気抵抗センサに対して20%程度改
良されている。電流の別の利点は、重なりあっている領
域rを電流が流れないため、磁界を一層良く集めるよう
にそれらの領域を拡張できることである。
【0024】好ましくは、本発明の装置の製造方法は次
の主なステップを含む。
の主なステップを含む。
【0025】−磁気抵抗物質を陰極スパッタリングによ
って支持体1の表面に付着する。先に説明したように、
付着の厚さは、たとえば25ナノメートルでよい。
って支持体1の表面に付着する。先に説明したように、
付着の厚さは、たとえば25ナノメートルでよい。
【0026】たとえば、感光樹脂製のマスクを磁気抵抗
物質の層上に取り付ける。このマスクの形は最終的な磁
気抵抗素子の形と同じである。幅Lは、たとえば、10
ミクロンにできる。
物質の層上に取り付ける。このマスクの形は最終的な磁
気抵抗素子の形と同じである。幅Lは、たとえば、10
ミクロンにできる。
【0027】−磁気抵抗層のうち不要なものを除去す
る。
る。
【0028】−マスクを除去する。
【0029】−絶縁層3、たとえば金属酸化物層を当業
者に周知の任意の方法によって付着する。たとえば、絶
縁層の厚さは200ナノメートルでよい。
者に周知の任意の方法によって付着する。たとえば、絶
縁層の厚さは200ナノメートルでよい。
【0030】−低保磁力物質又はセンダスト合金の層
を、既に付着されている絶縁層の全ての上に付着する。
を、既に付着されている絶縁層の全ての上に付着する。
【0031】−磁極片の寸法と同じ寸法のマスクを取り
付ける。
付ける。
【0032】−磁極片を削る。
【0033】読出しヘッドを製造する際には、テープに
記録した磁界を最適な条件の下に読出すことができるよ
うに、磁極片を製作するために取り付けたマスクを除去
する。しかし、磁力計を製作する場合は、検出する磁界
が周囲の空間全体に存在するので、マスクをその場所に
置いたままで良い。
記録した磁界を最適な条件の下に読出すことができるよ
うに、磁極片を製作するために取り付けたマスクを除去
する。しかし、磁力計を製作する場合は、検出する磁界
が周囲の空間全体に存在するので、マスクをその場所に
置いたままで良い。
【0034】先に述べたように、本発明は多層磁気抵抗
センサにも関するものである。当業者に周知のように、
非磁性層によって分離されている最低2つの磁性層を積
み重ねることによって磁気抵抗素子を製造する。上記製
造法の最初のステップは、磁気抵抗素子を製造するため
に必要な一連の層を付着することである。
センサにも関するものである。当業者に周知のように、
非磁性層によって分離されている最低2つの磁性層を積
み重ねることによって磁気抵抗素子を製造する。上記製
造法の最初のステップは、磁気抵抗素子を製造するため
に必要な一連の層を付着することである。
【0035】上記好適な製造法においては、磁気抵抗素
子が磁極片と重なっている部分のみを多層塔状に形成す
る。他の製造法においては、磁気抵抗素子を空隙中のあ
る部分まで多層塔状に形成する。
子が磁極片と重なっている部分のみを多層塔状に形成す
る。他の製造法においては、磁気抵抗素子を空隙中のあ
る部分まで多層塔状に形成する。
【図1A】従来の磁気抵抗センサの断面図である。
【図1B】従来の磁気抵抗センサの平面図である。
【図2】本発明の磁気抵抗センサの平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テイエル・バレ フランス国、78220・ビロフレ、リユ・ア ルテユール・プテイ、9
Claims (5)
- 【請求項1】 磁気抵抗素子と2つの磁極片とを備え、
磁気抵抗素子の抵抗値は加えられた磁界の関数として変
化し、前記磁極片は、検出すべき磁界を磁気抵抗素子中
に集中するように集め、各磁極片は磁気抵抗素子に部分
的に重なり合う位置にあり、電流Iが磁気抵抗素子を流
れ、磁気抵抗素子を流れる電流が2つの磁極片の間の空
隙中の領域に集まるように、磁気抵抗素子の磁極片が重
なっている領域が切り欠かれていることを特徴とする磁
気抵抗磁気センサ。 - 【請求項2】 2つの領域が一連の多層塔状部分から構
成されることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗セ
ンサ。 - 【請求項3】 多層塔状部分(6)と2つの多層塔状部
分を分離する間隔が同じ幅であることを特徴とする請求
項2に記載の磁気抵抗センサ。 - 【請求項4】 磁気抵抗素子が単一の材料で製造される
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載
の磁気抵抗センサ。 - 【請求項5】 非磁性層によって分離された少なくとも
2つの層を積み重ねることによって磁気抵抗素子が製造
されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項
に記載の磁気抵抗センサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9314992A FR2713782B1 (fr) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | Capteur magnétique à effet magnéto-résistif. |
FR9314992 | 1993-12-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07210835A true JPH07210835A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=9453899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6310489A Pending JPH07210835A (ja) | 1993-12-14 | 1994-12-14 | 磁気抵抗磁気センサ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5696447A (ja) |
EP (1) | EP0658772B1 (ja) |
JP (1) | JPH07210835A (ja) |
KR (1) | KR950019763A (ja) |
DE (1) | DE69430107T2 (ja) |
FR (1) | FR2713782B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017204151A1 (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
JP2019219182A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2774207B1 (fr) | 1998-01-27 | 2000-04-28 | Thomson Csf | Dispositif d'inscription/lecture optique d'un support d'information |
EP1920273A4 (en) * | 2005-08-30 | 2008-12-24 | John R Jackson | ELECTROMAGNETIC IMPULSE MONITORING DEVICE AND METHOD USING AN ELECTROMAGNETIC ANTENNA WITH MAGNETIC COMPONENTS |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2169434B (en) * | 1984-11-24 | 1989-09-20 | Magnetic Components Limited | Magnetoresistive sensors |
JPS61214205A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Sony Corp | ヨ−ク型磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
US4649447A (en) * | 1985-08-15 | 1987-03-10 | International Business Machines | Combed MR sensor |
US5119025A (en) * | 1990-07-26 | 1992-06-02 | Eastman Kodak Company | High-sensitivity magnetorresistive magnetometer having laminated flux collectors defining an open-loop flux-conducting path |
EP0540692B1 (en) * | 1990-07-26 | 1995-04-26 | Eastman Kodak Company | Miniature high-sensitivity magnetoresistive magnetometer |
JP2857286B2 (ja) * | 1991-09-27 | 1999-02-17 | シャープ株式会社 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
-
1993
- 1993-12-14 FR FR9314992A patent/FR2713782B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-12-09 EP EP94402841A patent/EP0658772B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-09 DE DE69430107T patent/DE69430107T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-13 KR KR1019940033843A patent/KR950019763A/ko not_active Application Discontinuation
- 1994-12-14 US US08/355,893 patent/US5696447A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-14 JP JP6310489A patent/JPH07210835A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017204151A1 (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
JPWO2017204151A1 (ja) * | 2016-05-24 | 2019-03-22 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
US10890630B2 (en) | 2016-05-24 | 2021-01-12 | Tdk Corporation | Magnetic sensor |
JP2019219182A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2713782A1 (fr) | 1995-06-16 |
DE69430107D1 (de) | 2002-04-18 |
FR2713782B1 (fr) | 1996-01-05 |
EP0658772B1 (fr) | 2002-03-13 |
DE69430107T2 (de) | 2002-11-28 |
US5696447A (en) | 1997-12-09 |
EP0658772A1 (fr) | 1995-06-21 |
KR950019763A (ko) | 1995-07-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040525 |