CN103389118A - 磁传感器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的特别是提供一种磁传感器，相对于延伸部的延伸方向不同的多个蜿蜒状元件而利用一种导体部的图案便足够。第1元件(11)是在Y方向上延伸且在X方向上空出间隔地排列的多条第1延伸部(11a)连接成的蜿蜒状元件。第2元件(12)是在X方向上延伸且在Y方向上空出间隔地排列的多条第2延伸部(12a)连接成的蜿蜒状元件。第1元件及第2元件的至少一方是发挥磁阻效应的磁阻效应元件。导体部(14)连接在隔着间隔对置的第1延伸部(11a)之间或第2延伸部(12a)之间。导体部(14)是具有在X方向上延伸的第1边(14a)及在Y方向上延伸的第2边(14b)的正方形。第1边的长度尺寸(L1)大于间隔(T1)，第2边的长度尺寸(L2)大于间隔(T2)。

Description

磁传感器

技术领域

本发明涉及具备延伸方向不同的多个蜿蜒状元件以及电阻调整用的导体部的磁传感器。

背景技术

在专利文献1中，公开了与混合电路装置相关的发明。虽然专利文献1并非是与磁传感器相关的发明，但是在专利文献1中公开了如下构成，即：利用蜿蜒环(导体部)使蜿蜒状元件的电阻层间短路以进行电阻调整。

另一方面，在专利文献2中，公开了与角度测定用的AMR传感器元件相关的发明。例如，在专利文献2的图1中设置了2个惠斯登桥接器11、12，且各惠斯登桥接器分别由4个蜿蜒电阻体13构成。4个蜿蜒电阻体13的延伸方向(电阻体所延伸的方向)分别隔45度发生变化(专利文献1的[0022]栏)。

在针对专利文献2的传感器元件而使用专利文献1所示的电阻调整用的导体部并想要调整成各蜿蜒电阻体13的电阻大致相同的情况下，由于各蜿蜒电阻体13的延伸方向各相差45度，因此需要针对各蜿蜒电阻体13的每一个制作同样各按45度倾斜的导体部。即，在针对设置有延伸方向不同的蜿蜒状元件的磁传感器而使用电阻调整用的导体部的情况下，由于利用一种导体部无法应对，因此需要制作适于各蜿蜒状元件的导体部。

这样一来，在现有技术中必须准备多种导体部的图案，其结果产生了制造成本的上升、制造工序的复杂化的问题。此外，存在容易产生特性精度的偏差、或者难以得到稳定的传感器特性的问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2002-507329号公报

专利文献2：日本特表2007-518090号公报

发明内容

(发明所要解决的课题)

因此，本发明正是为了解决上述现有技术的课题而完成的，尤其是其目的在于提供一种能够利用一种导体部对延伸部的延伸方向不同的多个蜿蜒状元件进行电阻调整的磁传感器。

(用于解决课题的技术方案)

本发明中的磁传感器的特征在于，具有：蜿蜒状元件，其通过在平面内的规定方向上延伸且在所述规定方向的正交方向上空出间隔地排列的多条延伸部在端部之间被电连接而成；和电阻调整用的导体部，其对隔着所述间隔而对置的所述延伸部之间进行电连接，所述蜿蜒状元件具有第1元件和第2元件，构成所述第1元件的所述延伸部在所述平面内的第1方向上延伸且在所述第1方向的正交方向上空出第1间隔地排列，构成所述第2元件的所述延伸部在与所述第1方向不同的所述平面内的第2方向上延伸且在所述第2方向的正交方向上空出第2间隔地排列，所述第1元件以及所述第2元件之中的至少一方是层叠磁性层和非磁性层而成的发挥磁阻效应的磁阻效应元件，所述导体部是具有与所述第1方向的正交方向平行的第1边、以及与所述第2方向的正交方向平行的第2边的多边形状，所述第1边的长度尺寸大于所述第1间隔，所述第2边的长度尺寸大于所述第2间隔。由此，能够通过一种导体部对延伸部的延伸方向不同的第1元件以及第2元件进行电阻调整。此外，在本发明中，通过导体部能够使延伸部之间在与延伸方向正交的方向上短路，从而能够高精度地进行电阻调整。

如以上，在本发明中，能够降低制造成本，并且能够使制造工艺容易化，且能够获得高精度的传感器特性。

在本发明中，优选所述导体部为正多边形。

此外，在本发明中，优选所述磁传感器具备所述第1元件、所述第2元件以及第3元件，构成所述第3元件的所述延伸部在与所述第1方向以及所述第2方向不同的所述平面内的第3方向上延伸且在所述第3方向的正交方向上空出第3间隔地排列，所述导体部是具有所述第1边、所述第2边、和与所述第3方向的正交方向平行的第3边的多边形状，所述第1边的长度尺寸在所述第1间隔以上，所述第2边的长度尺寸在所述第2间隔以上，所述第3边的长度尺寸在所述第3间隔以上。由此，通过一种导体部能够使第1元件、第2元件以及第3元件的各延伸部之间在延伸方向的正交方向上短路。

在上述中，优选所述导体部为六边形。

此外，优选所述第1延伸部、所述第2延伸部以及所述第3延伸部的宽度尺寸大致相同，所述第1间隔、所述第2间隔以及所述第3间隔大致相同，将顶点按照隔两个顶点的方式而引出的各对角线的长度尺寸，以(所述延伸部的宽度尺寸×2+所述间隔的大小)以上的尺寸形成。由此，能够更高精度地进行电阻调整。

此外，在本发明中，优选在将所述第1方向设为0°时，所述第2方向相对于所述第1方向倾斜120°，所述第3方向相对于所述第1方向倾斜240°，所述第1延伸部、所述第2延伸部以及所述第3延伸部的宽度尺寸大致相同，所述第1间隔、所述第2间隔以及所述第3间隔大致相同，所述导体部为正六边形。

此外，在本发明中，优选所述磁阻效应元件在与所述延伸部的延伸方向正交的方向上具备灵敏度轴方向。

此外，在本发明中，优选所述磁阻效应元件为自固定型(Self-pinning)的GMR元件。由此，能够使由GMR元件组成的多个蜿蜒状元件形成在同一基板上。

此外，在本发明中，优选所述磁阻效应元件是包括具备延伸方向与所述灵敏度轴方向正交的所述延伸部的蜿蜒部分、和具备延伸方向与所述灵敏度轴方向平行的所述延伸部的蜿蜒部分的GMR元件。由此，能够抵消AMR效果，能够实现传感器特性的提高。

此外，在本发明中，优选在桥接电路中，具备相同的灵敏度轴方向的所述蜿蜒状元件彼此按照将元件形成面的中心作为对称点的点对称方式进行配置。由此，能够减小桥接电路的中点电位的偏差，能够获得稳定的传感器特性。

(发明效果)

根据本发明，能够降低制造成本，并且能够使制造工艺容易化，且能获得高精度的传感器特性。

附图说明

图1是表示第1实施方式的磁传感器所搭载的第1元件以及第2元件的一例的俯视图。

图2(a)是具有第2实施方式的磁传感器所搭载的多个蜿蜒元件的构成、和磁铁的3相编码器的示意图。

图2(b)表示3相编码器的U相桥接电路图、V相桥接电路图、W相桥接电路图。

图3是第2实施方式的磁传感器所搭载的多个蜿蜒元件的俯视图。

图4是图3所示的蜿蜒元件(第1元件)21的放大俯视图。

图5是图3所示的被配置成点对称的多个蜿蜒元件的放大俯视图。

图6是具备第2实施方式中的磁传感器和磁铁的3相编码器的U相、V相以及W相的波形图。

图7表示第3实施方式中的磁传感器的俯视图。

图8是本实施方式中的蜿蜒元件的部分放大纵剖视图。

图9是表示磁传感器和磁铁的配置的俯视图。

图10是表示蜿蜒元件的蜿蜒形状的具体例的部分俯视图。

具体实施方式

图1是表示第1实施方式的磁传感器所搭载的第1元件以及第2元件的一例的俯视图。

在此，在图1所示的第1实施方式中，将Y方向设为第1方向，将与Y方向正交的X方向设为第2方向。X方向以及Y方向表示在平面内正交的2个方向。另一方面，Z方向表示与X方向以及Y方向的双方正交的高度方向(厚度方向)。

在磁传感器S1中，在相同的基板上形成有多个蜿蜒状元件11、12。

蜿蜒状元件11为第1元件，以下有时称作第1元件11。此外，蜿蜒状元件12为第2元件，以下有时称作第2元件12。

如图1所示，第1元件11是在作为第1方向的Y方向上延伸且在X方向上空出第1间隔T1地排列的多条第1延伸部11a以成为蜿蜒状的方式在Y侧端部间被连接从而一体化的蜿蜒状元件。

此外，如图1所示，第2元件12是在X方向上延伸且在Y方向上空出第2间隔T2地排列的多条第2延伸部12a以成为蜿蜒状的方式在X侧端部间被连接从而一体化的蜿蜒状元件。

在本实施方式中，第2元件12是与使第1元件11在平面内旋转90°后的形状相同的元件。因此，构成第1元件11以及第2元件12的各延伸部11a、12a的宽度尺寸为相同的尺寸，且第1间隔T1以及第2间隔T2也为相同的尺寸。

图8为沿着图1所示的A-A线切断第1元件11并从箭头方向看到的部分放大纵剖视图。

第1元件11是在基板1表面从下向上按种子(seed)层2、固定磁性层3、非磁性材料层4、自由磁性层5以及保护层6的顺序被层叠并成膜的自固定型的GMR元件。构成第1元件11的各层例如通过溅射来成膜。

种子层2由NiFeCr或Cr等形成。也可在种子层2与基板1之间形成由Ta、Hf、Nb、Zr、Ti、Mo、W等组成的基底层。

固定磁性层3由第1磁性层3a、第2磁性层3c、和介于第1磁性层3a与第2磁性层3c之间的非磁性中间层3b的、人工反铁磁性(AAF(Artificial-Anti Ferromagnetic))构造组成。

如图8所示，箭头方向表示第1磁性层3a以及第2磁性层3c的固定磁化方向。如图8所示，第1磁性层3a的固定磁化方向和第2磁性层3c的固定磁化方向成为反向平行。各磁性层3a、3c由CoFe合金等软磁性材料形成。此外，非磁性中间层3b为Ru、Rh等。非磁性材料层4由Cu等非磁性材料形成。自由磁性层5由NiFe合金等软磁性材料形成。在该实施方式中，虽然自由磁性层5由CoFe合金层5a和NiFe合金层5b的层叠构造形成，但自由磁性层5的构造并非被限定。保护层6为Ta等。

在本实施方式中，将固定磁性层3设为AAF构造，是第1磁性层3a和第2磁性层3c反向平行地被磁化固定的自固定型。即，在图8所示的自固定型中，不使用反铁磁性层，由此不实施磁场中热处理就能使构成固定磁性层3的各磁性层3a、3c磁化固定。至少在第1磁性层3a的成膜时通过磁场中成膜来实现。另外，关于各磁性层3a、3c的磁化固定力，只要是即便在外部磁场作用时也不产生磁化摇动这种程度的大小即可。

不过，图8的第1元件11的层叠构造为一例。也可成为从下向上按种子层2、自由磁性层5、非磁性材料层4、固定磁性层3、以及保护层6的顺序被依次层叠的层叠构造。此外，固定磁性层3也可构成为：第1磁性层3a和第2磁性层3c的磁化量的大小相同、且磁化方向为相反平行。

构成第1元件11a的第2磁性层3c的固定磁化方向(P；灵敏度轴方向)为固定磁性层3的固定磁化方向。

第2元件12也为与图7相同的层叠构造的自固定型的GMR元件。第2元件12的固定磁性层的固定磁化方向(灵敏度轴方向)为相对于第1元件11的灵敏度轴方向P倾斜了90°的方向。

在图1中，用P1表示第1元件11的灵敏度轴方向，用P2表示第2元件12的灵敏度轴方向。第1元件11以及第2元件12的灵敏度轴方向P1、P2分别相对于各延伸部11a、12a的延伸方向而朝向正交方向。

如上所述，因为利用自固定型的GMR元件来形成第1元件11以及第2元件12，所以无需磁场中热处理，因此能够在相同的基板1上成膜灵敏度轴方向P1、P2不同的第1元件11以及第2元件12。

不过也可以是：虽然向不同的基板进行成膜，但由采用了反铁磁性层的GMR元件来形成第1元件11和第2元件12。

能够利用图1所示的灵敏度轴方向P1、P2不同的第1元件11和第2元件12来构成桥接电路。

虽然图1所示的磁传感器S1例如被应用于旋转传感器或编码器，但是并不限定用途，也可作为地磁传感器或磁开关等来使用。

此外，只要第1元件11以及第2元件12之中的至少一方利用层叠磁性层和非磁性层而成的发挥磁阻效应的GMR元件等的磁阻效应元件形成即可，例如也可构成为第1元件11为磁阻效应元件、第2元件12为固定电阻元件。

如图1所示，在第1元件11的表面，电阻调整用的导体部14被电连接在隔着第1间隔T1而对置的第1延伸部11a、11a之间。导体部14的电阻率低于第1元件11的电阻率(尤其是导体部14所接触的第1元件11的表面层(在图8中是指保护层6)的电阻率)。导体部14也可由Cu、Au、Ag、Cr、Ta、W、Al等形成。导体部14被设置成用于按照构成磁传感器S1的所有蜿蜒状元件的元件电阻相同的方式进行调整。

这样，电阻率低的导体部14被电连接在第1延伸部11a、11a之间，由此经由导体部14而处于第1延伸部11a、11a之间发生短路的状态，能够将第1元件11的电阻值设定得比初始状态(不连接导体部14的状态)小。

在图1中，第2元件12也连接有导体部14，但是也可将导体部14仅设置于在初始状态下电阻值高的蜿蜒状元件侧来进行电阻调整。由此，导体部14设置在第1元件11以及第2元件12之中的至少任一处即可。

如图8所示，导体部14形成为从掩埋于第1延伸部11a之间的第1间隔T1内的绝缘层15的表面到保护层6的表面。此时，在稍微蚀刻保护层6的表面的基础上形成导体部14。

图1所示的导体部14为具备在与作为第1方向的Y方向正交的X方向上延伸的第1边14a、以及在与作为第2方向的X方向正交的Y方向上延伸的第2边14b的正方形。因此，如图1所示，能够通过导体部14的第1边14a而使第1元件11的第1延伸部11a之间在与第1延伸部11a之间的延伸方向(Y方向)正交的方向(X方向)上短路，根据第1边14a的位置而能够使第1元件11的电阻计算容易化。因此，通过采用本实施方式的导体部14，能够高精度地进行对第1元件11的电阻调整。例如，如果导体部14的第1边14a相对于X方向倾斜地延伸、或者导体部14为圆形状等外周为曲面状，则与导体部14的短路位置相应的第1元件11的电阻计算变得复杂化，且电阻偏差易于变大。与之相对，在第1延伸部11a之间，通过使导体部14在与延伸方向(X方向)正交的方向上相交，由此电阻计算变得简单，且能够减小调整电阻的偏差，可以将第1元件11简单且高精度地调整成规定的电阻值。

如图1所示，导体部14的第1边14a在X方向上的长度尺寸L1大于第1间隔T1。此外，在图1中，第1边14a的长度尺寸L1成为大于(第1间隔T1+第1延伸部11a的宽度尺寸(在X方向上的尺寸)×2)的尺寸。不过，导体部14的长度尺寸L1成为小于(第1间隔T1×2+第1延伸部11a的宽度尺寸(在Y方向上的尺寸)×2)的尺寸，以便3条第1延伸部11a不同时被导体部14短路。

如上所述，通过将导体部14的第1边14a的长度尺寸L1设定成大于第1间隔T1，由此纵使导体部14的位置在X方向上稍微发生偏移，也能通过导体部14使隔着第1间隔T1而对置的第1延伸部11a、11a之间适当地短路，可以进行高精度的电阻调整。

如上所述，在导体部14中，设置有在与Y方向平行的方向上延伸的第2边14b，第2边14b的长度尺寸L2大于第2间隔T2。因而，在对第2元件12进行电阻调整的情况下，也可使用与第1元件11相同形状的导体部14来进行电阻调整。即，如图1所示，通过导体部14的第2边14b能够使隔着第2间隔T2而对置且在X方向上延伸的第2延伸部12a、12a之间，在与延伸方向正交的Y方向上短路，从而能够简单且高精度地调整第2元件12的电阻。

这样，在本实施方式中，利用一种导体部14的图案就能够使第1元件11以及第2元件12的各延伸部之间在延伸方向的正交方向上短路。由此，通过一种导体部14，能够以较小的偏差且高精度地进行第1元件11以及第2元件12的电阻调整，能够高精度地调整采用第1元件11和第2元件12构成桥接电路时的中点电位等的传感器特性。

如以上，在本实施方式中，通过一种导体部14就能对延伸方向不同的第1元件11以及第2元件12进行电阻调整，能降低制造成本，并且能使制造工艺容易化，且可获得高精度的传感器特性。

图2(a)是具有第2实施方式的磁传感器所搭载的多个蜿蜒元件的构成、和磁铁的3相编码器的示意图。图2(b)表示3相编码器的U相桥接电路图、V相桥接电路图、W相桥接电路图。图3是第2实施方式的磁传感器所搭载的多个蜿蜒元件的俯视图。图4是图3所示的蜿蜒元件(第1元件)21的放大俯视图。图5是图3所示的被配置成点对称的多个蜿蜒元件的放大俯视图。图6是具备第2实施方式中的磁传感器和磁铁的3相编码器的U相、V相以及W相的波形图。

在图2(a)所示的实施方式中，将在平面内彼此具有各120°的角度差的3个方向设为第1方向、第2方向以及第3方向。虽然能够任意决定将哪个方向规定为第1方向、第2方向以及第3方向，但是在本实施方式中，将第1方向设为Y1方向，将从第1方向起逆时针旋转倾斜了120°的方向设为第2方向，将从第1方向起逆时针旋转倾斜了240°的方向设为第3方向。

如图2(a)所示，在磁传感器S2中，于平面内配置有12个蜿蜒状元件21～32。

图2(a)所示的箭头为各蜿蜒状元件21～32的灵敏度轴方向P。各蜿蜒状元件21～32例如为图8所示的自固定型的GMR元件，所有蜿蜒状元件21～32被配置在相同的基板1上。由于为自固定型的GMR元件，因此无需磁场中热处理，能够使被配置于相同的基板1上的各蜿蜒状元件21～32适当地朝向图2(a)所示的各灵敏度轴方向P。

如图2(a)、图3所示，延伸部在作为第1方向的Y方向上延伸、且灵敏度轴方向P为与X方向平行的方向的蜿蜒状元件21～24构成第1元件(以下有时称作第1元件21～24)。

如图2(b)所示，由各第1元件21～24构成U相桥接电路。虽然第1元件21和第1元件22的灵敏度轴方向P为相同的方向(X1)，但是第1元件23和第1元件24的灵敏度轴方向P相对于第1元件21、22的灵敏度轴方向P而朝向相反方向(X2)。

此外，如图2(a)、图3所示，延伸部在第2方向(从第1方向起逆时针旋转120°的倾斜方向)上延伸、且灵敏度轴方向P为第2方向的正交方向的蜿蜒状元件25～28构成第2元件(以下有时称作第2元件25～28)。

如图2(b)所示，由各第2元件25～28构成V相桥接电路。虽然第2元件25和第2元件26的灵敏度轴方向P为相同的方向，但是第2元件27和第2元件28的灵敏度轴方向P相对于第2元件25、26的灵敏度轴方向P而朝向相反方向。

此外，如图2(a)、图3所示，延伸部在第3方向(从第1方向起逆时针旋转240°的倾斜方向)上延伸、且灵敏度轴方向P为第3方向的正交方向的蜿蜒状元件29～32构成第3元件(以下有时称作第3元件29～32)。

如图2(b)所示，由各第3元件29～32构成W相桥接电路。虽然第3元件29和第3元件30的灵敏度轴方向P为相同的方向，但是第3元件31和第3元件32的灵敏度轴方向P相对于第3元件29、30的灵敏度轴方向P而朝向相反方向。

图4为第1元件21的放大俯视图。如图4所示，第1元件21为在作为第1方向的Y方向(Y1-Y2)上延伸且在X方向(X1-X2)上空出第1间隔T1地配置的多条第1延伸部21a在Y侧端部之间以成为蜿蜒状的方式被连接从而一体化的蜿蜒状元件。其他的第1元件22～24也具备由与图4同样的宽度尺寸构成的第1延伸部21a以及第1间隔T1。

第2元件25～28是在第2方向上延伸且在第2方向的正交方向上空出第2间隔T2的多条第2延伸部在端部之间以成为蜿蜒状的方式被连接从而一体化的蜿蜒状元件。在图5中图示出第2元件25，示出第2延伸部25a以及第2间隔T2。

第3元件29～32是在第3方向上延伸且在第3方向的正交方向上空出第3间隔T3的多条第2延伸部在端部之间以成为蜿蜒状的方式被连接从而一体化的蜿蜒状元件。在图5中图示出第3元件30，示出第3延伸部30a以及第3间隔T3。

第1元件21～24、第2元件25～28以及第3元件29～32仅仅延伸部的倾斜方向不同，为与图4所示的蜿蜒形状相同的形状。因此，构成第1元件21～24、第2元件25～28以及第3元件29～32的各延伸部的宽度尺寸为相同的尺寸，且各间隔T1～T3也为相同的尺寸。

如图4所示，电阻调整用的导体部40被连接在空出第1间隔T1而对置的第1元件部21a之间。

在导体部40中，构成为具备：平行于与作为第1方向的Y方向正交的X方向的第1边40a、平行于第2方向的正交方向的第2边40b、以及平行于第3方向的正交方向的第3边40c。

在T1＝T2＝T3时，如图4所示，导体部40由正六边形形成。

如图4所示，第1边40a的长度尺寸L1由大于第1间隔T1的尺寸形成。另外，将导体部40的顶点按照隔两个顶点的方式而引出的对角线D1的长度尺寸L4，以大于(第1延伸部21a的宽度尺寸×2+第1间隔T1)的尺寸形成。优选对角线D1的长度尺寸L4由大于(第1延伸部21a的宽度尺寸×2+第1间隔T1)的尺寸形成。此外，对角线D1的长度尺寸L4由小于(第1延伸部21a的宽度尺寸×2+第1间隔T1×2)的尺寸形成。虽然之后能够同样地引出两条对角线，但是由于导体部40为正六边形，因此任何对角线都为相同的尺寸。作为一例，将各第1延伸部21a的宽度尺寸设为7μm，将第1间隔T1设为5μm，将第1边40a的长度尺寸L设为10μm，将对角线D1的长度尺寸L4设为20μm。

此外，由于导体部40为正六边形，因此第2边40b以及第3边40c的长度尺寸L2、L3均为与第1边40a的长度尺寸L1相同的尺寸。

如图4所示，通过导体部40的第1边40a能够使隔着第1间隔T1而对置的第1延伸部21a、21a之间在延伸方向(Y方向)的正交方向(X方向)上短路，根据第1边40a的位置(短路位置)能够使第1元件21的电阻计算容易化。因此，通过采用本实施方式的导体部40，能够高精度地进行对第1元件21的电阻调整。在图4中，虽然利用第1元件21进行了说明，但是在通过导体部40对其他的第1元件22～24进行电阻调整的情况下也能获得相同的效果。

如图4所示，通过将导体部40的第1边40a在X方向上的长度尺寸L1设定得大于第1间隔T1，由此纵使导体部40的位置在X方向上稍微发生偏移，第1边40a的直线部分也能使第1延伸部21a、21a之间短路，通过导体部40能够适当地使隔着第1间隔T1而对置的第1延伸部21a、21a之间短路，从而可以进行高精度的电阻调整。

图4所示的导体部40具备第2边40b以及第3边40c。由于第2边40b平行于第2方向的正交方向，因此如图5所示，能够采用与图4相同的导体部40来适当地进行对第2元件25的电阻调整。即，如图5所示，通过导体部40的第2边40b能够使隔着第2间隔T2而对置的第2延伸部25a、25a之间在延伸方向(第2方向)的正交方向上短路，根据第2边40b的位置(短路位置)能够使第2元件25的电阻计算容易化。因此，通过采用本实施方式的导体部40，能够高精度地进行对第2元件25的电阻调整。在图5中，虽然利用第2元件25进行了说明，但是在通过导体部40对其他的第2元件26～28进行电阻调整的情况下，也能获得同样的效果。

如图5所示，通过将导体部40的第2边40b的长度尺寸L2设定得大于第2间隔T2，由此纵使导体部40的位置在第2方向的正交方向上稍微发生偏移，通过导体部40也能够适当地使隔着第2间隔T2而对置的第2延伸部25a、25a之间短路，从而可以进行高精度的电阻调整。

此外，由于导体部40的第3边40c平行于第3方向的正交方向，因此如图5所示，能够采用与图4相同的导体部40来适当地进行对第3元件30的电阻调整。即，如图5所示，通过导体部40的第3边40c能够使隔着第3间隔T3而对置的第3延伸部30a、30a之间在延伸方向(第3方向)的正交方向上短路，根据第3边40c的位置(短路位置)能够使第3元件30的电阻计算容易化。因此，通过采用本实施方式的导体部40，能够高精度地进行对第3元件30的电阻调整。在图5中，虽然利用第3元件30进行了说明，但是在通过导体部40对其他的第3元件29、31、32进行电阻调整的情况下，也能获得同样的效果。

如图5所示，通过将导体部40的第3边40c的长度尺寸L3设定得大于第2间隔T3，由此纵使导体部40的位置在第3方向的正交方向上稍微发生偏移，也能够通过导体部40适当地使隔着第2间隔T3而对置的第3延伸部30a、30a之间短路，从而可以进行高精度的电阻调整。

这样，在本实施方式中，利用一种导体部40的图案就能够使第1元件、第2元件、以及第3元件的各延伸部之间在延伸方向的正交方向上短路。由此，通过一种导体部40，能够以较小的偏差且高精度地进行第1元件、第2元件以及第3元件的电阻调整，能够高精度地调整图2(b)所示的U相桥接电路、V相桥接电路以及W相桥接电路的中点电位等的传感器特性。

如以上，在本实施方式中，通过一种导体部40就能够对延伸方向不同的第1元件、第2元件以及第3元件进行电阻调整，能够降低制造成本，并且能够使制造工艺容易化，且可以获得高精度的传感器特性。

另外，导体部40也可不被设置于所有的蜿蜒状元件21～32。导体部40所连接的蜿蜒状元件也可以为一个。总之，在本实施方式中，通过设置一种导体部40，对第1元件、第2元件以及第3元件中的任何元件都能适当地进行电阻调整。

如图2(a)所示，3相编码器构成为具有磁传感器S2和磁铁(磁场产生部件)M。磁铁M为环状，N极和S极被交替磁化。如图2(a)所示，如果磁铁M将中心O2作为旋转轴进行旋转，则来自磁铁M的外部磁场被提供给磁传感器S2。

各蜿蜒状元件21～32由于外部磁场而使得自由磁性层5的磁化方向(参照图8)发生变化，从而电阻发生变化。如果自由磁性层5的磁化方向变为与固定磁性层3的固定磁化方向(灵敏度轴方向P)相同的方向，则电阻值成为最小，如果自由磁性层5的磁化方向变为与固定磁性层3的固定磁化方向(灵敏度轴方向P)相反平行的方向，则电阻值成为最大。

图2(a)、(b)所示的构成U相桥接电路的各第1元件21、22的灵敏度轴方向P为X1方向。因此，如果相对于各第1元件21、22而来自磁铁M的外部磁场作用于X1方向，则各第1元件21、22的电阻值成为最小，如果来自磁铁M的外部磁场作用于X2方向，则各第1元件21、22的电阻值成为最大。另一方面，构成U相桥接电路的各第1元件23、24的灵敏度轴方向P为X2方向。因此，如果相对于各第1元件23、24而来自磁铁M的外部磁场作用于X2方向，则各第1元件23、24的电阻值成为最小，如果来自磁铁M的外部磁场作用于X1方向，则各第1元件23、24的电阻值成为最大。

通过外部磁场的作用，从图2(b)所示的U相桥接电路中能够获得第1输出(中点电位；OUT1)。基于该第1输出对U相的波形进行整形而成为矩形波(图6的实线的波形)。

此外，图2(a)、(b)所示的构成V相桥接电路的各第2元件25、26的灵敏度轴方向P相对于第1元件21、22的灵敏度轴方向而逆时针旋转倾斜了120°。此外，构成V相桥接电路的各第2元件27、28的灵敏度轴方向P相对于第2元件25、26的灵敏度轴方向P而为相反方向。

而且，在本实施方式中，通过外部磁场的作用，从图2(b)所示的V相桥接电路中能够获得第2输出(中点电位；OUT2)。基于该第2输出对V相的波形进行整形而成为矩形波(图6的虚线的波形)。

此外，图2(a)、(b)所示的构成W相桥接电路的各第3元件29、30的灵敏度轴方向P相对于第1元件21、22的灵敏度轴方向P而逆时针旋转倾斜了240°。此外，构成W相桥接电路的各第3元件31、32的灵敏度轴方向P相对于第3元件29、30的灵敏度轴方向P而为相反方向。

而且，在本实施方式中，通过外部磁场的作用，从图2(b)所示的W相桥接电路中能够获得第3输出(中点电位；OUT3)。基于该第3输出对W相的波形进行整形而成为矩形波(图6所示的单点划线的波形)。

在图6中，将各波形的基线的位置在纸面的上下方向上错开，以便容易观看各波形。

如图6所示，在U相和V相中发生了120°的相移，在V相和W相中发生了120°的相移(在U相和W相中为240°的相移)。

而且，根据图6所示的U相波形、V相波形以及W相波形的获取，能够获得磁铁M的旋转角度、旋转速度、旋转方向等的旋转信息。

在本实施方式中，如图3所示，采用导体部40进行电阻调整，使得各蜿蜒状元件21～32的电阻值相同。

然而，虽然基于导体部40的电阻调整在获得良好的传感器特性方面较为重要，但是为了进一步减小U相、V相以及W相的相移、占空比[VH/(VL+VH)×100(％)；参照图6]的偏差以获得更稳定的传感器特性，优选将蜿蜒状元件21～32设为如下的构成。

图2(a)、图3所示的O1表示元件形成面33的中心。元件形成面33构成用于形成各蜿蜒状元件21～32的表面，例如是指图8所示的基板1的表面。元件形成面33的中心O1是在形成面内相正交的X方向以及Y方向的中央。图2(a)所示的各蜿蜒状元件21～32例如为图8所示的自固定型的GMR元件，所有蜿蜒状元件21～32被形成在相同的基板1(参照图8)上。

元件形成面33的中心O1和磁铁M的旋转中心O2在Y方向的直线上相一致。

如图3所示，在利用通过中心O1的Y方向的虚拟线B对元件形成面33进行二分时，被配置于虚拟线B的图示左侧的各蜿蜒状元件、和被配置于虚拟线B的图示右侧的各蜿蜒状元件被设为线对称的配置。

此外，如图2(a)、图3所示，具有相同的灵敏度轴方向P的蜿蜒状元件彼此之间按照将元件形成面33的中心O1作为对称点的点对称方式进行配置。所谓点对称是指与将中心O作为旋转中心旋转了180度后的形状相一致的状态。

即，图2(a)、图3所示的第1元件21和第1元件22、第1元件23和第1元件24、第2元件25和第2元件26、第2元件27和第2元件28、第3元件29和第3元件30、以及第3元件31和第3元件32分别为点对称配置。

现在，在磁铁M为图2(a)所示的配置的情况下，来自磁铁M的外部磁场在图3所示的虚拟线B上产生于大致水平方向(X1-X2)，伴随着从虚拟线B朝向左右方向远离而距水平方向的角度误差逐渐变大。如果考察在向X1-X2方向的外部磁场中电阻值最大或最小的第1元件21～24，则通过按照点对称的方式分别配置具有相同的灵敏度轴方向P的第1元件21和第1元件22、以及第1元件23和第1元件24，由此能够抵消外部磁场的角度误差成分，能够使从图2(b)所示的U相桥接电路中获得的第1输出(中点电位；OUT1)稳定化。通过对第2元件25～28以及第3元件29～32同样地进行点对称配置，由此能够使从图2(b)所示的V相桥接电路中获得的第2输出(中点电位；OUT2)、以及从W相桥接电路中获得的第3输出(中点电位；OUT3)稳定化。

此外，在本实施方式中，如图3所示，设为使各蜿蜒状元件21～32按照各延伸部的延伸方向(长边方向)与灵敏度轴方向P正交的方式进行倾斜的配置。即，如果使用自固定型的GMR元件则可以进行如下设定：将所有蜿蜒状元件21～32设为与例如图4所示的蜿蜒状元件21相同的形状、仅使灵敏度轴方向P分别朝向图2(a)所示的方向，但是与各蜿蜒状元件21～32的延伸部的方向全部相同的构成相比，如本实施方式那样通过采用根据U相、V相、W相使各蜿蜒状元件21～32的延伸部的延伸方向各倾斜120°的构成，能够减小中点电位的偏差，能够获得稳定的传感器特性。

如以上，能够减小图6所示的U相波形、V相波形以及W相波形的相移，且能够减小占空比的偏差，能够获得高精度的旋转信息。

进而，在本实施方式中，通过构成图7所示的磁传感器S3，由此可以获得更稳定的传感器特性。

在图7中，相对于图3所示的各蜿蜒状元件21～32而分别连接了正交的蜿蜒部分。

例如，如果对图7的蜿蜒状元件21进行说明，则成为延伸部的延伸方向(长边方向)设为Y方向的第1蜿蜒部分21b、和延伸部的延伸方向(长边方向)设为X方向的第2蜿蜒部分21c一体化后的构成。关于其他的蜿蜒状元件22～32，也可构成具备延伸方向正交的蜿蜒部分的构成。如图7所示，通过用正交的第1蜿蜒部分和第2蜿蜒部分来构成各蜿蜒状元件21～32，由此能够抵消AMR效果，与图6的构成相比可以获得更稳定的传感器特性。

在图1、图3、图7所示的各实施方式中，由相同的尺寸来形成构成蜿蜒状元件的各延伸部的宽度尺寸，且由相同的尺寸来形成延伸部间的间隔。由此，能由正多边形形成导体部。其中，在本实施方式中，构成蜿蜒状元件的各延伸部的宽度尺寸可以为不同的尺寸，或者延伸部间的间隔可以为不同的尺寸。

此外，虽然在图1中为延伸方向不同的第1元件和第2元件的组合，在图3、图7中为延伸方向不同的第1元件、第2元件以及第3元件的组合，但是并不限定延伸方向不同的蜿蜒状元件的种类。此外，图1、图3、图7所示的各蜿蜒状元件的延伸方向为一例。其中，如果是使延伸方向各相差120°的图3、图7的磁传感器S2、S3，则能成为适于3相编码器的构成。

此外，在本实施方式中，可采用如下方式，即：也可如图9(a)所示那样在磁铁(磁场产生部件)M的侧面空出规定的间隔来配置磁传感器S4，或者也可如图9(b)所示那样在磁铁M的下表面或上表面空出规定的间隔使磁传感器S5对置。

此外，也可如图1等所示那样将蜿蜒状元件整体作为发挥磁阻效应的元件的蜿蜒形状，也可如图10(a)所示那样利用非磁性的导电部43来电连接构成蜿蜒状元件的多个延伸部(发挥磁阻效应的元件部分)42之间而形成为蜿蜒状。或者，也可如图10(b)所示那样在延伸部(发挥磁阻效应的元件部分)44空出规定的间隔来配置用于向自由磁性层提供偏置磁场的硬偏置层45。也可取代硬偏置层45而配置非磁性的电极层。

符号说明：

M    磁铁

O1   元件形成面的中心

P、P1、P2   灵敏度轴方向

S1～S5      磁传感器

T1   第1间隔

T2   第2间隔

T3   第3间隔

1    基板

3    固定磁性层

4    非磁性材料层

5    自由磁性层

6    保护层

11、21～24  第1元件(蜿蜒状元件)

11a、21a    第1延伸部

12、25～28  第2元件(蜿蜒状元件)

12、25a     第2延伸部

14、40      导体部

14a、40a    第1边

14b、40b    第2边

15       绝缘层

29～31   第3元件

30a      第3延伸部

33       元件形成面

40c      第3边

Claims (10)

1.一种磁传感器，其特征在于，具有：

蜿蜒状元件，其通过在平面内的规定方向上延伸且在所述规定方向的正交方向上空出间隔地排列的多条延伸部在端部之间被电连接而成；和

电阻调整用的导体部，其对隔着所述间隔而对置的所述延伸部之间进行电连接，

所述蜿蜒状元件具有第1元件和第2元件，

构成所述第1元件的所述延伸部在所述平面内的第1方向上延伸且在所述第1方向的正交方向上空出第1间隔地排列，

构成所述第2元件的所述延伸部在与所述第1方向不同的所述平面内的第2方向上延伸且在所述第2方向的正交方向上空出第2间隔地排列，

所述第1元件以及所述第2元件之中的至少一方是层叠磁性层和非磁性层而成的发挥磁阻效应的磁阻效应元件，

所述导体部是具有与所述第1方向的正交方向平行的第1边、以及与所述第2方向的正交方向平行的第2边的多边形状，所述第1边的长度尺寸大于所述第1间隔，所述第2边的长度尺寸大于所述第2间隔。

2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述导体部为正多边形。

3.根据权利要求1或2所述的磁传感器，其特征在于，

所述磁传感器具备所述第1元件、所述第2元件以及第3元件，构成所述第3元件的所述延伸部在与所述第1方向以及所述第2方向不同的所述平面内的第3方向上延伸且在所述第3方向的正交方向上空出第3间隔地排列，

所述导体部是具有所述第1边、所述第2边、和与所述第3方向的正交方向平行的第3边的多边形状，所述第1边的长度尺寸在所述第1间隔以上，所述第2边的长度尺寸在所述第2间隔以上，所述第3边的长度尺寸在所述第3间隔以上。

4.根据权利要求3所述的磁传感器，其特征在于，

所述导体部为六边形。

5.根据权利要求4所述的磁传感器，其特征在于，

所述第1延伸部、所述第2延伸部以及所述第3延伸部的宽度尺寸大致相同，所述第1间隔、所述第2间隔以及所述第3间隔大致相同，

将顶点按照隔两个顶点的方式而引出的各对角线的长度尺寸，以(所述延伸部的宽度尺寸×2+所述间隔的大小)以上的尺寸形成。

6.根据权利要求4所述的磁传感器，其特征在于，

在将所述第1方向设为0°时，所述第2方向相对于所述第1方向倾斜120°，所述第3方向相对于所述第1方向倾斜240°，

所述第1延伸部、所述第2延伸部以及所述第3延伸部的宽度尺寸大致相同，所述第1间隔、所述第2间隔以及所述第3间隔大致相同，

所述导体部为正六边形。

7.根据权利要求1或2所述的磁传感器，其特征在于，

所述磁阻效应元件在与所述延伸部的延伸方向正交的方向上具备灵敏度轴方向。

8.根据权利要求7所述的磁传感器，其特征在于，

所述磁阻效应元件为自固定型的GMR元件。

9.根据权利要求7所述的磁传感器，其特征在于，

所述磁阻效应元件是包括具备延伸方向与所述灵敏度轴方向正交的所述延伸部的蜿蜒部分、和具备延伸方向与所述灵敏度轴方向平行的所述延伸部的蜿蜒部分的GMR元件。

10.根据权利要求1或2所述的磁传感器，其特征在于，

在桥接电路中，具备相同的灵敏度轴方向的所述蜿蜒状元件彼此按照将元件形成面的中心作为对称点的点对称方式进行配置。

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