CN104105978B - 磁传感器及其磁检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁传感器和磁检测方法。第一布置图案具备：第一磁检测部(201)，其在基板上具有磁感应构件(201a)以及长度与磁感应构件的长度不同的聚磁构件(201b)，以与基板平行且磁感应构件的通过长边方向中点的中线(Ma)与聚磁构件的长边方向的中线(Mb)不相交叉的方式水平地进行配置；第二磁检测部(202)，其结构与第一磁检测部的结构相同，以及连接部，其将第一磁检测部的磁感应构件与第二磁检测部的磁感应构件电串联连接，其中，第一磁检测部的磁感应构件和第二磁检测部的磁感应构件两者被配置成具有点对称的位置关系且相互不重叠，第三布置图案与基板平面平行，并且以聚磁构件和磁感应构件的位置关系相对于与第一布置图案的聚磁构件的长边方向平行的线对称并且相互不重叠的方式分离地相对置配置。

Description

磁传感器及其磁检测方法

技术领域

本发明涉及一种磁传感器及其磁检测方法，更详细地说，涉及一种具备磁阻元件、不会招致消耗电流的增大而能够在同一基板上检测X、Y和Z轴方向的磁场的磁传感器及其磁检测方法。

背景技术

通常，众所周知一种检测是否存在磁的巨磁阻(GiantMagnetResistance；GMR)元件。将施加磁场时电阻率增减的现象称为磁阻效应，但是在通常的物质中变化率为百分之几，但是在该GMR元件中达到百分之几十，因此广泛使用于硬盘磁头。

图1是用于说明以往的GMR元件的动作原理的立体图，图2是图1的局部截面图。在图中，附图标记1表示反铁磁性层，附图标记2表示钉扎层(固定层)，附图标记3表示Cu层(分隔层)，附图标记4表示自由层(自由旋转层)。在磁性材料的磁化方向上电子的自旋散射发生变化而电阻发生变化。也就是说，用ΔR＝(R_AP-R_P)R_P(R_AP：为上下磁化方向反平行时，R_P：为上下磁化方向平行时)来表示。

通过与反铁磁性层1之间的磁耦合，固定层2的磁矩的方向被固定。当磁化自由旋转层4的磁矩的方向由于漏磁场而发生变化时，承受流过Cu层3的电流的电阻发生变化而能够读取漏磁场的变化。

图3是用于说明以往的GMR元件的层叠结构的结构图，在图中附图标记11为绝缘膜，12为自由层(自由旋转层)，13为导电层，14为钉扎层(固定层)，15为反铁磁性层，16由绝缘膜构成，自由层(自由旋转层)12为磁化方向自由旋转的层，由NiFe或者CoFe/NiFe构成，导电层13为流过电流而产生自旋散射的层，由Cu构成，钉扎层(固定层)14为磁化方向被固定为固定方向的层，由CoFe或者CoFe/Ru/CoFe构成，反铁磁性层15为用于固定钉扎层14的磁化方向的层，由PtMn或者IrMn构成，绝缘膜11、16由Ta、Cr、NiFeCr或AlO构成。另外，钉扎层也可以不使用反铁磁性层而使用自偏压结构。

例如，专利文献1的记载涉及一种使用了GMR元件的磁记录系统，是具有使自由铁磁性体层的静磁耦合最小的改良的固定铁磁性体层的自旋阀磁阻(MR)传感器，在其图4中记载了具有自由铁磁性体层和固定铁磁性体层的层叠结构。

另外，作为用于检测三维磁矢量的地磁传感器，提出一种使用了霍尔元件的磁传感器。这种霍尔元件能够检测与元件面垂直的方向的磁场，在以平面方式配置元件的情况下能够检测Z方向的磁场。例如在专利文献2中示出了以下内容：在圆形聚磁板的下部，配置相对于对称中心而上下、左右呈十字形状的霍尔元件，利用水平方向的磁场在聚磁板的端被变换为Z轴方向这一情况，不仅检测作为霍尔元件的磁感应方向的Z方向的磁场，还检测水平方向的磁场，由此能够检测同一基板上的X、Y、Z轴方向的磁场。

另外，例如专利文献3的记载涉及一种具有在一个基板上以三维方向交叉的方式配置的磁阻效应元件的磁传感器，是使用了构成为包含钉扎层和自由层的磁阻元件的磁传感器，特别记载了一种对与磁传感器的表面垂直的方向的磁场进行测量的高灵敏度的磁传感器，使用对水平方向的磁场进行检测的磁阻元件，通过在倾斜的斜面上形成来对施加到本来无法检测的垂直方向的Z磁场进行矢量分解，由此能够以同一基板检测X、Y、Z的磁场。

另外，例如专利文献4的记载涉及一种对于方位检测具有高灵敏度、小型且量产性也良好的3轴磁传感器，具备2轴磁传感器部和磁性部件，该2轴磁传感器部在设定成与基板表面平行且相互正交的2轴(X、Y轴)方向上检测地磁场分量，该磁性部件被配置在2轴磁传感器部之上，使与包含上述2轴的面垂直的方向(Z轴)的磁场汇聚，该磁传感器在磁阻元件上形成线圈，通过电流流过线圈而产生的磁场来控制磁化方向，在该状态下通过四次对称的磁性部体使磁场方向变换而能够以同一基板检测X、Y、Z的磁场。

另外，例如专利文献5的记载涉及一种受磁场方向的影响小而能够高精度地检测磁场大小的巨磁阻元件，该GMR元件以相对于GMR芯片上呈一条折线状的图案形成，该GMR芯片安装于基板。

专利文献1：日本特开平7-169026号公报

专利文献2：日本特开2002-71381号公报

专利文献3：日本特开2004-6752号公报

专利文献4：日本特开2006-3116号公报

专利文献5：日本特开2003-282996号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1的记载虽然公开了一种具备具有自由铁磁性体层和固定铁磁性体层的层叠结构的GMR元件，但是对于本发明的磁传感器那样的对磁阻元件和聚磁板进行组合得到的布置图案没有任何公开。

另外，在专利文献2所记载的传感器中，霍尔元件的灵敏度低，因此为了高精度地检测地磁场，需要后级的放大信号处理，认为会招致消耗电流的增大。

另外，专利文献3和4的磁传感器使用了磁阻元件，因此灵敏度比霍尔元件高，因此不需要进行后级的复杂的信号处理，但是倾斜地形成基板或者形成线圈等，量产性成为问题，并且在专利文献4中担心线圈引起消耗电流增大。

另外，专利文献5所记载的GMR元件公开了以相对于GMR芯片上呈一条折线状的图案形成的元件，但是对于本发明的磁传感器那样的对磁阻元件和聚磁板进行组合而得到的布置图案没有任何公开，而且不具有自旋阀结构，因此无法辨别磁场的极性，存在难以作为磁传感器来使用的问题。

本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种具备磁阻元件、不会招致消耗电流的增大而能够在同一基板上检测X、Y和Z轴方向的磁场的磁传感器及其磁检测方法。

用于解决问题的方案

本发明是为了达到这种目的而完成的，是一种磁传感器，具备能够对与基板的平面平行的任意的轴方向的磁场进行检测的、包括第一布置图案和第三布置图案(211、213)的第一结构，该磁传感器的特征在于，上述第一布置图案(211)在上述基板上具备：第一磁检测部(201)，其具有四角形状的磁感应构件(201a)以及长度与该磁感应构件的长度不同的四角形状的聚磁构件(201b)，以与基板平行且上述磁感应构件的通过长边方向中点的中线(Ma)与上述聚磁构件的长边方向的中线(Mb)相互不交叉的方式水平地配置；第二磁检测部(202)，其结构与该第一磁检测部的结构相同；以及连接部，其将上述第一磁检测部的磁感应构件与上述第二磁检测部的磁感应构件电串联连接，其中，上述第一磁检测部的磁感应构件与上述第二磁检测部的磁感应构件两者被配置成以被上述第一磁检测部的聚磁构件与上述第二磁检测部的聚磁构件夹持的方式具有点对称的位置关系并且上述第一磁检测部与上述第二磁检测部相互不重叠，上述第三布置图案(213)具有与上述第一布置图案相同的结构，该第三布置图案与基板的平面平行，该第三布置图案的上述聚磁构件和上述磁感应构件的位置关系相对于与该第一布置图案的上述聚磁构件的长边方向平行的线对称，并且该第三布置图案以相互不重叠的方式分离地相对置配置。(图22)

另外，是一种磁传感器，具备能够检测与基板的平面垂直的方向的磁场的、包括第二布置图案和第四布置图案(212、214)的第三结构，该磁传感器的特征在于，上述第二布置图案(212)在上述基板上具备：第三磁检测部(203)，其具有四角形状的磁感应构件(203a)以及长度与该磁感应构件的长度不同的四角形状的聚磁构件(203b)，以与基板平行且与上述磁感应构件的通过长边方向中点的中线(Mb)相互不交叉的方式水平地配置；第四磁检测部(204)，其结构与上述第三磁检测部的结构相对于与该第三磁检测部的上述聚磁构件的长边方向垂直的线线对称；以及连接部，其将上述第三磁检测部的磁感应构件与上述第四磁检测部的磁感应构件电串联连接，其中，上述第三磁检测部的磁感应构件被配置成被上述第三磁检测部的聚磁构件和上述第四磁检测部的聚磁构件(204b)夹持，并且上述第三磁检测部和上述第四磁检测部被配置成相互平行且不重叠，上述第四布置图案(214)具有与该第二布置图案相同的结构，上述第三结构是上述第二布置图案和上述第四布置图案以相对于点Mo具有相互对称的位置关系并且相互不重叠的方式分离地相对置配置而成的结构。(图24)

另外，特征在于，上述第一结构(A)和具有与该第一结构(A)相同的结构的第二结构(B)被配置成相互不平行并且相互不重叠。(图23)

另外，特征在于，上述第一结构(A)和上述第二结构(B)以相互垂直的位置关系进行配置。(图25)

另外，特征在于，上述第一结构(A)与上述第二结构(B)、或者上述第一结构(A)与上述第三结构(C)、或者上述第二结构(B)与上述第三结构(C)、或者上述第一结构(A)与上述第二结构(B)与上述第三结构(C)被配置在同一平面上。

另外，特征在于，对于上述第一布置图案(211)至上述第四布置图案(214)的各布置图案，存在多个结构完全相同的布置图案而构成布置图案群，该布置图案群以相互平行且不重叠的方式配置，并且相同布置图案分别具有的磁感应构件之间电连接成一个串联连接体。(图26)

另外，特征在于，在上述第一布置图案(211)至上述第四布置图案(214)的各自的聚磁构件中，聚磁部构件(211c)被配置成在上述聚磁构件的距上述布置图案的结构中心点远的位置的短边侧T字状地连接，且被配置成上述聚磁部构件(211c)与邻接的聚磁构件之间的距离(A)比上述布置图案内的两个聚磁构件间的距离(B)远的位置关系。(图27)

另外，特征在于，各上述布置图案间的聚磁构件间距离(D)比各上述布置图案内的两个聚磁构件间的距离(E)长。(图28)

另外，特征在于，具有包括上述第一布置图案(211)和第六布置图案(216)的结构(D)，该第六布置图案(216)与基板的平面方向平行，是在第五布置图案(215)中将对上述磁感应构件(201a、202a)进行电连接的连接部(216a)配置在与上述第五布置图案(215)中的连接部(215a)相反的上述磁感应构件(201a、202a)的端部而得到的，其中，该第五布置图案(215)与上述第一布置图案(211)相对于通过该第一布置图案所具有的两个聚磁构件(201b、202b)中的一个聚磁构件(202b)的结构中心点(N)且与上述聚磁构件(202b)的长边平行的直线具有对称的位置关系。(图29)

另外，特征在于，上述第一布置图案(211)和上述第六布置图案(216)交替重复地排列多个，上述第一布置图案内的磁感应构件之间通过连接部(211b)连接成一个电串联连接体，上述第六布置图案内的磁感应构件之间通过连接部(216b)连接成一个电串联连接体，上述第一布置图案内的聚磁构件(201b、202b)间的距离(F1)与上述第六布置图案内的聚磁构件(201b、202b)间的距离(F2)相互相等。(图30)

另外，在使用了磁传感器的磁检测方法中，特征在于，利用空间中磁场的彼此不同的任意3轴方向的磁场分量中的、2轴以上方向的磁场分量由于聚磁构件而弯曲这一情况，来独立地检测空间中的任意轴方向的磁场。

另外，在使用了磁传感器的磁检测方法中，特征在于，使用具有第一结构(A)的磁传感器，该第一结构具有上述第一布置图案和上述第三布置图案，与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场被变换为对于上述第一布置图案和上述第三布置图案分别为相反的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场被磁场变换为同一方向，并且与聚磁构件的平面方向垂直的磁场在单个图案内邻接的上述磁感应构件处以正和负施加磁场而被抵消，通过运算具有上述第一布置图案的上述磁传感器与包括上述第三布置图案的磁传感器的磁感应构件的电阻之差，能够仅单独地运算与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场。

另外，在使用了磁传感器的磁检测方法中，特征在于，使用具有第二结构(B)的磁传感器，该第二结构(B)被配置成与上述第一结构(A)的布置图案相互不平行且相互不重叠，与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场被变换为对于上述第一布置图案和上述第三布置图案分别为相反的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场被磁场变换为同一方向，并且与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场在单个图案内邻接的磁感应构件处以正和负施加磁场而被抵消，通过运算包括上述第二结构(B)的磁传感器的电阻差，能够仅单独地运算与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场。

另外，在使用了磁传感器的磁检测方法中，特征在于，使用具有上述第二布置图案和上述第四布置图案的磁传感器，与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场被变换为对于上述第二布置图案和上述第四布置图案分别为相同的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场被磁场变换为同一方向，并且与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场被变换为对于上述第二布置图案和上述第四布置图案分别为相反的方向，通过运算具有上述第四布置图案的磁传感器和包括上述第二布置图案的磁传感器的电阻之差，能够仅单独地运算与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场。

另外，特征在于，通过对磁检测方法进行组合，来分别独立地检测2轴或者3轴的磁场分量。

另外，是一种磁传感器，能够对与基板的平面平行的任意轴方向的磁场进行检测，其特征在于，具有第七布置图案(311)，该第七布置图案(311)在上述基板平面上具备第七磁检测部和第八磁检测部，该第七磁检测部具有四角形状的磁感应构件以及长度与该磁感应构件的长度不同的四角形状的聚磁构件，以与上述基板的平面平行且上述磁感应构件的通过长边方向中点的中线与上述聚磁构件的通过长边方向中点的中线相互不交叉的方式配置，该第八磁检测部具有与该第七磁检测部相同的结构，该第八磁检测部的磁感应构件被配置成被上述第七磁检测部的聚磁构件和上述第八磁检测部的聚磁构件夹持，上述第七磁检测部和上述第八磁检测部被配置成相互并行且不重叠，该第七布置图案包括将上述第七磁检测部的磁感应构件和上述第八磁检测部的磁感应构件电串联连接的连接部，上述第七布置图案和具有同一结构的第八布置图案(312)以与上述基板的平面平行、并且相对于与上述第七布置图案的聚磁构件的短边方向侧平行的线对称且相互不重叠的方式分离地相对置配置。

另外，特征在于，在上述基板上还具有第九布置图案(313)以能够检测与上述基板的平面垂直的轴方向的磁场，该第九布置图案(313)具有与上述第七布置图案相同的结构，该第九布置图案与上述第七布置图案相对于任意的点对称，并且以上述第七布置图案的聚磁构件的长边方向与上述第九布置图案的长边方向平行且相互不重叠的方式分离地配置，上述第七布置图案和上述第八布置图案与上述第九布置图案相互平行且被配置在不同的位置。

另外，特征在于，在同一基板上还具有第十布置图案(314)，该第十布置图案(314)具有与上述第七布置图案至上述第九布置图案中的任一个布置图案的磁感应构件的布置图案相同的磁感应构件以及覆盖该磁感应构件的整个面的聚磁构件。

另外，特征在于，上述第七布置图案至上述第十布置图案中的任一个布置图案以多个构成布置图案群，该布置图案群以相互平行且不重叠的方式配置，并且上述布置图案群的各磁感应构件之间通过连接部电连接成一个串联连接体。

另外，在具有上述第七布置图案和上述第八布置图案的磁传感器的磁检测方法中，特征在于，与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场即X磁场被变换为对于上述第七布置图案和上述第八布置图案分别为相反的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场即Y磁场被磁场变换为同一方向，并且，与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场即Z磁场被变换为对于上述第七布置图案和上述第八布置图案分别为同一方向，通过运算具有上述第七布置图案的磁传感器与包括上述第八布置图案的磁传感器的电阻之差来仅单独地运算X磁场。

另外，在具有上述第八布置图案和上述第九布置图案以及上述第十布置图案的磁传感器的磁检测方法中，特征在于，与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场即X磁场被变换为对于上述第八布置图案和上述第九布置图案分别为相反的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场即Y磁场被磁场变换为同一方向，并且，与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场即Z磁场被变换为对于上述第八布置图案和上述第九布置图案分别为相反的方向，通过运算具有上述第八布置图案的磁传感器与包括上述第九布置图案的磁传感器的电阻之和并且从该和减去包括上述第十布置图案的磁传感器的电阻的两倍的值而求出差来仅单独地运算Y磁场。

另外，在具有上述第七布置图案和上述第九布置图案的磁传感器的检测方法中，特征在于，与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场即X磁场被变换为对于上述第七布置图案和上述第九布置图案分别为相同方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场即Y磁场被磁场变换为同一方向，并且，与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场即Z磁场被变换为对于上述第七布置图案和上述第九布置图案分别为相反的方向，通过运算具有上述第七布置图案的磁传感器和包括上述第九布置图案的磁传感器的电阻之差来仅单独地运算Z磁场。

另外，特征在于，通过组合磁检测方法中的两个以上的磁检测方法来检测2轴或者3轴方向的磁场。

另外，特征在于，上述各结构内的构成两个布置图案的各上述磁感应构件(201a、202a)的面积相互相等。(图31)

另外，特征在于，没有通过上述连接部(211a、213a)进行电接合的上述磁感应构件(201a、202a)的端部与电极焊盘(P1至P4)或者信号处理电路电接合。(图32)

另外，特征在于，在上述单个布置图案(211)中，与基板平面平行且构成该单个布置图案的上述第一和第二磁检测部(201、202)的上述磁感应构件(201a、202a)的长边方向的中线(La)被配置在上述第一和第二磁检测部(201、202)的上述聚磁构件(201b、202b)的长边方向的中线(Lb)与上述单个布置图案内的对称点或者对称线之间。(图33)

另外，特征在于，在同一基板上形成上述磁感应构件(201a至204a)和上述聚磁构件(201b至204b)，上述磁感应构件的底面被配置为比上述聚磁构件的底面更靠下。(图34)

另外，特征在于，上述磁感应构件为巨磁阻元件(GMR)或者隧道磁阻元件(TMR)。

另外，特征在于，上述磁感应构件的短边方向的宽度为0.1微米～20微米。

另外，特征在于，上述聚磁部包括NiFe、NiFeB、NiFeCo、CoFe等软磁性材料。

另外，特征在于，上述聚磁构件的厚度为1微米～40微米。

另外，特征在于具有单个布置图案(G、H)，该单个布置图案(G、H)具备：梳状的一侧聚磁板(172)，其以等间隔形成有多个突起状部件；梳状的另一侧聚磁板(173)，其被设置成与该一侧聚磁板相对置，以等间隔形成有多个突起状部件的突起；以及磁阻元件(171)，其沿着上述一侧和另一侧聚磁板的上述突起状部件曲折状地进行配置，在该磁阻元件(171)的“コ”字状部分的一侧的外侧配置有上述一侧聚磁板(172)的第一部分(172a)，在上述磁阻元件(171)的“コ”字状部分的另一外侧配置有上述另一侧聚磁板(173)的第一部分(173a)。(图17(a))

另外，特征在于，上述单个布置图案(G、H)相互线对称。(图17(a))

另外，特征在于，在去除上述聚磁板(172、173)的情况下，上述聚磁板(172、173)的上述第一部分(172a)和上述第二部分(173a)比上述磁阻元件更突出。(图17(b))

另外，特征在于，夹持上述磁阻元件(171)的磁感应构件(171a、171b)的上述一侧聚磁板(172)的第一部分(172a)与上述另一侧聚磁板(173)的第一部分(173a)之间的距离(E)比布置图案间的聚磁板间距离(F)窄。(图17(b))

另外，特征在于，上述磁阻元件(171)的磁感应构件(171a、171b)的连接部的材质不是与上述磁感应构件(171a、171b)相同的材质。(图17(c))

另外，特征在于，在上述一侧聚磁板(172)的第一部分(172a)和上述另一侧聚磁板(173)的第一部分(173a)设置T字状的聚磁部构件(172c、173c)，并且被配置成上述聚磁部构件(172c、173c)与邻接的上述聚磁构件之间的距离(A)比布置图案内的两个聚磁构件间的距离(B)远的位置关系。(图17(d))

另外，特征在于，上述单个布置图案(G、H)在X轴方向上错开位置地配置。(图17(e))

另外，特征在于，上述一侧聚磁板(172)的第一部分(172a)与上述磁感应构件(171a)以及上述另一侧聚磁板(173)的第一部分(173a)与上述磁感应构件(171b)不连接，上述一侧聚磁板(172)的第一部分(172a)与上述另一侧聚磁板(173)的第一部分(173a)被配置成与上述磁感应构件(171a、171b)之间距离相等。(图18(a))

另外，特征在于，在截面上，上述磁感应构件(171a、171b)被配置在上述一侧聚磁板(172)的第一部分(172a)和上述另一侧聚磁板(173)的第一部分(173a)的下侧，并且没有超出上述聚磁板的中线。(图18(b))

另外，特征在于，没有与上述聚磁板(172、173)连接的上述第一部分(172a、173a)的前端形状为长方形。(图18(c))

另外，特征在于，具有单个布置图案(I、J)，该单个布置图案(I、J)具备：梳状的一侧聚磁板(172)，其以等间隔形成有多个突起状部件；梳状的另一侧聚磁板(173)，其被设置成与该一侧聚磁板相对置，以等间隔形成有多个突起状部件的突起；以及磁阻元件，其沿着上述一侧和另一侧聚磁板的上述突起状部件曲折状地进行配置，在该磁阻元件(171)的“コ”字状部分的一侧的内侧连接上述另一侧聚磁板(173)的第一部分(173a)，在上述磁阻元件(171)的“コ”字状部分的另一侧的外侧连接上述一侧聚磁板(172)的第一部分(172a)。(图19(a))

另外，特征在于，上述单个布置图案(I、J)相互点对称。(图19(a))

另外，特征在于，上述单个布置图案的上述聚磁板间的距离(E)比邻接的同一单个布置图案间的距离(F)窄。(图19(b))

另外，特征在于，在去除上述聚磁板(172、173)的情况下，上述聚磁板(172、173)的上述第一部分(172a)和上述第二部分(173a)比上述磁阻元件更突出。(图19(c))

另外，特征在于，在上述一侧聚磁板(172)的第一部分(172a)和上述另一侧聚磁板(173)的第一部分(173a)设置T字状的聚磁部构件(172c、173c)，并且配置成上述聚磁部构件(172c、173c)与邻接的上述聚磁构件之间的距离(A)比布置图案内的两个聚磁构件间的距离(B)远的位置关系。(图19(d))

另外，特征在于，在上述第七布置图案至上述第八布置图案的各自的聚磁构件中，聚磁部构件被配置成在聚磁构件的距上述第一和第八布置图案的结构中心点远的位置的短边侧T字状地连接，配置成上述聚磁部构件与邻接的聚磁构件之间的距离比上述布置图案内的两个聚磁构件间的距离远的位置关系。

另外，特征在于，各上述布置图案间的聚磁构件间距离比各上述布置图案内的两个聚磁构件间的距离长。

另外，是一种磁传感器，能够检测与基板平面平行的任意的轴方向的磁场，具备第一布置图案，该磁传感器的特征在于，上述第一布置图案在上述基板上具备：第一磁检测部，其具有四角形状的磁感应构件以及长度与该磁感应构件的长度不同的四角形状的聚磁构件，以与基板平行且上述磁感应构件的通过长边方向中点的中线与上述聚磁构件的长边方向的中线相互不交叉的方式水平地配置；第二磁检测部，其结构与该第一磁检测部相同；以及连接部，其将上述第一磁检测部的磁感应构件与上述第二磁检测部的磁感应构件电串联连接，其中，上述第一磁检测部的磁感应构件和上述第二磁检测部的磁感应构件两者被配置成以被上述第一磁检测部的聚磁构件和上述第二磁检测部的聚磁构件夹持的方式点对称的位置关系并且上述第一磁检测部与上述第二磁检测部相互不重叠。

另外，是一种磁传感器，能够检测与基板平面垂直的方向的磁场，具备第二布置图案，该磁传感器的特征在于，上述第二布置图案在上述基板上具备：第三磁检测部，其具有四角形状的磁感应构件以及长度与该磁感应构件的长度不同的四角形状的聚磁构件，以与基板平行且上述磁感应构件的通过长边方向中点的中线相互不交叉的方式水平地配置；第四磁检测部，其结构相对于与该第三磁检测部的上述聚磁构件的长边方向垂直的线线对称；以及连接部，其将上述第三磁检测部的磁感应构件与上述第四磁检测部的磁感应构件电串联连接，其中，上述第三磁检测部的磁感应构件被配置成被上述第三磁检测部的聚磁构件和上述第四磁检测部的聚磁构件夹持并且上述第三磁检测部和上述第四磁检测部被配置成相互平行且不重叠。

发明的效果

根据本发明，能够实现一种具备磁阻元件、不会招致消耗电流的增大而能够在同一基板上检测X、Y与Z轴方向的磁场的磁传感器及其磁检测方法。另外，根据X、Y、Z轴方向的混合信号通过运算来计算各轴的磁场的输出，因此不需要形成桥电路而能够提供小型的磁传感器。除此以外，通过聚磁板的磁放大效果来实现高灵敏度化。

另外，能够实现一种使灵敏度轴一致为相同方向而使制造工序简化、并且在同一基板上具备比以往少的磁检测部数量就能够检测X、Y与Z轴方向的磁场的磁传感器及其磁检测方法。

附图说明

图1是用于说明以往的GMR元件的动作原理的立体图。

图2是图1的局部截面图。

图3是用于说明以往的GMR元件的层叠结构的结构图。

图4是用于说明GMR的图案形状的俯视图。

图5的(a)、(b)是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的前提的磁传感器的结构图，是用于说明(X轴方向的磁场变换)的GMR元件和聚磁板的布置图案的结构图。

图6的(a)、(b)是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的前提的磁传感器的结构图，是用于说明(Y轴方向的磁场变换)的GMR元件和聚磁板的布置图案的结构图。

图7的(a)、(b)是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的前提的磁传感器的结构图，是用于说明(Z轴方向的磁场变换)GMR元件和聚磁板的布置图案的结构图。

图8的(a)、(b)是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的前提的磁传感器的结构图。

图9是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式1的结构图。

图10是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式1的其它结构图。

图11是用于说明图9示出的本发明所涉及的磁传感器的实施方式1的其它例的结构图。

图12是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式2的例子的结构图。

图13是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式2的其它例的结构图。

图14是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例1中的传感器布置图案以及基于该布置图案的检测输出的结构图。

图15是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例2中的传感器布置图案的结构图。

图16是用于说明图15示出的X轴传感器的另一其它传感器布置图案的结构图。

图17的(a)至(e)是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式3的结构图。

图18的(a)至(c)是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式4的结构图。

图19的(a)至(d)是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式5的结构图。

图20的(a)至(c)是检测X/Y轴方向的磁场的磁传感器的基本布置图案的结构图。

图21的(a)至(d)是检测Z轴方向的磁场的磁传感器的基本布置图案的结构图。

图22是表示检测X/Y轴方向的磁场的磁传感器的基本结构的图。

图23是表示检测Y轴方向的磁场的磁传感器的基本结构的图。

图24是表示检测Z轴方向的磁场的磁传感器的基本结构的图。

图25是表示检测Y轴方向的磁场的磁传感器的其它基本结构的图。

图26是表示排列多个布置图案而成的磁传感器的基本结构的图。

图27是表示聚磁板的端的形状的图。

图28是用于说明聚磁板间与磁阻(GMR)元件的距离的图。

图29的(a)至(c)是表示布置图案的压缩结构的图。

图30是表示图29示出的压缩结构的排列的图。

图31是表示上述各结构内的磁阻(GMR)元件具有相同电阻(面积)的情况的图。

图32是表示电极焊盘与信号处理电路的电接合的图。

图33是表示磁阻(GMR)元件与聚磁板的位置关系(俯视)的图。

图34是表示聚磁构件与磁感应构件的高度方向的位置关系的图。

图35的(a)至(e)是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例3的布置图案的结构图。

图36是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的实施例3中的用于在相同基板上检测X磁场至Z磁场的磁传感器除了第七布置图案和第八布置图案以外还配置第九布置图案的传感器布置图案的结构图。

图37是表示作为本发明所涉及的磁传感器的实施例3中的磁传感器的聚磁构件的形状的图。

图38是表示作为本发明所涉及的磁传感器的实施例3中的磁传感器的聚磁构件间与磁感应构件的位置关系的图。

图39是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的实施例3中的磁传感器的第十布置图案的结构图。

图40是排列了多个布置图案的磁传感器的结构图。

图41是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例4的结构图。

图42是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例4的其它结构图。

图43是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例4的另一其它结构图。

图44是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例4的另一其它结构图。

图45是具有第七布置图案的第七磁传感器部、具有第八布置图案的第八磁传感器部、具有第九布置图案的第九磁传感器部以及具有第十布置图案的第十磁传感器部形成于同一基板上的结构图。

图46是用于说明在对本发明的磁传感器施加X、Y、Z方向的磁场时在第七至第十磁检测部中示出什么样的电阻变化的图。

具体实施方式

首先，下面，说明作为本发明所涉及的磁传感器的前提的磁传感器的、作为磁阻元件的GMR元件以及作为聚磁构件的聚磁板的基本布置图案。

图4是用于说明作为发明所涉及的磁传感器的前提的磁传感器的结构图，是用于说明作为磁阻元件的GMR元件以及聚磁板的基本布置图案的结构图。

GMR元件具有弯曲结构，具有多次折返的结构。并不限定GMR元件的折返次数，电阻值由GMR元件的折返长度来决定，因此能够配合目标电阻值任意地设计。另外，折返部在图中以“コ”字型折返，但是还能够在前端部附加突起或用永磁体、Cu等布线层进行连接。

另外，弯曲状的GMR元件的短边方向为钉扎层的磁化方向，长边方向为自由层的磁化方向，钉扎层的磁化方向、即GMR元件的短边方向与灵敏度轴方向平行。

图5的(a)、(b)至图7的(a)、(b)是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的前提的磁传感器的结构图，是用于说明作为磁阻元件的GMR元件与聚磁板的基本布置图案的结构图。图5的(a)、(b)是用于说明聚磁板引起的X轴方向的磁场变换的样子的图，图6的(a)、(b)是用于说明聚磁板引起的Y轴方向的磁场变换的样子的图，图7的(a)、(b)是用于说明聚磁板引起的Z轴方向的磁场变换的样子的图。

作为形成磁阻元件的基板，并不特别限定硅基板、化合物半导体基板、陶瓷基板等，也可以在基板上形成电路。

此外，使用GMR元件作为磁阻元件，但是并不限定于GMR元件，也可以使用隧道磁阻(TMR)元件、其它磁阻变化元件。另外，聚磁板为NiFe、NiFeB至NiFeCo、CoFe等示出软磁特性的磁性材料即可。

首先，根据图5的(a)、(b)来说明聚磁板引起的X轴方向的磁场变换的样子。图5的(a)是用于说明GMR元件与聚磁部的布置图案的结构图，图5的(b)是图5的(a)中的A-A线截面图。在图中，附图标记21表示GMR元件，22表示一侧聚磁部，另一侧聚磁板23被配置成与一侧聚磁板22相对置。

对于GMR元件21，能够配合GMR元件的电阻、灵敏度任意地调整GMR元件的宽度、长度，但是由于采用在GMR之间配置聚磁板的结构，因此优选曲折的间距大于聚磁板的宽度。

另外，GMR元件的宽度也决定传感器的灵敏度、动作磁场范围，因此需要优化。GMR元件的作为短边方向的钉扎层方向的宽度优选为0.1μm～20μm，当宽度大时导致元件尺寸变得过大并且当过窄时灵敏度降低，因此更优选为0.1μm～10μm的范围。

另外，一侧聚磁部22包括配置于夹持GMR元件的位置的相互独立的两个聚磁部以及与该两个聚磁部正交耦合的聚磁部。在本说明书中将配置于夹持GMR元件的位置的聚磁部定义为梳齿状聚磁板、将与梳齿状聚磁板正交耦合的部分定义为梁状聚磁板。

另外，图5的(b)示出优选的GMR元件与梳齿状的聚磁板的位置关系。关于GMR21b与聚磁部23的水平方向的位置关系，期望GMR21b的右端被配置在比聚磁部22与23的中间点更接近聚磁部23的方向，并且GMR21b的左端被配置在比聚磁部23的左端更靠左侧。更优选GMR21b的右端与聚磁部23相连接。关于GMR21b与聚磁部23的截面方向的位置关系，期望GMR21b的底面处于比聚磁部23的底面更靠下的位置。更优选GMR21b的上表面被配置为比聚磁板23的底面更靠下，具体地说，更优选以2微米以内的高度间隔进行配置。

梳齿状聚磁板的宽度越细、聚磁板的厚度越厚则越能够提高磁放大效果。期望聚磁板的厚度除以聚磁板的宽度而得到的长宽比为1以上，优选梳齿状聚磁板的宽度为1μm～40μm。

将纸面的右方向定义为+X轴方向，将上方向定义为+Y方向，将与纸面垂直的方向定义为+Z方向。说明通过这种结构X、Y、Z的磁场施加到GMR21时的电阻变化。

在被施加+X方向的磁场时，施加到聚磁板22的磁场向-Y方向弯曲，GMR元件21接收极性方向相反的磁场。此时的电阻变化具有以下关系式。

ΔRx＝aHx(a为由磁性体引起的磁场变换效率)

根据聚磁板的形状、GMR与聚磁板的相对位置能够任意地调整磁场变换效率，并不特别进行限定。

接着，根据图6的(a)、(b)来说明聚磁板引起的Y轴方向的磁场变换的样子。图6的(a)是用于说明GMR元件与聚磁板的布置图案的结构图，图6的(b)是图5的(a)中的A-A线截面图。对所有GMR元件21施加方向与外部磁场方向相同的磁场。也就是说，具有以下那样的关系式。

ΔRy＝cHy(c为由磁性体引起的磁场变换效率)

接着，根据图7的(a)、(b)来说明聚磁板引起的Z轴方向的磁场变换的样子。图7的(a)是用于说明GMR元件与聚磁板的布置图案的结构图，图7的(b)是图7的(a)中的A-A线截面图。被聚磁板23的梳状聚磁板收敛的Bz磁场在从梳状聚磁板离开时向±Y轴方向弯曲，但是梳齿状聚磁板最近的GMR元件21仅检测一侧(+Y轴方向)的磁场。也就是说，具有以下那样的关系式。

ΔRz＝dHz(d为Z轴磁场的变换效率)

图8的(a)、(b)是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的前提的磁传感器的结构图，是用于说明(X轴、Y轴、Z轴方向的磁场变换)GMR元件与聚磁板的布置图案的结构图。图8中的GMR元件与聚磁板的布置图案具有与图5的(a)示出的布置图案相同的结构。

将包括GMR31和聚磁板32、33的磁检测部设为R1，将包括GMR41和聚磁板42、43的磁检测部设为R2，将各自不施加磁场时的电阻值设为R。

通过这种结构，用以下关系式表示由于磁场而GMR元件的电阻发生变化的情况下的电阻变化。

R’＝R(1+ΔR/R)

用以下关系式来表示对R1、R2同时施加Z/Y/Z的磁场时的R1与R2的差。

R1＝R(1+(ΔRx1+ΔRy1+ΔRz1)/R)

R2＝R(1+(ΔRx2+ΔRy2+ΔRz2)/R

ΔR＝R2-R1

＝R(1+(ΔRx2+ΔRx2+ΔRz2)/R)-R(1+(ΔRx1+ΔRy1+ΔRz1)/R)

＝(ΔRx2-ΔRx1)+(ΔRx2-ΔRy1)+(ΔRz2-ΔRz1)

通过求两个的电阻差，消除常数项，仅根据由磁场引起的电阻变化量之差获知电阻变化量。用以下式表示恒定电流驱动的情况下的输出，因此能够根据输出来计算电阻变化量(＝磁场强度)。

Vout＝(ΔR/R)×R1＝ΔR×I

在本实施方式中示出恒定电流驱动的例子，但是驱动方式并不限定于此。

下面，参照附图来说明本发明的各实施方式。

<实施方式1>

图9是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式1的结构图，是用于说明X轴磁传感器的GMR元件与聚磁板的布置图案的结构图。

在图中，附图标记50表示第一磁传感器部，51表示GMR元件，51a表示GMR元件51的第一部分，51b表示GMR元件51的第二部分，51c表示GMR元件51的第三部分，51d表示GMR元件51的第四部分，51e表示GMR元件51的第五部分，51f表示GMR元件51的第六部分，52表示一侧聚磁板，52a表示一侧聚磁板52的梳齿的第一部分，52b表示一侧聚磁板52的梳齿的第二部分，52c表示一侧聚磁板52的梳齿的第三部分，53表示另一侧聚磁板，53a表示另一侧聚磁板53的梳齿的第一部分，53b表示另一侧聚磁板53的梳齿的第二部分，53c表示另一侧聚磁板53的梳齿的第三部分。

另外，在图中，附图标记60表示第二磁传感器部，61表示GMR元件，61a表示GMR元件61的第一部分，61b表示GMR元件61的第二部分，61c表示GMR元件61的第三部分，61d表示GMR元件61的第四部分，61e表示GMR元件61的第五部分，61f表示GMR元件61的第六部分，62表示一侧聚磁板，62a表示一侧聚磁板62的梳齿的第一部分，62b表示一侧聚磁板62的梳齿的第二部分，62c表示一侧聚磁板62的梳齿的第三部分，63表示另一侧聚磁板，63a表示另一侧聚磁板63的梳齿的第一部分，63b表示另一侧聚磁板63的梳齿的第二部分，63c表示另一侧聚磁板63的梳齿的第三部分。

一侧聚磁板52、62是在与一侧梁状部件正交的方向上从该一侧梁状部件起在单侧以等间隔形成多个梳齿状聚磁板而得到的。另外，另一侧聚磁板53、63被设置成与一侧聚磁板52相对置，是在与另一侧梁状部件正交的方向上从该另一侧梁状部件起在单侧以等间隔形成多个聚磁板而得到的。另外，GMR元件51、61沿着一侧和另一侧聚磁板的突起状聚磁板配置成弯曲状，与梳齿状的聚磁板的长边连接。

根据这种结构，具有第一布置图案，该第一布置图案具有第一磁检测部并且具有第二磁检测部，是第一磁检测部与第二磁检测部的磁感应部之间串联接合的单个图案，该第一磁检测部在作为磁感应部的GMR元件51e的长边方向上与梳齿状的聚磁板53c邻接，梳齿状的聚磁板53c的中点被配置成比GMR元件51e的中点更靠外侧，该第二磁检测部在作为磁感应部的GMR元件51f的长边方向上与梳齿状的聚磁板52c邻接，梳齿状的聚磁板52c的中点被配置成比GMR元件51f的中点更靠外侧。

并且，在相对于第一图案点对称的位置具有第三布置图案，该第三布置图案具有第一磁检测部并且具有第二磁检测部，是第一磁检测部与第二磁检测部的磁感应部之间串联接合的单个图案，该第一磁检测部在作为磁感应部的GMR元件61a的长边方向上与梳齿状的聚磁板62a邻接，梳齿状的聚磁板62a的中点被配置成比GMR元件61a的中点更靠外侧，该第二磁检测部在作为磁感应部的GMR元件61b的长边方向上与梳齿状的聚磁板63a邻接，梳齿状的聚磁板63a的中点被配置成比GMR元件61b的中点更靠外侧。

另外，具备具有第一布置图案的第一磁传感器部50以及具有第三布置图案的第二磁传感器部60，第一磁传感器部50的第一布置图案与第二磁传感器部60的第三布置图案相互线对称。

另外，在第一磁传感器部50中，GMR元件51e与GMR元件51d、GMR元件51c与GMR元件51b串联地连接，使得能够通过将在第一布置图案内连接的磁感应部的一端与另一端串联地连接来邻接地配置多个第一布置图案。

梁状聚磁板的长边方向的长度被配置成比梳齿状的聚磁板52c与53c的间隔长。另外，梳齿状的聚磁板52c与53c的间隔被配置成比梳齿状的聚磁板52b与53c的间隔短。

另外，在第二磁传感器部60中，GMR元件61b与GMR元件61c、GMR元件61d与GMR元件61e直线地连接，使得能够通过将在第三布置图案内连接的磁感应部的一端与另一端串联连接来邻接地配置多个第二图案。

梁状聚磁板的长边方向的长度被配置成比梳齿状的聚磁板62a与63a的间隔长。另外，梳齿状的聚磁板62a与63a的间隔被配置成比梳齿状的聚磁板62b与63a的间隔短。

另外，第一磁传感器部50的长边方向的轴与第二磁传感器部60的长边方向的轴相互平行。另外，第一磁传感器部50的长边方向的轴与第二磁传感器部60的长边方向的轴相互平行且被设置在同一轴上。

也就是说，本发明所涉及的磁传感器中的X轴磁传感器包括第一磁传感器部50和第二磁传感器部60，被配置成该第一磁传感器部50与第二磁传感器部60以B-B线相互线对称、即当使以对称轴B-B线为边界被划分为两个部分的第一传感器部50与第二磁传感器60中的一个折返时与另一个重叠。

根据图9来说明X轴方向的磁场的独立检测方法。通过上述那样的结构，用以下关系式来表示由于磁场而GMR元件的电阻发生变化的情况下的电阻变化。也就是说，当将图9中的第一磁传感器部50的电阻变化设为X1、将第二磁传感器部60的电阻变化设为X2时，第一磁传感器部50的电阻变化X1具有以下关系式。

ΔRx＝aHx

ΔRy＝cHy

ΔRz＝dHz-dHz＝0

X1＝ΔRx+ΔRy+ΔRz＝aHx+Hy

同样地，第二磁传感器60的电阻变化X2具有以下关系式。

ΔRx＝-aHx

ΔRy＝cHy

ΔRz＝dHz-dHz＝0

X2＝ΔRx+ΔRy+ΔRz＝-aHx+cHy

因而，当运算X1与X2时，成为X2-X1＝2aHx。

这样，在Z轴方向上，正负能够抵消。以跳过一个的方式配置GMR元件使得在一个元件内X轴方向的磁场朝向同一方向，从而通过运算能够提取Hx分量单独的信号。也就是说，通过磁传感器的梳状的聚磁板，对X轴方向、Y轴方向和Z轴方向进行变换，对于X轴方向的磁场，磁场被变换为磁场以相反的朝向施加到第一和第二GMR元件，对于Y轴方向的磁场，被变换同一方向，与此相对，对于Z轴方向的磁场，磁场在配置于“コ”字状部分的聚磁板的内侧的第一和第二GMR元件处以正和负施加，因此被抵消，通过对第一GMR元件与第二GMR元件的电阻之差进行运算，消除Y轴方向的磁场，将X轴方向的磁场放大为两倍。

图10是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式1的其它结构图。可知对于Y轴方向的磁场的独立检测方法，如图10所示那样如果使用使X轴检测传感器旋转90度配置的、具备第三磁传感器部70和第四磁传感器部80的Y轴检测传感器，则能够进行检测。此外，附图标记71、81表示GMR元件，72、82表示一侧聚磁板，73、83表示另一侧聚磁板。

另外，具备具有第一布置图案的第三磁传感器部70以及具有第三布置图案的第四磁传感器部80，第三磁传感器部70的第一布置图案与第三磁传感器部80的第三布置图案相互线对称。

同样地，通过磁传感器的梳状的聚磁板，对X轴方向、Y轴方向和Z轴方向进行变换，对于Y轴方向的磁场，磁场被变换为磁场以相反的朝向施加到第一和第二GMR元件，对于X轴方向的磁场，被变换为同一方向，与此相对，对于Z轴方向的磁场，磁场在配置于“コ”字状部分的聚磁板的内侧的第一和第二GMR元件处以正和负施加，因此被抵消，通过对第一GMR元件与第二GMR元件的电阻之差进行运算，消除X轴方向的磁场，将Y轴方向的磁场放大为两倍。

图11是用于说明图9示出的本发明所涉及的磁传感器的实施方式1的其它例的结构图，是将第一磁传感器部50和第二磁传感器部60分离并相互平行地进行配置的结构图。也就是说，第一磁传感器部50的长边方向的轴与第二磁传感器部60的长边方向的轴相互平行且被设置在不同的轴上。

<实施方式2>

图12是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式2的结构图，是用于说明Z轴磁传感器的GMR元件与聚磁板的布置图案的结构图。另外，是用于说明Z轴磁传感器的图。

在图中，附图标记90表示第五磁传感器部，91表示GMR元件，91a表示GMR元件91的第一部分，91b表示GMR元件91的第二部分，91e表示GMR元件91的第三部分，91f表示GMR元件91的第四部分，92表示一侧聚磁板，92a表示一侧聚磁板92的第一部分，92b表示一侧聚磁板92的第二部分，93表示另一侧聚磁板，93a表示另一侧聚磁板93的第一部分，93b表示另一侧聚磁板93的第二部分。

另外，在图中，附图标记100表示第六磁传感器部，101表示GMR元件，101a表示GMR元件101的第一部分，101b表示GMR元件101的第二部分，101e表示GMR元件101的第三部分，101f表示GMR元件101的第四部分，102表示一侧聚磁板，102a表示一侧聚磁板102的第一部分，102b表示一侧聚磁板102的第二部分，103表示另一侧聚磁板，103a表示另一侧聚磁板103的第一部分，103b表示另一侧聚磁板103的第二部分。

本发明所涉及的磁传感器中的Z轴磁传感器包括第五磁传感器部90和第六磁传感器部100，该第五磁传感器部90与第六磁传感器部100具有以中心点P相互点对称(旋转对称)的结构。

根据这种结构，具有第四布置图案，该第四布置图案具有第三磁检测部并且具有第四磁检测部，是第三磁检测部与第四磁检测部的磁感应部之间串联接合的单个图案，该第三磁检测部在作为磁感应部的GMR元件91e的长边方向上与梳齿状的聚磁板93b邻接，梳齿状的聚磁板93b的中点被配置成比GMR元件91e的中点更靠外侧，该第四磁检测部在作为磁感应部的GMR元件91f的长边方向上与梳齿状的聚磁板92b邻接，梳齿状的聚磁板92b的中点被配置成比GMR元件91f的中点更靠外侧。

根据这种结构，在与第三磁检测部线对称的位置具有第二布置图案，该第二布置图案具有第三磁检测部并且具有第四磁检测部，是第三磁检测部与第四磁检测部的磁感应部之间串联接合的单个图案，该第三磁检测部在作为磁感应部的GMR元件101b的长边方向上与梳齿状的聚磁板102a邻接，梳齿状的聚磁板102a被配置成比GMR元件101b的中点更靠外侧，该第四磁检测部在作为磁感应部的GMR元件101a的长边方向上与梳齿状的聚磁板103a邻接，梳齿状的聚磁板103a的中点被配置成比GMR元件101a的中点更靠外侧。

另外，具备具有第四布置图案的第五磁传感器部90以及具有第二布置图案的第六磁传感器部100，第五磁传感器部90的第四布置图案与第六磁传感器部100的第二配置图案相互点对称。

另外，在具有第四布置图案的第五磁传感器部90中，GMR91e与GMR91b直线地连接，使得能够通过将在第四布置图案内连接的磁感应部的一端与另一端串联连接来邻接地配置多个第四布置图案。

梁状聚磁板的长边方向的长度被配置成比梳齿状的聚磁板92a与93a的间隔长。另外，梳齿状的聚磁板92a与92b的间隔被配置成比梳齿状的聚磁板92a与93b的间隔短。

另外，在具有第二布置图案的第二磁传感器部100中，GMR101b与GMR101e直线地连接，使得能够通过将在第二布置图案内连接的磁感应部的一端与另一端串联地连接来邻接地配置多个第二布置图案。

梁状聚磁板的长边方向的长度被配置成比梳齿状的聚磁板102a与103a的间隔长。另外，梳齿状的聚磁板102a与103a的间隔被配置成比梳齿状的聚磁板102a与103b的间隔短。

通过这种结构，第五传感器部90中的电阻变化Z1具有以下关系式。

ΔRx＝cHx

ΔRy＝aHy

ΔRz＝-dHz

Z1＝ΔRx+ΔRy+ΔRz＝cHx+aHy-dHz

同样地，第六磁传感器部100中的电阻变化Z2具有以下关系式。

ΔRx＝cHx

ΔRy＝aHy

ΔRz＝dHz

Z2＝ΔRx+ΔRy+ΔRz＝cHx+aHy+dHz

因而，当对Z1与Z2进行运算时，成为Z2-Z1＝2dHz。

这样，当为了将By的向X轴方向的变换设为一个方向而将突起状的梳状部分设为一个间距以上的扩大的间隔时，通过运算能够以Bz分量单独地提取信号。

图13是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式2的其它例的结构图。此外，如图13所示，还能够通过在GMR91b与91e之间配置GMR91c与91d、在GMR101b与101e之间配置GMR101c与101d来调整GMR的电阻。

另外，还能够是第五磁传感器部90的长边方向的轴与第六磁传感器部100的长边方向的轴相互平行且被设置在不同的轴上。

实施例1

图14是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例1中的传感器布置图案以及基于该布置图案的检测输出的结构图，是用于说明将本发明所涉及的磁传感器的实施方式1和实施方式2配置于同一平面基板110上的传感器布置图案以及基于该布置图案的检测输出的结构图。在图中，附图标记110表示搭载了各轴传感器的基板，111至122表示电极焊盘，131至142表示用于对各GMR元件与电极焊盘进行电连接的布线。

另外，150表示包括第一磁传感器部50和第二磁传感器部60的X轴传感器，160表示包括第三磁传感器部70和第四磁传感器部80的Y轴传感器，170表示包括第五磁传感器部90和第六磁传感器部100的Z轴传感器。

对组装体两端的电阻进行测量并通过后级的IC电路等来对电阻进行运算，由此能够计算出来自这种各X、Y、Z轴的传感器的检测输出。

X轴传感器150的第一磁传感器部50的电极111-112间的电阻变化X1为aHx+cHy，X轴传感器150的第二磁传感器部60的113-114间的电阻变化X2为-aHx+cHy，通过后级的IC等运算磁传感器部50与60的电阻变化之差，由此X轴传感器150的检测输出成为X2-X1＝-2aHx。

另外，Y轴传感器160的第三磁传感器部70的电极115-116间的电阻变化Y1为cHx+aHy，Y轴传感器160的第四磁传感器部80的电极117-118间的电阻变化Y2为cHx-aHy，通过后级的IC等运算磁传感器部70与80的电阻变化之差，由此Y轴传感器140的检测输出成为Y2-Y1＝-2aHy。

另外，Z轴传感器170的第五磁传感器部90的电极121-122的电阻变化Z1为cHx+aHy-dHz，Z轴传感器170的第六磁传感器部100的电极119-120间的电阻变化Z2为cHx+aHy+dHz，通过后级的IC等运算磁传感器部90与100的电阻变化之差，由此Z轴传感器170的检测输出成为Z2-Z1＝2dHz。

也就是说，通过磁传感器的梳状的聚磁板，对X轴方向、Y轴方向和Z轴方向进行变换，对于第一和第二GMR元件，X轴方向至Y轴方向的磁场被变换为同一方向，与此相对，Z轴方向的磁场被磁场变换为在第一和第二GMR元件处磁场以相反的朝向施加，通过运算第一GMR元件与第二GMR元件的电阻之差以及第三GMR元件与第四GMR元件的电阻之差，能够消去X轴方向和Y轴方向的磁场，通过运算第五GMR元件与第六GMR元件的电阻之差，能够将Z轴方向的磁场放大为两倍。

另外，在本实施例中，在各GMR元件的两端连接有电极焊盘，但是GND端子等能够共享的端子还能够共用。

实施例2

图15是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例2中的传感器布置图案的结构图，是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例2中的配置在同一平面基板180上的传感器布置图案的结构图。在图中，对于附图标记，在搭载于各轴传感器的芯片中对具有与图13相同功能的结构要素附加相同的附图标记。X轴传感器180和Y轴传感器190与图14中的传感器布置图案不同，Z轴传感器170与图14中的传感器布置图案相同。

图16是用于说明图15示出的X轴传感器的另一其它传感器布置图案的结构图。

使用图16说明X轴传感器180的结构。X传感器180包括GMR元件51、一侧聚磁板52以及另一侧聚磁板53，包括上述第一布置图案。并且，配置有GMR元件61，该GMR元件61配置在相对于通过第一布置图案所具有的梳齿状聚磁板52a的结构中心点的梳齿状聚磁板52a的结构中心线线对称的位置处。GMR元件61与GMR元件62相同，与一侧聚磁板52和另一侧聚磁板53邻接，GMR元件61包括第六布置图案，在该第六布置图案中，GMR元件61c、61d电接合的接合部被配置成与第一布置图案的方向相反。

并且，如图16所示，相互交替地配置多个第一图案、第六图案，第一图案之间以及第六图案之间排列成分别电串联排列。另外，第一图案内的聚磁板52a与53a的间隔和52a与53b的间隔被配置成相等。另外，Y轴传感器190具有与X轴传感器180相同的结构，包括旋转90°的与X轴传感器180不同的磁传感器。

通过设为这种结构，X轴传感器与Y轴传感器的投影面积变小，因此芯片的传感器搭载面积变小，能够实现磁传感器的小型化。

另外，在图15中，通过使磁传感器部90与100的GND端子共享电极焊盘120、使磁传感器部50与60的GND端子共享电极焊盘113、使磁传感器部70与80的GND端子共享电极焊盘117，能够减少电极焊盘数量而实现小型化。

<实施方式3>

图17的(a)至(e)是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式3的结构图，是用于说明X轴和Y轴磁传感器的GMR元件和聚磁板的布置图案的结构图。

如图17的(a)所示，单个布置图案G、H为相互线对称的布置图案。在单个布置图案G的结构中，在GMR元件(磁感应部171a、171b)171的“コ”字状部分的一侧的外侧连接聚磁板172的第一部分172a，在GMR元件171的“コ”字状部分的另一侧的外侧连接聚磁板173的第一部分173a。在该布置图案重复两个图案以上的结构中，单个布置图案G与单个布置图案H为相互线对称的布置图案。此外，聚磁板(梁)并非是必须的，但是存在聚磁板(梁)能够更有效地聚磁。

图17的(b)是表示去除了图17的(a)中的聚磁板(梁)172、173的结构的图，聚磁板172的第一部分172a向聚磁板172侧突出。同样地，聚磁板173的第一部分173a向聚磁板173侧突出。将该单个布置图案连接多个则灵敏度提高。另外，聚磁板172的第一部分172a与聚磁板173的第一部分173a必须处于夹持两个磁感应部171a、171b的位置。另外，夹持磁感应部171a、171b的聚磁板172的第一部分172a与聚磁板173的第一部分173a的距离E必须比布置图案间的聚磁板间距离F窄。

图17的(c)是表示图17的(b)示出的单个布置图案的图，如左侧示出的图那样，聚磁板172的第一部分172a向聚磁板172侧突出。同样地，聚磁板173的第一部分173a向聚磁板173侧突出。在该情况下，如右侧示出的图那样，连接磁感应部171a、171b的连接部分电连接即可，因此不需要与磁感应部171a、171b是一体结构。

在图17的(d)中，对图17的(c)中的聚磁板172的第一部分172a和聚磁板173的第一部分173a安装有T字状的聚磁部构件172c、173c。在该情况下，配置成聚磁部构件172c、173c与邻接的聚磁构件之间的距离A比布置图案内的两个聚磁构件间的距离B更远的位置关系。距离A为梁的端与梳齿的最短距离。

在图17的(a)中，单个布置图案G、H相连接，但是在图17的(e)中，单个布置图案G、H在X方向上错开位置进行配置。

<实施方式4>

图18的(a)至(c)是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式4的结构图，是用于说明X轴和Y轴磁传感器的GMR元件和聚磁板的布置图案的结构图。

在图17的(a)中，在GMR元件(磁感应部171a、171b)171的“コ”字状部分的一侧的外侧连接聚磁板172的第一部分172a，在GMR元件171的“コ”字状部分的另一侧的外侧连接聚磁板173的第一部分173a，但是，如图18的(a)所示，聚磁板172的第一部分172a与磁感应部171a、聚磁板173的第一部分173a与磁感应部171ba也可以不是必须连接。如果将聚磁板172的第一部分172a与聚磁板173的第一部分173a配置成与两个磁感应部171a、171b之间的距离相等，则聚磁板可以不与磁感应部接触。

如图18的(b)所示，两个磁感应部171a、171b在截面中被配置在聚磁板172的第一部分172a与聚磁板173的第一部分173a的下侧即可。在该情况下，磁感应部171a、171b不能超出聚磁板的中线。通过设为这种结构，能够扩大聚磁板的间隔。

如图18的(c)所示，未与梁相连接的聚磁板的前端形状可以是半圆那样没有角的形状，也可以是三角形状。不需要为四角形(长方形、矩形)。

<实施方式5>

图19的(a)至(d)是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施方式5的结构图，是用于说明Z轴磁传感器的GMR元件和聚磁板的布置图案的结构图。

如图19的(a)所示，单个布置图案I、J为相互点对称的布置图案。在单个布置图案I的结构中，在GMR元件(磁感应部171a、171b)171的“コ”字状部分的一侧的内侧连接聚磁板173的第一部分173a，在GMR元件171的“コ”字状部分的另一侧的外侧连接聚磁板172的第一部分172a。在该布置图案重复两个图案以上的结构中，单个布置图案I与单个布置图案J为相互点对称的布置图案。

如图19的(b)所示，能够省略图19的(a)示出的单个布置图案I的邻接的中间部的磁感应部。也就是说，单个布置图案I的聚磁板间的距离E必须比邻接的单个布置图案I间的距离F窄。

如图19的(c)所示，是表示去除了图19的(a)中的聚磁板(梁)172、173的结构的图，聚磁板172的第一部分172a向聚磁板172侧突出。同样地，聚磁板173的第一部分173a向聚磁板173侧突出。将该单个布置图案连接多个则灵敏度提高。

如图19的(d)所示，对图19的(c)中的聚磁板172的第一部分172a和聚磁板173的第一部分173a安装有T字状的聚磁部构件172c、173c。在该情况下，配置成聚磁部构件172c、173c与邻接的聚磁构件的距离A比布置图案内的两个聚磁构件间的距离B更远的位置关系。距离A为梁的端与梳齿的最短距离。

接着，说明对本发明中的磁阻元件与聚磁板组合而得到的基本布置图案。

图20的(a)至(c)是能够检测与基板平面平行的任意轴方向的磁场的磁传感器的基本布置图案的结构图，是能够在同一基板上检测与基板平面平行的方向的磁场的磁传感器。

具备：第一磁检测部201，其具有四角形状的磁感应构件201a以及长度与该磁感应部不同的四角形状的聚磁构件201b，以磁感应构件的长边方向的中线Ma与聚磁构件的长边方向的中线Mb相互不交叉的方式水平地配置；以及第二磁检测部202，其具有与该第一磁检测部相同的结构，其中，配置成第一磁检测部的磁感应构件和第二磁检测部的磁感应构件两者处于以被第一磁检测部的聚磁构件和第二磁检测部的聚磁构件夹持的方式点对称的位置关系并且第一磁检测部与第二磁检测部相互不重叠。在此“第一磁检测部的磁感应构件和第二磁检测部的磁感应构件两者被第一磁检测部的聚磁构件和第二磁检测部的聚磁构件夹持”还包含以下方式：在俯视观察时第一磁检测部的磁感应构件和第二磁检测部的磁感应构件两者配置在第一磁检测部的聚磁构件与第二磁检测部的聚磁构件之间，以及配置成第一磁检测部的磁感应构件的长边方向的中线和第二磁检测部的磁感应构件的长边方向的中线两者出现在第一磁检测部的聚磁构件和第二磁检测部的聚磁构件的长边方向的中线之间。上述“被夹持”的意义在以下说明中也适用。

另外，具有第一布置图案211，该第一布置图案211包括将第一磁检测部的磁感应构件与第二磁检测部的磁感应构件电串联连接的连接部211a。

图21的(a)至(d)是能够检测与基板平面垂直的方向的磁场的磁传感器的基本布置图案的结构图，是能够在同一基板上检测与基板平面垂直的方向的磁场的磁传感器。

具备：第三磁检测部203，其具有四角形状的磁感应构件203a以及长度与该磁感应部不同的四角形状的聚磁构件203b，以磁感应构件的长边方向的中线Ma与聚磁构件的长边方向的中线Mb相互不交叉的方式水平地配置；以及第四磁检测部204，其具有相对于与该第三磁检测部的聚磁构件的长边方向垂直的线线对称的结构，其中，配置成第三磁检测部的磁感应构件被第三磁检测部的聚磁构件和第四磁检测部的聚磁构件204b夹持并且第三磁检测部与第四磁检测部相互并行并且不重叠。

另外，具有第二布置图案212，该第二布置图案212包括将第三磁检测部的磁感应构件与第四磁检测部的磁感应构件电串联连接的连接部212a。

图22是表示能够检测与基板平面平行的任意的轴方向的磁场(在图22中，与基板平面平行且与聚磁构件的长边方向垂直的轴)的磁传感器的基本结构的图。具有包括第一布置图案和第三布置图案213的第一结构A，其中，该第三布置图案213具有与第一布置图案211相同的结构，该第三布置图案213与该第一布置图案的聚磁构件201b、202b的长边方向平行且处于线对称的位置关系，并且以相互不重叠的方式分离地相对置配置。

图23是表示检测与基板平面平行的任意2轴方向的磁场(在图23中，与基板平面平行且与结构A的聚磁构件的长边方向垂直的轴以及与基板平面平行且与结构B的聚磁构件的长边方向垂直的轴这2轴)的磁传感器的基本结构的图。第一结构A以及具有与该第一结构A相同的结构的第二结构B被配置成相互不平行且相互不重叠。

图24是表示检测与基板平面垂直的方向的磁场的磁传感器的基本结构的图。具有第三结构C，在该第三结构C中，第二布置图案212以及具有与该第二布置图案相同的结构的第四布置图案214以相对于第二布置图案的聚磁构件的长边方向侧的点、第二布置图案和第四布置图案具有相互点对称的位置关系且相互不重叠的方式分离地相对置配置。

图25是表示检测与基板平面平行的任意2轴方向的磁场(图23中与基板平面平行且与结构A的聚磁构件的长边方向垂直的轴以及与基板平面平行且与结构B的聚磁构件的长边方向垂直的轴这2轴)的磁传感器的其它基本结构的图。以相互垂直的位置关系配置第一结构A与第二结构B。

另外，第一结构A与第二结构B、或者第一结构A与第三结构C、或者第二结构B与第三结构C、或者第一结构A与第二结构B与第三结构C被配置在同一平面上。

图26是表示排列多个布置图案而得到的磁传感器的基本结构的图。对于从第一布置图案211至第四布置图案214的各布置图案，结构完全相同的布置图案存在多个而构成布置图案群，该布置图案群以相互并行且不重叠的方式配置，并且相同布置图案所具有的磁感应部之间电连接成一个串联连接。

图27是表示聚磁板的端的形状的图。在从第一布置图案211至第四布置图案214的各聚磁构件中，聚磁部构件211c在距布置图案的结构中心点远的位置的聚磁构件的短边侧配置成T字状地连接，配置成聚磁部构件211c与邻接的聚磁构件之间的距离A比布置图案内的两个聚磁构件间的距离B更远的位置关系。

图28是用于说明聚磁板间与磁阻(GMR)元件的距离的图。构成为各布置图案间的聚磁构件间距离D比各布置图案内的两个聚磁构件间的距离E长。

图29的(a)至(c)是表示布置图案的压缩结构的图。具有结构D，该结构D包括第一布置图案211和第六布置图案216，该第六布置图案216是在与第一布置图案211相对于通过该第一布置图案所具有的两个聚磁构件201b、202b中的一个聚磁构件202b的结构中心点N且与聚磁构件202b的长边水平的直线具有线对称关系的第五布置图案215中，将电连接磁感应构件201a、202a的连接部216a配置在与第五布置图案215中的连接部215a相反的磁感应构件201a、202a的端部。

图30是表示图29示出的压缩结构的排列的图。第一布置图案211与第六布置图案216交替重复地排列多个，第一布置图案内的磁感应构件之间通过连接部211b连接成一个电串联连接，第六布置图案内的磁感应构件之间通过连接部216b连接成一个电串联连接，构成为第一布置图案内的聚磁构件201b、202b间的距离F1与第六布置图案内的聚磁构件201b、202b间的距离F2相互相等。

图31是表示上述各结构内的磁阻(GMR)元件具有相同电阻(面积)的情况的图。构成为构成各结构内的两个布置图案的各上述磁感应构件201a、202a的面积相互相等。

图32是表示电极焊盘与信号处理电路电接合的图。未通过连接部211a、213a电接合的磁感应构件201a、202a的端部与电极焊盘(P1至P4)或者信号处理电路(IC)电接合。

图33是表示磁阻(GMR)元件与聚磁板的位置关系(俯视)的图。在单个布置图案211中，构成该单个布置图案的第一和第二磁检测部201、202的磁感应构件201a、202a的长边方向的中线La被配置在第一和第二磁检测部201、202的聚磁构件201b、202b的长边方向的中线Lb与单个布置图案内的对称点或者对称线之间。

图34是表示聚磁构件与磁感应构件的高度方向的位置关系的图。在同一平面基板上形成磁感应构件201a至204a以及聚磁构件201b至204b，磁感应构件的底面被配置为比聚磁构件的底面更靠下。

如上所述，说明了本发明的磁阻元件与聚磁板进行组合而得到的基本布置图案，期望磁阻元件为巨磁阻元件(GMR)或者隧道磁阻元件(TMR)。

另外，期望磁阻元件的短边方向的宽度为0.1微米～20微米。另外，期望聚磁部包括NiFe、NiFeB、NiFeCo、CoFe等软磁性材料。并且，期望聚磁构件的厚度为1微米～40微米。

接着，下面，说明磁传感器的磁检测方法。使用具有第一结构A的磁传感器，该第一结构A具有第一布置图案和第三布置图案，与聚磁构件的长边方向平行的磁场(X磁场)被变换为对于第一布置图案和第三布置图案分别为相反的方向，与聚磁构件的长边方向垂直的磁场(Y磁场)被磁场变换为同一方向，并且与聚磁构件的平面方向垂直的磁场(Z磁场)在单个图案内邻接的磁感应部处以正和负施加磁场而被抵消，通过运算具有第一布置图案的磁传感器与包括第三布置图案的磁传感器的电阻之差，仅单独地运算与结构A的聚磁构件的长边方向平行的磁场(X磁场)。

另外，使用具有第二结构(B)的磁传感器，该第二结构(B)被配置成与第一结构A的布置图案相互不平行且相互不重叠，与聚磁构件的长边方向平行的磁场(Y磁场)被变换为对于第一布置图案和第三布置图案分别为相反的方向，与聚磁构件的长边方向垂直的磁场(X磁场)被磁场变换为同一方向，并且与聚磁构件的平面方向垂直的磁场(Z磁场)在单个图案内邻接的磁感应部处以正和负施加磁场而被抵消，通过运算包括第二结构(B)的磁传感器的电阻之差，仅单独地运算与结构B的聚磁构件的长边方向平行的磁场(Y磁场)。

另外，使用具有第二布置图案和第四布置图案的磁传感器，与聚磁构件的长边方向平行的磁场(X磁场)被变换为对于第二布置图案和第四布置图案分别在同一方向，与聚磁构件的长边方向垂直的磁场(Y磁场)被磁场变换为同一方向，并且与聚磁构件的平面方向垂直的磁场(Z磁场)被变换为对于第二布置图案和第四布置图案分别为相反的方向，通过运算具有第四布置图案的磁传感器与包括第二布置图案的磁传感器的电阻之差，仅单独地运算与聚磁构件的平面方向垂直的磁场(Z磁场)。

另外，通过组合上述磁检测方法，还能够在同一平面上将3轴的混合磁场分离而能够单独地检测X磁场、Y磁场、Z磁场。

实施例3

图35的(a)至(e)是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例3的布置图案的结构图，是用于说明在同一基板上作为用于检测X磁场的磁传感器而配置第七布置图案和第八布置图案的传感器布置图案的结构图。也就是说，是能够检测与基板平面平行的任意轴方向的磁场的磁传感器的布置图案的结构图，是能够在同一基板上检测与基板平面垂直的方向的磁场的磁传感器。

图35的(a)示出第七磁检测部，图35的(b)示出与第七磁检测部线对称地配置的第八磁检测部，图35(c)示出与第七磁检测部不重叠地平行配置的第八磁检测部，图35(d)示出包括两个第七磁检测部以及与该第七磁检测部电连接的第八磁检测部的第七布置图案，图35(e)示出与第七布置图案线对称地配置的第八布置图案。

如图35的(a)所示，第七磁检测部301具有四角形状的磁感应构件301a以及长度与该磁感应构件301a不同的四角形状的聚磁构件301b。另外，如图35的(b)所示，第八磁检测部302被配置成与基板平行且通过磁感应构件301a的长边方向中点的中线Ma与通过聚磁构件301b的长边方向中点的中线Mb不相交叉，具有与第七磁检测部301相同的结构且与第七磁检测部301线对称地进行配置。

另外，如图35的(c)所示，第八磁检测部302的磁感应构件302a配置成被第七磁检测部301的聚磁构件301b和第八磁检测部302的聚磁构件302b夹持，并且配置成第七磁检测部301与第八磁检测部302相互并行且不重叠。

另外，如图35的(d)所示，具有第七布置图案311，该第七布置图案311包括将第七磁检测部301的磁感应构件301a与第八磁检测部302的磁感应构件302a电串联连接的连接部311a。

并且，如图35的(e)所示，具有与第七布置图案311相同结构的第八布置图案312与基板平面平行，且以相对于与第七布置图案311的聚磁构件301b、302b的短边方向侧平行的线对称并且相互不重叠的方式分离地相对置配置。

图36是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的实施例3中的用于在相同基板上检测X磁场至Z磁场的磁传感器除了第七布置图案和第八布置图案以外还配置第九布置图案的传感器布置图案的结构图。

在相同基板上具有第七布置图案311和第八布置图案312，并且，具有结构与第七布置图案311相同的第九布置图案313，第九布置图案313以相对于任意的点P对称、并且第七布置图案311的聚磁构件301b、302b的长边方向与第九布置图案313的聚磁构件301b、302b的长边方向平行且相互不重叠的方式分离地进行配置，并且第七布置图案311和第八布置图案312与第九布置图案313相互平行且配置在不同的位置。

图37是表示作为本发明所涉及的磁传感器的实施例3中的磁传感器的聚磁构件的形状的图。聚磁部构件311c被配置成在距第七布置图案311的结构中心点远的位置的聚磁构件301b、302b的短边侧T字状地连接，同时，被配置成该聚磁部构件311c与邻接且相对置的聚磁构件301b或者302b之间的距离A比布置图案311内的两个聚磁构件301b、302b间的距离B远的位置关系。

图38是表示作为本发明所涉及的磁传感器的实施例3中的磁传感器的聚磁构件间与磁感应构件的位置关系的图。各布置图案312、313间的聚磁构件302b、302b间距离D比各布置图案312、313内的两个聚磁构件301b、302b间的距离E长。

图39是用于说明作为本发明所涉及的磁传感器的实施例3中的磁传感器的第十布置图案的结构图，作为用于在同一基板上检测X磁场至Z磁场的磁传感器，示出第十布置图案。

具有第七布置图案311和第九布置图案313，并且具有第十布置图案314，第七布置图案311和第八布置图案312与第十布置图案314相互平行且配置在不同的位置，该第十布置图案314具有磁感应构件301a、302a以及被配置在该磁感应构件301a、302a上面的聚磁构件301b(302b)，该聚磁构件301b(302b)配置成覆盖磁感应构件301a、302a的至少整个平面。

图40是排列多个布置图案而得到的磁传感器的结构图，是表示作为本发明所涉及的磁传感器的实施例1中的磁传感器的磁感应构件之间的电接合的图。对于从第七布置图案311至第十布置图案314的各布置图案，结构完全相同的布置图案存在多个而构成布置图案群，该布置图案群以相互平行且不重叠的方式配置，并且相同的布置图案所具有的磁感应部之间电连接成一个串联连接。

实施例4

图41是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例4的结构图，示出具有第七布置图案311的磁传感器部。在图中，附图标记450表示第七磁传感器部，451表示GMR元件，451a表示GMR元件451的第一部分，451b表示GMR元件451的第二部分，451c表示GMR元件451的第三部分，451d表示GMR元件451的第四部分，452表示一侧聚磁板，452a表示一侧聚磁板452的梳齿的第一部分，452b表示一侧聚磁板452的梳齿的第二部分，453表示另一侧聚磁板，453a表示另一侧聚磁板453的梳齿的第一部分，453b表示另一侧聚磁板453的梳齿的第二部分。

在第七磁传感器部450中，在作为磁感应部的GMR元件451a的长边方向与梳齿状的聚磁板452a邻接，在GMR元件451b的长边方向与梳齿状的聚磁板453a邻接，并且通过连接部接合。GMR元件451a、梳齿状的聚磁板452a和GMR元件451b、梳齿状的聚磁板453a具有点对称结构，具有包括这些GMR元件451a、梳齿状的聚磁板452a、GMR元件451b、梳齿状的聚磁板453a的作为单个结构图案的第七布置图案311。

图42是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例4的其它结构图，示出具有第八布置图案的磁传感器部。在图中，附图标记460表示第八磁传感器部，461表示GMR元件，461a表示GMR元件461的第一部分，461b表示GMR元件461的第二部分，462表示一侧聚磁板，462a表示一侧聚磁板462的梳齿的第一部分，462b表示一侧聚磁板462的梳齿的第二部分，463表示另一侧聚磁板，463a表示另一侧聚磁板463的梳齿的第一部分，463b表示另一侧聚磁板463的梳齿的第二部分。

一侧聚磁板462是在与一侧梁状部件正交的方向上从该一侧梁状部件起在单侧以等间隔形成多个梳齿状聚磁板而得到的。另外，另一侧聚磁板463被设置成与一侧聚磁板相对置，是在与另一侧梁状部件正交的方向上从该另一侧梁状部件起在单侧以等间隔形成多个聚磁板而得到的。

在第八磁传感器部460中，在作为磁感应部的GMR元件461a的长边方向与梳齿状的聚磁板463a邻接，在GMR元件461b的长边方向与梳齿状的聚磁板462a邻接，并且通过连接部进行接合。GMR元件461b和梳齿状的聚磁板462a具有点对称结构，具有包括这些GMR元件461b和梳齿状的聚磁板462a的作为单个结构图案的第八布置图案312。

此外，第七布置图案311与第八布置图案312具有相对于梳齿状聚磁板的短边方向线对称的位置关系。

图43是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例4的其它结构图，示出具有第九布置图案的磁传感器部。在图中，附图标记470表示第九磁传感器部，471表示GMR元件，471a表示GMR元件471的第一部分，471b表示GMR元件471的第二部分，472表示一侧聚磁板，472a表示一侧聚磁板472的梳齿的第一部分，472b表示一侧聚磁板472的梳齿的第二部分，473表示另一侧聚磁板，473a表示另一侧聚磁板473的梳齿的第一部分，473b表示另一侧聚磁板473的梳齿的第二部分。

一侧聚磁板472是在与一侧梁状部件正交的方向上从该一侧梁状部件起在单侧以等间隔形成多个梳齿状聚磁板而得到的。另外，另一侧聚磁板473被设置成与一侧聚磁板相对置，在与另一侧梁状部件正交的方向上从该另一侧梁状部件起在单侧以等间隔形成多个聚磁板而得到的。

在第九磁传感器部470中，在作为磁感应部的GMR元件471a的长边方向与梳齿状的聚磁板472a邻接，并且在GMR元件471b的长边方向与梳齿状的聚磁板473a邻接，通过连接部接合。GMR元件471a、梳齿状的聚磁板472a和GMR元件471b、梳齿状的聚磁板473a具有点对称的位置关系，具有包括这些GMR元件471a、梳齿状的聚磁板472a、GMR元件471b、梳齿状的聚磁板473a的作为单个结构图案的第九布置图案313。

此外，第七布置图案311与第九布置图案313具有相对于梳齿状聚磁板的长边方向点对称的位置关系。

图44是用于说明本发明所涉及的磁传感器的实施例4的其它结构图，示出具有第十布置图案的磁传感器部。在图中，附图标记480表示第十磁传感器部，481表示GMR元件，481a表示GMR元件481的第一部分，481b表示GMR元件481的第二部分，481c表示GMR元件481的第三部分，481d表示GMR元件481的第四部分，482是覆盖GMR整面的聚磁板。聚磁板482覆盖GMR元件481的磁感应部整面即可，并不限定形状，在图44中配置有具有长方形形状的聚磁板。

第十磁传感器部480的GMR元件的短边方向的朝向需要与第七、第八以及第九磁传感器的GMR的短边方向的朝向平行。

图45是具有第七布置图案的第七磁传感器部、具有第八布置图案的第八磁传感器部、具有第九布置图案的第九磁传感器部以及具有第十布置图案的第十磁传感器部形成于同一基板上的结构图。

具有第七布置图案的第七磁传感器部450和具有第八布置图案的磁传感器部460具有相对于梳齿状聚磁板的短边方向线对称的位置关系。另外，具有第七布置图案的第七磁传感器部450和具有第九布置图案的第九磁传感器部470具有相对于梳齿状聚磁板的长边方向点对称的位置关系。另外，具有第十布置图案的第十磁传感器部480在同一基板上配置成与第七至第九磁传感器450、460、470平行。

并且，在第七至第十磁传感器部450、460、470、480的各GMR元件的两端与电极焊盘、LSI等信号处理电路电连接以能够输出电阻值。

另外，进一步配置成第七至第十磁传感器部450、460、470、480的各GMR元件的灵敏度轴平行，全部具有相同的GMR元件的长度和宽度，具有相同电阻值。

图46是用于说明对本发明的磁传感器施加X、Y、Z方向的磁场时在第七至第十磁检测部中示出什么样的电阻变化的图。对于X轴的磁场，将从左向右设为正方向，对于Y方向的磁场，将从下向上设为正方向，对于Z方向的磁场，将朝向纸面的方向设为正方向。

在对第七磁传感器部450施加X方向的磁场Hx的情况下，通过邻接配置的突起状的聚磁板，X方向磁场向-Y方向弯曲。弯曲的磁场与GMR元件灵敏度轴的方向相同，因此当将由聚磁板引起的X磁场的磁场变换效率设为c时，示出与-cHx成比例的电阻变化。另外，在对+Y方向施加磁场Hy的情况下，与GMR元件451的灵敏度轴方向相同，因此当将由聚磁板引起的Y磁场的磁场变换效率设为a时，示出与+aHy成比例的电阻变化。并且在从Z方向施加磁场Hz的情况下，Z磁场向聚磁板的两侧(+/-X方向)弯曲，由于GMR451相对于梳齿聚磁板452、453在+Y方向的位置邻接配置，因此当将由聚磁板引起的Z磁场的磁场变换效率设为d时，示出由向+Y方向弯曲的Z磁场引起的电阻变化、即与+dHz成比例的电阻变化。归纳这些内容，用以下式(1)表示施加X、Y、Z方向的磁场时的第七磁传感器部450的电阻。

R1＝-cHx+aHy+dHz+R···(1)

接着，在对第八磁传感器部460施加X方向的磁场Hx的情况下，通过邻接配置的突起状的聚磁板，X方向磁场向+Y方向弯曲。弯曲的磁场与GMR元件灵敏度轴的方向相同，因此当将由聚磁板引起的X磁场的磁场变换效率设为c时，示出与+cHx成比例的电阻变化。另外，在对+Y方向的磁场施加磁场Hy的情况下，与GMR元件461的灵敏度轴方向相同，因此当将由聚磁板引起的Y磁场的磁场变换效率设为a时，示出与+aHy成比例的电阻变化。并且在从Z方向施加磁场Hz的情况下，Z磁场向聚磁板的两侧(+/-X方向)弯曲，由于GMR461相对于梳齿聚磁板462、463在+Y方向的位置邻接配置，因此当将由聚磁板引起的Z磁场的磁场变换效率设为d时，示出由向+Y方向弯曲的Z磁场引起的电阻变化、即与+dHz成比例的电阻变化。归纳这些内容，用以下式(2)表示施加X、Y、Z方向的磁场时的第八磁传感器部460的电阻。

R2＝cHx+aHy+dHz+R···(2)

接着，在对第九磁传感器部470施加X方向的磁场Hx的情况下，通过邻接配置的突起状的聚磁板，X方向磁场向-Y方向弯曲。弯曲的磁场与GMR元件灵敏度轴的方向相同，因此当将由聚磁板引起的X磁场的磁场变换效率设为c时，示出与-cHx成比例的电阻变化。另外，在对+Y方向的磁场施加磁场Hy的情况下，与GMR元件471的灵敏度轴方向相同，因此当将由聚磁板引起的Y磁场的磁场变换效率设为a时，示出与+aHy成比例的电阻变化。并且在从Z方向施加磁场Hz的情况下，Z磁场向聚磁板的两侧(+/-X方向)弯曲，由于GMR471相对于梳齿聚磁板472、473配置在-Y方向上，因此当将由聚磁板引起的Z磁场的磁场变换效率设为d时，示出由向-Y方向弯曲的Z磁场引起的电阻变化、即与-dHz成比例的电阻变化。归纳这些内容，用以下式(3)表示施加X、Y、Z的磁场时的第九磁传感器部470的电阻。

R3＝-cHx+aHy-dHz+R···(3)

接着，在第十磁传感器部480中，聚磁板482完全覆盖GMR元件481的磁感应部上，因此即使施加X方向的Hx、Y方向的磁场Hy，磁场通过聚磁板的内部，不对GMR元件施加磁场而电阻不发生变化。另外，Z方向的磁场Hx穿过聚磁板而到达GMR，但是GMR元件对于垂直方向的磁场不具有灵敏度，因此结果是，第十磁传感器部480不示出由X、Y、Z的磁场引起的电阻变化，用以下式(4)表示第十磁传感器部480的电阻。

R4＝R···(4)

使用上述式(1)至式(4)来进行运算，由此能够分离X、Y、Z方向的磁场。

当为了计算X轴方向的磁场而求出式(2)减去式(1)的差时，如式(5)所示那样能够仅计算Hx方向的磁场。

R2-R1＝(cHx+aHy+dHz+R)-(-cHx+aHy+dHz+R)＝2cHX···(5)

也就是说，在具有第七布置图案和第八布置图案的磁传感器的磁检测方法中，与聚磁构件的长边方向平行的磁场(X磁场)被变换为对于第七布置图案和第八布置图案分别为相反的方向，与聚磁构件的长边方向垂直的磁场(Y磁场)被磁场变换为同一方向，并且与聚磁构件的平面方向垂直的磁场(Z磁场)被变换为对于第七布置图案和第八布置图案分别为相同的方向，通过运算具有第七布置图案的磁传感器与包括第八布置图案的磁传感器的电阻之差，仅单独地运算X磁场。

另外，当为了计算Z轴方向的磁场而求出式(1)减去式(3)的差时，如式(6)所示那样，能够仅计算H_Z方向的磁场。

R1-R3＝(-cHx+aHy+dHz+R)-(-cHx+aHy-dHz+R)＝2dHz···(6)

也就是说，在具有第七布置图案和第九布置图案的磁传感器的检测方法中，与聚磁构件的长边方向平行的磁场(X磁场)被变换为对于第七布置图案和第九布置图案分别为相同的方向，与聚磁构件的长边方向垂直的磁场(Y磁场)被磁场变换为同一方向，并且与聚磁构件的平面方向垂直的磁场(Z磁场)被变换为对于第七布置图案和第九布置图案分别为相反的方向，通过运算具有第七布置图案的磁传感器与包括第九布置图案的磁传感器的电阻之差，仅单独地运算Z磁场。

为了计算Y轴方向的磁场而求出式(2)与式(3)之和，将式(4)设为两倍而求差，由此能够仅计算Hy方向的磁场。

R2+R3-2R4＝(cHx+aHy+dHz+R)+(-cHx+aHy-dHz+R)-2R＝2aHy···(7)

也就是说，在具有第八布置图案、第九布置图案和第十布置图案的磁传感器的检测方法中，与聚磁构件的长边方向平行的磁场(X磁场)被变换为对于第八布置图案和第九布置图案分别为相反的方向，与聚磁构件的长边方向垂直的磁场(Y磁场)被磁场变换为同一方向，并且与聚磁构件的平面方向垂直的磁场(Z磁场)被变换为对于第八布置图案和第九布置图案分别为相反的方向，运算具有第八布置图案的磁传感器与包括第九布置图案的磁传感器的电阻之和，并且从该和减去包括第十布置图案的磁传感器的电阻的两倍的值而求出差，由此仅单独地运算Y磁场。

另外，还能够通过将上述磁检测方法的两个以上进行组合来检测2轴或者3轴方向的磁场。

这样，在同一平面上配置第七至第十磁传感器部450、460、470、480，基于施加X、Y、Z方向的磁场时的各电阻进行运算，由此能够高精度地检测Hx、Hy、Hz分量的磁场。

另外，期望第七磁传感器部450和第八磁传感器部460具有线对称的位置关系，第七磁传感器部450与第九磁传感器部470具有点对称的位置关系，但是如果能够维持上述约束则能够配置在芯片上的任意位置处。

另外，第十磁传感器部480的聚磁板覆盖GMR整体即可，其形状并不限定于长方形，即使是三角、圆型等任意的形状，效果也不会变化。

根据本发明，能够通过四个元件的GMR来实现X、Y、Z方向的3轴磁场检测，能够期望小型化、降低成本。并且，使第三和第四实施例所记载的实施方式中的GMR元件的灵敏度轴平行且一致，由此还能够简化GMR元件的成膜次数，能够以更简单且廉价的制造来实现。

附图标记的说明

1：反铁磁性层；2：钉扎层(固定层)；3：Cu层(分隔层)；4：自由层(自由旋转层)；21、31、41、51、61、71、81、91、101、171：GMR元件；22、52、62、72、82、92、102：一侧聚磁板；23、53、63、73、83、93、103：另一侧聚磁板；32、33、42、43：聚磁板；50：第一磁传感器部；51a：GMR元件51的第一部分；51b：GMR元件51的第二部分；51c：GMR元件51的第三部分；51d：GMR元件51的第四部分；51e：GMR元件51的第五部分；51f：GMR元件51的第六部分；52a：一侧聚磁板52的梳齿的第一部分；52b：一侧聚磁板52的梳齿的第二部分；52c：一侧聚磁板52的梳齿的第三部分；53a：另一侧聚磁板53的梳齿的第一部分；53b：另一侧聚磁板53的梳齿的第二部分；53c：另一侧聚磁板53的梳齿的第三部分；60：第二磁传感器部；61a：GMR元件61的第一部分；61b：GMR元件61的第二部分；61c：GMR元件61的第三部分；61d：GMR元件61的第四部分；61e：GMR元件61的第五部分；61f：GMR元件61的第六部分；62a：一侧聚磁板62的梳齿的第一部分；62b：一侧聚磁板62的梳齿的第二部分；62c：一侧聚磁板62的梳齿的第三部分；63a：另一侧聚磁板63的梳齿的第一部分；63b：另一侧聚磁板63的梳齿的第二部分；63c：另一侧聚磁板63的梳齿的第三部分；70：第三磁传感器部；71、81：GMR元件；72、82：一侧聚磁板；73、83：另一侧聚磁板；80：第四磁传感器部；90：第五磁传感器部；91a：GMR元件91的第一部分；91b：GMR元件91的第二部分；91e：GMR元件91的第三部分；91f：GMR元件91的第四部分；92a：一侧聚磁板92的第一部分；92b：一侧聚磁板92的第二部分；93a：另一侧聚磁板93的第一部分；93b：另一侧聚磁板93的第二部分；100：第六磁传感器部；101a：GMR元件101的第一部分；101b：GMR元件101的第二部分；101e：GMR元件101的第三部分；101f：GMR元件101的第四部分；102a：一侧聚磁板102的第一部分；102b：一侧聚磁板102的第二部分；103a：另一侧聚磁板103的第一部分；103b：另一侧聚磁板103的第二部分；110、200：同一平面基板；111至122：电极焊盘；112、113、115、116、117、118、119、120、121、122：电极；131至142：布线；150、180：X轴传感器；160、190：Y轴传感器；170：Z轴传感器；171a、171b：磁感应部；172、173：聚磁板；172a：聚磁板172的第一部分；173a：聚磁板173的第一部分；201：第一磁检测部；201a、203a：磁感应构件；201b、203b：聚磁构件；202：第二磁检测部；203：第三磁检测部；204：第四磁检测部；204b：聚磁构件；211：第一布置图案；211a、211b、212a、213a、216b：连接部；211c：聚磁部构件；212：第二布置图案；213：第三布置图案；214：第四布置图案；215：第五布置图案；216：第六布置图案；301：第七磁感知部；301a、302a：磁感应构件；301b、302b：聚磁构件；302：第八磁感知部；311：第七布置图案；311a、311b、312a：连接部；311c：聚磁部构件；312：第八布置图案；313：第九布置图案；314：第十布置图案；450：第七磁传感器部；451a：GMR元件451的第一部分；451b：GMR元件451的第二部分；451c：GMR元件451的第三部分；451d：GMR元件451的第四部分；452a：一侧聚磁板452的梳齿的第一部分；452b：一侧聚磁板452的梳齿的第二部分；453a：另一侧聚磁板453的梳齿的第一部分；453b：另一侧聚磁板453的梳齿的第二部分；460：第八磁传感器部；461a：GMR元件461的第一部分；461b：GMR元件461的第二部分；461c：GMR元件461的第三部分；461d：GMR元件461的第四部分；462a：一侧聚磁板462的梳齿的第一部分；462b：一侧聚磁板462的梳齿的第二部分；463a：另一侧聚磁板463的梳齿的第一部分；463b：另一侧聚磁板463的梳齿的第二部分；470：第九磁传感器部；471a：GMR元件471的第一部分；471b：GMR元件471的第二部分；471c：GMR元件471的第三部分；471d：GMR元件471的第四部分；472a：一侧聚磁板472的梳齿的第一部分；472b：一侧聚磁板472的梳齿的第二部分；473a：另一侧聚磁板473的梳齿的第一部分；473b：另一侧聚磁板473的梳齿的第二部分；480：第十磁传感器部；481a：GMR元件481的第一部分；481b：GMR元件481的第二部分；481c：GMR元件481的第三部分；481d：GMR元件481的第四部分。

Claims (24)

1.一种磁传感器，具备能够对与基板的平面平行的任意的轴方向的磁场进行检测的、包括第一布置图案和第三布置图案的第一结构，该磁传感器的特征在于，

上述第一布置图案在上述基板上具备：

第一磁检测部，其具有四角形状的磁感应构件以及长度与该磁感应构件的长度不同的四角形状的聚磁构件，以与基板平行且上述磁感应构件的通过长边方向中点的中线与上述聚磁构件的长边方向的中线相互不交叉的方式水平地配置；

第二磁检测部，其结构与该第一磁检测部的结构相同；以及

连接部，其将上述第一磁检测部的磁感应构件与上述第二磁检测部的磁感应构件电串联连接，

其中，上述第一磁检测部的磁感应构件与上述第二磁检测部的磁感应构件两者被配置成以被上述第一磁检测部的聚磁构件与上述第二磁检测部的聚磁构件夹持的方式具有点对称的位置关系并且上述第一磁检测部与上述第二磁检测部相互不重叠，

上述第三布置图案具有与上述第一布置图案相同的结构，该第三布置图案与基板的平面平行，该第三布置图案的上述聚磁构件和上述磁感应构件的位置关系与上述第一布置图案的上述聚磁构件和上述磁感应构件的位置关系相对于与该第一布置图案的上述聚磁构件的长边方向平行的线对称，并且该第三布置图案与上述第一布置图案以相互不重叠的方式分离地相对置配置。

2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，还具备能够检测与基板的平面垂直的方向的磁场的、包括第二布置图案和第四布置图案的第三结构，

上述第二布置图案在上述基板上具备：

第三磁检测部，其具有四角形状的磁感应构件以及长度与该磁感应构件的长度不同的四角形状的聚磁构件，以与基板平行且磁感应构件的通过长边方向中点的中线与聚磁构件的长边方向的中线相互不交叉的方式水平地配置；

第四磁检测部，其结构与上述第三磁检测部的结构相对于与该第三磁检测部的上述聚磁构件的长边方向垂直的线线对称；以及

第二连接部，其将上述第三磁检测部的磁感应构件与上述第四磁检测部的磁感应构件电串联连接，

其中，上述第三磁检测部的磁感应构件被配置成被上述第三磁检测部的聚磁构件和上述第四磁检测部的聚磁构件夹持，并且上述第三磁检测部和上述第四磁检测部被配置成相互平行且不重叠，

上述第四布置图案具有与该第二布置图案相同的结构，

上述第三结构是上述第二布置图案和上述第四布置图案具有相互点对称的位置关系并且以相互不重叠的方式分离地相对置配置而成的结构。

3.根据权利要求2所述的磁传感器，其特征在于，

上述第一结构和具有与该第一结构相同的结构的第二结构被配置成相互不平行并且相互不重叠。

4.根据权利要求3所述的磁传感器，其特征在于，

上述第一结构和上述第二结构以相互垂直的位置关系进行配置。

5.根据权利要求3所述的磁传感器，其特征在于，

上述第一结构与上述第二结构、或者上述第一结构与上述第三结构、或者上述第二结构与上述第三结构、或者上述第一结构与上述第二结构与上述第三结构被配置在同一平面上。

6.根据权利要求2～5中的任一项所述的磁传感器，其特征在于，

对于上述第一布置图案至上述第四布置图案的各布置图案，存在多个结构完全相同的布置图案而构成布置图案群，该布置图案群以相互平行且不重叠的方式配置，并且相同布置图案分别具有的磁感应构件之间电连接成一个串联连接体。

7.根据权利要求2～5中的任一项所述的磁传感器，其特征在于，

在上述第一布置图案至上述第四布置图案的各自的聚磁构件中，聚磁部构件被配置成在上述聚磁构件的距上述布置图案的结构中心点远的位置的短边侧T字状地连接，且被配置成上述聚磁部构件与邻接的聚磁构件之间的距离(A)比上述布置图案内的两个聚磁构件间的距离远的位置关系。

8.根据权利要求2～5中的任一项所述的磁传感器，其特征在于，

各上述布置图案间的聚磁构件间距离比各上述布置图案内的两个聚磁构件间的距离长。

9.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

具有包括上述第一布置图案和第六布置图案的结构，该第六布置图案与基板的平面方向平行，是在第五布置图案中将对上述磁感应构件进行电连接的连接部配置在与上述第五布置图案中的连接部相反的上述磁感应构件的端部而得到的，其中，该第五布置图案与上述第一布置图案相对于通过该第一布置图案所具有的两个聚磁构件中的一个聚磁构件的结构中心点且与上述聚磁构件的长边平行的直线具有对称的位置关系。

10.根据权利要求9所述的磁传感器，其特征在于，

上述第一布置图案和上述第六布置图案交替重复地排列多个，上述第一布置图案内的磁感应构件之间通过连接部连接成一个电串联连接体，上述第六布置图案内的磁感应构件之间通过连接部连接成一个电串联连接体，

上述第一布置图案内的聚磁构件间的距离与上述第六布置图案内的聚磁构件间的距离相互相等。

11.一种磁传感器，具备能够检测与基板的平面垂直的方向的磁场的、包括第二布置图案和第四布置图案的第三结构，该磁传感器的特征在于，

上述第二布置图案在上述基板上具备：

第三磁检测部，其具有四角形状的磁感应构件以及长度与该磁感应构件的长度不同的四角形状的聚磁构件，以与基板平行且上述磁感应构件的通过长边方向中点的中线与上述聚磁构件的长边方向的中线相互不交叉的方式水平地配置；

第四磁检测部，其结构与上述第三磁检测部的结构相对于与该第三磁检测部的上述聚磁构件的长边方向垂直的线线对称；以及

连接部，其将上述第三磁检测部的磁感应构件与上述第四磁检测部的磁感应构件电串联连接，

其中，上述第三磁检测部的磁感应构件被配置成被上述第三磁检测部的聚磁构件和上述第四磁检测部的聚磁构件夹持，并且上述第三磁检测部和上述第四磁检测部被配置成相互平行且不重叠，

上述第四布置图案具有与该第二布置图案相同的结构，

上述第三结构是上述第二布置图案和上述第四布置图案具有相互点对称的位置关系并且以相互不重叠的方式分离地相对置配置而成的结构。

12.一种磁检测方法，使用了根据权利要求1至11中的任一项所述的磁传感器，该磁检测方法的特征在于，

利用空间中磁场的彼此不同的任意3轴方向的磁场分量中的、2轴以上方向的磁场分量由于聚磁构件而弯曲这一情况，来独立地检测空间中的任意轴方向的磁场。

13.一种磁检测方法，使用了根据权利要求1至10中的任一项所述的磁传感器，该磁检测方法的特征在于，

使用具有第一结构的磁传感器，该第一结构具有上述第一布置图案和上述第三布置图案，与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场被变换为对于上述第一布置图案和上述第三布置图案分别为相反的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场被磁场变换为同一方向，并且与聚磁构件的平面方向垂直的磁场在单个图案内邻接的上述磁感应构件处以正和负施加磁场而被抵消，通过运算具有上述第一布置图案的上述磁传感器与包括上述第三布置图案的磁传感器的磁感应构件的电阻之差，能够仅单独地运算与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场。

14.一种磁检测方法，使用了根据权利要求3至8中的任一项所述的磁传感器，该磁检测方法的特征在于，

使用具有第二结构的磁传感器，该第二结构被配置成与上述第一结构的布置图案相互不平行且相互不重叠，与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场被变换为对于上述第一布置图案和上述第三布置图案分别为相反的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场被磁场变换为同一方向，并且与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场在单个图案内邻接的磁感应构件处以正和负施加磁场而被抵消，通过运算包括上述第二结构的磁传感器的电阻差，能够仅单独地运算与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场。

15.一种磁检测方法，使用了根据权利要求2至8、11中的任一项所述的磁传感器，该磁检测方法的特征在于，

使用具有上述第二布置图案和上述第四布置图案的磁传感器，与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场被变换为对于上述第二布置图案和上述第四布置图案分别为相同的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场被磁场变换为同一方向，并且与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场被变换为对于上述第二布置图案和上述第四布置图案分别为相反的方向，通过运算具有上述第四布置图案的磁传感器和包括上述第二布置图案的磁传感器的电阻之差，能够仅单独地运算与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场。

16.一种磁传感器的磁检测方法，其特征在于，通过对根据权利要求12至15中的任一项所述的磁检测方法进行组合，来分别独立地检测2轴或者3轴的磁场分量。

17.一种磁传感器，能够对与基板的平面平行的任意轴方向的磁场进行检测，其特征在于，

具有第七布置图案，该第七布置图案在上述基板平面上具备第七磁检测部和第八磁检测部，该第七磁检测部具有四角形状的磁感应构件以及长度与该磁感应构件的长度不同的四角形状的聚磁构件，以与上述基板的平面平行且上述磁感应构件的通过长边方向中点的中线与上述聚磁构件的通过长边方向中点的中线相互不交叉的方式配置，该第八磁检测部具有与该第七磁检测部相同的结构，

该第八磁检测部的磁感应构件被配置成被上述第七磁检测部的聚磁构件和上述第八磁检测部的聚磁构件夹持，

上述第七磁检测部和上述第八磁检测部被配置成相互并行且不重叠，该第七布置图案包括将上述第七磁检测部的磁感应构件和上述第八磁检测部的磁感应构件电串联连接的连接部，

上述第七布置图案和具有同一结构的第八布置图案以与上述基板的平面平行、并且相对于与上述第七布置图案的聚磁构件的短边方向侧平行的线对称且相互不重叠的方式分离地相对置配置。

18.根据权利要求17所述的磁传感器，其特征在于，

在上述基板上还具有第九布置图案以能够检测与上述基板的平面垂直的轴方向的磁场，该第九布置图案具有与上述第七布置图案相同的结构，

该第九布置图案与上述第七布置图案点对称，并且以上述第七布置图案的聚磁构件的长边方向与上述第九布置图案的长边方向平行且相互不重叠的方式分离地配置，

上述第七布置图案和上述第八布置图案与上述第九布置图案相互平行且被配置在不同的位置。

19.根据权利要求18所述的磁传感器，其特征在于，

在同一基板上还具有第十布置图案，该第十布置图案具有与上述第七布置图案至上述第九布置图案中的任一个布置图案的磁感应构件的布置图案相同的磁感应构件以及覆盖该磁感应构件的整个面的聚磁构件。

20.根据权利要求19所述的磁传感器，其特征在于，

上述第七布置图案至上述第十布置图案中的任一个布置图案以多个构成布置图案群，该布置图案群以相互平行且不重叠的方式配置，并且上述布置图案群的各磁感应构件之间通过连接部电连接成一个串联连接体。

21.一种磁传感器的磁检测方法，该磁传感器具有根据权利要求17至20中的任一项所述的磁传感器中的上述第七布置图案和上述第八布置图案，该磁检测方法的特征在于，

与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场即X磁场被变换为对于上述第七布置图案和上述第八布置图案分别为相反的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场即Y磁场被磁场变换为同一方向，

并且，与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场即Z磁场被变换为对于上述第七布置图案和上述第八布置图案分别为同一方向，通过运算具有上述第七布置图案的磁传感器与包括上述第八布置图案的磁传感器的电阻之差来仅单独地运算X磁场。

22.一种磁传感器的磁检测方法，该磁传感器具有根据权利要求19或者20所述的磁传感器中的上述第八布置图案和上述第九布置图案以及上述第十布置图案，该磁检测方法的特征在于，

与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场即X磁场被变换为对于上述第八布置图案和上述第九布置图案分别为相反的方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场即Y磁场被磁场变换为同一方向，

并且，与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场即Z磁场被变换为对于上述第八布置图案和上述第九布置图案分别为相反的方向，

通过运算具有上述第八布置图案的磁传感器与包括上述第九布置图案的磁传感器的电阻之和并且从该和减去包括上述第十布置图案的磁传感器的电阻的两倍的值而求出差来仅单独地运算Y磁场。

23.一种磁传感器的磁检测方法，该磁传感器具有根据权利要求18、19或者20所述的磁传感器中的上述第七布置图案和上述第九布置图案，该磁检测方法的特征在于，

与上述聚磁构件的长边方向平行的磁场即X磁场被变换为对于上述第七布置图案和上述第九布置图案分别为相同方向，与上述聚磁构件的长边方向垂直的磁场即Y磁场被磁场变换为同一方向，

并且，与上述聚磁构件的平面方向垂直的磁场即Z磁场被变换为对于上述第七布置图案和上述第九布置图案分别为相反的方向，

通过运算具有上述第七布置图案的磁传感器和包括上述第九布置图案的磁传感器的电阻之差来仅单独地运算Z磁场。

24.一种磁检测方法，其特征在于，通过组合根据权利要求21、22和23所述的磁检测方法中的两个以上的磁检测方法来检测2轴或者3轴方向的磁场。