CN114690086A - 磁传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁传感器。本发明的目的在于提高利用了磁阻抗效应的磁传感器的灵敏度。本发明的解决手段为：磁传感器(1)具备非磁性的基板、和设置于基板上的感应元件，所述感应元件包含初始磁导率为5000以上的非晶合金的软磁体层(101)，并且，所述感应元件具有长边方向和短边方向，在与长边方向交叉的方向上具有单轴磁各向异性，并通过磁阻抗效应来感应磁场。

Description

磁传感器

技术领域

本发明涉及磁传感器。

背景技术

作为公报中记载的现有技术，存在下述磁阻抗效应元件，其具备：薄膜磁铁，其形成于非磁性基板上，并且由硬磁体膜形成；绝缘层，其将前述薄膜磁铁的上部覆盖；和感磁部，其形成于前述绝缘层上，被赋予了单轴各向异性，并且由一个或多个长方形的软磁体膜形成(参见专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-249406号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，具备通过磁阻抗效应来感应磁场的感应元件的磁传感器利用了阻抗相对于磁场发生变化这一点。该阻抗的变化因磁性薄膜中的与由磁场导致的磁导率变化相伴随的趋肤深度的变化而产生。因此，为了提高磁传感器的灵敏度，要求使产生磁阻抗效应的感应元件的磁导率的变化增大。

本发明的目的在于提高利用了磁阻抗效应的磁传感器的灵敏度。

用于解决课题的手段

应用了本发明的磁传感器具备非磁性的基板、和设置于基板上的感应元件，所述感应元件包含初始磁导率为5000以上的非晶合金的软磁体层，并且，所述感应元件具有长边方向和短边方向，在与长边方向交叉的方向上具有单轴磁各向异性，并通过磁阻抗效应来感应磁场。

此处，其特征可以在于，软磁体层的初始磁导率为10000以上。

另外，其特征可以在于，软磁体层是以Co为主成分、并且包含Fe、Si、B、Mn的非晶合金。

此外，其特征可以在于，软磁体层是以Co为主成分、并且包含Fe、Si、B、Mn、Cr的非晶合金。

这样的磁传感器的特征可以在于，感应元件包含多个软磁体层，在多个软磁体层之间包含抑制在软磁体层中产生闭合磁畴的磁畴抑制层。

另外，这样的磁传感器的特征可以在于，感应元件包含多个软磁体层，在多个软磁体层之间包含导电性比软磁体层高的、非磁性的导电体层。

而且，这样的磁传感器的特征可以在于，包含多个软磁体层，在多个软磁体层之间包含使软磁体层进行反铁磁性耦合的、非磁性的反铁磁性耦合层。

发明的效果

根据本发明，能够提高利用了磁阻抗效应的磁传感器的灵敏度。

附图说明

[图1]为对应用了本实施方式的磁传感器的一例进行说明的图。(a)为俯视图，(b)为沿(a)中的IB-IB线的截面图。

[图2]为对在感应元件的感应部的长边方向上施加的磁场与感应元件的阻抗Z之间的关系进行说明的图。

[图3]为示出实施例和比较例中的磁传感器的灵敏度和各向异性磁场的图。(a)为灵敏度，(b)为各向异性磁场。

[图4]为磁传感器的变形例的截面图。(a)为感应元件中的感应部由一层软磁体层构成的磁传感器，(b)为感应元件中的感应部由夹着磁畴抑制层的两层软磁体层构成的磁传感器，(c)为感应元件中的感应部由夹着导电体层的两层软磁体层构成的磁传感器。

附图标记说明

1、1’、2、3、4…磁传感器，10…基板，30…感应元件，31…感应部，32…连接部，33、33a、33b…端子部，101、101a、101b、101c、101d…软磁体层，102、102a、102b…磁畴抑制层，103…导电体层，μi…初始磁导率，μ…磁导率，H…磁场，Hb…偏置磁场，Hk…各向异性磁场，Z…阻抗

具体实施方式

以下，参照附图来对本发明的实施方式(下文中，记载为本实施方式。)进行说明。

(磁传感器1的构成)

图1为对应用了本实施方式的磁传感器1的一例进行说明的图。图1(a)为俯视图，图1(b)为沿图1(a)中的IB-IB线的截面图。图1(a)中，将纸面的右向作为x方向，将纸面的向上方向作为y方向，将纸面的表面方向作为z方向。图1(b)中，将纸面的右向作为x方向，将纸面的向上方向作为z方向，将纸面的背面方向作为y方向。

如图1(b)所示，应用了本实施方式的磁传感器1具备非磁性的基板10、和设置于基板10上的感应元件30，所述感应元件30包含对磁场进行感应的软磁体层。

需要说明的是，关于图1(b)所示的磁传感器1的截面结构，在后文中详细说明。

此处，软磁体为所谓的矫顽力小的材料，即，容易被外部磁场磁化，但若去除外部磁场，则会迅速恢复到没有磁化或磁化小的状态。需要说明的是，硬磁体为所谓的矫顽力大的材料，即，若被外部磁场磁化，则即使去除外部磁场也保持被磁化了的状态。

利用图1(a)，对磁传感器1的平面结构进行说明。作为一例，磁传感器1具有四边形的平面形状。磁传感器1的平面形状为数mm见方。例如，x方向的长度为4mm～6mm，y方向的长度为3mm～5mm。需要说明的是，磁传感器1的平面形状的大小也可以为其他值。

此处，对设置于基板10上的感应元件30进行说明。感应元件30具备平面形状为具有长边方向和短边方向的长条状的多个感应部31。图1(a)中，x方向为感应元件30的长边方向。多个感应部31以长边方向并列的方式配置。而且，感应元件30具备将相邻的感应部31串联连接成曲折状的连接部32、和连接有用于供给电流的电线的端子部33。感应部31对磁场或磁场的变化进行感应从而产生磁阻抗效应。即，感应部31利用被串联连接的感应元件30的阻抗变化来测量磁场或磁场的变化。下文中，有时将感应元件30的阻抗记载为磁传感器1的阻抗。

在图1(a)中图示了8根感应部31，但感应部31也可以不是8根。因此，图1(a)中，将纸面上侧的4根与纸面下侧的4根之间设为虚线，表示根数不限于8根。

连接部32设置于相邻的感应部31的端部之间，将相邻的感应部31串联连接成曲折状。

端子部33(端子部33a、33b)分别设置于未被连接部32连接的感应部31的2个端部。端子部33作为连接用于供给电流的电线的焊盘部而发挥功能。端子部33为能连接电线的大小即可。需要说明的是，端子部33(端子部33a、33b)在图1(a)的纸面中设置于右侧，但也可以设置于左侧，还可以分开设置在左右侧。

此处，将感应部31的长边方向(x方向)的长度设为长度L。而且，将感应部31的短边方向的宽度设为宽度W。将相邻的感应部31间的间隔设为间隔G。感应部31的长度L例如为1mm～10mm，宽度W例如为10μm～150μm，间隔G例如为10μm～150μm。需要说明的是，各个感应部31的大小(长度L、宽度W、厚度等)、感应部31的数量、感应部31间的间隔G等根据待感应、即待测量的磁场的大小等来设定即可。需要说明的是，感应部31也可以为1个。

接下来，利用图1(b)，对磁传感器1的截面结构进行说明。

基板10为由非磁体形成的基板，例如可举出玻璃、蓝宝石这样的氧化物基板、硅等半导体基板、或铝、不锈钢、实施了镍磷镀覆的金属等金属基板等。需要说明的是，在基板10的导电性高的情况下，在设置感应元件30的一侧的基板10的表面上设置将基板10与感应元件30电绝缘的绝缘体层为宜。作为构成这样的绝缘体层的绝缘体，可举出SiO₂、Al₂O₃、TiO₂等氧化物、或Si₃N₄、AlN等氮化物等。此处，将基板10设定为玻璃来进行说明。

作为一例，感应元件30从基板10侧起具备4层的软磁体层101a、101b、101c、101d。而且，感应元件30在软磁体层101a与软磁体层101b之间具备抑制在软磁体层101a和软磁体层101b中产生闭合磁畴的磁畴抑制层102a。此外，感应元件30在软磁体层101c与软磁体层101d之间具备抑制在软磁体层101c和软磁体层101d中产生闭合磁畴的磁畴抑制层102b。而且，感应元件30在软磁体层101b与软磁体层101c之间具备使感应元件30的电阻(此处，称为电阻值。)降低的导电体层103。在不将软磁体层101a、101b、101c、101d分别区分开的情况下，记载为软磁体层101。在不将磁畴抑制层102a、102b分别区分开的情况下，记载为磁畴抑制层102。

软磁体层101由显示磁阻抗效应的非晶合金的软磁体构成。软磁体层101的厚度例如为100nm～1μm。应用了本实施方式的感应元件30中，软磁体层101是初始磁导率μi为5000以上的软磁体。关于软磁体层101，在后文中详细说明。

需要说明的是，本说明书中，所谓非晶合金、非晶金属，是指具备不具有晶体那样的原子的有序排列的结构、利用溅射法等形成的物质。

磁畴抑制层102抑制在夹着磁畴抑制层102的上下的软磁体层101中产生闭合磁畴。

通常，在软磁体层101中，容易形成各自的磁化的方向不同的多个磁畴。在该情况下，形成磁化的方向呈环状的闭合磁畴。若外部磁场变大，则磁壁移动，外部磁场的方向与磁化的方向相同的磁畴的面积变大，外部磁场的方向与磁化的方向相反的磁畴的面积变小。而且，在磁化的方向与外部磁场的方向不同的磁畴中，以磁化的方向与磁场的方向朝向相同方向的方式发生磁化旋转。而且，最终，在相邻的磁畴彼此之间存在的磁壁消失，成为1个磁畴(单磁畴)。即，若形成了闭合磁畴，则产生构成闭合磁畴的磁壁伴随着外部磁场的变化以阶梯状不连续地移动的巴克豪森效应。该磁壁的不连续移动成为磁传感器1中的噪声，有可能发生从磁传感器1得到的输出中的S/N的降低。磁畴抑制层102抑制在设置于磁畴抑制层102上下的软磁体层101中形成面积小的多个磁畴。由此，可抑制闭合磁畴的形成，从而抑制由磁壁不连续地移动而导致的噪声的产生。需要说明的是，对于磁畴抑制层102而言，与不含磁畴抑制层102的情况相比，所形成的磁畴的数量变少、即磁畴的大小变大即可。

作为这样的磁畴抑制层102，可举出Ru、SiO₂等非磁体、CrTi、AlTi、CrB、CrTa、CoW等非磁性非晶金属。这样的磁畴抑制层102的厚度例如为10nm～100nm。

导电体层103降低感应元件30的电阻。即，导电体层103的导电性比软磁体层101高，与不含导电体层103的情况相比，使感应元件30的电阻减小。由感应元件30感应的磁场或磁场的变化利用在2个端子部33a、33b间流通交流电流时的阻抗(下文中，记载为阻抗Z。)的变化(记载为ΔZ。)来测量。此时，交流电流的频率越高，则相对于外部磁场的变化(此处，记载为ΔH。)而言的阻抗Z的变化率ΔZ/ΔH(以下为阻抗变化率ΔZ/ΔH)越大。但是，若在不含导电体层103的状态下增高交流电流的频率，则由于制成磁传感器1的状态下的寄生电容，使得阻抗变化率ΔZ/ΔH反而变小。即，若将感应元件30的电阻设为R，将寄生电容设为C，使感应元件30为电阻R与寄生电容C的并联电路，则磁传感器1的弛豫频率f₀由式(1)表示。

[数学式1]

由式(1)可知，若寄生电容C大，则弛豫频率f₀变小，若使交流电流的频率比弛豫频率f₀高，则阻抗变化率ΔZ/ΔH反而降低。因此，通过设置导电体层103来使感应元件30的电阻R降低，从而增高了弛豫频率f₀。

作为这样的导电体层103，优选使用导电性高的金属或合金，更优选使用导电性高且非磁性的金属或合金。作为这样的导电体层103，可举出Al、Cu、Ag等金属。导电体层103的厚度例如为10nm～1μm。对于导电体层103而言，与不含导电体层103的情况相比，能降低感应元件30的电阻即可。

需要说明的是，夹着磁畴抑制层102的上下的软磁体层101、及夹着导电体层103的上下的软磁体层101彼此进行了反铁磁性耦合(AFC：Antiferromagnetically Coupled)。通过使下上的软磁体层101进行反铁磁性耦合，从而反磁场得以抑制，磁传感器1的灵敏度得以提高。

磁传感器1可如下所述地制造。

首先，在基板10上，利用已知的光刻技术形成在基板10的表面上将除感应元件30的平面形状的部分以外的部分覆盖的光致抗蚀剂图案。接着，利用例如溅射法，在基板10上依次堆积软磁体层101a、磁畴抑制层102a、软磁体层101b、导电体层103、软磁体层101c、磁畴抑制层102b、软磁体层101d。然后，将堆积于光致抗蚀剂上的软磁体层101a、磁畴抑制层102a、软磁体层101b、导电体层103、软磁体层101c、磁畴抑制层102b、软磁体层101d与光致抗蚀剂一同除去。于是，在基板10上残留有已被加工成感应元件30的平面形状的、由软磁体层101a、磁畴抑制层102a、软磁体层101b、导电体层103、软磁体层101c、磁畴抑制层102b、软磁体层101d形成的层叠体。即，形成了感应元件30。

对于软磁体层101，沿着与长边方向交叉的方向、例如短边方向(图1(a)的y方向)赋予了单轴磁各向异性。需要说明的是，所谓与长边方向交叉的方向，相对于长边方向具有超过45°并且为90°以下的角度即可。单轴磁各向异性可以通过下述方式来赋予：针对形成于基板10上的感应元件30，进行例如3kG(0.3T)的旋转磁场中的400℃下的热处理(旋转磁场中热处理)、和继其之后的3kG(0.3T)的静磁场中的400℃下的热处理(静磁场中热处理)。对于单轴磁各向异性的赋予而言，也可以在构成感应元件30的软磁体层101的堆积时利用磁控溅射法而进行，来代替通过旋转磁场中热处理及静磁场中热处理而进行。即，通过磁控溅射法中使用的磁铁(磁石)所形成的磁场，在软磁体层101的堆积的同时，对软磁体层101赋予单轴磁各向异性。

在以上说明的制造方法中，连接部32、端子部33与感应部31同时作为一体而形成。需要说明的是，可以利用导电性的Al、Cu、Ag等金属形成连接部32、端子部33。另外，也可以在与感应部31同时一体地形成的连接部32、端子部33上层叠导电性的Al、Cu、Ag等金属。

(感应元件30的动作)

对感应元件30的作用进行说明。

图2为对在感应元件30的感应部31的长边方向(图1(a)的x方向)上施加的磁场H与感应元件30的阻抗Z之间的关系进行说明的图。图2中，横轴为磁场H，纵轴为阻抗Z。需要说明的是，对于阻抗Z而言，在图1(a)所示的感应元件30的端子部33a、33b间流通交流电流来进行测定。

如图2所示，感应元件30的阻抗Z随着在感应部31的长边方向上施加的磁场H变大而变大。而且，感应元件30的阻抗Z在施加的磁场H较之各向异性磁场Hk变大时反而变小。在小于各向异性磁场Hk的范围内，使用阻抗Z的变化量ΔZ相对于磁场H的变化量ΔH大的部分、即阻抗变化率ΔZ/ΔH陡峭的部分(大)时，能够将磁场H的微弱变化作为阻抗Z的变化量ΔZ而提取出来。图2中，将阻抗变化率ΔZ/ΔH大的磁场H的中心表示为磁场Hb。即，能够高精度地测量磁场Hb的附近(图2中箭头所示的范围)的磁场H的变化量ΔH。此处，将阻抗Z的变化量ΔZ最陡峭的(阻抗变化率ΔZ/ΔH最大)部分、即磁场Hb中的每单位磁场的阻抗的变化量Zmax除以磁场Hb处的阻抗Z(记载为阻抗Zb。)而得到的值(Zmax/Zb)为灵敏度。灵敏度Zmax/Zb越高，则磁阻抗效应越大，越容易测量磁场或磁场的变化。换言之，相对于磁场H而言的阻抗Z的变化越陡峭，则灵敏度Zmax/Zb越高。为此，各向异性磁场Hk越小越好。即，磁传感器1中，优选灵敏度Zmax/Zb高，为此，优选各向异性磁场Hk小。磁场Hb有时被称为偏置磁场。下文中，将磁场Hb记载为偏置磁场Hb。

(软磁体层101的磁导率μ)

在向软磁体通入交流电流的情况下，电流的通路截面由基于趋肤效应的趋肤深度δ决定。趋肤深度δ由式(2)表示。式(2)中，ρ为软磁体的电阻率，ω为交流电流的角频率，μ为磁导率。

[数学式2]

此处，与电流正交的方向的磁导率μ根据磁场H而变化。趋肤深度δ根据磁导率μ的变化而变化，因此软磁体的电阻也变化。另外，根据磁导率μ的变化，软磁体的电感(内部电感μl/8π)也变化。此处，l为软磁体的长度。即，根据磁场H，软磁体的阻抗Z发生变化。即，通过趋肤效应而使阻抗Z根据磁场来变化的效应为磁阻抗效应。

因此，软磁体中，由磁场的变化ΔH导致的磁导率μ的变化Δμ越大、即由磁场H导致的磁导率变化率Δμ/ΔH越大，则由磁场的变化ΔH导致的阻抗Z的变化ΔZ越大。即，在感应元件30的感应部31中，优选使用由磁场H的变化ΔH导致的磁导率μ的变化Δμ大的软磁体。

对于初始磁导率μi大的软磁体而言，认为其由磁场H的变化ΔH导致的磁导率μ的变化Δμ大。因此，在应用了本实施方式的磁传感器1中，作为感应元件30的软磁体层101，使用初始磁导率μi大的非晶合金，从而提高了磁传感器1的灵敏度。

(实施例)

作为实施例，使用初始磁导率μi为约100000的以Co为主成分的非晶合金作为磁传感器1中的感应元件30的软磁体层101。该以Co为主成分的非晶合金包含1.4at％的Fe、13.8at％的Si、3.6at％的Mn、5at％的Cr、9.5at％的B。即，该以Co为主成分的非晶合金为Co_66.7Fe_1.4Cr₅Mn_3.6Si_13.8B_9.5。下文中，将该以Co为主成分的非晶合金记载为Co非晶合金CoFeCrMnSiB。

此处，使感应元件30中的感应部31的根数为24根，使感应部31的宽度W为100μm，使感应部31间的间隔G为50μm。而且，使软磁体层101a、101b、101c、101d(参见图1(b))的各厚度为250nm、500nm、750nm这3个水平。

另外，使感应部31的长度L为3mm、4mm、5mm这3个水平。

而且，磁畴抑制层102a、102b(参见图1(b))是原子数比为1:1的CrTi。使磁畴抑制层102a、102b的各厚度为25nm。

而且，导电体层103(参见图1(b))为Ag。使导电体层103的厚度为400nm。

(比较例)

比较例的磁传感器1’的构成与图1所示的应用了本实施方式的磁传感器1同样。因此，在图1中，记载为1(1’)。而且，对于磁传感器1’的构成要素，使用与磁传感器1相同的附图标记来进行说明。

比较例的磁传感器1’使用初始磁导率μi为约4800的以Co为主成分的非晶合金作为感应元件30的软磁体层101。该以Co为主成分的非晶合金包含17at％的Nb、3at％的Zr。即，该以Co为主成分的非晶合金为Co₈₀Nb₁₇Zr₃。下文中，将该以Co为主成分的非晶合金记载为Co非晶合金CoNbZr。使由Co非晶合金CoNbZr构成的软磁体层101a、101b、101c、101d(参见图1(b))的各厚度为500nm。需要说明的是，比较例的磁畴抑制层102、导电体层103与实施例相同。

(实施例和比较例中的灵敏度Zmax/Zb及各向异性磁场Hk)

图3为示出实施例和比较例中的磁传感器1的灵敏度Zmax/Zb和各向异性磁场Hk的图。图3(a)为灵敏度Zmax/Zb，图3(b)为各向异性磁场Hk。图3(a)中，纵轴为灵敏度Zmax/Zb(/Oe)，横轴为感应部31的长度L(mm)(图3(a)中，记载为感应部的长度L(mm)。)。图3(b)中，纵轴为各向异性磁场Hk(Oe)，横轴为感应部31的长度L(mm)。在图3(a)、图3(b)中，将实施例的使用Co非晶合金CoFeCrMnSiB作为软磁体层101的磁传感器1记载为实施例(CoFeCrMnSiB)，将比较例的使用Co非晶合金CoNbZr作为软磁体层101的磁传感器1’记载为比较例(CoNbZr)。需要说明的是，实施例及比较例中向感应元件30流通的交流电流的频率均为50MHz。

如图3(a)所示，在使用Co非晶合金CoFeCrMnSiB作为软磁体层101的实施例中，虽然根据软磁体层101的厚度及感应部31的长度L而存在偏差，但灵敏度Zmax/Zb为0.45/Oe～0.75/Oe。需要说明的是，灵敏度Zmax/Zb在感应部31的长度L短(此处，L为3mm)时对软磁体层101的厚度的依赖性小。

另一方面，在使用Co非晶合金CoNbZr作为软磁体层101的比较例中，灵敏度Zmax/Zb为0.35/Oe～0.40/Oe，对感应部31的长度L的依赖性小。

即，使用Co非晶合金CoFeCrMnSiB作为软磁体层101的实施例的灵敏度Zmax/Zb在任意的膜厚下均比使用Co非晶合金CoNbZr作为软磁体层101的比较例的灵敏度Zmax/Zb更高。

如图3(b)所示，在使用Co非晶合金CoFeCrMnSiB作为软磁体层101的实施例中，各向异性磁场Hk对感应部31的长度L的依赖性小，为3Oe～4Oe。而且，存在软磁体层101的厚度越薄(此处，厚度为250nm)、则各向异性磁场Hk越小的倾向。

另一方面，在使用Co非晶合金CoNbZr作为软磁体层101的比较例中，各向异性磁场Hk对感应部31的长度L的依赖性也小，为约7Oe。

即，使用Co非晶合金CoFeCrMnSiB作为软磁体层101的实施例的各向异性磁场Hk在任意的膜厚下均比使用Co非晶合金CoNbZr作为软磁体层101的比较例的各向异性磁场Hk更小。

如以上说明的那样，使用Co非晶合金CoFeCrMnSiB作为软磁体层101的实施例与使用Co非晶合金CoNbZr作为软磁体层101的比较例相比，灵敏度Zmax/Zb高，并且，各向异性磁场Hk小。认为这是由于，实施例使用了初始磁导率μi为约100000的Co非晶合金CoFeCrMnSiB作为软磁体层101，而与之相对，比较例使用了初始磁导率μi为约4800的Co非晶合金CoNbZr作为软磁体层101。即，推断通过使用具有高的初始磁导率μi的软磁体，从而磁导率μ相对于磁场H的变化增大，阻抗Z的变化增大。

在上文中，使用了初始磁导率μi为约100000的Co非晶合金CoFeCrMnSiB作为软磁体层101，但初始磁导率μi可以不必为约100000。例如，用于软磁体层101的软磁体的初始磁导率μi为5000以上即可。另外，用于软磁体层101的软磁体的初始磁导率μi优选为10000以上，进一步更优选为50000以上。

在上述的实施例中，作为软磁体层101，使用了Co非晶合金CoFeCrMnSiB。此处，作为软磁体层101，对从Co非晶合金CoFeCrMnSiB除去Cr和Mn的、以Co为主成分的非晶合金进行了研究。该以Co为主成分的非晶合金将Co作为主成分，并包含10at％的Fe、10at％的Si、10at％的B。即，该以Co为主成分的非晶合金为Co₇₀Fe₁₀Si₁₀B₁₀。将该以Co为主成分的非晶合金记载为Co非晶合金CoFeSiB。

可知使用Co非晶合金CoFeSiB作为软磁体层101的磁传感器与作为比较例而示出的使用Co非晶合金CoNbZr作为软磁体层101的磁传感器相比，灵敏度Zmax/Zb低，并且各向异性磁场Hk高。

由此认为，在实施例中作为软磁体层101而使用的Co非晶合金CoFeCrMnSiB通过包含Cr、Mn，从而作为磁传感器1的灵敏度Zmax/Zb得以提高，各向异性磁场Hk变小。需要说明的是，已知Cr具有提高耐腐蚀性、耐磨损性的效果。因此推断，通过包含Mn，从而作为磁传感器1的灵敏度Zmax/Zb得以提高，各向异性磁场Hk变小。

(变形例)

图4为磁传感器1的变形例的截面图。图4(a)为感应元件30中的感应部31由一层软磁体层101构成的磁传感器2，图4(b)为感应元件30中的感应部31由夹着磁畴抑制层102的两层软磁体层101构成的磁传感器3，图4(c)为感应元件30中的感应部31由夹着导电体层103的两层软磁体层101构成的磁传感器4。需要说明的是，在图4(a)、图4(b)、图4(c)中，与图1所示的磁传感器1同样的部分标注了相同的附图标记。而且，软磁体层101是初始磁导率为5000以上的软磁体。

感应部31可以如图4(a)所示那样由一层软磁体层101构成，也可以如图4(b)所示那样由夹着磁畴抑制层102的两层软磁体层101构成，还可以如图4(c)所示那样由夹着导电体层103的两层软磁体层101构成。另外，感应部31可以利用三层以上的软磁体层101来设置。

另外，可以使用使上下的软磁体层101进行反铁磁性耦合的反铁磁性耦合层来代替图4(b)中的磁畴抑制层102。另外，也可以将图1所示的磁传感器1中的磁畴抑制层102a、102b作为反铁磁性耦合层。如前文所述，磁畴抑制层102抑制闭合磁畴的产生，并且使上下的软磁体层101进行反铁磁性耦合。所谓反铁磁性耦合层，是不具有抑制闭合磁畴的产生的功能、或者抑制闭合磁畴的产生的功能弱的层。在具有反铁磁性耦合层的情况下，上下的软磁体层101进行反铁磁性耦合，由此反磁场得以抑制，磁传感器的灵敏度Zmax/Zb得以提高。作为这样的反铁磁性耦合层，可举出Ru或Ru合金。

而且，感应部31可以包含磁畴抑制层102、导电体层103及反铁磁性耦合层这样的多个层。

此外，在磁传感器1～4中，可以在基板10与感应元件30之间设置施加偏置磁场Hb(参见图2)的、由硬磁体层构成的磁铁(下文中，记载为薄膜磁铁。)。对于薄膜磁铁而言，磁极N、S以磁通沿感应元件30中的感应部31的长边方向透过的方式设置即可。需要说明的是，即使在基板10与感应元件30之间设置有薄膜磁铁的情况下，有时也将基板10和薄膜磁铁总称为基板。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于本实施方式。只要不违反本发明的主旨，则可以进行各种变形、组合。

Claims (7)

1.磁传感器，其具备：

非磁性的基板；和

设置于所述基板上的感应元件，所述感应元件包含初始磁导率为5000以上的非晶合金的软磁体层，并且，所述感应元件具有长边方向和短边方向，在与所述长边方向交叉的方向上具有单轴磁各向异性，并通过磁阻抗效应来感应磁场。

2.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述软磁体层的初始磁导率为10000以上。

3.如权利要求1或2所述的磁传感器，其特征在于，所述软磁体层是以Co为主成分、并且包含Fe、Si、B、Mn的非晶合金。

4.如权利要求1或2所述的磁传感器，其特征在于，所述软磁体层是以Co为主成分、并且包含Fe、Si、B、Mn、Cr的非晶合金。

5.如权利要求1至4中任一项所述的磁传感器，其特征在于，所述感应元件包含多个所述软磁体层，

在多个所述软磁体层之间包含抑制在所述软磁体层中产生闭合磁畴的磁畴抑制层。

6.如权利要求1至5中任一项所述的磁传感器，其特征在于，所述感应元件包含多个所述软磁体层，

在多个所述软磁体层之间包含导电性比所述软磁体层高的、非磁性的导电体层。

7.如权利要求1至6中任一项所述的磁传感器，其特征在于，所述感应元件包含多个所述软磁体层，

在多个所述软磁体层之间包含使所述软磁体层进行反铁磁性耦合的、非磁性的反铁磁性耦合层。

Images