CN117783967A - 磁传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁传感器。本发明的课题是提高利用了磁阻抗效应的磁传感器的灵敏度。本发明的解决手段如下，即，磁传感器具备：感应元件，所述感应元件包含软磁体，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；突出部，所述突出部包含软磁体，并且从感应元件中的长边方向的端部沿着长边方向突出；和诱导构件，所述诱导构件与突出部相对地设置，并且，所述诱导构件由软磁体形成，并向突出部诱导磁感线。

Description

磁传感器

技术领域

本发明涉及磁传感器。

背景技术

专利文献1中公开了一种磁阻抗效应元件，其具备：感磁部，其由多个软磁体膜形成，并且被赋予了单轴各向异性；和磁轭部，其由软磁体膜形成，并且将磁通诱导至感磁部。

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

对于使用了通过磁阻抗效应来感应磁场的感应元件的磁传感器，要求对磁场变化的灵敏度高。

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

根据本发明，可提供下述(1)～(6)涉及的发明。

(1)磁传感器，其具备：

感应元件(感应元件31)，所述感应元件包含软磁体，并且，所述感应元件具有长边方向和短边方向，在与该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；

突出部(突出部40)，所述突出部包含软磁体，并且从前述感应元件中的前述长边方向的端部沿着该长边方向突出；和

诱导构件(第1诱导构件51、第2诱导构件52)，所述诱导构件与前述突出部相对地设置，并且，所述诱导构件由软磁体形成，并向该突出部诱导磁感线。

(2)如(1)所述的磁传感器，其特征在于，前述诱导构件以与前述突出部重叠的方式设置。

(3)如(2)所述的磁传感器，其特征在于，前述诱导构件与前述突出部重叠的区域的前述长边方向的长度为该突出部的该长边方向的长度的10％以上100％以下。

(4)如(2)或(3)中任一项所述的磁传感器，其特征在于，前述诱导构件的前述长边方向的端部较之前述突出部而言在该长边方向上伸出。

(5)如(1)～(4)中任一项所述的磁传感器，其特征在于，具备：

沿着前述短边方向排列的多个前述感应元件；和

从各个前述感应元件中的前述长边方向的端部沿着该长边方向突出的多个前述突出部，

前述诱导构件与多个前述突出部相对地设置。

(6)如(1)～(5)中任一项所述的磁传感器，其特征在于，前述诱导构件包含磁导率比前述感应元件中所含的软磁体高的软磁体。

发明效果

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。

[图2]为对应用了本实施方式的磁传感器的一例进行说明的图。

[图3](a)～(b)为对应用了本实施方式的传感器部的一例进行说明的图。

[图4]为对诱导部的变形例进行说明的图，是从上方观察磁传感器的图。

[图5]为示出在磁传感器中的感应元件的长边方向上施加的磁场与感应部的阻抗之间的关系的图。

[图6]为示出应用了本实施方式的磁传感器及现有磁传感器中的阻抗与磁场之间的关系的一例的图。

[图7]为示出磁传感器的诱导部的构成与各向异性磁场之间的关系的图。

[图8]为示出磁传感器的诱导部的构成与灵敏度之间的关系的图。

附图标记说明

1…磁传感器，10…基板，20…传感器部，30…感应部，31…感应元件，32…连接部，33…端子部，40…突出部，41…第1突出部，42…第2突出部，50…诱导部，51…第1诱导构件，52…第2诱导构件，101…软磁体层，102…磁畴抑制层，103…导电体层

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(磁传感器1的构成)

图1、图2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为磁传感器1的俯视图，图2为沿图1中的II-II线的截面图。

如图1、图2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；设置于基板10上的传感器部20，其包含对磁场进行感应的感应部30及从感应部30突出的突出部40；和诱导部50，其与传感器部20的突出部40相对地设置，并且对磁感线进行诱导。

作为一例，磁传感器1具备具有长边方向和短边方向的长方形的平面形状。磁传感器1的平面形状为数mm见方。例如，可以设定磁传感器1的长边方向(图1中的左右方向)的长度为5mm～20mm、短边方向(图1中的上下方向)的长度为3mm～5mm左右。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。另外，磁传感器1的平面形状也可以为长方形以外的形状。

基板10为由非磁体形成的基板，例如可举出玻璃、蓝宝石等氧化物基板、硅等半导体基板、或者铝、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，基板10的导电性高的情况下，可以在待设置感应部30的一侧的基板10的表面设置将基板10与感应部30电绝缘的绝缘体层。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。这样的基板10的厚度例如为0.3mm～2mm。需要说明的是，厚度也可以为其他值。

(传感器部20的构成)

接着，对磁传感器1中的传感器部20进行说明。

图3(a)～(b)为对应用了本实施方式的传感器部20的一例进行说明的图。图3(a)为传感器部20的俯视图，图3(b)为图3(a)的放大图。

传感器部20具备对磁场进行感应的感应部30、和从感应部30的后述感应元件31中的长边方向的端部沿着长边方向突出的突出部40。

感应部30具备平面形状为具有长边方向和短边方向的长方形的多个感应元件31。图3中的左右方向为感应元件31的长边方向，纸面的上下方向为感应元件31的短边方向。多个感应元件31以长边方向并列的方式沿短边方向隔开间隙地配置。而且，感应部30具备将相邻的感应元件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。

需要说明的是，图3(a)所示的感应部30具有24根感应元件31。感应部30中的感应元件31的数目可以为1根，也可以为24以外的多根。

对于感应元件31，沿着与长边方向交叉的方向、例如与长边方向正交的短边方向(即，感应元件31的宽度方向)赋予了单轴磁各向异性。附带说明的话，感应元件31中，对构成感应元件31的软磁体(后述的软磁体层101)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°的角度即可。

本实施方式的磁传感器1(参见图1)中，感应元件31对磁场或磁场的变化进行感应而产生磁阻抗效应。即，磁传感器1中，利用感应元件31被串联连接而成的感应部30的阻抗变化来测量磁场或磁场的变化。下文中，有时将感应部30的阻抗记载为磁传感器1的阻抗。

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

端子部33分别设置于未被连接部32连接的感应元件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在图1的纸面中设置于感应部30中的右侧，但也可以设置于左侧，还可以分开设置于左右。

此处，将感应元件31的长边方向的长度设为长度L1。而且，将感应元件31的短边方向的宽度设为W1。另外，将相邻的感应元件31之间的间隔设为间隔G1。感应元件31的长度L1例如为1mm～10mm，宽度W1例如为10μm～150μm，间隔G1例如为10μm～150μm。需要说明的是，各个感应元件31的大小(长度L1、宽度W1、厚度等)、感应元件31的数目、感应元件31间的间隔G1等根据想要感应、即想要测量的磁场的大小等来设定即可。

另外，将多个感应元件31加和而得的短边方向的宽度设为宽度W2。附带说明的话，宽度W2是从多个感应元件31中的位于短边方向的一端(图3(a)中的上侧)的感应元件31的端部至位于短边方向的另一端(图3(a)中的下侧)的感应元件31的端部为止的沿着短边方向的长度。将多个感应元件31加和而得的短边方向的宽度W2根据各个感应元件31的宽度W1及感应元件31之间的间隔G1而不同，例如为0.5mm～10mm左右。

突出部40分别设置于感应部30中的感应元件31的长边方向的两端。需要说明的是，下文中，将传感器部20(感应部30、突出部40)中的长边方向的一个端部(图3(a)中的左侧的端部)记载为长边方向的一端。同样地，将传感器部20(感应部30、突出部40)中的长边方向的另一个端部(图3(a)中的右侧的端部)记载为长边方向的另一端。

突出部40具备从各个感应元件31的长边方向的一端朝向与感应元件31相反的一侧而沿着长边方向突出的多个第1突出部41。本实施方式的突出部40中，第1突出部41的长边方向的另一端与感应元件31的长边方向的一端连续。

另外，突出部40具备从各个感应元件31的长边方向的另一端朝向与感应元件31相反的一侧而沿着长边方向突出的多个第2突出部42。本实施方式的突出部40中，第2突出部42的长边方向的一端与感应元件31的长边方向的另一端连续。

附带说明的话，本实施方式的突出部40中，多个第1突出部41及多个第2突出部42从感应部30以梳齿状突出。

第1突出部41和第2突出部42具有相对于在磁传感器1中的长边方向的中央沿短边方向延伸的中心轴而对称的形状。将第1突出部41的长边方向的长度、及第2突出部42的长边方向的长度设为长度L2。各个第1突出部41是短边方向的宽度为与感应元件31的宽度相等的宽度W1、长边方向的长度为长度L2的长方形。另外，各个第2突出部42是短边方向的宽度为与感应元件31的宽度相等的宽度W1、长边方向的长度为长度L2的长方形。

此外，从突出部40整体来看时，将多个第1突出部41加和而得的短边方向的宽度、及将多个第2突出部42加和而得的短边方向的宽度与将感应部30的多个感应元件31加和而得的短边方向的宽度W2相等。

第1突出部41设置于从外部向传感器部20输入磁感线的一侧。第1突出部41从外部向感应元件31诱导磁感线。

另外，第2突出部42设置于从传感器部20输出磁感线的一侧。第2突出部42使通过了感应元件31的磁感线朝向外部保持原样地通过。

即，突出部40作为对磁感线进行诱导的磁轭而发挥功能。因此，突出部40包含磁感线容易透过的软磁体(后述的软磁体层101)。

此处，突出部40的第1突出部41及第2突出部42沿着长边方向突出。所谓“沿着长边方向突出”，是指第1突出部41及第2突出部42相对于感应元件31突出的方向包含长边方向的成分。因此，第1突出部41及第2突出部42只要沿着与短边方向不同的方向突出，则也可以在长边方向上倾斜地延伸。需要说明的是，从容易向感应元件31诱导磁感线、或者将通过了感应元件31的磁感线诱导至外部的观点考虑，如图1、图3等所示，第1突出部41及第2突出部42优选沿着长边方向延伸。

对于本实施方式的磁传感器1而言，通过具备从感应元件31中的长边方向的端部沿着长边方向突出的突出部40，从而在向磁传感器1施加了预先规定大小的外部磁场的情况下，施加于各个感应元件31的磁场的大小在长边方向上变得均匀。由此，与不具备突出部40的情况相比，利用感应部30的阻抗变化来测量磁场或磁场的变化的磁传感器1的灵敏度得以提高。

接着，利用图2对传感器部20的截面结构进行说明。

作为一例，传感器部20从基板10侧起具备4层软磁体层101a、101b、101c、101d。另外，传感器部20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，传感器部20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，传感器部20在软磁体层101b与软磁体层101c之间具备使感应部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。作为构成软磁体层101的软磁体，使用在以Co为主成分的合金中添加高熔点金属Nb、Ta、W等而成的非晶合金为宜。作为这样的以Co为主成分的合金，可举出CoNbZr、CoFeTa、CoWZr、CoFeCrMnSiB等。各个软磁体层101的厚度例如为100nm～1μm。各个软磁体层101的厚度可以彼此相等，也可以不同。

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者磁化小的状态。

另外，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有序排列的结构、且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，磁化的方向与外部磁场的方向相同的磁畴的面积变大，磁化的方向与外部磁场的方向相反的磁畴的面积变小。而且，若外部磁场进一步变大，则在磁化的方向与外部磁场的方向不同的磁畴中，以磁化的方向与外部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的上下的软磁体层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，可获得所形成的磁畴的数量变少、即磁畴的大小变大的效果即可。

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降低感应部30的电阻。更详细而言，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，使感应部30的电阻减小。磁传感器1以在2个端子部33之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)的形式对磁场或磁场的变化进行测量。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(下文中，记载为阻抗变化率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。若将感应部30的电阻设为R，将寄生电容设为C，使磁传感器1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来使感应部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、Au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，能降低感应部30的电阻即可。

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：Antiferro magnetically Coupled)。通过使上下的软磁体层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。

需要说明的是，在本实施方式中，传感器部20具备软磁体层101、磁畴抑制层102、导电体层103，但传感器部20的构成不限于此。传感器部20至少具有软磁体层101即可，也可以不必具有磁畴抑制层102或导电体层103。

(诱导部50的构成)

接着，对磁传感器1的诱导部50进行说明。

如上文所述，诱导部50与传感器部20的突出部40相对地设置。在本实施方式中，诱导部50重叠设置于传感器部20的突出部40上，与突出部40的上表面相对。具体而言，诱导部50具备重叠设置于突出部40的第1突出部41上的第1诱导构件51、和重叠设置于突出部40的第2突出部42上的第2诱导构件52。需要说明的是，诱导部50的第1诱导构件51及第2诱导构件52不与传感器部20的感应部30重叠。

详情后述，但第1诱导构件51从外部诱导磁感线，并将磁感线聚集于第1突出部41。另外，第2诱导构件52诱导通过了感应元件31及第2突出部42的磁感线向外部发散。在本实施方式中，诱导部50的第1诱导构件51或第2诱导构件52为诱导构件的一例。

第1诱导构件51与第2诱导构件52具有相同的形状。该例中，在从上方(图2的上侧)观察磁传感器1的情况下，第1诱导构件51及第2诱导构件52具备具有沿长边方向及短边方向延伸的边的长方形的板状形状。另外，在从上方观察磁传感器1的情况下，第1诱导构件51与第2诱导构件52相对于在磁传感器1中的长边方向的中央沿短边方向延伸的中心轴对称地配置。

下文中，将第1诱导构件51及第2诱导构件52的长边方向的长度设为长度L3。另外，将第1诱导构件51及第2诱导构件52的短边方向的宽度设为宽度W3。此外，将第1诱导构件51及第2诱导构件52的厚度(上下方向的厚度)设为厚度D1。

在从上方观察磁传感器1的情况下，第1诱导构件51与突出部40的多个第1突出部41重叠。另外，第1诱导构件51未被设置于感应部30上、及感应部30的各感应元件31与突出部40的各第1突出部41的边界上。

在本实施方式中，第1诱导构件51与第1突出部41在长边方向上的一端侧的一部分区域重叠。而且，第1诱导构件51未被设置于第1突出部41中的、长边方向上的另一端侧的区域。附带说明的话，第1突出部41中的、长边方向上的另一端侧的区域未被第1诱导构件51被覆而露出。

将第1诱导构件51中的、与第1突出部41重叠的部分的长边方向的长度设为长度X1。该例中，第1诱导构件51与第1突出部41重叠的长度X1成为第1突出部41的长度L2的约2/3的长度。第1诱导构件51与第1突出部41重叠的长度X1优选为第1突出部41的长度L2的10％以上100以下，更优选为20％以上80％以下，进一步优选为30％以上70％以下。

另外，第1诱导构件51的长边方向的长度L3比第1突出部41的长边方向的长度L2长(L3>L2)。而且，就第1诱导构件51而言，长边方向的一端较之第1突出部41中的长边方向的一端而言向外侧伸出。附带说明的话，第1诱导构件51中的长边方向的一端未与第1突出部41重叠。

将第1诱导构件51中的向第1突出部41的外侧伸出的部分的长边方向的长度设为长度X2。在本实施方式中，第1诱导构件51中的向第1突出部41的外侧伸出的长度X2比第1诱导构件51与第1突出部41重叠的长度X1长(X2>X1)。由此，与第1诱导构件51中的向第1突出部41的外侧伸出的长度X2比第1诱导构件51与第1突出部41重叠的长度X1短的情况相比，容易利用第1诱导构件51将来自外部的磁感线聚集于第1突出部41。

另外，就本实施方式的第1诱导构件51而言，短边方向的宽度W3大于将多个第1突出部41加和而得的短边方向的宽度(即，将多个感应元件31加和而得的短边方向的宽度W2)。由此，第1诱导构件51以跨越在沿着短边方向排列的全部第1突出部41上的方式设置。

与第1诱导构件51同样地，第2诱导构件52在从上方观察磁传感器1的情况下与突出部40的第2突出部42重叠。另外，第2诱导构件52未被设置于感应部30上、及感应部30的各感应元件31与突出部40的各第2突出部42的边界上。

在本实施方式中，第2诱导构件52与第2突出部42在长边方向上的另一端侧的一部分区域重叠。而且，第2诱导构件52未被设置于第2突出部42中的、长边方向上的一端侧的区域。附带说明的话，第2突出部42中的、长边方向上的一端侧的区域未被第2诱导构件52被覆而露出。

第2诱导构件52中的、与第2突出部42重叠的部分的长边方向的长度是同第1诱导构件51与第1突出部41重叠的长度相等的长度X1。该例中，第2诱导构件52与第2突出部42重叠的长度X1成为第2突出部42的长度L2的约2/3的长度。与第1诱导构件51同样地，第2诱导构件52与第2突出部42重叠的长度X1优选为第2突出部42的长度L2的10％以上100％以下，更优选为20％以上80％以下，进一步优选为30％以上70％以下。

另外，与第1诱导构件51同样地，第2诱导构件52的长边方向的长度L3比第2突出部42的长边方向的长度L2长(L3>L2)。而且，就第2诱导构件52而言，长边方向的另一端较之第2突出部42中的长边方向的另一端而言向外侧伸出。附带说明的话，第2诱导构件52中的长边方向的另一端未与第2突出部42重叠。

第2诱导构件52中的向第2突出部42的外侧伸出的部分的长度为与第1诱导构件51中的向第1突出部41的外侧伸出的部分的长度相同的长度X2。而且，第2诱导构件52中的向第2突出部42的外侧伸出的长度X2比第2诱导构件52与第2突出部42重叠的长度X1长(X2>X1)。由此，与第2诱导构件52中的向第2突出部42的外侧伸出的长度X2比第2诱导构件52与第2突出部42重叠的长度X1短的情况相比，容易利用第2诱导构件52使通过了第2突出部42的磁感线发散至外部。

需要说明的是，在以下的说明中，有时将第1诱导构件51与第1突出部41重叠的长度X1、及第2诱导构件52与第2突出部42重叠的长度X1统一记载为“诱导部50与突出部40重叠的长度X1”等。

另外，与第1诱导构件51同样地，本实施方式的第2诱导构件52的短边方向的宽度W3大于将多个第2突出部42加和而得的短边方向的宽度(即，将多个感应元件31加和而得的短边方向的宽度W2)(W3>W2)。由此，第2诱导构件52以跨越在沿着短边方向排列的全部第2突出部42上的方式设置。

第1诱导构件51及第2诱导构件52的长边方向的长度L3、短边方向的宽度W3及厚度D1越长，则越容易从外部汇集磁感线，而且容易向外部发散磁感线，因此是优选的，但另一方面，磁传感器1容易大型化。第1诱导构件51及第2诱导构件52的长边方向的长度L3及短边方向的宽度W3也根据感应部30、突出部40的大小、作为第1诱导构件51及第2诱导构件52来使用的软磁体的种类等而不同，例如，可以设定为1mm～30mm左右。

另外，第1诱导构件51及第2诱导构件52的厚度D1例如可以设定为0.1mm～10mm左右。

诱导部50的第1诱导构件51及第2诱导构件52由软磁体构成。第1诱导构件51及第2诱导构件52优选由磁导率比上述的构成传感器部20的软磁体层101的软磁体高的软磁体构成。

作为构成第1诱导构件51及第2诱导构件52的软磁体，可以使用磁导率高的陶瓷、合金。作为这样的软磁体，可举出铁氧体(软磁铁氧体)、坡莫合金、铁硅铝磁性合金(Sendust)等，优选使用铁氧体或坡莫合金，更优选使用铁氧体。作为铁氧体，例如可举出材质为MnZn铁氧体、初始磁导率为2500±25％、饱和磁通密度Bs为420mT的铁氧体。

另外，使用导电性高的软磁体作为第1诱导构件51或第2诱导构件52的情况下，优选在第1诱导构件51或第2诱导构件52的表面设置绝缘层，或者，在第1诱导构件51与第1突出部41之间或第2诱导构件52与第2突出部42之间夹持绝缘性构件。由此，介由第1诱导构件51或第2诱导构件52而使多个第1突出部41或多个第2突出部42导通的情况得以抑制。

在第1诱导构件51或第2诱导构件52的表面设置的绝缘层、夹在第1诱导构件51与第1突出部41之间或第2诱导构件52与第2突出部42之间的绝缘性构件优选由磁导率高的软磁体形成。

(磁传感器1的制造)

图1～图3所示的磁传感器1例如可如下所述地制造。

首先，在基板10上，利用已知的光刻技术形成在基板10的表面上将除传感器部20(感应部30、突出部40)的平面形状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部30及突出部40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。如上所述地形成了图2所示的传感器部20的层叠结构。

对于软磁体层101，沿着与长边方向交叉的方向、例如短边方向赋予了单轴磁各向异性。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31，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3kH(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，也可以在构成感应元件31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。

接着，在形成于基板10上的传感器部20中的突出部40的第1突出部41及第2突出部42上，分别重叠装载构成诱导部50的第1诱导构件51及第2诱导构件52。

通过以上方式，可得到具备设置于基板10上的包含感应部30和突出部40的传感器部20、和设置于传感器部20的突出部40上的诱导部50的磁传感器1。

在以上说明的制造方法中，感应部30的连接部32及端子部33和突出部40与感应部30的感应元件31作为一体而形成。

连接部32、端子部33也可以与感应元件31分开地由导电性的Al、Cu、Ag、Au等金属形成。另外，在与感应元件31作为一体而形成的连接部32、端子部33上，也可以层叠导电性的Al、Cu、Ag、Au等金属。

此外，突出部40也可以由与感应元件31不同种类的软磁体构成。

(诱导部50的变形例)

接着，对诱导部50的变形例进行说明。

图4为对诱导部50的变形例进行说明的图，是从上方观察磁传感器1的图。需要说明的是，对于与图1～图3所示的磁传感器1同样的构成，使用相同的附图标记，此处省略详细的说明。

图1～图3所示的例子中，诱导部50重叠设置于传感器部20的突出部40上。与此相对，图4所示的例子中，诱导部50以在长边方向上与传感器部20的突出部40相邻的方式设置，在长边方向上与突出部40的长边方向的端部相对。

具体而言，图4所示的诱导部50中，第1诱导构件51及第2诱导构件52设置于基板10上。而且，第1诱导构件51以在长边方向上与第1突出部41相邻的方式设置，与第1突出部41的长边方向的一端相对。附带说明的话，第1诱导构件51与第1突出部41的长边方向的一端接触。另外，第2诱导构件52以在长边方向上与第2突出部42相邻的方式设置，与第2突出部42的长边方向的另一端相对。附带说明的话，第2诱导构件52与第2突出部42的长边方向的另一端接触。

图4所示的诱导部50中，与图1、图2所示的例子同样地，第1诱导构件51从外部诱导磁感线，并将磁感线聚集于第1突出部41。另外，第2诱导构件52诱导通过了感应元件31及第2突出部42的磁感线向外部发散。

(感应部30的作用)

接着，对磁传感器1中的感应部30的作用进行说明。

图5为示出在磁传感器1中的感应元件31的长边方向上施加的磁场与感应部30的阻抗之间的关系的图。图5中，横轴为磁场H，纵轴为阻抗Z。

如图5所示，对于感应部30的阻抗Z而言，在感应元件31的长边方向上施加的磁场H为0时，采用值Z0。阻抗Z随着磁场H变大而变大，在磁场H变为各向异性磁场Hk时，成为最大值Zk。而且，阻抗Z在磁场H较之各向异性磁场Hk变大时变小。需要说明的是，将从阻抗Z0向阻抗Z的最大值Zk的阻抗Z的变化量Zk-Z0记载为阻抗变化量ΔZmax。

在磁场H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大的部分时，能够将磁场H的微弱变化ΔH作为阻抗Z的变化量ΔZ而提取出来。图5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5中以ΔH的箭头示出的范围)的磁场H的变化量ΔH。

此处，将阻抗变化率ΔZ/ΔH最大的部分、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。另外，阻抗Z的变化量ΔZmax越大越好。

在使用本实施方式的磁传感器1时，以磁通沿着感应部30中的感应元件31的长边方向透过的方式，从外部施加通过例如向线圈中流通电流而产生的磁场Hb作为偏置磁场。需要说明的是，在以下的说明中，将灵敏度Zmax/Zb记载为灵敏度Smax。

(由诱导部50带来的效果)

接着，对于由本实施方式的磁传感器1中的诱导部50带来的效果，与不具有诱导部50的现有磁传感器(以下，记载为现有磁传感器)进行比较说明。现有磁传感器除了不具有诱导部50以外，具有与本实施方式的磁传感器1同样的构成。针对现有磁传感器，也使用同样的附图标记对与本实施方式的磁传感器1同样的构成进行说明。

图6为示出应用了本实施方式的磁传感器1及现有磁传感器中的阻抗Z与磁场H之间的关系的一例的图。图6中，横轴为磁场H(Oe)，纵轴为阻抗Z(Ω)。图6示出了磁场H为±10Oe的范围内的阻抗Z。需要说明的是，图6中，以“有诱导部”表示的曲线图对应于具备诱导部50的本实施方式的磁传感器1，以“无诱导部”表示的曲线图对应于不具有诱导部50的现有磁传感器。

图6是在本实施方式的磁传感器1及现有磁传感器中向2个端子部33之间流通50MHz的高频电流而测得的图。

另外，对于本实施方式的磁传感器1及现有磁传感器，使感应部30及突出部40的形状与图3所示的形状同样。具体而言，使感应部30中的感应元件31的根数为24根，使感应元件31的长边方向的长度L1为4.3mm，使感应元件31的短边方向的宽度W1为0.1mm，使相邻的感应元件31彼此的短边方向的间隔为0.05mm。另外，使突出部40(第1突出部41、第2突出部42)的长边方向的长度L2为3.0mm。

此外，本实施方式的磁传感器1中，作为诱导部50的第1诱导构件51及第2诱导构件52，使用长边方向的长度L3为18mm、短边方向的宽度W3为10mm、厚度D1为2mm的铁氧体。而且，磁传感器1中，使诱导部50与突出部40重叠的长度X1各自为2.0mm。

如图6所示，在具备诱导部50的本实施方式的磁传感器1中，与不具有诱导部50的现有磁传感器相比，各向异性磁场Hk变小，相对于磁场H而言的阻抗Z的变化变得陡峭。

此处，在不具有诱导部50的现有磁传感器中，施加了预先规定大小的外部磁场的情况下，在感应部30中，在位于短边方向的两端的感应元件31和位于短边方向的中央的感应元件31，有时在沿长边方向通过感应元件31的磁感线的密度(以下，记载为磁通密度)上产生差异。其结果是，在现有磁传感器中，在感应部30中，在位于短边方向的两端的感应元件31和位于短边方向的中央的感应元件31，有时在作为阻抗Z最大的磁场的各向异性磁场Hk的大小上产生差异。例如，在现有磁传感器中，与位于短边方向的中央的感应元件31的各向异性磁场Hk相比，位于短边方向的两端的感应元件31的各向异性磁场Hk有时变高。在该情况下，在现有磁传感器整体中，相对于磁场H而言的阻抗Z的变化变得平缓，对磁场或磁场的变化进行测量的灵敏度有可能降低。

与此相对，在本实施方式的磁传感器1中，利用诱导部50对磁感线进行诱导，由此，在位于短边方向的两端的感应元件31和位于短边方向的中央的感应元件31，不易在磁通密度上产生差异。

具体而言，在本实施方式的磁传感器1中，可利用诱导部50的第1诱导构件51汇集来自外部的宽泛范围的磁感线。而且，由第1诱导构件51汇集的磁感线通过与第1诱导构件51相对的第1突出部41而被诱导至各个感应元件31。

另外，在本实施方式的磁传感器1中，通过了各个感应元件31的磁感线保持原样地通过第2突出部42。而且，通过了第2突出部42的磁感线容易由与第2突出部42相对的诱导部50的第2诱导构件52发散至外部。

由此，在本实施方式的磁传感器1中，磁感线容易与长边方向平行地透过各个感应元件31，各个感应元件31的磁通密度变高。其结果是，在本实施方式的磁传感器1中，在位于短边方向的两端的感应元件31和位于短边方向的中央的感应元件31，不易在磁通密度上产生差异。此外，在本实施方式的磁传感器1中，由于各个感应元件31的磁通密度变高，因此各个感应元件31的各向异性磁场Hk变低，在磁传感器1整体中，如图6所示，相对于磁场H而言的阻抗Z的变化变得陡峭。

根据以上内容，本实施方式的磁传感器1通过具有与突出部40相对地设置的诱导部50，从而对磁场或磁场的变化进行测量的灵敏度得以提高。

接着，对由磁传感器1的诱导部50的构成的区别、更具体而言为诱导部50与突出部40重叠的长度X1的区别造成的磁传感器1的特性的差异进行说明。

图7为示出磁传感器1的诱导部50的构成与各向异性磁场Hk之间的关系的图。图8为示出磁传感器1的诱导部50的构成与灵敏度Smax之间的关系的图。需要说明的是，在图7、图8中，也一并示出了现有磁传感器的各向异性磁场Hk、灵敏度Smax。

图7、图8是在本实施方式的磁传感器1及现有磁传感器中向2个端子部33之间流通50MHz的高频电流而测得的图。

另外，对于本实施方式的磁传感器1及现有磁传感器，使感应部30及突出部40的形状为与在图6中示出阻抗Z与磁场H之间的关系的感应部及突出部相同的形状。

此外，在本实施方式的磁传感器1中，作为诱导部50的第1诱导构件51及第2诱导构件52，使用了长边方向的长度L3为18mm、短边方向的宽度W3为10mm、厚度D1为2mm的铁氧体、以及长边方向的长度L3为10mm、短边方向的宽度W3为6mm、厚度D1为0.5mm的坡莫合金。作为铁氧体，使用材质为MnZn铁氧体、初始磁导率为2500、饱和磁通密度Bs为420mT的铁氧体。另外，作为坡莫合金，使用包含78％的Ni、初始磁导率为60000、饱和磁通密度Bs为720mT的坡莫合金。

而且，在作为诱导部50而使用了铁氧体的磁传感器1和使用了坡莫合金的磁传感器1各自中，使诱导部50与突出部40重叠的长度X1为0mm、1mm、2mm、3mm。需要说明的是，在诱导部50与突出部40重叠的长度X1为0mm的磁传感器1中，如图4所示的变形例那样，第1诱导构件51及第2诱导构件52以在长边方向上与传感器部20的突出部40相邻的方式设置。另外，在诱导部50与突出部40重叠的长度X1为3mm的磁传感器1中，诱导部50与突出部40的整体重叠。需要说明的是，在任意例子中，均未在感应部30上设置诱导部50。

如图7所示，就具有诱导部50的本实施方式的磁传感器1而言，在使用了铁氧体及坡莫合金作为第1诱导构件51及第2诱导构件52的任意例子中，与不具有诱导部50的现有磁传感器相比，各向异性磁场Hk均降低。

而且，对具有诱导部50的磁传感器1彼此进行比较时，在使用了铁氧体及坡莫合金作为第1诱导构件51及第2诱导构件52的任意例子中，诱导部50与突出部40重叠的长度X1越长，则各向异性磁场Hk越降低。

另外，如图8所示，就具有诱导部50的本实施方式的磁传感器1而言，在使用了铁氧体及坡莫合金作为第1诱导构件51及第2诱导构件52的任意例子中，与不具有诱导部的现有磁传感器相比，灵敏度Smax均得以提高。

而且，对具有诱导部50的磁传感器1彼此进行比较时，在使用了铁氧体及坡莫合金作为第1诱导构件51及第2诱导构件52的任意例子中，相较于诱导部50与突出部40重叠的长度X1为0mm、3mm的磁传感器1，长度X1为1mm、2mm的磁传感器1的灵敏度Smax进一步提高。

由此确认到，若诱导部50与突出部40重叠的长度X1为突出部40的长度L2的30％以上70％以下，则磁传感器1的灵敏度Smax进一步提高。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于本实施方式，只要不违背本发明的主旨，则可以进行各种变形。

在上述的磁传感器1中，就诱导部50的第1诱导构件51及第2诱导构件52而言，使形状(长度L3、宽度W3、厚度D1)、与突出部40重叠的长度X1、及材质彼此相同，但它们也可以彼此不同。另外，第1诱导构件51及第2诱导构件52的形状不限于长方形的板状，可以加以变更。

另外，在上述的磁传感器1中，诱导部50具备从外部诱导磁感线并将磁感线聚集于第1突出部41的第1诱导构件51、和诱导通过了感应元件31及第2突出部42的磁感线向外部发散的第2诱导构件52这两者，但不限于此。只要可在磁传感器1中获得预先规定的灵敏度，则具备第1诱导构件51或第2诱导构件52中的至少一者即可。需要说明的是，从进一步提高磁传感器1的灵敏度的观点考虑，优选诱导部50具备第1诱导构件51和第2诱导构件52这两者。

此外，在上述的磁传感器1中，突出部40具备第1突出部41及第2突出部42这两者，但不限于此。只要可在磁传感器1中获得预先规定的灵敏度，则具备第1突出部41及第2突出部42中的至少一者即可。例如，在突出部40仅具备第1突出部41的情况下，以与该第1突出部41相对的方式设置诱导部50(第1诱导构件51)即可。

Claims (6)

1.磁传感器，其具备：

感应元件，所述感应元件包含软磁体，并且，所述感应元件具有长边方向和短边方向，在与该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；

突出部，所述突出部包含软磁体，并且从所述感应元件中的所述长边方向的端部沿着该长边方向突出；和

诱导构件，所述诱导构件与所述突出部相对地设置，并且，所述诱导构件由软磁体形成，并向该突出部诱导磁感线。

2.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述诱导构件以与所述突出部重叠的方式设置。

3.如权利要求2所述的磁传感器，其特征在于，所述诱导构件与所述突出部重叠的区域的所述长边方向的长度为该突出部的该长边方向的长度的10％以上100％以下。

4.如权利要求2或3中任一项所述的磁传感器，其特征在于，所述诱导构件的所述长边方向的端部较之所述突出部而言在该长边方向上伸出。

5.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，具备：

沿着所述短边方向排列的多个所述感应元件；和

从各个所述感应元件中的所述长边方向的端部沿着该长边方向突出的多个所述突出部，

所述诱导构件与多个所述突出部相对地设置。

6.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述诱导构件包含磁导率比所述感应元件中所含的软磁体高的软磁体。