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HINTERGRUND
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Die Offenbarung betrifft eine Magnetfelderfassungsvorrichtung, die ein Magnetfeld mittels eines Magnetismus-Erfassungselements detektiert.
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Als eine Magnetfelderfassungsvorrichtung, die ein externes Magnetfeld detektiert, ist eine Magnetfelderfassungsvorrichtung bekannt, die ein Hall-Element oder ein magnetoresistives Element verwendet. Zum Beispiel wird Bezug auf die internationale Veröffentlichung Nr.
WO 2008/146809 genommen.
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ÜBERBLICK
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In den vergangenen Jahren wurde zunehmend gefordert, eine Leistungsfähigkeit bei der Magnetfelderfassung zu verbessern.
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Es ist wünschenswert, eine Magnetfelderfassungsvorrichtung mit einer besseren Leistungsfähigkeit bei der Magnetfelderfassung bereitzustellen.
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Eine Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung umfasst: eine Basis; ein an der Basis vorgesehenes erstes Joch, das eine erste Hauptfläche, die sich entlang einer ersten Ebene erstreckt, eine zweite Hauptfläche, die sich entlang der ersten Ebene erstreckt, und eine erste Endfläche, die die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche verbindet, umfasst; und ein an der Basis vorgesehenes magnetoresistives Element, das eine Schicht (34) mit freier Magnetisierung umfasst, die an einer Position angeordnet ist, die mit dem ersten Joch in einer ersten Richtung entlang der ersten Ebene überlappt. Die erste Endfläche weist eine umgekehrt angeschrägte Fläche auf. Die umgekehrt angeschrägte Fläche, in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Ebene von der Basis entfernt seiend, erstreckt sich näher zu einem Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung hin und ist gegenüber der ersten Ebene geneigt. Ein Abstand vom Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung zu einer ersten Kante ist kürzer als ein Abstand vom Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung zu einer zweiten Kante. Die erste Kante ist ein Ort, an dem sich die erste Hauptfläche und die erste Endfläche schneiden, und die zweite Kante ist ein Ort, an dem die zweite Hauptfläche und die erste Endfläche sich schneiden.
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Figurenliste
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Die beigefügten Zeichnungen sollen ein weiterführendes Verständnis der Offenbarung bieten und sind in diese Beschreibung eingeschlossen und stellen einen Teil dieser dar. Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Offenbarung.
- 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Gesamtkonfiguration einer Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
- 2 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Signalerfassungsschaltung darstellt, die an der in 1 gezeigten Magnetfelderfassungsvorrichtung anzubringen ist.
- 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Gesamtkonfiguration einer Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
- 4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem ersten modifizierten Beispiel.
- 5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel.
- 6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem dritten modifizierten Beispiel.
- 7 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem vierten modifizierten Beispiel.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Einige Ausführungsformen der Offenbarung werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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Es sei angemerkt, dass die folgende Beschreibung auf illustrative Beispiele für die Technologie gerichtet ist und nicht als einschränkend für die Technologie anzusehen ist. Faktoren einschließlich, ohne Einschränkung, numerischer Werte, Formen, Materialien, Komponenten, Positionen der Komponenten und wie die Komponenten miteinander verbunden sind, sind lediglich erläuternd und sind nicht als einschränkend für die Technologie anzusehen. Ferner sind Elemente in den folgenden Ausführungsbeispielen, die nicht in einem generischsten unabhängigen Anspruch der Technologie aufgeführt sind, optional und können je nach Bedarf vorgesehen sein. Die Zeichnungen sind schematisch und müssen nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sein. Es sei angemerkt, dass gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und redundante Beschreibungen derselben nicht im Einzelnen aufgeführt sind. Es sei angemerkt, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge erfolgt.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Ein Beispiel für eine Magnetfelderfassungsvorrichtung aufweisend ein Paar von weichmagnetischen Schichten und ein dazwischen angeordnetes Magnetismus-Erfassungselement.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Ein Beispiel für eine Magnetfelderfassungsvorrichtung aufweisend zusätzliche weichmagnetische Schichten an Positionen, die ein Paar von weichmagnetischen Schichten in einer Schichtstapelrichtung überlappen.
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Weitere modifizierte Beispiele
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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[Gesamtkonfiguration der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10]
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Zunächst erfolgt mit Bezug auf 1 eine Beschreibung einer Ausgestaltung einer Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Offenbarung. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels für eine Gesamtkonfiguration der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10.
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Die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 kann eine Vorrichtung sein, die Anwesenheit oder Abwesenheit, Richtung und Intensität eines an ihrem Ort wirkenden externen Magnetfelds erfasst, und kann zum Beispiel auf einem elektronischen Kompass angebracht sein. Hier kann in einer Ausführungsform eine Richtung eines zu erfassenden Magnetfelds, wie zum Beispiel des externen Magnetfelds, im Wesentlichen mit einer X-Achsen-Richtung übereinstimmen. Die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 kann eine weichmagnetische Schicht 1 als ein erstes Joch, eine weichmagnetische Schicht 2 als ein zweites Joch und ein magnetoresistives (MR) Element 3 aufweisen, das zum Beispiel eine Widerstandsänderung in Abhängigkeit von einer Richtung und Intensität des externen Magnetfelds erfährt. Im Folgenden wird das magnetoresistive Element 3 als MR-Element 3 bezeichnet. Die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 kann ferner eine untere Elektrodenschicht 4 und eine obere Elektrodenschicht 5 aufweisen, die einen Messstrom an das MR-Element 3 liefern. Eine Isolierschicht 6 kann zwischen der weichmagnetischen Schicht 1 und dem MR-Element 3, zwischen der weichmagnetischen Schicht 1 und der unteren Elektrodenschicht 4 und zwischen der weichmagnetischen Schicht 1 und der oberen Elektrodenschicht 5 vorgesehen sein. Darüber hinaus kann die Isolierschicht 6 zwischen der weichmagnetischen Schicht 2 und dem MR-Element 3, zwischen der weichmagnetischen Schicht 2 und der unteren Elektrodenschicht 4 und zwischen der weichmagnetischen Schicht 2 und der oberen Elektrodenschicht 5 vorgesehen sein.
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Die X-Achsen-Richtung ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel, die einer „ersten Richtung“ entspricht, und eine Z-Achsen-Richtung ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel, die einer „zweiten Richtung“ entspricht. Eine X-Y-Ebene ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel, die einer „ersten Ebene“ entspricht. Ferner kann, wenn hierin verwendet, die Z-Achsen-Richtung gelegentlich als Dickenrichtung bezeichnet werden. Ferner ist in einer Ausführungsform der Offenbarung die untere Elektrodenschicht 4 ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel, die einer „Basis“ entspricht.
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[Weichmagnetische Schicht 1]
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Die weichmagnetische Schicht 1 weist eine Hauptfläche 11, die sich entlang der X-Y-Ebene erstreckt, eine Hauptfläche 12, die sich entlang der X-Y-Ebene erstreckt, und eine geneigte Fläche 13, die die Hauptfläche 11 und die Hauptfläche 12 verbindet und gegenüber der X-Y-Ebene geneigt ist, auf. Die weichmagnetische Schicht 1 kann eine Überhang-Form haben. Die geneigte Fläche 13 kann eine umgekehrt angeschrägte Fläche sein, die sich, sich der oberen Elektrodenschicht 5 von der unteren Elektrodenschicht 4 als Basis her zuwendend, näher an einen weiter unten beschriebenen Mittelpunkt 341 einer weiter unten beschriebenen Schicht 34 mit freier Magnetisierung des MR-Elements 3 erstreckt. Insbesondere kann sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die geneigte Fläche 13 in einer das MR-Element 3 überhängenden Weise erstrecken. Ein Teil der weichmagnetischen Schicht 1 und ein Teil des MR-Elements 3 (d.h. ein Teil der später beschriebenen Schicht 34 mit freier Magnetisierung) können einander in einer Dickenrichtung überlappen. Die Hauptfläche 11 und die geneigte Fläche 13 schneiden sich an einer Kante EG11, und die Hauptfläche 12 und die geneigte Fläche 13 schneiden sich an einer Kante EG12. Die weichmagnetische Schicht 1 kann zum Beispiel ein weichmagnetisches Metallmaterial mit hoher magnetischer Sättigungsflussdichte aufweisen, wie z.B. eine Nickel-Eisen-Legierung (NiFe). Die weichmagnetische Schicht 1 kann an einer Position angeordnet sein, die mit der weiter unten beschriebenen Schicht 34 mit freier Magnetisierung in der X-Achsen-Richtung überlappt. Hier ist in einer Ausführungsform der Offenbarung die Hauptfläche 11 ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „ersten Hauptfläche“, und die Hauptfläche 12 ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „zweiten Hauptfläche“. Die geneigte Fläche 13 ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „ersten Endfläche“. Ferner ist in einer Ausführungsform der Offenbarung die Kante EG11 ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „ersten Kante“, und die Kante EG12 ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „zweiten Kante“.
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[Weichmagnetische Schicht 2]
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Die weichmagnetische Schicht 2 weist eine Hauptfläche 21, die sich entlang der X-Y-Ebene erstreckt, eine Hauptfläche 22, die sich entlang der X-Y-Ebene erstreckt, und eine geneigte Fläche 23 auf, die die Hauptfläche 21 und die Hauptfläche 22 verbindet und gegenüber der X-Y-Ebene geneigt ist. Ähnlich der weichmagnetischen Schicht 1 kann die weichmagnetische Schicht 2 eine überhängende Form aufweisen. Die geneigte Fläche 23 kann eine umgekehrte angeschrägte Fläche sein, die sich, sich der oberen Elektrodenschicht 5 von der unteren Elektrodenschicht 4 als Basis her zuwendend, näher an den weiter unten beschriebenen Mittelpunkt 341 der weiter unten beschriebenen Schicht 34 mit freier Magnetisierung des MR-Elements 3 erstreckt. Insbesondere kann sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die geneigte Fläche 23 in einer das MR-Element 3 überhängenden Weise erstrecken. Ein Teil der weichmagnetischen Schicht 2 und ein Teil des MR-Elements 3 (d.h. ein Teil der weiter unten beschriebenen Schicht 34 mit freier Magnetisierung) können einander in der Dickenrichtung überlappen. Die Hauptfläche 21 und die geneigte Fläche 23 schneiden sich an einer Kante EG21. Die Hauptfläche 22 und die geneigte Fläche 23 schneiden sich an einer Kante EG22. Ähnlich zu der weichmagnetischen Schicht 1 kann die weichmagnetische Schicht 2 zum Beispiel ein weichmagnetisches Metallmaterial mit hoher magnetischen Sättigungsflussdichte aufweisen, wie z.B. eine Nickel-Eisen-Legierung (NiFe). Es sei angemerkt, dass ein Bestandteil der weichmagnetischen Schicht 1 und ein Bestandteil der weichmagnetischen Schicht 2 im Wesentlichen gleich zueinander sein können oder voneinander verschieden sein können. Die weichmagnetische Schicht 2 kann in der X-Achsen-Richtung, vom MR-Element 3 her betrachtet, auf einer Seite entgegengesetzt der weichmagnetischen Schicht 1 angeordnet sein. Ferner kann die weichmagnetische Schicht 2 an einer Position angeordnet sein, die mit der weiter unten beschriebenen Schicht 34 mit freier Magnetisierung in der X-Achsen-Richtung überlappt. Hier ist in einer Ausführungsform der Offenbarung die Hauptfläche 21 ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „dritten Hauptfläche“, und die Hauptfläche 22 ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „vierten Hauptfläche“. Die geneigte Fläche 23 ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „zweiten Endfläche“. Ferner ist in einer Ausführungsform der Offenbarung die Kante EG21 ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „dritten Kante“, und die Kante EG22 ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel entsprechend einer „vierten Kante“.
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[MR-Element 3]
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Das MR-Element 3 kann zum Beispiel ein MR-Element des Typs „Strom-senkrecht-zur-Ebene“ („Current Perpendicular To Plane“, CPP) mit einer Spin-Valve-Struktur sein, bei dem eine Vielzahl von funktionellen Filmen einschließlich einer magnetischen Schicht gestapelt sind. Ein Messstrom fließt in einer Schichtstapelrichtung, in der die funktionellen Filme innerhalb des MR-Elements 3 gestapelt sind. In einem spezifischen, aber nicht einschränkenden Beispiel, wie in 1 dargestellt, kann das MR-Element 3 einen Schichtkörper umfassen, wobei eine antiferromagnetische Schicht 31, eine Schicht mit festgelegter Magnetisierung 32, eine Zwischenschicht 33, eine Schicht 34 mit freier Magnetisierung und eine Schutzschicht 35 in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Die Schicht mit festgelegter Magnetisierung 32 hat eine in einer bestimmten Richtung festgelegte Magnetisierung. Die Zwischenschicht 33 besitzt keine spezifische Magnetisierungsrichtung. Die Schicht 34 mit freier Magnetisierung hat eine Magnetisierung, die gemäß einem externen Magnetfeld variiert. Es sei angemerkt, dass die antiferromagnetische Schicht 31, die Schicht mit festgelegter Magnetisierung 32, die Zwischenschicht 33, die Schicht 34 mit freier Magnetisierung und die Schutzschicht 35 jeweils eine Ein-Schicht-Struktur oder eine durch eine Mehrzahl von Schichten ausgebildete Mehr-Schicht-Struktur aufweisen können. In einem derartigen MR-Element kann die Widerstandsänderung gemäß einer Änderung des magnetischen Flusses entlang einer Filmebene (X-Y-Ebene) orthogonal zu der Schichtstapelrichtung (z.B. der Z-Achsen-Richtung) stattfinden.
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Die antiferromagnetische Schicht 31 kann ein antiferromagnetisches Material aufweisen, z.B. eine Platin-Mangan-Legierung (PtMn) und eine Iridium-Mangan-Legierung (IrMn). Die antiferromagnetische Schicht 31 ist beispielsweise in einem Zustand, in dem ein magnetisches Spin-Moment in einer Richtung im Wesentlichen gleich einer Orientierung der Magnetisierung der benachbarten Schicht mit festgelegter Magnetisierung 32, und ein magnetisches Spin-Moment in einer Richtung direkt entgegengesetzt dazu einander vollständig aufheben. Die antiferromagnetische Schicht 31 dient der Fixierung der Orientierung der Magnetisierung der Schicht mit festgelegter Magnetisierung 32 in einer bestimmten Richtung.
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Die Schicht mit festgelegter Magnetisierung 32 kann zum Beispiel ein ferromagnetisches Material wie z.B. Kobalt (Co), eine Kobalt-Eisen-Legierung (CoFe) und eine Kobalt-Eisen-Bor-Legierung (CoFeB) aufweisen. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform die Magnetisierungsrichtung der Schicht mit festgelegter Magnetisierung 32 mit der X-Achsen-Richtung übereinstimmen.
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In einem Fall, bei dem das MR-Element 3 ein magnetisches Tunnelübergangselement („Magnetic Tunneling Junction“, MTJ) ist, kann die Zwischenschicht 33 zum Beispiel eine ein Magnesiumoxid (MgO) enthaltende, nichtmagnetische Tunnelbarriereschicht sein. Die Zwischenschicht 33 kann eine Dicke aufweisen, die in dem Sinn dünn ist, dass ein quantenmechanischer Tunnelstrom sie durchdringen kann. Die MgO enthaltende Tunnelbarriereschicht kann durch einen Prozess wie z.B. einen Prozess des Oxidierens eines Magnesium (Mg) enthaltenden dünnen Films und einen reaktiven Sputter-Prozess erhalten werden, bei dem das Sputtern von Magnesium unter einer Sauerstoffatmosphäre durchgeführt wird, neben einem Sputter-Prozess, der zum Beispiel ein MgO enthaltendes Target verwendet. Es ist auch möglich, die Zwischenschicht 33, neben MgO, unter Verwendung eines Oxids oder eines Nitrids von Aluminium (Al), Tantal (Ta) und Hafnium (Hf) auszubilden. In einem Fall, bei dem das MR-Element 3 zum Beispiel ein Riesenmagnetowiderstandselement („Giant Magnetoresistive“, GMR) ist, kann die Zwischenschicht 33 ein nichtmagnetisches, elektrisch sehr gut leitfähiges Material wie z.B. Kupfer (Cu), Ruthenium (Ru) und Gold (Au) aufweisen.
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Die Schicht 34 mit freier Magnetisierung kann an einer Position angeordnet sein, die mit sowohl der weichmagnetischen Schicht 1 als auch der weichmagnetischen Schicht 2 in der X-Achsen-Richtung überlappt. Die Schicht 34 mit freier Magnetisierung kann eine weichferromagnetische Schicht sein und zum Beispiel eine Achse der leichten Magnetisierung aufweisen, die im Wesentlichen orthogonal zu der Orientierung der Magnetisierung der Schicht mit festgelegter Magnetisierung 32 ist. Die Schicht 34 mit freier Magnetisierung kann zum Beispiel ein Material wie z.B. eine Kobalt-Eisen-Legierung (CoFe), eine Nickel-Eisen-Legierung (NiFe) und eine Kobalt-Eisen-Bor-Legierung (CoFeB) aufweisen. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform die Richtung der Achse der leichten Magnetisierung der Schicht 34 mit freier Magnetisierung mit einer Y-Achse übereinstimmen.
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Die Schutzschicht 35 kann zum Beispiel ein nichtmagnetisches, elektrisch leitfähiges Material wie z.B. Tantal (Ta) umfassen.
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[Untere Elektrodenschicht 4 und obere Elektrodenschicht 5]
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Die untere Elektrodenschicht 4 kann sich in der X-Y-Ebene erstrecken, um mit einem Teil (z.B. einer unteren Fläche der antiferromagnetischen Schicht 31) des MR-Elements 3 in Kontakt zu kommen. Die obere Elektrodenschicht 5 kann sich in der X-Y-Ebene erstrecken, um mit einem anderen Teil (z.B. einer oberen Fläche der Schicht 34 mit freier Magnetisierung) des MR-Elements 3 in Kontakt zu kommen. Die untere Elektrodenschicht 4 und die obere Elektrodenschicht 5 können jeweils zum Beispiel ein nichtmagnetisches, elektrisch sehr gut leitfähiges Material wie z.B. Kupfer (Cu) und Aluminium (A1) aufweisen.
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[Signalerfassungsschaltung]
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Die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 kann zum Beispiel eine Signalerfassungsschaltung aufweisen, die in 2 dargestellt ist. Die Signalerfassungsschaltung kann zum Beispiel einen Spannungsanlegeteil 101, das MR-Element 3, einen Widerstandsänderungsdetektor 102, und einen Signalprozessor 103 aufweisen. Der Spannungsanlegeteil 101 und der Widerstandsänderungsdetektor 102 können mit dem MR-Element 3 verbunden sein. Der Signalprozessor 103 kann mit dem Widerstandsänderungsdetektor 102 verbunden sein.
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[Detaillierte Ausgestaltung der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10]
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Nun folgt eine Beschreibung einer detaillierten Positionsbeziehung zwischen der weichmagnetischen Schicht 1 und dem MR-Element 3, und zwischen der weichmagnetischen Schicht 2 und dem MR-Element 3. Hier ist ein Abstand von einer Position XP1 des Mittelpunkts 341 der Schicht 34 mit freier Magnetisierung in der X-Achsen-Richtung zu einer Position XP2 der Kante EG11 in der X-Achsen-Richtung als Abstand X11 definiert. Ein Abstand von der Position XP1 des Mittelpunkts 341 zu einer Position XP3 der Kante EG12 in der X-Achsen-Richtung ist als Abstand X12 definiert. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform der Abstand X11 kleiner als der Abstand X12 sein. Ferner ist ein Abstand von einer Position ZP1 des Mittelpunkts 341 der Schicht 34 mit freier Magnetisierung in der Z-Achsen-Richtung zu einer Position ZP2 der Kante EG11 in der Z-Achsen-Richtung als Abstand Z11 definiert. Ein Abstand von der Position ZP1 des Mittelpunkts 341 zu einer Position ZP3 der Kante EG12 in der Z-Achsen-Richtung ist als Abstand Z12 definiert. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform der Abstand Z11 kleiner als der Abstand Z12 sein.
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Ein Abstand X21 von der Position XP1 des Mittelpunkts 341 zu einer Position XP4 der Kante EG21 in der X-Achsen-Richtung kann kleiner als ein Abstand X22 von der Position XP1 des Mittelpunkts 341 zu einer Position XP5 der Kante EG22 in der X-Achsen-Richtung sein. Ein Abstand Z21 von der Position ZP1 des Mittelpunkts 341 zu einer Position ZP4 der Kante EG21 in der Z-Achsen-Richtung kann kleiner als ein Abstand Z22 von der Position ZP1 des Mittelpunkts 341 zu einer Position ZP5 der Kante EG22 in der Z-Achsen-Richtung sein. Ferner kann ein Abstand D1 zwischen der Position XP2 der Kante EG11 in der X-Achsen-Richtung und der Position XP4 der Kante EG21 in der X-Achsen-Richtung kleiner als ein Abstand D2 zwischen der Position XP3 der Kante EG12 in der X-Achsen-Richtung und der Position XP5 der Kante EG22 in der X-Achsen-Richtung sein.
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Darüber hinaus können in einer Ausführungsform zum Beispiel eine Dicke T1 der weichmagnetischen Schicht 1 und eine Dicke T2 der weichmagnetischen Schicht 2 im Wesentlichen gleich sein. In einer Ausführungsform kann zum Beispiel eine Position der Hauptfläche 11 in der Z-Achsen-Richtung und eine Position der Hauptfläche 21 in der Z-Achsen-Richtung im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. In einer Ausführungsform können eine Position der Hauptfläche 12 in der Z-Achsen-Richtung und eine Position der Hauptfläche 22 in der Z-Achsen-Richtung im Wesentlichen miteinander übereinstimmen.
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[Funktionsweise und Wirkungen der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10]
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In der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 wird eine Ausgabe entsprechend dem externen Magnetfeld, das die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 erreicht, durch die in 2 gezeigte Signalerfassungsschaltung erhalten. In einem spezifischen, aber nicht einschränkenden Beispiel legt der Spannungsanlegeteil 101 in der oben beschriebenen Signalerfassungsschaltung eine vorgegebene Spannung zwischen der unteren Elektrodenschicht 4 und der oberen Elektrodenschicht 5 an, um dadurch zu bewirken, dass ein Messstrom fließt. Der Messstrom entspricht einem elektrischen Widerstand des MR-Elements 3 zu diesem Zeitpunkt. Der elektrische Widerstand des MR-Elements 3 variiert in Abhängigkeit von einem Magnetisierungszustand des MR-Elements 3, d.h. in Abhängigkeit von einer Orientierung der Magnetisierung der Schicht 34 mit freier Magnetisierung mit Bezug auf die Orientierung der Magnetisierung der Schicht mit festgelegter Magnetisierung 32. Der durch das MR-Element 3 fließende Messstrom wird durch den Widerstandsänderungsdetektor 102 erfasst und der Widerstandsänderungsdetektor 102 gibt ein Signal an den Signalprozessor 103 aus. Ferner wird ein in dem Signalprozessor 103 auf Basis der Ausgabe des Widerstandsänderungsdetektors 102 erzeugtes Signal nach außen ausgegeben. Dies ermöglicht es, von der Signalerfassungsschaltung eine Ausgabe entsprechend dem externen Magnetfeld zu erhalten, das am Ort der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 wirkt.
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In der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das MR-Element 3 die Schicht 34 mit freier Magnetisierung auf, die an einer Position angeordnet ist, die mit der weichmagnetischen Schicht 1 in der X-Achsen-Richtung überlappt. Hier ist der Abstand von dem Mittelpunkt 341 der Schicht 34 mit freier Magnetisierung zu der Kante EG11 der weichmagnetischen Schicht 1 kleiner eingestellt als der Abstand von dem Mittelpunkt 341 zu der Kante EG12 der weichmagnetischen Schicht 1. In einem spezifischen, aber nicht einschränkenden Beispiel ist der Abstand X11 der Position XP1 des Mittelpunkts 341 in der X-Achsen-Richtung zu der Position XP2 der Kante EG11 in der X-Achsen-Richtung kleiner eingestellt als der Abstand X12 der Position XP1 des Mittelpunkts 341 in der X-Achsen-Richtung zu der Position XP3 der Kante EG12 in der X-Achsen-Richtung. Ferner ist der Abstand Z11 der Position ZP1 des Mittelpunkts 341 in der Z-Achsen-Richtung zu der Position ZP2 der Kante EG11 in der Z-Achsen-Richtung kleiner eingestellt als der Abstand Z12 der Position ZP1 des Mittelpunkts 341 in der Z-Achsen-Richtung zu der Position ZP3 der Kante EG12 in der Z-Achsen-Richtung. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10, einen magnetischen Fluss über die weichmagnetische Schicht 1 und die weichmagnetische Schicht 2 effizient auf der Schicht 34 mit freier Magnetisierung zu konzentrieren. Im Ergebnis ermöglicht das Anlegen eines externen Magnetfelds entlang der X-Achsen-Richtung auf die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 zum Beispiel, den magnetischen Fluss effizient auf der Schicht 34 mit freier Magnetisierung zu konzentrieren. Somit wird ermöglicht, dass die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 eine hohe Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Magnetfelderfassung aufweist.
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Darüber hinaus können die weichmagnetische Schicht 1 und die weichmagnetische Schicht 2 jeweils eine überhängende Form aufweisen; die geneigte Fläche 13 und die geneigte Fläche 23 können jeweils eine umgekehrte angeschrägte Fläche sein, die sich derart erstreckt, dass sie, sich erstreckend von der unteren Elektrodenschicht 4 als Basis zur oberen Elektrodenschicht 5, über dem MR-Element 3 überhängt. Entsprechend können bei der Herstellung der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 die weichmagnetische Schicht 1 und die weichmagnetische Schicht 2 jeweils auf beiden benachbarten Seiten des MR-Elements 3 in der X-Achsen-Richtung gebildet werden, nachdem das MR-Element 3 auf der unteren Elektrodenschicht 4 als Basis gestapelt wurde. Somit ist es einfacher, das MR-Element 3 herzustellen, als zum Beispiel im Fall, dass das MR-Element 3 zwischen der weichmagnetischen Schicht 1 und der weichmagnetischen Schicht 2 nach deren Bildung gebildet wird. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, die Gleichförmigkeit in einer Filmqualität und eine Dicke von jeder der Schichten, die das MR-Element 3 ausbilden, zu verbessern. Insbesondere ist ein Teil der weichmagnetischen Schicht 1 derart gestaltet, dass er einen Teil des MR-Elements 3 (d.h. einen Teil der weiter unten beschriebenen Schicht 34 mit freier Magnetisierung) in der Dickenrichtung überlappt. Dies ermöglicht, dass sowohl der Abstand der Schicht 34 mit freier Magnetisierung zu der Kante EG11 der weichmagnetischen Schicht 1 als auch der Abstand der Schicht 34 mit freier Magnetisierung zu der Kante EG21 der weichmagnetischen Schicht 2 kleiner ist. Entsprechend wirkt ein magnetischer Fluss mit höherer Dichte am Ort der Schicht 34 mit freier Magnetisierung, wodurch ermöglicht wird, dass die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 eine höhere Leistungsfähigkeit bei der Magnetfelderfassung aufweist.
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[Zweites Ausführungsbeispiel]
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Als Nächstes folgt eine Beschreibung einer Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Offenbarung mit Bezug auf 3. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels für eine Gesamtkonfiguration der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A.
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Die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat eine Ausgestaltung, die im Wesentlichen ähnlich jener der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 des vorstehenden ersten Ausführungsbeispiels ist, außer dass eine weichmagnetische Schicht 51 und eine weichmagnetische Schicht 52 zusätzlich vorgesehen sind. Daher wird in der folgenden Beschreibung hauptsächlich der oben erwähnte Unterschied beschrieben und die Beschreibungen von im Wesentlichen gleichen Komponenten wie bei der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 in dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel entfallen, wo dies angebracht ist.
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In einem spezifischen, jedoch nicht einschränkenden Beispiel kann in der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A die weichmagnetische Schicht 51 an einer Position angeordnet sein, die mit der weichmagnetischen Schicht 1 in der Z-Achsen-Richtung überlappt, anders als bei einer Position, die mit dem MR-Element 3 in der Z-Achsen-Richtung überlappt, wie in 3 gezeigt. Die weichmagnetische Schicht 51 kann auf der oberen Elektrodenschicht 5 mit einer zwischenliegenden Isolierschicht 7 gestapelt sein. In der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A kann die weichmagnetische Schicht 52 ferner an einer Position angeordnet sein, die mit der weichmagnetischen Schicht 2 in der Z-Achsen-Richtung überlappt, anders als bei einer Position, die mit dem MR-Element 3 in der Z-Achsen-Richtung überlappt. Die weichmagnetische Schicht 51 und die weichmagnetische Schicht 52 können entgegengesetzt zueinander in der Z-Achsen-Richtung positioniert sein, wobei das MR-Element 3 dazwischen liegt. Die weichmagnetische Schicht 52 kann unter der unteren Elektrodenschicht 4 mit einer zwischenliegenden Isolierschicht 8 vorgesehen sein und kann zum Beispiel in einem Substrat 9 eingebettet sein. Es ist anzumerken, dass in einer Ausführungsform das MR-Element 3 und die weichmagnetische Schicht 51 in der X-Achsen-Richtung voneinander beabstandet sein können, und das MR-Element 3 und die weichmagnetische Schicht 52 können in der X-Achsen-Richtung voneinander beabstandet sein. Ferner kann die weichmagnetische Schicht 51 derart vorgesehen sein, dass sie zwei benachbarten MR-Elementen 3 gemeinsam ist, oder eine weichmagnetische Schicht 51 kann für jedes MR-Element 3 vorgesehen sein. Das Gleiche gilt auch für die weichmagnetische Schicht 52.
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Auf diese Weise kann die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die weichmagnetische Schicht 51, die schräg über dem MR-Element 3 vorgesehen ist, und die weichmagnetische Schicht 52 aufweisen, die schräg unter dem MR-Element 3 vorgesehen ist. Dies ermöglicht es, das externe Magnetfeld aus einer anderen Richtung als der X-Achsen-Richtung zusammenzuführen, in der die Schicht 34 mit freier Magnetisierung eine hohe Empfindlichkeit aufweist, und somit einen magnetischen Fluss mit höherer Dichte zu der Schicht 34 mit freier Magnetisierung zu führen. Somit wird es ermöglicht, dass die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A eine höhere Leistungsfähigkeit bei der Magnetfelderfassung als die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 aufweist.
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[Weitere modifizierte Beispiele]
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Die Offenbarung ist vorstehend mit Bezug auf einige Ausführungsformen beschrieben worden. Jedoch ist die Offenbarung nicht auf derartige Ausführungsformen beschränkt und kann in einer Vielzahl von Weisen variiert sein. Zum Beispiel stellen 1 und 3 jeweils einen Fall dar, wobei die weichmagnetische Schicht 1 und die weichmagnetische Schicht 2 im Wesentlichen die gleiche Form und im Wesentlichen die gleiche Größe haben; jedoch können die weichmagnetische Schicht 1 und die weichmagnetische Schicht 2 auch verschiedene Formen und verschiedene Größen aufweisen. Ferner sind in den vorstehenden Ausführungsbeispielen die Position der Hauptfläche 11 in der Z-Achsen-Richtung und die Position der Hauptfläche 21 in der Z-Achsen-Richtung miteinander übereinstimmend eingestellt; jedoch können in einer Ausführungsform der Offenbarung die Position der Hauptfläche 11 und die Position der Hauptfläche 21 voneinander verschieden sein. In gleicher Weise sind in den vorstehenden Ausführungsbeispielen die Position der Hauptfläche 12 in der Z-Achsen-Richtung und die Position der Hauptfläche 22 in der Z-Achsen-Richtung miteinander übereinstimmend eingestellt; jedoch können die Position der Hauptfläche 12 und die Position der Hauptfläche 22 in der Offenbarung auch voneinander verschieden sein. Ferner kann die Magnetfelderfassungsvorrichtung in einer Ausführungsform der Offenbarung nur eine der weichmagnetischen Schicht 1 und der weichmagnetischen Schicht 2 aufweisen.
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Ferner stellen 1 und 3 jeweils einen Fall dar, wo das MR-Element 3, die weichmagnetische Schicht 1 und die weichmagnetische Schicht 2 im Wesentlichen die gleiche Dicke haben; jedoch ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann, wie in einer in 4 gezeigten Magnetfelderfassungsvorrichtung 10B, die Dicke des MR-Elements 3 kleiner als die Dicke T1 der weichmagnetischen Schicht 1 bzw. die Dicke T2 der weichmagnetischen Schicht 2 sein. In einer alternativen Ausführungsform kann die Dicke des MR-Elements 3 größer als die Dicke T1 der weichmagnetischen Schicht 1 bzw. die Dicke T2 der weichmagnetischen Schicht 2 sein, wie in einer in 5 gezeigten Magnetfelderfassungsvorrichtung 10C. Ferner hat in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die weichmagnetische Schicht 1 die im Wesentlichen konstante Dicke T1, und die weichmagnetische Schicht 2 hat die im Wesentlichen konstante Dicke T2; jedoch ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können, wie in einer in 6 gezeigten Magnetfelderfassungsvorrichtung 10D, die Dicke T1 der weichmagnetischen Schicht 1 und die Dicke T2 der weichmagnetischen Schicht 2 jeweils in der X-Achsen-Richtung variieren. In jedem Fall ist es ausreichend, dass die Schicht 34 mit freier Magnetisierung an einer Position angeordnet ist, die mit der weichmagnetischen Schicht 1 und/oder der weichmagnetischen Schicht 2 in der X-Achsen-Richtung überlappt.
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Das vorstehende erste Ausführungsbeispiel stellt beispielhaft den Fall dar, wobei die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 eine weichmagnetische Schicht 1, eine weichmagnetische Schicht 2 und ein MR-Element 3 aufweist. Jedoch kann die Offenbarung einen Fall einschließen, wobei die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10 eine Mehrzahl von weichmagnetischen Schichten 1, eine Mehrzahl von weichmagnetischen Schichten 2 und eine Mehrzahl von MR-Elementen 3 aufweisen kann. Ferner stellt das vorstehende zweite Ausführungsbeispiel beispielhaft den Fall dar, wobei die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A zwei weichmagnetische Schichten 1, zwei weichmagnetische Schichten 2 und zwei MR-Elemente 3 aufweist. Jedoch kann die Offenbarung einen Fall einschließen, wobei die Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A eine weichmagnetische Schicht 1, eine weichmagnetische Schicht 2 und ein MR-Element 3 aufweisen kann.
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In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurden in einer Ausführungsform der Offenbarung die geneigte Fläche 13 bzw. die geneigte Fläche 23 als spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel für die „erste Endfläche“ und in einer Ausführungsform der Offenbarung als spezifisches, aber nicht einschränkendes Beispiel für die „zweite Endfläche“ beispielhaft dargestellt und beschrieben. Die geneigte Fläche 13 ist kontinuierlich von der Kante EG11 zu der Kante EG12 geneigt. Die geneigte Fläche 23 ist kontinuierlich von der Kante EG21 zu der Kante EG22 geneigt. Jedoch ist in einer Ausführungsform der Offenbarung die „erste Endfläche“ nicht darauf beschränkt; zum Beispiel kann eine umgekehrte angeschrägte Fläche, wobei nur ein Teil davon gegenüber der ersten Fläche geneigt ist, vorgesehen sein. Das Gleiche gilt in einer Ausführungsform der Offenbarung auch für die „zweite Endfläche“. In einem spezifischen, aber nicht einschränkenden Beispiel kann beispielsweise die Offenbarung einen Fall einschließen, wo, wie in einer in 7 gezeigten Magnetfelderfassungsvorrichtung 10E, eine geneigte Fläche 13A, die die umgekehrte angeschrägte Fläche ist, in einem Teil der „ersten Endfläche“ enthalten ist und sich von der Kante EG11 zu der Kante EG12 erstreckt, und eine geneigte Fläche 23A, die die umgekehrte angeschrägte Fläche ist, in einem Teil der „zweiten Endfläche“ enthalten ist und sich von der Kante EG21 zu der Kante EG22 erstreckt.
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In der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A gemäß dem vorstehenden zweiten Ausführungsbeispiel kann die weichmagnetische Schicht 51 schräg über dem MR-Element 3 vorgesehen sein, und die weichmagnetische Schicht 52 kann schräg unter dem MR-Element 3 vorgesehen sein; jedoch ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die weichmagnetische Schicht 52 schräg unter dem MR-Element 3 vorgesehen sein, ohne dass die weichmagnetische Schicht 51 vorgesehen ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die weichmagnetische Schicht 51 schräg über dem MR-Element 3 vorgesehen sein, ohne dass die weichmagnetische Schicht 52 vorgesehen ist.
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Ferner kann in der Magnetfelderfassungsvorrichtung 10A gemäß dem vorstehenden zweiten Ausführungsbeispiel die weichmagnetische Schicht 51 an einer Position angeordnet sein, die mit der weichmagnetischen Schicht 1 in der Z-Achsen-Richtung überlappt, anders als bei einer Position, die mit dem MR-Element 3 in der Z-Achsen-Richtung überlappt. Jedoch ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt; zum Beispiel ist es ausreichend, dass die weichmagnetische Schicht 51 an einer Position angeordnet ist, die verschieden von einer Position ist, die mit dem Mittelpunkt 341 (in 1 etc.) der Schicht 34 mit freier Magnetisierung des MR-Elements 3 in der Z-Achsen-Richtung überlappt. Entsprechend können ein Teil der Schicht 34 mit freier Magnetisierung und die weichmagnetische Schicht 51 einander in der Z-Achsen-Richtung überlappen. Ferner kann die weichmagnetische Schicht 51 an einer Position angeordnet sein, die verschieden von einer Position ist, die mit der weichmagnetischen Schicht 1 in der Z-Achsen-Richtung überlappt. Das Gleiche gilt auch für eine Positionsbeziehung zwischen der weichmagnetischen Schicht 52 und dem MR-Element 3 ebenso wie für eine Positionsbeziehung zwischen der weichmagnetischen Schicht 52 und der weichmagnetischen Schicht 2.
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In den vorstehenden Ausführungsformen finden sich Erläuterungen, wobei als Magnetismus-Erfassungselement das CPP-MR-Element mit der Spin-Ventil-Struktur beispielhaft dargestellt wurde; jedoch ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein MR-Element des Typs „Strom-in-der-Ebene“ („Current In Plane“, CIP) oder das magnetische Tunnelübergangs-Element (MTJ-Element) als Magnetismus-Erfassungselement verwendet werden. In einer alternativen Ausführungsform kann auch ein anderer Sensor als das MR-Element verwendet werden, wie z.B. ein Magnetismus-Erfassungselement (z.B. Hall-Element) mit der Erfassungsrichtung als X-Achsen-Richtung.
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Darüber hinaus schließt die Offenbarung jegliche mögliche Kombination von einigen oder allen der diversen Ausführungsformen und der hierin beschriebenen und enthaltenen modifizierten Beispiele ein.
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Es ist möglich, zumindest die folgenden Ausgestaltungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Offenbarung zu erhalten.
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(1)
Eine Magnetfelderfassungsvorrichtung, aufweisend:
- eine Basis;
- ein an der Basis vorgesehenes erstes Joch, wobei das erste Joch eine erste Hauptfläche, die sich entlang einer ersten Ebene erstreckt, eine zweite Hauptfläche, die sich entlang der ersten Ebene erstreckt, und eine erste Endfläche aufweist, die die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche verbindet; und
- ein auf der Basis vorgesehenes magnetoresistives Element, das eine Schicht mit freier Magnetisierung aufweist, die an einer Position angeordnet ist, die mit dem ersten Joch in einer ersten Richtung entlang der ersten Ebene überlappt,
- wobei die erste Endfläche eine umgekehrte angeschrägte Fläche aufweist, wobei sich die umgekehrte angeschrägte Fläche, sich entlang einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Ebene entfernend von der Basis, näher zu einem Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung hin erstreckt und gegenüber der ersten Ebene geneigt ist, und
- wobei ein Abstand vom Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung zu einer ersten Kante kleiner ist als ein Abstand vom Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung zu einer zweiten Kante, wobei die erste Kante ein Ort ist, an dem die erste Hauptfläche und die erste Endfläche sich schneiden, wobei die zweite Kante ein Ort ist, an dem die zweite Hauptfläche und die erste Endfläche sich schneiden.
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(2)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß (1), bei der ein erster Abstand zwischen einer Position des Mittelpunkts der Schicht mit freier Magnetisierung in der ersten Richtung und einer Position der ersten Kante in der ersten Richtung kleiner ist als ein zweiter Abstand zwischen der Position des Mittelpunkts der Schicht mit freier Magnetisierung in der ersten Richtung und einer Position der zweiten Kante in der ersten Richtung, und
ein dritter Abstand zwischen einer Position des Mittelpunkts der Schicht mit freier Magnetisierung in der zweiten Richtung und einer Position der ersten Kante in der zweiten Richtung kleiner ist als ein vierter Abstand zwischen der Position des Mittelpunkts der Schicht mit freier Magnetisierung in der zweiten Richtung und einer Position der zweiten Kante in der zweiten Richtung.
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(3)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß (1) oder (2), ferner umfassend ein zweites Joch, das an einer Position angeordnet ist, die sich in der ersten Richtung, vom magnetoresistiven Element her gesehen, auf einer Seite entgegengesetzt zu dem ersten Joch befindet, und die mit der Schicht mit freier Magnetisierung in der ersten Richtung überlappt, wobei das zweite Joch eine dritte Hauptfläche, die sich entlang der ersten Ebene erstreckt, eine vierte Hauptfläche, die sich entlang der ersten Ebene erstreckt, und eine zweite Endfläche aufweist, die die dritte Hauptfläche und die vierte Hauptfläche verbindet,
wobei die zweite Endfläche eine umgekehrte angeschrägte Fläche aufweist, wobei sich die umgekehrte angeschrägte Fläche, sich entlang einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Ebene entfernend von der Basis, näher zum Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung hin erstreckt und
wobei ein Abstand vom Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung zu einer dritten Kante kleiner ist als ein Abstand von dem Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung zu einer vierten Kante, wobei die dritte Kante ein Ort ist, an dem die dritte Hauptfläche und die zweite Endfläche sich schneiden, wobei die vierte Kante ein Ort ist, an dem die vierte Hauptfläche und die zweite Endfläche sich schneiden.
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(4)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß (3), bei der
ein fünfter Abstand zwischen einer Position des Mittelpunkts der Schicht mit freier Magnetisierung in der ersten Richtung und einer Position der dritten Kante in der ersten Richtung kleiner ist als ein sechster Abstand zwischen der Position des Mittelpunkts der Schicht mit freier Magnetisierung in der ersten Richtung und einer Position der vierten Kante in der ersten Richtung,
ein siebter Abstand zwischen einer Position des Mittelpunkts der Schicht mit freier Magnetisierung in der zweiten Richtung und einer Position der dritten Kante in der zweiten Richtung kleiner ist als ein achter Abstand zwischen der Position des Mittelpunkts der Schicht mit freier Magnetisierung in der zweiten Richtung und einer Position der vierten Kante in der zweiten Richtung, und
ein erster Abstand zwischen der Position der ersten Kante in der ersten Richtung und der Position der dritten Kante in der ersten Richtung kleiner ist als ein zweiter Abstand zwischen der Position der zweiten Kante in der ersten Richtung und der Position der vierten Kante in der ersten Richtung.
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(5)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß (3) oder (4), bei der eine Dicke des ersten Jochs und eine Dicke des zweiten Jochs zueinander im Wesentlichen gleich sind.
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(6)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem von (3) bis (5), bei der eine Position der ersten Hauptfläche in der zweiten Richtung und eine Position der dritten Hauptfläche in der zweiten Richtung im Wesentlichen miteinander übereinstimmen, und eine Position der zweiten Hauptfläche in der zweiten Richtung und eine Position der vierten Hauptfläche in der zweiten Richtung im Wesentlichen miteinander übereinstimmen.
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(7)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem von (3) bis (6), bei der die Schicht mit freier Magnetisierung an einer Position angeordnet ist, die sowohl mit einem Teil des ersten Jochs als auch einem Teil des zweiten Jochs in der zweiten Richtung überlappt.
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(8)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem von (3) bis (7), ferner umfassend ein drittes Joch, das an einer Position angeordnet ist, die von einer Position verschieden ist, die mit dem Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung in der zweiten Richtung überlappt.
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(9)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß (8), bei der das dritte Joch an der Position angeordnet ist, die mit dem ersten Joch in der zweiten Richtung überlappt.
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(10)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß (9), bei der das magnetoresistive Element und das dritte Joch in der ersten Richtung voneinander beabstandet sind.
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(11)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem von (3) bis (7), ferner umfassend ein drittes Joch und ein viertes Joch, die jeweils an einer Position angeordnet sind, die von einer Position verschieden ist, die mit dem Mittelpunkt der Schicht mit freier Magnetisierung in der zweiten Richtung überlappt.
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(12)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß (11), bei der das dritte Joch an der Position angeordnet ist, die mit dem ersten Joch in der zweiten Richtung überlappt, und
das vierte Joch an einer Position angeordnet ist, die mit dem zweiten Joch in der zweiten Richtung überlappt.
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(13)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß (11) oder (12), bei der das dritte Joch und das vierte Joch an Positionen angeordnet sind, die sich in der zweiten Richtung auf zueinander entgegengesetzten Seiten befinden, wobei das magnetoresistive Element dazwischen liegt.
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(14)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem von (11) bis (13), bei der das magnetoresistive Element und das dritte Joch in der ersten Richtung voneinander beabstandet sind, und
das magnetoresistive Element und das vierte Joch in der ersten Richtung voneinander beabstandet sind.
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(15)
Die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (14), bei der die Schicht mit freier Magnetisierung sich entlang der ersten Ebene erstreckt.
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In der Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung ermöglicht es die oben beschriebene Ausgestaltung, die Intensität eines zu erfassenden Magnetfelds, das über das erste Joch die Schicht mit freier Magnetisierung erreicht, wirksam zu erhöhen.
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Gemäß der Magnetfelderfassungsvorrichtung einer Ausführungsform der Offenbarung ist es möglich, die Intensität eines zu erfassenden Magnetfelds zu verbessern, das auf die Schicht mit freier Magnetisierung in dem magnetoresistiven Element wirkt. Somit wird ermöglicht, dass die Magnetfelderfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung eine bessere Leistungsfähigkeit bei der Magnetfelderfassung aufweist.
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Obwohl die Offenbarung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese beschränkt. Es versteht sich, dass durch Fachmänner auf diesem Gebiet Variationen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom durch die folgenden Ansprüche definierten Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Die Beschränkungen in den Ansprüchen sind auf Grundlage der in den Ansprüchen verwendeten Sprache weit zu interpretieren und sind nicht auf die in dieser Beschreibung oder während der Fortführung der Anmeldung beschriebenen Beispiele beschränkt, und die Beispiele sind als nicht ausschließlich anzusehen. Zum Beispiel ist in dieser Offenbarung der Ausdruck „vorzugsweise“, „bevorzugt“ oder dergleichen nicht als ausschließlich anzusehen und bedeutet „bevorzugt“, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Verwendung der Ausdrücke erster, zweiter etc. bezeichnen keine Reihenfolge oder Wichtigkeit, sondern die Ausdrücke erster, zweiter etc. werden dazu verwendet, ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Der Ausdruck „im Wesentlichen“ und seine Variationen sind definiert als weitgehend, aber nicht notwendigerweise vollständig, was sich für einen Fachmann versteht. Der Ausdruck „etwa“, wie hierin verwendet, kann einen Grad von Variabilität eines Werts oder Bereichs erlauben. Darüber hinaus soll kein Element oder keine Komponente in dieser Offenbarung der Öffentlichkeit freigegeben werden, unabhängig davon, ob das Element oder die Komponente ausdrücklich in den folgenden Ansprüchen aufgeführt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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