DE102022124054A1

DE102022124054A1 - Magnetsensor

Info

Publication number: DE102022124054A1
Application number: DE102022124054.1A
Authority: DE
Inventors: Hidekazu Kojima; Hiromichi Umehara
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2021-09-21
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2023-03-23
Also published as: DE102022124084A1; CN115840166A; US20230093358A1

Abstract

Ein Magnetsensor umfasst ein Substrat mit einer oberen Fläche; eine Isolationsschicht, die auf dem Substrat aufgebracht ist, wobei die Isolationsschicht eine erste und eine zweite geneigte Fläche aufweist, die jeweils in Bezug auf die obere Fläche des Substrats geneigt sind; und eine MR Elementstruktur. Ein MR Element ist auf der ersten geneigten Fläche oder der zweiten geneigten Fläche aufgebracht. Das MR Element weist eine untere Fläche, die der ersten geneigten Fläche oder der zweiten geneigten Fläche zugewandt ist, eine obere Fläche und eine erste Fläche auf, die die untere Fläche und die obere Fläche verbindet und zwei Stufen aufweist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Magnetsensor mit magnetoresistiven Elementen, die jeweils auf einer geneigten Fläche angeordnet sind.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Magnetsensoren mit magnetoresistiven Elementen sind in den letzten Jahren für verschiedene Anwendungen eingesetzt worden. Ein System mit einem Magnetsensor kann dazu bestimmt sein, ein Magnetfeld zu detektieren, das eine Komponente in einer Richtung senkrecht zur Fläche eines Substrats enthält, indem ein auf dem Substrat vorgesehenes magnetoresistives Element verwendet wird. In einem solchen Fall kann das Magnetfeld, das die Komponente in der Richtung senkrecht zur Fläche des Substrats enthält, durch Bereitstellung eines weichmagnetischen Körpers zur Umwandlung eines Magnetfelds in der Richtung senkrecht zur Fläche des Substrats in ein Magnetfeld in der Richtung parallel zur Fläche des Substrats oder durch Anordnen des magnetoresistiven Elements auf einer auf dem Substrat gebildeten geneigten Fläche detektiert werden.
Die US-Patentanmeldung Nr. 2006/0176142 A1 und die US-Patentanmeldung Nr. 2008/0316654 A1 offenbaren jeweils einen Magnetsensor mit magnetoresistiven Elementen, die jeweils auf einer geneigten Fläche angeordnet sind. Bei dem in der US-Patentanmeldung Nr. 2008/0316654 A1 offenbarten Magnetsensor sind die Seitenflächen jedes magnetoresistiven Elements in Bezug auf die geneigte Fläche nach vorne verjüngt.
Als magnetoresistive Elemente werden zum Beispiel TMR (tunnel-magnetoresistive) Elemente oder GMR (riesenmagnetoresistive) Elemente verwendet. Im TMR Element fließt ein Strom in einer Richtung nahezu senkrecht zu einer Fläche jeder Schicht, aus denen das TMR Element gebildet ist. Als GMR Element ist ein CPP (Strom senkrecht zur Fläche, Englisch: Current Perpendicular to Plane) GMR Element bekannt, bei dem ein Strom in einer Richtung nahezu senkrecht zu einer Fläche jeder Schicht fließt, aus denen das GMR Element gebildet ist. In einem Fall, in dem TMR Elemente oder CPP GMR Elemente als magnetoresistive Elemente verwendet werden, ist die Mehrzahl der magnetoresistiven Elemente durch eine Mehrzahl von unteren Elektroden und eine Mehrzahl von oberen Elektroden in Reihe geschaltet.
Wie oben beschrieben, sind in TMR Elementen oder CPP GMR Elementen die magnetoresistiven Elemente zwischen unteren Elektroden und oberen Elektroden aufgebracht. Da die Dicke jedes magnetoresistiven Elements relativ klein ist, ist auch der Abstand zwischen jeder unteren Elektrode und jeder oberen Elektrode relativ klein. Es besteht daher die Möglichkeit, dass die untere Elektrode und die obere Elektrode kurzgeschlossen werden können. Ein solches Problem ist besonders ausgeprägt, wenn jedes magnetoresistive Element auf einer geneigten Fläche angeordnet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Magnetsensor bereitzustellen, der magnetoresistive Elemente aufweist, die jeweils auf einer geneigten Fläche angeordnet sind und bei denen ein Kurzschluss zwischen den Elektroden verhindert werden kann.
Ein Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat mit einer Bezugsebene; ein auf dem Substrat aufgebrachtes Trägerelement, wobei das Trägerelement eine geneigte Fläche aufweist, die in Bezug auf die Bezugsebene geneigt ist; und eine auf der geneigten Fläche aufgebrachte magnetische Detektionselementstruktur, wobei die magnetische Detektionselementstruktur eine der geneigten Fläche zugewandte untere Fläche, eine obere Fläche auf einer der unteren Fläche gegenüberliegenden Seite und eine erste Fläche aufweist, die die untere Fläche und die obere Fläche verbindet und zwei Stufen aufweist.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung weist die magnetische Detektionselementstruktur die untere Fläche, die obere Fläche und die erste Fläche auf, die die untere Fläche und die obere Fläche verbindet und zwei Stufen aufweist. Dadurch ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Kurzschluss zwischen den Elektroden in einem Magnetsensor zu verhindern, der magnetoresistive Elemente aufweist, die jeweils auf einer geneigten Fläche angeordnet sind.
Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung ausführlicher dargestellt.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis der Offenbarung und sind Bestandteil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen zeigen beispielhafte Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Technologie zu erklären.

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Magnetsensors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Magnetsensorvorrichtung zeigt, die den Magnetsensor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung aufweist.
3 ist ein Schaltplan, der eine Schaltungsanordnung einer ersten Detektionsschaltung der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 ist ein Schaltplan, der eine Schaltungsanordnung einer zweiten Detektionsschaltung der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
5 ist eine Draufsicht auf einen Teil des Magnetsensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Magnetsensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
7 ist eine Seitenansicht, die ein magnetoresistives Element der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die eine MR Elementstruktur eines ersten Beispiels der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
9 ist eine Schnittansicht, die ein magnetoresistives Element und eine untere Elektrode der in 8 gezeigten MR Elementstruktur zeigt.
10 ist eine Schnittansicht, die ein erstes Beispiel einer vierten Seitenfläche der unteren Elektrode der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
11 ist eine Schnittansicht, die ein zweites Beispiel einer vierten Seitenfläche der unteren Elektrode der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
12 ist eine Schnittansicht, die eine MR Elementstruktur eines zweiten Beispiels der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
13 ist eine Schnittansicht, die eine MR Elementstruktur eines ersten Modifikationsbeispiels des Magnetsensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
14 ist eine Schnittansicht, die ein magnetoresistives Element und eine untere Elektrode der in 13 gezeigten MR Elementstruktur zeigt.
15 ist eine Schnittansicht, die eine MR Elementstruktur eines zweiten Modifikationsbeispiels des Magnetsensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
16 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Magnetsensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden einige beispielhafte Ausführungsformen und Modifikationsbeispiele der Technologie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Es ist zu beachten, dass die folgende Beschreibung auf illustrative Beispiele der Offenbarung gerichtet ist und nicht als Einschränkung der Technologie zu verstehen ist. Faktoren wie zum Beispiel numerische Werte, Formen, Materialien, Komponenten, Positionen der Komponenten und die Art und Weise, wie die Komponenten miteinander verbunden sind, sind nur illustrativ und nicht als Einschränkung der Technologie zu verstehen. Ferner sind Elemente in den folgenden Ausführungsbeispielen, die nicht in einem der allgemeinsten unabhängigen Ansprüche der Offenbarung aufgeführt sind, optional und können je nach Bedarf bereitgestellt werden. Die Zeichnungen sind schematisch und nicht als maßstabsgetreu anzusehen. Gleichartige Elemente werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um redundante Beschreibungen zu vermeiden. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben wird.
[Erste Ausführungsform]
Zunächst wird eine Konfiguration eines Magnetsensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Magnetsensor gemäß der Ausführungsform zeigt. 2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Magnetsensorvorrichtung mit dem Magnetsensor gemäß der Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 gezeigt, hat der Magnetsensor 1 die Gestalt eines Chips in Form eines rechteckigen Parallelepipeds. Der Magnetsensor 1 weist eine obere Fläche 1a und eine untere Fläche auf, die einander gegenüberliegen, und weist auch vier Seitenflächen auf, die die obere Fläche 1a mit der unteren Fläche verbinden. Der Magnetsensor 1 weist auch eine Mehrzahl von Elektrodenkontaktflächen auf, die auf der oberen Fläche 1a angeordnet sind.
Im Folgenden wird ein Bezugskoordinatensystem in der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Bezugskoordinatensystem ist ein orthogonales Koordinatensystem, das in Bezug auf einen Magnetsensor 1 gesetzt und durch drei Achsen definiert ist. Im Bezugskoordinatensystem sind eine X Richtung, eine Y Richtung und eine Z Richtung definiert. Die X, Y und Z Richtung sind orthogonal zueinander. Insbesondere wird in dieser Ausführungsform eine Richtung, die senkrecht zur oberen Fläche 1a des Magnetsensors 1 verläuft und von der unteren Fläche zur oberen Fläche 1a des Magnetsensors 1 gerichtet ist, als die Z Richtung definiert. Die zur X, Y und Z Richtung entgegengesetzten Richtungen werden als -X, -Y bzw. -Z Richtung bezeichnet. Die drei Achsen, die das Referenzkoordinatensystem definieren, sind eine Achse parallel zur X Richtung, eine Achse parallel zur Y Richtung und eine Achse parallel zur Z Richtung.
Im Folgenden bezieht sich der Begriff „oben“ auf Positionen, die sich in Z Richtung vor einer Referenzposition befinden, und „unten“ bezieht sich auf Positionen, die in Bezug auf die Referenzposition den „oben“ Positionen gegenüberliegen. Für jedes Bauteil des Magnetsensors 1 bezieht sich der Begriff „obere Fläche“ auf eine Fläche des Bauteils, die sich an dessen Ende in Z Richtung befindet, und „untere Fläche“ bezieht sich auf eine Fläche des Bauteils, die sich an dessen Ende in -Z Richtung befindet. Der Ausdruck „in Z Richtung gesehen“ bedeutet, dass ein Objekt von einer Position aus gesehen wird, die sich in Z Richtung in einem gewissen Abstand befindet.
Wie in 2 gezeigt, weist der Magnetsensor 1 eine erste Detektionsschaltung 20 und eine zweite Detektionsschaltung 30 auf. Jede der ersten und zweiten Detektionsschaltungen 20 und 30 weist eine Mehrzahl von magnetischen Detektionselementen auf und ist zur Detektion eines Zielmagnetfelds eingerichtet, um zumindest ein Detektionssignal zu erzeugen. Insbesondere ist die Mehrzahl von magnetischen Detektionselementen in dieser Ausführungsform eine Mehrzahl von magnetoresistiven Elementen. Die magnetoresistiven Elemente werden im Folgenden als MR Elemente bezeichnet.
Eine Mehrzahl von Detektionssignalen, die von der ersten und zweiten Detektionsschaltung 20 und 30 erzeugt werden, werden von einem Prozessor 40 verarbeitet. Der Magnetsensor 1 und der Prozessor 40 bilden eine Magnetsensorvorrichtung 100. Der Prozessor 40 ist derart konfiguriert, dass er durch Verarbeiten der Mehrzahl von Detektionssignalen, die von der ersten und zweiten Detektionsschaltung 20 und 30 erzeugt werden, einen ersten Detektionswert beziehungsweise einen zweiten Detektionswert erzeugt, die mit Komponenten eines Magnetfelds in zwei verschiedenen Richtungen an einer vorbestimmten Referenzposition korrespondieren. Insbesondere handelt es sich bei der vorliegenden Ausführungsform bei den vorgenannten zwei verschiedenen Richtungen um eine Richtung parallel zu einer XY Ebene und eine Richtung parallel zur Z Richtung. Der Prozessor 40 ist beispielsweise aus einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) gebildet.
Der Prozessor 40 kann zum Beispiel in einem Träger enthalten sein, der den Magnetsensor 1 trägt. Der Träger weist eine Mehrzahl von Elektrodenkontaktflächen auf. Die ersten und zweiten Detektionsschaltungen 20 und 30 sind mit dem Prozessor 40 beispielsweise über die Mehrzahl von Elektrodenkontaktflächen des Magnetsensors 1, die Mehrzahl von Elektrodenkontaktflächen des Trägers und eine Mehrzahl von Bonddrähten verbunden. In einem Fall, in dem die Mehrzahl von Elektrodenkontaktflächen des Magnetsensors 1 auf der oberen Fläche 1a des Magnetsensors 1 vorgesehen sind, kann der Magnetsensor 1 auf der oberen Fläche des Trägers in einer derartigen Position montiert werden, dass die untere Fläche des Magnetsensors 1 der oberen Fläche des Trägers gegenüberliegt.
Nachfolgend werden die erste und die zweite Detektionsschaltung 20 und 30 mit Bezug auf die 3 bis 6 beschrieben. 3 ist ein Schaltplan, der eine Schaltungsanordnung der ersten Detektionsschaltung 20 zeigt. 4 ist ein Schaltplan, der eine Schaltungsanordnung der zweiten Detektionsschaltung 30 zeigt. 5 ist eine Draufsicht auf einen Teil des Magnetsensors 1. 6 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Magnetsensors 1 zeigt.
Wie in 5 gezeigt, sind eine U Richtung und eine V Richtung wie folgt definiert. Die U Richtung ist eine Richtung, die von der X Richtung in die -Y Richtung gedreht ist. Die V Richtung ist eine Richtung, die von der Y Richtung in die X Richtung gedreht ist. Genauer gesagt ist in der vorliegenden Ausführungsform die U Richtung auf eine Richtung festgelegt, die von der X Richtung in die -Y Richtung um a gedreht ist, und die V Richtung ist auf eine Richtung festgelegt, die von der Y Richtung in die X Richtung um a gedreht ist. Es ist zu beachten, dass a ein Winkel größer als 0° und kleiner als 90° ist. Zum Beispiel ist a gleich 45°. -U Richtung bezieht sich auf eine Richtung, die der U Richtung entgegengesetzt ist, und -V Richtung bezieht sich auf eine Richtung, die der V Richtung entgegengesetzt ist.
Wie in 6 gezeigt, sind eine W1 Richtung und eine W2 Richtung wie folgt definiert. Die W1 Richtung ist eine Richtung, die von der V Richtung in die -Z Richtung gedreht ist. Die W2 Richtung ist eine Richtung, die von der V Richtung in die Z Richtung gedreht ist. Genauer gesagt ist in der vorliegenden Ausführungsform die W1 Richtung eine Richtung, die von der V Richtung in die -Z Richtung um β gedreht ist, und die W2 Richtung ist eine Richtung, die von der V Richtung in die Z Richtung um β gedreht ist. Es ist zu beachten, dass β ein Winkel größer als 0° und kleiner als 90° ist. -W1 Richtung bezieht sich auf eine Richtung, die der W1 Richtung entgegengesetzt ist, und -W2 Richtung bezieht sich auf eine Richtung, die der W2 Richtung entgegengesetzt ist. Die W1 Richtung und die W2 Richtung sind beide orthogonal zur U Richtung.
Die erste Detektionsschaltung 20 ist derart konfiguriert, dass sie eine Komponente des Zielmagnetfeldes in einer Richtung parallel zur W1 Richtung detektiert und zumindest ein erstes Detektionssignal erzeugt, das mit der Komponente korrespondiert. Die zweite Detektionsschaltung 30 ist derart konfiguriert, dass sie eine Komponente des Zielmagnetfelds in einer Richtung parallel zur W2 Richtung detektiert und zumindest ein zweites Detektionssignal erzeugt, das mit der Komponente korrespondiert.
Wie in 3 gezeigt, weist die erste Detektionsschaltung 20 einen Stromversorgungsanschluss V2, einen Masseanschluss G2, Signalausgangsanschlüsse E21 und E22, einen ersten Widerstandsabschnitt R21, einen zweiten Widerstandsabschnitt R22, einen dritten Widerstandsabschnitt R23 und einen vierten Widerstandsabschnitt R24 auf. Die Mehrzahl der MR Elemente der ersten Detektionsschaltung 20 bilden die ersten bis vierten Widerstandsabschnitte R21, R22, R23 und R24.
Der erste Widerstandsabschnitt R21 ist zwischen dem Stromversorgungsanschluss V2 und dem Signalausgangsanschluss E21 vorgesehen. Der zweite Widerstandsabschnitt R22 ist zwischen dem Signalausgangsanschluss E21 und dem Masseanschluss G2 vorgesehen. Der dritte Widerstandsabschnitt R23 ist zwischen dem Signalausgangsanschluss E22 und dem Masseanschluss G2 vorgesehen. Der vierte Widerstandsabschnitt R24 ist zwischen dem Stromversorgungsanschluss V2 und dem Signalausgangsanschluss E22 vorgesehen.
Wie in 4 gezeigt, weist die zweite Detektionsschaltung 30 einen Stromversorgungsanschluss V3, einen Masseanschluss G3, Signalausgangsanschlüsse E31 und E32, einen ersten Widerstandsabschnitt R31, einen zweiten Widerstandsabschnitt R32, einen dritten Widerstandsabschnitt R33 und einen vierten Widerstandsabschnitt R34 auf. Die Mehrzahl der MR Elemente der zweiten Detektionsschaltung 30 bilden die ersten bis vierten Widerstandsabschnitte R31, R32, R33 und R34.
Der erste Widerstandsabschnitt R31 ist zwischen dem Stromversorgungsanschluss V3 und dem Signalausgangsanschluss E31 vorgesehen. Der zweite Widerstandsabschnitt R32 ist zwischen dem Signalausgangsanschluss E31 und dem Masseanschluss G3 vorgesehen. Der dritte Widerstandsabschnitt R33 ist zwischen dem Signalausgangsanschluss E32 und dem Masseanschluss G3 vorgesehen. Der vierte Widerstandsabschnitt R34 ist zwischen dem Stromversorgungsanschluss V3 und dem Signalausgangsanschluss E32 vorgesehen.
An jeden der Stromversorgungsanschlüsse V2 und V3 wird eine Spannung oder ein Strom mit einer vorbestimmten Größe angelegt. Jeder der Masseanschlüsse G2 und G3 ist mit der Masse verbunden.
Die Mehrzahl von MR Elementen der ersten Detektionsschaltung 20 wird als eine Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B bezeichnet. Die Mehrzahl von MR Elementen der zweiten Detektionsschaltung 30 wird als eine Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C bezeichnet. Da die ersten und zweiten Detektionsschaltungen 20 und 30 die Komponenten des Magnetsensors 1 sind, kann man sagen, dass der Magnetsensor 1 die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C aufweist. Jedes einzelne MR Element wird mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet.
7 ist eine Seitenansicht, die das MR Element 50 zeigt. Das MR Element 50 ist ein Spin-Ventil MR Element mit einer Mehrzahl von magnetischen Schichten. Das MR Element 50 weist eine magnetisierte Schicht 51 mit einer Magnetisierung, deren Richtung fest ist, eine freie Schicht 53 mit einer Magnetisierung, deren Richtung abhängig von der Richtung eines Zielmagnetfeldes variabel ist, und eine Spaltschicht 52 auf, die sich zwischen der magnetisierten Schicht 51 und der freien Schicht 53 befindet. Das MR Element 50 kann ein tunnel-magnetoresistives (TMR) Element oder ein riesenmagnetoresistives (GMR) Element sein. Bei dem TMR Element ist die Spaltschicht 52 eine Tunnelbarriereschicht. Beim GMR Element ist die Spaltschicht 52 eine nichtmagnetische leitfähige Schicht. Der Widerstand des MR Elements 50 ändert sich mit dem Winkel, den die Magnetisierungsrichtung der freien Schicht 53 in Bezug auf die Magnetisierungsrichtung der magnetisierten Schicht 51 bildet. Der Widerstand des MR Elements 50 hat seinen minimalen Wert, wenn der vorgenannte Winkel 0° beträgt, und seinen maximalen Wert, wenn der vorgenannte Winkel 180° beträgt. In jedem MR Element 50 weist die freie Schicht 53 eine Formanisotropie auf, die die Richtung der leichten Magnetisierungsachse orthogonal zur Magnetisierungsrichtung der magnetisierten Schicht 51 einstellt. Als Verfahren zum Einstellen der leichten Magnetisierungsachse in eine vorbestimmte Richtung in der freien Schicht 53 kann ein Magnet verwendet werden, der derart konfiguriert ist, dass er ein Vormagnetisierungsfeld an die freie Schicht 53 anlegt. Die magnetisierte Schicht 51, die Spaltschicht 52 und die freie Schicht 53 werden in dieser Reihenfolge gestapelt.
Das MR Element 50 kann ferner eine antiferromagnetische Schicht aufweisen, die auf der der Spaltschicht 52 gegenüberliegenden Seite der magnetisierten Schicht 51 aufgebracht ist. Die antiferromagnetische Schicht ist aus einem antiferromagnetischen Material gebildet und steht in Austauschkopplung mit der magnetisierten Schicht 51, um dadurch die Magnetisierungsrichtung der magnetisierten Schicht 51 zu fixieren. Alternativ kann es sich bei der magnetisierten Schicht 51 um eine so genannte selbstgepinnte Schicht (Englisch: Synthetic Ferri Pinned Layer, SFP-Schicht) handeln. Die selbstgepinnte Schicht hat eine gestapelte Ferri-Struktur, in der eine ferromagnetische Schicht, eine nichtmagnetische Zwischenschicht und eine ferromagnetische Schicht gestapelt sind, und die beiden ferromagnetischen Schichten antiferromagnetisch gekoppelt sind.
Die Schichten 51 bis 53 jedes MR Elements 50 können in der umgekehrten Reihenfolge wie in 7 gezeigt gestapelt werden.
In den 3 und 4 stellen durchgezogene Pfeile die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der MR Elemente 50 dar. Hohle Pfeile stellen die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 der MR Elemente 50 in einem Fall dar, in dem kein Zielmagnetfeld an die MR Elemente 50 angelegt wird.
In dem in 3 dargestellten Beispiel sind die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 in jedem der ersten und dritten Widerstandsabschnitte R21 und R23 die W1 Richtung. Die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 in jedem der zweiten und vierten Widerstandsabschnitte R22 und R24 sind die -W1 Richtung. Die freie Schicht 53 in jedem der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B weist eine Formanisotropie auf, die die Richtung der leichten Magnetisierungsachse auf eine Richtung parallel zur U Richtung einstellt. Die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 in jedem der ersten und zweiten Widerstandsabschnitte R21 und R22 in einem Fall, in dem kein Zielmagnetfeld an die ersten MR Elemente 50B angelegt wird, sind die U Richtung. Die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 in jedem der dritten und vierten Widerstandsabschnitte R23 und R24 sind im vorgenannten Fall die -U Richtung.
In dem in 4 dargestellten Beispiel sind die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 in jedem der ersten und dritten Widerstandsabschnitte R31 und R33 die W2 Richtung. Die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 in jedem der zweiten und vierten Widerstandsabschnitte R32 und R34 sind die -W2 Richtung. Die freie Schicht 53 in jedem der Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C weist eine Formanisotropie auf, die die Richtung der leichten Magnetisierungsachse auf eine Richtung parallel zur U Richtung einstellt. Die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 in jedem der ersten und zweiten Widerstandsabschnitte R31 und R32 in einem Fall, in dem kein Zielmagnetfeld an die zweiten MR Elemente 50C angelegt wird, sind die U Richtung. Die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 in jedem der dritten und vierten Widerstandsabschnitte R33 und R34 sind im vorgenannten Fall die -U Richtung.
Der Magnetsensor 1 weist einen Magnetfeldgenerator auf, der zum Anlegen eines Magnetfelds in einer vorbestimmten Richtung an die freie Schicht 53 jedes der Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und der Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C eingerichtet ist. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Magnetfeldgenerator eine Spule 80 auf, die ein Magnetfeld in der vorbestimmten Richtung an die freie Schicht 53 in jedem der Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und der Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C anlegt.
Es ist zu beachten, dass die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 und die Richtungen der leichten Magnetisierungsachsen der freien Schichten 53 im Hinblick auf die Genauigkeit der Herstellung der MR Elemente 50 und dergleichen geringfügig von den vorgenannten Richtungen abweichen können. Die magnetisierten Schichten 51 können derart magnetisiert werden, dass sie Magnetisierungskomponenten in den vorgenannten Richtungen als Hauptkomponenten enthalten. In diesem Fall sind die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen wie die vorgenannten Richtungen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das MR Element 50 derart konfiguriert, dass ein Strom in der Stapelrichtung der Mehrzahl von magnetischen Schichten fließt, also der magnetisierten Schicht 51 und der freien Schicht 53. Wie im Folgenden beschrieben, weist der Magnetsensor 1 eine untere Elektrode und eine obere Elektrode auf, durch die ein Strom durch das MR Element 50 fließt. Das MR Element 50 ist zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode aufgebracht.
Nachfolgend wird ein spezifischer Aufbau des Magnetsensors 1 unter Bezugnahme auf die 5 und 6 im Detail beschrieben. 6 zeigt einen Teil eines Querschnitts an einer durch die Linie 6-6 in 5 angedeuteten Position.
Der Magnetsensor 1 weist ein Substrat 301 mit einer oberen Fläche 301a, Isolationsschichten 302, 303, 304, 305, 307, 308, 309 und 310, eine Mehrzahl von unteren Elektroden 61B, eine Mehrzahl von unteren Elektroden 61C, eine Mehrzahl von oberen Elektroden 62B, eine Mehrzahl von oberen Elektroden 62C, eine Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 und eine Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82 auf. Es wird davon ausgegangen, dass die obere Fläche 301a des Substrats 301 parallel zur XY Ebene liegt. Die Z Richtung ist auch eine Richtung senkrecht zur oberen Fläche 301a des Substrats 301. Die Spulenelemente sind ein Teil der Spulenwicklung.
Die Isolationsschicht 302 ist auf dem Substrat 301 aufgebracht. Die Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 sind auf der Isolationsschicht 302 aufgebracht. Die Isolationsschicht 303 ist um die Mehrzahl der unteren Spulenelemente 81 auf der Isolationsschicht 302 aufgebracht. Die Isolationsschichten 304 und 305 sind in dieser Reihenfolge auf die Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 und die Isolationsschicht 303 gestapelt.
Die Mehrzahl der unteren Elektroden 61B und die Mehrzahl der unteren Elektroden 61C sind auf der Isolationsschicht 305 aufgebracht. Die Isolationsschicht 307 ist um die Mehrzahl der unteren Elektroden 61B und die Mehrzahl der unteren Elektroden 61C auf der Isolationsschicht 305 aufgebracht. Die Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B sind auf der Mehrzahl von unteren Elektroden 61B aufgebracht. Die Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C sind auf der Mehrzahl von unteren Elektroden 61C aufgebracht. Die Isolationsschicht 308 ist um die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C auf der Mehrzahl der unteren Elektroden 61B, der Mehrzahl der unteren Elektroden 61C und der Isolationsschicht 307 aufgebracht. Die Mehrzahl von oberen Elektroden 62B sind auf der Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und der Isolationsschicht 308 aufgebracht. Die Mehrzahl von oberen Elektroden 62C sind auf der Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C und der Isolationsschicht 308 aufgebracht. Die Isolationsschicht 309 ist um die Mehrzahl der oberen Elektroden 62B und die Mehrzahl der oberen Elektroden 62C auf der Isolationsschicht 308 aufgebracht.
Die Isolationsschicht 310 ist auf der Mehrzahl von oberen Elektroden 62B, der Mehrzahl von oberen Elektroden 62C und der Isolationsschicht 309 aufgebracht. Die Mehrzahl der oberen Spulenelemente 82 sind auf der Isolationsschicht 310 aufgebracht. Der Magnetsensor 1 kann ferner eine nicht dargestellte Isolationsschicht aufweisen, die die Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82 und die Isolationsschicht 310 bedeckt.
Der Magnetsensor 1 weist ein Trägerelement auf, das die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C trägt. Das Trägerelement weist zumindest eine geneigte Fläche auf, die in Bezug auf die obere Fläche 301a des Substrats 301 geneigt ist. Insbesondere weist das Trägerelement in dieser Ausführungsform die Isolationsschicht 305 auf. Man beachte, dass in 5 die Isolationsschicht 305, die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B, die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C und die Mehrzahl der oberen Spulenelemente 82 als zu den Komponenten des Magnetsensors 1 gehörend gezeigt sind.
Die Isolationsschicht 305 weist eine Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c auf, die jeweils in eine Richtung (die Z Richtung) weg von der oberen Fläche 301a des Substrats 301 vorstehen. Jede der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c erstreckt sich in einer Richtung parallel zur U Richtung. Die Gesamtform jeder der vorstehenden Flächen 305c ist eine halbzylindrische gekrümmte Fläche, die durch Verschieben der gekrümmten Form (Bogenform) der in 6 gezeigten vorstehenden Fläche 305c entlang der Richtung parallel zur U Richtung gebildet wird. Die Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c sind in vorbestimmten Abständen entlang einer Richtung parallel zur V Richtung angeordnet.
Jede der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c weist einen oberen Endabschnitt auf, der am weitesten von der oberen Fläche 301a des Substrats 301 entfernt ist. In der Ausführungsform erstreckt sich jeder der oberen Endabschnitte der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c in der Richtung parallel zur U Richtung. Hier liegt der Schwerpunkt auf einer bestimmten vorstehenden Fläche 305c der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c. Die vorstehende Fläche 305c weist eine erste geneigte Fläche 305a und eine zweite geneigte Fläche 305b auf. Die erste geneigte Fläche 305a bezieht sich auf den Teil der vorstehenden Fläche 305c auf der Seite der V Richtung des oberen Endabschnitts der vorstehenden Fläche 305c. Die zweite geneigte Fläche 305b bezieht sich auf den Teil der vorstehenden Fläche 305c auf der Seite der -V Richtung des oberen Endabschnitts der vorstehenden Fläche 305c. In 5 ist eine Grenze zwischen der ersten geneigten Fläche 305a und der zweiten geneigten Fläche 305b durch eine gepunktete Linie dargestellt.
Der obere Endabschnitt der vorstehenden Fläche 305c kann die Grenze zwischen der ersten geneigten Fläche 305a und der zweiten geneigten Fläche 305b sein. In einem solchen Fall zeigt die gestrichelte Linie in 5 den oberen Endabschnitt der vorstehenden Fläche 305c an.
Die obere Fläche 301a des Substrats 301 ist parallel zur XY Ebene. Jede der ersten geneigten Fläche 305a und der zweiten geneigten Fläche 305b ist in Bezug auf die obere Fläche 301a des Substrats 301, d.h. die XY-Ebene, geneigt. In einem Querschnitt senkrecht zur oberen Fläche 301a des Substrats 301 wird ein Abstand zwischen der ersten geneigten Fläche 305a und der zweiten geneigten Fläche 305b in einer Richtung weg von der oberen Fläche 301a des Substrats 301 kleiner.
Da in dieser Ausführungsform zwei oder mehr vorstehende Flächen 305c vorhanden sind, beträgt die Anzahl der ersten geneigten Flächen 305a und der zweiten geneigten Flächen 305b ebenfalls zwei oder mehr. Die Isolationsschicht 305 weist die Mehrzahl der ersten geneigten Flächen 305a und die Mehrzahl der zweiten geneigten Flächen 305b auf.
Die Isolationsschicht 305 weist ferner eine ebene Fläche 305d auf, die um die Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c herum vorhanden ist. Die ebene Fläche 305d ist eine Fläche, die parallel zur oberen Fläche 301a des Substrats 301 verläuft. Jede der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c ragt in Z Richtung aus der ebenen Fläche 305d hervor. Bei dieser Ausführungsform sind die Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c in bestimmten Abständen angeordnet. Somit befindet sich die ebene Fläche 305d zwischen den beiden vorstehenden Flächen 305c, die in V Richtung aneinander angrenzen.
Die Isolationsschicht 305 weist eine Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten, die jeweils in die Z Richtung vorstehen, und einen flachen Abschnitt auf, der um die Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte herum vorhanden ist. Jeder der Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten erstreckt sich in der Richtung parallel zur U Richtung und weist die vorstehende Fläche 305c auf. Die Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten sind in vorbestimmten Abständen in der Richtung parallel zur V Richtung angeordnet. Die Dicke (die Abmessung in Z Richtung) des flachen Abschnitts ist im Wesentlichen konstant. Die Isolationsschicht 304 hat eine im Wesentlichen konstante Dicke (d. h. eine Abmessung in der Z Richtung) und ist entlang der unteren Fläche der Isolationsschicht 305 ausgebildet.
Die Mehrzahl der unteren Elektroden 61B sind auf der Mehrzahl der ersten geneigten Flächen 305a aufgebracht. Die Mehrzahl der unteren Elektroden 61C sind auf der Mehrzahl der zweiten geneigten Flächen 305b aufgebracht. Da, wie oben beschrieben, jede der ersten geneigten Flächen 305a und der zweiten geneigten Flächen 305b in Bezug auf die obere Fläche 301a des Substrats 301, d. h. die XY Ebene, geneigt ist, sind jede der oberen Flächen der Mehrzahl von unteren Elektroden 61B und jede der oberen Flächen der Mehrzahl von unteren Elektroden 61C ebenfalls in Bezug auf die XY Ebene geneigt. Man kann also sagen, dass die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C auf den geneigten Flächen aufgebracht sind, die in Bezug auf die XY Ebene geneigt sind. Die Isolationsschicht 305 ist ein Element zum Tragen jedes der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B und der Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C, so dass diese MR Elemente in Bezug auf die XY Ebene geneigt sein können.
Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform die ersten geneigten Flächen 305a gekrümmte Flächen sind. Daher sind die ersten MR Elemente 50B entlang der gekrümmten Flächen (der ersten geneigten Flächen 305a) gekrümmt. Der Einfachheit halber sind in der vorliegenden Ausführungsform die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der ersten MR Elemente 50B als gerade Richtungen definiert, wie oben beschrieben. Die W1 Richtung und die -W1 Richtung, die die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der ersten MR Elemente 50B sind, sind auch Richtungen, in denen sich die Tangenten an die ersten geneigten Flächen 305a in der Nähe der ersten MR Elemente 50B erstrecken.
In ähnlicher Weise sind bei dieser Ausführungsform die zweiten geneigten Flächen 305b gekrümmte Flächen. Daher sind die zweiten MR Elemente 50C entlang der gekrümmten Flächen (die zweiten geneigten Flächen 305b) gekrümmt. Der Einfachheit halber sind in der vorliegenden Ausführungsform die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der zweiten MR Elemente 50C als gerade Richtungen definiert, wie oben beschrieben. Die W2 Richtung und die -W2 Richtung, die die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der zweiten MR Elemente 50C sind, sind auch Richtungen, in denen sich die Tangenten an die zweiten geneigten Flächen 305b in der Nähe der zweiten MR Elemente 50C erstrecken.
Wie in 5 gezeigt, ist die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B derart aufgebracht, dass zwei oder mehr MR Elemente 50B sowohl in der U Richtung als auch in der V Richtung angeordnet sind. Die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B sind in einer Reihe auf einer ersten geneigten Fläche 305a ausgerichtet. In ähnlicher Weise ist die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C derart aufgebracht, dass zwei oder mehr MR Elemente 50C sowohl in U Richtung als auch in V Richtung angeordnet sind. Die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C sind in einer Reihe auf einer zweiten geneigten Fläche 305b ausgerichtet. In der Ausführungsform sind die Reihe der Mehrzahl von ersten MR Elemente 50B und die Reihe der Mehrzahl von zweiten MR Elemente 50C abwechselnd in der Richtung parallel zur V Richtung angeordnet.
Es ist zu beachten, dass ein erstes MR Element 50B und ein zweites MR Element 50C, die aneinander angrenzen, in der Z Richtung gesehen in der Richtung parallel zur U Richtung abweichen können oder nicht. Zwei erste MR Elemente 50B, die über ein zweites MR Element 50C aneinander angrenzen, können in der Z Richtung gesehen parallel zur U Richtung abweichen oder nicht. Zwei zweite MR Elemente 50C, die über ein erstes MR Element 50B aneinander angrenzen, können in der Z Richtung gesehen parallel zur U Richtung abweichen oder nicht.
Die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B sind durch die Mehrzahl der unteren Elektroden 61B und die Mehrzahl der oberen Elektroden 62B in Reihe geschaltet. Hier wird ein Verfahren zum Verbinden der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B unter Bezugnahme auf 7 im Detail beschrieben. In 7 bezeichnet das Bezugszeichen 61 eine untere Elektrode, die einem bestimmten MR Element 50 zugeordnet ist, und das Bezugszeichen 62 bezeichnet eine obere Elektrode, die dem bestimmten MR Element 50 zugeordnet ist. Wie in 7 dargestellt, hat jede untere Elektrode 61 eine lange, schlanke Form. Zwei untere Elektroden 61, die in longitudinaler Richtung der unteren Elektroden 61 aneinander angrenzen, haben einen Spalt dazwischen. MR Elemente 50 sind in der Nähe beider longitudinaler Enden auf der oberen Fläche jeder unteren Elektrode 61 aufgebracht. Jede obere Elektrode 62 hat eine lange, schlanke Form und verbindet elektrisch zwei benachbarte MR Elemente 50, die auf zwei unteren Elektroden 61 aufgebracht sind, die in longitudinaler Richtung der unteren Elektroden 61 aneinander angrenzen.
Obwohl nicht dargestellt, ist ein MR Element 50, das sich am Ende einer Reihe einer Mehrzahl von ausgerichteten MR Elementen 50 befindet, mit einem anderen MR Element 50 verbunden, das sich am Ende einer anderen Reihe einer Mehrzahl von MR Elementen 50 befindet, die in einer Richtung angrenzen, die sich mit der longitudinalen Richtung der unteren Elektroden 61 schneidet. Diese beiden MR Elemente 50 sind durch eine nicht gezeigte Elektrode miteinander verbunden. Bei der nicht gezeigten Elektrode kann es sich um eine Elektrode handeln, die die unteren Flächen oder die oberen Flächen der beiden MR Elemente 50 miteinander verbindet.
In einem Fall, in dem die in 7 gezeigten MR Elemente 50 die ersten MR Elemente 50B sind, entsprechen die in 7 gezeigten unteren Elektroden 61 den unteren Elektroden 61B, und die in 7 gezeigten oberen Elektroden 62 entsprechen den oberen Elektroden 62B. In einem solchen Fall ist die longitudinale Richtung der unteren Elektroden 61 parallel zur U Richtung.
In ähnlicher Weise wird die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C durch die Mehrzahl der unteren Elektroden 61C und die Mehrzahl der oberen Elektroden 62C in Reihe geschaltet. Die vorangehende Beschreibung des Verfahrens zum Verbinden der Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B gilt auch für das Verfahren zum Verbinden der Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C. In einem Fall, in dem die in 7 gezeigten MR Elemente 50 die zweiten MR Elemente 50C sind, entsprechen die in 7 gezeigten unteren Elektroden 61 den unteren Elektroden 61C, und die in 7 gezeigten oberen Elektroden 62 entsprechen den oberen Elektroden 62C. In einem solchen Fall ist die longitudinale Richtung der unteren Elektroden 61 parallel zur U Richtung.
Jedes der Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82 erstreckt sich in einer Richtung parallel zur Y Richtung. Die Mehrzahl der oberen Spulenelemente 82 sind in X Richtung angeordnet. Insbesondere überlappen in der vorliegenden Ausführungsform, in Z Richtung gesehen, jedes der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B und der Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C zwei obere Spulenelemente 82.
Jedes der Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 erstreckt sich in einer Richtung parallel zur Y Richtung. Die Mehrzahl der unteren Spulenelemente 81 sind in X Richtung angeordnet. Die Form und Anordnung der Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 kann gleich oder verschieden von denen der Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82 sein. In dem in den 5 und 6 dargestellten Beispiel ist die Abmessung in X Richtung jedes der Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 kleiner als die Abmessung in X Richtung jedes der Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82. Der Abstand zwischen zwei in X Richtung aneinander angrenzenden unteren Spulenelementen 81 ist kleiner als der Abstand zwischen zwei in X Richtung aneinander angrenzenden oberen Spulenelementen 82.
In dem in den 5 und 6 dargestellten Beispiel sind die Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 und die Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82 elektrisch derart verbunden, dass sie die Spule 80 bilden, die ein Magnetfeld in einer Richtung parallel zur X Richtung an die freie Schicht 53 in jedem der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B und der Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C anlegt. Alternativ kann die Spule 80 derart eingerichtet sein, dass sie beispielsweise in der Lage ist, ein Magnetfeld in der X Richtung an die freien Schichten 53 in den ersten und zweiten Widerstandsabschnitten R21 und R22 der ersten Detektionsschaltung 20 und den ersten und zweiten Widerstandsabschnitten R31 und R32 der zweiten Detektionsschaltung 30 anzulegen und ein Magnetfeld in der -X Richtung an die freien Schichten 53 in den dritten und vierten Widerstandsabschnitten R23 und R24 der ersten Detektionsschaltung 20 und den dritten und vierten Widerstandsabschnitten R33 und R34 der zweiten Detektionsschaltung 30 anzulegen. Die Spule 80 kann durch den Prozessor 40 gesteuert werden.
Im Folgenden werden das erste und das zweite Detektionssignal beschrieben. Zunächst wird das erste Detektionssignal unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wenn sich die Stärke der Komponente des Zielmagnetfeldes in der Richtung parallel zur W1 Richtung ändert, ändert sich der Widerstand jedes der Widerstandsabschnitte R21 bis R24 der ersten Detektionsschaltung 20 entweder derart, dass die Widerstände der Widerstandsabschnitte R21 und R23 zunehmen und die Widerstände der Widerstandsabschnitte R22 und R24 abnehmen oder derart, dass die Widerstände der Widerstandsabschnitte R21 und R23 abnehmen und die Widerstände der Widerstandsabschnitte R22 und R24 zunehmen. Dadurch ändert sich das elektrische Potential an jedem der Signalausgangsanschlüsse E21 und E22. Die erste Detektionsschaltung 20 erzeugt ein Signal, das dem elektrischen Potential des Signalausgangsanschlusses E21 entspricht, als ein erstes Detektionssignal S21, und erzeugt ein Signal, das dem elektrischen Potential des Signalausgangsanschlusses E22 entspricht, als ein erstes Detektionssignal S22.
Als nächstes wird das zweite Detektionssignal unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wenn sich die Stärke der Komponente des Zielmagnetfeldes in der Richtung parallel zur W2 Richtung ändert, ändert sich der Widerstand jedes der Widerstandsabschnitte R31 bis R34 der zweiten Detektionsschaltung 30 entweder derart, dass die Widerstände der Widerstandsabschnitte R31 und R33 zunehmen und die Widerstände der Widerstandsabschnitte R32 und R34 abnehmen, oder derart, dass die Widerstände der Widerstandsabschnitte R31 und R33 abnehmen und die Widerstände der Widerstandsabschnitte R32 und R34 zunehmen. Dadurch ändert sich das elektrische Potential an jedem der Signalausgangsanschlüsse E31 und E32. Die zweite Detektionsschaltung 30 erzeugt ein Signal, das dem elektrischen Potential des Signalausgangsanschlusses E31 entspricht, als ein zweites Detektionssignal S31, und erzeugt ein Signal, das dem elektrischen Potential des Signalausgangsanschlusses E32 entspricht, als ein zweites Detektionssignal S32.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Prozessors 40 beschrieben. Der Prozessor 40 ist derart eingerichtet, dass er den ersten Detektionswert und den zweiten Detektionswert basierend auf den ersten Detektionssignalen S21 und S22 und den zweiten Detektionssignalen S31 und S32 erzeugt. Der erste Detektionswert ist ein Detektionswert, der der Komponente des Zielmagnetfeldes in der Richtung parallel zur V Richtung entspricht. Der zweite Detektionswert ist ein Detektionswert, der der Komponente des Zielmagnetfeldes in der Richtung parallel zur Z Richtung entspricht. Der erste Detektionswert wird durch das Symbol Sv dargestellt, und der zweite Detektionswert wird durch das Symbol Sz dargestellt.
Der Prozessor 40 erzeugt die ersten und zweiten Detektionswerte Sa und Sz beispielsweise wie folgt. Zunächst erzeugt der Prozessor 40 einen Wert Sa durch eine Arithmetik, die das Bilden der Differenz S21-S22 zwischen dem ersten Detektionssignal S21 und dem ersten Detektionssignal S22 beinhaltet, und erzeugt einen Wert Sb durch eine Arithmetik, die das Bilden der Differenz S31-S32 zwischen dem zweiten Detektionssignal S31 und dem zweiten Detektionssignal S32 beinhaltet. Als nächstes berechnet der Prozessor 40 die Werte Sc und Sd unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (1) und (2). $Sc = (Sb + Sa) / (2 cos α)$
$Sd = (Sb - Sa) / (2 sin α)$
Der erste Detektionswert Sv kann der Wert Sc selbst sein oder das Ergebnis einer vorbestimmten Korrektur, wie beispielsweise einer Verstärkungsanpassung oder einer Offset-Anpassung, die an dem Wert Sc vorgenommen wurde. In gleicher Weise kann der zweite Detektionswert Sz der Wert Sd selbst sein oder das Ergebnis einer vorbestimmten Korrektur, wie beispielsweise einer Verstärkungsanpassung oder einer Offset-Anpassung, die an dem Wert Sd vorgenommen wurde.
Als nächstes werden Merkmale der Struktur des Magnetsensors 1 gemäß der Ausführungsform beschrieben. Hier wird eine Kombination aus dem MR Element 50 und der unteren Elektrode 61 als MR Elementstruktur bezeichnet und durch das Bezugszeichen 70 dargestellt. Die MR Elementstruktur 70 weist die untere Elektrode 61 und das MR Element 50 auf, das auf der unteren Elektrode 61 aufgebracht ist. Das MR Element 50 weist die magnetisierte Schicht 51 und die freie Schicht 53 auf. Die MR Elementstruktur 70 ist derart konfiguriert, dass ein Strom in der Stapelrichtung der unteren Elektrode 61 und des MR Elements 50 fließt.
Zunächst wird die MR Elementstruktur 70 eines ersten Beispiels beschrieben. 8 ist eine Schnittansicht, die die MR Elementstruktur 70 des ersten Beispiels zeigt. 9 ist eine Schnittansicht, die das MR Element 50 und die untere Elektrode 61 der in 8 gezeigten MR Elementstruktur 70 zeigt.
8 zeigt einen Querschnitt durch das MR Element 50, das auf einer gegebenen geneigten Fläche 305e und parallel zu einer VZ Ebene aufgebracht ist. Nachfolgend wird ein Querschnitt parallel zur VZ Ebene als VZ Querschnitt bezeichnet. Der in 8 gezeigte VZ Querschnitt kann derjenige sein, bei dem ein Querschnitt des MR Elements 50 von einer Position aus gesehen wird, die wie in 6 in U Richtung vorne liegt. In diesem Fall entsprechen das MR Element 50, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305e jeweils dem ersten MR Element 50B, der unteren Elektrode 61B und der ersten geneigten Fläche 305a. Alternativ kann der in 8 gezeigte VZ Querschnitt derjenige sein, bei dem ein Querschnitt des MR Elements 50 von einer Position aus gesehen wird, die in -U Richtung vorne liegt. In diesem Fall entsprechen das MR Element 50, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305e jeweils dem zweiten MR Element 50C, der unteren Elektrode 61C und der zweiten geneigten Fläche 305b.
Wie in den 8 und 9 gezeigt, werden eine erste Richtung D1 und eine zweite Richtung D2 parallel zur VZ Ebene definiert. Die erste Richtung D1 ist eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305e liegt und ist auch eine Richtung weg von einer Bezugsebene. In der vorliegenden Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass die obere Fläche 301a des Substrats 301 (siehe 6) die Bezugsebene ist. Die Z Richtung ist eine Richtung, die senkrecht zur Bezugsebene (die obere Fläche 301a des Substrats 301) liegt. Die zweite Richtung D2 ist eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305e verläuft und ebenfalls näher an der Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) liegt.
In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305e liegt und parallel zur ersten Richtung D1 ist (eine Richtung parallel zur zweiten Richtung D2), einfach als eine Richtung entlang der geneigten Fläche 305e bezeichnet. Eine solche Richtung ist auch eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305e liegt und in der sich ein Abstand von der Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) ändert.
Das MR Element 50 weist eine untere Fläche 50a, die der geneigten Fläche 305e zugewandt ist, eine obere Fläche 50b auf der der unteren Fläche 50a gegenüberliegenden Seite, eine erste Seitenfläche 50c und eine zweite Seitenfläche 50d auf. Die erste Seitenfläche 50c verbindet einen Endabschnitt der unteren Fläche 50a auf der Seite der ersten Richtung D1 und einen Endabschnitt der oberen Fläche 50b auf der Seite der ersten Richtung D1. Die zweite Seitenfläche 50d ist vor der ersten Seitenfläche 50c in der zweiten Richtung D2 aufgebracht. Die zweite Seitenfläche 50d verbindet einen Endabschnitt der unteren Fläche 50a auf der Seite der zweiten Richtung D2 und einen Endabschnitt der oberen Fläche 50b auf der Seite der zweiten Richtung D2.
In 8 bezeichnet das Bezugszeichen P1 eine virtuelle Ebene, die das MR Element 50 schneidet und senkrecht zur geneigten Fläche 305e steht. Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform die obere Fläche 50b des MR Elements 50 gekrümmt. Wenn die in 8 gezeigte obere Fläche 50b des MR Elements 50 als Teil einer zylindrischen Fläche betrachtet wird, weist die virtuelle Ebene P1 eine Mittelachse C1 der zylindrischen Fläche auf und schneidet auch das MR Element 50. Die virtuelle Ebene P1 schneidet die Mitte der oberen Fläche 50b in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e.
Wie in 8 gezeigt, ist ein Teil der ersten Seitenfläche 50c derart geneigt, dass ein Abstand zwischen einem Teil der ersten Seitenfläche 50c und der virtuellen Ebene P1 an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer wird. In ähnlicher Weise ist die zweite Seitenfläche 50d derart geneigt, dass ein Abstand zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der virtuellen Ebene P1 an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer wird. Der Abstand zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der zweiten Seitenfläche 50d wird an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer.
Die Form der zweiten Seitenfläche 50d des MR Elements 50 in einem gegebenen Querschnitt parallel zur VZ Ebene ist anders als die Form der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50. Insbesondere ist die Form der zweiten Seitenfläche 50d asymmetrisch zur Form der ersten Seitenfläche 50c um die virtuelle Ebene P1 als Zentrum. Der Abstand zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der virtuellen Ebene P1 in einem gegebenen Querschnitt parallel zu der geneigten Fläche 305e ist größer als der Abstand zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der virtuellen Ebene P1 in einem Abschnitt nahe der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61. In anderen Abschnitten als dem Abschnitt nahe der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61 kann der Abstand zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der virtuellen Ebene P1 gleich dem Abstand zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der virtuellen Ebene P1 sein.
Wie in 9 gezeigt, weist die erste Seitenfläche 50c einen ersten Abschnitt S1 und einen zweiten Abschnitt S2 mit unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf die geneigte Fläche 305e auf. Insbesondere ist im ersten Beispiel der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, 0 oder nahezu 0. Der erste Abschnitt S1 erstreckt sich entlang der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61.
Der zweite Abschnitt S2 ist an einer Position aufgebracht, die weiter von der geneigten Fläche 305e entfernt ist als eine Position, an der der erste Abschnitt S1 aufgebracht ist. Der Winkel, den der zweite Abschnitt S2 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, ist größer als der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet. Der Winkel, den der zweite Abschnitt S2 in Bezug auf die Richtung parallel zur Z Richtung bildet, ist kleiner als der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die Richtung parallel zur Z Richtung bildet. Der zweite Abschnitt S2 ist derart geneigt, dass der Abstand zwischen dem zweiten Abschnitt S2 und der virtuellen Ebene P1 (siehe 8) an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer wird. Der Abstand zwischen dem zweiten Abschnitt S2 und der virtuellen Ebene P1 ist kleiner als oder gleich dem Mindestabstand zwischen dem ersten Abschnitt S1 und der virtuellen Ebene P1.
In dem in 9 gezeigten Beispiel ist sowohl der erste Abschnitt S1 als auch der zweite Abschnitt S2 eine gekrümmte Fläche. Der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, kann ein Winkel sein, der durch eine erste Tangente und eine zweite Tangente gebildet wird, die jeweils parallel zur VZ Ebene verlaufen. Die erste Tangente ist eine Tangente, die einen bestimmten ersten Punkt des ersten Abschnitts S1 berührt. Die zweite Tangente ist eine Tangente, die in Kontakt mit der geneigten Fläche 305e in der Nähe des ersten Punktes ist. Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem die erste Tangente und die zweite Tangente parallel zueinander sind, der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, 0 ist. Der Winkel, den der zweite Abschnitt S2 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, kann auch in ähnlicher Weise definiert werden wie der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet. Es ist zu beachten, dass sowohl der erste Abschnitt S1 als auch der zweite Abschnitt S2 nicht auf eine gekrümmte Fläche beschränkt ist, sondern auch eine ebene Fläche sein kann.
Wie oben beschrieben, weist das MR Element 50 die magnetisierte Schicht 51 als eine erste magnetische Schicht und die freie Schicht 53 als eine zweite magnetische Schicht auf. Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform die magnetisierte Schicht 51 zwischen der geneigten Fläche 305e und der freien Schicht 53 vorgesehen. Zumindest ein Teil des ersten Abschnitts S1 wird durch eine Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 gebildet. Zumindest ein Teil des zweiten Abschnitts S2 wird von einer Seitenfläche der freien Schicht 53 gebildet. Insbesondere wird im ersten Beispiel der zweite Abschnitt S2 durch eine Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 zusätzlich zur Seitenfläche der freien Schicht 53 gebildet. Mit anderen Worten, der zweite Abschnitt S2 wird über einen Bereich von der magnetisierten Schicht 51 bis zur freien Schicht 53 gebildet.
Die erste Seitenfläche 50c weist ferner einen dritten Abschnitt S3 auf. Der dritte Abschnitt S3 ist an einer Position aufgebracht, die näher an der geneigten Fläche 305e liegt als eine Position, an der der erste Abschnitt S1 aufgebracht ist. Der dritte Abschnitt S3 ist vor dem ersten Abschnitt S1 in der ersten Richtung D1 aufgebracht.
Wie in 9 gezeigt, weist die zweite Seitenfläche 50d einen vierten Abschnitt S4 und einen fünften Abschnitt S5 mit unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf die geneigte Fläche 305e auf. Der fünfte Abschnitt S5 ist an einer Position aufgebracht, die weiter von der geneigten Fläche 305e entfernt ist als eine Position, an der der vierte Abschnitt S4 aufgebracht ist. Der Winkel, den der fünfte Abschnitt S5 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, ist größer als der Winkel, den der vierte Abschnitt S4 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet. Der Winkel, den der fünfte Abschnitt S5 in Bezug auf die Richtung parallel zur Z Richtung bildet, ist kleiner als der Winkel, den der vierte Abschnitt S4 in Bezug auf die Richtung parallel zur Z Richtung bildet.
Der vierte Abschnitt S4 ist derart geneigt, dass der Abstand zwischen dem vierten Abschnitt S4 und der virtuellen Ebene P1 (siehe 8) an Positionen näher an der unteren Elektrode 61 größer wird. In ähnlicher Weise ist der fünfte Abschnitt S5 derart geneigt, dass der Abstand zwischen dem fünften Abschnitt S5 und der virtuellen Ebene P1 (siehe 8) an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer wird. Der Abstand zwischen dem fünften Abschnitt S5 und der virtuellen Ebene P1 ist kleiner als oder gleich dem Mindestabstand zwischen dem vierten Abschnitt S4 und der virtuellen Ebene P1.
In dem in 9 gezeigten Beispiel sind der vierte Abschnitt S4 und der fünfte Abschnitt S5 jeweils eine gekrümmte Fläche. Der vierte Abschnitt S4 und der fünfte Abschnitt S5 können jedoch auch jeweils eine ebene Fläche sein.
Zumindest ein Teil des vierten Abschnitts S4 wird von einer Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 gebildet. Zumindest ein Teil des fünften Abschnitts S5 wird von einer Seitenfläche der freien Schicht 53 gebildet. Der gesamte vierte Abschnitt S4 kann von der Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 gebildet werden, und der gesamte fünfte Abschnitt S5 kann von der Seitenfläche der freien Schicht 53 gebildet werden. Alternativ kann jeweils ein Teil des vierten Abschnitts S4 und des fünften Abschnitts S5 durch eine Seitenfläche der Spaltschicht 52 gebildet werden. In einem solchen Fall kann eine Grenze zwischen dem ersten Abschnitt S1 und dem zweiten Abschnitt S2 auf der Seitenfläche der Zwischenschicht 52 vorhanden sein.
Wie in 8 gezeigt, weist die untere Elektrode 61 eine untere Fläche 61a, die der geneigten Fläche 305e zugewandt ist, eine obere Fläche 61b auf der der unteren Fläche 61a gegenüberliegenden Seite, eine dritte Seitenfläche 61c und eine vierte Seitenfläche 61d auf. Die dritte Seitenfläche 61c verbindet einen Endabschnitt der unteren Fläche 61a auf der Seite der ersten Richtung D1 und einen Endabschnitt der oberen Fläche 61b auf der Seite der ersten Richtung D1.
Die vierte Seitenfläche 61d ist auf der von der dritten Seitenfläche 61c abgewandten Seite entlang einer oberen Fläche der Isolationsschicht 305 angeordnet. Nachfolgend werden ein erstes Beispiel und ein zweites Beispiel für die vierte Seitenfläche 61d beschrieben. Zunächst wird das erste Beispiel für die vierte Seitenfläche 61d unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist eine Schnittansicht, die das erste Beispiel der vierten Seitenfläche 61d zeigt. Im ersten Beispiel ist die untere Elektrode 61 in einem Bereich zwischen der geneigten Fläche 305e und der ebenen Fläche 305d ausgebildet. Die vierte Seitenfläche 61d verbindet auf der ebenen Fläche 305d einen Endabschnitt der unteren Fläche 61a und einen Endabschnitt der oberen Fläche 61b, der sich oberhalb der ebenen Fläche 305d befindet.
Als nächstes wird das zweite Beispiel der vierten Seitenfläche 61d unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. 11 ist eine Schnittansicht, die das zweite Beispiel für die vierte Seitenfläche 61d zeigt. Im zweiten Beispiel ist die gesamte untere Elektrode 61 auf der geneigten Fläche 305e angeordnet. Die vierte Seitenfläche 61d befindet sich auf der geneigten Fläche 305e. Die vierte Seitenfläche 61d verbindet einen Endabschnitt der unteren Fläche 61a auf der Seite der zweiten Richtung D2 und einen Endabschnitt der oberen Fläche 61b auf der Seite der zweiten Richtung D2.
Es ist zu beachten, dass in 6 die unteren Elektroden 61 jeweils die in 11 gezeigte vierte Seitenfläche 61d aufweisen. Die unteren Elektroden 61 in 6 können jedoch auch jeweils die in 10 gezeigte vierte Seitenfläche 61d aufweisen.
Die MR Elementstruktur 70 weist eine untere Fläche 70a, die der geneigten Fläche 305e zugewandt ist, und eine obere Fläche 70b auf der der unteren Fläche 70a gegenüberliegenden Seite auf. Die untere Fläche 70a der MR Elementstruktur 70 wird von der unteren Fläche 61a der unteren Elektrode 61 gebildet. Die obere Fläche 70b der MR Elementstruktur 70 wird durch die obere Fläche 50b des MR Elements 50 gebildet.
Die MR Elementstruktur 70 weist ferner eine erste Fläche 70c auf, die die untere Fläche 70a und die obere Fläche 70b verbindet. Die erste Fläche 70c ist aus der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50, der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 und einem Teil der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61 gebildet, der nicht mit dem MR Element 50 bedeckt ist.
Die erste Fläche 70c weist zwei Stufen auf. Mit anderen Worten, die erste Fläche 70c umfasst eine erste Stufe, die zwischen dem ersten Abschnitt S1 und dem dritten Abschnitt S3 der ersten Seitenfläche 50c vorhanden ist, und eine zweite Stufe, die zwischen dem dritten Abschnitt S3 der ersten Seitenfläche 50c und der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 vorhanden ist. Die erste Stufe befindet sich auf dem MR Element 50 der MR Elementstruktur 70. Die zweite Stufe befindet sich zwischen dem MR Element 50 und der unteren Elektrode 61.
Die MR Elementstruktur 70 weist ferner eine zweite Fläche 70d auf, die die untere Fläche 70a und die obere Fläche 70b auf der Seite einer Richtung weg von der ersten Fläche 70c entlang der oberen Fläche der Isolationsschicht 305 verbindet. Die zweite Fläche 70d wird durch die zweite Seitenfläche 50d des MR Elements 50, die vierte Seitenfläche 61d der unteren Elektrode 61 und einen anderen Teil der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61 gebildet, der nicht mit dem MR Element 50 bedeckt ist. Die zweite Fläche 70d weist weniger Stufen auf als die erste Fläche 70c. Mit anderen Worten weist die zweite Fläche 70d eine Stufe zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der vierten Seitenfläche 61d auf.
Die Form der zweiten Fläche 70d in einem bestimmten Querschnitt parallel zur VZ Ebene unterscheidet sich von der Form der ersten Fläche 70c. Insbesondere ist die Form der zweiten Fläche 70d asymmetrisch zur Form der ersten Fläche 70c um die virtuelle Ebene P1 als Mittelpunkt.
Als nächstes wird die MR Elementstruktur 70 eines zweiten Beispiels beschrieben. 12 ist eine Schnittansicht, die die MR Elementstruktur 70 des zweiten Beispiels zeigt.
Im zweiten Beispiel unterscheidet sich die Form der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 von der Form des ersten Beispiels. Im zweiten Beispiel weist die erste Seitenfläche 50c des MR Elements 50 nicht den dritten Abschnitt S3 (siehe 9) auf. Im zweiten Beispiel sind die Formen der ersten Seitenfläche 50c und der zweiten Seitenfläche 50d des MR Elements 50 in einem gegebenen Querschnitt parallel zur VZ Ebene im Wesentlichen symmetrisch oder nahezu symmetrisch. Insbesondere ist die Form der ersten Seitenfläche 50c symmetrisch oder nahezu symmetrisch zur Form der zweiten Seitenfläche 50d um die virtuelle Ebene P1 als Mittelpunkt. Der Abstand zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der virtuellen Ebene P1 in einem gegebenen Querschnitt parallel zur geneigten Fläche 305e ist gleich oder fast gleich dem Abstand zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der virtuellen Ebene P1.
Im zweiten Beispiel gilt die Beschreibung des vierten und fünften Abschnitts S4 und S5 der zweiten Seitenfläche 50d des ersten Beispiels auch für den ersten und zweiten Abschnitt S1 und S2 der ersten Seitenfläche 50c im zweiten Beispiel (siehe 9). Das Ersetzen des vierten und fünften Abschnitts S4 und S5 in der Beschreibung des vierten und fünften Abschnitts S4 und S5 der zweiten Seitenfläche 50d im ersten Beispiel durch den ersten und zweiten Abschnitt S1 bzw. S2 kann eine Beschreibung des ersten und zweiten Abschnitts S1 und S2 der ersten Seitenfläche 50c im zweiten Beispiel liefern.
Im zweiten Beispiel weist die obere Fläche 61b der unteren Elektrode 61 einen ersten Abschnitt 61b1, einen zweiten Abschnitt 61b2 und einen dritten Abschnitt 61b3 auf. Das MR Element 50 ist auf dem ersten Abschnitt 61b1 angeordnet. Der zweite Abschnitt 61b2 ist mit der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 verbunden. Sowohl der erste als auch der zweite Abschnitt 61b1 und 61b2 erstrecken sich entlang der geneigten Fläche 305e. Der zweite Abschnitt 61b2 befindet sich an einer Position, die näher an der geneigten Fläche 305e liegt als die Position, an der sich der erste Abschnitt 61b1 befindet. Der dritte Abschnitt 61b3 verbindet den ersten Abschnitt 61b1 und den zweiten Abschnitt 61b2.
Im zweiten Beispiel wird die erste Fläche 70c der MR Elementstruktur 70 durch die erste Seitenfläche 50c des MR Elements 50, einen Teil des ersten Abschnitts 61b1 der oberen Fläche 61b, der nicht mit dem MR Element 50 bedeckt ist, den zweiten und dritten Abschnitt 61b2 und 61b3 der oberen Fläche 61b und die dritte Seitenfläche 61c gebildet. Die erste Fläche 70c umfasst eine erste Stufe zwischen der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 und dem dritten Abschnitt 61b3 der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61 sowie eine zweite Stufe zwischen der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 und dem dritten Abschnitt 61b3 der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61. Die erste Stufe befindet sich zwischen dem MR Element 50 und der unteren Elektrode 61. Die zweite Stufe befindet sich an der unteren Elektrode 61.
Als nächstes werden die Funktionsweise und die Auswirkungen des Magnetsensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform weist die erste Fläche 70c der MR Elementstruktur 70 die erste und zweite Stufe auf. Im ersten Beispiel ist die erste Stufe auf dem MR Element 50 der MR Elementstruktur 70 vorhanden. Unter der Voraussetzung, dass die erste Stufe nicht vorhanden ist, hat die erste Seitenfläche 50c des MR Elements 50 ein glattes Profil in einem Bereich von der unteren Fläche 50a bis zur oberen Fläche 50b des MR Elements 50. Wenn der Vergleich unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die Abmessung der unteren Fläche 50a und die Abmessung der oberen Fläche 50b des MR Elements 50 in einer Richtung entlang der geneigten Fläche 305e gleich sind, ist ein Spalt zwischen der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 und der oberen Elektrode 62 in der vorliegenden Ausführungsform größer als in dem Fall, in dem die erste Stufe nicht vorhanden ist. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Kurzschluss zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der oberen Elektrode 62 unterdrückt werden.
Im zweiten Beispiel ist die zweite Stufe an der unteren Elektrode 61 ausgebildet. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Abstand zwischen der unteren Elektrode 61 und der oberen Elektrode 62 vergrößert werden als in dem Fall, in dem die zweite Stufe nicht vorhanden ist. Dadurch kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein Kurzschluss zwischen der unteren Elektrode 61 und der oberen Elektrode 62 unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die magnetisierte Schicht 51 zwischen der geneigten Fläche 305e und der freien Schicht 53 vorgesehen. Wenn der Vergleich unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die Abmessung der oberen Fläche 50b des MR Elements 50 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e gleich ist, ist die Abmessung der magnetisierten Schicht 51 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e in der vorliegenden Ausführungsform größer als in dem Fall, in dem die erste Seitenfläche 50c den ersten Abschnitt S1 nicht aufweist. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Volumen der magnetisierten Schicht 51 vergrößert werden, und somit kann eine Änderung der Magnetisierungsrichtung der magnetisierten Schicht 51 unterdrückt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die zweite Seitenfläche 50d den vierten Abschnitt S4 und den fünften Abschnitt S5 auf, die unterschiedliche Winkel in Bezug auf die geneigte Fläche 305e haben. Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Winkel, den der fünfte Abschnitt S5 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, größer als der Winkel, den der vierte Abschnitt S4 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet. In einem Fall, in dem die zweite Seitenfläche 50d den fünften Abschnitt S5 nicht aufweist, d.h. in einem Fall, in dem die gesamte zweite Seitenfläche 50d im Wesentlichen der vierte Abschnitt S4 ist, ist der Winkel, den die zweite Seitenfläche 50d in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, insgesamt klein. In einem solchen Fall hat die zweite Seitenfläche 50d eine sich sanft verjüngende Form. Ein Bereich, in dem die obere Elektrode 62 der zweiten Seitenfläche 50d zugewandt ist, wird größer, je sanfter die Verjüngung ist.
Im Gegensatz dazu weist die zweite Seitenfläche 50d in der vorliegenden Ausführungsform den fünften Abschnitt S5 zusätzlich zu dem vierten Abschnitt S4 auf. Wenn der Vergleich unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die Abmessung der Bodenfläche 50a des MR Elements 50 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e gleich ist, ist ein Bereich, in dem die obere Elektrode 62 der zweiten Seitenfläche 50d in der vorliegenden Ausführungsform gegenüberliegt, kleiner als in dem Fall, in dem die zweite Seitenfläche 50d den fünften Abschnitt S5 nicht aufweist. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Kurzschluss zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der oberen Elektrode 62 unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform gehört zumindest ein Teil des vierten Abschnitts S4 zu der magnetisierten Schicht 51. Zumindest ein Teil des fünften Abschnitts S5 gehört zu der freien Schicht 53. Wenn der Vergleich unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die Abmessung der oberen Fläche 50b des MR Elements 50 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e gleich ist, ist die Abmessung der freien Schicht 53 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e in der vorliegenden Ausführungsform kleiner als in dem Fall, in dem die zweite Seitenfläche 50d den fünften Abschnitt S5 nicht aufweist. Die Richtung entlang der geneigten Fläche 305e ist eine Richtung orthogonal zu der longitudinalen Richtung des MR Elements 50 (die Richtung parallel zu der U Richtung) und ist die Richtung einer kurzen Seite des MR Elements 50. Somit kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Abmessung in der Richtung der kurzen Seite des MR Elements 50 verringert werden, und somit kann eine Abnahme der Formanisotropie (magnetische Formanisotropie) der freien Schicht 53 unterdrückt werden.
Die Formanisotropie (magnetische Formanisotropie) der freien Schicht 53 ändert sich auch in Abhängigkeit von dem Winkel, den eine Seitenfläche (ein Teil der zweiten Seitenfläche 50d) der freien Schicht 53 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet. Mit anderen Worten, je kleiner der vorgenannte Winkel ist, desto kleiner wird die Formanisotropie (magnetische Formanisotropie) der freien Schicht 53. In der vorliegenden Ausführungsform, da der fünfte Abschnitt S5 auf der freien Schicht 53 ausgebildet ist, ist der vorgenannte Winkel größer als in dem Fall, in dem der fünfte Abschnitt S5 nicht vorhanden ist. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Abnahme der Formanisotropie (magnetische Formanisotropie) der freien Schicht 53 unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn der Vergleich unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die Abmessung der oberen Fläche 50b des MR Elements 50 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e gleich ist, die Abmessung der magnetisierten Schicht 51 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e größer als in dem Fall, in dem die zweite Seitenfläche 50d den vierten Abschnitt S4 nicht aufweist. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Volumen der magnetisierten Schicht 51 vergrößert werden, und somit kann eine Änderung der Magnetisierungsrichtung der magnetisierten Schicht 51 unterdrückt werden.
Nachfolgend wird die MR Elementstruktur 70 eines dritten Beispiels kurz beschrieben. Die MR Elementstruktur 70 des dritten Beispiels weist das MR Element 50 des zweiten Beispiels und die untere Elektrode 61 des ersten Beispiels auf. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein Paar aus dem MR Element 50 des ersten oder zweiten Beispiels und dem MR Element 50 des dritten Beispiels als ein Paar aus dem ersten MR Element 50B und dem zweiten MR Element 50C der vorliegenden Ausführungsform gewählt werden. Beispielsweise kann das MR Element 50 des ersten oder zweiten Beispiels als das erste MR Element 50B und das MR Element 50 des dritten Beispiels als das zweite MR Element 50C ausgewählt werden. In einem solchen Fall weist jede der ersten und zweiten Flächen 70c und 70d der MR Elementstruktur 70, die das zweite MR Element 50C aufweist, eine Stufe auf.
Alternativ kann das MR Element 50 des ersten oder zweiten Beispiels jeweils als das erste MR Element 50B und das zweite MR Element 50C ausgewählt werden.
[Modifikationsbeispiele]
Nachfolgend werden erste und zweite Modifikationsbeispiele des Magnetsensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zunächst wird das erste Modifikationsbeispiel mit Bezug auf die 13 und 14 beschrieben. 13 ist eine Schnittansicht, die eine MR Elementstruktur des ersten Modifikationsbeispiels zeigt. 14 ist eine Schnittansicht, die ein magnetoresistives Element und eine untere Elektrode der in 13 gezeigten MR Elementstruktur zeigt.
13 zeigt den VZ Querschnitt durch das MR Element 50, das auf einer bestimmten geneigten Fläche 305f angeordnet ist. Der VZ Querschnitt kann derjenige sein, bei dem ein Querschnitt des MR Elements 50 von einer Position aus gesehen wird, die sich wie in 6 in U Richtung vorne befindet. In diesem Fall entsprechen das MR Element 50, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305f jeweils dem zweiten MR Element 50C, der unteren Elektrode 61C und der zweiten geneigten Fläche 305b. Alternativ kann der in 13 gezeigte VZ Querschnitt derjenige sein, bei dem ein Querschnitt des MR Elements 50 von einer Position aus gesehen wird, die in -U Richtung vorne liegt. In diesem Fall entsprechen das MR Element 50, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305f jeweils dem ersten MR Element 50B, der unteren Elektrode 61B und der ersten geneigten Fläche 305a.
Wie in den 13 und 14 gezeigt, werden eine dritte Richtung D3 und eine vierte Richtung D4 parallel zur VZ Ebene definiert. Die dritte Richtung D3 ist eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305f liegt und auch eine Richtung weg von der Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) ist. Die vierte Richtung D4 ist eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305f liegt und auch eine Richtung ist, die näher an der Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) liegt.
In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305f liegt und parallel zur dritten Richtung D3 (eine Richtung parallel zur vierten Richtung D4) ist, einfach als eine Richtung entlang der geneigten Fläche 305f bezeichnet. Eine solche Richtung ist auch eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305f liegt und in der sich ein Abstand von der Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) ändert.
In 13 bezeichnet das Bezugszeichen P2 eine virtuelle Ebene, die das MR Element 50 schneidet und senkrecht zur geneigten Fläche 305f steht. Wenn die in 13 gezeigte obere Fläche 50b des MR Elements 50 als Teil einer zylindrischen Fläche betrachtet wird, umfasst die virtuelle Ebene P2 eine Mittelachse C2 der zylindrischen Fläche und schneidet auch das MR Element 50. Die virtuelle Ebene P2 schneidet die Mitte der oberen Fläche 50b in Richtung der geneigten Fläche 305f.
Die Beschreibung der MR Elementstruktur 70 des ersten Beispiels gilt auch für die MR Elementstruktur 70 des ersten Modifikationsbeispiels mit Ausnahme einer Mehrzahl von Punkten, die im Folgenden beschrieben werden. Das Ersetzen der geneigten Fläche 305e, der ersten Richtung D1, der zweiten Richtung D2 und der virtuellen Ebene P1 in der Beschreibung der MR Elementstruktur 70 des ersten Beispiels durch die geneigte Fläche 305f, die dritte Richtung D3, die vierte Richtung D4 bzw. die virtuelle Ebene P2 kann eine Beschreibung der MR Elementstruktur 70 des ersten Modifikationsbeispiels liefern.
Im ersten Modifikationsbeispiel unterscheidet sich die Form der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 von der Form im ersten Beispiel. Im ersten Modifikationsbeispiel weist die erste Seitenfläche 50c den dritten Abschnitt S3 nicht auf.
Im ersten Modifikationsbeispiel wird die erste Fläche 70c der MR Elementstruktur 70 durch die erste Seitenfläche 50c des MR Elements 50 und die dritte Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 gebildet. Die erste Fläche 70c umfasst eine Stufe, die zwischen dem zweiten Abschnitt S2 der ersten Seitenfläche 50c und der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 vorhanden ist.
Als nächstes wird das zweite Modifikationsbeispiel unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. 15 ist eine Schnittansicht, die eine MR Elementstruktur des zweiten Modifikationsbeispiels zeigt.
Im zweiten Modifikationsbeispiel unterscheidet sich die Form der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 von der Form im ersten Modifikationsbeispiel. In dem zweiten Modifikationsbeispiel wird der erste Abschnitt S1 der ersten Seitenfläche 50c durch eine Seitenfläche der freien Schicht 53 zusätzlich zu einer Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 gebildet. Mit anderen Worten, der erste Abschnitt S1 wird über einen Bereich von der magnetisierten Schicht 51 bis zur freien Schicht 53 gebildet.
[Zweite Ausführungsform]
Ein Magnetsensor 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. 16 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Magnetsensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform hat jede der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c der Isolationsschicht 305 eine dreieckige dachartige Gesamtform, die durch Verschieben der in 16 gezeigten Dreiecksform der vorstehenden Fläche 305c in der Richtung parallel zur U Richtung gebildet wird. Alle der Mehrzahl von ersten geneigten Flächen 305a und der Mehrzahl von zweiten geneigten Flächen 305b der Isolationsschicht 305 sind ebene Flächen. Jede der Mehrzahl von ersten geneigten Flächen 305a ist eine ebene Fläche parallel zur U Richtung und zur W1 Richtung. Jede der Mehrzahl von zweiten geneigten Flächen 305b ist eine ebene Fläche parallel zur U Richtung und zur W2 Richtung.
Wie in dem in 6 gezeigten Beispiel kann die Isolationsschicht 305 eine Mehrzahl von Vorsprüngen zur Bildung der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c aufweisen. Alternativ kann die Isolationsschicht 305 eine Mehrzahl von Neigungen aufweisen, die in der Richtung parallel zur V Richtung angeordnet sind. Die Mehrzahl von Neigungen weisen jeweils eine erste Wandfläche, die einer ersten geneigten Fläche 305a entspricht, und eine zweite Wandfläche auf, die einer zweiten geneigten Fläche 305b entspricht. Eine vorstehende Fläche 305c wird durch die erste Wandfläche einer Neigung und die zweite Wandfläche einer anderen Neigung gebildet, die auf der Seite der -V Richtung an die eine Neigung angrenzt.
In dem in 16 gezeigten Beispiel haben die Mehrzahl von Neigungen jeweils eine untere Fläche, die der ebenen Fläche 305d entspricht. Die Mehrzahl von Neigungen müssen jedoch nicht jeweils eine Grundfläche haben.
Der Aufbau, die Funktionsweise und die Auswirkungen der vorliegenden Ausführungsform sind ansonsten die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen daran vorgenommen werden. Zum Beispiel ist die Form der ersten und zweiten Fläche 70c und 70d der MR Elementstruktur 70 nicht auf das in jeder Ausführungsform gezeigte Beispiel beschränkt und kann eine beliebige Form haben, solange die Anforderungen der Ansprüche erfüllt sind. Die erste Fläche 70c kann drei oder mehr Stufen aufweisen. In einem solchen Fall kann die zweite Fläche 70d weniger Stufen aufweisen als die erste Fläche 70c.
Der Magnetsensor 1 kann ferner eine dritte Detektionsschaltung aufweisen, die zur Detektion einer Komponente des Zielmagnetfelds in einer Richtung parallel zur X -Ebene eingerichtet ist und zumindest ein drittes Detektionssignal erzeugt, das der Komponente entspricht. In einem solchen Fall kann der Prozessor 40 derart konfiguriert sein, dass er auf der Grundlage des zumindest einen dritten Detektionssignals einen Detektionswert erzeugt, der einer Komponente des Zielmagnetfelds in der Richtung parallel zur U Richtung entspricht. Die dritte Detektionsschaltung kann mit der ersten und zweiten Detektionsschaltung 20 und 30 integriert sein oder in einem von der ersten und zweiten Detektionsschaltung 20 und 30 getrennten Chip enthalten sein.
Wie oben beschrieben, umfasst der Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung ein Substrat mit einer Bezugsebene; ein auf dem Substrat aufgebrachtes Trägerelement, wobei das Trägerelement eine geneigte Fläche aufweist, die in Bezug auf die Bezugsebene geneigt ist; und eine auf der geneigten Fläche aufgebrachte magnetische Detektionselementstruktur, wobei die magnetische Detektionselementstruktur eine der geneigten Fläche zugewandte untere Fläche, eine obere Fläche auf einer der unteren Fläche gegenüberliegenden Seite und eine erste Fläche aufweist, die die untere Fläche und die obere Fläche verbindet und zwei Stufen aufweist.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann die magnetische Detektionselementstruktur ferner eine zweite Fläche aufweisen, die die untere Fläche und die obere Fläche auf einer Seite einer Richtung weg von der ersten Fläche entlang der geneigten Fläche verbindet. Die zweite Fläche kann eine Form haben, die asymmetrisch zu einer Form der ersten Fläche um eine virtuelle Ebene als Zentrum ist, wobei die virtuelle Ebene die magnetische Detektionselementstruktur schneidet und senkrecht zu der geneigten Fläche ist. Die zweite Fläche kann weniger Stufen aufweisen als die erste Fläche.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann die magnetische Detektionselementstruktur eine untere Elektrode und ein auf der unteren Elektrode aufgebrachtes magnetisches Detektionselement aufweisen, und kann derart konfiguriert sein, dass ein Strom in einer Stapelrichtung der unteren Elektrode und des magnetischen Detektionselements fließt. Das magnetische Detektionselement kann eine freie Schicht und eine magnetisierte Schicht aufweisen, wobei die freie Schicht eine Magnetisierung aufweist, deren Richtung in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld variabel ist, die magnetisierte Schicht eine Magnetisierung aufweist, deren Richtung fest ist, und die magnetisierte Schicht zwischen der freien Schicht und der geneigten Fläche vorgesehen ist. Eine der beiden Stufen kann auf dem magnetischen Detektionselement vorhanden sein, und die andere der beiden Stufen kann zwischen dem magnetischen Detektionselement und der unteren Elektrode vorhanden sein. Alternativ kann eine der beiden Stufen zwischen dem magnetischen Detektionselement und der unteren Elektrode und die andere der beiden Stufen auf der unteren Elektrode vorhanden sein.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann die erste Fläche einen gekrümmten Flächenabschnitt aufweisen.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann die geneigte Fläche eine gekrümmte Fläche sein. Alternativ kann die geneigte Fläche auch eine ebene Fläche sein.
Der Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Isolationsschicht und eine obere Elektrode umfassen. Die magnetische Detektionselementstruktur kann eine untere Elektrode und ein auf der unteren Elektrode aufgebrachtes magnetisches Detektionselement aufweisen. Die obere Elektrode kann an einer Position aufgebracht sein, wo das magnetische Detektionselement zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode eingebettet ist. Die Isolationsschicht kann um die magnetische Detektionselementstruktur zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode aufgebracht sein.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Trägerelement eine vorstehende Fläche aufweisen, die in einer Richtung weg von der Bezugsebene vorsteht. Die vorstehende Fläche kann die geneigte Fläche und eine weitere geneigte Fläche aufweisen, die in Bezug auf die Bezugsebene geneigt ist und einer Richtung zugewandt ist, die sich von einer Richtung der vorhergehenden geneigten Fläche unterscheidet. In einem solchen Fall kann der Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine weitere magnetische Detektionselementstruktur aufweisen, die auf der weiteren geneigten Fläche aufgebracht ist und eine untere Fläche, die der weiteren geneigten Fläche zugewandt ist, eine obere Fläche auf einer der unteren Fläche gegenüberliegenden Seite und zwei Flächen aufweist, die jeweils die untere Fläche und die obere Fläche verbinden. Jede der zwei Flächen der weiteren magnetischen Detektionselementstruktur kann weniger Stufen aufweisen als die erste Fläche.
Es ist offensichtlich, dass verschiedene Modifikationsbeispiele und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich sind. So ist es zu verstehen, dass im Rahmen der beigefügten Ansprüche und Äquivalente davon, die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen als die vorstehenden Ausführungsformen praktiziert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20060176142 A1 [0003]
US 20080316654 A1 [0003]

Claims

Ein Magnetsensor (1) umfassend: ein Substrat (301) mit einer Bezugsebene (301a); ein Trägerelement (305), das auf dem Substrat (301) aufgebracht ist, wobei das Trägerelement (305) eine geneigte Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) aufweist, die in Bezug auf die Bezugsebene (301a) geneigt ist; und eine magnetische Detektionselementstruktur (70), die auf der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) aufgebracht ist, wobei die magnetische Detektionselementstruktur (70) eine untere Fläche (70a), die der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) zugewandt ist, eine obere Fläche (70b) auf einer der unteren Fläche (70a) gegenüberliegenden Seite und eine erste Fläche (70c) aufweist, die die untere Fläche (70a) und die obere Fläche (70b) verbindet und zwei Stufen aufweist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei die magnetische Detektionselementstruktur (70) ferner eine zweite Fläche (70d) aufweist, die die untere Fläche (70a) und die obere Fläche (70b) auf einer Seite in einer Richtung weg von der ersten Fläche (70c) entlang der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) verbindet.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 2, wobei die zweite Fläche (70d) eine Form hat, die asymmetrisch zu einer Form der ersten Fläche (70c) um eine virtuelle Ebene (P1, P2) als Zentrum ist, wobei die virtuelle Ebene (P1, P2) die magnetische Detektionselementstruktur (70) schneidet und senkrecht zu der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 3, wobei die zweite Fläche (70d) weniger Stufen aufweist als die erste Fläche (70c).
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei die magnetische Detektionselementstruktur (70) eine untere Elektrode (61) und ein auf der unteren Elektrode (61) aufgebrachtes magnetisches Detektionselement (50) aufweist und derart konfiguriert ist, dass ein Strom in einer Stapelrichtung der unteren Elektrode (61) und des magnetischen Detektionselements (50) fließt.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 5, wobei das magnetische Detektionselement (50) eine freie Schicht (53) und eine magnetisierte Schicht (51) aufweist, wobei die freie Schicht (53) eine Magnetisierung aufweist, deren Richtung in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld variabel ist, die magnetisierte Schicht (51) eine Magnetisierung aufweist, deren Richtung fest ist, und die magnetisierte Schicht (51) zwischen der freien Schicht (53) und der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) vorgesehen ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 5, wobei: eine der beiden Stufen auf dem magnetischen Detektionselement (50) vorhanden ist; und eine weitere der beiden Stufen zwischen dem magnetischen Detektionselement (50) und der unteren Elektrode (61) vorhanden ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 5, wobei: eine der beiden Stufen zwischen dem magnetischen Detektionselement (50) und der unteren Elektrode (61) vorhanden ist; und eine weitere der beiden Stufen ist an der unteren Elektrode (61) vorhanden.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei die erste Fläche (70c) einen gekrümmten Flächenabschnitt aufweist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei die geneigte Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) eine gekrümmte Fläche ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei die geneigte Fläche (305a, 305b) eine ebene Fläche ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Isolationsschicht (308); und eine obere Elektrode (62), wobei: die magnetische Detektionselementstruktur (70) eine untere Elektrode (61) und ein magnetisches Detektionselement (50) aufweist, das auf der unteren Elektrode (61) aufgebracht ist; die obere Elektrode (62) an einer Position aufgebracht ist, wo das magnetische Detektionselement (50) zwischen der oberen Elektrode (62) und der unteren Elektrode (61) eingebettet ist; und die Isolationsschicht (308) um die magnetische Detektionselementstruktur (70) zwischen der unteren Elektrode (61) und der oberen Elektrode (62) aufgebracht ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei: das Trägerelement (305) eine vorstehende Fläche (305c) aufweist, die in einer Richtung weg von der Bezugsebene (301a) vorsteht; und die vorstehende Fläche (305c) die geneigte Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) und eine weitere geneigte Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) aufweist, die in Bezug auf die Bezugsebene (301a) geneigt ist und einer Richtung zugewandt ist, die sich von einer Richtung der vorhergehenden geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) unterscheidet.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 13, ferner umfassend eine weitere magnetische Detektionselementstruktur (70), die auf der weiteren geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) aufgebracht ist und eine untere Fläche (70a), die der weiteren geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) zugewandt ist, eine obere Fläche (70b) auf einer der unteren Fläche (70a) gegenüberliegenden Seite und zwei Flächen (70c, 70d) aufweist, die jeweils die untere Fläche (70a) und die obere Fläche (70b) verbinden, wobei jede der zwei Flächen (70c, 70d) der weiteren magnetische Detektionselementstruktur (70) weniger Stufen aufweist als die erste Fläche (70c).