JP2002374016A

JP2002374016A - 磁気検出素子

Info

Publication number: JP2002374016A
Application number: JP2001179479A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Sugitani; 伸芳杉谷; Hideya Yamadera; 秀哉山寺; Yuji Nishibe; 祐司西部; Norikazu Ota; 則一太田; Atsushi Tsukada; 厚志塚田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】磁壁の移動によるインダクタンスおよびイン
ピーダンスへの影響を極力小さくして温度特性に起因す
る誤差の原因を除去するとともに、磁界の増加に対して
インピーダンス特性が短調減少を示すようになる磁気検
出素子を提供すること。【解決手段】矩形薄膜状の磁性体層１５と、磁性体層
１５に導通する導電体層１４とを備え、磁性体層１３の
長手方向に沿って高周波電流を供給することによって、
外部磁界に応じた電気的特性の変化を検出する磁気検出
素子１０の磁性体層１５に、磁性体層１５の長手方向に
沿った磁気異方性を付加した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部磁界を利用し
て電磁気量や力学量を検出する磁気検出素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、各種分野において、外部磁界
を利用して電磁気量や力学量を検出することが行われて
おり、このような電磁気量や力学量を高感度に検出する
ために、外部磁界に対する物理量（抵抗、インピーダン
ス）の変化率の高い素子を使用し、外部磁界を電気信号
に変換して検出している。このような検出を行う素子と
して、例えば、特開平８−３２０３６２号公報に開示さ
れているＭＩ素子を用いた磁気検出素子がある。

【０００３】この磁気検出素子は、平面状の基板の上面
に、導電体層とこの導電体層の周囲を囲む磁性体層から
なる積層体を形成して構成されている。そして、この磁
気検出素子に駆動電源から交流電流を印加して、外部磁
界によるインピーダンスの変化を検出するようになって
おり、磁性体層には、通電方向と直交する方向に磁気異
方性が付与されている。

【０００４】このように、前記磁気検出素子は、磁性体
層と導電体層を積層化したＭＩ素子で構成され、その磁
性体層に磁気異方性を付与したことにより、磁気検出素
子を低抵抗にでき、外部磁界の変化によるインダクタン
ス変化と抵抗変化を効果的に検出できるようになってい
る。これによると、１００ＫＨｚ―１０ＭＨｚでの駆動
周波数領域で、大幅に感度を高めることができ、インピ
ーダンス変化率は１００％以上になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁気検出素子で
は、外部磁界の印加に対してインピーダンスが単調減少
を示さないという問題点と温度変化によって磁壁の移動
のしやすさが変化し、インピーダンス変化として現われ
るという問題点がある。

【０００６】単調減少を示さないという問題点は、磁気
異方性方向と電流方向が垂直であると理論的に単調減少
にならないことが確かめられている。この特性は、例え
ば、外部磁界の大きさが、０〜１５エルステッド（Ｏ
ｅ）のときインピーダンスの値は増加し、外部磁界の大
きさが１５エルステッドを超えるとインピーダンスの値
は減少していくというように、外部磁界の増加の途中
で、インピーダンスの値が増加、減少のピークを持つよ
うになる。この結果、同一インピーダンスで異なる磁界
が存在するようになり、どちらが正しい値かの判断が難
しくなる。

【０００７】温度変化によるインピーダンス変化は、磁
壁の移動のしやすさが熱エネルギーにより変化するから
であると考えられる。また、磁壁の移動は低エネルギー
で起こるので、低磁界での特性で問題となる。図２２で
は、磁界の大きさが１５〜２０エルステッドの近傍で温
度特性が悪くなっている。これは、雰囲気温度が１００
℃の場合と、２５℃の場合での磁界の変化に対するイン
ダクタンスの変化を示しており、作動点ａ以下に対応す
る磁界では、温度が１００℃の場合は、２５℃の場合よ
りもインダクタンスの値が大きくなる。この理由は、温
度が高くなると磁界のエネルギーに熱エネルギーが重畳
される。よって、外部磁界に対しては、より低磁界で磁
壁が移動しインピーダンス変化として現われるからであ
る。

【０００８】いいかえると、磁気異方性方向と電流方向
が垂直であると、インピーダンス特性として低磁界で磁
壁移動の影響が大きく、また、磁区構造が、磁壁が多く
なる構造になるからである。この結果、磁壁の移動が多
く発生する構造の磁気検出素子では、温度特性が悪くな
る。このため、従来の磁気検出素子では、外部磁界の大
きさが、図２２に示した作動点ａ以上にならなければ、
精度のよい検出は行えなかった。

【０００９】

【発明の概要】本発明は、上記した問題に対処するため
になされたもので、その目的は、磁性体層の磁気異方性
の方向を変更することにより、磁壁の移動によるインダ
クタンスおよびインピーダンスへの影響を極力小さくし
て温度特性に起因する誤差の原因を除去するとともに、
磁界の増加に対してインピーダンス特性が短調減少を示
すようになる磁気検出素子を提供することにある。

【００１０】上記の目的を達成するため、本発明に係る
磁気検出素子の特徴は、矩形薄膜状の磁性体層と、磁性
体層に導通する導電体層とを備え、磁性体層の長手方向
に沿って高周波電流を供給することによって、外部磁界
に応じた電気的特性の変化を検出する磁気検出素子であ
って、磁性体層に、磁性体層の長手方向に沿った磁気異
方性を付加することにより、前記長手方向に沿って延び
る複数の磁区が形成され、かつ、複数の磁区における隣
り合った磁区のスピンが前記長手方向における互いに相
反する方向に形成されることにある。

【００１１】前記のように構成した本発明の特徴によれ
ば、磁性体層に、磁性体層の長手方向に沿った磁気異方
性の方向に１８０度磁壁が支配的な磁区が形成され、こ
の場合、９０度磁壁は最も少なくなる。ここで、磁壁と
は、磁区を区切る境界部分であり、原子磁気モーメント
が除々にその方向を変化させる領域である。そして、こ
こでは、１８０度磁壁とは、変化の方向が磁気異方性の
方向に沿ったものとし、９０度磁壁とは、変化の方向が
磁気異方性の方向に直交するものとしている。なお、温
度特性やインピーダンス特性に悪影響を及ぼす磁壁と
は、磁気異方性方向に直交する９０度磁壁である。

【００１２】このため、９０度磁壁が最も少なくなる本
発明の磁気検出素子では、磁壁の移動が大幅に減少し、
温度特性による影響が減少するとともに、磁界に対する
インピーダンス特性が短調減少を示すようになる。この
結果、使用温度の影響を受けない感度のよい磁気検出素
子が得られる。

【００１３】また、本発明の他の構成上の特徴は、導電
体層が矩形薄膜状に形成され、前記導電体層がその長手
方向を、磁性体層の長手方向に合わせて、磁性体層に積
層されていることにある。この場合、導電率の高い導電
体層と磁性体層が電気的に並列接続された状態になり、
磁気検出素子全体の抵抗値が低くなる。この結果、低い
周波数領域で使用できる高感度の磁気検出素子を得るこ
とができる。

【００１４】また、本発明の他の構成上の特徴は、磁性
体層に形成される複数の磁区の四隅部分のうちの少なく
とも磁性体層全体の四隅部分に対応する部分を切り欠い
たことにある。この場合、９０度磁壁が発生しやすい四
隅の角部を切り欠くことで、９０度磁壁の減少ができ、
これによって磁壁の移動による影響がなくなり安定した
磁気検出素子が得られる。また、磁性体層の四隅部分だ
けでなく、この部分についで９０度磁壁が存在しやすい
磁性体層における各磁区の境界線側の四隅の部分も切り
欠くことによりさらに、９０度磁壁の少ない安定した磁
気検出素子が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る磁気検出
素子１０を示している。この磁気検出素子１０では、矩
形平面状の半導体基板であるＳｉウエハ１１の上面にＳ
ｉＯ_２膜からなる絶縁体層１２が形成され、その絶縁体
層１２の上面に矩形薄膜状の磁性体層１３が形成されて
いる。そして、磁性体層１３の上面における長手方向に
沿う中央部に細長い矩形薄膜状の導電体層１４が、その
長手方向を磁性体層１３の長手方向に揃えた状態で形成
され、さらに、導電体層１４の上面に、導電体層１４
を、磁性体層１３とで挟むように矩形薄膜状の磁性体層
１５が形成されている。

【００１６】磁性体層１３，１５の長さｄは、幅ｅの５
倍以上で、幅ｅの長さは、厚みの１００〜１０００倍に
なるように設定されており、絶縁体層１２、磁性体層１
３、導電体層１４および磁性体層１５の各層は、スパッ
タ成膜によって形成されている。このスパッタ成膜は、
以下のようにして行われる。すなわち、まず、真空チャ
ンバ内にターゲットの金属板（絶縁体層１２を形成する
場合はＳｉ、磁性体層１３，１５を形成する場合は、Ｃ
ｏＮｂＺｒ，ＦｅＣｏＳｉＢ，ＣｏＳｉＢ等のアモルフ
ァス軟磁性体、導電体層１４を形成する場合は、Ｃｕ，
Ａｌ，Ａｇ等の導電体）を配置するとともに、その対向
位置にＳｉウエハ１１を配置する。

【００１７】つぎに、チャンバを高真空度に排気して、
ターゲットとＳｉウエハ１１の間に高電圧を印加すると
ともに、真空チャンバ内にアルゴン等のガスを導入す
る。そして、このガスをプラズマ化し、プラズマ中のイ
オンを負電圧電極であるターゲットに衝突させてターゲ
ットの原子を飛散（スパッタ）させることによって、ス
パッタ粒子を陽極側に設けられたＳｉウエハ１１の表面
に堆積させ、絶縁体層１２、磁性体層１３、導電体層１
４および磁性体層１５を順次形成する。

【００１８】なお、この薄膜形成の際、薄膜形成位置以
外の部分に薄膜が形成されることを防止するためにマス
クを用い、薄膜形成位置だけに薄膜が形成されるように
する。また、各層１２，１３，１４，１５の形成後、こ
の積層体の長手方向に沿って直流磁場を印加した状態
で、積層体をアニール（熱処理）する。これによって、
磁性体層１３，１５の長手方向に沿った磁気異方性が付
与されその方向が容易磁化方向となった磁気検出素子１
０が得られる。

【００１９】つぎに、磁気検出素子１０の特性について
説明する。図２（ａ），（ｂ）に示すように、磁気検出
素子１０の導電体層１４に交流電流ｇを流すと、電流に
よる磁界方向ｈと磁性体層（１３，）１５の磁気異方性
方向ｆは直交し、電流による磁界方向ｈの透磁率（回転
透磁率）μは、μ＝Ｍｓ／Ｈｋ（Ｍｓは飽和磁化、Ｈｋ
は異方性磁界）の極めて良好な直線性を示す特性（ヒス
テリシスがなく、損失が少ない）となる。

【００２０】また、磁気検出素子１０の磁気異方性方向
ｆの方向に外部磁界が印加されると、その磁界によっ
て、あたかも磁気異方性が大きくなったように作用す
る。すなわち、飽和磁化Ｍｓは変わらないが、飽和磁化
Ｍｓの一部が、外部磁界により満たされた状態になる。
したがって、透磁率μは、μ＝Ｍｓ／（Ｈｋ+Ｈｅｘ）
となり、外部磁界の影響により短調に減少する。なお、
Ｈｅｘは磁性体内での外部磁界影響分である。

【００２１】ここで、磁気検出素子１０によるインピー
ダンスの検出の原理はつぎのようになっている。すなわ
ち、磁気検出素子１０の磁気異方性方向ｆに外部磁界を
印加すると、スピン（磁化ベクトル）１６ａ，１６ｂが
回転して傾き、これによって透磁率μが変化する。この
透磁率μの変化によって、インピーダンスの値が変化
し、例えば、透磁率μが減少するとインピーダンスも減
少する。これによって、磁界の大きさとインピーダンス
の関係を知ることができる。

【００２２】また、磁気検出素子１０は、ＭＩ素子であ
り、かつ、磁性体層１３，１５の長手方向に沿って磁気
異方性が付与されているため、ＭＩ効果に加えて温度特
性による悪影響を排除できる構成になっている。すなわ
ち、ＭＩ効果とは、表面効果により、インピーダンスが
磁界によって巨大変化を示す現象をいい、磁性体に電源
から交流電流を印加し、その状態で磁性体の長手方向か
ら外部磁界を印加すると、外部磁界が数ガウス程度の微
弱磁界であっても、磁性体の両端に素材固有のインピー
ダンスによる電圧が発生し、その振幅が外部磁界の強度
に対応して変化する。

【００２３】また、温度特性による悪影響を排除するた
めには、磁壁の移動の発生を防止することが効果的であ
る。例えば、図３に示す従来の磁気検出素子１７よう
に、磁気異方性方向ｉが磁気検出素子１７の長手方向に
直交する方向であると、磁気異方性の方向に多くの磁区
１７ａが存在し、磁区１７ａの長手方向に沿った１８０
度磁壁以外に、磁区１７ａの長手方向に直交する方向の
スピン１８を有する磁壁（９０度磁壁）１８ａが多く発
生し、この磁壁１８ａの移動が磁気検出素子１７の温度
特性に悪影響を及ぼすようになる。

【００２４】一方、本実施形態の磁気検出素子１０で
は、図４に示すように、磁気異方性方向ｆが磁気検出素
子１０の長手方向に沿っているため、１８０度磁壁が支
配的な二つの磁区１９ａ，１９ｂを有する構造になり、
磁区１９ａ，１９ｂのスピン１６ａ，１６ｂは互いに反
対の方向に向く。したがって、スピン１６ａ，１６ｂと
直交する方向のスピン２０を有する磁壁２０ａは大幅に
減少し、磁壁２０ａが乱れる部分も減少する。このた
め、磁壁２０ａの移動が少なくなり、磁壁２０ａの移動
の影響による温度の影響も除去される。

【００２５】特に、磁気検出素子１０のように積層され
た磁性体層１３，１５を備えたものでは、磁気異方性の
方向に、強いスピン１６ａ，１６ｂが存在し、その端部
で上下の積層された磁性体層１３，１５が磁気的に短絡
されるため、磁壁２０ａの存在する部分が極端に小さく
なり、殆ど磁気異方性方向ｆに沿ったスピン１６ａ，１
６ｂだけになる。

【００２６】なお、磁壁２０ａが存在する理由は、磁界
が、磁性体層１３，１５の外部に漏れることが、磁性体
層１３，１５内で閉じ込められることより、エネルギー
的に高いため、磁界の外部への漏れを少なくする方向に
自然現象が起こることによる。したがって、磁気検出素
子１０のように磁性体層１３，１５を積層状態で構成す
ると、上下の磁性体層部１３，１５のスピン方向が反対
方向に向くことにより、エネルギー的に安定する。

【００２７】この磁気検出素子１０と従来の磁気検出素
子１７を用いて、磁界Ｏｅに対するインピーダンスΩの
値を比較した結果を図５に示す。図示のように、曲線ｊ
で示した磁気検出素子１７の検出値が、インピーダンス
Ωの増加、減少のピークを持つのに対し、曲線ｋで示し
た磁気検出素子１０の検出値は、磁界の印加に対してイ
ンピーダンス特性が短調減少を示している。これは、電
流印加方向と磁気異方性の方向が平行していることと、
磁壁２０ａが減少し、その移動に要するエネルギーの消
費が減少した結果である。

【００２８】この結果、磁気検出素子１０によると、低
磁界でも使用でき、かつ、温度の影響による誤差もなく
なるため、どのような環境でも高精度の検出を行うこと
ができる。また、この磁気検出素子１０では、Ｓｉウエ
ハ１１と磁性体層１３の間に絶縁体層１２が設けられて
いるため、過電流損失を低減することができる。なお、
この磁気検出素子１０では、磁性体層１３，１５の長さ
ｄを幅ｅの５倍以上としているが、好ましいのは、５〜
１０倍に設定することである。これによって、磁性体層
１３，１５の幅が広すぎてインピーダンスの変化量が小
さくなることを抑制できる。

【００２９】図６（ａ）は、本発明の他の実施形態に係
る磁気検出素子に用いる磁性体層２１を示している。こ
の磁性体層２１では、四隅の角部が切り欠かれている。
これによって、さらに９０度磁壁の発生が少なくなり温
度特性や低磁界での悪影響を受けない磁気検出素子が可
能になる。

【００３０】すなわち、図６（ｂ）に示した角部を切り
欠く前の四角状の磁性体層２２の場合、磁性体層２２の
全体の角部や磁区２２ａ，２２ｂの四隅部分に、磁区２
２ａ，２２ｂのスピン２３ａ，２３ｂの方向と直交する
方向のスピン２４，２５を有する磁壁２４ａ，２５ａが
生じ易くなるが、図６（ａ）の磁性体層２１のように角
部に切欠き部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを設ける
ことにより、磁壁２４ａ，２５ａの発生が減少する。

【００３１】また、図７（ａ）は、他の実施形態に係る
磁気検出素子に用いる磁性体層２６を示している。この
磁性体層２６は、四隅に設けられた切欠き部２６ａ，２
６ｂ，２６ｃ，２６ｄの他に、切欠き部２６ｅ，２６ｆ
が設けられている。切欠き部２６ｅ，２６ｆは、図７
（ｂ）に示した磁性体層２７における２つの磁区２７
ａ，２７ｂの境界線の両端部に対応する部分（磁壁が発
生する部分）２７ｃ，２７ｄを切り欠いて設けたもの
で、この部分２７ｃ，２７ｄは、磁性体層２７の四隅の
部分２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄについで、磁壁が
発生しやすい部分であり、この部分２７ｃ，２７ｄを切
り欠くことにより、さらに、磁壁の発生を減少させるこ
とができる。

【００３２】また、図８は、本発明の他の実施形態に係
る磁気検出素子２９を示している。この磁気検出素子２
９は、図８（ｂ）に磁気検出素子２９のＡ−Ａ断面を示
すように、磁性体層３０が導電体層３１の周囲を囲んだ
状態で構成され、その２個が並列した状態になってい
る。磁性体層３０は、ＣｏＮｂＺｒアモルファス磁性膜
で構成されており、厚みが２μｍ、長さｌが５．０ｍ
ｍ、幅ｍが０．３ｍｍに形成され、アスペクト比は略１
７である。導電体層３１は、Ｃｕで構成され、厚みが３
μｍ、幅ｎが０．０５ｍｍに形成されている。また、２
個の磁性体層３０，３０間の間隔ｏは、０．２ｍｍに設
定され、磁気異方性は、矢印のｑの方向に付与されてい
る。

【００３３】この磁気検出素子２９に、長手方向に沿っ
て、駆動周波数１５ＭHzで外部磁界ｐを印加した場合の
両端のインピーダンスの変化を図９に示す。この場合、
雰囲気温度を２５℃から８５℃まで変化させたが、温度
による差は認められず、外部磁界ｐを印加することによ
りインピーダンスは短調減少を示した。これによって、
磁気検出素子２２は、温度依存性がなく、低磁界での使
用不可領域もないことがわかる。

【００３４】また、図１０ないし図２１は、それぞれ変
形例による磁気検出素子３２ないし３２ｋの概略断面形
状を示しており、その互いに対応する磁性体層３５等と
導電体層３４等が長手方向を揃えて積層されている点お
よび磁性体層３５等の長手方向に磁気異方性が付与され
ている点についてはすべて同じである。

【００３５】図１０の磁気検出素子３２は、基板３３の
上面に導電体層３４を形成し、その導電体層３４の上面
に導電体層３４と同じ幅の磁性体層３５を積層して構成
されている。

【００３６】図１１の磁気検出素子３２ａは、基板３３
ａの上面に磁性体層３５ａを形成し、その磁性体層３５
ａの上面に磁性体層３５ａと同じ幅の導電体層３４ａを
積層して構成されている。

【００３７】図１２の磁気検出素子３２ｂは、基板３３
ｂの上面に磁性体層３５ｂを形成し、その磁性体層３５
ｂの上面に磁性体層３５ｂと同じ幅の導電体層３４ｂを
形成し、さらにその上面に磁性体層３５ｂおよび導電体
層３４ｂと同じ幅の磁性体層３６ｂを積層して構成され
ている。

【００３８】図１３の磁気検出素子３２ｃは、基板３３
ｃの上面に導電体層３４ｃを形成し、その上面に導電体
層３４ｃを覆う幅の広い絶縁体層３７ｃを形成し、その
絶縁体層３７ｃの上面に、導電体層３４ｃと同じ幅の磁
性体層３５ｃを積層して構成されている。この場合、絶
縁体層３７ｃによって、導電体層３４ｃと磁性体層３５
ｃが電気的に絶縁されるため、電流損失が少なくなる。

【００３９】図１４の磁気検出素子３２ｄは、基板３３
ｄの上面に磁性体層３５ｄを形成し、その上面に磁性体
層３５ｄを覆う幅の広い絶縁体層３７ｄを形成し、その
絶縁体層３７ｄの上面に、磁性体層３５ｄと同じ幅の導
電体層３４ｄを形成して構成されている。

【００４０】図１５の磁気検出素子３２ｅは、基板３３
ｅの上面に、磁性体層３５ｅを形成し、その上面に磁性
体層３５ｅを覆う幅の広い導電体層３４ｅを形成し、そ
の導電体層３４ｅの上面に導電体層３４ｅと同じ幅の絶
縁体層３７ｅを形成している。そして、さらに、その絶
縁体層３７ｅの上面に導電体層３８ｅを形成し、その導
電体層３８ｅの上面に導電体層３８ｅを覆う絶縁体層３
９ｅが形成され、絶縁体層３９ｅの上面に磁性体層３６
ｅを形成して構成されている。

【００４１】図１６の磁気検出素子３２ｆは、基板３３
ｆの上面に、導電体層３４ｆを形成し、その導電体層３
４ｆの上面に導電体層３４ｆよりも幅の狭い磁性体層３
５ｆを積層して構成されている。

【００４２】図１７の磁気検出素子３２ｇは、基板３３
ｇの上面に、磁性体層３５ｇを形成し、その磁性体層３
５ｇの上面に磁性体層３５ｇよりも幅の狭い導電体層３
４ｇを積層して構成されている。

【００４３】図１８の磁気検出素子３２ｈは、基板３３
ｈの上面に、磁性体層３５ｈを形成し、その磁性体層３
５ｈの上面に磁性体層３５ｈよりも幅の狭い導電体層３
４ｈを形成し、さらにその上面に導電体層３４ｈを覆う
磁性体層３６ｈを積層して構成されている。

【００４４】図１９の磁気検出素子３２ｉは、基板３３
ｉの上面に、導電体層３４ｉを形成し、導電体層３４ｉ
を幅の広い磁性体層３５ｉで覆って構成されている。

【００４５】図２０の磁気検出素子３２ｊは、基板３３
ｊの上面に、磁性体層３５ｊを形成し、その上面に磁性
体層３５ｊを覆う導電体層３４ｊを形成して構成されて
いる。

【００４６】図２１の磁気検出素子３２ｋは、基板３３
ｋの上面に磁性体層３５ｋを形成し、その磁性体層３５
ｋを幅の広い導電体層３４ｋで覆い、その導電体層３４
ｋの上面に磁性体層３６ｋを形成して構成されている。

【００４７】上記磁気検出素子３２ないし３２ｋにおい
ても温度変化や低磁界での悪影響がない良好な結果が得
られた。また、前述した実施形態および変形例のよう
に、磁性体層と導電体層を積層して磁気検出素子を構成
するのではなく、磁性体層の両端に導電体層を接続して
磁気検出素子を構成することもできる。これによると、
最も構造が簡単な磁気検出素子が得られる。

【００４８】なお、磁性体層１３等に使用する材料とし
ては、アルモスファス磁性体の他、グラニュラー薄膜に
よる磁性体も使用でき、導電体層１４等に使用する材料
としては、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｇ等の低抵抗材料が使用でき
る。また、絶縁体層１２等としては、ＳｉＯ_２膜の他、
ポリイミド系の樹脂等を用いることができる。

【００４９】また、前記磁気検出素子１０，２９，３２
ないし３２ｋは、自動車分野において、回転センサ、電
流センサ、ＩＴＳセンサおよびトルクセンサとして、自
動車の各部分で利用することができ、さらに他の民生分
野においても多くのもの機械、装置等に利用可能であ
る。したがって、実用的効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による磁気検出素子の斜
視図である。

【図２】（ａ）は磁気検出素子の特性を説明する説明
図であり、（ｂ）は飽和磁化と異方性磁界の関係を示す
グラフである。

【図３】従来の磁気検出素子における磁壁移動を説明
する説明図である。

【図４】本発明の磁気検出素子における磁壁移動を説
明する説明図である。

【図５】従来の磁気検出素子と本発明の磁気検出素子
との電気特性を比較したグラフである。

【図６】（ａ）は他の実施形態による磁気検出素子の
磁性体層を示す平面図であり、（ｂ）は磁壁移動を説明
する説明図である。

【図７】（ａ）は他の実施形態による磁気検出素子の
磁性体層を示す平面図であり、（ｂ）は磁壁移動を説明
する説明図である。

【図８】（ａ）は他の実施形態による磁気検出素子の
平面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。

【図９】図８の磁気検出素子の電気特性を示すグラフ
である。

【図１０】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図１１】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図１２】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図１３】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図１４】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図１５】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図１６】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図１７】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図１８】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図１９】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図２０】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図２１】変形例による磁気検出素子の断面図であ
る。

【図２２】従来例による磁気検出素子の磁界とインダ
クタンスの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０，２９，３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，
３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈ，３２ｉ，３２ｊ，３
２ｋ…磁気検出素子、１３，１５，２１，２２，２６，
２７，３０，３５，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，
３５ｅ，３５ｆ，３５ｇ，３５ｈ，３５ｉ，３５ｊ，３
５ｋ，３６ｂ，３６ｅ，３６ｈ，３６ｋ…磁性体層、１
４，３１，３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３
４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈ，３４ｉ，３４ｊ，３４
ｋ，３８ｅ…導電体層、１６ａ，１６ｂ，２０，２３
ａ，２３ｂ，２４，２５…スピン、２０ａ，２４ａ，２
５ａ…磁壁、１９ａ，１９ｂ，２２ａ，２２ｂ，２７
ａ，２７ｂ…磁区、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ…切
欠き部、ｆ…磁気異方性方向、ｐ…外部磁界。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山寺秀哉愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者西部祐司愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者太田則一愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者塚田厚志愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB05 AC04 AD51 AD63 AD65

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】矩形薄膜状の磁性体層と、前記磁性体層に
導通する導電体層とを備え、前記磁性体層の長手方向に
沿って高周波電流を供給することによって、外部磁界に
応じた電気的特性の変化を検出する磁気検出素子であっ
て、前記磁性体層に、前記磁性体層の長手方向に沿った磁気
異方性を付加することにより、前記長手方向に沿って延
びる複数の磁区が形成され、かつ、前記複数の磁区にお
ける隣り合った磁区のスピンが前記長手方向における互
いに相反する方向に形成されることを特徴とする磁気検
出素子。
【請求項２】前記導電体層が矩形薄膜状に形成され、前
記導電体層がその長手方向を、前記磁性体層の長手方向
に合わせて、前記磁性体層に積層されている請求項１に
記載の磁気検出素子。
【請求項３】前記磁性体層に形成される複数の磁区の四
隅部分のうちの少なくとも前記磁性体層全体の四隅部分
に対応する部分を切り欠いた請求項１または２に記載の
磁気検出素子。