JP2004319925A

JP2004319925A - 磁気センサ

Info

Publication number: JP2004319925A
Application number: JP2003115238A
Authority: JP
Inventors: Fumio Shirasaki; 文雄白崎
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】耐熱性が高く、小さい外部磁界で動作可能な磁気センサを提供する。
【解決手段】ＧＭＲ素子は、外部磁界に反応して磁化方向が変化する少なくとも一つの耐熱軟磁性層と、予め定められた磁化方向を有する耐熱磁性層を含む少なくとも一つのバイアス層とを有し、耐熱軟磁性層とバイアス層との間に、耐熱軟磁性層とバイアス層とを磁気的に分離する少なくとも一つの非磁性層が配置されている。耐熱軟磁性層は、（Ｎｉ_ｘＦｅ_１−ｘ）_ｙＢ_１−ｙ｛但し、０．７０≦ｘ≦０．９０、０．９０≦ｙ＜１．００｝の組成で、バイアス層を構成する耐熱磁性層は、（Ｃｏ_ａＦｅ_１−ａ）_ｂＢ_１−ｂ｛但し、０．７０≦ａ≦１．００、０．９０≦ｂ≦１．００｝の組成とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触で物理的変量を測定するために使用される、耐熱性が良好で、小さな外部磁界で使用可能な巨大磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業計測の分野では、非接触で位置や回転角あるいはトルク等の物理的変量を検出するために、ホール素子のような低コストの感磁素子が使用されているが、特に高感度の検出を行う場合には、被測定部材との相対速度が再生出力に依存しない異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）を有する磁気センサが使用されている。しかしこの磁気センサは、磁気抵抗変化率が３％程度と低く出力信号が小さいので、磁気抵抗変化率が大でかつ回路上では単に２端子の抵抗として取り扱えるという利点を有する巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を備えた磁気センサが注目され、その実用化が検討されている。
【０００３】
上記ＧＭＲ素子としては、非磁性層を介して隣り合う磁性層の磁化方向が互いに逆向きになっている結合型ＧＭＲ人工格子膜が知られている。しかし、この結合型ＧＭＲ人工格子膜は大出力を得ることはできるが、最大抵抗変化のおこる動作磁界強度が大きいので、大型の動作磁界発生手段を必要とし、磁気センサの用途が制限されるという難点がある。そこで近年、低い磁界で動作するＧＭＲ膜として、非磁性層を介して保磁力の異なる２つの磁性層を積層した構造の非結合型人工格子膜が提案されている。例えば特許文献１には、非磁性層（Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ等）を介して保磁力の小さい磁性層（例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ等で形成されたメジャーリング層）と保磁力の大なる磁性層（例えばＣｏ、Ｆｅ、ＣｏＦｅ等で形成されたバイアス層）を交互に積層するとともに、メジャーリング層をバイアス層よりも短くした積層構造が記載されている。また特許文献２には、磁壁の存在により発生するノイズを低減するために、磁性層と非磁性層とを交互に積層したＭＲ膜｛例えばＣｏ_０．９Ｆｅ_０．１／Ｃｕ／パーマロイ／Ｃｕ｝ｎ｝の少なくとも端部に、縦バイアス磁界を印加する、磁性層と非磁性層とを交互に積層した磁化安定膜｛例えば（Ｃｏ／Ｃｕ）ｎ｝を積層した磁気抵抗効果素子が記載されている。この他、特許文献３には、磁気センサの製造工程でＧＭＲ膜が加熱された時の磁気抵抗変化率の低下を防止するために、［（Ｎｉ_ｘＣｏ_１− _ｘ）_ｙＦｅ_１−ｙ］_ｚＢ_１−ｚ｛但し、０．６０≦Ｘ≦１．００、０．７０≦Ｙ≦１．００、０．９０≦Ｚ＜１．００｝の組成を有する磁性薄膜層と非磁性膜層を交互に基板上に積層して結合型ＧＭＲ人工格子膜を形成することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５６６８４７３号明細書（第５〜６欄、図１）
【特許文献２】
特許第３２３７８８５号公報（第２〜３頁、図３）
【特許文献３】
特開２００２−２７７２８１号公報（第２〜３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
磁気センサの製造過程では、ＧＭＲ素子の両端部に配線膜を接続し、そこに端子を例えばはんだ付により接続する時にＧＭＲ素子が加熱されるので、加熱された時の磁気抵抗変化率の低下を抑制することが必要であり、特に従来のＳｎ−Ｐｂはんだよりも共晶点が数十℃も高い鉛フリーはんだを使用する場合は、高い耐熱性を備えていることが重要である。また磁気センサの用途によっては、２００℃以上の高温で使用されるので、耐熱性の高いＧＭＲ素子を備えた磁気センサが望まれている。しかるに特許文献１及び特許文献２に記載された非結合型ＧＭＲ素子は、従来の結合型ＧＭＲ人工格子膜よりも小さな磁界で動作するが耐熱性に関する記載はない。特許文献３に記載された磁気センサは、高い耐熱性を有するが、６０Ｏｅ以上の動作磁界を必要とするという難点がある。
【０００６】
従って本発明の目的は、耐熱性が良好でかつ小さい外部磁界で使用可能な非結合型巨大磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の磁気センサは、外部磁界に反応して磁化方向が変化する少なくとも一つの耐熱軟磁性層と、予め定められた磁化方向を有する耐熱磁性層を含む少なくとも一つのバイアス層と、前記耐熱軟磁性層と前記バイアス層との間に、前記耐熱軟磁性層と前記バイアス層とを磁気的に分離する少なくとも一つの非磁性層が配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の磁気センサにおいては、前記バイアス層を前記耐熱軟磁性層より保磁力の大なる少なくとも一つの耐熱磁性層で形成することができる。
【０００９】
本発明の磁気センサにおいては、一対の前記耐熱軟磁性層の間に前記バイアス層が設けられ、このバイアス層を、前記非磁性層よりも薄い第２の非磁性層を介して複数の耐熱磁性層が反強磁性結合された積層体とすることができる。
【００１０】
本発明の磁気センサにおいては、耐熱軟磁性層は、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ系軟磁性材料で形成され、具体的には（Ｎｉ_ｘＦｅ_１−ｘ）_ｙＢ_１−ｙ｛但し、０．７０≦ｘ≦０．９０、０．９０≦ｙ＜１．００｝の一般式で表される組成（原子比）を有することが好ましい。
【００１１】
本発明の磁気センサにおいては、前記耐熱磁性層は、耐熱軟磁性層よりも保磁力の大なる、Ｃｏ−Ｂ系又はＣｏ−Ｆｅ−Ｂ系磁性材料で形成され、具体的には（Ｃｏ_ａＦｅ_１−ａ）_ｂＢ_１−ｂ｛但し、０．７０≦ａ≦１．００、０．９０≦ｂ≦１．００｝の一般式で表される組成（原子比）を有することが好ましい。
【００１２】
本発明の磁気センサにおいては、前記耐熱軟磁性層及び前記耐熱磁性層の厚さは５〜１００Åの範囲にあり、かつ前記非磁性層の厚さは１０〜１００Åの範囲にあることが好ましい。
【００１３】
本発明による磁気抵抗効果素子は、例えばＮｉ−Ｆｅ−Ｂ系軟磁性材料で形成された耐熱軟磁性層と例えばＣｏ−Ｆｅ−Ｂ系磁性材料で形成された多層の耐熱磁性層を含む反強磁性結合層からなるバイアス層とを有するので、耐熱性が大でしかも動作磁界が小さくかつ磁気抵抗変化率が大きい磁気センサが得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を添付図面により説明する。
図１は本発明の磁気センサを構成するＧＭＲ素子の積層構造の一例を示す概略断面図、図２は本発明の磁気センサを構成するＧＭＲ素子の積層構造の他の例を示す概略断面図、図３は本発明の磁気センサを構成するＧＭＲ素子の積層構造の他の例を示す概略断面図、図４は本発明の実施の形態に係わる磁気センサを示すブロック図、図５は本発明の他の実施の形態に係わる磁気センサを示すブロック図、図６は本発明のＧＭＲ素子及び従来のＧＭＲ素子に熱処理を施した時の熱処理温度と抵抗変化率との関係を示す図である。
【００１５】
図１に示すＧＭＲ素子５は、外部磁場の印加により面内の磁化方向が反転する耐熱軟磁性層６と、バイアス層７と、これらの間に形成された非磁性層８からなるユニットが複数個積層された構造を有し、各非磁性層の厚さは全て同一である。この積層体は例えばガラスやセラミックス等の非磁性体からなる基板（不図示）上に形成されている。図１において矢印は磁化方向を示す。この非結合型ＧＭＲ素子５においては、バイアス層７の磁化方向と、非磁性層８を介してバイアス層７に隣接する耐熱軟磁性層６の磁化方向が保磁力差により、互いに逆向きになっているの時、伝導電子がスピンに依存した散乱を受け、磁気抵抗は大きくなる。またバイアス層７の保磁力と耐熱軟磁性層６の保磁力との差によりＧＭＲ効果を得るために、耐熱軟磁性層６は、外部磁界に沿って磁化方向が整列しかつ耐熱性を有する軟磁性材料、例えばＮｉまたはＦｅ等の元素の１種以上とＢを含む金属、それらの合金または化合物で形成される。バイアス層７は、耐熱性を有し耐熱軟磁性層６よりも高い保磁力を有することが必要なので、例えばＣｏまたはＦｅ等の元素の１種以上とＢを含む金属、それらの合金または化合物で形成される。非磁性層８は、例えばＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属元素で形成されるが、価格の点でＣｕが好適である。
【００１６】
上記耐熱軟磁性層６は、ＧＭＲ素子に耐熱性を付与し、ＧＭＲ素子の製造過程でＧＭＲ素子が加熱された時の磁気抵抗変化率の低下を抑制するために、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ系軟磁性材料で形成される。この耐熱軟磁性層６は、具体的には（Ｎｉ_ｘＦｅ_１−ｘ）_ｙＢ_１−ｙ｛但し、０．７０≦ｘ≦０．９０、０．９０≦ｙ＜１．００｝の組成を有することが好ましい。Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ系合金は０．７０≦ｘ≦０．９０の組成領域で良好な軟磁気特性を示し、保磁力をより小さくすることができるため、保磁力差によりＧＭＲ効果を発現させる非結合型ＧＭＲ膜には有利である。また磁歪もゼロに近くなるため、例えばＧＭＲセンサ素子を形成後、応力による磁気抵抗変化率の減少を抑制することができる。Ｂの添加により、耐熱性を向上することができるが、ｙが０．９未満であると、Ｂが多くなり、磁気抵抗変化率が小さくなり、出力が低下するから不都合である。
【００１７】
上記バイアス層７は、耐熱軟磁性層６よりも高い保磁力をもつと共に、ＧＭＲ素子に耐熱性を付与し、ＧＭＲ素子の製造過程でＧＭＲ素子が加熱された時の磁気抵抗変化率の低下を抑制するために、Ｃｏ−Ｂ系又はＣｏ−Ｆｅ−Ｂ系材料で形成された耐熱磁性層である。この耐熱磁性層は、具体的には（Ｃｏ_ａＦｅ_１−ａ）_ｂＢ_１−ｂ｛但し、０．７０≦ａ≦１．００、０．９０≦ｂ≦１．００｝の組成を有することが好ましい。Ｂの添加により、耐熱性を向上することができるが、ｂが０．９０を越えると、Ｂが多くなり、磁気抵抗変化率が小さくなり、出力が低下するから不都合である。
【００１８】
上記ＧＭＲ素子５を構成する各層の厚さは次の範囲に設定される。耐熱軟磁性層６及びバイアス層７の厚さは、いずれも５〜１００Åの範囲にあることが好ましい。これらの磁性層が薄いと、膜の連続性が劣化し、強磁性を示さなくなり、厚いと、抵抗変化率が減少することはないが、増大することもなく、製作上無駄が多くなる。非磁性層８の厚さは、１０〜１００Åの範囲にあることが好ましい。非磁性層が薄いと、膜厚が不均一となりまた磁性層間の磁気的相互作用が大きくなるため耐熱軟磁性層とバイアス層の磁化方向が相違なる状態が生じにくくなり、厚いと素子の抵抗が非磁性層により決まってしまい、スピン依存散乱効果による抵抗変化分が相対的に小さくなってしまう。
【００１９】
上記ＧＭＲ素子は、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法あるいは蒸着法等の公知の手法で形成されるが、スパッタ法を採用する場合には、例えば次の工程により作製される。すなわちガラス基板上に下地膜をスパッタで成膜した後、その上に耐熱軟磁性膜、非磁性膜、耐熱磁性膜（バイアス層）、非磁性膜の順に成膜し、これを１ユニットとした積層膜を複数回繰り返しスパッタ成膜し、［耐熱軟磁性膜／非磁性膜／耐熱磁性膜／非磁性膜］ｎの人工格子膜を作製する。さらに最上層に上部保護膜を成膜することにより形成される。上記人工格子膜の積層回数ｎは、多い程磁気抵抗変化率は大きくなるが、多すぎると製造工数が増加しまた素子全体の抵抗が低下するので、５〜２０回の範囲が適当である。ＧＭＲ素子の抵抗は、２００〜３００Ωの範囲にあることが好ましい。
【００２０】
本発明の磁気センサは、図１に示す積層構造に限らず、図２又は図３に示す積層構造であってもよい。
図２に示すＧＭＲ素子１０は、外部磁場の印加により面内の磁化方向が反転する耐熱性軟磁性層１１−１、１１−２と、第１非磁性層１３ａを介してこれらの間に形成された、耐熱性磁性層１２−１〜１２−ｎと第２非磁性層１３ｂが交互に積層されたバイアス層１４を有し、バイアス層１４が反強磁性結合層を構成するために第２非磁性層１３ｂは第１非磁性層１３ａよりも薄く形成されている。耐熱軟磁性層及び耐熱磁性層の材質は各々、図１のＧＭＲ素子を構成する耐熱軟磁性層及びバイアス層の材質と同様でよく、また非磁性層の材質も図１のＧＭＲ素子を構成する非磁性層の材質と同様でよい。耐熱軟磁性層及び耐熱磁性層の厚さは、５〜１００Åの範囲にあることが好ましく、より好ましくは１０〜５０Åの範囲にあるとよい。さらに耐熱磁性層の厚さを耐熱軟磁性層よりも薄くすることにより、耐熱性を向上させることができる。第１非磁性層及び第２非磁性層の厚さは１０〜１００Åの範囲にあることが好ましく、さらに第２非磁性層の厚さは第１非磁性層よりも薄いことが好ましい。
【００２１】
図３に示すＧＭＲ素子１５は、外部磁場の印加により面内の磁化方向が反転する耐熱軟磁性層１１と、バイアス層１４が、第１非磁性層１３ａを介して交互に複数回積層されている。バイアス層１４は第２非磁性層１３ｂを介して隣接する耐熱磁性層１２−１〜１２−ｎが反強磁性結合するように構成されている。耐熱軟磁性層及び耐熱磁性層の材質は各々、図１のＧＭＲ素子を構成する耐熱軟磁性層及びバイアス層の材質と同様でよく、また第１及び第２非磁性層の材質も図１のＧＭＲ素子を構成する非磁性層の材質と同様でよい。耐熱軟磁性層及び耐熱磁性層の膜厚は各々、図２のＧＭＲ素子を構成する耐熱軟磁性層及び耐熱磁性層の膜厚と同様でよく、また第１及び第２非磁性層の膜厚も図２のＧＭＲ素子を構成する第１及び第２非磁性層の膜厚と同様でよい。
【００２２】
図１乃至図３に示す積層構造を有するＧＭＲ素子を用いて例えば図４及び図５に示す磁気センサが作製される。図４に示す磁気センサは、ハーフブリッジ形の２個のＧＭＲ素子１０−１、１０−２と２個の抵抗４−１、４−２からなる検出部２を有し、検出部２は各素子の両端部に配線膜（不図示）を接続し、配線膜の終端にハンダ付けにより端子２１〜２４を接続することより作製される。端子２２は直流電源（不図示）に接続され、端子２３は接地されると共に、端子２１と端子２４は出力回路３に接続される。図４に示す磁気センサ１は、ブリッジ接続される４個のＧＭＲ素子１０−１、１０−２、１０−３、１０−４からなる検出部２を有し、検出部２は上記と同様に各素子の両端部に配線膜を接続し、配線膜の終端にハンダ付けにより端子を接続することより作製される。この磁気センサも、端子２２は直流電源（不図示）に接続され、端子２３は接地されると共に、端子２１と端子２４は出力回路３に接続されることにより、例えば回転角を検出することができる。上記の磁気センサの製造過程では、ＧＭＲ素子を保持する基板の温度が上昇する。例えばＳｎ−Ａｇ系の鉛フリーハンダ（共晶点：２２１℃）を使用して、配線膜の終端に端子を接続する場合には、ＧＭＲ素子は２３０℃以上にも加熱されるが、本発明においては、軟磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｂ系材料で形成されかつバイアス層（磁性層）がＣｏ−Ｂ系又はＣｏ−Ｆｅ−Ｂ系材料で形成されているので、ＧＭＲ素子が加熱された時の磁気抵抗変化率の低下を抑制することができる。
【００２３】
【実施例】
（実施例１）
ガラス基板上に３０Åの厚さを有するＴａ膜（下地層）を成膜し、その上に厚さ２５ÅのＮｉ−Ｆｅ−Ｂ膜（耐熱軟磁性層）、厚さ４０ÅのＣｕ膜（非磁性層）、厚さ１５ÅのＣｏ―Ｂ膜（バイアス層）の順序で成膜し、［Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ（２５Å）／Ｃｏ−Ｂ（２５Å）／Ｃｕ（４０Å）／Ｃｏ−Ｂ（１５Å）／Ｃｕ（４０Å）］の積層膜を１ユニットとして１０ユニット作製し、最上層に上部保護膜として厚さ３０ÅのＴａ膜を成膜することにより、図１に示す積層構造を有するＧＭＲ素子を作製した。Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ膜は、［Ｎｉ_０．８１Ｆｅ_{０．１８５}Ｂ_{０．００５}］の組成とし、Ｃｏ−Ｂ膜は、［Ｃｏ_{０．９９５}Ｂ_{０．００５}］の組成とした。このＧＭＲ素子は、多元型ＤＣマグネトロンスパッタ装置により、２×１０^−５Ｐａの真空中で、基板を回転させながら上記各層を成膜することにより得られた。
【００２４】
（実施例２）
ガラス基板上に３０Åの厚さを有するＴａ膜（下地層）を成膜した後、厚さ２３ÅのＮｉ−Ｆｅ−Ｂ膜（耐熱軟磁性層）を成膜し、次いで４０Åの厚さを有するＣｕ膜（非磁性層）を成膜し、この上に反強磁性結合を有するバイアス層を積層し、バイアス層上にさらに厚さ４０ÅのＣｕ膜、厚さ２５ÅのＮｉ−Ｆｅ−Ｂ膜（耐熱軟磁性層）を成膜し、最上層に３０Åの厚さのＴａ膜を成膜することにより、図３に示す積層構造を有するＧＭＲ素子を作製した。バイアス層の構成は、［Ｃｏ−Ｂ（１５Å）／Ｃｕ（２３Å）／Ｃｏ−Ｂ（１５Å）］_５とした。Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ膜とＣｏ−Ｂ膜の組成と成膜方法は実施例１に準じた。
【００２５】
（比較例１）
ガラス基板上に３０Åの厚さを有するＴａ膜をスパッタで成膜し、この下地膜上に厚さ１６ÅのＮｉ_０．７９Ｆｅ_{０．１５５}Ｃｏ_０．０５Ｂ_{０．００５}の組成を有する耐熱軟磁性層と、厚さ２３ÅのＣｕ膜（非磁性層）とを交互にスパッタ成膜し、一対の磁性層と非磁性層を１ユニットし、このユニットを１４回積層し、さらに厚さ１６ÅのＮｉ_０．７９Ｆｅ_{０．１５５}Ｃｏ_０．０５Ｂ_{０．００５}の組成を有する耐熱性磁性層をスパッタ成膜し、最上層にキャップ膜として厚さ３０ÅのＴａ膜をスパッタ成膜することにより、反強磁性結合型ＧＭＲ素子を作製した。
【００２６】
（比較例２）
ガラス基板上に３０Åの厚さを有するＴａ膜をスパッタで成膜し、この下地膜上に厚さ２５ÅのＮｉ_{０．８４５}Ｆｅ_{０．１５５}の組成を有する耐熱軟磁性層、厚さ４０ÅのＣｕ膜（非磁性層）と、厚さ１５ÅのＣｏ膜（バイアス層）の順序で成膜し、［Ｎｉ−Ｆｅ（２５Å）／Ｃｕ（４０Å）／Ｃｏ（１５Å）／Ｃｕ（４０Å）］の積層膜を１ユニットとして１０ユニット作製し、最上層にキャップ膜として厚さ３０ÅのＴａ膜をスパッタ成膜することにより、ＧＭＲ素子を作製した。
【００２７】
実施例１、実施例２及び比較例１のＧＭＲ素子に配線膜を接続後鉛フリーハンダ（Ｓｎ−Ａｇ系）で端子を接続して、図３に示す磁気センサを作製した。上記各ＧＭＲ素子から試料を切り出し、室温で４端子法により最大で２０ｋＡ／ｍの外部磁界を印加することにより抵抗を測定し、その抵抗から、磁気抵抗変化率を算出した。各ＧＭＲ素子の磁気抵抗変化率、飽和磁界（Ｈｓ）及び感度［（ｄＲ／Ｒ）／Ｈｓ］を表１に示す。
【００２８】

【００２９】
表１から実施例１及び実施例２のＧＭＲ素子は、比較例１のＧＭＲ素子よりも飽和磁界Ｈｓが小さく、低い磁界で動作することがわかる。これに対して、比較例１のＧＭＲ素子は、最大抵抗変化率は高いが、飽和磁界Ｈｓが大きく、高い磁界でしか動作しないことがわかる。特に実施例１のＧＭＲ素子は、印加磁界ゼロ付近で最も高い感度を示すことがわかる。
【００３０】
次に実施例１及び比較例２のＧＭＲ素子について、２００〜３００℃の温度で１時間、真空中、無磁場で熱処理を施し、熱による磁気抵抗変化率の劣化を調査した。磁気抵抗変化率（ｄＲ／Ｒ）と熱処理温度との関係を図６に示す。
【００３１】
図６から成膜された状態（室温）では、実施例１のＧＭＲ素子の磁気抵抗変化率は比較例２のＧＭＲ素子よりも低いが、２５０℃以上の熱処理温度では、比較例２のＧＭＲ素子よりも高く、３００℃の熱処理温度でも５％以上の高い磁気抵抗変化率を示すことがわかる。特に磁性層にＢを含まない比較例２のＧＭＲ素子によれば熱処理温度が高くなるに従って磁気抵抗変化率が低下する度合いは大きくなることがわかる。
【００３２】
【発明の効果】
以上に記述の如く、本発明によれば、少なくとも耐熱性を有する軟磁性層を含む非結合型ＧＭＲ素子を使用するので、耐熱性が向上し、小さい外部磁界で動作可能な磁気センサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気センサを構成するＧＭＲ素子の積層構造の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の磁気センサを構成するＧＭＲ素子の積層構造の他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の磁気センサを構成するＧＭＲ素子の積層構造の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる磁気センサを示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係わる磁気センサを示すブロック図。
【図６】本発明のＧＭＲ素子及び従来のＧＭＲ素子に熱処理を施した時の熱処理温度と磁気抵抗変化率との関係を示す図である。
【符号の説明】
１磁気センサ、２検出部、３駆動電源、
５，１０，１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，１５ＧＭＲ素子、
６，１１，１１−１，１１−２耐熱軟磁性層、７，１４バイアス層、
８，１３ａ第１非磁性層、１３ｂ第２非磁性層、
１２，１２−１，１２−２……１２−ｎ耐熱磁性層、
２１，２２，２３，２４端子。

Claims

外部磁界に反応して磁化方向が変化する少なくとも一つの耐熱軟磁性層と、予め定められた磁化方向を有する耐熱磁性層を含む少なくとも一つのバイアス層とを有し、前記耐熱軟磁性層と前記バイアス層との間に、前記耐熱軟磁性層と前記バイアス層とを磁気的に分離する少なくとも一つの非磁性層が配置されていることを特徴とする磁気センサ。
前記バイアス層は前記耐熱軟磁性層より保磁力の大なる少なくとも一つのの耐熱磁性層からなることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
一対の前記耐熱軟磁性層の間に前記バイアス層が設けられ、このバイアス層は、前記非磁性層よりも薄い第２の非磁性層を介して複数の耐熱磁性層が反強磁性結合された積層体であることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
前記耐熱軟磁性層は、（Ｎｉ_ｘＦｅ_１−ｘ）_ｙＢ_１−ｙ｛但し、０．７０≦ｘ≦０．９０、０．９０≦ｙ＜１．００｝の一般式で表される組成を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気センサ。
前記耐熱磁性層は、（Ｃｏ_ａＦｅ_１−ａ）_ｂＢ_１−ｂ｛但し、０．７０≦ａ≦１．００、０．９０≦ｂ≦１．００｝の一般式で表される組成を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気センサ。
前記耐熱軟磁性層および前記耐熱磁性層の厚さは５〜１００Åの範囲にあり、かつ前記非磁性層の厚さは１０〜１００Åの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気センサ。