JP2014016161A - 磁気センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】磁気抵抗効果素子の端面に接する電極に起因した検出精度の低下を抑制する。
【解決手段】磁気センサは、MR素子50A,50Bと、これらを電気的に接続する電極40Aを備えている。電極40Aは、第1の面41aを有する第1の部分41と、第2の面42aを有する第2の部分42と、これらを連結する連結部43とを有している。第1の面41aは、MR素子50Aの端面に接し、第2の面42aは、MR素子50Bの端面に接している。第1の面41aと第2の面42aは、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有している。第1の面41aの外縁に内接する第1の内接円41Bの直径、および第2の面42aの外縁に内接する第2の内接円42Bの直径は、連結部の幅Wよりも大きい。
【選択図】図3
【解決手段】磁気センサは、MR素子50A,50Bと、これらを電気的に接続する電極40Aを備えている。電極40Aは、第1の面41aを有する第1の部分41と、第2の面42aを有する第2の部分42と、これらを連結する連結部43とを有している。第1の面41aは、MR素子50Aの端面に接し、第2の面42aは、MR素子50Bの端面に接している。第1の面41aと第2の面42aは、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有している。第1の面41aの外縁に内接する第1の内接円41Bの直径、および第2の面42aの外縁に内接する第2の内接円42Bの直径は、連結部の幅Wよりも大きい。
【選択図】図3
Description
本発明は、外部磁界の方向を検出するために用いられる磁気センサに関する。
近年、自動車のステアリングの回転位置の検出等の種々の用途で、対象物の回転位置を検出するために、磁気センサが広く利用されている。また、対象物の直線的な変位を検出するリニアエンコーダにおいても磁気センサが利用されている。このような磁気センサが用いられるシステムでは、一般的に、対象物の回転や直線的な運動に連動して方向が回転する外部磁界を発生する手段(例えば磁石)が設けられる。磁気センサは、基準位置における外部磁界の方向が基準方向に対してなす角度を検出する。これにより、対象物の回転位置や直線的な変位が検出される。
磁気センサとしては、特許文献1、2に記載されているように、スピンバルブ型の磁気抵抗効果素子(以下、MR素子とも記す。)を用いたものが知られている。スピンバルブ型のMR素子は、順に積層された第1の強磁性層、非磁性層および第2の強磁性層を含んでいる。第1の強磁性層と第2の強磁性層の一方は、磁化方向が固定された磁化固定層であり、他方は、外部磁界の方向に応じて磁化の方向が変化する自由層である。
また、磁気センサとしては、特許文献1に記載されているように、直列に接続された複数のCPP(Current Perpendicular to Plane)型のMR素子を備えたものも知られている。なお、特許文献1では、複数のMR膜(積層体)が、ここで言う複数のCPP型のMR素子に相当する。CPP型のMR素子とは、磁気的信号検出用の電流を、MR素子を構成する各層の面に対してほぼ垂直な方向に流すタイプのMR素子である。
複数のCPP型のMR素子を直列に接続する場合には、隣接する2つのMR素子の一方の端面同士を電気的に接続する電極が必要である。この電極は、2つのMR素子にまたがるために、この電極の形状は、一般的に、幅が一定で一方向に長い形状となる。
特許文献3と非特許文献1には、1つのMR素子の端面に接する電極であるが、一方向に長い細幅部分と、この細幅部分の長手方向の両側に連結され細幅部分よりも幅が大きい2つの部分とを有する電極が記載されている。この電極では、細幅部分における長手方向の中央の一部分が、MR素子の端面に接している。
"TMR素子を用いた高感度地磁気センサーの開発",Journal of the Magnetics Society of Japan,Vol.32,No.3,p361-365,2008
本出願の発明者らの研究により、直列に接続された複数のCPP型のMR素子を備えた磁気センサにおいて、MR素子の端面に接する電極の形状が、幅が一定で一方向に長い形状であると、以下のような問題が生じることが分かった。例えば磁気センサの周囲の温度変化によって、電極またはその周囲の材料が膨張または収縮すると、電極に応力が生じ、その結果、電極に接するMR素子にも応力が生じる。ここで、電極の形状が、幅が一定で一方向に長い形状であると、電極に起因してMR素子に生じる応力は、方向によって応力の大きさが異なるという異方性を有することになる。この場合、MR素子の第1および第2の強磁性層の磁歪定数がゼロでなければ、この第1および第2の強磁性層に応力磁気異方性が生じる。この応力磁気異方性は、磁気センサの検出精度の低下の原因となる。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、外部磁界の方向を検出するために用いられる磁気センサであって、磁気抵抗効果素子の端面に接する電極に起因した検出精度の低下を抑制できるようにした磁気センサを提供することにある。
本発明の磁気センサは、第1および第2の磁気抵抗効果素子と、第1および第2の磁気抵抗効果素子を電気的に接続する電極とを備えている。第1および第2の磁気抵抗効果素子の各々は、第1の方向における互いに反対側に位置する第1の端面および第2の端面を有すると共に、第1の端面と第2の端面の間において第1の方向に沿って積層された第1の強磁性層、非磁性層および第2の強磁性層を含んでいる。第1および第2の磁気抵抗効果素子は、第1の方向に直交する第2の方向に並んでいる。電極は、第1の面を有する第1の部分と、第2の面を有する第2の部分と、第1の部分と第2の部分を連結する連結部とを有している。第1の面の少なくとも一部は、第1の磁気抵抗効果素子の第1の端面に接し、第2の面の少なくとも一部は、第2の磁気抵抗効果素子の第1の端面に接している。第1の面と第2の面は、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有している。第1の面の外縁に内接する第1の内接円の直径、および第2の面の外縁に内接する第2の内接円の直径は、第1および第2の方向に直交する第3の方向についての連結部の幅よりも大きい。
本発明の磁気センサにおいて、第1の磁気抵抗効果素子の第1の端面と第2の磁気抵抗効果素子の第1の端面は、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有していてもよい。この場合、第1の磁気抵抗効果素子の第1の端面の中心と第1の面の中心は一致し、第2の磁気抵抗効果素子の第1の端面の中心と第2の面の中心は一致していてもよい。
また、本発明の磁気センサにおいて、第1の面と第2の面は、それぞれ、4回対称以上の回転対称形状を有していてもよい。また、第1の面と第2の面は、それぞれ、4回以上の偶数回対称の回転対称形状を有していてもよい。この場合、連結部の幅に対する第1の内接円の直径の比、および連結部の幅に対する第2の内接円の直径の比は、1.5〜10の範囲内であってもよいし、1.5〜5の範囲内であってもよい。
また、本発明の磁気センサにおいて、第1の強磁性層と第2の強磁性層の一方は、磁化方向が固定された磁化固定層であり、他方は、外部磁界の方向に応じて磁化の方向が変化する自由層であってもよい。
本発明の磁気センサにおける電極は、第1の面と第2の面が、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有し、且つ、第1の面の外縁に内接する第1の内接円の直径、および第2の面の外縁に内接する第2の内接円の直径が、第3の方向についての連結部の幅よりも大きいという特徴を有している。この特徴により、磁気抵抗効果素子の端面に接する電極に起因して磁気抵抗効果素子に生じる応力の異方性が緩和される。その結果、本発明によれば、電極に起因した検出精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図1ないし図3を参照して、本発明の一実施の形態に係る磁気センサの概略の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る磁気センサの概略の構成を示す斜視図である。図2は、本実施の形態における方向と角度の定義を示す説明図である。図3は、本実施の形態に係る磁気センサに含まれる第1および第2のMR素子とそれらを接続する電極を示す平面図である。
図1に示したように、本実施の形態に係る磁気センサ1は、基準位置における外部磁界MFの方向が基準方向に対してなす角度を検出するものである。基準位置における外部磁界MFの方向は、磁気センサ1から見て回転する。図1には、外部磁界MFを発生する手段の例として、円柱形状の磁石5を示している。この磁石5は、円柱の中心軸を含む仮想の平面を中心として対称に配置されたN極とS極とを有している。この磁石5は、円柱の中心軸を中心として回転する。これにより、磁石5が発生する外部磁界MFの方向は、円柱の中心軸を含む回転中心Cを中心として回転する。
基準位置は、磁石5の一方の端面に平行な仮想の平面(以下、基準平面と言う。)内に位置する。この基準平面内において、磁石5が発生する外部磁界MFの方向は、基準位置を中心として回転する。基準方向は、基準平面内に位置して、基準位置と交差する。以下の説明において、基準位置における外部磁界MFの方向とは、基準平面内に位置する方向を指す。磁気センサ1は、磁石5の上記一方の端面に対向するように配置される。
なお、外部磁界MFを発生する手段と磁気センサ1の構成は、図1に示した例に限られない。外部磁界MFを発生する手段と磁気センサ1は、基準位置における外部磁界MFの方向が磁気センサ1から見て回転するように、外部磁界MFを発生する手段と磁気センサ1の相対的位置関係が変化するものであればよい。例えば、図1に示したように配置された磁石5と磁気センサ1において、磁石5が固定されて磁気センサ1が回転してもよいし、磁石5と磁気センサ1が互いに反対方向に回転してもよいし、磁石5と磁気センサ1が同じ方向に互いに異なる角速度で回転してもよい。
また、磁石5の代わりに、1組以上のN極とS極が交互にリング状に配列された磁石を用い、この磁石の外周の近傍に磁気センサ1が配置されていてもよい。この場合には、磁石と磁気センサ1の少なくとも一方が回転すればよい。
また、磁石5の代わりに、複数組のN極とS極が交互に直線状に配列された磁気スケールを用い、この磁気スケールの外周の近傍に磁気センサ1が配置されていてもよい。この場合には、磁気スケールと磁気センサ1の少なくとも一方が、磁気スケールのN極とS極が並ぶ方向に直線的に移動すればよい。
上述の種々の外部磁界MFを発生する手段と磁気センサ1の構成においても、磁気センサ1と所定の位置関係を有する基準平面が存在し、この基準平面内において、外部磁界MFの方向は、磁気センサ1から見て、基準位置を中心として回転する。
磁気センサ1は、第1の検出回路10および第2の検出回路20を備えている。第1の検出回路10は、基準位置における外部磁界MFの方向が基準方向に対してなす角度と対応関係を有する第1の信号を生成する。第2の検出回路20は、基準位置における外部磁界MFの方向が基準方向に対してなす角度と対応関係を有する第2の信号を生成する。図1では、理解を容易にするために、第1および第2の検出回路10,20を別体として描いているが、第1および第2の検出回路10,20は一体化されていてもよい。また、図1では、第1および第2の検出回路10,20が回転中心Cに平行な方向に積層されているが、その積層順序は図1に示した例に限られない。
ここで、図2を参照して、本実施の形態における方向と角度の定義について説明する。まず、図1に示した回転中心Cに平行で、磁石5の一方の端面から磁気センサ1に向かう方向をZ方向と定義する。次に、Z方向に垂直な2つの方向であって、互いに直交する2つの方向をX方向とY方向と定義する。図2では、X方向を右側に向かう方向として表し、Y方向を上側に向かう方向として表している。また、X方向とは反対の方向を−X方向と定義し、Y方向とは反対の方向を−Y方向と定義する。
本実施の形態において、基準位置PRは、磁気センサ1が外部磁界MFを検出する位置である。基準方向DRはX方向とする。基準位置PRにおける外部磁界MFの方向DMが基準方向DRに対してなす角度を記号θで表す。外部磁界MFの方向DMは、図2において反時計回り方向に回転するものとする。角度θは、基準方向DRから反時計回り方向に見たときに正の値で表し、基準方向DRから時計回り方向に見たときに負の値で表す。
第1および第2の検出回路10,20は、それぞれ、複数の磁気抵抗効果素子(以下、MR素子と記す。)50と、複数のMR素子50を電気的に接続する複数の電極40とを備えている。複数のMR素子50と複数の電極40は、図示しない基板の上面上に搭載されている。MR素子50の平面形状(上から見た形状)は、例えば円形である。図2において、符号11は、第1の検出回路10における任意のMR素子50の平面形状を表し、符号21は、第2の検出回路20における任意のMR素子50の平面形状を表している。
本実施の形態では、特に、第1および第2の検出回路10,20は、それぞれ、直列に接続された複数のMR素子50を含むMR素子列を複数有している。本実施の形態では、MR素子列内において互いに隣接して直列に接続された任意の2つのMR素子50を、第1のMR素子50Aと第2のMR素子50Bと呼ぶ。
図3には、第1および第2のMR素子50A,50Bの平面形状を示している。ここで、第1および第2のMR素子50A,50Bの構成と配置に関連する第1ないし第3の方向を、以下のように定義する。後で詳しく説明するが、MR素子50は、積層された複数の層を含んでいる。まず、第1および第2のMR素子50A,50Bに関して、上記複数の層が積層された方向を第1の方向D1と定義する。本実施の形態では、第1の方向D1はZ方向に平行である。第1および第2のMR素子50A,50Bは、第1の方向D1に直交する方向に並んでいる。この方向を第2の方向D2と定義する。そして、第1の方向D1および第2の方向D2に直交する方向を第3の方向D3と定義する。第1および第2のMR素子50A,50Bの各々は、第1の方向D1における互いに反対側に位置する2つの端面を有している。この2つの端面のうち、基板の上面により近い方を下面と呼び、基板の上面からより遠い方を上面と呼ぶ。以下、第1の方向D1における互いに反対側に位置する2つの端面を有する他の構成要素に関しても、2つの端面のうち、基板の上面により近い方を下面と呼び、基板の上面からより遠い方を上面と呼ぶ。
複数の電極40には、隣接する2つのMR素子50の下面同士を電気的に接続する第1の電極40Aと、隣接する2つのMR素子50の上面同士を電気的に接続する第2の電極40Bが、それぞれ複数含まれている。第1および第2のMR素子50A,50Bには、電極40Aによって直列に接続されるものと、電極40Bによって直列に接続されるもの2種類が存在する。第1の電極40Aと第2の電極40Bは、いずれも、本発明における「第1および第2の磁気抵抗効果素子を電気的に接続する電極」に対応する。
ここで、電極40Aまたは電極40Bによって電気的に接続されるMR素子50Aの端面とMR素子50Bの端面を、それぞれ、MR素子50Aの第1の端面とMR素子50Bの第1の端面と呼ぶ。また、MR素子50A,50Bにおいて、第1の端面とは反対側の端面を第2の端面と呼ぶ。電極40Aによって直列に接続されるMR素子50A,50Bでは、それらの下面が第1の端面となり、それらの上面が第2の端面となる。電極40Bによって直列に接続されるMR素子50A,50Bでは、それらの上面が第1の端面となり、それらの下面が第2の端面となる。
電極40A,40Bは、それぞれ、第1の面41aを有する第1の部分41と、第2の面42aを有する第2の部分42と、第1の部分41と第2の部分42を連結する連結部43とを有している。図3には、電極40Aにおける第1の部分41、第2の部分42および連結部43の平面形状を示している。なお、図3では、第1の部分41と連結部43の境界および第2の部分42と連結部43の境界を、それぞれ点線で表している。電極40Aでは、第1の面41aの少なくとも一部は、第1のMR素子50Aの第1の端面(下面)に接し、第2の面42aの少なくとも一部は、第2のMR素子50Bの第1の端面(下面)に接している。電極40Aでは、第1の面41aは第1の部分41の上面であり、第2の面42aは第2の部分42の上面である。
図示しないが、電極40Bにおける第1の部分41、第2の部分42および連結部43の形状は、電極40Aにおけるそれらの形状と同じである。ただし、電極40Bでは、第1の面41aは第1の部分41の下面であり、第2の面42aは第2の部分42の下面である。電極40Bでは、第1の面41aの少なくとも一部は、第1のMR素子50Aの第1の端面(上面)に接し、第2の面42aの少なくとも一部は、第2のMR素子50Bの第1の端面(上面)に接している。以下、第1の部分41(第1の面41a)、第2の部分42(第2の面42a)および連結部43に関する説明において、電極40Aであるか電極40Bであるかを明記しないときは、電極40Aと電極40Bの両方の説明を含むものとする。
第1の面41aと第2の面42aは、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有している。図3に示した例では、第1の面41aと第2の面42aは、それぞれ、4回対称の回転対称形状を有している。特に、図3に示した第1および第2の面41a,42aの形状は、角を丸めた正方形である。
なお、n回対称(nは2以上の任意の整数)の回転対称形状は、nの約数をmとすると、同時にm回対称の回転対称形状でもある。本実施の形態において、第1および第2の面41a,42aの回転対称形状を表すときは、その形状に当てはまる回転対称回数のうち、最大の回転対称回数を用いて表すものとする。また、円形は、nの最大値が無限大である回転対称形状であると言える。従って、円形は、本実施の形態における定義による3回対称以上の回転対称形状に含まれる。
第1の面41aと第2の面42aは、それぞれ、4回対称以上の回転対称形状を有していることが好ましく、4回以上の偶数回対称の回転対称形状を有していることがより好ましい。その理由については、後で詳しく説明する。
第1のMR素子50Aの第1の端面と第2のMR素子50Bの第1の端面は、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有している。図3に示した例では、第1および第2のMR素子50A,50Bの平面形状は円形であることから、第1および第2のMR素子50A,50Bの各々の第1の端面の形状も円形である。なお、第1および第2のMR素子50A,50Bの各々において、第2の端面は第1の端面と同じ形状を有している。
図3において、符号41cは第1の面41aの中心を表し、符号42cは第2の面42aの中心を表している。また、符号50Acは第1のMR素子50Aの第1の端面の中心を表し、符号50Bcは第2のMR素子50Bの第1の端面の中心を表している。図3に示したように、本実施の形態では、中心50Acと中心41cは実質的に一致し、中心50Bcと中心42cは実質的に一致している。また、図3に示した例では、第1の面41aはMR素子50Aの第1の端面よりも大きく、第2の面42aはMR素子50Bの第1の端面よりも大きい。
また、図3において、符号41Bは第1の面41aの外縁に内接する第1の内接円を表し、符号42Bは第2の面42aの外縁に内接する第2の内接円を表している。図3に示したように、第1の内接円41Bの直径a1および第2の内接円42Bの直径a2は、第3の方向D3についての連結部43の幅Wよりも大きい。連結部43の幅Wに対する第1の内接円41Bの直径a1の比a1/W、および連結部43の幅Wに対する第2の内接円42Bの直径a2の比a2/Wは、1.5〜10の範囲内であることが好ましく、1.5〜5の範囲内であることがより好ましい。その理由については、後で詳しく説明する。
次に、図4を参照して、磁気センサ1の構成について詳しく説明する。図4は、磁気センサ1の構成を示す回路図である。第1の検出回路10は、基準位置PRにおける外部磁界MFのX方向の成分を検出し、その成分の強度に対応した第1の信号S1を生成する。第2の検出回路20は、基準位置PRにおける外部磁界MFのY方向の成分を検出し、その成分の強度に対応した第2の信号S2を生成する。第1および第2の信号S1,S2は、いずれも、角度θと対応関係を有する信号である。
第1および第2の信号S1,S2は、互いに等しい信号周期Tで周期的に変化する。第2の信号S2の位相は、第1の信号S1の位相と異なっている。第2の信号S2の位相は、第1の信号S1の位相に対して、信号周期Tの1/4の奇数倍だけ異なっていることが好ましい。ただし、MR素子50の作製の精度等の観点から、第1の信号S1と第2の信号S2の位相差は、信号周期Tの1/4の奇数倍から、わずかにずれていてもよい。本実施の形態では、特に、第2の信号S2の位相は、第1の信号S1の位相に対して、信号周期Tの1/4だけ異なっている。そして、第1および第2の信号S1,S2の波形は、理想的には、正弦曲線(サイン(Sine)波形とコサイン(Cosine)波形を含む)となる。
第1の検出回路10は、第1の信号S1を出力する出力端を有している。第2の検出回路20は、第2の信号S2を出力する出力端を有している。磁気センサ1は、更に、演算回路30を備えている。演算回路30は、2つの入力端と1つの出力端とを有している。演算回路30の2つの入力端は、それぞれ、第1および第2の検出回路10,20の各出力端に接続されている。
演算回路30は、角度θと対応関係を有する検出値θsを算出する。本実施の形態では、検出値θsは、磁気センサ1によって検出された角度θの値である。演算回路30は、例えばマイクロコンピュータによって実現することができる。検出値θsの算出方法については、後で詳しく説明する。
第1の検出回路10は、ホイートストンブリッジ回路14と、差分検出器15とを有している。ホイートストンブリッジ回路14は、電源ポートV1と、グランドポートG1と、2つの出力ポートE11,E12と、直列に接続された第1の対のMR素子列R11,R12と、直列に接続された第2の対のMR素子列R13,R14とを含んでいる。各MR素子列R11〜R14は、直列に接続された複数のMR素子50を含んでいる。MR素子列R11,R13の各一端は、電源ポートV1に接続されている。MR素子列R11の他端は、MR素子列R12の一端と出力ポートE11に接続されている。MR素子列R13の他端は、MR素子列R14の一端と出力ポートE12に接続されている。MR素子列R12,R14の各他端は、グランドポートG1に接続されている。電源ポートV1には、所定の大きさの電源電圧が印加される。グランドポートG1はグランドに接続される。差分検出器15は、出力ポートE11,E12の電位差に対応する信号である第1の信号S1を演算回路30に出力する。
第2の検出回路20の回路構成は、第1の検出回路10と同様である。すなわち、第2の検出回路20は、ホイートストンブリッジ回路24と、差分検出器25とを有している。ホイートストンブリッジ回路24は、電源ポートV2と、グランドポートG2と、2つの出力ポートE21,E22と、直列に接続された第1の対のMR素子列R21,R22と、直列に接続された第2の対のMR素子列R23,R24とを含んでいる。各MR素子列R21〜R24は、直列に接続された複数のMR素子50を含んでいる。MR素子列R21,R23の各一端は、電源ポートV2に接続されている。MR素子列R21の他端は、MR素子列R22の一端と出力ポートE21に接続されている。MR素子列R23の他端は、MR素子列R24の一端と出力ポートE22に接続されている。MR素子列R22,R24の各他端は、グランドポートG2に接続されている。電源ポートV2には、所定の大きさの電源電圧が印加される。グランドポートG2はグランドに接続される。差分検出器25は、出力ポートE21,E22の電位差に対応する信号である第2の信号S2を演算回路30に出力する。
ホイートストンブリッジ回路(以下、ブリッジ回路と記す。)14,24に含まれる全てのMR素子50は、その第1の端面と第2の端面の間において第1の方向D1に沿って積層された第1の強磁性層、非磁性層および第2の強磁性層を含んでいる。本実施の形態では、MR素子50として、スピンバルブ型のMR素子、特にTMR素子を用いている。なお、TMR素子の代わりにGMR素子を用いてもよい。TMR素子またはGMR素子は、磁化方向が固定された磁化固定層と、外部磁界MFの方向DMに応じて磁化の方向が変化する自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置された非磁性層とを含んでいる。第1の強磁性層と第2の強磁性層の一方は上記磁化固定層であり、他方は上記自由層である。
TMR素子では、非磁性層はトンネルバリア層である。GMR素子では、非磁性層は非磁性導電層である。TMR素子またはGMR素子では、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化し、この角度が0°のときに抵抗値は最小値となり、角度が180°のときに抵抗値は最大値となる。図4において、塗りつぶした矢印は、MR素子50における磁化固定層の磁化の方向を表し、白抜きの矢印は、MR素子50における自由層の磁化の方向を表している
第1の検出回路10では、MR素子列R11,R14に含まれる複数のMR素子50における磁化固定層の磁化の方向はX方向であり、MR素子列R12,R13に含まれる複数のMR素子50における磁化固定層の磁化の方向は−X方向である。図2において、符号DP1を付した矢印は、MR素子列R11,R14に含まれる複数のMR素子50における磁化固定層の磁化の方向を表している。この場合、外部磁界MFのX方向の成分の強度に応じて、出力ポートE11,E12の電位差が変化する。従って、第1の検出回路10は、外部磁界MFのX方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第1の信号S1を出力する。
第2の検出回路20では、MR素子列R21,R24に含まれる複数のMR素子50における磁化固定層の磁化の方向はY方向であり、MR素子列R22,R23に含まれる複数のMR素子50における磁化固定層の磁化の方向は−Y方向である。図2において、符号DP2を付した矢印は、MR素子列R21,R24に含まれる複数のMR素子50における磁化固定層の磁化の方向を表している。この場合、外部磁界MFのY方向の成分の強度に応じて、出力ポートE21,E22の電位差が変化する。従って、第2の検出回路20は、外部磁界MFのY方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第2の信号S2を出力する。
なお、検出回路10,20内の複数のMR素子50における磁化固定層の磁化の方向は、MR素子50の作製の精度等の観点から、上述の方向からわずかにずれていてもよい。
次に、図5を参照して、ブリッジ回路およびMR素子列の構成の一例について説明する。図5は、図4に示したブリッジ回路14を示す平面図である。図5に示した例では、各MR素子列は、8個のMR素子50と複数の電極40によって構成されている。複数の電極40には、複数の第1の電極40Aと複数の第2の電極40Bが含まれる。
各MR素子列において、複数の第1の電極40Aは、全体としてミアンダ形状となるように、図示しない基板上に互いに間隔を開けて配列されている。各第1の電極40Aの第1の部分41と第2の部分42の上には、隣接する2つのMR素子50が配置されている。これにより、1つの第1の電極40Aは、隣接する2つのMR素子50を直列に接続している。
また、各MR素子列において、複数の第2の電極40Bは、全体としてミアンダ形状となるように、複数のMR素子50の上に互いに間隔を開けて配列されている。各第2の電極40Bの第1の部分41と第2の部分42は、隣接する2つのMR素子50であって、1つの第1の電極40Aによって接続されていない2つのMR素子50の上に配置されている。これにより、1つの第2の電極40Bは、隣接する2つのMR素子50であって、1つの第1の電極40Aによって接続されていない2つのMR素子50を直列に接続している。このようにして、MR素子列に含まれる複数のMR素子50は、複数の第1の電極40Aと複数の第2の電極40Bを介して、直列に接続されている。
図5に示したブリッジ回路14には、複数の電極40として、更に、2つのMR素子列を電気的に接続する4つの第3の電極40C1,40C2,40C3,40C4が含まれている。第3の電極40C1,40C2,40C3,40C4は、図示しない基板上に配置されている。
電極40C1は、MR素子列R11の一端に位置するMR素子50とMR素子列R13の一端に位置するMR素子50とを電気的に接続していると共に、電源ポートV1に電気的に接続されている。電極40C2は、MR素子列R11の他端に位置するMR素子50とMR素子列R12の一端に位置するMR素子50とを電気的に接続していると共に、出力ポートE11に電気的に接続されている。電極40C3は、MR素子列R13の他端に位置するMR素子50とMR素子列R14の一端に位置するMR素子50とを電気的に接続していると共に、出力ポートE12に電気的に接続されている。電極40C4は、MR素子列R12の他端に位置するMR素子50とMR素子列R14の他端に位置するMR素子50とを電気的に接続していると共に、グランドポートG1に電気的に接続されている。
電極40C1,40C2,40C3,40C4の各々におけるMR素子50の近傍の一部は、第1の電極40Aの第1の部分41または第2の部分42と同様の形状を有していてもよい。また、ブリッジ回路24の構成は、図5に示したブリッジ回路14と同様である。
次に、図6を参照して、MR素子50の構成について説明する。図6には、1組の第1および第2のMR素子50A,50Bと、これらを直列に接続する1つの第1の電極40Aを示している。図6に示した例では、MR素子50(50A,50B)は、下面と上面とを有する円柱形状を有している。図6に示したMR素子50(50A,50B)では、その下面が第1の端面であり、その上面が第2の端面である。MR素子50(50A,50B)は、第1の端面と第2の端面の間において第1の電極40A側から順に第1の方向D1に沿って積層された自由層51、非磁性層52、磁化固定層53および反強磁性層54を含んでいる。反強磁性層54は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層53との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層53の磁化の方向を固定する。第1の電極40Aは、第1のMR素子50Aの自由層51と第2のMR素子50Bの自由層51を電気的に接続する。図示しないが、第2の電極40Bは、隣接する2つのMR素子50であって、1つの第1の電極40Aによって接続されていない2つのMR素子50の反強磁性層54同士を電気的に接続する。なお、MR素子50(50A,50B)における層51〜54の配置は、図6に示した配置とは上下が反対でもよい。
次に、図4を参照して、検出値θsの算出方法について説明する。図4に示した例では、理想的には、第2の検出回路20におけるMR素子50の磁化固定層53の磁化方向は、第1の検出回路10におけるMR素子50の磁化固定層53の磁化方向に直交している。この場合、理想的には、第1の信号S1の波形は、角度θに依存したコサイン(Cosine)波形になり、第2の信号S2の波形は、角度θに依存したサイン(Sine)波形になる。この場合、第2の信号S2の位相は、第1の信号S1の位相に対して、信号周期Tの1/4すなわちπ/2(90°)だけ異なっている。
角度θが0°以上90°未満のとき、および270°より大きく360°以下のときは、第1の信号S1は正の値であり、角度θが90°よりも大きく270°よりも小さいときは、第1の信号S1は負の値である。また、角度θが0°よりも大きく180°よりも小さいときは、第2の信号S2は正の値であり、角度θが180°よりも大きく360°よりも小さいときは、第2の信号S2は負の値である。
演算回路30は、第1および第2の信号S1,S2に基づいて、角度θと対応関係を有する検出値θsを算出する。具体的には、例えば、演算回路30は、下記の式(1)によって、θsを算出する。なお、“atan”は、アークタンジェントを表す。
θs=atan(S2/S1) …(1)
式(1)におけるatan(S2/S1)は、θsを求めるアークタンジェント計算を表している。なお、θsが0°以上360°未満の範囲内では、式(1)におけるθsの解には、180°異なる2つの値がある。しかし、S1,S2の正負の組み合わせにより、θsの真の値が、式(1)におけるθsの2つの解のいずれであるかを判別することができる。すなわち、S1が正の値のときは、θsは、0°以上90゜未満、および270°より大きく360°以下の範囲内である。S1が負の値のときは、θsは90°よりも大きく270°よりも小さい。S2が正の値のときは、θsは0°よりも大きく180°よりも小さい。S2が負の値のときは、θsは180°よりも大きく360°よりも小さい。演算回路30は、式(1)と、上記のS1,S2の正負の組み合わせの判定により、0°以上360°未満の範囲内でθsを求める。
次に、図7ないし図12を参照して、複数のMR素子50(MR素子50A,50B)および複数の電極40(電極40A,40B,40C1,40C2,40C3,40C4)の形成方法について説明する。図7ないし図12において、(a)は複数のMR素子50および複数の電極40の形成過程における積層体の平面図である。図7ないし図12において、(b)は、(a)におけるnB−nB線(nは7〜12の整数)で示す位置の断面図である。
複数のMR素子50および複数の電極40の形成方法では、まず、図7に示したように、基板60を用意する。図7に示した例では、基板60は、基板本体61と、この基板本体61の上面上に形成された絶縁層62とを有している。絶縁層62の上面が、基板60の上面60aになっている。基板本体61の材料は、半導体でもよいし、ガラス、セラミックス、樹脂等の絶縁材料でもよい。なお、基板60は、基板本体61と絶縁層62を有するものに限らず、例えば絶縁基板のみによって構成されていてもよい。
図8は、次の工程を示す。この工程では、まず、基板60の上面60a上に複数の第1の電極40Aと第3の電極40C1,40C2,40C3,40C4(図示せず)を形成する。次に、上面60a上における電極40A,40C1,40C2,40C3,40C4の周囲に絶縁層63を形成する。
図9は、次の工程を示す。この工程では、電極40A,40C1,40C2,40C3,40C4および絶縁層63の上にMR積層体50Pを形成する。MR積層体50Pは、後にパターニングされて複数のMR素子50となる多層膜である。従って、MR積層体50Pは、後にパターニングされて複数のMR素子50の各々を構成する複数の層となる複数の膜を有している。
本実施の形態では、複数のMR素子50の構成は、磁化固定層53の磁化の方向が異なる点を除いて同じものにすることができる。磁化固定層53の磁化の方向の固定は、図9に示した工程で行ってもよいし、MR積層体50Pをパターニングした後に行ってもよい。
磁化固定層53の磁化の方向の固定を図9に示した工程で行う場合には、例えば、以下のように、磁化固定層53の磁化の方向毎にMR積層体50Pを分けて形成する。始めに、磁化固定層53の磁化の方向が同じ2つのMR素子列に対応する2つのMR積層体50Pを形成する。その際に、磁界中成膜によって磁化固定層53となる膜を形成するか、磁化固定層53となる膜を磁界中熱処理することによって、磁化固定層53となる膜の磁化の方向を固定する。以下、同様にして、磁化固定層53の磁化の方向毎に、2つのMR素子列に対応する2つのMR積層体50Pを順に形成する。この場合、先に磁化の方向を固定する膜は、後で磁化の方向を固定する膜よりも保磁力が大きいものとする。これにより、磁化固定層53となる膜の磁化の方向をMR素子列毎に異なる方向に固定することが可能になる。
磁化固定層53の磁化の方向の固定を、MR積層体50Pをパターニングした後に行う場合には、全てのMR素子列に対応するMR積層体50Pを同時に形成してもよい。この場合の磁化固定層53の磁化の方向の固定方法については、後で説明する。
図10は、次の工程を示す。この工程では、まず、MR積層体50Pをエッチングによってパターニングして、複数のMR素子50(MR素子50A,50B)を形成する。次に、電極40A,40C1,40C2,40C3,40C4および絶縁層63の上における複数のMR素子50の周囲に絶縁層64を形成する。
ここで、MR積層体50Pをパターニングした後に、磁化固定層53の磁化の方向を固定する方法の一例について説明する。この例では、以下のように、磁化固定層53の磁化の方向毎に、磁化固定層53の磁化の方向の固定を分けて行う。始めに、複数のMR素子50を含む積層体に対して一方向の磁界を印加しながら、その方向に磁化の方向を固定する磁化固定層53を含む複数のMR素子50に対して、局所的にレーザ光を照射することによって、これらのMR素子50の磁化固定層53の温度を上昇させた後、下降させて、磁化固定層53となる膜の磁化の方向を上記の方向に固定する。これにより、この膜は磁化固定層53となる。以下、磁化固定層53の磁化の方向毎に、積層体に対して印加する磁界の方向を変えながら、上記の処理を繰り返し行う。
図11は、次の工程を示す。この工程では、複数のMR素子50および絶縁層64の上に複数の第2の電極40Bを形成する。次に、図12に示したように、複数の第2の電極40Bおよび絶縁層64を覆うように保護膜65を形成する。以上の一連の工程により、MR素子50および電極40が完成する。
次に、本実施の形態に係る磁気センサ1の効果について説明する。本実施の形態に係る磁気センサ1は、複数のMR素子50と、複数のMR素子50を電気的に接続する複数の電極40とを備えている。複数の電極40には、隣接する2つのMR素子50を電気的に接続する電極40Aと電極40Bがそれぞれ複数含まれている。このような構成において、例えば磁気センサ1の周囲の温度変化によって、電極40A,40Bまたはその周囲の材料が膨張または収縮すると、電極40A,40Bに応力が生じ、その結果、電極40A,40Bに接するMR素子50にも応力が生じる。ここで、もし、電極40A,40Bの形状が、幅が一定で一方向に長い形状であると、電極40A,40Bに起因してMR素子50に生じる応力は、方向によって応力の大きさが異なるという異方性(以下、応力の異方性と言う。)を有することになる。この場合、MR素子50の第1および第2の強磁性層(自由層51および磁化固定層53)の少なくとも一方の磁歪定数がゼロでなければ、この磁歪定数がゼロではない強磁性層に応力磁気異方性が生じる。この応力磁気異方性は、磁気センサ1の検出精度の低下の原因となる。
これに対し、本実施の形態では、以下のような特徴により、電極40A,40Bに起因してMR素子50に生じる応力の異方性を緩和することができる。すなわち、本実施の形態では、電極40A,40Bは、それぞれ、第1の面41aを有する第1の部分41と、第2の面42aを有する第2の部分42と、連結部43とを有している。第1および第2の面41a,42aは、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有している。以下、これを第1の特徴と言う。また、第1の面41aの外縁に内接する第1の内接円41Bの直径a1、および第2の面42aの外縁に内接する第2の内接円42Bの直径a2は、連結部43の幅Wよりも大きい。以下、これを第2の特徴と言う。これら第1および第2の特徴により、本実施の形態によれば、MR素子50の端面に接する電極40A,40Bに起因してMR素子50に生じる応力の異方性が緩和される。以下、その理由について詳しく説明する。
第1の特徴である「3回対称以上の回転対称形状」というのは、2回対称以下の回転対称形状に比べて、等方性の高い形状であると言える。そのため、本実施の形態では、第1の特徴により、第1および第2の面41a,42aでは、応力の異方性が緩和される。ただし、第2の特徴が満たされない場合、すなわち直径a1,a2が連結部43の幅W以下の場合には、第1の部分41と第2の部分42の一方から他方へ応力が伝達されやすい。この場合には、第1および第2の面41a,42aにおいて応力の異方性が大きくなってしまう。これに対し、本実施の形態では、第2の特徴により、直径a1,a2が連結部43の幅W以下の場合に比べて、第1の部分41と第2の部分42の一方から他方への応力の伝達を抑制することができる。このように、本実施の形態では、第1および第2の特徴が相俟って、第1および第2の面41a,42aにおいて、応力の異方性が緩和される。その結果、面41a,42aが接するMR素子50A,50Bの第1の端面においても、応力の異方性が緩和される。
以上のことから、本実施の形態によれば、電極40A,40Bに起因して第1および第2のMR素子50A,50Bの第1および第2の強磁性層(自由層51および磁化固定層53)に生じる応力磁気異方性を緩和することができる。その結果、本実施の形態によれば、電極40A,40Bに起因した磁気センサ1の検出精度の低下を抑制することができる。
また、本実施の形態では、第1のMR素子50Aの第1の端面と第2のMR素子50Bの第1の端面は、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有している。また、第1のMR素子50Aの第1の端面の中心50Acと第1の面41aの中心41cは実質的に一致し、第2のMR素子50Bの第1の端面の中心50Bcと第2の面42aの中心42cは実質的に一致している。本実施の形態によれば、これらの特徴によっても、電極40A,40Bに起因して第1および第2のMR素子50A,50Bに生じる応力の異方性を緩和することができる。
以下、シミュレーションの結果を参照しながら、本実施の形態の効果について更に詳しく説明する。始めに、第1のシミュレーションについて説明する。第1のシミュレーションは、第1の面41aと第2の面42aが、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有することによって、第1および第2のMR素子50A,50Bに生じる応力の異方性が緩和されることを確認するために行った。まず、図13および図14を参照して、第1のシミュレーションで用いた複数のモデルについて説明する。複数のモデルは、1つの比較例のモデルと第1ないし第5の実施例のモデルである。図13は、第1のシミュレーションで用いた複数のモデルにおける電極を示す平面図である。図13において、(a)は比較例の電極を示し、(b)〜(f)は第1ないし第5の実施例の電極を示している。
比較例の電極240は、第1の面241aを有する第1の部分241と、第2の面242aを有する第2の部分242とを有している。第1および第2の面241a,242aは、それぞれ、2回対称の回転対称形状すなわち長方形形状を有している。なお、比較例の電極240では、連結部が設けられておらず、第1の部分241と第2の部分242が互いに連結されている。従って、比較例の電極240は、幅が一定で一方向に長い形状を有している。
第1ないし第5の実施例の電極140は、本実施の形態における電極40A,40Bに対応する。第1ないし第5の実施例の電極140は、それぞれ、第1の面41aを有する第1の部分41と、第2の面42aを有する第2の部分42と、第1の部分41と第2の部分42を連結する連結部43とを有している。第1の実施例の電極140における第1および第2の面41a,42aは、それぞれ、3回対称の回転対称形状である正三角形形状を有している。第2の実施例の電極140における第1および第2の面41a,42aは、それぞれ、4回対称の回転対称形状である正方形形状を有している。第3の実施例の電極140における第1および第2の面41a,42aは、それぞれ、5回対称の回転対称形状である正五角形形状を有している。第4の実施例の電極140における第1および第2の面41a,42aは、それぞれ、6回対称の回転対称形状である正六角形形状を有している。第5の実施例の電極140における第1および第2の面41a,42aは、それぞれ、8回対称の回転対称形状である正八角形形状を有している。
比較例のモデルでは、円柱形状を有するMR素子50の下面および上面に、それぞれ電極240が接続されている。同様に、第1ないし第5の実施例のモデルでは、円柱形状を有するMR素子50の下面および上面に、それぞれ電極140が接続されている。
図14は、比較例のモデルを示している。図14において、(a)は、MR素子50Aおよび2つの電極240を示す断面図であり、(b)は、MR素子50Aの上面に接続された電極240を示す平面図である。図14に示したように、MR素子50Aの下面には、電極240の第1の部分241の第1の面241aが接し、MR素子50Aの上面には、他の電極240の第1の部分241の第1の面241aが接している。MR素子50Aの下面および上面の中心と、第1の面241aの外縁のうち、第2の面242aに接する辺を除く3つの辺に内接する内接円の中心は一致している。
第1ないし第5の実施例のモデルにおいても、MR素子50Aの下面には、電極140の第1の部分41の第1の面41aが接し、MR素子50Aの上面には、他の電極140の第1の部分41の第1の面41aが接している。MR素子50Aの下面および上面の中心と第1の面41aの外縁に内接する第1の内接円41Bの中心41c(図3参照)は一致している。図14における(b)には、第2の実施例の電極140(第1の部分41、第2の部分42および連結部43)を破線で示している。
次に、図14を参照して、第1のシミュレーションにおいて想定した、MR素子50Aにおける応力発生の原理について説明する。ここでは、図14に示した比較例のモデルを用いて応力発生の原理を説明するが、第1ないし第5の実施例でも同様である。図14に示したように、2つの電極240(または電極140)またはそれらの周囲の材料が膨張または収縮して、2つの電極240(または電極140)が変形すると、MR素子50Aに応力を生じさせる外力が発生する。図14における白抜きの矢印は、この外力を表している。第1のシミュレーションでは、2つの電極240(または電極140)を熱によって膨張させた場合を想定して、以下のように定義した応力比を求めた。応力比とは、2つの電極240(または電極140)によってMR素子50Aに生じる第2の方向D2の応力σ2と第3の方向D3の応力σ3との比σ2/σ3である。この応力比は、電極240(または電極140)に起因してMR素子50Aに生じる応力の異方性を表し、応力比が1に近いほど、応力の異方性が小さいと言える。
図15に、第1のシミュレーションの結果を示す。図15において、横軸は回転対称回数を示し、縦軸は応力比を示している。回転対称回数が2回の場合の応力比は、比較例のモデルの応力比であり、回転対称回数が3回、4回、5回、6回、8回の場合の応力比は、それぞれ、第1ないし第5の実施例のモデルの応力比である。図15に示したように、回転対称回数が3回以上の場合には、回転対称回数が2回の場合に比べて、応力比は1に近づく。この結果は、第1の面41aが、3回対称以上の回転対称形状を有することにより、回転対称回数が2回の場合に比べて、MR素子50Aに生じる応力の異方性が緩和されることを表している。
上述の第1の面41aと第1のMR素子50Aについての説明は、第2の面42aと第2のMR素子50Bにも当てはまる。従って、本実施の形態によれば、第1の面41aと第2の面42aが、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有することによって、第1および第2のMR素子50A,50Bに生じる応力の異方性を緩和することができる。
また、図15に示したように、回転対称回数が4回以上の場合には、回転対称回数が3回の場合に比べて、応力比は1に近づく。従って、第1の面41aと第2の面42aは、それぞれ、4回対称以上の回転対称形状を有していることが好ましい。また、回転対称回数が6回または8回の場合の応力比は、回転対称回数が4回の場合の応力比以下(ただし1以上)になる。図示しないが、回転対称回数が10以上の偶数の場合の応力比も、回転対称回数が4回の場合の応力比以下(ただし1以上)になる。従って、第1の面41aと第2の面42aは、それぞれ、4回以上の偶数回対称の回転対称形状を有していることがより好ましい。
次に、第2のシミュレーションについて説明する。第2のシミュレーションでは、連結部43の幅Wに対する第1の内接円41Bの直径a1の比a1/W、および連結部43の幅Wに対する第2の内接円42Bの直径a2の比a2/Wと、応力比との関係を調べた。第2のシミュレーションでは、第1のシミュレーションで説明した第2の実施例のモデルを用いた。このモデルにおいて、a1とa2は等しく、a1/Wとa2/Wも等しい。第2のシミュレーションでは、比a1/Wを1〜10の範囲内で変化させて、第1のシミュレーションと同様に応力比を求めた。比a1/Wが1の場合は、第1の内接円41Bの直径a1と連結部43の幅Wが等しい。
図16に、第2のシミュレーションの結果を示す。図16において、横軸は比a1/Wを示し、縦軸は応力比を示している。図16に示したように、比a1/Wが大きくなるに従って、応力比は1に近づく。この結果から、比a1/Wおよび比a2/Wが大きくなるほど、MR素子50Aに生じる応力の異方性を緩和できることが分かる。
また、図16に示したように、比a1/Wが1.5以上になると、応力比は大幅に小さくなる。このことから、比a1/Wおよび比a2/Wは、1.5〜10の範囲内であることが好ましい。
ただし、比a1/Wおよび比a2/Wを大きくするために、連結部43の幅Wを小さくすると、連結部43の抵抗値が大きくなり、その結果、MR素子列の抵抗値も大きくなる。そのため、連結部43の幅Wは、MR素子列の抵抗値が、許容される上限値を超えない範囲内で設定することが好ましい。一般的には、比a1/Wおよび比a2/Wは、連結部43の抵抗値が大きくなりすぎないように、1.5〜5の範囲内であることがより好ましい。
次に、第3のシミュレーションについて説明する。第3のシミュレーションでは、連結部43の長さLに対する幅Wの比W/Lと連結部43の抵抗値との関係を調べた。第3のシミュレーションの結果を、図17に示す。図17において、横軸は比W/Lを示し、縦軸は抵抗値を示している。なお、図17では、抵抗値を、比W/Lが1のときの抵抗値を1とした相対値で表している。図17に示したように、比W/Lが小さくなるに従って抵抗値は大きくなる。比a1/Wおよび比a2/Wを大きくする観点からは、比W/Lは小さい方がよいが、そうすると、連結部43の抵抗値は大きくなる。そのため、この比W/Lも、MR素子列の抵抗値が、許容される上限値を超えない範囲内で設定することが好ましい。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、第1の面41aは、MR素子50Aの第1の端面と同じ大きさかそれよりも小さくてもよく、第2の面42aは、MR素子50Bの第1の端面と同じ大きさかそれよりも小さくてもよい。
1…磁気センサ、10…第1の検出回路、20…第2の検出回路、30…演算回路、14,24…ホイートストンブリッジ回路、40…電極、40A…第1の電極、40B…第2の電極、50…MR素子、50A…第1のMR素子、50B…第2のMR素子。
Claims (8)
- 第1および第2の磁気抵抗効果素子と、
前記第1および第2の磁気抵抗効果素子を電気的に接続する電極と
を備えた磁気センサであって、
前記第1および第2の磁気抵抗効果素子の各々は、第1の方向における互いに反対側に位置する第1の端面および第2の端面を有すると共に、前記第1の端面と第2の端面の間において前記第1の方向に沿って積層された第1の強磁性層、非磁性層および第2の強磁性層を含み、
前記第1および第2の磁気抵抗効果素子は、前記第1の方向に直交する第2の方向に並び、
前記電極は、第1の面を有する第1の部分と、第2の面を有する第2の部分と、前記第1の部分と第2の部分を連結する連結部とを有し、
前記第1の面の少なくとも一部は、前記第1の磁気抵抗効果素子の第1の端面に接し、 前記第2の面の少なくとも一部は、前記第2の磁気抵抗効果素子の第1の端面に接し、 前記第1の面と第2の面は、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有し、
前記第1の面の外縁に内接する第1の内接円の直径、および前記第2の面の外縁に内接する第2の内接円の直径は、前記第1および第2の方向に直交する第3の方向についての前記連結部の幅よりも大きいことを特徴とする磁気センサ。 - 前記第1の磁気抵抗効果素子の第1の端面と前記第2の磁気抵抗効果素子の第1の端面は、それぞれ、3回対称以上の回転対称形状を有することを特徴とする請求項1記載の磁気センサ。
- 前記第1の磁気抵抗効果素子の第1の端面の中心と前記第1の面の中心は一致し、前記第2の磁気抵抗効果素子の第1の端面の中心と前記第2の面の中心は一致することを特徴とする請求項2記載の磁気センサ。
- 前記第1の面と第2の面は、それぞれ、4回対称以上の回転対称形状を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気センサ。
- 前記第1の面と第2の面は、それぞれ、4回以上の偶数回対称の回転対称形状を有することを特徴とする請求項4記載の磁気センサ。
- 前記連結部の幅に対する前記第1の内接円の直径の比、および前記連結部の幅に対する前記第2の内接円の直径の比は、1.5〜10の範囲内であることを特徴とする請求項5記載の磁気センサ。
- 前記連結部の幅に対する前記第1の内接円の直径の比、および前記連結部の幅に対する前記第2の内接円の直径の比は、1.5〜5の範囲内であることを特徴とする請求項6記載の磁気センサ。
- 前記第1の強磁性層と第2の強磁性層の一方は、磁化方向が固定された磁化固定層であり、他方は、外部磁界の方向に応じて磁化の方向が変化する自由層であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の磁気センサ。
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