JP2015061070A5 - - Google Patents

Description

実施形態によれば、変形可能な基板の上に設けられる歪検知素子であって、第１層と、第２層と、中間層と、第３層と、を備えた歪検知素子が提供される。前記第１層は、第１磁化を有する。前記第２層は、第２磁化を有し、前記第２磁化は、前記基板の変形に応じて変化する。前記中間層は、前記第１層と前記第２層との間に設けられる。前記第２層は、前記中間層と前記第３層との間に設けられる。前記第３層は、Ｉｒ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ及びＲｕ−Ｒｈ−Ｍｎよりなる群から選択された少なくともいずれかの第１材料、並びに、ＣｏＰｔ（Ｃｏの比率は、５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下）、（Ｃｏ _ｘ Ｐｔ _{１００−ｘ} ） _{１００−ｙ} Ｃｒ _ｙ （ｘは５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下、ｙは０ａｔ．％以上４０ａｔ．％以下）、及び、ＦｅＰｔ（Ｐｔの比率は４０ａｔ．％以上６０ａｔ．％以下）の少なくともいずれかの第２材料、の少なくともいずれかを含む。

分離層４３には、例えば、非磁性材料が用いられる。分離層４３は、例えば、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、及び、Ｈｆの群から選択された少なくとも一つの元素を含む層を用いることができる。例えば、分離層４３として、５ｎｍのＣｕが用いられる。

一方で、図１１（ｅ）に示すように、外部磁界が５Ｏｅのときにおいては、−０．８（％０）から０．８（％０）へ掃引させ、続いて、０．８（％０）から−０．８（％０）へ掃引させるときの電気抵抗の変化は、非可逆である。この結果より、第１の比較例では、バイアス磁界が７．５Ｏｅの場合に、最大ゲージファクター（２０８７）が得られる。

上部第２バイアス磁性層１２１ｂは、例えば、磁性材料によって形成され、その磁化１２１ｂｍの方向は、上部バイアスピニング層４２ｂによって一方向に固定される。一方向に磁化が固定された上部第２バイアス磁性層１２１ｂと上部第１バイアス磁性層１２１ａは、上部磁気結合層１２４ａを介して反平行に磁気結合し、上部第１バイアス磁性層１２１ａから上部磁性層２０（第２磁化自由層）に交換結合などの磁気的結合によって、上部磁性層２０（第２磁化自由層）にバイアス２０ｐが加えられる。

下部分離層４３ａおよび上部分離層４３ｂのそれぞれには、例えば、非磁性材料を用いることができる。下部分離層４３ａおよび上部分離層４３ｂのそれぞれとして、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、及び、Ｈｆの群から選択された少なくとも一つの元素を含む層を用いることができる。例えば、下部分離層４３ａおよび上部分離層４３ｂのそれぞれとして、５ｎｍのＣｕを用いることができる。

図２４（ｂ）は、第２の実施形態の別のバイアス層を示す模式的斜視図である。
図２４（ｂ）に表した下部バイアス層１１０ｂは、下部バイアスピニング層４２ａと、下部第３バイアス磁性層１１１ｃと、下部第２磁気結合層１１４ｂ（第２磁気結合層）と、下部第２バイアス磁性層１１１ｂ（第４バイアス磁性層）と、下部第１磁気結合層１１４ａと、下部第１バイアス磁性層１１１ａと、下部分離層４３ａと、を含む。下部バイアスピニング層４２ａと下部分離層４３ａとの間に、下部第３バイアス磁性層１１１ｃが設けられる。下部第３バイアス磁性層１１１ｃと下部分離層４３ａとの間に、下部第２磁気結合層１１４ｂが設けられる。下部第２磁気結合層１１４ｂと下部分離層４３ａとの間に、下部第２バイアス磁性層１１１ｂが設けられる。下部第２バイアス磁性層１１１ｂと下部分離層４３ａとの間に、下部第１磁気結合層１１４ａが設けられる。下部第１磁気結合層１１４ａと下部分離層４３ａとの間に、下部第１バイアス磁性層１１１ａが設けられる。

Claims (27)

1. 変形可能な基板の上に設けられる歪検知素子であって、
   第１磁化を有する第１層と、
   第２磁化を有し前記第２磁化は前記基板の変形に応じて変化する第２層と、
   前記第１層と前記第２層との間に設けられた中間層と、
   第３層と、
   を備え、
   前記中間層と前記第３層との間に前記第２層が設けられ、
   前記第３層は、
   Ｉｒ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ及びＲｕ−Ｒｈ−Ｍｎよりなる群から選択された少なくともいずれかの第１材料、並びに、
   ＣｏＰｔ（Ｃｏの比率は、５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下）、（Ｃｏ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｃｒ_ｙ（ｘは５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下、ｙは０ａｔ．％以上４０ａｔ．％以下）、及び、ＦｅＰｔ（Ｐｔの比率は４０ａｔ．％以上６０ａｔ．％以下）の少なくともいずれかの第２材料、
   の少なくともいずれかを含むた歪検知素子。
2. 前記第１磁化は、固定されている請求項１記載の歪検知素子。
3. 前記第３層と前記第２層との間に設けられ磁性を有する第４層と、
   前記第４層と前記第２層との間に設けられた非磁性の第５層と、
   をさらに備えた請求項１または２に記載の歪検知素子。
4. 前記第４層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、
   前記第５層は、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、及び、Ｈｆよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項３記載の歪検知素子。
5. 前記第３層と前記第４層との間に設けられた磁性を有する第６層と、
   前記第６層と前記第４層との間に設けられた第７層と、
   をさらに備え、
   前記第４層の磁化と、前記第６層の磁化と、の間の相対角度は、１８０°である請求項３または４に記載の歪検知素子。
6. 前記第５は、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及び、イリジウム（Ｉｒ）よりなる群から選択された少なくとも一つの元素を含む請求項３〜５のいずれか１つに記載の歪検知素子。
7. 前記第３層は、前記第２層に磁気バイアスを加え、
   前記第２層における前記磁気バイアスの方向と、前記第１磁化と、の間の相対角度は、１８０°である請求項１〜６のいずれか１つに記載の歪検知素子。
8. 前記第３層は、前記第２層に磁気バイアスを加え、
   前記第２層における前記磁気バイアスの方向と、前記第１磁化と、の間の相対角度は、９０°以上２７０°以下である請求項１〜６のいずれか１つに記載の歪検知素子。
9. 前記第２層の保磁力は、１０エルステッド以下である請求項１〜８のいずれか１つに記載の歪検知素子。
10. 前記第１層および前記第２層の少なくともいずれかの少なくとも一部は、アモルファスである請求項１〜９のいずれか１つに記載の歪検知素子。
11. 前記第１層および前記第２層の少なくともいずれかは、ホウ素を含む請求項１〜１０のいずれか１つに記載の歪検知素子。
12. 第８層をさらに備え、
    前記第１層は、前記第８層と前記中間層との間に設けられ、
    前記第１磁化は、前記基板の前記変形に応じて変化し、
    前記第８層は、
    Ｉｒ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ及びＲｕ−Ｒｈ−Ｍｎよりなる群から選択された少なくともいずれかの第３材料、並びに、
    ＣｏＰｔ（Ｃｏの比率は、５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下）、（Ｃｏ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｃｒ_ｙ（ｘは５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下、ｙは０ａｔ．％以上４０ａｔ．％以下）、及び、ＦｅＰｔ（Ｐｔの比率は４０ａｔ．％以上６０ａｔ．％以下）の少なくともいずれかの第４材料、
    の少なくともいずれかを含む、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の歪検知素子。
13. 前記第８層と前記第１層との間に設けられた磁性を有する第９層と、
    前記第９層と前記第１層との間に設けられた非磁性の第１０層と、
    をさらに備えた、の歪検知素子。
14. 前記第９層は、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、
    前記第１０層は、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、及び、Ｈｆよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１３記載の歪検知素子。
15. 前記第８層と前記第９層との間に設けられた磁性を有する第１１層と、
    前記第１１層と前記第８層との間に設けられた第１２層と、
    をさらに備え、
    前記第９層の磁化と、前記第１１層の磁化と、の間の相対角度は、１８０°である請求項１３または１４記載の歪検知素子。
16. 前記第３層が前記第２層に加える磁気バイアスの前記第２層における方向とと、前記第８層が前記第１層に加える磁気バイアスの前記第１層における方向と、の間の相対角度は、１８０°である請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の歪検知素子。
17. 前記第１層の保磁力は、１０エルステッド以下である、請求項１２〜１６のいずれか１つに記載の歪検知素子。
18. 支持部と、
    前記支持部に支持され変形可能な基板と、
    前記基板の上に設けられた請求項１記載の歪検知素子と、
    を備えた圧力センサ。
19. 前記第３層と前記第２層との間に設けられ磁性を有する第４層と、
    前記第４層と前記第２層との間に設けられた非磁性の第５層と、
    をさらに備え、
    前記第４層の磁化と、前記基板の外縁と前記歪検知素子の重心とを最短距離で結ぶ第１直線と、のなす第１角度が、０°以上１５°以下、または７５°以上１０５°以下である請求項１８記載の圧力センサ。
20. 前記第３層と前記第２層との間に設けられ磁性を有する第４層と、
    前記第４層と前記第２層との間に設けられた非磁性の第５層と、
    をさらに備え、
    前記第４層の磁化と、前記基板の重心と前記歪検知素子の重心とを最短距離で結ぶ第２直線と、のなす第２角度が、０°以上１５°以下、または７５°以上１０５°以下である請求項１８記載の圧力センサ。
21. 前記歪検知素子は、前記基板の上に複数設けられた請求項１８〜２０のいずれか１つに記載の圧力センサ。
22. 前記複数の歪検知素子のうちの少なくとも２つは、電気的に直列に接続された請求項２１記載の圧力センサ。
23. 前記電気的に直列に接続された歪検知素子の端子間に印加される電圧は、１ボルト以上１０ボルト以下である請求項２２記載の圧力センサ。
24. 前記電気的に直列に接続された歪検知素子の数は、６以上２００以下である請求項２２または２３に記載の圧力センサ。
25. 請求項１８〜２４のいずれか１つに記載の圧力センサを備えたマイクロフォン。
26. 請求項１８〜２４のいずれか１つに記載の圧力センサを備えた血圧センサ。
27. 請求項１８〜２４のいずれか１つに記載の圧力センサを備えたタッチパネル。