JP2018048894A - センサ及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】感度を向上できるセンサ及び電子機器を提供する。【解決手段】実施形態によれば、膜部と、第１センサ部と、を含むセンサが提供される。前記膜部は、変形可能である。前記第１センサ部は、前記膜部に設けられる。前記第１センサ部は、第１導電層と、第２導電層と、第１磁性層と、第２磁性層と、第１中間層と、を含む。前記第２導電層は、前記第１導電層と前記膜部との間に設けられる。前記第１磁性層は、前記第１導電層と前記第２導電層との間に設けられる。前記第２磁性層は、前記第１磁性層と前記第２導電層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられる。前記第１導電層の曲率は、前記膜部の少なくとも一部の曲率と異なる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、センサ及び電子機器に関する。

外部から加わる圧力を電気信号に変換する圧力センサなどのセンサがある。センサにおいて、感度の向上が求められている。

特開２０１５−１７９７７２号公報

本発明の実施形態は、感度を向上できるセンサ及び電子機器を提供する。

本発明の実施形態によれば、膜部と、第１センサ部と、を含むセンサが提供される。前記膜部は、変形可能である。前記第１センサ部は、前記膜部に設けられる。前記第１センサ部は、第１導電層と、第２導電層と、第１磁性層と、第２磁性層と、第１中間層と、を含む。前記第２導電層は、前記第１導電層と前記膜部との間に設けられる。前記第１磁性層は、前記第１導電層と前記第２導電層との間に設けられる。前記第２磁性層は、前記第１磁性層と前記第２導電層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられる。前記第１導電層の曲率は、前記膜部の少なくとも一部の曲率と異なる。

図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、センサの特性を例示するグラフ図である。 第１の実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 第１の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図６（ａ）〜図６（ｅ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２の実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。 実施形態に係るセンサの形状を例示するグラフ図である。 センサの形状を例示するグラフ図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、センサの形状を例示するグラフ図である。 図１１（ａ）〜図１１（ｅ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第２の実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。 図１３（ａ）〜図１３（ｅ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図１４（ａ）〜図１４（ｅ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第３の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第４の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。 実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的斜視図である。 実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。 実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。 実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。 実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。 実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。 実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。 第５の実施形態に係る電子機器を例示する模式図である。 図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、第５の実施形態に係る電子機器を例示する模式的断面図である。 図２６（ａ）及び図２６（ｂ）は、第５の実施形態に係る別の電子機器を例示する模式図である。 第５の実施形態に係る別の電子機器を例示する模式図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１（ａ）は、本実施形態に係るセンサ１１０の平面図を表す。図１（ａ）は、図１（ｂ）の矢印ＡＡから見た平面図に対応する。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ１−Ａ２線における断面を表す模式的斜視図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示すＡ３−Ａ４線断面図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、センサ１１０は、膜部７１と、センサ部５０（第１センサ部５１）と、を含む。センサ１１０は、例えば圧力センサである。

膜部７１は、変形可能である。例えば、膜部７１は、可撓性を有するトランスデュース薄膜である。膜部７１は、支持部７０ｓに支持される。例えば、膜部７１及び支持部７０ｓとなる基板の一部に凹部７０ｈが形成される。基板のうちの薄い部分が膜部７１となる。基板のうちの厚い部分が支持部７０ｓとなる。支持部７０ｓは、膜部７１の外縁と接続されている。膜部７１の平面形状は、例えば、略四角形（長方形などを含む）または円形（偏平円を含む）などである。変形可能な上述の膜は、自由端を有しても良い。この例では、膜部７１の外縁７１Ｅの一部（延在部７１ｅ）は、支持部７０ｓと接続されている。延在部７０ｅは、膜部７１の外縁７１Ｅのうちで第１センサ部５１と最近接する部分（辺）を含む。膜部７１は、例えば、膜面に対して垂直な方向（例えばＺ軸方向）に撓むことができる。

図１（ｂ）に示すように、膜部７１は、第１膜面７１ｐと、第２膜面７１ｑと、を有する。第２膜面７１ｑは、第１膜面７１ｐとは反対側の面である。膜部７１は、第１膜面７１ｐと接する第１空間Ｓ１と、第２膜面７１ｑと接する第２空間Ｓ２と、の間に位置する。膜部７１は、第１空間Ｓ１からの圧力（気圧）と、第２空間Ｓ２からの圧力（気圧）と、が異なる場合に、変形する。例えば、膜部７１は、音波や超音波などによる外部からの圧力によって変形する。

膜部７１となる膜は、外部圧力によって撓む部分を含む。膜部７１は、外部圧力によって撓む部分よりも外側の部分を含んでも良い。膜部７１において、例えば、外部圧力によって撓む部分と、外側の部分と、が連続していても良い。膜部７１は、支持部７０ｓによって支持され、外部圧力によって撓む。

図１（ｂ）は、第１空間Ｓ１の気圧と、第２空間Ｓ２の気圧とが実質的に同じ状態（以下、第１状態）におけるセンサ１１０を表す。例えば、第１状態においては、第１膜面７１ｐに外部から印加される圧力と、第２膜面７１ｑに外部から印加される圧力と、が実質的に等しい。第１状態において、例えば、音波等の検知対象による変形が膜部７１に生じていない。第１状態において、例えば、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２の両方の圧力が、大気圧である。

この例では、第１状態における膜部７１は、略平坦である。実施形態において、第１状態において膜部７１は、上に凸の形状を有してもよい。実施形態において、第１状態において膜部７１は、下に凸の形状を有してもよい。

例えば、第１センサ部５１（センサ部５０）は、膜部７１の変形を検知する歪検知素子である。第１センサ部５１は、膜部７１に設けられる。第１センサ部５１は、例えば、膜部７１の一部の上に設けられる。この面の表裏（上下）は任意である。センサ部５０が設けられる位置は、膜部７１の歪量が大きい位置であることが望ましい。センサ部５０の位置は、膜部７１の外縁付近（辺縁部）であることが望ましい。

図１（ａ）に示すように、センサ１１０は、第１配線ＬＬ１、第２配線ＬＬ２、第１センサ電極ＥＬ１、第２センサ電極ＥＬ２及び制御部６０を含んでもよい。第１センサ部５１は、第１配線ＬＬ１、第２配線ＬＬ２、第１センサ電極ＥＬ１及び第２センサ電極ＥＬ２を介して、制御部６０と電気的に接続される。制御部６０は、第１センサ部５１からの信号（電気抵抗など）を検知することができる。

実施形態において、電気的に接続される状態は、複数の導体が直接接する状態の他に、複数の導体が他の導体を介して接続される場合を含む。電気的に接続される状態は、複数の導体が、スイッチングまたは増幅などの機能を有する素子を介して接続される場合を含む。

支持部７０ｓと第１センサ部５１とを最近接で結ぶ方向をＹ軸方向（第１方向）とする。Ｙ軸方向に対して垂直な１つの方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向は、膜部７１と第１センサ部５１とを結ぶ方向に対応する。Ｙ軸方向に対して垂直であり、Ｚ軸方向に対して垂直な方向をＸ軸方向とする。例えば、延在部７０ｅは、Ｘ軸方向に沿って延びる。

図１（ｃ）に示すように、第１センサ部５１は、第１磁性層１１と、第２磁性層１２と、第１中間層１１ｉと、第１導電層２１と、第２導電層２２と、を含む。
第２導電層２２は、第１導電層２１と膜部７１との間に設けられる。第１磁性層１１は、第１導電層２１と第２導電層２２との間に設けられる。第２磁性層１２は、第１磁性層１１と第２導電層２２との間に設けられる。第１中間層１１ｉは、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間に設けられる。第１中間層１１ｉは、非磁性である。

例えば、第１導電層２１は、上述の第１センサ電極ＥＬ１と電気的に接続される。第２導電層２２は、上述の第２センサ電極ＥＬ２と電気的に接続される。

膜部７１が変形すると、第１センサ部５１に歪が生じる。第１磁性層１１及び第２磁性層１２の少なくともいずれかの磁化は、膜部７１の変形に応じて変化する。膜部７１の変形によりセンサ部５０に応力（例えば面内の引っぱり応力）が印加され、第１磁性層１１の磁化と、第２磁性層１２の磁化と、の間の角度は、膜部７１の変形に応じて変化する。この角度の変化により、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の電気抵抗（第１センサ部５１の電気抵抗）が変化する。例えば、制御部６０は、第１センサ電極ＥＬ１と第２センサ電極ＥＬ２との間の電気抵抗の変化を検知する。膜部７１に加わる圧力を検知できる。

この例では、第１磁性層１１が自由層（磁化自由層）であり、第２磁性層１２が参照層（磁化参照層）である。例えば、第１磁性層１１が参照層であり、第２磁性層１２が自由層でも良い。第１磁性層１１及び第２磁性層１２の両方が自由層でも良い。上述の第１センサ部５１に関する説明は、後述する他のセンサ部５０（第２センサ部５２など）にも適用される。

図１（ｃ）に示すように、第１導電層２１の曲率は、膜部７１の少なくとも一部の曲率とは異なる。例えば、第１導電層２１の曲率（絶対値）は、膜部７１の少なくとも一部の曲率（絶対値）よりも高い。例えば、第１センサ部５１が外部圧力を受けていない第１状態（初期状態）において、第１導電層２１は、カーブ（湾曲）している。第１導電層２１は、第１導電層面３１と、第２導電層面３２と、を有する。第２導電層面３２は、第１導電層面３１と膜部７１との間に位置する。実施形態においては、第１状態において、第１導電層面３１は、カーブしている。第１導電層２１の曲率（絶対値）は、膜部７１の少なくとも一部の曲率（絶対値）よりも低くてもよい。

膜部７１に加わる圧力（歪）を第１センサ部５１で検知する際に、検知の感度が歪に対してオフセットしている場合がある。例えば、０ではない歪のときに検知の感度が高く、歪が０のときに検知の感度が低いことがあることが分かった。これは、例えば、第１センサ部５１の製造中などにおいて第１センサ部５１に含まれる磁性層に歪が生じていることが原因であると考えられる。

実施形態においては、第１センサ部５１が外部圧力を受けていない第１状態において、第１導電層２１をカーブさせる。例えば、第１センサ部５１の磁性層に、初期歪バイアスが与えられる。初期歪バイアスを、例えば、磁性層の残留歪を弱めるように作用させる。所望の範囲の外部圧力に対して、高い感度の検出が可能になる。実施形態によれば、感度を向上できるセンサを提供できる。

例えば、第１導電層２１の厚さと第２導電層２２の厚さとの関係を適切に設定することで、第１導電層２１をカーブさせることができる。例えば、これらの材料が実質的に同じ場合において、第１導電層２１の厚さを第２導電層２２の厚さよりも薄くすると、例えば、第１導電層２１の上面はカーブする。第１導電層２１の材料を第２導電層２２の材料とは異ならせることにより、カーブ状態を得ることもできる。

例えば、第１導電層２１の熱履歴と、第２導電層２２の熱履歴と、の差異によって、残留応力が加わる場合がある。例えば、このような残留応力を弱めるように、導電層の状態を制御する。適切な初期歪バイアスが磁性層に導入される。
一方、例えば、初期状態において膜部７１を変形させることで、磁性層の初期歪を調整する方法が考えられる。これに対して、実施形態においては、第１センサ部５１を初期状態において変形させる。このため、膜部７１を変形させる場合に比べて、より直接的に、より効果的に磁性層の歪を調整できる。実施形態において、初期状態において第１センサ部５１を変形（カーブ）させることに加えて、初期状態において膜部７１を変形させても良い。

図１（ｂ）においては、第１センサ部５１（第１導電層２１）に導入するカーブは、上に凸である。上に凸のカーブの状態を、正の初期歪バイアスの状態とする。逆に下に凸のカーブの状態を、負の初期歪バイアスの状態とする。

実施形態において、第１センサ部５１に生じる残留応力の状態と、検知の対象である圧力の状態などに基づいて初期歪バイアスの極性（カーブの向き）を制御しても良い。

第１センサ部５１（第１導電層２１）に導入されたカーブの状態は、光を用いて検出することができる（例えば、干渉法など）。カーブの状態の測定には、白色光干渉計を用いることができる。カーブの状態の測定には、レーザ変位計を用いてもよい。例えば、センサを分解した状態で、干渉光による測定を行う際に、膜部７１の上側の空間（第２空間Ｓ２）と、膜部７１の下側の空間（第１空間Ｓ１）とが、共に大気圧の時に、第１空間Ｓ１の気圧と第２空間Ｓ２の気圧とが実質的に同じ状態（第１状態）が得られるとする。

以下、センサ部の特性の例について説明する。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、センサの特性を例示するグラフ図である。
横軸は、センサ部５０（第１センサ部５１）の歪ε（パーミル、１／１０００）を示す。縦軸は、第１センサ部５１の電気抵抗Ｒｓ（Ω）である。この図には、第１センサ部５１の自由層として第１材料ＭＴ１を用いた場合と、第２材料ＭＴ２を用いた場合とが示されている。第１材料ＭＴ１において、ゲージファクタは、１５００である。第２材料ＭＴ２において、ゲージファクタは、４０００である。これらの試料においては、外部圧力が加わっていない状態において、第１センサ５１の表面（第１導電層２１の表面)は、実質的にフラットである。

この例では、第１材料ＭＴ１に比べて第２材料ＭＴ２において、歪εに対する電気抵抗Ｒｓの変化率が高い。これらのいずれの材料においても、歪εが０でないとき（例えば図２（ａ）に示す領域Ｒ１）において、電気抵抗Ｒｓの大きな変化が得られる。歪εの絶対値が小さい領域Ｒ０においては、電気抵抗Ｒｓの変化が小さく、感度が低い。

これに対して、実施形態においては、第１導電層２１の曲率は、膜部７１の曲率とは異なる。例えば、第１センサ部５１が外部圧力を受けていない第１状態において、第１導電層２１をカーブさせる。外部圧力を受けていない状態において、第１センサ部５１に初期歪バイアスが与えられる。例えば、感度の高い動作領域（例えば図２（ａ）に示す領域Ｒ１）において、第１センサ部５１を動作させることができる。実施形態によれば、感度を向上できるセンサを提供できる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す例においては、自由層のλｓ（磁歪定数）が正である。図２（ａ）に示す例では、歪εの方向は、第２磁性層１２の磁化の向きに対して垂直である。この場合、第１センサ部５１に正の初期歪バイアスが与えられる。例えば、第１導電層２１は、上に凸の形状を有する。例えば領域Ｒ１のような感度の高い動作領域を用いることができる。第１導電層面３１の曲率（曲率半径の逆数）は、例えば、第１磁性層１１の磁性材料等に応じて設定しても良い。例えば、第１磁性層１１がＦｅＢを含む場合には、初期歪バイアスは、０よりも大きく０．３５（パーミル）以下が望ましい。このとき、第１導電層面３１の曲率（ρ（ｍｍ^−１））は、０＜ρ≦２．０である。

図２（ｂ）に示す例では、歪εの方向は、第２磁性層１２の磁化の向きに対して平行である。この場合、第１センサ部５１に負の初期歪バイアスが与えられる。例えば、第１導電層２１は、下に凸の形状を有する。これにより、感度の高い動作領域を用いることができる。

第１導電層２１（第１導電層面３１）がカーブしている状態の例について、以下説明する。
図３は、第１の実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。
第１導電層面３１は、第１〜第３点Ｐ１ａ〜Ｐ３ａを有する。第３点Ｐ３ａは、第１導電層面３１上において、第１点Ｐ１ａと第２点Ｐ２ａとの間に位置する。第１〜第３点Ｐ１ａ〜Ｐ３ａは、Ｙ−Ｚ平面内に位置する。Ｙ−Ｚ平面は、支持部７０ｓと第１センサ部５１とを最近接で結ぶ第１方向と、第２磁性層１２から第１磁性層１１へ向かう第２方向と、を含む平面に対応する。例えば、第１点Ｐ１ａ及び第２点Ｐ２ａは、第１導電層面３１の端に位置し、第３点Ｐ３ａは、第１導電層面３１の中央に位置する。第１点Ｐ１ａと第３点Ｐ３ａとを結ぶ第１直線Ｌ１ａは、第２点Ｐ２ａと第３点Ｐ３ａとを結ぶ第２直線Ｌ２ａに対して傾斜している。

この例では、第１導電層２１は、第１状態において、上に凸の形状を有する。第１点Ｐ１ａと第２点Ｐ２ａとを結ぶ第３直線Ｌ３ａは、膜部７１と第３点Ｐ３ａとの間に位置する。後述するように、第１導電層２１は、第１状態において、下に凸の形状でもよい。第１磁性層１１、第１中間層１１ｉ、第２磁性層１２及び第２導電層２２は、第１導電層２１と同様にカーブしていてもよい。第１導電層面３１の曲率（ρ）は、Ｚ−Ｙ平面に対して平行な断面における第１導電層面３１の形状に対応する。

図１（ｃ）に示すように、膜部７１は、第１センサ部５１が設けられた膜部領域７１ｔを含む。例えば、膜部領域７１ｔは、膜部７１の面のうち第１センサ部５１と接する領域である。例えば、第１導電層面３１の曲率は、膜部領域７１ｔの曲率とは異なる。例えば、膜部領域７１ｔの曲率の符号（正または負）は、第１導電層３１の曲率の符号と同じでも良い。例えば、膜部領域７１ｔの曲率（絶対値）は、第１導電層３１の曲率（絶対値）よりも低い。膜部領域７１ｔの曲率は、ゼロでもよい。膜部領域７１ｔの曲率の符号は、第１導電層３１の曲率の符号と逆でもよい。膜部領域７１ｔの曲率（ρ）は、Ｚ−Ｙ平面に対して平行な断面における膜部領域７１ｔの形状に対応する。

第１導電層２１及び第２導電層２２の少なくともいずれかは、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）及びＡｕ（金）からなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１磁性層１１及び第２磁性層１２の少なくともいずれかは、例えば、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）及びＮｉ（ニッケル）を含む。第１中間層１１ｉは、例えば、金属、絶縁体または半導体を含む。中間層１１ｉは、例えば、ＭｇＯなどを含む。これらの導電層、これらの磁性層、及び、中間層１１ｉの材料及び厚さなどの例については、後述する。

膜部７１は、例えば、絶縁体を含む。膜部７１は、例えば、金属を含んでも良い。膜部７１は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む。膜部７１の厚さは、例えば、２００ｎｍ以上３μｍ以下である。好ましくは、膜部７１の厚さは、例えば、３００ｎｍ以上１．５μｍ以下である。膜部７１の幅（例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿う方向の長さ）は、例えば、１μｍ以上２０００μｍ以下である。より好ましくは、幅は、６０μｍ以上、１５００μｍ以下である。膜部７１が矩形状である場合、膜部７１の１辺の長さは、例えば１μｍ以上２０００μｍ以下である。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図４（ａ）に示す実施形態に係るセンサ１１１は、複数のセンサ部５０を含む。これ以外については、センサ１１１には、センサ１１０と同様の説明を適用可能である。図４（ａ）は、図１（ｂ）と同様に、センサ１１１の断面を表している。複数のセンサ部５０は、第１センサ部５１と第２センサ部５２とを含む。複数のセンサ部５０は、例えばＸ軸方向に沿って並ぶ。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示したＡ５−Ａ６線におけるセンサ１１１の断面を示す。第２センサ部５２は、第３磁性層１３と、第４磁性層１４と、第２中間層１２ｉと、第３導電層２３と、第４導電層２４と、を含む。
第４導電層２４は、第３導電層２３と膜部７１との間に設けられる。第３磁性層１３は、第３導電層２３と第４導電層２４との間に設けられる。第４磁性層１４は、第３磁性層１３と第４導電層２４との間に設けられる。第２中間層１２ｉは、第３磁性層１３と第４磁性層１４との間に設けられる。この例では、第３磁性層１３が自由層であり、第４磁性層１４が参照層である。

第２センサ部５２が外部圧力を受けていない第１状態（初期状態）において、第３導電層２３は、カーブしている。第３導電層２３は、第３導電層面３３と、第４導電層面３４と、を有する。第４導電層面３４は、第３導電層面３３と膜部７１との間に位置する。第１状態において、第３導電層面３３は、カーブしている。

第３導電層２３（及び第３導電層面３３）のカーブの形状は、前述した第１導電層２１（及び第１導電層面３１）と同様である。この例では、第３導電層２３（及び第３導電層面３３）は、図３に関する説明と同様に、上に凸の形状を有する。

複数のセンサ部５０の少なくとも２つが、直列に接続されても良い。複数のセンサ部５０を設けることで、センサ１１１の感度を向上させることができる。複数のセンサ部５０のそれぞれにおいて、導電層（第１導電層２１、第３導電層２３など）がカーブしている。センサ１１１により、感度がより向上できる。

図５は、第１の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図５に示す実施形態に係るセンサ１１２は、前述のセンサ１１１と同様に複数のセンサ部５０を含む。センサ１１２においては、複数のセンサ部５０は、例えば直列に接続されている。複数のセンサ部５０の１つの端は、第１センサ電極ＥＬ１と電気的に接続される。複数のセンサ部５０の別の１つの端は、第２センサ電極ＥＬ２と電気的に接続される。複数のセンサ部５０を直列に接続することで、複数のセンサ部５０からの信号を大きくすることができる。圧力などの検知対象を高い精度で検知できる。

（第２の実施形態）
図６（ａ）〜図６（ｅ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図６（ａ）は、本実施形態に係るセンサ１１３を例示する模式的平面図である。
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＢ１−Ｂ２線におけるセンサ１１３の断面を表す模式的斜視図である。
図６（ｃ）は、膜部７１のＢ１−Ｂ２線における模式的断面図である。
図６（ｄ）は、図６（ａ）に示すＢ３−Ｂ４線における膜部７１及びセンサ部５０（第１センサ部５１）の模式的断面図である。

図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１状態におけるセンサ１１３を表している。これらの図に示すように、本実施形態においては、膜部７１は、第１状態において平坦でない。

図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すように、第１状態において、膜部７１は下に凸の形状を有する。例えば、図６（ｃ）に示すように、第２膜面７１ｑの第２膜中心７１ｒ（重心）は、膜部７１の外縁を含む平面７５と、第１膜面７１ｐの第１膜中心７１ｓ（重心）と、の間に位置する。

図６（ｅ）は、第１センサ部５１の磁性層の磁化方向と、第１センサ部５１に生じる歪の方向と、を例示する模式図である。この例では、第１磁性層１１は、自由層であり、第２磁性層１２は、参照層である。例えば、第２磁性層１２の第２磁化１２ｍは、Ｘ軸方向（第３方向）に沿った方向に、実質的に固定されている。例えば、第１磁性層１１の第１磁化１１ｍは、第１状態においてＸ軸方向に沿う。第１状態において、第１磁化１１ｍは、第２磁化１２ｍとは逆方向である。

センサ１１３においては、第１磁性層１１の磁歪定数（λｓ）は、正である。磁歪定数（λｓ）は、外部磁界を印加して強磁性層をある方向に飽和磁化させたときの形状変化の大きさを示す。外部磁界がない状態で強磁性層のある方向に沿った長さがＬであるときに、外部磁界が印加されたときに当該長さがΔＬだけ変化したとすると、磁歪定数λｓは、ΔＬ／Ｌで表される。この変化量は磁界の大きさによって変わるが、磁歪定数λｓは十分な磁界が印加され、磁化が飽和された状態のΔＬ／Ｌである。磁歪定数の符号が正である場合には、引っ張り応力が加わる方向が磁化容易軸となる。このときには、第１磁性層１１（自由層）の磁化は、磁化容易軸の方向に回転する。一方、磁歪定数が負である場合には、引っ張り応力が加わる方向に垂直な方向が磁化容易軸となる。

図６（ｅ）に示すように、第１センサ部５１に、方向Ｄεの応力（歪）が印加される。方向Ｄεは、Ｙ軸方向に沿った方向である。参照層の磁化の方向に対して垂直な方向の歪が生じる。このような場合、第１センサ部５１には、正の初期歪バイアスが与えられる。この例において、図６（ｄ）に示すように、第１センサ部５１（第１導電層２１）は、上に凸の形状を有する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２の実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。
図７（ａ）は、図６（ｂ）に示したＢ５−Ｂ６線におけるセンサ１１３の断面を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す第１導電層２１を拡大して示す。図７（ｂ）に示すように、第１導電層２１及び第１導電層面３１は、上に凸の形状を有する。

図７（ｂ）に示すように、第１導電層面３１は、第１〜第３点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂを有する。第３点Ｐ３ｂは、第１導電層面３１上において、第１点Ｐ１ｂと第２点Ｐ２ｂとの間に位置する。第１〜第３点Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂは、Ｙ−Ｚ平面内に位置する。例えば、第１点Ｐ１ｂ及び第２点Ｐ２ｂは、第１導電層面３１の端に位置し、第３点Ｐ３ｂは、第１導電層面３１の中央に位置する。第１点Ｐ１ｂと第３点Ｐ３ｂとを結ぶ第１直線Ｌ１ｂは、第２点Ｐ２ｂと第３点Ｐ３ｂとを結ぶ第２直線Ｌ２ｂに対して傾斜している。第１点Ｐ１ｂと第２点Ｐ２ｂとを結ぶ第３直線Ｌ３ｂは、膜部７１と第３点Ｐ３ｂとの間に位置する。

このように第１導電層２１がカーブしている。第１センサ部５１の磁性層に適切な初期歪バイアスが与えられる。第１センサ部５１の感度を高くすることができる。

第１状態において、膜部７１は、例えば、平坦、または、下に凸である。実施形態において、第１状態において、膜部７１は、上に凸でよい。

図８は、実施形態に係るセンサの形状を例示するグラフ図である。
図８は、図６（ａ）〜図６（ｅ）に示したセンサ１１３の第１状態における形状を例示する。図８の縦軸は、膜部７１（例えば第２膜面７１ｑ）及び第１導電層２１（例えば第１導電層面３１）のＺ軸方向における位置Ｚｑ（μｍ）を表す。図８の縦軸は、Ｙ軸方向における位置Ｙｑ（μｍ）を表す。

図８に示した範囲Ｒｙ１及び範囲Ｒｙ２は、第１導電層２１の形状に対応する。図８に示した範囲Ｒｙ３は、膜部７１の形状に対応する。図８に示すように、第１導電層２１（第１導電層面３１）の曲率は、膜部７１（第２膜面７１ｑ）の少なくとも一部の曲率とは異なる。例えば、第１導電層２１の曲率は、膜部７１の中心７１ｃの曲率よりも高い。中心７１ｃは、Ｚ軸方向に対して垂直な方向（例えばＹ軸方向）における膜部７１の中心である。

膜部７１は、中心７１ｃを含む領域Ｒｃを含む。領域Ｒｃは、第１センサ部５１と膜部７１の中心７１ｃとを結ぶ第４方向に沿って延在する領域である。第４方向は、例えば、Ｙ軸方向である。領域Ｒｃの第４方向に沿った長さは、例えば、膜部７１の第４方向に沿った長さの０．５倍以上０．８倍以下である。例えば、第４方向とＺ軸方向とを含む平面上において、第１導電層２１の曲率は、領域Ｒｃの曲率よりも高い。

図９は、センサの形状を例示するグラフ図である。
図９は、センサ１２１〜１２４における第１導電層面３１の形状を例示している。センサ１２１〜１２４において、膜部７１の凹凸形状及び第１導電層面３１の凹凸形状が、互いに異なる。センサ部の平面サイズは、約２０μｍ×２０μｍである。

図９の縦軸は、Ｚ軸方向における第１導電層面３１の位置Ｚｐ（ｎｍ）を表す。図９の横軸は、Ｙ軸方向における位置Ｙｐ（μｍ）を表す。横軸の値が１２０μｍ未満の範囲において、位置Ｚｐは、膜部７１の形状に対応する。横軸の値が１２０μｍ以上１４０μｍ以下の範囲において、位置Ｚｐは、第１磁性層１１上に設けられた第１導電層面３１の形状に対応する。横軸の値が１４０μｍを超える範囲において、位置Ｚｐは、支持部７０ｓに対応する。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、センサの形状を例示するグラフ図である。
図１０（ａ）は、上述のセンサ１２１〜１２４及びセンサ１２５〜１２７における第１導電層面３１のカーブの形状を例示している。図１０（ａ）の縦軸は、第１導電層面３１のＺ方向変位Δｈ（ｎｍ）を表す。Ｚ方向変位Δｈ（ｎｍ）は、図９に示した位置Ｚｐ（ｎｍ）により表される第１導電層面３１の形状を回転させることにより得られる。
図１０（ａ）の横軸は、Ｙ軸方向における位置Ｙｐ（μｍ）を表す。
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すデータから算出される第１導電層面３１の曲率ρ（ｍｍ^−１）を表す。
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示す曲率ρを、第１センサ部５１に与えられる初期歪バイアスεｉ（パーミル）に換算した値を表す。

センサ１２１においては、曲率ρはゼロに近く、初期歪バイアスεｉはゼロに近い。センサ１２４においては、曲率ρは約３．７（ｍｍ^−１）であり、初期歪バイアスεｉは約０．５６（パーミル）である。センサ１２５においては、曲率ρは約２．４（ｍｍ^−１）であり、初期歪バイアスεｉは約０．３７（パーミル）である。センサ１２６においては、曲率ρは約１．６７（ｍｍ^−１）であり、初期歪バイアスεｉは約０．２５（パーミル）である。センサ１２３及び１２７のそれぞれにおいては、曲率ρは約１．８（ｍｍ^−１）であり、初期歪バイアスεｉは約０．２７５（パーミル）である。センサ１２２においては、曲率ρは約１．３（ｍｍ^−１）であり、初期歪バイアスεｉは約０．２（パーミル）である。このように、曲率ρが大きくなると、初期歪バイアスεｉが大きくなる。

図２に例示したように、歪に対する電気抵抗の変化の特性においてオフセットがあり、このオフセットに応じて、初期歪バイアスが設定される。望ましい初期歪バイアスに応じて、第１導電層面３１の曲率の範囲が設定される。

実施形態において、例えば、第１磁性層１１の材料がＦｅＢを含む場合には、第１導電層面３１の曲率（ρ）は、０＜ρ≦２．０（ｍｍ^−１）とする。第１導電層面３１の曲率（ρ）は、０．１≦ρ≦２．０（ｍｍ^−１）でもよい。例えば、センサ部において設けられる複数の層の材料、及び、複数の層の厚さなどに応じて、複数の層における応力が調整される。これにより、カーブの程度（例えば曲率）を調整することができる。

図１１（ａ）〜図１１（ｅ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１１（ａ）は、本実施形態に係るセンサ１１４を例示する模式的平面図である。
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すＣ１−Ｃ２線におけるセンサ１１４の断面を表す模式的斜視図である。
図１１（ｃ）は、膜部７１のＣ１−Ｃ２線における模式的断面図である。
図１１（ｄ）は、図１１（ａ）に示すＣ３−Ｃ４線における膜部７１及びセンサ部５０（第１センサ部５１）の模式的断面図である。
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、第１状態におけるセンサ１１４を表している。

図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に示すように、第１状態において、膜部７１は上に凸の形状を有する。例えば、図１１（ｃ）に示すように、第１膜面７１ｐの第１膜中心７１ｓは、膜部７１の外縁を含む平面７５と、第２膜面７１ｑの第２膜中心７１ｒと、の間に位置する。

図１１（ｅ）は、第１センサ部５１の磁性層の磁化方向と、第１センサ部５１に加えられる応力（歪）の方向と、を例示する模式図である。この例では、第１磁性層１１は、自由層であり、第２磁性層１２は、参照層である。例えば、第２磁性層１２の第２磁化１２ｍは、Ｘ軸方向に沿った方向に固定されている。例えば、第１磁性層１１の第１磁化１１ｍは、第１状態においてＸ軸方向に沿う。第１状態において、第１磁化１１ｍは、第２磁化１２ｍとは逆方向である。センサ１１４においては、第１磁性層１１の磁歪定数（λｓ）は、負である。

第１センサ部５１において、図１１（ｅ）に示すように、方向Ｄεの応力（歪）が印加される。方向Ｄεは、Ｙ軸方向に沿った方向である。参照層の磁化の方向に対して垂直な方向の歪が、第１センサ部５１に生じる。このような場合、第１センサ部５１には、負の初期歪バイアスが与えられる。図１１（ｄ）に示すように、第１センサ部５１（第１導電層２１）は、下に凸の形状を有している。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第２の実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。
図１２（ａ）は、図１１（ｂ）に示したＣ５−Ｃ６線におけるセンサ１１４の断面を示す。図１２（ｂ）は、図１１（ａ）に示す第１導電層２１を拡大して示す。図１２（ｂ）に示すように、第１導電層２１及び第１導電層面３１は、下に凸の形状を有する。

図１２（ｂ）に示すように、第１導電層面３１は、第１〜第３点Ｐ１ｃ〜Ｐ３ｃを有する。第３点Ｐ３ｃは、第１導電層面３１上において第１点Ｐ１ｃと第２点Ｐ２ｃとの間に位置する。第１〜第３点Ｐ１ｃ〜Ｐ３ｃは、Ｙ−Ｚ平面内に位置する。例えば、第１点Ｐ１ｃ及び第２点Ｐ２ｃは、第１導電層面３１の端に位置し、第３点Ｐ３ｃは、第１導電層面３１の中央に位置する。第１点Ｐ１ｃと第３点Ｐ３ｃとを結ぶ第１直線Ｌ１ｃは、第２点Ｐ２ｃと第３点Ｐ３ｃとを結ぶ第２直線Ｌ２ｃに対して傾斜している。第３点Ｐ３ｃは、第１点Ｐ１ｃと第２点Ｐ２ｃとを結ぶ第３直線Ｌ３ｃと、膜部７１と、の間に位置する。

このように第１導電層２１がカーブしている。第１センサ部５１に適切な初期歪バイアスが与えられる。第１センサ部５１の感度を高くすることができる。センサ１１４において、膜部７１は、第１状態において、平坦または上に凸である。この例において、膜部７１は、第１状態において、下に凸でもよい。

図１３（ａ）〜図１３（ｅ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１３（ａ）は、本実施形態に係るセンサ１１５を例示する模式的平面図である。
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示すＤ１−Ｄ２線におけるセンサ１１５の断面を表す模式的斜視図である。
図１３（ｃ）は、膜部７１及びセンサ部５０（第１センサ部５１）のＤ１−Ｄ２線における模式的断面図である。
図１３（ｄ）は、図１３（ａ）に示すＤ３−Ｄ４線における膜部７１の模式的断面図である。
図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、第１状態におけるセンサ１１５を表している。図１３（ｂ）〜図１３（ｄ）に示すように、第１状態において、膜部７１は下に凸の形状を有する。

図１３（ｅ）は、第１センサ部５１の磁性層の磁化方向と、第１センサ部５１に加えられる応力（歪）の方向と、を例示する模式図である。この例では、第１磁性層１１は、自由層であり、第２磁性層１２は、参照層である。例えば、第２磁性層１２の第２磁化１２ｍは、Ｙ軸方向に沿った方向に固定されている。例えば、第１磁性層１１の第１磁化１１ｍは、第１状態においてＹ軸方向に沿う。第１状態において、第１磁化１１ｍは、第２磁化１２ｍとは逆方向である。センサ１１５においては、第１磁性層１１の磁歪定数（λｓ）は、負である。

第１センサ部５１には、図１１（ｅ）に示すように、方向Ｄεの応力（歪）が印加される。方向Ｄεは、Ｙ軸方向に沿った方向である。参照層のピン方向に対して平行な方向の歪が、第１センサ部５１に生じる。このような場合、第１センサ部５１には、正の初期歪バイアスが与えられる。この例において、図１３（ｃ）に示すように、第１センサ部５１（第１導電層２１、第１導電層面３１）は、上に凸の形状を有する。

第１センサ部５１に適切な初期歪バイアスが与えられる。第１センサ部５１の感度を高くすることができる。この例において、膜部７１は、第１状態において、平坦または下に凸である。この例において、膜部７１は、第１状態において、上に凸でもよい。

図１４（ａ）〜図１４（ｅ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１４（ａ）は、本実施形態に係るセンサ１１６を例示する模式的平面図である。
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示すＥ１−Ｅ２線におけるセンサ１１６の断面を表す模式的斜視図である。
図１４（ｃ）は、膜部７１及びセンサ部５０（第１センサ部５１）のＥ１−Ｅ２線における模式的断面図である。
図１４（ｄ）は、図１４（ａ）に示すＥ３−Ｅ４線における膜部７１の模式的断面図である。
図１４（ａ）〜図１４（ｄ）は、第１状態におけるセンサ１１６を表している。図１４（ｂ）〜図１４（ｄ）に示すように、第１状態において、膜部７１は上に凸の形状を有する。

図１４（ｅ）は、第１センサ部５１の磁性層の磁化方向と、第１センサ部５１に加えられる応力（歪）の方向と、を例示する模式図である。この例では、第１磁性層１１は、自由層であり、第２磁性層１２は、参照層である。例えば、第２磁性層１２の第２磁化１２ｍは、Ｙ軸方向に沿った方向に固定されている。例えば、第１磁性層１１の第１磁化１１ｍは、第１状態においてＹ軸方向に沿う。第１状態において、第１磁化１１ｍは、第２磁化１２ｍの方向とは逆方向である。センサ１１６においては、第１磁性層１１の磁歪定数（λｓ）は、正である。

第１センサ部５１には、図１４（ｅ）に示すように、方向Ｄεの応力（歪）が印加される。方向Ｄεは、Ｙ軸方向に沿った方向である。参照層のピン方向に対して平行な方向の歪が、第１センサ部５１に生じる。このような場合、第１センサ部５１には、負の初期歪バイアスが与えられる。この例において、図１４（ｃ）に示すように、第１センサ部５１（第１導電層２１、第１導電層面３１）は、下に凸の形状を有している。

第１センサ部５１に適切な初期歪バイアスが与えられる。第１センサ部５１の感度を高くすることができる。この例において、膜部７１は、第１状態において、平坦または上に凸である。この例において、膜部７１は、第１状態において、下に凸でもよい。

（第３の実施形態）
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第３の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
本実施形態に係るセンサ１１７は、前述の第１センサ部５１の代わりに、第１センサ部５１ａを含む。図１５（ａ）は、支持部７０ｓの一部、膜部７１の一部及び第１センサ部５１を表している。第１センサ部５１ａは、膜部７１の上に設けられる。第１センサ部５１ａは、第１磁性層１１と、第２磁性層１２と、第１中間層１１ｉとを含む。第２磁性層１２は、第１磁性層１１と膜部７１との間に設けられる。

第１センサ部５１ａにおいては、第１導電層２１及び第２導電層２２の位置が、第１センサ５１の場合とは異なる。これ以外については、第１センサ部５１ａには、第１センサ部５１と同様の説明を適用できる。この例では、第１導電層２１は、第２磁性層１２の１つの領域と接続される。第２導電層２２は、第２磁性層１２の別の１つの領域と接続される。第２磁性層１２の上述の別の１つの領域は、Ｚ軸方向と交差する方向において、第２磁性層１２の上述の１つの領域と並ぶ。第１センサ部５１ａにおいて、電流は、磁性層の層面に沿って流れる。第１センサ部５１ａは、ＣＩＰ型である。第１センサ５１ａにおいて、第２磁性層１２と膜部７１との間において、第１導電層２１と第２導電層２２との間に、絶縁層２１ｉが設けられている。
上述以外については、センサ１１７には、前述のセンサ１１０と同様の説明を適用可能である。

第１センサ５１ａにおいて、第１導電層２１が、第１中間層１１ｉの１つの領域と接続され、第２導電層２２が、第１中間層１１ｉの別の１つの領域と接続されても良い。第１中間層１１ｉの上述の別の領域は、Ｚ軸方向と交差する方向において、第１中間層１１ｉの上述の１つの領域と、並ぶ。この場合も、電流は、磁性層の層面に沿って流れる。

第１センサ５１ａにおいて、第１導電層２１が、第１磁性層１１の１つの領域と接続され、第２導電層２２が、第１磁性層１１の別の１つの領域と接続されても良い。第１磁性層１１の上述の別の領域は、Ｚ軸方向と交差する方向において、第１磁性層１１の上述の１つの領域と、並ぶ。この場合も、電流は、磁性層の層面に沿って流れる。

図１５（ａ）に示すように、第１磁性層１１の曲率は、膜部７１の少なくとも一部の曲率とは異なる。例えば、第１磁性層１１の曲率（絶対値）は、膜部７１の少なくとも一部の曲率（絶対値）よりも高い。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示す第１磁性層１１を拡大して示す。図１５（ｂ）に示すように、例えば、第１センサ部５１ａが外部圧力を受けていない第１状態（初期状態）において、第１磁性層１１は、カーブしている。第１磁性層１１は、第１磁性層面４１と、第２磁性層面４２と、を有する。第２磁性層面４２は、第１磁性層面４１と膜部７１との間に位置する。例えば、第１状態において、第１磁性層面４１は、カーブしている。第１磁性層１１の曲率（絶対値）は、膜部７１の少なくとも一部の曲率（絶対値）よりも低くてもよい。

第１磁性層面４１は、第１〜第３点Ｐ１ｄ〜Ｐ３ｄを有する。第３点Ｐ３ｄは、第１磁性層面４１上において、第１点Ｐ１ｄと第２点Ｐ２ｄとの間に位置する。第１〜第３点Ｐ１ｄ〜Ｐ３ｄは、Ｙ−Ｚ平面内に位置する。例えば、第１点Ｐ１ｄ及び第２点Ｐ２ｄは、第１磁性層面４１の端に位置し、第３点Ｐ３ｄは、第１磁性層面４１の中央に位置する。第１点Ｐ１ｄと第３点Ｐ３ｄとを結ぶ第１直線Ｌ１ｄは、第２点Ｐ２ｄと第３点Ｐ３ｄとを結ぶ第２直線Ｌ２ｄに対して傾斜している。

この例では、第１磁性層１１は、第１状態において、上に凸の形状を有する。第１点Ｐ１ｄと第２点Ｐ２ｄとを結ぶ第３直線Ｌ３ｄは、膜部７１と第３点Ｐ３ｄとの間に位置する。

この例において、第１磁性層１１は、第１状態において、下に凸の形状でもよい。第３点Ｐ３ｄは、第１点Ｐ１ｄと第２点Ｐ２ｄとを結ぶ第３直線Ｌ３ｄと、膜部７１と、の間に位置してもよい。中間層１１ｉ、第２磁性層１２は、第１磁性層１１と同様にカーブしていてもよい。第１磁性層面４１の曲率は、例えば、０（ｍｍ^−１）より高く２．０（ｍｍ^−１）以下が望ましく、例えば０．１（ｍｍ^−１）以上２．０（ｍｍ^−１）以下である。

図１５（ａ）に示す例においては、膜部７１は、第１状態において平坦である。この例において、膜部７１は、第１状態において上に凸または下に凸でもよい。

図１５（ａ）に示すように、膜部７１は、第１センサ部５１ａが設けられた膜部領域７１ｔを含む。例えば、膜部領域７１ｔは、膜部７１の面のうち第１センサ部５１ａと接する領域である。例えば、第１磁性層面４１の曲率は、膜部領域７１ｔの曲率とは異なる。例えば、膜部領域７１ｔの曲率の符号（正または負）は、第１磁性層面４１の曲率の符号と同じでもよい。例えば、膜部領域７１ｔの曲率（絶対値）は、第１磁性層面４１の曲率（絶対値）よりも低い。膜部領域７１ｔの曲率は、ゼロでもよい。膜部領域７１ｔの曲率の符号は、第１磁性層面４１の曲率の符号と逆でもよい。

第４の実施形態においても、第１センサ部５１ａが外部圧力を受けていない第１状態において、第１磁性層１１がカーブしている。第１センサ部５１ａに初期歪バイアスが与えられる。外部圧力に対して感度の高い動作領域において第１センサ部５１ａを動作させることができる。実施形態によれば、感度を高めることができるセンサを提供できる。

（第４の実施形態）
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第４の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
本実施形態に係るセンサ１１８は、絶縁膜６５を含む。これ以外については、センサ１１８には、前述のセンサ１１０と同様の説明を適用可能である。

図１６（ａ）に示すように、第１磁性層１１は、絶縁膜６５の少なくとも一部と、膜部７１と、の間に設けられている。例えば、絶縁膜６５の１つの領域６５ａと、膜部７１と、の間に、第１磁性層１１が設けられる。例えば、絶縁膜６５の別の１つの領域６５ｂは、膜部７１と接している。絶縁膜６５は、例えば、第１センサ部５１を覆うパッシベーション膜である。絶縁膜６５は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を含む。

絶縁膜６５は、第１絶縁膜面６１と第２絶縁膜面６２とを有する。第２絶縁膜面６２は、第１絶縁膜面６１と第１磁性層１１との間に位置する。第２絶縁膜面６２において、絶縁膜６５は、第１センサ部５１の上面（例えば第１導電層面３１または第１磁性層面４１）と接する。第１絶縁膜面６１は、絶縁膜６５の表面のうち、第２絶縁膜面６２とＺ軸方向において離れた領域である。

絶縁膜６５の領域６５ａの厚さｔ６５（Ｚ軸方向に沿う長さ）は、例えば、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。厚さｔ６５は、１００ｎｍ以下でも良い。

図１６（ａ）に示すように、絶縁膜６５の曲率は、膜部７１の少なくとも一部の曲率とは異なる。例えば、絶縁膜６５の曲率（絶対値）は、膜部７１の少なくとも一部の曲率（絶対値）よりも高い。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す絶縁膜６５を拡大して示す。図１６（ｂ）に示すように、例えば、第１センサ部５１が外部圧力を受けていない第１状態において、第１絶縁膜面６１は、カーブしている。絶縁膜６５の曲率（絶対値）は、膜部７１の少なくとも一部の曲率（絶対値）よりも低くてもよい。

第１絶縁膜面６１は、第１〜第３点Ｐ１ｅ〜Ｐ３ｅを有する。第３点Ｐ３ｅは、第１絶縁膜面６１上において、第１点Ｐ１ｅと第２点Ｐ２ｅとの間に位置する。第１〜第３点Ｐ１ｅ〜Ｐ３ｅは、Ｙ−Ｚ平面内に位置する。例えば、第１点Ｐ１ｅ及び第２点Ｐ２ｅは、第１絶縁膜面６１の端に位置し、第３点Ｐ３ｅは、第１絶縁膜面６１の中央に位置する。第１点Ｐ１ｅと第３点Ｐ３ｅとを結ぶ第１直線Ｌ１ｅは、第２点Ｐ２ｅと第３点Ｐ３ｅとを結ぶ第２直線Ｌ２ｅに対して傾斜している。

この例では、第１絶縁膜面６１は、第１状態において、上に凸の形状を有する。第１点Ｐ１ｅと第２点Ｐ２ｅとを結ぶ第３直線Ｌ３ｅは、膜部７１と第３点Ｐ３ｅとの間に位置する。

この例において、第１絶縁膜面６１は、第１状態において、下に凸の形状でもよい。第３点Ｐ３ｅは、第１点Ｐ１ｅと第２点Ｐ２ｅとを結ぶ第３直線Ｌ３ｅと、膜部７１と、の間に位置してもよい。第１導電層２１、第１磁性層１１、中間層１１ｉ、第２磁性層１２及び第２導電層２２は、第１絶縁膜面６１と同様にカーブしていてもよい。第１絶縁膜面６１の曲率は、例えば０（ｍｍ^−１）より高く２．０（ｍｍ^−１）以下が望ましく、例えば０．１（ｍｍ^−１）以上２．０（ｍｍ^−１）以下である。

図１６（ａ）では、膜部７１は、第１状態において平坦である。この例において、センサ１１３〜１１６の場合と同様に、膜部７１は、第１状態において上に凸または下に凸でもよい。

図１６（ａ）に示すように、膜部７１は、第１センサ部５１が設けられた膜部領域７１ｔを含む。例えば、膜部領域７１ｔは、膜部７１の面のうち第１センサ部５１と接する領域である。例えば、第１絶縁膜面６１の曲率は、膜部領域７１の曲率とは異なる。例えば、膜部領域７１ｔの曲率の符号（正または負）は、第１絶縁膜面６１の曲率の符号と同じでも良い。例えば、膜部領域７１ｔの曲率（絶対値）は、第１絶縁膜面６１の曲率（絶対値）よりも低い。膜部領域７１ｔの曲率は、ゼロでもよい。膜部領域７１ｔの曲率の符号は、第１絶縁膜面６１の曲率の符号と逆でもよい。

以上説明したように本実施形態においては、第１センサ部５１が外部圧力の印加を受けていない第１状態において、第１絶縁膜面６１がカーブしている。第１センサ部５１に初期歪バイアスが与えられる。外部圧力に対して感度の高い動作領域において第１センサ部５１を動作させることができる。実施形態によれば、感度を高めることができるセンサを提供できる。

以下、実施形態において用いられるセンサ部の例について説明する。以下の説明において、「材料Ａ／材料Ｂ」の記載は、材料Ａの層の上に、材料Ｂの層が設けられている状態を示す。

図１７は、実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１７に示すように、センサ部５０Ａにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、ピニング層２０６と、第２磁化参照層２０７と、磁気結合層２０８と、第１磁化参照層２０９と、中間層２０３と、磁化自由層２１０と、キャップ層２１１と、上部電極２１２と、が、この順で並ぶ。センサ部５０Ａは、例えば、ボトムスピンバルブ型である。磁化参照層は、例えば、磁化固定層である。

下地層２０５には、例えば、タンタルとルテニウムの積層膜（Ｔａ／Ｒｕ）が用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ナノメートル（ｎｍ）である。このＲｕ層の厚さは、例えば、２ｎｍである。ピニング層２０６には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。第２磁化参照層２０７には、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ_７５Ｆｅ_２５層が用いられる。磁気結合層２０８には、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。第１磁化参照層２０９には、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ２０層が用いられる。中間層２０３には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。磁化自由層２１０には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＴａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。

下部電極２０４及び上部電極２１２には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム銅合金（Ａｌ−Ｃｕ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、及び、金（Ａｕ）の少なくともいずれかが用いられる。下部電極２０４及び上部電極２１２として、このような電気抵抗が比較的小さい材料を用いることで、センサ部５０Ａに効率的に電流を流すことができる。下部電極２０４及び上部電極２１２には、非磁性材料が用いられる。

下部電極２０４及び上部電極２１２は、例えば、下部電極２０４及び上部電極２１２用の下地層（図示せず）と、下部電極２０４及び上部電極２１２用のキャップ層（図示せず）と、それらの間に設けられたＡｌ、Ａｌ−Ｃｕ、Ｃｕ、Ａｇ、及び、Ａｕの少なくともいずれかの層とを含んでいても良い。例えば、下部電極２０４及び上部電極２１２には、タンタル（Ｔａ）／銅（Ｃｕ）／タンタル（Ｔａ）などが用いられる。下部電極２０４及び上部電極２１２の下地層としてＴａを用いることで、例えば、基板（例えば膜）と下部電極２０４及び上部電極２１２との密着性が向上する。下部電極２０４及び上部電極２１２用の下地層として、チタン（Ｔｉ）、または、窒化チタン（ＴｉＮ）などを用いても良い。

下部電極２０４及び上部電極２１２のキャップ層としてＴａを用いることで、そのキャップ層の下の銅（Ｃｕ）などの酸化が抑制される。下部電極２０４及び上部電極２１２用のキャップ層として、チタン（Ｔｉ）、または、窒化チタン（ＴｉＮ）などを用いても良い。

下地層２０５には、例えば、バッファ層（図示せず）と、シード層（図示せず）とを含む積層構造が用いられる。このバッファ層は、例えば、下部電極２０４や膜等の表面の荒れを緩和し、このバッファ層の上に積層される層の結晶性を改善する。バッファ層として、例えば、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びクロム（Ｃｒ）よりなる群から選択された少なくともいずれかが用いられる。バッファ層として、これらの材料から選択された少なくとも１つの材料を含む合金を用いても良い。

下地層２０５のうちのバッファ層の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。バッファ層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下がより好ましい。バッファ層の厚さが薄すぎると、バッファ効果が失われる。バッファ層の厚さが厚すぎると、センサ部５０Ａの厚さが過度に厚くなる。バッファ層の上にシード層が形成され、例えば、そのシード層がバッファ効果を有する。この場合、バッファ層は省略しても良い。バッファ層には、例えば、３ｎｍの厚さのＴａ層が用いられる。

下地層２０５のうちのシード層は、このシード層の上に積層される層の結晶配向を制御する。このシード層は、このシード層の上に積層される層の結晶粒径を制御する。このシード層として、ｆｃｃ構造（face-centered cubic structure：面心立方格子構造）、ｈｃｐ構造（hexagonal close-packed structure：六方最密格子構造）またはｂｃｃ構造（body-centered cubic structure：体心立方格子構造）の金属等が用いられる。

下地層２０５のうちのシード層として、ｈｃｐ構造のルテニウム（Ｒｕ）、または、ｆｃｃ構造のＮｉＦｅ、または、ｆｃｃ構造のＣｕを用いることにより、例えば、シード層の上のスピンバルブ膜の結晶配向をｆｃｃ（１１１）配向にすることができる。シード層には、例えば、２ｎｍの厚さのＣｕ層、または、２ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。シード層の上に形成される層の結晶配向性を高める場合には、シード層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。シード層の厚さは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下がより好ましい。これにより、結晶配向を向上させるシード層としての機能が十分に発揮される。

一方、例えば、シード層の上に形成される層を結晶配向させる必要がない場合（例えば、アモルファスの磁化自由層を形成する場合など）には、シード層は省略しても良い。シード層としては、例えば、２ｎｍの厚さのＣｕ層が用いられる。

ピニング層２０６は、例えば、ピニング層２０６の上に形成される第２磁化参照層２０７（強磁性層）に、一方向異方性（unidirectional anisotropy）を付与して、第２磁化参照層２０７の磁化を固定する。ピニング層２０６には、例えば反強磁性層が用いられる。ピニング層２０６には、例えば、Ｉｒ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｍｎ、Ｒｈ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｒｈ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｃｒ−Ｍｎ−ＰｔおよびＮｉ−Ｏよりなる群から選択された少なくともいずれかが用いられる。Ｉｒ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｍｎ、Ｒｈ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｒｈ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｃｒ−Ｍｎ−ＰｔおよびＮｉ−Ｏよりなる群から選択された少なくともいずれかに、さらに添加元素を加えた合金を用いても良い。ピニング層２０６の厚さは適切に設定される。これにより、例えば、十分な強さの一方向異方性が付与される。

例えば、磁界印加中での熱処理が行われる。これにより、例えば、ピニング層２０６に接する強磁性層の磁化の固定が行われる。熱処理時に印加されている磁界の方向にピニング層２０６に接する強磁性層の磁化が固定される。熱処理温度（アニール温度）は、例えば、ピニング層２０６に用いられる反強磁性材料の磁化固着温度以上である。Ｍｎを含む反強磁性層を用いる場合、ピニング層２０６以外の層にＭｎが拡散してＭＲ変化率を低減する場合がある。熱処理温度は、Ｍｎの拡散が起こる温度以下に設定することが望ましい。熱処理温度は、例えば２００℃以上５００℃以下である。熱処理温度は、例えば、好ましくは、２５０℃以上４００℃以下である。

ピニング層２０６として、ＰｔＭｎまたはＰｄＰｔＭｎが用いられる場合には、ピニング層２０６の厚さは、８ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。ピニング層２０６の厚さは、１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下がより好ましい。ピニング層２０６としてＩｒＭｎを用いる場合には、ピニング層２０６としてＰｔＭｎを用いる場合よりも薄い厚さで、一方向異方性を付与することができる。この場合には、ピニング層２０６の厚さは、４ｎｍ以上１８ｎｍ以下が好ましい。ピニング層２０６の厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下がより好ましい。ピニング層２０６には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒ_２２Ｍｎ_７８層が用いられる。

ピニング層２０６として、ハード磁性層を用いても良い。ハード磁性層として、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｄ、または、Ｆｅ−Ｐｄなどを用いても良い。これらの材料においては、例えば、磁気異方性および保磁力が比較的高い。これらの材料は、ハード磁性材料である。ピニング層２０６として、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｄ、または、Ｆｅ−Ｐｄにさらに添加元素を加えた合金を用いても良い。例えば、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．％以下であり、ｙは、０ａｔ．％以上４０ａｔ．％以下）、または、ＦｅＰｔ（Ｐｔの比率は、４０ａｔ．％以上６０ａｔ．％以下）などを用いても良い。

第２磁化参照層２０７には、例えば、Ｃｏ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}合金（ｘは、０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下）、または、Ｎｉ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}合金（ｘは、０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下）が用いられる。これらの材料に非磁性元素を添加した材料が用いられても良い。第２磁化参照層２０７として、例えば、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が用いられる。第２磁化参照層２０７として、これらの材料から選択された少なくとも１つの材料を含む合金を用いても良い。第２磁化参照層２０７として、（Ｃｏ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｂ_ｙ合金（ｘは、０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下であり、ｙは、０ａｔ．％以上３０ａｔ．％以下）を用いることもできる。第２磁化参照層２０７として、（Ｃｏ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｂ_ｙのアモルファス合金を用いることで、センサ部のサイズが小さい場合にも、センサ部５０Ａの特性のばらつきを抑制することができる。

第２磁化参照層２０７の厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。これにより、例えば、ピニング層２０６による一方向異方性磁界の強度をより強くすることができる。例えば、第２磁化参照層２０７の上に形成される磁気結合層を介して、第２磁化参照層２０７と第１磁化参照層２０９との間の反強磁性結合磁界の強度をより強くすることができる。例えば、第２磁化参照層２０７の磁気膜厚（飽和磁化と厚さとの積）は、第１磁化参照層２０９の磁気膜厚と、実質的に等しいことが好ましい。

薄膜でのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０の飽和磁化は、約１．９Ｔ（テスラ）である。例えば、第１磁化参照層２０９として、３ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０層を用いると、第１磁化参照層２０９の磁気膜厚は、１．９Ｔ×３ｎｍであり、５．７Ｔｎｍとなる。一方、Ｃｏ_７５Ｆｅ_２５の飽和磁化は、約２．１Ｔである。上述と等しい磁気膜厚が得られる第２磁化参照層２０７の厚さは、５．７Ｔｎｍ／２．１Ｔであり、２．７ｎｍとなる。この場合、第２磁化参照層２０７には、約２．７ｎｍの厚さのＣｏ_７５Ｆｅ_２５層を用いることが好ましい。第２磁化参照層２０７として、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ_７５Ｆｅ_２５層が用いられる。

センサ部５０Ａにおいては、第２磁化参照層２０７と磁気結合層２０８と第１磁化参照層２０９とにより、シンセティックピン構造が用いられている。その代わりに、１層の磁化参照層のシングルピン構造を用いても良い。シングルピン構造を用いる場合には、磁化参照層として、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０層が用いられる。シングルピン構造の磁化参照層に用いる強磁性層として、上述の第２磁化参照層２０７の材料と同じ材料を用いても良い。

磁気結合層２０８は、第２磁化参照層２０７と第１磁化参照層２０９との間において、反強磁性結合を生じさせる。磁気結合層２０８は、シンセティックピン構造を形成する。磁気結合層２０８の材料として、例えば、Ｒｕが用いられる。磁気結合層２０８の厚さは、例えば、０．８ｎｍ以上１ｎｍ以下であることが好ましい。第２磁化参照層２０７と第１磁化参照層２０９との間に十分な反強磁性結合を生じさせる材料であれば、磁気結合層２０８としてＲｕ以外の材料を用いても良い。磁気結合層２０８の厚さは、例えば、ＲＫＫＹ（Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida）結合のセカンドピーク（２ｎｄピーク）に対応する０．８ｎｍ以上１ｎｍ以下の厚さに設定される。さらに、磁気結合層２０８の厚さは、ＲＫＫＹ結合のファーストピーク（１ｓｔピーク）に対応する０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下の厚さに設定しても良い。磁気結合層２０８の材料として、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕが用いられる。これにより、高信頼性の結合がより安定して得られる。

第１磁化参照層２０９に用いられる磁性層は、ＭＲ効果に直接的に寄与する。第１磁化参照層２０９として、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金が用いられる。具体的には、第１磁化参照層２０９として、（Ｃｏ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｂ_ｙ合金（ｘは、０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下であり、ｙは、０ａｔ．％以上３０ａｔ．％以下）を用いることもできる。第１磁化参照層２０９として、（Ｃｏ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｂ_ｙのアモルファス合金を用いた場合には、例えば、センサ部５０Ａのサイズが小さい場合においても、結晶粒に起因した素子間のばらつきを抑制することができる。

第１磁化参照層２０９の上に形成される層（例えばトンネル絶縁層（図示せず））を平坦化することができる。トンネル絶縁層の平坦化により、トンネル絶縁層の欠陥密度を減らすことができる。これにより、より低い面積抵抗で、より大きいＭＲ変化率が得られる。例えば、トンネル絶縁層の材料としてＭｇＯを用いる場合には、第１磁化参照層２０９として、（Ｃｏ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｂ_ｙのアモルファス合金を用いることで、トンネル絶縁層の上に形成されるＭｇＯ層の（１００）配向性を強めることができる。ＭｇＯ層の（１００）配向性をより高くすることで、より大きいＭＲ変化率が得られる。（Ｃｏ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｂ_ｙ合金は、アニール時にＭｇＯ層の（１００）面をテンプレートとして結晶化する。このため、ＭｇＯと（Ｃｏ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｂ_ｙ合金との良好な結晶整合が得られる。良好な結晶整合を得ることで、より大きいＭＲ変化率が得られる。

第１磁化参照層２０９として、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金以外に、例えば、Ｆｅ−Ｃｏ合金を用いても良い。

第１磁化参照層２０９がより厚いと、より大きなＭＲ変化率が得られる。第１磁化参照層２０９が薄いと、例えば、より大きな固定磁界が得られる。ＭＲ変化率と固定磁界との間には、第１磁化参照層２０９の厚さにおいてトレードオフの関係が存在する。第１磁化参照層２０９としてＣｏ−Ｆｅ−Ｂ合金を用いる場合には、第１磁化参照層２０９の厚さは、１．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。第１磁化参照層２０９の厚さは、２．０ｎｍ以上４ｎｍ以下がより好ましい。

第１磁化参照層２０９には、上述の材料の他に、ｆｃｃ構造のＣｏ_９０Ｆｅ_１０合金、または、ｈｃｐ構造のＣｏ、または、ｈｃｐ構造のＣｏ合金が用いられる。第１磁化参照層２０９として、例えば、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つが用いられる。第１磁化参照層２０９として、これらの材料から選択された少なくとも１つの材料を含む合金が用いられる。第１磁化参照層２０９として、ｂｃｃ構造のＦｅＣｏ合金材料、５０％以上のコバルト組成を含むＣｏ合金、または、５０％以上のＮｉ組成の材料（Ｎｉ合金）を用いることで、例えば、より大きなＭＲ変化率が得られる。

第１磁化参照層２０９として、例えば、Ｃｏ_２ＭｎＧｅ、Ｃｏ_２ＦｅＧｅ、Ｃｏ_２ＭｎＳｉ、Ｃｏ_２ＦｅＳｉ、Ｃｏ_２ＭｎＡｌ、Ｃｏ_２ＦｅＡｌ、Ｃｏ_２ＭｎＧａ_０．５Ｇｅ_０．５、及び、Ｃｏ_２ＦｅＧａ_０．５Ｇｅ_０．５などのホイスラー磁性合金層を用いることもできる。例えば、第１磁化参照層２０９として、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０層が用いられる。

中間層２０３は、例えば、第１磁化参照層２０９と磁化自由層２１０との間の磁気的な結合を分断する。

中間層２０３の材料には、例えば、金属、絶縁体または半導体が用いられる。金属としては、例えば、Ｃｕ、ＡｕまたはＡｇ等が用いられる。中間層２０３として金属を用いる場合、中間層の厚さは、例えば、１ｎｍ以上７ｎｍ以下程度である。この絶縁体または半導体としては、例えば、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ等）、アルミニウム酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３等）、チタン酸化物（ＴｉＯ等）、亜鉛酸化物（ＺｎＯ等）、または、ガリウム酸化物（Ｇａ−Ｏ）などが用いられる。中間層２０３として絶縁体または半導体を用いる場合は、中間層２０３の厚さは、例えば０．６ｎｍ以上２．５ｎｍ以下程度である。中間層２０３として、例えば、ＣＣＰ（Current-Confined-Path）スペーサ層を用いても良い。スペーサ層としてＣＣＰスペーサ層を用いる場合には、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）の絶縁層中に銅（Ｃｕ）メタルパスが形成された構造が用いられる。例えば、中間層として、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。

磁化自由層２１０には、強磁性体材料が用いられる。磁化自由層２１０には、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを含む強磁性体材料が用いられる。磁化自由層２１０の材料として、例えばＦｅＣｏ合金、ＮｉＦｅ合金等が用いられる。さらに、磁化自由層２１０には、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ合金、λｓ（磁歪定数）が大きいＦｅ−Ｇａ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｇａ合金、Ｔｂ−Ｍ−Ｆｅ合金、Ｔｂ−Ｍ１−Ｆｅ−Ｍ２合金、Ｆｅ−Ｍ３−Ｍ４−Ｂ合金、Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、または、フェライト等が用いられる。これらの材料においては、例えば、λｓ（磁歪定数）が大きい。上述のＴｂ−Ｍ−Ｆｅ合金において、Ｍは、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ及びＥｒよりなる群から選択された少なくとも１つである。上述のＴｂ−Ｍ１−Ｆｅ−Ｍ２合金において、Ｍ１は、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ及びＥｒよりなる群から選択された少なくとも１つである。Ｍ２は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ及びＴａよりなる群から選択された少なくとも１つである。上述のＦｅ−Ｍ３−Ｍ４−Ｂ合金において、Ｍ３は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ及びＴａよりなる群から選択された少なくとも１つである。Ｍ４は、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ及びＥｒよりなる群から選択された少なくとも１つである。上述のフェライトとしては、Ｆｅ_３Ｏ_４、（ＦｅＣｏ）_３Ｏ_４などが挙げられる。磁化自由層２１０の厚さは、例えば２ｎｍ以上である。

磁化自由層２１０には、ホウ素を含む磁性材料が用いられても良い。磁化自由層２１０には、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択される少なくとも一つの元素と、ホウ素（Ｂ）とを含む合金が用いられても良い。磁化自由層２１０には、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金、または、Ｆｅ−Ｂ合金が用いられる。例えば、Ｃｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０合金が用いられる。磁化自由層２１０に、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択される少なくとも一つの元素と、ホウ素（Ｂ）とを含む合金を用いる場合、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、または、Ｗなどを添加しても良い。これらの元素を添加することで、例えば、高磁歪が促進される。磁化自由層２１０として、例えば、Ｆｅ−Ｇａ−Ｂ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｇａ−Ｂ合金、または、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ合金を用いても良い。このようなホウ素を含有する磁性材料を用いることで磁化自由層２１０の保磁力（Ｈｃ）が低くなり、歪に対する磁化方向の変化が容易となる。これにより、高い感度が得られる。

磁化自由層２１０におけるホウ素濃度（例えば、ホウ素の組成比）は、５ａｔ．％（原子パーセント）以上が好ましい。これにより、アモルファス構造が得易くなる。磁化自由層におけるホウ素濃度は、３５ａｔ．％以下が好ましい。ホウ素濃度が高すぎると、例えば、磁歪定数が減少する。磁化自由層におけるホウ素濃度は、例えば、５ａｔ．％以上３５ａｔ．％以下が好ましく、１０ａｔ．％以上３０ａｔ．％以下がさらに好ましい。

磁化自由層２１０の磁性層の一部に、Ｆｅ_１−ｙＢ_ｙ（０＜ｙ≦０．３）、または（Ｆｅ_ｚＸ_１−ｚ）_１−ｙＢ_ｙ（Ｘは、ＣｏまたはＮｉ、０．８≦ｚ＜１、０＜ｙ≦０．３）用いる場合、大きい磁歪定数λと低い保磁力を両立することが容易となる。このため、高いゲージファクタを得る観点で、特に好ましい。例えば、磁化自由層２１０として、Ｆｅ_８０Ｂ_２０（４ｎｍ）が用いられる。磁化自由層として、Ｃｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０（０．５ｎｍ）／Ｆｅ_８０Ｂ_２０（４ｎｍ）が用いられる。

磁化自由層２１０は多層構造を有しても良い。中間層２０３としてＭｇＯのトンネル絶縁層を用いる場合には、磁化自由層２１０のうちの中間層２０３に接する部分には、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金の層を設けることが好ましい。これにより、高い磁気抵抗効果が得られる。この場合、中間層２０３の上には、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金の層が設けられ、そのＣｏ−Ｆｅ−Ｂ合金の層の上には、磁歪定数の大きい他の磁性材料が設けられる。磁化自由層２１０が多層構造を有する場合、磁化自由層２１０には、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ（２ｎｍ）／Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ（４ｎｍ）などが用いられる。

磁化自由層２１０は、結晶構造を有するＣｏ_ｘＦｅ_１−ｘ（７０ａｔ％≦ｘ≦８０ａｔ％）を含む合金を有してもよい。また、磁化自由層２１０は、結晶構造を有するＣｏ_ｘＦｅ_１−ｘ（７０ａｔ％≦ｘ≦８０ａｔ％）を含む合金層を有した多層構造としてもよい。また、磁化自由層２１０は、結晶構造を有するＮｉ_ｙＦｅ_１−ｙ（５０ａｔ％≦ｘ≦７５ａｔ％）を含む合金を有してもよい。また、磁化自由層２１０は、結晶構造を有するＮｉ_ｙＦｅ_１−ｙ（５０ａｔ％≦ｙ≦７５ａｔ％）を含む合金層を有した多層構造としてもよい。

キャップ層２１１は、キャップ層２１１の下に設けられる層を保護する。キャップ層２１１には、例えば、複数の金属層が用いられる。キャップ層２１１には、例えば、Ｔａ層とＲｕ層との２層構造（Ｔａ／Ｒｕ）が用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば１ｎｍであり、このＲｕ層の厚さは、例えば５ｎｍである。キャップ層２１１として、Ｔａ層やＲｕ層の代わりに他の金属層を設けても良い。キャップ層２１１の構成は、任意である。例えば、キャップ層２１１として、非磁性材料が用いられる。キャップ層２１１の下に設けられる層を保護可能なものであれば、キャップ層２１１として、他の材料を用いても良い。

磁化自由層２１０にホウ素を含有する磁性材料を用いる場合、酸化物材料や窒化物材料の拡散抑制層（図示しない）を磁化自由層２１０とキャップ層２１１との間に設けても良い。これにより、例えば、ホウ素の拡散が抑制される。酸化物層または窒化物層を含む拡散抑制層を用いることにより、磁化自由層２１０に含まれるホウ素の拡散を抑制し、磁化自由層２１０のアモルファス構造を保つことができる。拡散抑制層に用いられる酸化物材料や窒化物材料として、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｎ、ＣｄまたはＧａなどの元素を含む酸化物材料または窒化物材料が用いられる。拡散抑制層は、磁気抵抗効果には寄与しない層である。拡散抑制層の面積抵抗は、低いほうが好ましい。例えば、拡散抑制層の面積抵抗は、磁気抵抗効果に寄与する中間層の面積抵抗よりも低く設定されることが好ましい。拡散抑制層の面積抵抗を下げる観点では、拡散抑制層には、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｇａの酸化物または窒化物が好ましい。これらの材料において、バリアハイトは低い。ホウ素の拡散を抑制する機能としては、より化学結合の強い酸化物のほうが好ましい。例えば、１．５ｎｍのＭｇＯ層が用いられる。酸窒化物は、酸化物及び窒化物のいずれかに含まれる。

拡散抑制層に酸化物または窒化物を用いる場合、拡散抑制層の厚さは、例えば、０．５ｎｍ以上が好ましい。これより、ホウ素の拡散抑制機能が十分に発揮される。拡散抑制層の厚さは、５ｎｍ以下が好ましい。これにより、例えば、低い面積抵抗が得られる。拡散抑制層の厚さは、０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上３ｎｍ以下が好ましい。

拡散抑制層として、マグネシウム（Ｍｇ）、シリコン（Ｓｉ）及びアルミニウム（Ａｌ）よりなる群から選択された少なくともいずれかを用いても良い。拡散抑制層として、これらの軽元素を含む材料が用いられる。これらの軽元素は、ホウ素と結合して化合物を生成する。拡散抑制層と磁化自由層２１０との界面を含む部分に、例えば、Ｍｇ−Ｂ化合物、Ａｌ−Ｂ化合物、及び、Ｓｉ−Ｂ化合物の少なくともいずれかが形成される。これらの化合物が、ホウ素の拡散を抑制する。

拡散抑制層と磁化自由層２１０との間に他の金属層などが挿入されていても良い。拡散抑制層と磁化自由層２１０との距離が離れすぎていると、その間でホウ素が拡散して磁化自由層２１０中のホウ素濃度が下がってしまう。このため、拡散抑制層と磁化自由層２１０との間の距離は、１０ｎｍ以下が好ましく３ｎｍ以下がさらに好ましい。

図１８は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１８に示すように、センサ部５０ＡＡにおいて、絶縁層２１３が設けられるこれ以外は、センサ部５０Ａと同様である。絶縁層２１３は、下部電極２０４と上部電極２１２との間に設けられる。絶縁層２１３は、下部電極２０４と上部電極２１２とを結ぶ方向と交差する方向において、磁化自由層２１０及び第１磁化参照層２０９と並ぶ。絶縁層２１３を除く部分は、センサ部５０Ａと同様なので説明を省略する。

絶縁層２１３には、例えば、アルミニウム酸化物（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３）、または、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ_２）などが用いられる。絶縁層２１３により、センサ部５０ＡＡのリーク電流が抑制される。絶縁層２１３は、後述するセンサ部に設けられても良い。

図１９は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１９に示すように、センサ部５０ＡＢにおいて、ハードバイアス層２１４がさらに設けられる。これ以外は、センサ部５０Ａと同様である。ハードバイアス層２１４は、下部電極２０４と上部電極２１２との間に設けられる。下部電極２０４と上部電極２１２との間とを結ぶ方向と交差する方向において、磁化自由層２１０及び第１磁化参照層２０９は、ハードバイアス層２１４の２つの部分の間に配置される。これ以外は、センサ部５０ＡＡと同様である。

ハードバイアス層２１４は、ハードバイアス層２１４の磁化により、磁化自由層２１０の磁化方向を設定する。ハードバイアス層２１４により、外部からの圧力が膜に印加されていない状態において、磁化自由層２１０の磁化方向は、所望の方向に設定される。

ハードバイアス層２１４には、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｄ、または、Ｆｅ−Ｐｄなどが用いられる。これらの材料においては、例えば、磁気異方性および保磁力が比較的高い。これらの材料は、例えば、ハード磁性材料である。ハードバイアス層２１４には、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−ＰｄまたはＦｅ−Ｐｄに、さらに添加元素を加えた合金を用いても良い。ハードバイアス層２１４には、例えば、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）、または、ＦｅＰｔ（Ｐｔの比率は４０ａｔ．％以上６０ａｔ．％以下）などが用いられても良い。このような材料を用いる場合、ハードバイアス層２１４の磁化の方向は、ハードバイアス層２１４の保磁力よりも大きい外部磁界を加えることで、外部磁界を加えた方向に設定（固定）される。ハードバイアス層２１４の厚さ（例えば、下部電極２０４から上部電極に向かう方向に沿った長さ）は、例えば５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。

下部電極２０４と上部電極２１２の間に絶縁層２１３を配置する場合、絶縁層２１３の材料として、ＳｉＯ_ｘまたはＡｌＯ_ｘが用いられる。さらに、絶縁層２１３とハードバイアス層２１４の間に、図示しない下地層を設けても良い。ハードバイアス層２１４にＣｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｄ、または、Ｆｅ−Ｐｄなどのハード磁性材料を用いる場合には、ハードバイアス層２１４用の下地層の材料として、ＣｒやＦｅ−Ｃｏなどが用いられる。

ハードバイアス層２１４は、図示しないハードバイアス層用ピニング層に積層された構造を有していても良い。この場合、ハードバイアス層２１４とハードバイアス層用ピニング層の交換結合により、ハードバイアス層２１４の磁化の方向を設定（固定）できる。この場合、ハードバイアス層２１４には、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくともいずれか、または、これらの少なくとも１種を含む合金の強磁性材料が用いられる。この場合、ハードバイアス層２１４には、例えば、Ｃｏ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}合金（ｘは０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下）、Ｎｉ_ｘＦｅ_{１００−ｘ}合金（ｘは０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下）、または、これらに非磁性元素を添加した材料が用いられる。ハードバイアス層２１４として、上述の第１磁化参照層２０９と同様の材料が用いられる。ハードバイアス層用ピニング層には、上述のセンサ部５０Ａ中のピニング層２０６と同様の材料が用いられる。ハードバイアス層用ピニング層を設ける場合、下地層２０５に用いる材料と同様の下地層をハードバイアス層用ピニング層の下に設けても良い。ハードバイアス層用ピニング層は、ハードバイアス層の下部に設けても良いし、上部に設けても良い。この場合のハードバイアス層２１４の磁化方向は、ピニング層２０６と同様に、磁界中熱処理により決定される。

上述のハードバイアス層２１４及び絶縁層２１３は、実施形態に係るセンサ部のいずれにも適用できる。ハードバイアス層２１４とハードバイアス層用ピニング層との積層構造を用いると、大きな外部磁界がハードバイアス層２１４に短い時間で加わった場合においても、ハードバイアス層２１４の磁化の向きを容易に保持することができる。

図２０は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
図２０に示すように、センサ部５０Ｂにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、磁化自由層２１０と、中間層２０３と、第１磁化参照層２０９と、磁気結合層２０８と、第２磁化参照層２０７と、ピニング層２０６と、キャップ層２１１と、上部電極２１２と、が、順に積層される。センサ部５０Ｂは、例えば、トップスピンバルブ型である。

下地層２０５には、例えば、タンタルと銅の積層膜（Ｔａ／Ｃｕ）が用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ｎｍである。このＣｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。磁化自由層２１０には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０が用いられる。中間層２０３には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。第１磁化参照層２０９には、例えば、Ｃｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０／Ｆｅ_５０Ｃｏ_５０が用いられる。このＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０層の厚さは、例えば２ｎｍである。このＦｅ_５０Ｃｏ_５０層の厚さは、例えば１ｎｍである。磁気結合層２０８には、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。第２磁化参照層２０７には、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ_７５Ｆｅ_２５層が用いられる。ピニング層２０６には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＴａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。

センサ部５０Ｂに含まれる各層の材料は、センサ部５０Ａに含まれる各層の材料を上下反転させて用いることができる。上述の拡散抑制層を、センサ部５０Ｂの下地層２０５と磁化自由層２１０の間に設けても良い。

図２１は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
図２１に示すように、センサ部５０Ｃにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、ピニング層２０６と、第１磁化参照層２０９と、中間層２０３と、磁化自由層２１０と、キャップ層２１１と、上部電極２１２と、が、この順で積層される。センサ部５０Ｃは、例えば、単一の磁化参照層を用いたシングルピン構造を有する。

下地層２０５には、例えば、Ｔａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、２ｎｍである。ピニング層２０６には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。第１磁化参照層２０９には、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０層が用いられる。中間層２０３には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。磁化自由層２１０には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＴａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。

センサ部５０Ｃの各層の材料には、例えば、センサ部５０Ａの各層の材料と同様のものが用いられる。

図２２は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
図２２に示すように、センサ部５０Ｄにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、下部ピニング層２２１と、下部第２磁化参照層２２２と、下部磁気結合層２２３と、下部第１磁化参照層２２４と、下部中間層２２５と、磁化自由層２２６と、上部中間層２２７と、上部第１磁化参照層２２８と、上部磁気結合層２２９と、上部第２磁化参照層２３０と、上部ピニング層２３１と、キャップ層２１１と、上部電極２１２と、が、順に積層される。

下地層２０５には、例えば、Ｔａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ナノメートル（ｎｍ）である。このＲｕ層の厚さは、例えば、２ｎｍである。下部ピニング層２２１には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。下部第２磁化参照層２２２には、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ_７５Ｆｅ_２５層が用いられる。下部磁気結合層２２３には、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。下部第１磁化参照層２２４には、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０層が用いられる。下部中間層２２５には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。磁化自由層２２６には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０が用いられる。上部中間層２２７には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。上部第１磁化参照層２２８には、例えば、Ｃｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０／Ｆｅ_５０Ｃｏ_５０が用いられる。このＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０層の厚さは、例えば２ｎｍである。このＦｅ_５０Ｃｏ_５０層の厚さは、例えば１ｎｍである。上部磁気結合層２２９には、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。上部第２磁化参照層２３０には、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ_７５Ｆｅ_２５層が用いられる。上部ピニング層２３１には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＴａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。

センサ部５０Ｄの各層の材料には、例えば、センサ部５０Ａの各層の材料と同様のものが用いられる。

図２３は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
図２３に示すように、センサ部５０Ｅにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、第１磁化自由層２４１と、中間層２０３と、第２磁化自由層２４２と、キャップ層２１１と、上部電極２１２と、が、この順で積層される。

下地層２０５には、例えば、Ｔａ／Ｃｕが用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ｎｍである。このＣｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。第１磁化自由層２４１には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０が用いられる。中間層２０３には、例２には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＣｕ／Ｔａ／Ｒｕが用いられる。このＣｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。

センサ部５０Ｅの各層の材料は、センサ部５０Ａの各層の材料と同様のものが用いられる。第１磁化自由層２４１及び第２磁化自由層２４２の材料として、例えばセンサ部５０Ａの磁化自由層２１０と同様のものを用いても良い。

（第５の実施形態）
本実施形態は、電子機器に係る。電子機器は、例えば、上記の実施形態に係るセンサ及びその変形のセンサを含む。電子機器は、例えば、情報端末を含む。情報端末は、レコーダなどを含む。電子機器は、マイクロフォン、血圧センサ、タッチパネルなどを含む。

図２４は、第５の実施形態に係る電子機器を例示する模式図である。
図２４に示すように、本実施形態に係る電子機器７５０は、例えば、情報端末７１０である。情報端末７１０には、例えば、マイクロフォン６１０が設けられる。

マイクロフォン６１０は、例えば、センサ３１０を含む。膜部７１は、例えば、情報端末７１０の表示部６２０が設けられた面に対して実質的に平行である。膜部７１の配置は、任意である。センサ３１０は、第１〜第３の実施形態に関して説明した任意のセンサが適用される。

図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、第５の実施形態に係る電子機器を例示する模式的断面図である。
図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に示すように、電子機器７５０（例えば、マイクロフォン３７０（音響マイクロフォン））は、筐体３６０と、カバー３６２と、センサ３１０と、を含む。筐体３６０は、例えば、基板３６１（例えばプリント基板）と、カバー３６２と、を含む。基板３６１は、例えばアンプなどの回路を含む。

筐体３６０（基板３６１及びカバー３６２の少なくともいずれか）には、アコースティックホール３２５が設けられる。図２５（ｂ）に示す例においては、アコースティックホール３２５は、カバー３６２に設けられている。図２５（ｂ）に示す例においては、アコースティックホール３２５は、基板３６１に設けられている。音３２９は、アコースティックホール３２５を通って、カバー３６２の内部に進入する。マイクロフォン３７０は、音圧に対して感応する。

例えば、センサ３１０を基板３６１の上に配置し、電気信号線（図示しない）を設ける。センサ３１０を覆うように、カバー３６２が設けられる。センサ３１０の周りに筐体３６０が設けられる。例えば、第１センサ部５１及び膜部７１は、基板３６１とカバー３６２との間に配置される。例えば、センサ３１０は、基板３６１とカバー３６２との間に配置される。

図２６（ａ）及び図２６（ｂ）は、第５の実施形態に係る別の電子機器を例示する模式図である。
これらの図の例では、電子機器７５０は、血圧センサ３３０である。図２６（ａ）は、ヒトの動脈血管の上の皮膚を例示する模式的平面図である。図２６（ｂ）は、図２６（ａ）のＨ１−Ｈ２線断面図である。

血圧センサ３３０においては、センサとしてセンサ３１０が用いられている。センサ３１０が動脈血管３３１の上の皮膚３３３に接触される。これにより、血圧センサ３３０は、連続的に血圧測定を行うことができる。

図２７は、第５の実施形態に係る別の電子機器を例示する模式図である。
この図の例では、電子機器７５０は、タッチパネル３４０である。タッチパネル３４０において、センサ３１０が、ディスプレイの内部及びディスプレイの外部の少なくともいずれかに設けられる。

例えば、タッチパネル３４０は、複数の第１配線３４６と、複数の第２配線３４７と、複数のセンサ３１０と、制御回路３４１と、を含む。

この例では、複数の第１配線３４６は、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。複数の第１配線３４６のそれぞれは、Ｘ軸方向に沿って延びる。複数の第２配線３４７は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。複数の第２配線３４７のそれぞれは、Ｙ軸方向に沿って延びる。

複数のセンサ３１０の１は、複数の第１配線３４６と複数の第２配線３４７との交差部に設けられる。センサ３１０の１つは、検知のための検知要素Ｅｓの１つとなる。交差部は、第１配線３４６と第２配線３４７とが交差する位置及びその周辺の領域を含む。

複数のセンサ３１０の１つの一端Ｅ１は、複数の第１配線３４６の１つと接続される。複数のセンサ３１０の１つの他端Ｅ２は、複数の第２配線３４７の１つと接続される。

制御回路３４１は、複数の第１配線３４６及び複数の第２配線３４７と接続される。例えば、制御回路３４１は、複数の第１配線３４６と接続された第１配線用回路３４６ｄと、複数の第２配線３４７と接続された第２配線用回路３４７ｄと、第１配線用回路３４６ｄ及び第２配線用回路３４７ｄと接続された制御信号回路３４５と、を含む。
第５の実施形態によれば、感度を向上できるセンサを用いた電子機器が提供できる。

実施形態は、以下の構成を含んでも良い。
（構成１）
変形可能な膜部と、
前記膜部に設けられ、
第１導電層と、
前記第１導電層と前記膜部との間に設けられた第２導電層と、
前記第１導電層と前記第２導電層との間に設けられた第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２導電層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
を含む第１センサ部と、
を備え、
前記第１導電層の曲率は、前記膜部の少なくとも一部の曲率と異なるセンサ。
（構成２）
前記第１導電層は、第１導電層面と、前記第１導電層面と前記膜部との間に位置する第２導電層面と、を有し、
前記第１導電層面は、カーブした、構成１記載のセンサ。
（構成３）
前記膜部を支持する支持部をさらに備え、
前記第１導電層面は、第１点と、第２点と、前記第１導電層面上において前記第１点と前記第２点との間に位置する第３点と、を有し、
前記第１〜第３点は、前記支持部と前記第１センサ部とを最近接で結ぶ第１方向と、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第２方向と、を含む平面内に位置し、
前記第１点と前記第３点とを結ぶ第１直線は、前記第２点と前記第３点とを結ぶ第２直線に対して傾斜している、構成２記載のセンサ。
（構成４）
前記第１磁性層の磁歪定数は、正であり、
前記第２磁性層の磁化の方向は、第３方向に沿い、
前記第３方向は、前記第１方向に対して垂直であり、前記第２方向に対して垂直であり、
前記第１点と前記第２点とを結ぶ直線は、前記第３点と前記膜部との間に位置する、構成３記載のセンサ。
（構成５）
前記第１磁性層の磁歪定数は、負であり、
前記第２磁性層の磁化の方向は、第３方向に沿い、
前記第３方向は、前記第１方向に対して垂直であり、前記第２方向に対して垂直であり、
前記第３点は、前記第１点と前記第２点とを結ぶ直線と、前記膜部と、の間に位置する、構成３記載のセンサ。
（構成６）
前記第１磁性層の磁歪定数は、負であり、
前記第２磁性層の磁化の方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１点と前記第２点とを結ぶ直線は、前記第３点と前記膜部との間に位置する、構成３記載のセンサ。
（構成７）
前記第１磁性層の磁歪定数は、正であり、
前記第２磁性層の磁化の方向は、前記第１方向に沿い、
前記第３点は、前記第１点と前記第２点とを結ぶ直線と、前記膜部と、の間に位置する、構成３記載のセンサ。
（構成８）
前記第１導電層面の曲率は、０．１（ｍｍ^−１）以上２．０（ｍｍ^−１）以下である構成２〜７のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成９）
前記第１磁性層は、鉄、コバルト及びニッケルよりなる群から選択される少なくとも一つと、ホウ素とを含む構成８記載のセンサ。
（構成１０）
前記膜部は、第１空間と第２空間との間に位置し、
前記第１導電層は、前記第１空間の気圧が前記第２空間の気圧と実質的に同じ第１状態においてカーブした構成１〜９のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１１）
前記第１導電層の前記曲率は、前記膜部の前記少なくとも一部の前記曲率よりも高い構成１〜１０のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１２）
変形可能な膜部と、
前記膜部に設けられ、
第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記膜部との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
を含む第１センサ部と、
を備え、
前記第１磁性層の曲率は、前記膜部の少なくとも一部の曲率とは異なるセンサ。
（構成１３）
前記第１磁性層は、第１磁性層面と、前記第１磁性層面と前記膜部との間に位置する第２磁性層面と、を有し、
前記第１磁性層面は、カーブした、構成１２記載のセンサ。
（構成１４）
前記膜部を支持する支持部をさらに備え、
前記第１磁性層面は、第１点と、第２点と、前記第１磁性層面上において前記第１点と前記第２点との間に位置する第３点と、を有し、
前記第１〜第３点は、前記支持部と前記第１センサ部とを最近接で結ぶ第１方向と、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第２方向と、を含む平面内に位置し、
前記第１点と前記第３点とを結ぶ第１直線は、前記第２点と前記第３点とを結ぶ第２直線に対して傾斜している、構成１３記載のセンサ。
（構成１５）
前記第１磁性層面の曲率は、０．１（ｍｍ^−１）以上２．０（ｍｍ^−１）以下である構成１３または１４記載のセンサ。
（構成１６）
前記第１磁性層は、鉄、コバルト及びニッケルよりなる群から選択される少なくとも一つと、ホウ素とを含む構成１５記載のセンサ。
（構成１７）
前記膜部は、第１空間と第２空間との間に位置し、
前記第１磁性層は、前記第１空間の気圧が前記第２空間の気圧と実質的に同じ第１状態においてカーブした構成１２〜１６のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１８）
前記第１磁性層の曲率は、前記膜部の前記少なくとも一部の前記曲率よりも高い構成１２〜１７のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１９）
変形可能な膜部と、
絶縁膜と、
前記膜部に設けられ、
前記絶縁膜と前記膜部との間に設けられた第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記膜部との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
を含む第１センサ部と、
を備え、
前記絶縁膜の曲率は、前記膜部の少なくとも一部の曲率とは異なるセンサ。
（構成２０）
前記絶縁膜は、第１絶縁膜面と、前記第１絶縁膜面と前記膜部との間に位置する第２絶縁膜面と、を有し、
前記第１絶縁膜面は、カーブした、構成１９記載のセンサ。
（構成２１）
前記膜部を支持する支持部をさらに備え、
前記第１絶縁膜面は、第１点と、第２点と、前記第１絶縁膜面上において前記第１点と前記第２点との間に位置する第３点と、を有し、
前記第１〜第３点は、前記支持部と前記第１センサ部とを最近接で結ぶ第１方向と、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第２方向と、を含む平面内に位置し、
前記第１点と前記第３点とを結ぶ第１直線は、前記第２点と前記第３点とを結ぶ第２直線に対して傾斜している、構成２０記載のセンサ。
（構成２２）
前記第１絶縁膜面の曲率は、０．１（ｍｍ^−１）以上２．０（ｍｍ^−１）以下である構成２０または２１記載のセンサ。
（構成２３）
前記膜部は、第１空間と第２空間との間に位置し、
前記絶縁膜は、前記第１空間の気圧が前記第２空間の気圧と実質的に同じ第１状態においてカーブした構成１９〜２２のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成２４）
前記絶縁膜の前記曲率は、前記膜部の前記少なくとも一部の前記曲率よりも高い構成１９〜２３のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成２５）
前記膜部の前記少なくとも一部は、前記膜部の中心を含む構成１〜２４のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成２６）
前記膜部の前記少なくとも一部は、前記第１センサ部と前記膜部の前記中心とを結ぶ第４方向に沿った領域である構成２５記載のセンサ。
（構成２７）
前記膜部の前記少なくとも一部の前記第４方向に沿った長さは、前記膜部の前記第４方向に沿った長さの０．５倍以上である構成２６記載のセンサ。
（構成２８）
基板と、
カバーと、
をさらに備え、
前記第１センサ部及び前記膜部は、前記基板と前記カバーとの間に配置された構成１〜２７のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成２９）
構成１〜２７のいずれか１つに記載の前記センサと、
筐体と、
を備えた、電子機器。

実施形態によれば、感度を向上できるセンサ及び電子機器が提供できる。

本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、膜部、センサ部、支持部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述したセンサを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのセンサも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…第１磁性層、 １１ｉ…第１中間層、 １１ｍ…第１磁化、 １２…第２磁性層、 １２ｉ…第２中間層、 １２ｍ…第２磁化、 １３…第３磁性層、 １４…第４磁性層、 ２１〜２４…第１〜第４導電層、 ２１ｉ…絶縁層、 ３１〜３４…第１〜第４導電層面、 ４１、４２…第１、第２磁性層面、 ５０、５０Ａ、５０ＡＡ、５０ＡＢ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ…センサ部、 ５１、５１ａ…第１センサ部、 ６０…制御部、 ６１、６２…第１、第２絶縁膜面、 ６５…絶縁膜、 ６５ａ、６５ｂ…領域、 ７０ｅ…延在部、 ７０ｈ…凹部、 ７０ｓ…支持部、 ７１…膜部、 ７１Ｅ…外縁、 ７１ｅ…延在部、 ７１ｐ、７１ｑ…第１及び第２膜面、 ７１ｒ、７１ｓ…第１及び第２膜中心、 ７１ｔ…膜部領域、 ７５…平面、 Δｈ…Ｚ方向変位、 ε…歪、 εｉ…初期歪バイアス、 ρ…曲率、 １１０〜１１８、１２１〜１２４…センサ、 ２０３…中間層、 ２０４…下部電極、 ２０５…下地層、 ２０６…ピニング層、 ２０７…磁化参照層、 ２０８…磁気結合層、 ２０９…磁化参照層、 ２１０…磁化自由層、 ２１１…キャップ層、 ２１２…上部電極、 ２１３…絶縁層、 ２１４…ハードバイアス層、 ２２１…下部ピニング層、 ２２２…磁化参照層、 ２２３…下部磁気結合層、 ２２４…磁化参照層、 ２２５…下部中間層、 ２２６…磁化自由層、 ２２７…上部中間層、 ２２８…磁化参照層、 ２２９…上部磁気結合層、 ２３０…磁化参照層、 ２３１…上部ピニング層、 ２４１…磁化自由層、 ２４２…磁化自由層、 ３１０…センサ、 ３２５…アコースティックホール、 ３２９…音、 ３３０…血圧センサ、 ３３１…動脈血管、 ３３３…皮膚、 ３４０…タッチパネル、 ３４１…制御回路、 ３４５…制御信号回路、 ３４６…配線、 ３４６ｄ…配線用回路、 ３４７…配線、 ３４７ｄ…配線用回路、 ３６０…筐体、 ３６１…基板、 ３６２…カバー、 ３７０…マイクロフォン、 ６１０…マイクロフォン、 ６２０…表示部、 ７１０…情報端末、 ７５０…電子機器、 ＡＡ…矢印、 Ｄε…方向、 Ｅ１…一端、 Ｅ２…他端、 ＥＬ１、ＥＬ２…第１、第２センサ電極、 Ｅｓ…検知要素、 Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄ、Ｌ１ｅ…第１直線、 Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ…第２直線、 Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ３ｃ、Ｌ３ｄ、Ｌ３ｅ…第３直線、 ＬＬ１、ＬＬ２…第１、第２配線、 ＭＴ１、ＭＴ２…第１、第２材料、 Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄ、Ｐ１ｅ…第１点、 Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ２ｃ、Ｐ２ｄ、Ｐ２ｅ…第２点、 Ｐ３ａ、Ｐ３ｂ、Ｐ３ｃ、Ｐ３ｄ、Ｐ３ｅ…第３点、 Ｒ０、Ｒ１…領域、 Ｒｓ…電気抵抗、 Ｓ１、Ｓ２…第１、第２空間、 ｔ６５…厚さ

Claims (18)

1. 変形可能な膜部と、
   前記膜部に設けられ、
   第１導電層と、
   前記第１導電層と前記膜部との間に設けられた第２導電層と、
   前記第１導電層と前記第２導電層との間に設けられた第１磁性層と、
   前記第１磁性層と前記第２導電層との間に設けられた第２磁性層と、
   前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
   を含む第１センサ部と、
   を備え、
   前記第１導電層の曲率は、前記膜部の少なくとも一部の曲率と異なるセンサ。
2. 前記第１導電層は、第１導電層面と、前記第１導電層面と前記膜部との間に位置する第２導電層面と、を有し、
   前記第１導電層面は、カーブした、請求項１記載のセンサ。
3. 前記膜部を支持する支持部をさらに備え、
   前記第１導電層面は、第１点と、第２点と、前記第１導電層面上において前記第１点と前記第２点との間に位置する第３点と、を有し、
   前記第１〜第３点は、前記支持部と前記第１センサ部とを最近接で結ぶ第１方向と、前記第２磁性層から前記第１磁性層に向かう第２方向と、を含む平面内に位置し、
   前記第１点と前記第３点とを結ぶ第１直線は、前記第２点と前記第３点とを結ぶ第２直線に対して傾斜している、請求項２記載のセンサ。
4. 前記第１磁性層の磁歪定数は、正であり、
   前記第２磁性層の磁化の方向は、第３方向に沿い、
   前記第３方向は、前記第１方向に対して垂直であり、前記第２方向に対して垂直であり、
   前記第１点と前記第２点とを結ぶ直線は、前記第３点と前記膜部との間に位置する、請求項３記載のセンサ。
5. 前記第１磁性層の磁歪定数は、負であり、
   前記第２磁性層の磁化の方向は、第３方向に沿い、
   前記第３方向は、前記第１方向に対して垂直であり、前記第２方向に対して垂直であり、
   前記第３点は、前記第１点と前記第２点とを結ぶ直線と、前記膜部と、の間に位置する、請求項３記載のセンサ。
6. 前記第１磁性層の磁歪定数は、負であり、
   前記第２磁性層の磁化の方向は、前記第１方向に沿い、
   前記第１点と前記第２点とを結ぶ直線は、前記第３点と前記膜部との間に位置する、請求項３記載のセンサ。
7. 前記第１磁性層の磁歪定数は、正であり、
   前記第２磁性層の磁化の方向は、前記第１方向に沿い、
   前記第３点は、前記第１点と前記第２点とを結ぶ直線と、前記膜部と、の間に位置する、請求項３記載のセンサ。
8. 前記膜部は、第１空間と第２空間との間に位置し、
   前記第１導電層は、前記第１空間の気圧が前記第２空間の気圧と実質的に同じ第１状態においてカーブした請求項１〜７のいずれか１つに記載のセンサ。
9. 前記第１導電層の前記曲率は、前記膜部の前記少なくとも一部の前記曲率よりも高い請求項１〜８のいずれか１つに記載のセンサ。
10. 変形可能な膜部と、
    前記膜部に設けられ、
    第１磁性層と、
    前記第１磁性層と前記膜部との間に設けられた第２磁性層と、
    前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
    を含む第１センサ部と、
    を備え、
    前記第１磁性層の曲率は、前記膜部の少なくとも一部の曲率とは異なるセンサ。
11. 前記膜部は、第１空間と第２空間との間に位置し、
    前記第１磁性層は、前記第１空間の気圧が前記第２空間の気圧と実質的に同じ第１状態においてカーブした請求項１０記載のセンサ。
12. 前記第１磁性層の曲率は、前記膜部の前記少なくとも一部の前記曲率よりも高い請求項１０または１１に記載のセンサ。
13. 変形可能な膜部と、
    絶縁膜と、
    前記膜部に設けられ、
    前記絶縁膜と前記膜部との間に設けられた第１磁性層と、
    前記第１磁性層と前記膜部との間に設けられた第２磁性層と、
    前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
    を含む第１センサ部と、
    を備え、
    前記絶縁膜の曲率は、前記膜部の少なくとも一部の曲率とは異なるセンサ。
14. 前記膜部は、第１空間と第２空間との間に位置し、
    前記絶縁膜は、前記第１空間の気圧が前記第２空間の気圧と実質的に同じ第１状態においてカーブした請求項１３記載のセンサ。
15. 前記絶縁膜の前記曲率は、前記膜部の前記少なくとも一部の前記曲率よりも高い請求項１３または１４に記載のセンサ。
16. 前記膜部の前記少なくとも一部は、前記膜部の中心を含む請求項１〜１５のいずれか１つに記載のセンサ。
17. 基板と、
    カバーと、
    をさらに備え、
    前記第１センサ部及び前記膜部は、前記基板と前記カバーとの間に配置された請求項１〜１６のいずれか１つに記載のセンサ。
18. 請求項１〜１６のいずれか１つに記載の前記センサと、
    筐体と、
    を備えた、電子機器。