JP2018116010A - 圧力センサ及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】検出特性を安定化できる圧力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、圧力センサは、支持体と、支持体に支持され変形可能な膜部と、第１検知素子と、構造体と、を含む。第１検知素子は、膜部に固定される。第１検知素子は、第１磁性層と、第１磁性層と膜部との間の第１対向磁性層と、第１磁性層と第１対向磁性層との間の第１中間層と、を含む。構造体は、第１対向磁性層から第１磁性層に向かう第１方向において支持体と重なる第１領域と、第１方向において膜部と重なり第１領域と連続した第２領域と、を含む。構造体は、第１磁性層の材料を含む第１構造体層と、第１構造体層と支持体との間及び第１構造体層と膜部との間に設けられ第１対向磁性層の材料を含む第１対向構造体層と、第１構造体層と第１対向構造体層との間に設けられ第１中間層の材料を含む第１構造体中間層と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、圧力センサ及び電子機器に関する。

磁性層を用いた圧力センサが提案されている。圧力センサは、例えば、マイクロフォンなどの電子機器などに応用される。圧力センサにおいて、安定した検出特性が望まれる。

特開２０１４−７４６０６号公報

本発明の実施形態は、検出特性を安定化できる圧力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、圧力センサは、支持体と、前記支持体に支持され変形可能な膜部と、第１検知素子と、構造体と、を含む。前記第１検知素子は、前記膜部に固定される。前記第１検知素子は、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１対向磁性層と、前記第１磁性層と前記第１対向磁性層との間に設けられた第１中間層と、を含む。前記構造体は、前記第１対向磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向において前記支持体と重なる第１領域と、前記第１方向において前記膜部と重なり前記第１領域と連続した第２領域と、を含む。前記構造体は、前記第１磁性層に含まれる材料を含む第１構造体層と、前記第１構造体層と前記支持体との間及び前記第１構造体層と前記膜部との間に設けられ前記第１対向磁性層に含まれる材料を含む第１対向構造体層と、前記第１構造体層と前記第１対向構造体層との間に設けられ前記第１中間層に含まれる材料を含む第１構造体中間層と、を含む。

図１（ａ）〜図１（ｅ）は、第１実施形態に係る圧力センサを例示する模式図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、圧力センサの特性を例示する模式図である。 第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。 図４（ａ）〜図４（ｃ）は、第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式図である。 第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。 第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。 第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。 第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。 第１実施形態に係る別の圧力センサの一部を例示する模式図である。 実施形態に係る圧力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圧力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圧力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圧力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圧力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圧力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圧力センサの一部を例示する模式的斜視図である。 第２実施形態に係る電子機器を例示する模式図である。 第２実施形態に係るマイクロフォンを例示する模式的断面図である。 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、第３実施形態に係る血圧センサを例示する模式図である。 第４実施形態に係るタッチパネルを例示する模式図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、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。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。
なお、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。

（第１実施形態）
図１（ａ）〜図１（ｅ）は、第１実施形態に係る圧力センサを例示する模式図である。 図１（ａ）は、斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。図１（ｄ）は、図１（ａ）の矢印ＡＲから見た平面図である。図１（ｅ）は、圧力センサの一部を例示する断面図である。

図１（ａ）及び図１（ｄ）に示すように、実施形態に係る圧力センサ１１０は、支持体７０ｓ、膜部７０ｄ、第１検知素子５１及び構造体４１を含む。

膜部７０ｄは、支持体７０ｓに支持される。膜部７０ｄは、変形可能である。例えば、膜部７０ｄの厚さは、支持体７０ｓの厚さよりも薄い。支持体７０ｓ及び膜部７０ｄは、例えば、シリコンを含む。例えば、シリコン基板の一部に凹部７０ｈ（図１（ｂ）及び図１（ｃ）参照）が設けられる。凹部７０ｈが設けられた領域が、膜部７０ｄとなる。凹部が設けられていない領域が支持体７０ｓとなる。膜部７０ｄの外縁７０ｒの少なくとも一部が支持体７０ｓに繋がっている。

第１検知素子５１は、膜部７０ｄに固定される。例えば、膜部７０ｄの一部の上に、第１検知素子５１が設けられる。この例では、複数の第１検知素子５１が設けられている。

図１（ｂ）に示すように、複数の第１検知素子５１の１つは、第１磁性層１１ａ、第１対向磁性層１１ｂ及び第１中間層１１ｃを含む。第１対向磁性層１１ｂは、第１磁性層１１ａと膜部７０ｄとの間に設けられる。第１中間層１１ｃは、第１磁性層１１ａと第１対向磁性層１１ｂとの間に設けられる。

第１対向磁性層１１ｂから第１磁性層１１ａに向かう方向を第１方向とする。第１方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸方向は、膜部７０ｄの厚さ方向である。

図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示すように、構造体４１は、第１領域４１Ａ及び第２領域４１Ｂを含む。第１領域４１Ａは、第１方向（Ｚ軸方向）において、支持体７０ｓと重なる。第２領域４１Ｂは、第１方向において、膜部７０ｄと重なる。第２領域４１Ｂは、第１領域４１Ａと連続する。例えば、構造体４１の一部（第１領域４１Ａ）は、支持体７０ｓの少なくとも一部の上に設けられる。構造体４１の別の一部（第２領域４１Ｂ）は、膜部７０ｄの一部の上に設けられる。膜部７０ｄは、第１検知素子などの素子部が設けられる部分と、素子部が設けられない部分と、を有する。第２領域４１Ｂは、素子部が設けられない部分の上に設けられる。

図１（ｃ）に示すように、構造体４１は、第１構造体層１８ａ、第１対向構造体層１８ｂ及び第１構造体中間層１８ｃを含む。第１構造体層１８ａは、第１磁性層１１ａに含まれる材料を含む。第１対向構造体層１８ｂは、第１構造体層１８ａと支持体７０ｓとの間、及び、第１構造体層１８ａと膜部７０ｄとの間に設けられる。第１対向構造体層１８ｂは、第１対向磁性層１１ｂに含まれる材料を含む。第１構造体中間層１８ｃは、第１構造体層１８ａと第１対向構造体層１８ｂとの間に設けられる。第１構造体中間層１８ｃは、第１中間層１１ｃに含まれる材料を含む。

例えば、構造体４１は、第１検知素子５１の膜構成と同じ膜構成を有する。このような構造体４１を、支持体７０ｓ及び膜部７０ｄの上に連続して設けられる。これにより、例えば、膜部７０ｄの意図しない変形が抑制できることが分かった。検出特性を安定化できる圧力センサが提供できる。

上記の検知素子及び膜部７０ｄの上にパッシベーション膜（図示しない）が設けられても良い。パッシベーション膜（例えば絶縁層）により、検知素子の特性が安定化する。高い信頼性が得られる。

例えば、構造体４１を設けない参考例においては、膜部７０ｄの中央部分の上に検知素子が設けられない。この参考例においては、上記のパッシベーション膜が、大きな面積で膜部７０ｄと接する。この場合、例えば、パッシベーション膜と膜部７０ｄとの間において、応力（残留応力）が生じる。膜部７０ｄのうちの検知素子が設けられている部分と、設けられていない部分と、の間で、応力に、大きな差が生じやすい。このため、膜部７０ｄが、意図せずに変形し易い。

これに対して、実施形態においては、膜部７０ｄのうちの検知素子が設けられていない部分に構造体４１が設けられる。構造体４１は、検知素子と類似の膜構成を有する。これにより、膜部７０ｄにおいて、応力の差が抑制される。この構造体４１は、支持体７０ｓの上にも設けられる。これにより、構造体４１のうちの膜部７０ｄの上の部分（第２領域４１Ｂ）の意図しない変形が、構造体４１のうちの支持体７０ｓの上の部分（第１領域４１Ａ）により抑制される。その結果、膜部７０ｄにおいて、意図しない変形が効果的に抑制される。検出特性を安定化できる。変形の抑制の例については、後述する。

図１（ｂ）に示すように、この例では、第１検知素子５１は、第１導電層５８ａ及び第２導電層５８ｂをさらに含む。第１導電層５８ａと第２導電層５８ｂとの間に、第１磁性層１１ａが位置する。第２導電層５８ｂと第１磁性層１１ａとの間に、第１対向磁性層１１ｂが位置する。これらの導電層は、第１検知素子５１の電極として機能する。この例では、第１導電層５８ａの一部と膜部７０ｄとの間に、絶縁層５８ｉが設けられている。

一方、図１（ｃ）に示すように、構造体４１は、第１構造体導電層４８ａ及び第２構造体導電層４８ｂをさらに含む。第１構造体導電層４８ａと第２構造体導電層４８ｂとの間に、第１構造体層１８ａが位置する。第２構造体導電層４８ｂと第１構造体層１８ａとの間に、第１対向構造体層１８ｂが位置する。第１構造体導電層４８ａは、第１導電層５８ａに含まれる材料を含む。第２構造体導電層４８ｂは、第２導電層５８ｂに含まれる材料を含む。

例えば、第１検知素子５１及び構造体４１となる積層膜が形成され、その積層膜をパターニングすることで、第１検知素子５１及び構造体４１が形成される。

この例では、第２検知素子５２がさらに設けられている。第２検知素子５２は、膜部７０ｄに固定される。この例では、第２検知素子５２の数は、複数である。

図１（ｅ）に示すように、複数の第２検知素子５２の１つは、第２磁性層１２ａ、第２対向磁性層１２ｂ及び第２中間層１２ｃを含む。第２対向磁性層１２ｂは、第２磁性層１２ａと膜部７０ｄとの間に設けられる。第２中間層１２ｃは、第２磁性層１２ａと第２対向磁性層１２ｂとの間に設けられる。第２検知素子５２は、第３導電層５８ｃ及び第４導電層５８ｄをさらに含む。第３導電層５８ｃと第４導電層５８ｄとの間に、第２磁性層１２ａが位置する。第４導電層５８ｄと第２磁性層１２ａとの間に、第２対向磁性層１２ｂが位置する。これらの導電層は、第２検知素子５２の電極として機能する。

図１（ｄ）に示すように、構造体４１の第２領域４１Ｂの少なくとも一部は、第１検知素子５１と第２検知素子５２との間にある。

この例では、膜部７０ｄの外縁７０ｒは、第１辺７０ｓ１及び第２辺７０ｓ１を含む。これらの辺に沿って、複数の検知素子が並ぶ。

第１辺７０ｓは、第１方向（Ｚ軸方向）と交差する第２方向に沿って延びる。第２方向は、例えば、Ｘ軸方向である。第２辺７０ｓ２も、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿って延びる。第２辺７０ｓ２から第１辺７０ｓ１に向かう第３方向は、第１方向（Ｚ軸方向）及び第２方向（例えばＸ軸方向）が含まれる面（例えば、Ｚ−Ｘ平面）と交差する。第３方向は、例えば、Ｙ軸方向である。

複数の第１検知素子５１は、第１辺７０ｓ１に沿って並ぶ。複数の第２検知素子５２は、第２辺７０ｓ２に沿って並ぶ。複数の第１検知素子５１の１つから、複数の第１検知素子５１の別の１つに向かう方向は、第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿う。複数の第２検知素子５２の１つから、複数の第２検知素子５２の別の１つに向かう方向は、第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿う。

このような複数の第１検知素子５１は、互いに直列に電気的に接続される。このような複数の第２検知素子５２は、互いに直列に電気的に接続される。これにより、高い感度が得られる。

この例では、膜部７０ｄの外縁７０ｒは、実質的に長方形の形状を有する。例えば、外縁７０ｒは、第３辺７０ｓ３及び第４辺７０ｓ４を含む。第３辺７０ｓ３及び第４辺７０ｓ４は、上記の第３方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる。第３辺７０ｓ３から第４辺７０ｓ４に向かう方向は、上記の第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う。第１辺７０ｓ１の第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う長さは、第３辺７０ｓ３の第３方向（例えばＹ軸方向）に沿う長さよりも長い。

膜部７０ｄに圧力（音など）が加わったときに、膜部７０ｄが変形する。この変形は、長方形の長い辺に沿う領域において大きい。長い辺に沿って検知素子を設けることで、検知対象の圧力を高い感度で検知できる。

例えば、第１検知素子５１の電気抵抗は、膜部７０ｄの変形に応じて変化する。この電気抵抗の変化は、第１導電層５８ａ及び第２導電層５８ｂの間の電気抵抗に対応する。第２検知素子５２の電気抵抗は、膜部７０ｄの変形に応じて変化する。この電気抵抗の変化は、第３導電層５８ｃ及び第４導電層５８ｄの間の電気抵抗に対応する。

図１（ｄ）に示すように、処理部６８（回路部）が設けられる。処理部６８により、これらの電気抵抗が検出できる。処理部６８により、これらの電気抵抗に対応する値（電流または電圧など）が検出されても良い。

電気抵抗の変化は、例えば、磁性層に含まれる磁化の向きの変化に基づく。例えば、膜部７０ｄの変形に応じて、第１磁性層１１ａ及び第１対向磁性層１１ｂの一方の磁化の向きが変化する。これは、逆磁歪効果に基づく。これにより、この磁化の向きと、第１磁性層１１ａ及び第１対向磁性層１１ｂの他方の磁化の向きと、の間の角度が変化する。これにより、第１磁性層１１ａと第１対向磁性層１１ｂとの間の電気抵抗が変化する。これは、例えば、磁気抵抗効果による。

圧力センサ１１０は、処理部６８を含んでも良い。

図１（ｄ）に示すように、この例では、構造体４１は、第３領域４１Ｃをさらに含む。第３領域４１Ｃは、第２領域４１Ｂと連続する。第３領域４１Ｃは、第１方向（Ｚ軸方向）において支持体７０ｓと重なる。この例では、第１領域４１Ａと第３領域４１Ｃとの間に、第２領域４１Ｂの少なくとも一部が位置している。

構造体４１の両方の端部（第１領域４１Ａ及び第３領域４１Ｂ）が、支持体７０ｓの上に設けられる。これにより、より効果的に膜部７０ｄの意図しない変形が抑制できる。

例えば、第１領域４１Ａと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第３辺７０ｓ３と重なる。例えば、第３領域４１Ｃと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第４辺７０ｓ４と重なる。

構造体４１の面積は大きいことが好ましい。構造体４１は、膜部７０ｄの一部を被覆する。構造体４１の被覆率は、高いことが好ましい。

第１方向（Ｚ軸方向）と交差する方向（例えばＹ軸方向など）に沿う第２領域４１Ｂの長さは、この交差する方向（例えばＹ軸方向）に沿う第１検知素子５１の長さの２倍以上である。大きなサイズの構造体により、膜部７０ｄの意図しない変形が効果的に抑制される。

構造体４１は、検知素子として機能しない。構造体４１は、検知素子から電気的に絶縁される。例えば、第１構造体層１８ａは、第１磁性層１１ａ及び第１対向磁性層１１ｂから絶縁される。第１対向構造体層１８ｂは、第１磁性層１１ａ及び第１対向磁性層１１ｂから絶縁される。例えば、第１構造体層１８ａは、第２磁性層１２ａ及び第２対向磁性層１２ｂから絶縁される。第１対向構造体層１８ｂは、第２磁性層１２ａ及び第２対向磁性層１２ｂから絶縁される。

第１構造体層１８ａは、第１対向構造体層１８ｂと電気的に接続されても良い。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、圧力センサの特性を例示する模式図である。
図２（ａ）は、構造体４１が設けられていない参考例に対応する。図２（ｂ）は、構造体４１が設けられている例に対応する。これらの図は、圧力センサをＺ−Ｙ平面で雪山したときの断面に対応する。これらの図は、音などの検知対象が加わっていないときの状態を例示している。

図２（ａ）に示すように、参考例においては、第１検知素子５１及び第２検知素子５２が設けられた部分において、膜部７０ｄは下方向に変形している。第１検知素子５１及び第２検知素子５２の間の部分において、膜部７０ｄは上方向に変形している。第１検知素子５１及び第２検知素子５２が設けられた部分と、設けられていない部分と、において、膜部７０ｄと接する構成が大きく異なる。これが、変形の原因であると考えられる。例えば、第１検知素子５１及び第２検知素子５２の間の部分において、膜部７０ｄの上に、パッシベーション膜（図示しない）が設けられ、パッシベーション膜と膜部７０ｄとの間に応力が生じることが変形の原因であると考えられる。

これに対して、図２（ｂ）に示すように、構造体４１を設けることで、膜部７０ｄと接する構成が、膜部７０ｄの面内で均一になる。これにより、応力が抑制され、膜部７０ｄにおける意図しない変形が抑制できる。

さらに、既に説明したように、構造体４１は、支持体７０ｓの上にも設けられる。これにより、構造体４１のうちの膜部７０ｄの上の部分（第２領域４１Ｂ）の意図しない変形が、構造体４１のうちの支持体７０ｓの上の部分（第１領域４１Ａ）により抑制される。その結果、膜部７０ｄにおいて、意図しない変形が効果的に抑制される。

以下、実施形態に係る圧力センサの他の例について説明する。以下の図では、第１導電層５８ａ、第２導電層５８ｂ、第３導電層５８ｃ、第４導電層５８ｃ及び処理部６８などは省略される。

図３は、第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。
図３は、図１（ｄ）に対応する平面図である。図３に示すように、実施形態に係る別の圧力センサ１１１においては、第１構造体４１は、第１領域４１Ａ、第２領域４１Ｂ及び第３領域４１Ｃを含む。圧力センサ１１１においては、第１領域４１Ａと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第１辺７０ｓ１の一部、第２辺７０ｓ２の一部、及び、第３辺７０ｓ３と重なる。例えば、第３領域４１Ｃと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第１辺７０ｓ１の別の一部、第２辺７０ｓ２の別の一部、及び、第４辺７０ｓ４と重なる。これにより、膜部７０ｄの意図しない変形がより効果的に抑制できる。

例えば、第１方向（Ｚ軸方向）と交差する方向（例えばＸ軸方向）において、第１検知素子５１の少なくとも一部は、第１領域４１Ａと重なる。この例では、第１検知素子５１の少なくとも一部は、第１領域４１Ａと第３領域４１Ｃとの間に位置する。

図４（ａ）〜図４（ｃ）は、第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式図である。
図４（ａ）は、図１（ｄ）に対応する平面図である。図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、圧力センサの一部を例示する模式図である。

図４（ａ）に示すように、実施形態に係る別の圧力センサ１１２においては、第１検知素子５１及び第２検知素子５２に加えて、第３検知素子５３及び第４検知素子５４が設けられる。第１構造体４１は、第１領域４１Ａ、第２領域４１Ｂ及び第３領域４１Ｃに加えて、第４領域４１Ｄ及び第５領域４１Ｅをさらに含む。

第３検知素子５３及び第４検知素子５４は、膜部７０ｄに固定される。この例では、複数の第３検知素子５３、及び、複数の第４検知素子５４が設けられる。

図４（ｂ）に示すように、複数の第３検知素子５３の１つは、第３磁性層１３ａ、第３対向磁性層１３ｂ及び第３中間層１３ｃを含む。第３対向磁性層１３ｂは、第３磁性層１３ａと膜部７０ｄとの間に設けられる。第３中間層１３ｃは、第３磁性層１３ａと第３対向磁性層１ｂとの間に設けられる。

この例では、第３検知素子５３は、第５導電層５８ｅ及び第６導電層５８ｆをさらに含む。第５導電層５８ｅと第６導電層５８ｆとの間に、第３磁性層１３ａが位置する。第６導電層５８ｆと第３磁性層１３ａとの間に第３対向磁性層１３ｂが位置する。

図４（ｃ）に示すように、複数の第４検知素子５４の１つは、第４磁性層１４ａ、第４対向磁性層１４ｂ及び第４中間層１４ｃを含む。第４対向磁性層１４ｂは、第４磁性層１４ａと膜部７０ｄとの間に設けられる。第４中間層１４ｃは、第４磁性層１４ａと第４対向磁性層１４ｂとの間に設けられる。

この例では、第４検知素子５４は、第７導電層５８ｇ及び第８導電層５８ｈをさらに含む。第７導電層５８ｇと第８導電層５８ｈとの間に、第４磁性層１４ａが位置する。第８導電層５８ｈと第４磁性層１４ａとの間に第４対向磁性層１４ｂが位置する。

この例では、構造体４１の第２領域４１Ｂの少なくとも一部は、第３検知素子５３と第４検知素子５４との間にある。

膜部７０ｄの外縁７０ｒは、第１辺７０ｓ１、第２辺７０ｓ２、第３辺７０ｓ３及び第４辺７０ｓ４を含む。第１辺７０ｓ１及び第２辺７０ｓ２は、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿って延びる。第２辺７０ｓ２から第１辺７０ｓ１に向かう第３方向（例えばＹ軸方向）は、第１方向及び第２方向が含まれる面（例えばＺ−Ｘ平面）と交差する。第３辺７０ｓ３及び第４辺７０ｓ４は、第３方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる。第３辺７０ｓ３から第４辺７０ｓ４に向かう方向は、第２方向（Ｘ軸方向）に沿う。

複数の第１検知素子５１は、第１辺７０ｓ１に沿って並ぶ。複数の第２検知素子５２は、第２辺７０ｓ２に沿って並ぶ。複数の第３検知素子５３は、第３辺７０ｓ３に沿って並ぶ。複数の第４検知素子５４は、第４辺７０ｓ４に沿って並ぶ。

既に説明したように、構造体４１の第２領域４１Ｂは、第１方向（Ｚ軸方向）において、膜部７０ｄと重なる。第１領域４１Ａ、第３領域４１Ｃ、第４領域４１Ｄ及び第５領域４１Ｅは、第１方向（Ｚ軸方向）において支持体７０ｓと重なる。第１領域４１Ａ、第３領域４１Ｃ、第４領域４１Ｄ及び第５領域４１Ｅは、膜部７０ｄの４つのコーナ部に対応して設けられている。

第１方向と交差する方向（例えばＸ軸方向）において、第１検知素子５１の少なくとも一部は、第１領域４１Ａと第３領域４１Ｃとの間にある。第１方向と交差する方向（例えばＸ軸方向）において、第２検知素子５２の少なくとも一部は、第４領域４１Ｄと第５領域４１Ｅとの間にある。第１方向と交差する方向（例えばＹ軸方向）において、第３検知素子５３の少なくとも一部は、第１領域４１Ａと第４領域４１Ｄとの間にある。第１方向と交差する方向（例えばＹ軸方向）において、第４検知素子５４の少なくとも一部は、第３領域４１Ｃと第５領域４１Ｅとの間にある。

例えば、第２磁性層１２ａ、第３磁性層１３ａ及び第４磁性層１４ａは、第１磁性層１１ａと同様の構成（材料を含む）を有する。第２対向磁性層１２ｂ、第３対向磁性層１３ｂ及び第４対向磁性層１４ｂは、第１対向磁性層１１ｂと同様の構成（材料を含む）を有する。第２中間層１２ｃ、第３中間層１３ｃ及び第４中間層１４ｃは、第１中間層１１ｃと同様の構成（材料を含む）を有する。

図５は、第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。
図５は、図１（ｄ）に対応する平面図である。図５に示すように、実施形態に係る別の圧力センサ１１３においては、膜部７０ｄにスリット（第１スリット７８ａ及び第２スリット７８ｂ）が設けられている。例えば、膜部７０ｄの一部は、支持体７０ｓから離れている。このようにスリットが設けられても良い。

構造体４１の第１領域４１Ａと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第１辺７０ｓ１の一部と重なる。例えば、第３領域４１Ｃと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第１辺７０ｓ１の別の一部と重なる。第４領域４１Ｄと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第２辺７０ｓ２の一部と重なる。例えば、第５領域４１Ｅと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第２辺７０ｓ２の別の一部と重なる。

図６は、第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。
図６は、図１（ｄ）に対応する平面図である。図６に示すように、実施形態に係る別の圧力センサ１１４においては、膜部７０ｄにスリット（第１スリット７８ａ）が設けられている。スリットは、膜部７０ｄの３つの辺に沿って設けられる。膜部７０ｄは、「片方持ち梁」の構成を有する。

構造体４１の第１領域４１Ａと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第１辺７０ｓ１の一部と重なる。例えば、第３領域４１Ｃと第２領域４１Ｂとの間の部分が、第１辺７０ｓ１の別の一部と重なる。

図７は、第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。
図７は、図１（ｄ）に対応する平面図である。図７に示すように、実施形態に係る別の圧力センサ１１５においては、構造体４１の一部にスリット（第１構造体スリット４５ａ及び第２構造体スリット４５ｂなど）が設けられる。

例えば、膜部７０ｄは、第１方向（Ｚ軸方向）において構造体４１と重なる部分７０ｓｏと、第１方向において構造体４１と重ならない部分７０ｓｎと、を含む。構造体４１のスリットが設けられる部分が、重ならない部分７０ｓｎに対応する。スリットが設けられない部分が、重なる部分７０ｓｏに対応する。

この例では、重なる部分７０ｓｏは、重ならない部分７０ｓｎの周りに設けられている。構造体４１は、１つの連続体である。

重ならない部分７０ｓｏは、第２検知素子５２から第１検知素子５１に向かう方向（例えば第３方向、Ｙ軸方向）に沿って延びている。例えば、構造体４１のスリットは、Ｙ軸方向に沿って延びる。

このようなスリットを膜部に設けても良い。例えば、検知対象の圧力（音など）に対する膜部７０ｄが変形し易くなる。例えば、感度を調整できる。

図８は、第１実施形態に係る別の圧力センサを例示する模式的平面図である。
図８は、図１（ｄ）に対応する平面図である。図８に示すように、実施形態に係る別の圧力センサ１１６においては、複数の膜部７０ｄが設けられる。この例では、４つの膜部７０ｄが設けられる。複数の膜部７０ｄのそれぞれは、「片持ち梁」の構成を有する。

この例では、複数の構造体４１が設けられる。複数の構造体４１は、複数の膜部７０ｄのそれぞれに対応して設けられる。

複数の構造体４１の１つ（それぞれ）は、上記の第１領域４１Ａ及び上記の第２領域４１Ｂを含む。この例では、複数の構造体４１の１つ（それぞれ）は、上記の第３領域４１Ｃをさらに含む。

図９は、第１実施形態に係る別の圧力センサの一部を例示する模式図である。
図９に示すように、実施形態に係る圧力センサ１２０において、処理部６８は、ブリッジ回路（例えばヒートストンブリッジ回路）を含んでも良い。

例えば、圧力センサ１１２のように、複数の第１検知素子５１、複数の第２検知素子５２、複数の第３検知素子５３、及び、複数の第４検知素子５４が設けられる。

図９に示すように、複数の第１検知素子５１は、互いに直列に接続される。複数の第２検知素子５２は、互いに直列に接続される。複数の第３検知素子５３は、互いに直列に接続される。複数の第４検知素子５４は、互いに直列に接続される。

直列に接続された複数の第１検知素子５１の一端は、ブリッジ回路の第１ノードＮ１に電気的に接続される。直列に接続された複数の第１検知素子５１の他端は、ブリッジ回路の第２ノードＮ２に電気的に接続される。直列に接続された複数の第３検知素子５３の一端は、第２ノードＮ２に電気的に接続される。直列に接続された複数の第３検知素子５３の他端は、ブリッジ回路の第３ノードＮ３に電気的に接続される。直列に接続された複数の第２検知素子５２の一端は、第３ノードＮ３に電気的に接続される。直列に接続された複数の第２検知素子５２の他端は、ブリッジ回路の第４ノードＮ４に電気的に接続される。直列に接続された複数の第４検知素子５４の一端は、第４ノードＮ４に電気的に接続される。直列に接続された複数の第４検知素子５４の他端は、第１ノードＮ１に電気的に接続される。

このようなブリッジ回路を用い、検知素子を接続することで、ノイスが抑制される。高い感度の検知が可能になる。

以下、第１実施形態において用いられる検知素子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１０は、実施形態に係る圧力センサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１０に示すように、検知素子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磁化固定層２０７と、磁気結合層２０８と、第１磁化固定層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。検知素子５０Ａは、例えば、ボトムスピンバルブ型である。

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磁化固定層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磁化固定層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）、金（Ａｕ）、銅−銀合金（Ｃｕ−Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、及び、パラジウム（Ｐｄ）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、検知素子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、上記の少なくとも１つの元素と、他の元素（添加元素）と、を含んでも良い。添加元素は、例えば、Ｓｉである。下部電極２０４及び上部電極２１２は、例えば、コルソン系合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ）などを含んでも良い。

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、Ａｕ、Ｃｕ−Ａｇ、Ｐｔ、及び、Ｐｄ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（例えば膜部７０ｄ）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は、下地層と、キャップ層と、それらの間に設けられたコルソン系合金の層と、を含んでも良い。上記のキャップ層は、例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）、タンタル−モリブデン合金（Ｔａ−Ｍｏ）、タングステン、及び、タングステン−モリブデン合金（Ｗ−Ｍｏ）からなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。

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や膜部７０ｄ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、検知素子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Ｒｕ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磁化固定層２０７（強磁性層）に、一方向異方性（unidirectional anisotropy）を付与して、第２磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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、検知素子のサイズが小さい場合にも、検知素子５０Ａの特性のばらつきを抑制することができる。

第２磁化固定層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磁化固定層２０７の上に形成される磁気結合層を介して、第２磁化固定層２０７と第１磁化固定層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磁化固定層２０７の磁気膜厚（飽和磁化Ｂｓと厚さｔとの積（Ｂｓ・ｔ））は、第１磁化固定層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磁化固定層２０９として、３ｎｍの厚さのＣｏ_４０Ｆｅ_４０Ｂ_２０層を用いると、第１磁化固定層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。上記と等しい磁気膜厚が得られる第２磁化固定層２０７の厚さは、５．７Ｔｎｍ／２．１Ｔであり、２．７ｎｍとなる。この場合、第２磁化固定層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磁化固定層２０７として、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ_７５Ｆｅ_２５層が用いられる。

検知素子５０Ａにおいては、第２磁化固定層２０７と磁気結合層２０８と第１磁化固定層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層の磁化固定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、磁化固定層として、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固定層に用いる強磁性層として、上述した第２磁化固定層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磁化固定層２０７と第１磁化固定層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磁化固定層２０７と第１磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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、検知素子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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層２０９がより厚いと、より大きなＭＲ変化率が得られる。第１磁化固定層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磁化固定層２０９の厚さにおいてトレードオフの関係が存在する。第１磁化固定層２０９としてＣｏ−Ｆｅ−Ｂ合金を用いる場合には、第１磁化固定層２０９の厚さは、１．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。第１磁化固定層２０９の厚さは、２．０ｎｍ以上４ｎｍ以下がより好ましい。

第１磁化固定層２０９には、上述した材料の他に、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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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（Ａｌ２Ｏ３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（Ａｌ２Ｏ３）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。上記の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。上記の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。上記の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。上記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。

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１１は、実施形態に係る別の圧力センサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１１に示すように、検知素子５０ＡＡにおいて、絶縁層２１３が設けられるこれ以外は、検知素子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磁化固定層２０９と並ぶ。絶縁層２１３を除く部分は、検知素子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）、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ_２）、及び、シリコン窒化物（例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４）からなる群から選択された少なくとも１つなどが用いられる。絶縁層２１３により、検知素子５０ＡＡのリーク電流が抑制される。絶縁層２１３は、後述する検知素子に設けられても良い。

図１２は、実施形態に係る別の圧力センサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１２に示すように、検知素子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、検知素子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磁化固定層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、検知素子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部７０ｄ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、ＡｌＯ_ｘ、及び、ＳｉＮ_xからなる群から選択された少なくとも１つが用いられる。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、上記の第１磁化固定層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、上記の検知素子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。

上記のハードバイアス層２１４及び絶縁層２１３は、実施形態に係る検知素子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１３は、実施形態に係る別の圧力センサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１３に示すように、検知素子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磁化固定層２０９と、磁気結合層２０８と、第２磁化固定層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。検知素子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磁化固定層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磁化固定層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。

検知素子５０Ｂに含まれる各層の材料は、検知素子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。上記の拡散抑制層を、検知素子５０Ｂの下地層２０５と磁化自由層２１０の間に設けても良い。

図１４は、実施形態に係る別の圧力センサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１４に示すように、検知素子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磁化固定層２０９と、中間層２０３と、磁化自由層２１０と、キャップ層２１１と、が、この順で積層される。検知素子５０Ｃは、例えば、単一の磁化固定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磁化固定層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。

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

図１５は、実施形態に係る別の圧力センサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１５に示すように、検知素子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磁化固定層２２２と、下部磁気結合層２２３と、下部第１磁化固定層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磁化固定層２２８と、上部磁気結合層２２９と、上部第２磁化固定層２３０と、上部ピニング層２３１と、キャップ層２１１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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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磁化固定層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。

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

図１６は、実施形態に係る別の圧力センサの一部を例示する模式的斜視図である。
図１６に示すように、検知素子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。この例では、第１対向磁性層１１ｂ及び第２対向磁性層１２ｂの磁化は、変化可能である。

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。

検知素子５０Ｅの各層の材料は、検知素子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、例えば検知素子５０Ａの磁化自由層２１０と同様のものを用いても良い。

（第２実施形態）
図１７は、第２実施形態に係る電子機器を例示する模式図である。
図１７に示すように、本実施形態に係るマイクロフォン３２０は、上記の実施形態に係る任意の圧力センサ、または、それらの変形の圧力センサを含む。この例では、圧力センサとして、圧力センサ１１０が用いられている。

マイクロフォン３２０は、例えば、電子機器７１０（例えば携帯情報端末）に設けられる。圧力センサ１１０の膜部７０ｄは、例えば、電子機器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７０ｄの配置は、任意である。実施形態によれば、ダイナミックレンジが拡大できるマイクロフォンが提供できる。実施形態に係るマイクロフォン６１０は、例えば、ＩＣレコーダまたはピンマイクロフォンなどに設けられても良い。

図１８は、第２実施形態に係るマイクロフォンを例示する模式的断面図である。
本実施形態に係るマイクロフォン３２０（音響マイクロフォン）は、基板３２１（例えばプリント基板）と、カバー３２３（筐体）と、圧力センサと、を含む。圧力センサとして、実施形態に係る任意の圧力センサのいずれか、または、それらの変形が用いられる。この例では、圧力センサとして、圧力センサ１１０が用いられている。基板３２１は、例えばアンプなどの回路を含む。カバー３２３には、アコースティックホール３２５が設けられる。音３２９は、アコースティックホール３２５を通って、カバー３２３の内部に進入する。

マイクロフォン３２０は、音圧に対して感応する。例えば、圧力センサ１１０が基板３２１の上に設けられる。電気信号線が設けられる。圧力センサ１１０を覆うように、基板３２１の上にカバー３２３が設けられる。支持体７０ｓ、膜部７０ｄ、第１検知素子４１及び構造体４１（図示しない）は、基板３２１とカバー３２３との間に位置する。

（第３実施形態）
図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、第３実施形態に係る血圧センサを例示する模式図である。
図１９（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１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＨ１−Ｈ２線断面図である。

本実施形態に係る、血圧センサ３３０は、実施形態に係る任意の圧力センサ、または、それらの変形を含む。この例では、圧力センサとして圧力センサ１１０が用いられている。圧力センサ１１０を動脈血管３３１の上の皮膚３３３に押し当てる。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。高感度で血圧が測定できる。血圧センサ３３０は、電子機器の１つである。

（第４実施形態）
図２０は、第４実施形態に係るタッチパネルを例示する模式図である。
本実施形態に係るタッチパネル３４０は、実施形態に係る任意の圧力センサ、または、それらの変形が用いられる。この例では、圧力センサとして圧力センサ１１０が用いられている。タッチパネル３４０において、圧力センサ１１０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搭載される。タッチパネル３４０は、電子機器の１つである。

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、複数の圧力センサ１１０と、制御部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は、Ｙ軸方向に沿って延びる。

複数の圧力センサ１１０の１つは、複数の第１配線３４６の１つと、複数の第２配線３４７の１つと、の交差部に設けられる。圧力センサ１１０の１つは、検知のための検知要素３１０ｅの１つとなる。ここで、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。

複数の圧力センサ１１０の１つの一端３１０ａは、複数の第１配線３４６の１つと接続される。複数の圧力センサ１１０の１つの他端３１０ｂは、複数の第２配線３４７の１つと接続される。

制御部３４１は、複数の第１配線３４６と複数の第２配線３４７とに接続される。例えば、制御部３４１は、複数の第１配線３４６に接続された第１配線用回路３４６ｄと、複数の第２配線３４７に接続された第２配線用回路３４７ｄと、第１配線用回路３４６ｄと第２配線用回路３４７ｄとに接続された制御回路３４５と、を含む。高精細なタッチパネルが得られる。

実施形態によれば、検出特性を安定化できる圧力センサ及び電子機器が提供できる。

なお、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、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、圧力センサに含まれる膜部、検知素子、磁性層、中間層、導電層、構造体及び処理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圧力センサ及び電子機器を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての圧力センサ及び電子機器も、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。

１１ａ…第１磁性層、 １１ｂ…第１対向磁性層、 １１ｃ…第１中間層、 １２ａ…第２磁性層、 １２ｂ…第２対向磁性層、 １２ｃ…第２中間層、 １３ａ…第３磁性層、 １３ｂ…第３対向磁性層、 １３ｃ…第３中間層、 １４ａ…第４磁性層、 １４ｂ…第４対向磁性層、 １４ｃ…第４中間層、 １８ａ…第１構造体層、 １８ｂ…第１対向構造体層、 １８ｃ…第４構造体中間層、 ４１…構造体、 ４１Ａ〜４１Ｅ…第１〜第５領域、 ４５ａ、４５ｂ…第１、第２構造体スリット、 ４８ａ…第１構造体導電層、 ４８ｂ…第２構造体導電層、 ５０Ａ、５０ＡＡ、５０ＡＢ、５０ＡＣ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ…検知素子、 ５１〜５４…第１〜第４検知素子、 ５８ａ〜５８ｈ…第１〜第８導電層、 ５８ｉ…絶縁層、 ６８…処理部、 ７０ｄ…膜部、 ７０ｈ…凹部、 ７０ｒ…外縁、 ７０ｓ…支持部、 ７０ｓ１〜７０ｓ４…第１〜第４辺、 ７０ｓｎ、７０ｓｏ…部分、 ７８ａ、７８ｂ…第１、第２スリット、 １１０〜１１６、１２０…圧力センサ、 ２０３…中間層、 ２０４…下部電極、 ２０５…下地層、 ２０６…ピニング層、 ２０７…第２磁化固定層、 ２０８…磁気結合層、 ２０９…第１磁化固定層、 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…下部第２磁化固定層、 ２２３…下部磁気結合層、 ２２４…下部第１磁化固定層、 ２２５…下部中間層、 ２２６…磁化自由層、 ２２７…上部中間層、 ２２８…上部第１磁化固定層、 ２２９…上部磁気結合層、 ２３０…上部第２磁化固定層、 ２３１…上部ピニング層、 ２４１…第１磁化自由層、 ２４２…第２磁化自由層、 ３１０ａ…一端、 ３１０ｂ…他端、 ３１０ｅ…検知要素、 ３２０…マイクロフォン、 ３２１…基板、 ３２３…カバー、 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…制御部、 ３４５…制御回路、 ３４６…第１配線、 ３４６ｄ…第１配線用回路、 ３４７…第２配線、 ３４７ｄ…第２配線用回路、 ６２０…表示部、 ７１０…電子機器、 ＡＲ…矢印、 Ｎ１〜Ｎ４…第１〜第４ノード

Claims (20)

1. 支持体と、
   前記支持体に支持され変形可能な膜部と、
   前記膜部に固定された第１検知素子であって、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１対向磁性層と、前記第１磁性層と前記第１対向磁性層との間に設けられた第１中間層と、を含む前記第１検知素子と、
   構造体であって、前記第１対向磁性層から前記第１磁性層に向かう第１方向において前記支持体と重なる第１領域と、前記第１方向において前記膜部と重なり前記第１領域と連続した第２領域と、を含み、前記第１磁性層に含まれる材料を含む第１構造体層と、前記第１構造体層と前記支持体との間及び前記第１構造体層と前記膜部との間に設けられ前記第１対向磁性層に含まれる材料を含む第１対向構造体層と、前記第１構造体層と前記第１対向構造体層との間に設けられ前記第１中間層に含まれる材料を含む第１構造体中間層と、を含む前記構造体と、
   を備えた圧力センサ。
2. 前記膜部に固定された第２検知素子をさらに備え、
   前記第２検知素子は、
   第２磁性層と、
   前記第２磁性層と前記膜部との間に設けられた第２対向磁性層と、
   前記第２磁性層と前記第２対向磁性層との間に設けられた第２中間層と、を含み、
   前記第２領域の少なくとも一部は、前記第１検知素子と前記第２検知素子との間にある、請求項１記載の圧力センサ。
3. 前記膜部の外縁は、第１辺及び第２辺を含み、
   前記第１辺は、第１方向と交差する第２方向に沿って延び、
   前記第２辺は、前記第２方向に沿って延び、
   前記第２辺から前記第１辺に向かう第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向が含まれる面と交差し、
   前記第１検知素子は、複数設けられ、
   前記第２検知素子は、複数設けられ、
   前記複数の第１検知素子は、前記第１辺に沿って並び、
   前記複数の第２検知素子は、前記第２辺に沿って並ぶ、請求項２記載の圧力センサ。
4. 前記外縁は、第３辺及び第４辺をさらに含み、
   前記第３辺は、前記第３方向に沿って延び、
   前記第４辺は、前記第３方向に沿って延び、
   前記第３辺から前記第４辺に向かう方向は、前記第２方向に沿い、
   前記第１辺の第２方向に沿う長さは、前記第３辺の前記第３方向に沿う長さよりも長い、請求項３記載の圧力センサ。
5. 前記膜部に固定された第３検知素子及び第４検知素子をさらに備え、
   前記第３検知素子は、
   第３磁性層と、
   前記第３磁性層と前記膜部との間に設けられた第３対向磁性層と、
   前記第３磁性層と前記第３対向磁性層との間に設けられた第３中間層と、を含み、
   前記第４検知素子は、
   第４磁性層と、
   前記第４磁性層と前記膜部との間に設けられた第４対向磁性層と、
   前記第４磁性層と前記第４対向磁性層との間に設けられた第４中間層と、を含み、
   前記第２領域の少なくとも一部は、前記第３検知素子と前記第４検知素子との間にある、請求項２記載の圧力センサ。
6. 前記膜部の外縁は、第１辺、第２辺、第３辺及び第４辺を含み、
   前記第１辺は、第１方向と交差する第２方向に沿って延び、
   前記第２辺は、前記第２方向に沿って延び、
   前記第２辺から前記第１辺に向かう第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向が含まれる面と交差し、
   前記第３辺は、前記第３方向に沿って延び、
   前記第４辺は、前記第３方向に沿って延び、
   前記第３辺から前記第４辺に向かう方向は、前記第２方向に沿い、
   前記第１検知素子は、複数設けられ、
   前記第２検知素子は、複数設けられ、
   前記第３検知素子は、複数設けられ、
   前記第４検知素子は、複数設けられ、
   前記複数の第１検知素子は、前記第１辺に沿って並び、
   前記複数の第２検知素子は、前記第２辺に沿って並び、
   前記複数の第３検知素子は、前記第３辺に沿って並び、
   前記複数の第４検知素子は、前記第４辺に沿って並ぶ、請求項５記載の圧力センサ。
7. 前記複数の第１検知素子は、互いに直列に接続され、
   前記複数の第２検知素子は、互いに直列に接続され、
   前記複数の第３検知素子は、互いに直列に接続され、
   前記複数の第４検知素子は、互いに直列に接続され、
   前記直列に接続された前記複数の第１検知素子の一端は、ブリッジ回路の第１ノードに電気的に接続され、
   前記直列に接続された前記複数の第１検知素子の他端は、前記ブリッジ回路の第２ノードに電気的に接続され、
   前記直列に接続された前記複数の第３検知素子の一端は、前記第２ノードに電気的に接続され、
   前記直列に接続された前記複数の第３検知素子の他端は、前記ブリッジ回路の第３ノードに電気的に接続され、
   前記直列に接続された前記複数の第２検知素子の一端は、前記第３ノードに電気的に接続され、
   前記直列に接続された前記複数の第２検知素子の他端は、前記ブリッジ回路の第４ノードに電気的に接続され、
   前記直列に接続された前記複数の第４検知素子の一端は、前記第４ノードに電気的に接続され、
   前記直列に接続された前記複数の第４検知素子の他端は、前記第１ノードに電気的に接続された、請求項６記載の圧力センサ。
8. 前記構造体は、前記第２領域と連続した第３領域、第４領域及び第５領域をさらに含み、
   前記第３領域、前記第４領域及び前記第５領域は、前記第１方向において前記支持体と重なり、
   前記第１方向と交差する方向において、前記第１検知素子の少なくとも一部は、前記第１領域と前記第３領域との間にあり、
   前記第１方向と交差する方向において、前記第２検知素子の少なくとも一部は、前記第４領域と前記第５領域との間にあり、
   前記第１方向と交差する方向において、前記第３検知素子の少なくとも一部は、前記第１領域と前記第４領域との間にあり、
   前記第１方向と交差する方向において、前記第４検知素子の少なくとも一部は、前記第３領域と前記第５領域との間にある、請求項１〜７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
9. 前記構造体は、前記第２領域と連続した第３領域をさらに含み、
   前記第３領域は、前記第１方向において前記支持体と重なり、
   前記第１領域と前記第３領域との間に前記第２領域の少なくとも一部が位置した、請求項１〜７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
10. 前記第１方向と交差する方向において、前記第１検知素子の少なくとも一部は、前記第１領域と重なる、請求項１〜７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
11. 前記膜部の一部は、前記支持体から離れた、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の圧力センサ。
12. 前記膜部は、前記第１方向において前記構造体と重ならない部分を含む、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の圧力センサ。
13. 前記膜部は、
    前記第１方向において前記構造体と重なる部分と、
    前記第１方向において前記構造体と重ならない部分と、
    を含み、
    前記重なる部分は、前記重ならない部分の周りに設けられ、
    前記重ならない部分は、前記第２検知素子から前記第１検知素子に向かう方向に沿って延びた、請求項２〜１１のいずれか１つに記載の圧力センサ。
14. 前記第１検知素子は、第１導電層及び第２導電層をさらに含み、
    前記第１導電層と前記第２導電層との間に前記第１磁性層が位置し、
    前記第２導電層と前記第１磁性層との間に前記第１対向磁性層が位置し、
    前記構造体は、第１構造体導電層及び第２構造体導電層をさらに含み、
    前記第１構造体導電層と前記第２構造体導電層との間に前記第１構造体層が位置し、
    前記第２構造体導電層と前記第１構造体層との間に前記第１対向構造体層が位置し、
    前記第１構造体導電層は、前記第１導電層に含まれる材料を含み、
    前記第２構造体導電層は、前記第２導電層に含まれる材料を含む、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
15. 前記第１方向と交差する方向に沿う前記第２領域の長さは、前記交差する方向に沿う前記第１検知素子の長さの２倍以上である、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
16. 前記第１検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
17. 前記第１構造体層は、前記第１磁性層及び前記第１対向磁性層から絶縁され、
    前記第１対向構造体層は、前記第１磁性層及び前記第１対向磁性層から絶縁された、請求項１〜１６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
18. 前記第１構造体層は、前記第１対向構造体層と電気的に接続された、請求項１〜１７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
19. 基板と、
    カバーと、
    をさらに備え、
    前記支持体、前記膜部、前記第１検知素子及び前記構造体は、前記基板と前記カバーとの間に位置する請求項１〜１８のいずれか１つに記載の圧力センサ。
20. 請求項１〜１９のいずれか１つに記載の圧力センサと、
    筐体と、
    を備えた電子機器。

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