JP2019049560A - センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】検知の安定性を向上できる圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルを提供する。【解決手段】実施形態によれば、圧力センサは、保持部と、第１膜部と、第１検知素子と、を含む。前記第１膜部は、第１縁部と、第１端部と、を含む。前記第１縁部は、第１方向に沿って延びる第１延在部と、前記第１方向と交差して延び前記第１延在部の一端と接続された第１交差部と、を含み、前記保持部に保持される。前記第１端部は、前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記第１縁部と並ぶ。前記第１膜部は、変形可能である。前記第１検知素子は、前記第１膜部に固定され、第１磁性層と、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。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルに関する。

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、血圧センサ及びタッチパネルなどに応用される。圧力センサにおいて、安定して検知することが望まれる。

特開２０１４−２４０８２４号公報

本発明の実施形態は、検知の安定性を向上できる圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルを提供する。

本発明の実施形態によれば、圧力センサは、保持部と、第１膜部と、第１検知素子と、を含む。前記第１膜部は、第１縁部と、第１端部と、を含む。前記第１縁部は、第１方向に沿って延びる第１延在部と、前記第１方向と交差して延び前記第１延在部の一端と接続された第１交差部と、を含み、前記保持部に保持される。前記第１端部は、前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記第１縁部と並ぶ。前記第１膜部は、変形可能である。前記第１検知素子は、前記第１膜部に固定され、第１磁性層と、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。

図１（ａ）〜図１（ｆ）は、第１の実施形態に係る圧力センサを例示する模式図である。 圧力センサの特性を示すグラフ図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の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の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２の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。 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３の実施形態に係るマイクロフォンを例示する模式図である。 第３の実施形態に係る別のマイクロフォンを例示する模式的断面図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第４の実施形態に係る血圧センサを例示する模式図である。 第５の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。
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。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。

（第１の実施形態）
図１（ａ）〜図１（ｆ）は、第１の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）の矢印ＡＲから見た平面図である。図１（ｄ）〜図１（ｆ）は、圧力センサの一部を例示する断面図である。

図１（ａ）に示すように、実施形態に係る圧力センサ１１０は、保持部７０ｓと、第１膜部７１と、第１検知素子５１と、を含む。

図１（ｃ）に示すように、第１膜部７１は、第１縁部７１ｒと、第１端部７１ｅと、を含む。第１縁部７１ｒは、保持部７０ｓに保持される。第１縁部７１ｒは、第１延在部７１ｓと、第１交差部７１ａと、を含む。この例では、第１縁部７１ｒは、第１他端交差部７１ｂをさらに含む。

第１延在部７１ｓは、第１方向に沿って延びる。第１方向は、例えば、Ｘ軸方向である。

Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して垂直な方向をＸ軸方向とする。

第１交差部７１ａは、第１方向と交差して延びる。第１交差部７１ａは、第１延在部７１ｓの一端７１ｓｅと接続される。このように、第１縁部７１ｒに、第１方向に沿って延びる部分と、その部分とは異なる方向に沿って延びる部分と、が設けられる。

第１他端交差部７１ｂは、第１方向と交差して延びる。第１他端交差部７１ｂは、第１延在部７１ｓの他端７１ｓｆと接続される。第１他端交差部７１ｂの延在方向は、第１交差部７１ａの延在方向と交差する。

第１延在部７１ｓは、第１方向において、第１交差部７１ａの一部と、第１他端交差部７１ｂの一部と、の間に位置する。

第１端部７１ｅは、第１方向と交差する第２方向に沿って、第１縁部７１ｒと並ぶ。第２方向は、例えば、第１方向に対して直交する。第２方向は、例えば、Ｙ軸方向である。例えば、第１端部７１ｅは、第２方向に沿って、第１延在部７１ｓと並ぶ。

第１交差部７１ａの第２方向における位置は、第１端部７１ｅの第２方向における位置と、第１延在部７１ｓの第２方向における位置と、の間にある。第１他端交差部７１ｂの第２方向における位置は、第１端部７１ｅの第２方向における位置と、第１延在部７１ｓの第２方向における位置と、の間にある。

第１膜部７１は、変形可能である。例えば、第１膜部７１の第１縁部７１ｒは、保持部７０ｓに保持されており、実質的に変形しない。一方、第１端部７１ｅの位置（例えばＺ軸方向の位置）は、第１膜部７１の変形に応じて変化する。すなわち、第１方向（Ｚ軸方向）及び第２方向（例えばＹ軸方向）と交差する方向（例えばＺ軸方向）における第１端部７１ｅの位置は、第１膜部７１の変形に応じて変化する。

第１縁部７１ｒは、例えば、固定端である。第１端部７１ｅは、例えば、自由端である。

例えば、保持部７０ｓ及び第１膜部７１となる基板が設けられる。基板は、例えば、シリコン基板である。基板の一部が除去され、基板に空洞７０ｈが設けられる（図１（ｂ）参照）。基板のうちの薄い部分が第１膜部７１となる。基板のうちの厚い部分が保持部７０ｓとなる。

第１検知素子５１は、第１膜部７１に固定される。第１検知素子５１は、第１膜部７１の一部に設けられる。第１検知素子５１は、例えば、第１膜部７１の一部の上に設けられる。

図１（ｂ）に示すように、第１検知素子５１は、第１磁性層１１ａと、第１対向磁性層１１ｂと、第１中間層１１ｃと、を含む。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は、実質的にＺ軸方向に沿って、第１磁性層１１ａと離間する。この例では、第１磁性層１１ａと第１膜部７１との間に第１対向磁性層１１ｂが設けられる。実施形態において、第１対向磁性層１１ｂと第１膜部７１との間に第１磁性層１１ａが配置されても良い。

この例では、第１電極５８ａ及び第２電極５８ｂが設けられている。これらの電極の間に、第１磁性層１１ａ、第１対向磁性層１１ｂ及び第１中間層１１ｃが配置される。これらの電極により、第１磁性層１１ａ、第１対向磁性層１１ｂ及び第１中間層１１ｃの積層体に電流が供給可能である。これにより、第１磁性層１１ａと第１対向磁性層１１ｂとの間の抵抗が検知可能である。

第１磁性層１１ａの磁化（第１磁化）は、第１膜部７１の変形に応じて変化する。第１磁性層１１ａは、例えば、磁化自由層である。

例えば、第１対向磁性層１１ｂの磁化は、第１磁性層１１ａの第１磁化に比べて変化し難い。第１対向磁性層１１ｂは、例えば、磁化固定層（例えば参照層）である。

例えば、第１膜部７１に圧力（検知すべき圧力）が加わる。これにより、第１検知素子５１の磁性層に歪が生じる。歪は、例えば、異方性の歪である。この歪により、第１磁性層１１ａの第１磁化が変化する。この変化は、例えば、逆磁歪効果に基づく。第１磁性層１１ａの第１磁化の方向と、第１対向磁性層１１ｂの磁化の方向と、の間の角度が変化する。第１磁性層１１ａと第１対向磁性層１１ｂとの間の抵抗が、変化する。抵抗の変化は、例えば、磁気抵抗効果（ＭＲ効果）に基づく。

第１磁性層１１ａと第１対向磁性層１１ｂとの間の抵抗は、第１膜部７１の変形に応じて変化する。抵抗の変化を検知することにより、第１膜部７１に加えられた圧力が検知される。すなわち、検知対象の圧力が検知される。

実施形態において、第１対向磁性層１１ｂの磁化は、第１膜部７１の変形に応じて変化してもよい。このときも、第１磁性層１１ａの第１磁化の方向と、第１対向磁性層１１ｂの磁化の方向と、の間の角度が変化する。

この例では、複数の第１検知素子５１が設けられている。これらの検知素子は、例えば、直列に接続される。高いＳ／Ｎ比が得られる。

例えば、第１膜部７１及び第１検知素子５１を形成する際に、種々の膜の形成と、熱処理と、が行われる。この膜は、応力を有していることがある。熱処理により、応力が増大する場合もある。このため、第１膜部７１及び第１検知素子５１を形成した後に、第１膜部７１は、応力（残留応力）を有することがある。第１膜部７１に残留応力が存在していると、第１膜部７１に圧力（検知すべき圧力）が加わっていない初期状態において、第１膜部７１が変形している場合がある。さらに、第１膜部７１に検知すべき圧力が加わったときに、第１膜部７１が変形し難くなる場合がある。残留応力の程度により、検知すべき圧力に対する第１膜部７１の変形の程度が異なる場合がある。例えば、製造プロセスなどのばらつきに起因して、複数のセンサどうしにおいて残留応力が異なると、検知特性が不均一になる。このため、検知の安定性を十分に高めることが困難である。

この残留応力の影響は、第１膜部７１の一部が固定端であり、他の一部が自由端である場合に、特に大きくなる。すなわち、膜部の全周が固定端である参考例の場合の残留応力の影響に比べて、膜部が自由端を有する場合の残留応力の影響は大きい。

一方、膜部の全周が固定端である参考例においては、膜部に大きな圧力（例えば大音量など）が加わった場合に、膜部が破壊される場合がある。このため、膜部は、保持部との間に間隙を有することが望ましい。すなわち、膜部が固定端と自由端とを含むことで、大きな圧力に対する耐性が向上する。

このとき、上記のように、膜部が固定端と自由端とを含む構成においては、残留応力の影響が大きくなる。このため、安定した検知が困難になる場合がある。

実施形態に係る圧力センサ１１０においては、第１膜部７１の第１縁部７１ｒに、第１方向に沿って延びる部分（第１延在部７１ｓ）と、その部分とは異なる方向に沿って延びる部分（第１交差部７１ａ）と、が設けられる。これらの部分の延びる方向は、互いに交差する。このため、第１膜部７１に残留応力が存在する場合においても、第１膜部７１の形状は安定し易い。複数のセンサにおいて残留応力の程度が異なる場合においても、検知感度は均一になりやすい。これにより、安定した検知が可能になる。

図１（ａ）に示すように、この例では、圧力センサ１１０は、第２膜部７２と、第２検知素子５２と、をさらに含む。

図１（ｃ）に示すように、第２膜部７２は、第２縁部７２ｒと、第２端部７２ｅと、を含む。第２縁部７２ｒは、第２延在部７２ｓと、第２交差部７２ａと、含む。この例では、第２縁部７２ｒは、第２他端交差部７２ｂをさらに含む。

第２延在部７２ｓは、第１方向（例えばＸ軸方向）に沿って延びる。第２交差部７２ａは、第１方向と交差して延びる。第２交差部７２ａは、第２延在部７２ｓの一端７２ｓｅと接続される。第２他端交差部７２ｂは、第１方向と交差して延びる。第２他端交差部７２ｂは、第２延在部７２ｓの他端７２ｓｆと接続される。第２他端交差部７２ｂの延在方向は、第２交差部７２ａの延在方向と交差する。

第２端部７２ｅは、第２方向（Ｙ軸方向）に沿って第２縁部７２ｒと並ぶ。例えば、第２端部７２ｅは、第２方向に沿って、第２延在部７２ｓと並ぶ。

第２延在部７２ｓは、第１方向（例えばＸ軸方向）において、第２交差部７２ａの一部と、第２他端交差部７２ｂの一部と、の間に位置する。

第２交差部７２ａの第２方向における位置は、第２端部７２ｅの第２方向における位置と、第２延在部７２ｓの第２方向における位置と、の間にある。第２他端交差部７２ｂの第２方向における位置は、第２端部７２ｅの第２方向における位置と、第２延在部７２ｓの第２方向における位置と、の間にある。

この例では、第２膜部７２の第２交差部７２ａは、第２方向において、第１膜部７１の第１交差部７１ａと並んでいる。第２膜部７２の第２他端交差部７２ｂは、第２方向において、第１膜部７１の第１他端交差部７１ｂと並んでいる。

この例において、Ｙ軸方向において、第１縁部７１ｒ、第１端部７１ｅ、第２端部７２ｅ及び第２縁部７２ｒは、この順に並ぶ。第１端部７１ｅの第２方向（Ｙ軸方向）における位置は、第１縁部７１ｒの第２方向における位置と、第２縁部７２ｒの第２方向における位置と、の間にある。第２端部７２ｅの第２方向における位置は、第１端部７１ｅの第２方向における位置と、第２縁部７２ｒの第２方向における位置と、の間にある。第２端部７２ｅは、第１端部７２ｅと離れている。

この例において、第２延在部７２ｓの長さは、第１延在部７１ｓの長さと、実質的に同じである。

第２膜部７２は、変形可能である。第２縁部７２ｒは、例えば、固定端である。第２端部７２ｅは、例えば、自由端である。

図１（ａ）に示すように、第２検知素子５２は、第２膜部７２に固定される。この例では、複数の第２検知素子５２が設けられている。これらの検知素子は、例えば、直列に接続される。

図１（ｄ）に示すように、第２検知素子５２は、第２磁性層１２ａと、第２対向磁性層１２ｂと、第２中間層１２ｃと、を含む。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。例えば、第２磁性層１２ａの磁化は、第２膜部７２の変形に応じて変化する。第２磁性層１２ａは、例えば、磁化自由層である。第２対向磁性層１２ｂの磁化は、第２磁性層１２ａの磁化に比べて変化し難い。第２対向磁性層１２ｂは、例えば、磁化固定層（例えば参照層）である。

検知対象の圧力が第２膜部７２に加わり、第２膜部７２が変形する。第２磁性層１２ａの磁化と、第２対向磁性層１２ｂの磁化と、の間の角度が、第２膜部７２の変形に応じて変化する。第２磁性層１２ａと第２対向磁性層１２ｂとの間の抵抗は、第２膜部７２の変形に応じて変化する。

第２膜部７２の第２縁部７２ｒに、第１方向に沿って延びる第２延在部７２ｓと、第２交差部７２ａと、が設けられる。これらの部分の延びる方向は、互いに交差する。このため、第２膜部７２に残留応力が存在する場合においても、第２膜部７２の形状は安定し易い。これにより、安定した検知が可能になる。

図１（ａ）に示すように、この例では、圧力センサ１１０は、第３膜部７３と、第３検知素子５３と、をさらに含む。

図１（ｃ）に示すように、第３膜部７３は、第３縁部７３ｒと、第３端部７３ｅと、を含む。第３縁部７３ｒは、第３延在部７３ｓと、第３交差部７３ａと、を含む。第３延在部７３ｓは、第１方向と交差する第３方向に沿って延びる。第３交差部７３ａは、第３方向と交差して延び、第３延在部７３ｓの一端７３ｓｅと接続される。第３縁部７３ｒは、保持部７０ｓに保持される。この例では、第３方向は、第２方向（例えば、Ｙ軸方向）に沿っている。

この例では、第３縁部７３ｒは、第３他端交差部７３ｂをさらに含む。第３他端交差部７３ｂは、第３方向と交差して延び、第３延在部７３ｓの他端７３ｓｆと接続される。第３他端交差部７３ｂの延在方向は、第３交差部７３ａの延在方向と交差する。第３延在部７３ｓは、第３方向において、第３交差部７３ａの一部と、第３他端交差部７３ｂの一部と、の間に位置する。

第３端部７３ｅは、第３方向と交差する第４方向に沿って、第３縁部７３ｒと並ぶ。第３端部７３ｅは、第３方向と交差する第４方向に沿って、第３延在部７３ｓと並ぶ。第４方向は、例えば、第１方向（Ｘ軸方向）に沿う。第３膜部７３は、変形可能である。

既に説明したように、この例では、第２膜部７２の第２交差部７２ａは、第２方向において、第１膜部７１の第１交差部７１ａと並んでいる。

第３延在部７３ｓの第２方向における位置は、第１交差部７１ａの少なくとも一部の第２方向における位置と、第２交差部７２ａの少なくとも一部の第２方向における位置と、の間にある。第３交差部７３ａの第２方向における位置は、第３延在部７３ｓの第２方向における位置と、第１交差部７１ａの少なくとも一部の第２方向における位置と、の間にある。第３他端交差部７３ｂの第２方向における位置は、第３延在部７３ｓの第２方向における位置と、第２交差部７２ａの少なくとも一部の第２方向における位置と、の間にある。第３端部７３ｅは、第１端部７１ｅ及び第２端部７２ｅと離れている。第３端部７３ｅは、第１延在部７１ｓと第２延在部７２ｓとの間に位置する。

第３部７３は、変形可能である。第３縁部７３ｒは、例えば、固定端である。第３端部７３ｅは、例えば、自由端である。

図１（ａ）に示すように、第３検知素子５３は、第３膜部７３に固定される。この例では、複数の第３検知素子５３が設けられている。これらの検知素子は、例えば、直列に接続される。

図１（ｅ）に示すように、第３検知素子５３は、第３磁性層１３ａと、第３対向磁性層１３ｂと、第３磁性層１３ａと第３対向磁性層１３ｂとの間に設けられた第３中間層１３ｃと、を含む。

第３磁性層１３ａは、例えば、磁化自由層である。第３対向磁性層１３ｂは、例えば、磁化固定層（例えば参照層）である。検知対象の圧力が第３膜部７３に加わり、第３膜部７３が変形する。第３磁性層１３ａの磁化と、第３対向磁性層１３ｂの磁化と、の間の角度が、第３膜部７３の変形に応じて変化する。第３磁性層１３ａと第３対向磁性層１３ｂとの間の抵抗は、第３膜部７３の変形に応じて変化する。

例えば、第３膜部７３に残留応力が存在する場合においても、第３膜部７３の形状は安定し易い。これにより、安定した検知が可能になる。

図１（ａ）に示すように、この例では、圧力センサ１１０は、第４膜部７４と、第４検知素子５４と、をさらに含む。

図１（ｃ）に示すように、第４膜部７４は、第４縁部７４ｒと、第４端部７４ｅと、を含む。第４縁部７４ｒは、第４延在部７４ｓと、第４交差部７４ａと、を含む。第４延在部７４ｓは、第３方向に沿って延びる。この例では、第３方向は、第２方向に沿っている。第４交差部７４ａは、第３方向と交差して延び、第４延在部７４ｓの一端７４ｓｅと接続される。第４縁部７４ｒは、保持部７０ｓに保持される。

この例では、第４縁部７４ｒは、第４他端交差部７４ｂをさらに含む。第４他端交差部７４ｂは、第３方向と交差して延び、第４延在部７４ｓの他端７４ｓｆと接続される。第４他端交差部７４ｂの延在方向は、第４交差部７４ａの延在方向と交差する。

第４延在部７４ｓは、第３方向において、第４交差部７４ａの一部と、第４他端交差部７４ｂの一部と、の間に位置する。

この例において、第４延在部７４ｓの長さは、第３延在部７３ｓの長さと、実質的に同じである。

第４端部７４ｅは、第４方向に沿って第４縁部７４ｒと並ぶ。第４端部７４ｅは、第４方向に沿って、第４延在部７４ｓと並ぶ。第４方向は、例えば、第１方向（Ｘ軸方向）に沿う。第４膜部７４は、変形可能である。

第３膜部７３の第３端部７３ｅの第４方向（例えばＸ軸方向）における位置は、第３膜部７３の第３縁部７４ｒの第４方向における位置と、第４膜部７４の第４縁部７４ｒの第４方向における位置と、の間にある。第４端部７４ｅの第４方向における位置は、第３端部７３ｅの第４方向における位置と、第４縁部７４ｒの第４方向における位置と、の間にある。第４端部７４ｅは、第３端部７３ｅと離れている。第４端部７４ｅは、第１端部７１ｅ及び第２端部７２ｅと離れている。

第４膜部７４は、変形可能である。第４縁部７４ｒは、例えば、固定端である。第４端部７４ｅは、例えば、自由端である。

図１（ａ）に示すように、第４検知素子５４は、第４膜部７４に固定される。この例では、複数の第４検知素子５４が設けられている。これらの検知素子は、例えば、直列に接続される。

図１（ｆ）に示すように、第４検知素子５４は、第４磁性層１４ａと、第４対向磁性層１４ｂと、第４磁性層１４ａと第４対向磁性層１４ｂとの間に設けられた第４中間層１４ｃと、を含む。

第４磁性層１４ａは、例えば、磁化自由層である。第４対向磁性層１４ｂは、例えば、磁化固定層（例えば参照層）である。検知対象の圧力が第４膜部７４に加わり、第４膜部７４が変形する。第４磁性層１４ａの磁化と、第４対向磁性層１４ｂの磁化と、の間の角度が、第４膜部７４の変形に応じて変化する。第４磁性層１４ａと第４対向磁性層１４ｂとの間の抵抗は、第４膜部７４の変形に応じて変化する。

例えば、第４膜部７４に残留応力が存在する場合においても、第４膜部７４の形状は安定し易い。これにより、安定した検知が可能になる。

上記のように、この例の圧力センサ１１０においては、４つの膜部が設けられている。実施形態において、膜部の数は、任意である。

この例では、膜部において、固定端の幅は、自由端の幅よりも広い。複数の膜部の端部が１つの点に集まるように、複数の膜部のそれぞれは、固定端から自由端に向かって延びている。

例えば、第１膜部７１の第１方向（例えばＸ軸方向）に沿った幅は、第１縁部７１ｒから第１端部７１ｅに向かって減少する。第２膜部７２の第１方向に沿った幅は、第２縁部７２ｒら第２端部７２ｅに向かって減少する。第３膜部７３の第３方向（この例では、Ｙ軸方向）に沿った幅は、第３縁部７３ｒから第３端部７３ｅに向かって減少する。第４膜部７４の第３方向に沿った幅は、第４縁部７４ｒから第４端部７４ｅに向かって減少する。

第１端部７１ｅの第１方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿った長さは、第１延在部７１ｓの第１方向に沿った長さよりも短い。第２端部７２ｅの第１方向に沿った長さは、第２延在部７２ｓの第１方向に沿った長さよりも短い。第３端部７３ｅの第３方向（例えば、Ｙ軸方向）に沿った長さは、第３延在部７３ｓの第３方向に沿った長さよりも短い。第４端部７４ｅの第３方向に沿った長さは、第４延在部７４ｓの第３方向に沿った長さよりも短い。

例えば、第１膜部７１と第２膜部７２との間の間隔（間隔ｇ１）は、実質的に一定である。例えば、第１膜部７１の第１交差部７１ａの端と、第１膜部７１の第１端部７１ｅと、を結ぶ線は、第３膜部７３の第３交差部７３ａの端と、第３膜部７３の第３端部７３ｅと、を結ぶ線に沿っている。これらの線は、実質的に互い平行である。

間隔ｇ１は、例えば、０．１μｍ以上３μｍ以下である。間隔ｇ１は、例えば、１μｍ以下でも良い。間隔ｇ１が過度に大きいと、膜部に圧力が十分に加わらない場合がある。間隔ｇ１が過度に小さいと、製造が困難になり、安定した特性を得ることが困難になる。

後述するように、膜部に圧力が加わったときに、膜部の縁部（固定端）の近傍において、大きな歪（異方性歪）が生じる。実施形態において、検知素子を膜部の縁部の近傍に配置することで、大きな歪が検知素子に加わり、高い感度が得られる。

例えば、複数の第１検知素子５１は、第１縁部７１ｒに沿って並ぶ。例えば、第１検知素子５１と第１縁部７４ｒとの間の距離は、第１検知素子５１と第１端部７１ｅとの間の距離よりも短い。

図１（ｃ）に示すように、例えば、第１検知素子５１は、第２方向（Ｙ軸方向）における中心５１ｃを有する。中心５１ｃと第１延在部７１ｓとの間の第２方向に沿った距離ｄ５１は、第１端部７１ｅと第１延在部７１ｓとの間の第２方向に沿った距離ｄ７１の１／２以下である。距離ｄ５１は、距離ｄ７１の１／５でも良い。距離ｄ５１は、距離ｄ７１の１／１０でも良い。第１検知素子５１を第１延在部７１ｓの近傍に設けることで、高感度の検知ができる。

例えば、第１検知素子５１の少なくとも一部の第２方向（例えば、Ｙ軸方向）における位置は、第１交差部７１ａの少なくとも一部の第２方向における位置と重なっても良い。

第１検知素子５１の少なくとも一部の第２方向（例えば、Ｙ軸方向）における位置は、第１交差部７１ａの少なくとも一部の第２方向における位置と、第１端部７１ｅの第２方向における位置と、の間にあっても良い。

図１（ｃ）に示すように、例えば、膜部の交差部は、曲線状である。これにより、膜部の強度が向上する。歩留まりが向上し、生産性が向上する。

例えば、第１交差部７１ａ及び第１他端交差部７１ｂの少なくともいずれかは、曲線状の部分を含んでも良い。第２交差部７２ａ及び第２他端交差部７２ｂの少なくともいずれかは、曲線状の部分を含んでも良い。第３交差部７３ａ及び第３他端交差部７３ｂの少なくともいずれかは、曲線状の部分を含んでも良い。第４交差部７４ａ及び第４他端交差部７４ｂの少なくともいずれかは、曲線状の部分を含んでも良い。

図２は、圧力センサの特性を示すグラフ図である。
図２は、膜部が膜応力σ（例えば残留応力）を有するときの、膜部の「歪異方性傾き」を示している。この例では、所定の圧力±１Ｐａの圧力が、膜部に加えられる。図２の横軸は、Ｙ軸方向における相対的な位置Ｐｙである。縦軸は、歪異方性傾きＳ１である。歪異方性傾きＳ１は、異方性歪の印加圧力（±１Ｐａの変化）に対する変化率である。異方性歪みは、１つの方向における第１歪（最大主歪）と、別の１つの方向（第１歪の方向に対して直交する方向）における第２歪（最小主歪）と、の差のである。歪異方性傾きＳ１が大きいときに、感度が高い。図２において、歪異方性傾きＳ１は相対値として示している。

図２において、膜部の膜応力σが、０ＭＰａ、１０ＭＰａ、または、５０ＭＰａであるときの結果が示されている。膜応力σが０ＭＰａである場合には、±１Ｐａの応力が加えられることに対応する。そして、そのときの第１歪と第２歪との差が、歪異方性傾きＳ１に対応する。

図２に示すように、膜応力σが変化すると、歪異方性傾きＳ１は、変化する。このとき、位置Ｐｙと第１縁部７１ｒとの間の距離が、位置Ｐｙと第１端部７１ｅとの間の距離よりも短い領域においては、膜応力σが０ＭＰａ、１０ＭＰａ、または、５０ＭＰａのいずれのときも、高い歪異方性傾きＳ１が得られる。このような領域に、検知素子５０を配置することが望ましい。

例えば、第１検知素子５１の第２方向（Ｙ軸方向）における中心５１ｃと、第１端部７１ｅ、との間の第２方向に沿った距離は、第１端部７１ｅと第１延在部７１ｓとの間の第２方向に沿った距離ｄ７１の０．５倍以上０．９倍以下である。この距離は、距離ｄ７１の０．８倍以上でも良い。この距離は、距離ｄ７１の０．８５倍以上でも良い。このような位置に第１検知素子５１を設けることで、高感度の検知ができる。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の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（ａ）に示すように、本実施形態に係る別の圧力センサ１１１においては、交差部は、直線的に延びる。これ以外は、圧力センサ１１０と同様である。

例えば、第１交差部７１ａ、第１他端交差部７１ｂ、第２交差部７２ａ、第２他端交差部７２ｂ、第３交差部７３ａ、第３他端交差部７３ｂ、第４交差部７４ａ、及び、第４他端交差部７４ｂ、少なくともいずれかは、直線状の部分を含んでも良い。

図３（ｂ）に示すように、本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が設けられ、第３検知素子５３及び第４検知素子５４は省略されている。これ以外は、圧力センサ１１０と同様である。

例えば、第１検知素子５１が設けられる第１膜部７１の第１延在部７１ｓの長さは、第３検知素子５３が設けられる第３膜部７３の第３延在部７３ｓの長さよりも長い。長い延在部を有する膜部に検知素子を設けても良い。

図４は、第１の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に示すように、本実施形態に係る別の圧力センサ１１３においては、第１検知素子５１が設けられる第１膜部７１の第１延在部７１ｓの長さは、第３検知素子５３が設けられる第３膜部７３の第３延在部７３ｓの長さと、実質的に同じである。これ以外は、圧力センサ１１０と同様である。

圧力センサ１１１〜１１３においても、検知の安定性を向上できる圧力センサを提供できる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の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に示すように、第２の実施形態に係る別の圧力センサ１２０においては、第１膜部７１の第１縁部７１ｒは、第１延在部７１ｓ及び第１交差部７１ａを含み、第１他端交差部７１ｂを含まない。第２膜部７２の第２縁部７２ｒは、第２延在部７２ｓ及び第２交差部７２ａを含み、第２他端交差部７２ｂを含まない。第３縁部７１ｒは、第３他端交差部７３ｂを含まない。第４縁部７４ｒは、第４他端交差部７４ｂを含まない。これ以外は、圧力センサ１１０と同様である。

圧力センサ１２０においても、検知の安定性を向上できる圧力センサを提供できる。

以下、第１及び第２の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６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６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。第１磁化固定層２０９は、例えば、第１〜第４対向磁性層１１ｂ〜１４ｂのいずれかに対応する。磁化自由層２１０は、例えば、第１〜第４磁性層１１ａ〜１４ａのいずれかに対応する。中間層２０３は、第１〜第４中間層１１ｃ〜１４ｃのいずれかに対応する。下部電極２０４は、例えば、第２電極５８ｂに対応する。上部電極２１２は、例えば、第１電極５８ａに対応する。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）、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、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、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（例えば膜部）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や膜部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−ａ）_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７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７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）、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、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８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８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９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９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。第１磁化固定層２０９は、例えば、第１〜第４対向磁性層１１ｂ〜１４ｂのいずれかに対応する。磁化自由層２１０は、例えば、第１〜第４磁性層１１ａ〜１４ａのいずれかに対応する。中間層２０３は、第１〜第４中間層１１ｃ〜１４ｃのいずれかに対応する。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１０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１０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。第１磁化固定層２０９は、例えば、第１〜第４対向磁性層１１ｂ〜１４ｂのいずれかに対応する。磁化自由層２１０は、例えば、第１〜第４磁性層１１ａ〜１４ａのいずれかに対応する。中間層２０３は、第１〜第４中間層１１ｃ〜１４ｃのいずれかに対応する。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。下部第１磁化固定層２２４及び上部第１磁化固定層２２８は、例えば、第１〜第４対向磁性層１１ｂ〜１４ｂのいずれかに対応する。磁化自由層２２６は、例えば、第１〜第４磁性層１１ａ〜１４ａのいずれかに対応する。

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、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。第１磁化自由層２４１は、第１〜第４磁性層１１ａ〜１４ａのいずれかに対応する。第２磁化自由層２４２は、第１〜第４対向磁性層１１ｂ〜１４ｂのいずれかに対応する。この例では、第１〜第４対向磁性層１１ｂ〜１４ｂ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３の実施形態）
図１３は、第３の実施形態に係るマイクロフォンを例示する模式図である。
図１３に示すように、本実施形態に係るマイクロフォン６１０は、上記の実施形態に係る任意の圧力センサ、または、それらの変形に係る圧力センサを含む。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６１０は、例えば、携帯情報端末７１０に設けられる。圧力センサ１１０の膜部は、例えば、携帯情報端末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。膜部の配置は、任意である。実施形態によれば、検知の安定性を向上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レコーダーやピンマイクロフォンなどに設けられても良い。

図１４は、第３の実施形態に係る別の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、プリント基板３２１と、カバー３２３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。プリント基板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。高感度な圧力センサ１１０を用いることにより、高感度なマイクロフォン３２０が得られる。例えば、圧力センサ１１０をプリント基板３２１の上に搭載し、電気信号線を設ける。圧力センサ１１０を覆うように、プリント基板３２１の上にカバー３２３が設けられる。検知の安定性を向上できるマイクロフォンが提供できる。

（第４の実施形態）
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第４の実施形態に係る血圧センサを例示する模式図である。
図１５（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１５（ｂ）は、図１５（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。本実施形態によれば、検知の安定性を向上できる血圧センサが提供できる。高感度で血圧が測定できる。

（第５の実施形態）
図１６は、第５の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。

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。

複数の圧力センサ１１０のそれぞれは、複数の第１配線３４６と複数の第２配線３４７とのそれぞれ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のそれぞれの一端３１０ａは、複数の第１配線３４６のそれぞれと接続される。複数の圧力センサ１１０のそれぞれの他端３１０ｂは、複数の第２配線３４７のそれぞれと接続される。

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。圧力センサ１１０は、小型で高感度な圧力センシングが可能である。そのため、高精細なタッチパネルを実現することが可能である。

実施形態によれば、検知の安定性を向上できるタッチパネルが提供できる。高感度のタッチ入力が可能になる。

実施形態に係る圧力センサは、上記の応用の他に、気圧センサ、または、タイヤの空気圧センサなどに応用されても良い。実施形態に係る圧力センサは、様々な圧力検知に応用することができる。

実施形態は、例えば、以下の特徴を含む。
（特徴１）
保持部と、
第１膜部であって、
第１方向に沿って延びる第１延在部と、前記第１方向と交差して延び前記第１延在部の一端と接続された第１交差部と、を含み前記保持部に保持された第１縁部と、
前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記第１縁部と並ぶ第１端部と、
を含み変形可能な前記第１膜部と、
前記第１膜部に固定され、第１磁性層と、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、を含む第１検知素子と、
を備えた圧力センサ。
（特徴２）
前記第１縁部は、前記第１方向と交差して延び前記第１延在部の他端と接続された第１他端交差部をさらに含み、
前記第１他端交差部の延在方向は、前記第１交差部の延在方向と交差する、特徴１記載の圧力センサ。
（特徴３）
前記第１端部の前記第１方向に沿った長さは、前記第１延在部の前記第１方向に沿った長さよりも短い、特徴１または２に記載の圧力センサ。
（特徴４）
前記第１交差部は、曲線状の部分を含む、特徴１〜３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴５）
前記第１方向及び前記第２方向と交差する方向における前記第１端部の位置は、前記第１膜部の変形に応じて変化する、特徴１〜４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴６）
前記第１検知素子の少なくとも一部の前記第２方向における位置は、前記第１交差部の少なくとも一部の前記第２方向における位置と重なる、特徴１〜５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴７）
前記第１検知素子の少なくとも一部の前記第２方向における位置は、前記第１交差部の少なくとも一部の前記第２方向における位置と、前記第１端部の前記第２方向における位置と、の間にある、特徴１〜５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴８）
前記第１検知素子は、前記第２方向における中心を有し、
前記中心と前記第１延在部との間の前記第２方向に沿った距離は、前記第１端部と前記第１延在部との間の前記第２方向に沿った距離の１／５以下である、特徴１〜５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴９）
前記第１検知素子は、前記第２方向における中心を有し、
前記中心と前記第１端部との間の前記第２方向に沿った距離は、前記第１端部と前記第１延在部との間の前記第２方向に沿った距離の０．８倍以上０．９倍以下である、特徴１〜５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴１０）
前記第１方向に沿って延びる第２延在部と、前記第１方向と交差して延び前記第２延在部の一端と接続された第２交差部と、を含み前記保持部に保持された第２縁部と、前記第２方向に沿って前記第２縁部と並ぶ第２端部と、を含み変形可能な第２膜部と、
前記第２膜部に固定され、第２磁性層と、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、を含む第２検知素子と、
を備え、
前記第１端部の前記第２方向における位置は、前記第１縁部の前記第２方向における位置と、前記第２縁部の前記第２方向における位置と、の間にあり、
前記第２端部の前記第２方向における位置は、前記第１端部の前記第２方向における前記位置と、前記第２縁部の前記第２方向における前記位置と、の間にあり、
前記第２端部は、前記第１端部と離れている、特徴１〜４のいずれか１つに記載に記載の圧力センサ。
（特徴１１）
前記第２縁部は、前記第１方向と交差して延び前記第２延在部の他端と接続された第２他端交差部をさらに含み、
前記第２他端交差部の延在方向は、前記第２交差部の延在方向と交差する、特徴１０記載の圧力センサ。
（特徴１２）
前記第２延在部は、前記第１方向において、前記第２交差部の一部と、前記第２他端交差部の一部と、の間に位置する、特徴１０または１１に記載の圧力センサ。
（特徴１３）
前記第２端部の前記第１方向に沿った長さは、前記第２延在部の前記第１方向に沿った長さよりも短い、特徴１０〜１２のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴１４）
前記第２交差部は、曲線状の部分を含む、特徴１０〜１３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴１５）
前記第１方向と交差する第３方向に沿って延びる第３延在部と、前記第３方向と交差して延び前記第３延在部の一端と接続された第３交差部と、を含み前記保持部に保持された第３縁部と、前記第３方向と交差する第４方向に沿って前記第３縁部と並ぶ第３端部と、を含み変形可能な第３膜部と、
前記第３膜部に固定され、第３磁性層と、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、を含む第３検知素子と、
を備え、
前記第２交差部は、前記第２方向において前記第１交差部と並び、
前記第３延在部の前記第２方向における位置は、前記第１交差部の少なくとも一部の前記第２方向における位置と、前記第２交差部の少なくとも一部の前記第２方向における位置と、の間にあり、
前記第３交差部の前記第２方向における位置は、前記第３延在部の前記第２方向における前記位置と、前記第１交差部の前記少なくとも一部の前記第２方向における前記位置と、の間にあり、
前記第３端部は、前記第１端部及び前記第２端部と離れている、特徴１０〜１４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴１６）
前記第３縁部は、前記第３方向と交差して延び前記第３延在部の他端と接続された第３他端交差部をさらに含み、
前記第３他端交差部の延在方向は、前記第３交差部の延在方向と交差する、特徴１５記載の圧力センサ。
（特徴１７）
前記第３方向は、前記第２方向に沿う、特徴１５または１６に記載の圧力センサ。
（特徴１８）
前記第３方向に沿って延びる第４延在部と、前記第３方向と交差して延び前記第４延在部の一端と接続された第４交差部と、を含み前記保持部に保持された第４縁部と、前記第４方向に沿って前記第４縁部と並ぶ第４端部と、を含み変形可能な第４膜部と、
前記第４膜部に固定され、第４磁性層と、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、を含む第４検知素子と、
を備え、
前記第３端部の前記第４方向における位置は、前記第３縁部の前記第４方向における位置と、前記第４縁部の前記第４方向における位置と、の間にあり、
前記第４端部の前記第４方向における位置は、前記第３端部の前記第４方向における前記位置と、前記第４縁部の前記第４方向における前記位置と、の間にあり、
前記第４端部は、前記第３端部と離れている、特徴１５〜１７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴１９）
前記第４縁部は、前記第３方向と交差して延び前記第４延在部の他端と接続された第４他端交差部をさらに含み、
前記第４他端交差部の延在方向は、前記第４交差部の延在方向と交差する、特徴１８記載の圧力センサ。
（特徴２０）
前記第１磁性層の磁化と、前記第１対向磁性層の磁化と、の間の角度は、前記第１膜部の変形に応じて変化する、特徴１〜１９のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴２１）
前記第１磁性層と前記第１対向磁性層との間の抵抗は、前記第１膜部の変形に応じて変化する、特徴１〜２０のいずれか１つに記載の圧力センサ。
（特徴２２）
特徴１〜２１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。
（特徴２３）
特徴１〜２１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。
（特徴２４）
特徴１〜２１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。

実施形態によれば、検知の安定性を向上できる圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルを提供できる。

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、及び、電極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、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルを基にして、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、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルも、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〜１４ａ…第１〜第４磁性層、 １１ｂ〜１４ｂ…第１〜第４対向磁性層、 １１ｃ〜１４ｃ…第１〜第４中間層、 ５０、５０Ａ、５０ＡＡ、５０ＡＢ、５０ＡＣ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ…検知素子、 ５１〜５４…第１〜第４検知素子、 ５１ｃ…中心、 ５８ａ、５８ｂ…第１、第２電極、 ７０ｈ…空洞、 ７０ｓ…保持部、
７１〜７４…第１〜第４膜部、 ７１ａ〜７４ａ…第１〜第４交差部、 ７１ｂ〜７１ｂ…第１〜第４他端交差部、 ７１ｅ〜７４ｅ…第１〜第４端部、 ７１ｒ〜７４ｒ…第１〜第４縁部、 ７１ｓ〜７４ｓ…第１〜第４延在部、 ７１ｓｅ〜７４ｓｅ…一端、 ７１ｓｆ〜７４ｓｆ…他端、 ７９…膜部、 ７９ｒ…縁部、 σ…膜応力、 １１０、１１０ａ、１１１〜１１３、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…プリント基板、 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、 ６１０…マイクロフォン、 ６２０…表示部、 ７１０…携帯情報端末、 ＡＲ…矢印、 Ｐｙ…位置、 Ｓ１…歪異方性傾き、 ｄ５１、ｄ７１…距離、 ｇ１…間隔

本発明の実施形態は、センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルに関する。

本発明の実施形態は、検知の安定性を向上できるセンサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルを提供する。

本発明の実施形態によれば、圧力センサは、保持部と、第１膜部と、複数の第１検知素子と、を含む。前記第１膜部は、第１縁部と、第１端部と、を含む。前記第１縁部は、第１方向に沿って延びる第１延在部を含み、前記保持部に保持される。前記第１端部は、前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記第１縁部と並ぶ。前記第１膜部は、変形可能である。前記複数の第１検知素子は、前記第１膜部に固定され前記第１縁部に沿って並び互いに電気的に接続される。複数の第１検知素子は、第１磁性層と、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。

Claims (1)

1. 保持部と、
   第１膜部であって、
   第１方向に沿って延びる第１延在部と、前記第１方向と交差して延び前記第１延在部の一端と接続された第１交差部と、を含み前記保持部に保持された第１縁部と、
   前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記第１縁部と並ぶ第１端部と、
   を含み変形可能な前記第１膜部と、
   前記第１膜部に固定され、第１磁性層と、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、を含む第１検知素子と、
   を備えた圧力センサ。

Images