JP2022065866A - 磁気センサ及び検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】感度の向上が可能な磁気センサ及び検査装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、磁気センサは、第１素子部を含む。第１素子部は、第１磁気素子、第１、第２構造体、第１、第２磁性部材を含む。第１磁気素子は、第１磁性層と、第１対向磁性層と、第１非磁性層と、を含む。第１磁性層から第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う。第１構造体は、第１サイド磁性層を含む。第２構造体は、第２サイド磁性層を含む。第１磁気素子は、第１方向と交差する第２方向において第１構造体と第２構造体との間にある。第１磁気素子は、第１サイド磁性層及び第２サイド磁性層から離れる。第１サイド磁性層から第１磁性部材への方向は、第１方向に沿う。第２サイド磁性層から第２磁性部材への方向は、第１方向に沿う。第１磁気素子から、第１磁性部材と第２磁性部材との間の領域への方向は、第１方向に沿う。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気センサ及び検査装置に関する。
磁性層を用いた磁気センサがある。磁気センサを用いた検査装置がある。磁気センサにおいて、感度の向上が望まれる。
特開２０１８－１５５７１９号公報
本発明の実施形態は、感度の向上が可能な磁気センサ及び検査装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、磁気センサは、第１素子部を含む。第１素子部は、第１磁気素子、第１構造体、第２構造体、第１磁性部材及び第２磁性部材を含む。前記第１磁気素子は、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非磁性層と、を含む。前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う。前記第１構造体は、第１サイド磁性層を含む。前記第２構造体は、第２サイド磁性層を含む。前記第１磁気素子は、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１構造体と前記第２構造体との間にある。前記第１磁気素子は、前記第１サイド磁性層及び前記第２サイド磁性層から離れる。前記第１サイド磁性層から前記第１磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う。前記第２サイド磁性層から前記第２磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う。前記第１磁気素子から、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間の領域への方向は、前記第１方向に沿う。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図２（ａ）～図２（ｃ）は、磁気センサに関するシミュレーションモデルを例示する模式図である。 図３は、磁気センサの特性を例示するグラフ図である。 図４（ａ）～図４（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示する模式図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示する模式図である。 図８（ａ）～図８（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。 図１２は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。 図１３（ａ）～図１３（ｃ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。 図１４は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。 図１５は、第３実施形態に係る磁気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実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第４実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、第５実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１９（ａ）～図１９（ｃ）は、第５実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図２０は、第６実施形態に係る検査装置を示す模式的斜視図である。 図２１は、第６実施形態に係る検査装置を示す模式的平面図である。 図２２は、第６実施形態に係る磁気センサ及び検査装置を示す模式図である。 図２３は、第６実施形態に係る検査装置を示す模式図である。
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。
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）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図１（ｂ）は、平面図である。これらの図において、図を見やすくするために一部の要素が省略されている。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１０は、第１素子部１１Ｐを含む。
第１素子部１１Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ、第１構造体ＳＢ１、第２構造体ＳＢ２、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を含む。第１磁気素子１１Ｅは、第１磁性層１１、第１対向磁性層１１ｏ及び第１非磁性層１１ｎを含む。第１非磁性層１１ｎは、第１磁性層１１と第１対向磁性層１１ｏとの間に設けられる。例えば、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの積層順は任意である。
第１磁性層１１から第１対向磁性層１１ｏへの方向は、第１方向に沿う。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。
第１構造体ＳＢ１は、第１サイド磁性層３１を含む。第２構造体ＳＢ２は、第２サイド磁性層３２を含む。第１磁気素子１１Ｅは、第１方向と交差する第２方向において、第１構造体ＳＢ１と第２構造体ＳＢ２との間にある。第２方向は、例えば、Ｘ軸方向である。第１磁気素子１１Ｅは、第１サイド磁性層３１及び第２サイド磁性層３２から離れる。例えば、第１磁気素子１１Ｅは、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２から離れる。
第１磁気素子１１Ｅから、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。この例では、絶縁部材６５が設けられている。絶縁部材６５の１つの領域６６ａは、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間にある。
この例では、第１構造体ＳＢ１は、第１サイド対向磁性層３１ｏと、第１サイド非磁性層３１ｎと、を含む。第１サイド磁性層３１から第１サイド対向磁性層３１ｏへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第１サイド非磁性層３１ｎは、第１サイド磁性層３１と第１サイド対向磁性層３１ｏと、の間にある。
この例では、第２構造体ＳＢ２は、第２サイド対向磁性層３２ｏと、第２サイド非磁性層３２ｎと、を含む。第２サイド磁性層３２から第２サイド対向磁性層３２ｏへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第２サイド非磁性層３２ｎは、第２サイド磁性層３２と第２サイド対向磁性層３２ｏと、の間にある。
例えば、第１磁性層１１は、第１サイド磁性層３１と第２サイド磁性層３２との間にある。例えば、第１対向磁性層１１ｏは、第１サイド対向磁性層３１ｏと第２サイド対向磁性層３２ｏとの間にある。例えば、第１非磁性層１１ｎは、第１サイド非磁性層３１ｎと第２サイド非磁性層３２ｎとの間にある。
例えば、第１サイド磁性層３１及び第２サイド磁性層３２の材料は、第１磁性層１１の材料と実質的に同じである。例えば、第１サイド対向磁性層３１ｏ及び第２サイド対向磁性層３２ｏの材料は、第１対向磁性層１１ｏの材料と実質的に同じである。例えば、第１サイド非磁性層３１ｎ及び第２サイド非磁性層３２ｎの材料は、第１非磁性層１１ｎの材料と実質的に同じである。
磁気センサ１１０における上記の構成は、例えば、第１磁気素子１１Ｅ、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２となる積層膜を加工することで形成できる。第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの少なくともいずれかは、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの少なくともいずれかを含む。第１非磁性層１１ｎは、Ｃｕ、Ａｇ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１磁気素子１１は、例えば、ＧＭＲ（Giant Magnetic Resistance）素子である。
図１（ｂ）に示すように、磁気センサ１１０に検出回路７５が設けられても良い。検出回路７５は、例えば処理部７０に含まれても良い。検出回路７５は、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗を検出可能である。例えば、検出回路７５から検出電流Ｉｓが第１磁気素子１１Ｅに供給され、検出回路７５は、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗の変化に対応する信号を出力可能である。
第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗は、磁気センサ１１０に加わる磁界の変化に応じて変化する。磁界は、検出対象の磁界であり、外部磁界である。外部磁界は、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を介して第１磁気素子１１Ｅに導入される。第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２は、外部磁界を集める。集中された磁界が第１磁気素子１１Ｅに導入されることで、高い検出感度が得られる。第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２は、例えば、ＭＦＣ（Magnetic Flux Concentrator）として機能する。
実施形態においては、第１磁気素子１１Ｅに加えて、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２が設けられる。これにより、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２が設けられない場合に比べて、高い感度が得られる。例えば、第１磁気素子１１ＥのＸ軸方向の両端部が大きな面積で第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２と重なる場合に比べて、高い感度が得られる。磁気センサの特性の例については、後述する。
図１（ａ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅは、第１磁気素子端部１１Ｅａ及び第１磁気素子他端部１１Ｅｂを含む。第１磁気素子端部１１Ｅａは、第１構造体ＳＢ１と第１磁気素子他端部１１Ｅｂとの間にある。第１磁気素子他端部１１Ｅｂは、第１磁気素子端部１１Ｅａと第２構造体ＳＢ２との間にある。第１磁性部材５１は、第１磁性部材端部５１ａ及び第１磁性部材他端部５１ｂを含む。第２磁性部材５２は、第２磁性部材端部５２ａ及び第２磁性部材他端部５２ｂを含む。第２方向（例えば、Ｘ軸方向）において、第１磁性部材端部５１ａと第２磁性部材他端部５２ｂとの間に第１磁性部材他端部５１ｂがある。第２方向において、第１磁性部材他端部５１ｂと第２磁性部材他端部５２ｂとの間に第２磁性部材端部５２ａがある。
図１（ａ）の例では、第１磁気素子端部１１Ｅａは、Ｚ軸方向において、第１磁性部材５１と重なる。第１磁気素子他端部１１Ｅｂは、Ｚ軸方向において、第２磁性部材５２と重なる。第１磁性部材他端部５１ｂは、Ｚ軸方向において、第１磁気素子１１Ｅと重なる。第２磁性部材端部５２ａは、Ｚ軸方向において、第１磁気素子１１Ｅと重なる。第１磁気素子１１Ｅは、第１磁気素子端部１１Ｅａと第１磁気素子他端部１１Ｅｂとの間の部分１１Ｅｃを含む。部分１１Ｅｃは、第１磁気素子１１Ｅの第２方向（例えばＸ軸方向）における中央部分に対応する。部分１１Ｅｃは、Ｚ軸方向において、領域６６ａと重なる。後述するように、上記の端部の位置は、変形可能である。第１磁性部材端部５１ａ及び第２磁性部材他端部５２ｂは、Ｚ軸方向に対して傾斜しても良い。第２磁性部材他端部５２ｂは、例えば、テーパ状の側面を有しても良い。
以下、磁気センサの特性のシミュレーション結果の例について説明する。
図２（ａ）～図２（ｃ）は、磁気センサに関するシミュレーションモデルを例示する模式図である。
図２（ａ）に示すように、シミュレーションのモデルである第１構成ＣＦ１においては、第１磁気素子１１Ｅ、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２が設けられる。シミュレーションのモデルにおいては、第１磁気素子１１Ｅは、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２と接する。但し、第１磁気素子１１Ｅは、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２から電気的に絶縁される。第１構成ＣＦ１においては、第１磁気素子１１Ｅ、第１構造体ＳＢ１及び第１構造体ＳＢ２の合計のＸ軸方向の幅ｗｓは、８μｍで一定である。第１磁気素子端部１１Ｅａは、Ｚ軸方向において、第１磁性部材他端部５１ｂと重なる。第１磁気素子他端部１１Ｅｂは、Ｚ軸方向において、第２磁性部材端部５２ａと重なる。第１磁気素子１１ＥのＸ軸方向の幅ｗ１は、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の距離（ギャップ長ｗ５０）と同じである。ギャップ長ｗ５０（すなわち、幅ｗ１）を１μ～７μｍで変化させたときの第１磁気素子１１Ｅにおける平均磁束密度がシミュレーションにより算出される。シミュレーションにおいて、第１磁気素子１１Ｅと第１磁性部材５１との間の距離ｄ１は、０．３μｍである。第１磁気素子１１Ｅの厚さｔ１（Ｚ軸方向に沿う長さ）は、０．０３μｍである。第１磁気素子１１ＥのＹ軸方向に沿う長さＬ１（図１（ｂ）参照）は、５００μｍである。第１磁性部材５１のＹ軸方向に沿う長さＬ５１（図１（ｂ）参照）は、１００μｍである。
図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、シミュレーションのモデルである第２構成ＣＦ２及び第３構成ＣＦ３においては、第１磁気素子１１Ｅが設けられ、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２が設けられない。第２構成ＣＦ２においては、第１磁気素子１１ＥのＸ軸方向の幅ｗ１は、８μｍで一定である。第２構成ＣＦ２において、ギャップ長ｗ５０を１μ～７μｍで変化させたときの、第１磁気素子１１Ｅにおける平均磁束密度がシミュレーションにより算出される。第３構成ＣＦ３においては、第１磁気素子１１ＥのＸ軸方向の幅ｗ１は、ギャップ長ｗ５０と同じである。第３構成ＣＦ３において、ギャップ長ｗ５０を１μ～７μｍで変化させたときの、第１磁気素子１１Ｅにおける平均磁束密度がシミュレーションにより算出される。
第１～第３構成ＣＦ１～ＣＦ３のシミュレーションにおいて、外部磁界として、１０ｅの磁界が加えられたときの第１磁気素子１１Ｅにおける平均磁束密度が算出される。
図３は、磁気センサの特性を例示するグラフ図である。
図３の横軸は、ギャップ長ｗ５０（μｍ）である。縦軸は、第１磁気素子１１Ｅにおける平均磁束密度Ｂ１（Ｔ）である。図３に示すように、第１構成ＣＦ１においては、第２構成ＣＦ２及び第３構成ＣＦ３と比べて、第１磁気素子１１Ｅにおける平均磁束密度Ｂ１が高い。
第１磁性部材５１または第２磁性部材５２と重なる領域のうちで、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａからＸ軸方向に沿って離れた部分では、検出磁界は、主に第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を通過する。この部分においては、領域６６ａと比べて検出磁界が弱まると考えられる。第２構成ＣＦ２においては、第１磁気素子１１Ｅのうちで磁界が弱い領域の面積が、大きい。このため、第１磁気素子１１Ｅにおける平均磁束密度Ｂ１が低い。第２構成ＣＦ２では、第１磁気素子１１Ｅにおける電気抵抗の、外部磁界の変化に対する変化率は、低い。このため、感度を十分に高くすることが困難である。
第３構成ＣＦ３においては、第１磁気素子１１Ｅは、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａに対応して設けられる。このため、第２構成ＣＦ２と第３構成ＣＦ３との間で、平均磁束密度Ｂ１に大きな差は生じていない。第３構成ＣＦ３においては、第２構成ＣＦ２と比べて、第１磁気素子１１Ｅの幅（Ｘ軸方向に沿った長さ）は小さい。このため、反磁界が大きくなり、検出磁束は、第１磁気素子１１Ｅに入り難い。しかしながら、第３構成ＣＦ３においては、第１磁性部材５１または第２磁性部材５２と重なる領域において、第１磁気素子１１Ｅの磁束が減少し難い。その結果、第２構成ＣＦ２と第３構成ＣＦ３との間で、平均磁束密度Ｂ１に大きな差は生じないと考えられる。
第１構成ＣＦ１においては、第１磁気素子１１Ｅにおける平均磁束密度Ｂ１は、第２構成ＣＦ２及び第３構成ＣＦ３における平均磁束密度Ｂ１よりも高い。第１構成ＣＦ１においては、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２に電流が流れない。このため、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２において、磁束密度の低減に起因する感度の低下は、抑制される。さらに、例えば、第１構造体ＳＢ１と第１磁気素子１１Ｅとの間の距離、及び、第２構造体ＳＢ２と第１磁気素子１１Ｅとの間の距離を十分小さくすることにより、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２の効果により、第１磁気素子１１Ｅにおける反磁界は、第２構成ＣＦ２と同様に小さくなる。第１構成ＣＦ１においては、第１磁気素子１１Ｅは、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａに対応して設けられ、さらに、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２が設けられる。これにより、さらに多くの磁界を第１磁気素子１１Ｅに導入できると考えられる。第１構成ＣＦ１においては、高い感度が得られる。
以下、実施形態に係る磁気センサのいくつかの例について説明する。
図４（ａ）～図４（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。
図４（ａ）に示すように、磁気センサ１１０ａにおいては、第１磁気素子１１Ｅの両端部は、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２と重なる。例えば、第１磁気素子１１Ｅは、第１重畳領域１１ｓａ及び第２重畳領域１１ｓｂを含む。第１重畳領域１１ｓａは、第１方向（Ｚ軸方向）において第１磁性部材５１と重なる。第２重畳領域１１ｓｂは、第１方向において第２磁性部材５２と重なる。これらの重畳領域のＸ軸方向に沿う幅（長さ）は、小さい。例えば、第１重畳領域１１ｓａの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う長さｗｓ１は、第１構造体ＳＢ１の第２方向に沿う長さｗＳＢ１よりも短い。第２重畳領域１１ｓｂの第２方向に沿う長さｗｓ２は、第２構造体ＳＢ２の第２方向に沿う長さｗＳＢ２よりも短い。重畳領域のＸ軸方向に沿う幅（長さ）が小さいことで、高い磁界を効果的に第１磁気素子１１Ｅに導入できる。１つの例において、例えば、長さｗｓ１は、長さｗＳＢ１の０．０１倍以上０．９倍以下である。例えば、長さｗｓ２は、長さｗＳＢ２の０．０１倍以上０．９倍以下である。
図４（ｂ）に示すように、磁気センサ１１０ｂにおいては、第１磁気素子１１Ｅの両端部は、第１磁性部材５１の内側の端部、及び、第２磁性部材５２の内側の端部と重なる。例えば、第１磁気素子端部１１Ｅａは、第１方向（Ｚ軸方向）において第１磁性部材他端部５１ｂと重なる。第１磁気素子他端部１１Ｅｂは、第１方向において第２磁性部材端部５２ａと重なる。第１磁気素子１１Ｅが、磁界の強度が高い、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａに対応して設けられる。さらに、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２が設けられる。これにより、高い感度が得られる。
図４（ｃ）に示すように、磁気センサ１１０ｃにおいては、第１磁気素子１１Ｅの両端部は、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２の内側にある。例えば、第１磁気素子端部１１Ｅａの第２方向（例えば、Ｘ軸方向）における位置は、第１磁性部材他端部５１ｂの第２方向における位置と、第２磁性部材端部５１ａの第２方向における位置と、の間にある。第１磁気素子他端部１１Ｅｂの第２方向における位置は、第１磁性部材他端部５１ｂの第２方向における位置と、第２磁性部材端部５２ａの第２方向における位置と、の間にある。第１磁気素子１１Ｅが、磁界の強度が高い、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａに対応して設けられる。さらに、第１構造体ＳＢ１及び第２構造体ＳＢ２が設けられる。これにより、高い感度が得られる。
実施形態において、第１磁気素子端部１１Ｅａ及び第１磁気素子他端部１１Ｅｂの一方が、Ｚ軸方向において、第１磁性部材５１または第２磁性部材５２と重なっても良い。
図４（ａ）に示すように、例えば、実施形態において、第１磁性層１１と第１サイド磁性層３１との間の第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿う距離を距離ｇ１とする。実施形態において、距離ｇ１は、例えば、０．５ｎｍ以上であることが好ましい。距離ｇ１は、例えば、第１磁気素子１１Ｅの厚さｔ１（図２（ａ）参照）以下であることが好ましい。第１磁性層１１と第１サイド対向磁性層３２ｏとの間の第２方向に沿う距離を距離ｇ２とする。距離ｇ２は、例えば、０．５ｎｍ以上であることが好ましい。距離ｇ２は、例えば、第１磁気素子１１Ｅの厚さｔ１（図２（ａ）参照）以下であることが好ましい。これらの距離が０．５ｎｍ以上であることで、良好な絶縁性が得られる。これらの距離が厚さｔ１以下であることで、第１磁気素子１１Ｅと磁性部材との間の磁気結合が得やすくなる。例えば、第１磁気素子１１Ｅにおける反磁界が低減できる。例えば、外部磁界をより効率的に第１磁気素子１１Ｅに導入し易くなる。
実施形態において、第１磁気素子１１Ｅの第３方向の長さを長さＬ１（図１（ｂ）とする。第３方向は、第１方向及び第２方向を含む平面と交差する。第３方向は、例えばＹ軸方向に沿う。１つの例において、長さＬ１（図１（ｂ）参照）は、幅ｗ１（図２（ａ）参照）よりも長い。例えば、第１磁性層１１のＹ軸方向に沿う長さは、第１磁性層１１のＸ軸方向に沿う長さよりも長い。例えば、第１対向磁性層１１ｏのＹ軸方向に沿う長さは、第１対向磁性層１１ｏのＸ軸方向に沿う長さよりも長い。例えば、第１非磁性層１１ｎのＹ軸方向に沿う長さは、第１非磁性層１１ｎのＸ軸方向に沿う長さよりも長い。１つの例において、外部磁界がないときに、第１磁性層１１の磁化はＹ軸方向に沿い第１対向磁性層１１ｏの磁化はＹ軸方向に沿う。
１つの例において、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの一方が磁化自由層であり、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの他方が参照層である。別の例において、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの両方が磁化自由層でもよい。外部磁界の変化に応じて、第１磁性層１１の磁化の向き、及び、第１対向磁性層１１ｏの磁化の向きの少なくともいずれかが変化する。磁化の向きの変化に応じて、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗が変化する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図５（ａ）は、図５（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図５（ｂ）は、平面図である。これらの図において、図を見やすくするために一部の要素が省略されている。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１１は、第１素子部１１Ｐを含む。磁気センサ１１１においては、第１素子部１１Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ、第１構造体ＳＢ１、第２構造体ＳＢ２、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２に加えて、第１導電部材２１を含む。磁気センサ１１１において、第１磁気素子１１Ｅ、第１構造体ＳＢ１、第２構造体ＳＢ２、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２の構成は、磁気センサ１１０、または、磁気センサ１１０ａ～１１０ｃと同様で良い。
図５（ａ）に示すように、第１導電部材２１は、第１方向（Ｚ軸方向）において、第１磁気素子１１Ｅと重なる。
図５（ｂ）に示すように、第１導電部材２１には、交流成分を含む第１電流Ｉ１が供給されることが可能である。例えば、第１回路７１が設けられる。第１回路７１は、処理部７０に含まれても良い。第１回路７１から第１導電部材２１に第１電流Ｉ１が供給される。第１電流Ｉ１は、Ｙ軸方向に沿って流れる。第１電流Ｉ１により、Ｚ軸方向の成分を有する磁界が生じる。この磁界が、第１磁気素子１１Ｅに印加される。例えば、第１電流Ｉ１による磁界も、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２により集められ、集中した磁界が第１磁気素子１１Ｅに導入される。
以下、第１導電部材２１に電流が流れたときの第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗の変化の例について説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示する模式図である。
これらの図の横軸は、第１導電部材２１に流れる電流（例えば第１電流Ｉ１）の値に対応する。縦軸は、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘである。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、実施形態において、電気抵抗Ｒｘは、電流（第１電流Ｉ１）の変化に対して偶関数の特性を示す。
例えば、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘは、第１導電部材２１に第１値電流Ｉａ１が供給されたときに第１値Ｒ１である。電気抵抗Ｒｘは、第１導電部材２１に第２値電流Ｉａ２が供給されたときに第２値Ｒ２である。電気抵抗Ｒｘは、第１導電部材２１に第３値電流Ｉａ３が供給されたときに第３値Ｒ３である。第１値電流Ｉａ１の絶対値は、第２値電流Ｉａ２の絶対値よりも小さく、第３値電流Ｉａ３の絶対値よりも小さい。第１値電流Ｉａ１は、例えば、実質的に０で良い。第２値電流Ｉａ２の向きは、第３値電流Ｉａ３の向きと逆である。
図６（ａ）の例では、第１値Ｒ１は、第２値Ｒ２よりも低く、第３値Ｒ３よりも低い。図６（ａ）の例では、電気抵抗Ｒｘは、「谷型」の特性を有する。第１値Ｒ１は、例えば、電気抵抗の最低値である。図６（ｂ）の例では、第１値Ｒ１は、第２値Ｒ２よりも高く、第３値Ｒ３よりも高い。図６（ｂ）の例では、電気抵抗Ｒｘは、「山型」の特性を有する。第１値Ｒ１は、例えば、電気抵抗の最高値である。
例えば、外部磁界が実質的に０のときに、第１磁性層１１の磁化と、第１対向磁性層１１ｏの磁化と、が「平行配列」であり、例えば、層間磁気結合が作用する場合に、「谷型」の特性が得られる。このとき、例えば、第１非磁性層１１ｎの厚さは２．５ｎｍ以上である。例えば、外部磁界が実質的に０のときに、第１磁性層１１の磁化と、第１対向磁性層１１ｏの磁化と、が「反平行配列」であり、例えば、層間磁気結合が作用する場合に「山型」の特性が得られる。この場合、第１非磁性層１１ｎの厚さは、例えば、１．９ｎｍ以上２．１ｎｍ以下である。
例えば、第１導電部材２１に電流が流れないときに、電気抵抗Ｒｘは、第４値Ｒ４である。例えば、第１値Ｒ１は、電流が流れないときの第４値Ｒ４と実質的に同じである。例えば、第１値Ｒ１と第４値Ｒ４との差の絶対値の第４値Ｒ４に対する比は、０．０１以下である。比は、０．００１以下でも良い。正負の電流に対して、実質的に偶関数の特性が得られる。
このような第１電流Ｉ１と電気抵抗Ｒｘとの間の関係は、第１電流Ｉ１による磁界が第１磁気素子１１Ｅに印加され、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘが磁界の強さに応じて変化することに基づく。
第１磁気素子１１Ｅに外部磁界が印加されたときの電気抵抗Ｒｘも、図６（ａ）または図６（ｂ）に示した例と同様に偶関数の特性を示す。外部磁界は、例えば、Ｘ軸方向に沿う成分を含む。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示する模式図である。
これらの図の横軸は、第１磁気素子１１Ｅに印加される外部磁界Ｈｅｘの強度である。縦軸は、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘである。これらの図は、Ｒ－Ｈ特性に対応する。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに印加される磁界（外部磁界Ｈｅｘ、例えば、Ｘ軸方向の磁界）に対して偶関数の特性を有する。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに第１磁界Ｈｅｘ１が印加されたときに第１値Ｒ１である。電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに第２磁界Ｈｅｘ２が印加されたときに第２値Ｒ２である。電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに第３磁界Ｈｅｘ３が印加されたときに第３値Ｒ３である。第１磁界Ｈｅｘ１の絶対値は、第２磁界Ｈｅｘ２の絶対値よりも小さく、第３磁界Ｈｅ３の絶対値よりも小さい。第２磁界Ｈｅｘ２の向きは、第３磁界Ｈｅｘ３の向きと逆である。
図７（ａ）の例では、第１値Ｒ１は、第２値Ｒ２よりも低く、第３値Ｒ３よりも低い。第８（ｂ）の例では、第１値Ｒ１は、第２値Ｒ２よりも高く、第３値Ｒ３よりも高い。例えば、第１磁気素子１１Ｅに外部磁界が印加されないときに、電気抵抗Ｒｘは、第４値Ｒ４である。第１値Ｒ１は、外部磁界が印加されないときの第４値Ｒ４と実質的に同じである。例えば、第１値Ｒ１と第４値Ｒ４との差の絶対値の第４値Ｒ４に対する比は、０．０１以下である。比は、０．００１以下でも良い。正負の外部磁界に対して、実質的に偶関数の特性が得られる。
このような偶関数の特性を利用して、以下のように、高感度の検出が可能である。
以下では、第１電流Ｉ１は交流電流であり、直流成分を実質的に含まない場合の例について説明する。第１導電部材２１に第１電流Ｉ１（交流電流）が供給され、交流電流による交流磁界が第１磁気素子１１Ｅに印加される。このときの電気抵抗Ｒｘの変化の例について説明する。
図８（ａ）～図８（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。
図８（ａ）は、第１磁気素子１１Ｅに印加される信号磁界Ｈｓｉｇ（外部磁界）が０のときの特性を示す。図８（ｂ）は、信号磁界Ｈｓｉｇが正のときの特性を示す。図８（ｃ）は、信号磁界Ｈｓｉｇが負のときの特性を示す。これらの図は、磁界Ｈと抵抗Ｒ（電気抵抗Ｒｘに対応）との関係を示す。
図８（ａ）に示すように、信号磁界Ｈｓｉｇが０のときは、抵抗Ｒは、正負の磁界Ｈに対して対称な特性を示す。交流磁界Ｈａｃがゼロのときに、抵抗Ｒは、低抵抗Ｒｏである。例えば磁化自由層の磁化が、正負の磁界Ｈに対して実質的に同じように回転する。このため、対称な抵抗の変化が得られる。交流磁界Ｈａｃに対する抵抗Ｒの変動は、正負の極性で同じ値になる。抵抗Ｒの変化の周期は、交流磁界Ｈａｃの周期の２倍となる。抵抗Ｒの変化は、交流磁界Ｈａｃの周波数成分を実質的に有しない。
図８（ｂ）に示すように、正の信号磁界Ｈｓｉｇが加わると、抵抗Ｒの特性は、正の磁界Ｈの側にシフトする。正側の交流磁界Ｈａｃにおいて、例えば抵抗Ｒが高くなる。負側の交流磁界Ｈａｃにおいて、抵抗Ｒは小さくなる。
図８（ｃ）に示すように、負の信号磁界Ｈｓｉｇが加わると、抵抗Ｒの特性は、負の磁界Ｈの側にシフトする。正側の交流磁界Ｈａｃにおいて、例えば、抵抗Ｒが低くなる。負側の交流磁界Ｈａｃにおいて、抵抗Ｒは大きくなる。
所定の大きさの信号磁界Ｈｓｉｇが加わったときに、交流磁界Ｈａｃの正負に対して、互いに異なる抵抗Ｒの変動が生じる。交流磁界Ｈａｃの正負に対する抵抗Ｒの変動の周期は、交流磁界Ｈａｃの周期と同じである。信号磁界Ｈｓｉｇに応じた交流周波数成分の出力電圧が発生する。
信号磁界Ｈｓｉｇが時間的に変化しない場合に上記の特性が得られる。信号磁界Ｈｓｉｇが時間的に変化する場合は、以下となる。信号磁界Ｈｓｉｇの周波数を信号周波数ｆｓｉｇとする。交流磁界Ｈａｃの周波数を交流周波数ｆａｃとする。このとき、ｆａｃ±ｆｓｉｇの周波数において、信号磁界Ｈｓｉｇに応じた出力が発生する。
信号磁界Ｈｓｉｇが時間的に変化する場合において、信号周波数ｆｓｉｇは、例えば、１ｋＨｚ以下である。一方、交流周波数ｆａｃは、信号周波数ｆｓｉｇよりも十分に高い。例えば、交流周波数ｆａｃは、信号周波数ｆｓｉｇの１０倍以上である。
例えば、交流磁界Ｈａｃの周期（周波数）と同じ周期（周波数）の成分（交流周波数成分）の出力電圧を抽出することで、信号磁界Ｈｓｉｇを高い精度で検出できる。実施形態に係る磁気センサ１１１においては、このような特性を利用して、検出対象である外部磁界Ｈｅｘ（信号磁界Ｈｓｉｇ）を高い感度で検出することができる。実施形態においては、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２により、外部磁界Ｈｅｘ（信号磁界Ｈｓｉｇ）、及び、第１電流Ｉ１による交流磁界Ｈａｃを、効率良く第１磁気素子１１Ｅに印加できる。高い感度が得られる。
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図９（ａ）は、図９（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図９（ｂ）は、平面図である。これらの図において、図を見やすくするために一部の要素が省略されている。
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１２は、第１素子部１１Ｐを含む。磁気センサ１１２においては、第１素子部１１Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ、第１構造体ＳＢ１、第２構造体ＳＢ２、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２に加えて、第１導電部６１を含む。この例では、磁気センサ１１２は、第１導電部材２１を含む。磁気センサ１１２において、第１磁気素子１１Ｅ、第１構造体ＳＢ１、第２構造体ＳＢ２、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２の構成は、磁気センサ１１０、または、１１０ａ～１１０ｃと同様で良い。
第１導電部６１は、第１方向（Ｚ軸方向）において、第１磁気素子１１Ｅと重なる。図９（ｂ）に示すように、例えば、第２回路７２が設けられる。第２回路７２は、第１導電部６１に第２電流Ｉ２（例えば直流電流）を供給可能である。第１導電部６１に供給される電流により、例えば、第１磁気素子１１Ｅへのノイズ（例えば地磁気など）の影響が抑制できる。より高い精度の検出が可能になる。
この例では、第１導電部材２１と第１磁気素子１１Ｅとの間に、第１導電部６１が設けられる。第１導電部６１と第１磁気素子１１Ｅとの間に第１導電部材２１が設けられても良い。
（第２実施形態）
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図１０（ａ）は、図１０（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図１０（ｂ）は、平面図である。これらの図において、図を見やすくするために一部の要素が省略されている。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１２０は、第１素子部１１Ｐを含む。
第１素子部１１Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ、第１サイド磁性層３１、第２サイド磁性層３２、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を含む。第１磁気素子１１Ｅは、第１磁性層１１、第１対向磁性層１１ｏ及び第１非磁性層１１ｎを含む。第１非磁性層１１ｎは、第１磁性層１１と第１対向磁性層１１ｏとの間に設けられる。例えば、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの積層順は任意である。
第１磁気素子１１Ｅの少なくとも一部は、第１方向と交差する第２方向において、第１サイド磁性層３１と第２サイド磁性層３２との間にある。第２方向は、例えば、Ｘ軸方向である。
第１サイド磁性層３１から第１磁性部材５１への方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第２サイド磁性層３２から第２磁性部材５２への方向は、第１方向に沿う。第１磁気素子１１Ｅから、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａへの方向は、第１方向に沿う。
第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏは、第１材料を含む。第１材料は、Ｆｅ及びＣｏを含む。第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏは、例えば、強磁性層である。
第１サイド磁性層３１及び第２サイド磁性層３２の材料は、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの材料とは異なる。第１サイド磁性層３１及び第２サイド磁性層３２は、第２材料を含む。第２材料は、第１材料とは異なる。例えば、第２材料は、Ｆｅ及びＮｉを含む第３材料、及び、第４材料の少なくともいずれかを含む。第４材料は、アモルファス、または、第１材料の結晶性よりも低い結晶性を有する。例えば、結晶性が低い材料における結晶粒のサイズは、結晶性が高い材料における結晶粒のサイズよりも小さい。例えば、第１サイド磁性層３１及び第２サイド磁性層３２の電気抵抗率は、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの電気抵抗率よりも高い。
例えば、第１磁気素子１１Ｅに流れる電流は、第１サイド磁性層３１を実質的に流れない。第１磁気素子１１Ｅに流れる電流は、第２サイド磁性層３２を実質的に流れない。第１サイド磁性層３１及び第２サイド磁性層３２は、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗に影響を与えない。第１サイド磁性層３１及び第２サイド磁性層３２は、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２により集められた磁界を第１磁気素子１１Ｅに効率良く導入する。
磁気センサ１２０において、例えば、第１サイド磁性層３１は第１磁気素子１１Ｅと接する。例えば、例えば、第２サイド磁性層３２は第１磁気素子１１Ｅと接する。サイド磁性層の電気抵抗が高いため、サイド磁性層が第１磁気素子１１Ｅとした場合でも、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘの変化に与える影響が抑制できる。
例えば、第１サイド磁性層３１と第１磁気素子１１Ｅとの間の距離は、３ｎｍ以下でも良い。第２サイド磁性層３２と第１磁気素子１１Ｅとの間の距離は、３ｎｍ以下でも良い。より安定した電気的な分離が得易い。
実施形態において、第１サイド磁性層３１は、第１磁性層１１及び第１非磁性層１１ｎと接しても良い。第２サイド磁性層３２は、第１磁性層１１及び第１非磁性層１１ｎと接しても良い。例えば、製造が容易である。
実施形態において、第１サイド磁性層３１は、第１対向磁性層１１ｏと接しても良い。第２サイド磁性層３２は、第１対向磁性層１１ｏと接しても良い。例えば、製造が容易である。
図１０（ａ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅの第１サイド磁性層３１と対向する面は、Ｚ軸方向に対して傾斜しても良い。第１磁気素子１１Ｅの第２サイド磁性層３２と対向する面は、Ｚ軸方向に対して傾斜しても良い。例えば、製造が容易である。
図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。
図１１（ａ）～図１１（ｃ）に示すように、磁気センサ１２１ａ～１２１ｃにおいて、第１導電部材２１及び第１導電部６１の少なくともいずれかが設けられても良い。例えば、偶関数を利用した高感度の検出が可能である。例えば、ノイズ（例えば地磁気など）の影響を抑制できる。
図１１（ａ）に示すように、磁気センサ１２１ａにおいては、例えば、第１磁気素子１１Ｅは、第１重畳領域１１ｓａ及び第２重畳領域１１ｓｂを含む。第１重畳領域１１ｓａは、第１方向（Ｚ軸方向）において第１磁性部材５１と重なる。第２重畳領域１１ｓｂは、第１方向において第２磁性部材５２と重なる。例えば、第１重畳領域１１ｓａの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う長さｗｓ１は、第１構造体ＳＢ１の第２方向に沿う長さｗＳＢ１よりも短い。第２重畳領域１１ｓｂの第２方向に沿う長さｗｓ２は、第２構造体ＳＢ２の第２方向に沿う長さｗＳＢ２よりも短い。例えば、長さｗｓ１は、長さｗＳＢ１の０．０１倍以上０．９倍以下である。例えば、長さｗｓ２は、長さｗＳＢ２の０．０１倍以上０．９倍以下である。
図１１（ｂ）に示すように、磁気センサ１２１ｂにおいては、例えば、第１磁気素子端部１１Ｅａは、第１方向（Ｚ軸方向）において第１磁性部材他端部５１ｂと重なる。第１磁気素子他端部１１Ｅｂは、第１方向において第２磁性部材端部５２ａと重なる。高い感度が得られる。
図１１（ｃ）に示すように、磁気センサ１２１ｃにおいては、例えば、第１磁気素子端部１１Ｅａの第２方向（例えば、Ｘ軸方向）における位置は、第１磁性部材他端部５１ｂの第２方向における位置と、第２磁性部材端部５１ａの第２方向における位置と、の間にある。第１磁気素子他端部１１Ｅｂの第２方向における位置は、第１磁性部材他端部５１ｂの第２方向における位置と、第２磁性部材端部５２ａの第２方向における位置と、の間にある。高い感度が得られる。
図１２は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。
図１２に示すように、磁気センサ１２２においては、第１素子部１１Ｐは、第１積層磁性層３９ａを含む。磁気センサ１２２におけるその他の構成は、磁気センサ１２０と同様で良い。
磁気センサ１２２において、第１サイド磁性層３１は、第１積層磁性層３９ａの一部と第１磁性部材５１との間にある。第２サイド磁性層３２は、第１積層磁性層３９ａの別の一部と第２磁性部材５２との間にある。第１積層磁性層３９ａと、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａと、の間に、第１磁気素子１１Ｅがある。
１つの例において、第１積層磁性層３９ａは、第１磁気素子１１Ｅと接する。第１積層磁性層３９ａにより磁界が集められる。集められた磁界が、第１磁気素子１１Ｅに印加される。より高い感度の検出が可能になる。
第１積層磁性層３９ａの材料は、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの材料とは異なる。第１積層磁性層３９ａは、例えば、第２材料を含む。例えば、第２材料は、Ｆｅ及びＮｉを含む第３材料、及び、第４材料の少なくともいずれかを含む。第４材料は、アモルファス、または、第１材料の結晶性よりも低い結晶性を有する。例えば、結晶性が低い材料における結晶粒のサイズは、結晶性が高い材料における結晶粒のサイズよりも小さい。例えば、第１積層磁性層３９ａの電気抵抗率は、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの電気抵抗率よりも高い。第１磁気素子１１Ｅに流れる電流に与える影響を抑制しつつ、第１積層磁性層３９ａにより、磁界が効率的に第１磁気素子１１Ｅに印加できる。
図１３（ａ）～図１３（ｃ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。
図１３（ａ）～図１３（ｃ）に示すように、磁気センサ１２３ａ～１２３ｃにおいて、第１導電部材２１及び第１導電部６１の少なくともいずれかが設けられても良い。例えば、偶関数を利用した高感度の検出が可能である。例えば、ノイズ（例えば地磁気など）の影響を抑制できる。
図１３（ａ）に示すように、磁気センサ１２３ａにおいては、例えば、第１重畳領域１１ｓａは、第１方向（Ｚ軸方向）において第１磁性部材５１と重なる。第２重畳領域１１ｓｂは、第１方向において第２磁性部材５２と重なる。例えば、第１重畳領域１１ｓａの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う長さｗｓ１は、第１構造体ＳＢ１の第２方向に沿う長さｗＳＢ１よりも短い。第２重畳領域１１ｓｂの第２方向に沿う長さｗｓ２は、第２構造体ＳＢ２の第２方向に沿う長さｗＳＢ２よりも短い。例えば、長さｗｓ１は、長さｗＳＢ１の０．０１倍以上０．９倍以下である。例えば、長さｗｓ２は、長さｗＳＢ２の０．０１倍以上０．９倍以下である。
図１３（ｂ）に示すように、磁気センサ１２３ｂにおいては、例えば、第１磁気素子端部１１Ｅａは、第１方向（Ｚ軸方向）において第１磁性部材他端部５１ｂと重なる。第１磁気素子他端部１１Ｅｂは、第１方向において第２磁性部材端部５２ａと重なる。高い感度が得られる。
図１３（ｃ）に示すように、磁気センサ１２３ｃにおいては、例えば、第１磁気素子端部１１Ｅａの第２方向（例えば、Ｘ軸方向）における位置は、第１磁性部材他端部５１ｂの第２方向における位置と、第２磁性部材端部５１ａの第２方向における位置と、の間にある。第１磁気素子他端部１１Ｅｂの第２方向における位置は、第１磁性部材他端部５１ｂの第２方向における位置と、第２磁性部材端部５２ａの第２方向における位置と、の間にある。高い感度が得られる。
（第３実施形態）
図１４は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。
図１４に示すように、実施形態に係る磁気センサ１３０は、第１素子部１１Ｐを含む。第１素子部１１Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ、第１積層磁性層３９ａ、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を含む。第１磁気素子１１Ｅは、第１磁性層１１と、第１対向磁性層１１ｏと、第１磁性層１１と第１対向磁性層１１ｏとの間に設けられた第１非磁性層１１ｎと、を含む。第１磁性層１１から第１対向磁性層１１ｏへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第１積層磁性層３９ａの一部３９ａｐから第１磁性部材５１への方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第１積層磁性層３９ａの別の一部３９ａｑから第２磁性部材５２への方向は、第１方向に沿う。
第１磁気素子１１Ｅから、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第１積層磁性層３９ａと、上記の領域６６ａと、の間に、第１磁気素子１１Ｅがある。例えば、第１磁気素子１１Ｅの第１方向（Ｚ軸方向）における位置は、第１積層磁性層３９ａの第１方向における位置と、第１磁性部材５１の第１方向における位置との間にある。
第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏは、Ｆｅ及びＣｏを含む第１材料を含む。第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏは、例えば、強磁性層である。第１積層磁性層３９ａの材料は、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの材料とは異なる。第１積層磁性層３９ａは、第２材料を含む。第２材料は、第１材料とは異なる。第２材料は、Ｆｅ及びＮｉを含む第３材料、及び、第４材料の少なくともいずれかを含む。第４材料は、アモルファス、または、第１材料の結晶性よりも低い結晶性を有する。例えば、第１積層磁性層３９ａの電気抵抗は、第１磁性層１１の電気抵抗よりも高く、第１対向磁性層１１ｏの電気抵抗よりも高い。
例えば、第１磁気素子１１Ｅに流れる電流に与える影響を抑制しつつ、第１積層磁性層３９ａにより、磁界が効率的に第１磁気素子１１Ｅに印加できる。高い感度が得られる。
図１５は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。
図１５に示すように、磁気センサ１３１において、第１導電部材２１及び第１導電部６１の少なくともいずれかが設けられても良い。例えば、偶関数を利用した高感度の検出が可能である。例えば、ノイズ（例えば地磁気など）の影響を抑制できる。
磁気センサ１３０または磁気センサ１３１において、第１磁気素子１１Ｅの端部の位置は、磁気センサ１２３ａ～１２３ｃと同様で良い。
第２実施形態及び第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１磁気素子１１Ｅは、偶関数の特性（図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）を有して良い。
（第４実施形態）
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第４実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図１６（ａ）は、図１６（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図１６（ｂ）は、平面図である。これらの図において、図を見やすくするために一部の要素が省略されている。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１４０は、第１素子部１１Ｐを含む。第１素子部１１Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を含む。第１磁気素子１１Ｅは、第１磁性層１１、第１対向磁性層１１ｏ及び第１非磁性層１１ｎを含む。第１非磁性層１１ｎは、第１磁性層１１と第１対向磁性層１１ｏとの間に設けられる。例えば、第１磁性層１１及び第１対向磁性層１１ｏの積層順は任意である。第１磁性層１１から第１対向磁性層１１ｏへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第１磁性層１１の一部１１ｐから第１磁性部材５１への方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第１磁性層１１の別の一部１１ｑから第２磁性部材５２への方向は、第１方向に沿う。第１対向磁性層１１ｏから、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第１磁性層１１は、上記の一部１１ｐと、上記の別の一部１１ｑと、の間の部分（一部１１ｒ）を含む。この例では、第１対向磁性層１１ｏは、Ｚ軸方向において、上記の一部１１ｒと、上記の領域６６ａと、の間にある。
例えば、第１磁性部材５１は、第１磁性部材端部５１ａ及び第１磁性部材他端部５１ｂを含む。第２磁性部材５２は、第２磁性部材端部５２ａ及び第２磁性部材他端部５２ｂを含む。第２方向において、第１磁性部材端部５１ａと第２磁性部材他端部５２ｂとの間に第１磁性部材他端部５１ｂがある。第２方向は、第１方向と交差する。第２方向は、例えば、Ｘ軸方向である。第２方向（Ｘ軸方向）において、第１磁性部材他端部５１ｂと第２磁性部材他端部５２ｂとの間に第２磁性部材端部５２ａがある。
第１磁性層１１は、第１磁性層端部１１ａ及び第１磁性層他端部１１ｂを含む。第１磁性層端部１１ａの第２方向（例えばＸ軸方向）における位置は、第１磁性部材端部５１ａの第２方向における位置と、第１磁性部材他端部５１ｂの第２方向における位置との間にある。第１磁性層他端部１１ｂの第２方向における位置は、第２磁性部材端部５２ａの第２方向における位置と、第２磁性部材他端部５２ｂの第２方向における位置との間にある。
第１対向磁性層１１ｏは、第１対向磁性層端部１１ｏａ及び第１対向磁性層他端部１１ｏｂを含む。第１対向磁性層端部１１ｏａの第２方向（Ｘ軸方向）における位置は、第１磁性層端部１１ａの第２方向における位置と、第２磁性部材端部５２ａの第２方向における位置と、の間にある。第１対向磁性層他端部１１ｏｂの第２方向における位置は、第１磁性部材他端部５１ｂの第２方向における位置と、第１磁性層他端部１１ｂの第２方向における位置と、の間にある。
磁気センサ１４０においては、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに印加される磁界に対して偶関数で変化する。磁気センサ１４０において、第１磁気素子１１Ｅは、例えば、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）に関して説明した特性を有する。
磁気センサ１４０において、第１導電部材２１が設けられる。例えば、偶関数を利用した高感度の検出が可能である。磁気センサ１４０において、第１導電部６１が設けられても良い。例えば、ノイズ（例えば地磁気など）の影響を抑制できる。
例えば、第１磁性層１１の一部１１ｐは、第１対向磁性層１１ｏと重ならず、第１磁性部材５１と重なる。第１磁性層１１の別の一部１１ｑは、第１対向磁性層１１ｏと重ならず、第２磁性部材５２と重なる。このような一部１１ｐ及び一部１１ｑに、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２により集められた磁界が効率良く加わる。一部１１ｐ及び一部１１ｑは、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗に与える影響は小さい。磁気センサ１４０において、高い感度が得られる。
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第４実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図１７（ａ）は、図１７（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図１７（ｂ）は、平面図である。これらの図において、図を見やすくするために一部の要素が省略されている。
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１４１は、第１素子部１１Ｐを含む。第１素子部１１Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を含む。磁気センサ１４１においては、第１磁性層１１の一部１１ｐと、第１磁性層１１の別の一部１１ｑと、の間の部分（一部１１ｒ）は、Ｚ軸方向において、第１対向磁性層１１ｏと、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６ａと、の間にある。磁気センサ１４１においても、第１磁性層１１の一部１１ｐから第１磁性部材５１への方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。第１磁性層１１の別の一部１１ｑから第２磁性部材５２への方向は、第１方向に沿う。
磁気センサ１４１においても、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに印加される磁界に対して偶関数で変化する。例えば、磁気センサ１４１において、第１導電部材２１が設けられる。例えば、偶関数を利用した高感度の検出が可能である。磁気センサ１４１において、第１導電部６１が設けられても良い。例えば、ノイズ（例えば地磁気など）の影響を抑制できる。磁気センサ１４１においても高い感度が得られる。
（第５実施形態）
図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１９（ａ）～図１９（ｃ）は、第５実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、模式的平面図である。図１９（ａ）～図１９（ｃ）は、模式的断面図である。
図１８（ａ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１４５は、第１～第４素子部１１Ｐ～１４Ｐを含む。第２～第４素子部１２Ｐ～１４Ｐの構成は、第１～第４実施形態に関して説明した第１素子部１１Ｐの構成と同様で良い。以下では、磁気素子として、第１実施形態に係る磁気センサ１１２における第１磁気素子１１Ｅが用いられる例について説明する。
図１８（ａ）に示すように、第１～第４素子部１１Ｐ～１４Ｐは、ブリッジ接続される。これにより、ノイズがより抑制され、より高い感度の検出が可能である。
図１９（ａ）に示すように、第２素子部１２Ｐは、第２磁気素子１２Ｅ、第３磁性部材５３及び第４磁性部材５４を含む。第２磁気素子１２Ｅは、第２磁性層１２と、第２対向磁性層１２ｏと、第２磁性層１２と第２対向磁性層１２ｏとの間に設けられた第２非磁性層１２ｎと、を含む。第２磁気素子１２Ｅから、第３磁性部材５３と第４磁性部材５４との間の領域６６ｂへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。この例では、第２素子部１２Ｐは、第３構造体ＳＢ３及び第４構造体ＳＢ４を含む。第３構造体ＳＢ３は、第３サイド磁性層３３と、第３サイド対向磁性層３３ｏと、第３サイド磁性層３３と第３サイド対向磁性層３３ｏとの間に設けられた第３サイド非磁性層３３ｎと、を含む。第４構造体ＳＢ４は、第４サイド磁性層３４と、第４サイド対向磁性層３４ｏと、第４サイド磁性層３４と第４サイド対向磁性層３４ｏとの間に設けられた第４サイド非磁性層３４ｎと、を含む。この例では、第２素子部１２Ｐは、第２導電部材２２及び第２導電部６２を含む。
図１９（ｂ）に示すように、第３素子部１３Ｐは、第３磁気素子１３Ｅ、第５磁性部材５５及び第６磁性部材５６を含む。第３磁気素子１３Ｅは、第３磁性層１３と、第３対向磁性層１３ｏと、第３磁性層１３と第３対向磁性層１３ｏとの間に設けられた第３非磁性層１３ｎと、を含む。第３磁気素子１３Ｅから、第５磁性部材５５と第６磁性部材５６との間の領域６６ｃへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。この例では、第３素子部１３Ｐは、第５構造体ＳＢ５及び第６構造体ＳＢ６を含む。第５構造体ＳＢ５は、第５サイド磁性層３５と、第５サイド対向磁性層３５ｏと、第５サイド磁性層３５と第５サイド対向磁性層３５ｏとの間に設けられた第５サイド非磁性層３５ｎと、を含む。第６構造体ＳＢ６は、第６サイド磁性層３６と、第６サイド対向磁性層３６ｏと、第６サイド磁性層３６と第６サイド対向磁性層３６ｏとの間に設けられた第６サイド非磁性層３６ｎと、を含む。この例では、第３素子部１３Ｐは、第３導電部材２３及び第３導電部６３を含む。
図１９（ｃ）に示すように、第４素子部１４Ｐは、第４磁気素子１４Ｅ、第７磁性部材５７及び第８磁性部材５８を含む。第４磁気素子１４Ｅは、第４磁性層１４と、第４対向磁性層１４ｏと、第４磁性層１４と第４対向磁性層１４ｏとの間に設けられた第４非磁性層１４ｎと、を含む。第４磁気素子１４Ｅから、第７磁性部材５７と第８磁性部材５８との間の領域６６ｄへの方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。この例では、第４素子部１４Ｐは、第７構造体ＳＢ７及び第８構造体ＳＢ８を含む。第７構造体ＳＢ７は、第７サイド磁性層３７と、第７サイド対向磁性層３７ｏと、第７サイド磁性層３７と第７サイド対向磁性層３７ｏとの間に設けられた第７サイド非磁性層３７ｎと、を含む。第８構造体ＳＢ８は、第８サイド磁性層３８と、第８サイド対向磁性層３８ｏと、第８サイド磁性層３８と第８サイド対向磁性層３８ｏとの間に設けられた第８サイド非磁性層３８ｎと、を含む。この例では、第４素子部１４Ｐは、第４導電部材２４及び第４導電部６４を含む。
図１８（ａ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅの一端１１ｅは、第２磁気素子１２Ｅの他端１２ｆと電気的に接続される。第１磁気素子１１Ｅの他端１１ｆは、第３磁気素子１３Ｅの他端１３ｆと電気的に接続される。第２磁気素子１２Ｅの一端１２ｅは、第４磁気素子１４Ｅの一端１４ｅと電気的に接続される。第３磁気素子１３Ｅの一端１３ｅは、第４磁気素子１４Ｅの他端１４ｆと電気的に接続される。第１磁気素子１１Ｅの他端１１ｆ及び第３磁気素子１３Ｅの他端１３ｆの電気的な接続点を第１接続点ＣＰ１とする。第２磁気素子１２Ｅの一端１２ｅ及び第４磁気素子１４Ｅの一端１４ｅの電気的な接続点を第２接続点ＣＰ２とする。電流回路７６Ｐは、第１接続点ＣＰ１と第２接続点ＣＰ２との間に、検出電流Ｉｓを供給可能である。第１磁気素子１１Ｅの一端１１ｅ及び第２磁気素子１２Ｅの他端１２ｆの電気的な接続点を第３接続点ＣＰ３とする。第３磁気素子１３Ｅの一端１３ｅ及び第４磁気素子１４Ｅの他端１４ｆの電気的な接続点を第４接続点ＣＰ４とする。第３回路７３は、第３接続点ＣＰ３の電位と、第４接続点ＣＰ４の電位と、の差ΔＶを検出可能である。
図１８（ｂ）に示すように、第１導電部材２１の一端２１ｅは、第２導電部材２２の他端２２ｆと電気的に接続される。第１導電部材２１の他端２１ｆは、第３導電部材２３の他端２３ｆと電気的に接続される。第２導電部材２２の一端２２ｅは、第４導電部材２４の一端２４ｅと電気的に接続される。第３導電部材２３の一端２３ｅは、第４導電部材２４の他端２４ｆと電気的に接続される。第１導電部材２１の一端２１ｅ及び第２導電部材２２の他端２２ｆの電気的な接続点を第５接続点ＣＰ５とする。第３導電部材２３の一端２３ｅ及び第４導電部材２４の他端２３ｆの電気的な接続点を第６接続点ＣＰ６とする。第１回路７１は、交流成分を含む第１電流Ｉ１を第５接続点ＣＰ５と第６接続点ＣＰ６との間に供給する。
例えば、第１導電部材２１に供給される第１電流Ｉ１により第１磁気素子１１Ｅに印加される磁界の位相は、第３導電部材２３に供給される第１電流Ｉ１により第３磁気素子１３Ｅに印加される磁界の位相と逆である。例えば、第２導電部材２２に供給される第１電流Ｉ１により第２磁気素子１２Ｅに印加される磁界の位相は、第４導電部材２４に供給される第１電流Ｉ１により第４磁気素子１４Ｅに印加される磁界の位相と逆である。例えば、第１導電部材２１に供給される第１電流Ｉ１により第１磁気素子１１Ｅに印加される磁界の位相は、第２導電部材２２に供給される第１電流Ｉ１により第２磁気素子１２Ｅに印加される磁界の位相と逆である。このようなブリッジ回路により、ノイズ成分が抑制され、より高い感度が得られる。
（第６実施形態）
第６実施形態は、検査装置に係る。後述するように、検査装置は、診断装置を含んでも良い。
図２０は、第６実施形態に係る検査装置を示す模式的斜視図である。
図２０に示すように、実施形態に係る検査装置７１０は、磁気センサ１５０ａと、処理部７７０と、を含む。磁気センサ１５０ａは、第１～第５実施形態のいずれかに係る磁気センサ及びその変形で良い。処理部７７０は、磁気センサ１５０ａから得られる出力信号を処理する。処理部７７０において、磁気センサ１５０ａから得られた信号と、基準値と、の比較などが行われても良い。処理部７７０は、処理結果に基づいて、検査結果を出力可能である。
例えば、検査装置７１０により、検査対象６８０が検査される。検査対象６８０は、例えば、電子装置（半導体回路などを含む）である。検査対象６８０は、例えば、電池６１０などでも良い。
例えば、実施形態に係る磁気センサ１５０ａは、電池６１０とともに用いられても良い。例えば、電池システム６００は、電池６１０及び磁気センサ１５０ａを含む。磁気センサ１５０ａは、電池６１０に流れる電流により生じる磁界を検出できる。
図２１は、第６実施形態に係る検査装置を示す模式的平面図である。
図２１に示すように、磁気センサ１５０ａは、例えば、実施形態に係る複数の磁気センサを含む。この例では、磁気センサ１５０ａは、複数の磁気センサ（例えば、磁気センサ１１０など）を含む。複数の磁気センサは、例えば、２つの方向（例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に沿って並ぶ。複数の磁気センサ１１０は、例えば、基板の上に設けられる。
磁気センサ１５０ａは、検査対象６８０（例えば電池６１０でも良い）に流れる電流により生じる磁界を検出できる。例えば、電池６１０が異常な状態に近づくと、電池６１０に異常な電流が流れる場合がある。磁気センサ１５０ａにより異常な電流を検出することで、電池６１０の状態の変化を知ることができる。例えば、電池６１０に近づけて磁気センサ１５０ａが置かれた状態で、２つの方向のセンサ群駆動手段を用いて、電池６１０の全体を短時間で検査できる。磁気センサ１５０ａは、電池６１０の製造における、電池６１０の検査に用いられても良い。
実施形態に係る磁気センサは、例えば、診断装置などの検査装置７１０に応用できる。 図２２は、第６実施形態に係る磁気センサ及び検査装置を示す模式図である。
図２２に示すように、検査装置７１０の例である診断装置５００は、磁気センサ１５０を含む。磁気センサ１５０は、第１～第５実施形態に関して説明した磁気センサ、及び、それらの変形を含む。
診断装置５００において、磁気センサ１５０は、例えば、脳磁計である。脳磁計は、脳神経が発する磁界を検出する。磁気センサ１５０が脳磁計に用いられる場合、磁気センサ１５０に含まれる磁気素子のサイズは、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ未満である。このサイズは、例えば、ＭＦＣを含めた長さである。
図２２に示すように、磁気センサ１５０（脳磁計）は、例えば、人体の頭部に装着される。磁気センサ１５０（脳磁計）は、センサ部３０１を含む。磁気センサ１５０（脳磁計）は、複数のセンサ部３０１を含んでも良い。複数のセンサ部３０１の数は、例えば、約１００個（例えば５０個以上１５０個以下）である。複数のセンサ部３０１は、柔軟性を有する基体３０２に設けられる。
磁気センサ１５０は、例えば、差動検出などの回路を含んでも良い。磁気センサ１５０は、磁気センサとは別のセンサ（例えば、電位端子または加速度センサなど）を含んでも良い。
磁気センサ１５０のサイズは、従来のＳＱＵＩＤ磁気センサのサイズに比べて小さい。このため、複数のセンサ部３０１の設置が容易である。複数のセンサ部３０１と、他の回路と、の設置が容易である。複数のセンサ部３０１と、他のセンサと、の共存が容易である。
基体３０２は、例えばシリコーン樹脂などの弾性体を含んでも良い。基体３０２に、例えば、複数のセンサ部３０１が繋がって設けられる。基体３０２は、例えば、頭部に密着できる。
センサ部３０１の入出力コード３０３は、診断装置５００のセンサ駆動部５０６及び信号入出力部５０４と接続される。センサ駆動部５０６からの電力と、信号入出力部５０４からの制御信号と、に基づいて、センサ部３０１において、磁界測定が行われる。その結果は、信号入出力部５０４に入力される。信号入出力部５０４で得た信号は、信号処理部５０８に供給される。信号処理部５０８において、例えば、ノイズの除去、フィルタリング、増幅、及び、信号演算などの処理が行われる。信号処理部５０８で処理された信号が、信号解析部５１０に供給される。信号解析部５１０は、例えば、脳磁計測のための特定の信号を抽出する。信号解析部５１０において、例えば、信号位相を整合させる信号解析が行われる。
信号解析部５１０の出力（信号解析が終了したデータ）が、データ処理部５１２に供給される。データ処理部５１２では、データ解析が行われる。このデータ解析において、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging)などの画像データが取り入られることが可能である。このデータ解析においては、例えば、ＥＥＧ（Electroencephalogram)などの頭皮電位情報などが取り入れられることが可能である。データ解析により、例えば、神経発火点解析、または、逆問題解析などが行われる。
データ解析の結果は、例えば、画像化診断部５１６に供給される。画像化診断部５１６において、画像化が行われる。画像化により、診断が支援される。
上記の一連の動作は、例えば、制御機構５０２によって制御される。例えば、一次信号データ、または、データ処理途中のメタデータなどの必要なデータは、データサーバに保存される。データサーバと制御機構とは、一体化されても良い。
実施形態に係る診断装置５００は、磁気センサ１５０と、磁気センサ１５０から得られる出力信号を処理する処理部と、を含む。この処理部は、例えば、信号処理部５０８及びデータ処理部５１２の少なくともいずれかを含む。処理部は、例えば、コンピュータなどを含む。
図２２に示す磁気センサ１５０では、センサ部３０１は、人体の頭部に設置されている。センサ部３０１は、人体の胸部に設置されても良い。これにより、心磁測定が可能となる。例えば、センサ部３０１を妊婦の腹部に設置しても良い。これにより、胎児の心拍検査を行うことができる。
被験者を含めた磁気センサ装置は、シールドルーム内に設置されるのが好ましい。これにより、例えば、地磁気または磁気ノイズの影響が抑制できる。
例えば、人体の測定部位、または、センサ部３０１を局所的にシールドする機構を設けても良い。例えば、センサ部３０１にシールド機構を設けても良い。例えば、信号解析またはデータ処理において、実効的なシールドを行っても良い。
実施形態において、基体３０２は、柔軟性を有しても良く、柔軟性を実質的に有しなくても良い。図２２に示す例では、基体３０２は、連続した膜を帽子状に加工したものである。基体３０２は、ネット状でも良い。これにより、例えば、良好な装着性が得られる。例えば、基体３０２の人体への密着性が向上する。基体３０２は、ヘルメット状で、硬質でも良い。
図２３は、第６実施形態に係る検査装置を示す模式図である。
図２３は、磁計の一例である。図２３に示す例では、平板状の硬質の基体３０５上にセンサ部３０１が設けられる。
図２３に示した例において、センサ部３０１から得られる信号の入出力は、図２３に関して説明した入出力と同様である。図２３に示した例において、センサ部３０１から得られる信号の処理は、図２２に関して説明した処理と同様である。
生体から発生する磁界などの微弱な磁界を計測する装置として、SQUID (Superconducting Quantum Interference Device：超伝導量子干渉素子)磁気センサを用いる参考例がある。この参考例においては、超伝導を用いるため、装置が大きく、消費電力も大きい。測定対象(患者)の負担が大きい。
実施形態によれば、装置が小型にできる。消費電力を抑制できる。測定対象(患者)の負担が軽減できる。実施形態によれば、磁界検出のＳＮ比を向上できる。感度を向上できる。
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
第１素子部を備え、
前記第１素子部は、
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非磁性層と、を含み、前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う、第１磁気素子と、
第１サイド磁性層を含む第１構造体と、
第２サイド磁性層を含む第２構造体であって、前記第１磁気素子は、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１構造体と前記第２構造体との間にあり、前記第１磁気素子は、前記第１サイド磁性層及び前記第２サイド磁性層から離れた、前記第２構造体と、
第１磁性部材であって、前記第１サイド磁性層から前記第１磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第１磁性部材と、
第２磁性部材であって、前記第２サイド磁性層から前記第２磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第２磁性部材と、
を含み、
前記第１磁気素子から、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間の領域への方向は、前記第１方向に沿う、磁気センサ。
（構成２）
前記第１構造体は、第１サイド対向磁性層と、第１サイド非磁性層と、を含み、
前記第１サイド磁性層から前記第１サイド対向磁性層への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１サイド非磁性層は、前記第１サイド磁性層と前記第１サイド対向磁性層と、の間にあり、
前記第２構造体は、第２サイド対向磁性層と、第２サイド非磁性層と、を含み、
前記第２サイド磁性層から前記第２サイド対向磁性層への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第２サイド非磁性層は、前記第２サイド磁性層と前記第２サイド対向磁性層と、の間にあり、
前記第１磁性層は、前記第１サイド磁性層と前記第２サイド磁性層との間にあり、
前記第１対向磁性層は、前記第１サイド対向磁性層と前記第２サイド対向磁性層との間にある、構成１記載の磁気センサ。
（構成３）
前記第１磁性層と前記第１サイド磁性層との間の前記第２方向に沿う距離は、０．５ｎｍ以上であり、
前記第１磁性層と前記第１サイド対向磁性層との間の前記第２方向に沿う距離は、０．５ｎｍ以上である、構成１または２に記載の磁気センサ。
（構成４）
第１素子部を備え、
前記第１素子部は、
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非磁性層と、を含み、前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う、第１磁気素子と、
第１サイド磁性層と、
第２サイド磁性層であって、前記第１磁気素子の少なくとも一部は、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１サイド磁性層と前記第２サイド磁性層との間にある、前記第２サイド磁性層と、
を含み、
第１磁性部材であって、前記第１サイド磁性層から前記第１磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第１磁性部材と、
第２磁性部材であって、前記第２サイド磁性層から前記第２磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第２磁性部材と、
を含み、
前記第１磁気素子から、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間の領域への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１磁性層及び前記第１対向磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む第１材料を含み、
前記第１サイド磁性層及び前記第２サイド磁性層は、第２材料を含み、
前記第２材料は、Ｆｅ及びＮｉを含む第３材料、及び、第４材料の少なくともいずれかを含み、
前記第４材料は、アモルファス、または、前記第１材料の結晶性よりも低い結晶性を有する、磁気センサ。
（構成５）
前記第１サイド磁性層は前記第１磁気素子と接する、または、
前記第１サイド磁性層と前記第１磁気素子との間の距離は、３ｎｍ以下である、構成４記載の磁気センサ。
（構成６）
前記第１サイド磁性層は、前記第１磁性層及び前記第１非磁性層と接する、構成９記載の磁気センサ。
（構成７）
前記第１サイド磁性層は、前記第１対向磁性層と接する構成６記載の磁気センサ。
（構成８）
前記第１素子部は、第１積層磁性層をさらに含み、
前記第１サイド磁性層は、前記第１積層磁性層の一部と前記第１磁性部材との間にあり、
前記第２サイド磁性層は、前記第１積層磁性層の別の一部と前記第２磁性部材との間にある、構成４～７のいずれか１つに記載の磁気センサ。
（構成９）
第１素子部を備え、
前記第１素子部は、
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非磁性層と、を含み、前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う、第１磁気素子と、
第１積層磁性層と、
第１磁性部材であって、前記第１積層磁性層の一部から前記第１磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第１磁性部材と、
第２磁性部材であって、前記第１積層磁性層の別の一部から前記第２磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第２磁性部材と、
を含み、
前記第１磁気素子から、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間の領域への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１積層磁性層と前記領域との間に、前記第１磁気素子があり、
前記第１磁性層及び前記第１対向磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む第１材料を含み、
前記第１積層磁性層は、第２材料を含み、
前記第２材料は、Ｆｅ及びＮｉを含む第３材料、及び、第４材料の少なくともいずれかを含み、
前記第４材料は、アモルファス、または、前記第１材料の結晶性よりも低い結晶性を有する、磁気センサ。
（構成１０）
前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に第１磁界が印加されたときに第１値であり、
前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第２磁界が印加されたときに第２値であり、
前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第３磁界が印加されたときに第３値であり、
前記第１磁界の絶対値は、前記第２磁界の絶対値よりも小さく、前記第３磁界の絶対値よりも小さく、
前記第２磁界の向きは、前記第３磁界の向きと逆であり、
前記第１値は、前記第２値よりも低く、前記第３値よりも低い、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気センサ。
（構成１１）
前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に第１磁界が印加されたときに第１値であり、
前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第２磁界が印加されたときに第２値であり、
前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第３磁界が印加されたときに第３値であり、
前記第１磁界の絶対値は、前記第２磁界の絶対値よりも小さく、前記第３磁界の絶対値よりも小さく、
前記第２磁界の向きは、前記第３磁界の向きと逆であり、
前記第１値は、前記第２値よりも高く、前記第３値よりも高い、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気センサ。
（構成１２）
前記第１素子は、交流成分を含む第１電流が供給される第１導電部材をさらに含み、
前記第１導電部材は、前記第１方向において、前記第１磁気素子と重なる、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気センサ。
（構成１３）
前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１導電部材に第１値電流が供給されたときに第１値であり、
前記電気抵抗は、前記第１導電部材に第２値電流が供給されたときに第２値であり、
前記電気抵抗は、前記第１導電部材に第３値電流が供給されたときに第３値であり、
前記第１値電流の絶対値は、前記第２値電流の絶対値よりも小さく、前記第３値電流の絶対値よりも小さく、
前記第２値電流の向きは、前記第３値電流の向きと逆であり、
前記第１値は、前記第２値よりも低く、前記第３値よりも低い、構成１２記載の磁気センサ。
（構成１４）
前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１導電部材に第１値電流が供給されたときに第１値であり、
前記電気抵抗は、前記第１導電部材に第２値電流が供給されたときに第２値であり、
前記電気抵抗は、前記第１導電部材に第３値電流が供給されたときに第３値であり、
前記第１値電流の絶対値は、前記第２値電流の絶対値よりも小さく、前記第３値電流の絶対値よりも小さく、
前記第２値電流の向きは、前記第３値電流の向きと逆であり、
前記第１値は、前記第２値よりも高く、前記第３値よりも高い、構成１２記載の磁気センサ。
（構成１５）
前記第１導電部材に電流が流れないときに、前記電気抵抗は、第４値であり、
前記第１値と前記第４値との差の絶対値の前記第４値に対する比は、０．０１以下である、構成１３または１４に記載の磁気センサ。
（構成１６）
前記第１磁気素子は、
前記第１方向において前記第１磁性部材と重なる第１重畳領域と、
前記第１方向において前記第２磁性部材と重なる第２重畳領域と、
を含み、
前記第１重畳領域の前記第２方向に沿う長さは、前記第１構造体の前記第２方向に沿う長さよりも短く、
前記第２重畳領域の前記第２方向に沿う長さは、前記第２構造体の前記第２方向に沿う長さよりも短い、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気センサ。
（構成１７）
前記第１磁気素子は、第１磁気素子端部及び第１磁気素子他端部を含み、
前記第１磁気素子端部は、前記第１構造体と前記第１磁気素子他端部との間にあり、
前記第１磁気素子他端部は、前記第１磁気素子端部と前記第２構造体との間にあり、
前記第１磁性部材は、第１磁性部材端部及び第１磁性部材他端部を含み、
前記第２磁性部材は、第２磁性部材端部及び第２磁性部材他端部を含み、
前記第２方向において、前記第１磁性部材端部と前記第２磁性部材他端部との間に前記第１磁性部材他端部があり、
前記第２方向において、前記第１磁性部材他端部と前記第２磁性部材他端部との間に前記第２磁性部材端部があり、
前記第１磁気素子端部は、前記第１方向において前記第１磁性部材他端部と重なり、
前記第１磁気素子他端部は、前記第１方向において前記第２磁性部材端部と重なる、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気センサ。
（構成１８）
前記第１磁気素子は、第１磁気素子端部及び第１磁気素子他端部を含み、
前記第１磁気素子端部は、前記第１構造体と前記第１磁気素子他端部との間にあり、
前記第１磁気素子他端部は、前記第１磁気素子端部と前記第２構造体との間にあり、
前記第１磁性部材は、第１磁性部材端部及び第１磁性部材他端部を含み、
前記第２磁性部材は、第２磁性部材端部及び第２磁性部材他端部を含み、
前記第２方向において、前記第１磁性部材端部と前記第２磁性部材他端部との間に前記第１磁性部材他端部があり、
前記第２方向において、前記第１磁性部材他端部と前記第２磁性部材他端部との間に前記第２磁性部材端部があり、
前記第１磁気素子端部の前記第２方向における位置は、前記第１磁性部材他端部の前記第２方向における位置と、前記第２磁性部材端部の前記第２方向における位置と、の間にあり、
前記第１磁気素子他端部の前記第２方向における位置は、前記第１磁性部材他端部の前記第２方向における前記位置と、前記第２磁性部材端部の前記第２方向における前記位置と、の間にある、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気センサ。
（構成１９）
第１素子部を備え、
前記第１素子部は、
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非磁性層と、を含み、前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う、第１磁気素子と、
第１磁性部材であって、前記第１磁性層の一部から前記第１磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第１磁性部材と、
第２磁性部材であって、前記第１磁性層の別の一部から前記第２磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第２磁性部材と、
を含み、
前記第１対向磁性層から、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間の領域への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１磁性部材は、第１磁性部材端部及び第１磁性部材他端部を含み、
前記第２磁性部材は、第２磁性部材端部及び第２磁性部材他端部を含み、
前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１磁性部材端部と前記第２磁性部材他端部との間に前記第１磁性部材他端部があり、
前記第２方向において、前記第１磁性部材他端部と前記第２磁性部材他端部との間に前記第２磁性部材端部があり、
前記第１磁性層は、第１磁性層端部及び第１磁性層他端部を含み、
前記第１磁性層端部の前記第２方向における位置は、前記第１磁性部材端部の前記第２方向における位置と、前記第１磁性部材他端部の前記第２方向における位置との間にあり、
前記第１磁性層他端部の前記第２方向における位置は、前記第２磁性部材端部の前記第２方向における位置と、前記第２磁性部材他端部の前記第２方向における位置との間にあり、
前記第１対向磁性層は、前記第１対向磁性層端部及び前記第１対向磁性層他端部を含み、
前記第１対向磁性層端部の前記第２方向における位置は、前記第１磁性層端部の前記第２方向における前記位置と、前記第２磁性部材端部の前記第２方向における前記位置と、の間にあり、
前記第１対向磁性層他端部の前記第２方向における位置は、前記第１磁性部材他端部の前記第２方向における前記位置と、前記第１磁性層他端部の前記第２方向における前記位置と、の間にあり、
前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に印加される磁界に対して偶関数で変化する、磁気センサ。
（構成２０）
前記第１素子は、交流成分を含む第１電流が供給される第１導電部材をさらに含み、
前記第１導電部材は、前記第１方向において、前記第１磁気素子と重なる、構成１９記載の磁気センサ。
（構成２１）
前記第１素子は、第２電流が供給される第１導電部さらに含み、
前記第１導電部は、前記第１方向において、前記第１磁気素子と重なる、構成１９または２０に記載の磁気センサ。
（構成２２）
第２素子部、第３素子部、及び、第４素子部をさらに備え、
前記第１～前記第４素子部は、ブリッジ接続された、構成１～２１のいずれか１つに記載の磁気センサ。
（構成２３）
構成１～２２のいずれか１つに記載の磁気センサと、
前記磁気センサから出力される信号を処理可能な処理部と、
を備えた検査装置。
実施形態によれば、感度の向上が可能な磁気センサ及び検査装置が提供できる。
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、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気センサに含まれる磁気素子、磁性層、非磁性層、磁性部材、構造体、導電部材、導電部及び回路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磁気センサ及び検査装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気センサ及び検査装置も、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。
１１～１４…第１～第４磁性層、 １１Ｅ～１４Ｅ…第１～第４磁気素子、 １１Ｅａ…第１磁気素子端部、 １１Ｅｂ…第１磁気素子他端部、 １１Ｅｃ…部分、 １１Ｐ～１４Ｐ…第１～第４素子部、 １１ａ…第１磁性層端部、 １１ｂ…第１磁性層他端部、 １１ｅ～１４ｅ…一端、 １１ｆ～１４ｆ…他端、 １１ｎ～１４ｎ…第１～第４非磁性層、 １１ｏ～１４ｏ…第１～第４対向磁性層、 １１ｏａ…第１対向磁性層端部、 １１ｏｂ…第１対向磁性層他端部、 １１ｐ、１１ｑ、１１ｒ…一部、 １１ｓａ、１１ｓｂ…第１、第２重畳領域、 ２１～２４…第１～第４導電部材、 ２１ｅ～２４ｅ…一端、 ２１ｆ～２４ｆ…他端、 ３１～３８…第１～第８サイド磁性層、 ３１ｎ～３８ｎ…第１～第８サイド非磁性層、 ３１ｏ～３８ｏ…第１～第８サイド対向磁性層、 ３９ａ…第１積層磁性層、 ３９ａｐ、３９ａｑ…一部、 ５１～５８…第１～第８磁性部材、 ５１ａ、５２ａ…第１、第２磁性部材端部、 ５１ｂ、５２ｂ…第１、第２磁性部材他端部、 ６１～６４…第１～第４導電部、 ６５…絶縁部材、 ６６ａ～６６ｄ…領域、 ７０…処理部、 ７１～７３…第１～第３回路、 ７５…検出回路、 ７５Ｐ…電流回路、 ΔＶ…差、 １１０、１１０ａ～１１０ｃ、１１１、１１２、１２０、１２１ａ～１２１ｃ、１２２、１２３ａ～１２３ｃ、１３０、１３１、１４０、１４１、１４５、１５０、１５０ａ…磁気センサ、 ３０１…センサ部、 ３０２…基体、 ３０３…入出力コード、 ３０５…基体、 ５００…検査装置、 ５０２…制御機構、 ５０４…信号入出力部、 ５０６…センサ駆動部、 ５０８…信号処理部、 ５１０…信号解析部、 ５１２…データ処理部、 ５１６…画像化診断部、 ６００…電池システム、 ６１０…電池、 ６８０…検査対象、 ７１０…検査装置、 ７７０…処理部、 Ｂ１…平均磁束密度、 ＣＦ１～ＣＦ３…第１～第３構成、 ＣＰ１～ＣＰ６…第１～第６接続点、 Ｈ…磁界、 Ｈａｃ…交流磁界、 Ｈｅｘ…外部磁界、 Ｈｅｘ１～Ｈｅｘ３…第１～第２磁界、 Ｈｓｉｇ…信号磁界、 Ｉ１、Ｉ２…第１、第２電流、 Ｉａ１～Ｉａ３…第１～第３値電流、 Ｌ１、Ｌ５１…長さ、 Ｒ…抵抗、 Ｒ１～Ｒ４…第１～第４値、 Ｒｏ…低抵抗、 Ｒｘ…電気抵抗、 ＳＢ１～ＳＢ８…第１～第８構造体、 ｄ１、ｇ１、ｇ２…距離、 ｔ１…厚さ、 ｗ１、ｗＳＢ１、ｗＳＢ２、ｗｓ…幅、 ｗ５０…ギャップ長、 ｗｓ１、ｗｓ２…長さ

Claims (10)

  1. 第１素子部を備え、
    前記第１素子部は、
    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非磁性層と、を含み、前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う、第１磁気素子と、
    第１サイド磁性層を含む第１構造体と、
    第２サイド磁性層を含む第２構造体であって、前記第１磁気素子は、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１構造体と前記第２構造体との間にあり、前記第１磁気素子は、前記第１サイド磁性層及び前記第２サイド磁性層から離れた、前記第２構造体と、
    第１磁性部材であって、前記第１サイド磁性層から前記第１磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第１磁性部材と、
    第２磁性部材であって、前記第２サイド磁性層から前記第２磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第２磁性部材と、
    を含み、
    前記第１磁気素子から、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間の領域への方向は、前記第１方向に沿う、磁気センサ。
  2. 第１素子部を備え、
    前記第１素子部は、
    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非磁性層と、を含み、前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う、第１磁気素子と、
    第１サイド磁性層と、
    第２サイド磁性層であって、前記第１磁気素子の少なくとも一部は、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１サイド磁性層と前記第２サイド磁性層との間にある、前記第２サイド磁性層と、
    を含み、
    第１磁性部材であって、前記第１サイド磁性層から前記第１磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第１磁性部材と、
    第２磁性部材であって、前記第２サイド磁性層から前記第２磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第２磁性部材と、
    を含み、
    前記第１磁気素子から、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間の領域への方向は、前記第１方向に沿い、
    前記第１磁性層及び前記第１対向磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む第１材料を含み、
    前記第１サイド磁性層及び前記第２サイド磁性層は、第２材料を含み、
    前記第２材料は、Ｆｅ及びＮｉを含む第３材料、及び、第４材料の少なくともいずれかを含み、
    前記第４材料は、アモルファス、または、前記第１材料の結晶性よりも低い結晶性を有する、磁気センサ。
  3. 前記第１サイド磁性層は前記第１磁気素子と接する、または、
    前記第１サイド磁性層と前記第１磁気素子との間の距離は、３ｎｍ以下である、請求項２記載の磁気センサ。
  4. 前記第１素子部は、第１積層磁性層をさらに含み、
    前記第１サイド磁性層は、前記第１積層磁性層の一部と前記第１磁性部材との間にあり、
    前記第２サイド磁性層は、前記第１積層磁性層の別の一部と前記第２磁性部材との間にある、請求項２または３に記載の磁気センサ。
  5. 第１素子部を備え、
    前記第１素子部は、
    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非磁性層と、を含み、前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う、第１磁気素子と、
    第１積層磁性層と、
    第１磁性部材であって、前記第１積層磁性層の一部から前記第１磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第１磁性部材と、
    第２磁性部材であって、前記第１積層磁性層の別の一部から前記第２磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第２磁性部材と、
    を含み、
    前記第１磁気素子から、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間の領域への方向は、前記第１方向に沿い、
    前記第１積層磁性層と前記領域との間に、前記第１磁気素子があり、
    前記第１磁性層及び前記第１対向磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む第１材料を含み、
    前記第１積層磁性層は、第２材料を含み、
    前記第２材料は、Ｆｅ及びＮｉを含む第３材料、及び、第４材料の少なくともいずれかを含み、
    前記第４材料は、アモルファス、または、前記第１材料の結晶性よりも低い結晶性を有する、磁気センサ。
  6. 前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に第１磁界が印加されたときに第１値であり、
    前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第２磁界が印加されたときに第２値であり、
    前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第３磁界が印加されたときに第３値であり、
    前記第１磁界の絶対値は、前記第２磁界の絶対値よりも小さく、前記第３磁界の絶対値よりも小さく、
    前記第２磁界の向きは、前記第３磁界の向きと逆であり、
    前記第１値は、前記第２値よりも低く、前記第３値よりも低い、請求項１～５のいずれか１つに記載の磁気センサ。
  7. 前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に第１磁界が印加されたときに第１値であり、
    前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第２磁界が印加されたときに第２値であり、
    前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第３磁界が印加されたときに第３値であり、
    前記第１磁界の絶対値は、前記第２磁界の絶対値よりも小さく、前記第３磁界の絶対値よりも小さく、
    前記第２磁界の向きは、前記第３磁界の向きと逆であり、
    前記第１値は、前記第２値よりも高く、前記第３値よりも高い、請求項１～５のいずれか１つに記載の磁気センサ。
  8. 前記第１素子は、交流成分を含む第１電流が供給される第１導電部材をさらに含み、
    前記第１導電部材は、前記第１方向において、前記第１磁気素子と重なる、請求項１～５のいずれか１つに記載の磁気センサ。
  9. 第１素子部を備え、
    前記第１素子部は、
    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非磁性層と、を含み、前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、第１方向に沿う、第１磁気素子と、
    第１磁性部材であって、前記第１磁性層の一部から前記第１磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第１磁性部材と、
    第２磁性部材であって、前記第１磁性層の別の一部から前記第２磁性部材への方向は、前記第１方向に沿う、前記第２磁性部材と、
    を含み、
    前記第１対向磁性層から、前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間の領域への方向は、前記第１方向に沿い、
    前記第１磁性部材は、第１磁性部材端部及び第１磁性部材他端部を含み、
    前記第２磁性部材は、第２磁性部材端部及び第２磁性部材他端部を含み、
    前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１磁性部材端部と前記第２磁性部材他端部との間に前記第１磁性部材他端部があり、
    前記第２方向において、前記第１磁性部材他端部と前記第２磁性部材他端部との間に前記第２磁性部材端部があり、
    前記第１磁性層は、第１磁性層端部及び第１磁性層他端部を含み、
    前記第１磁性層端部の前記第２方向における位置は、前記第１磁性部材端部の前記第２方向における位置と、前記第１磁性部材他端部の前記第２方向における位置との間にあり、
    前記第１磁性層他端部の前記第２方向における位置は、前記第２磁性部材端部の前記第２方向における位置と、前記第２磁性部材他端部の前記第２方向における位置との間にあり、
    前記第１対向磁性層は、前記第１対向磁性層端部及び前記第１対向磁性層他端部を含み、
    前記第１対向磁性層端部の前記第２方向における位置は、前記第１磁性層端部の前記第２方向における前記位置と、前記第２磁性部材端部の前記第２方向における前記位置と、の間にあり、
    前記第１対向磁性層他端部の前記第２方向における位置は、前記第１磁性部材他端部の前記第２方向における前記位置と、前記第１磁性層他端部の前記第２方向における前記位置と、の間にあり、
    前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に印加される磁界に対して偶関数で変化する、磁気センサ。
  10. 請求項１～９のいずれか１つに記載の磁気センサと、
    前記磁気センサから出力される信号を処理可能な処理部と、
    を備えた検査装置。
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