JP2023046277A - magnetic sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気抵抗効果素子に対象磁界の特定の成分を検出させる構造を有する磁気センサに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor having a structure in which a magnetoresistive effect element detects a specific component of a target magnetic field.
近年、種々の用途で、磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサが利用されている。磁気センサを含むシステムでは、基板上に設けられた磁気抵抗効果素子によって、基板の面に垂直な方向の成分を含む磁界を検出したい場合がある。この場合、基板の面に垂直な方向の磁界を基板の面に平行な方向の磁界に変換する軟磁性体を設けたり、磁気抵抗効果素子を基板上に形成された傾斜面上に配置したりすることによって、基板の面に垂直な方向の成分を含む磁界を検出することができる。 2. Description of the Related Art In recent years, magnetic sensors using magnetoresistive elements have been used in various applications. In a system including a magnetic sensor, it is sometimes desired to detect a magnetic field including a component in a direction perpendicular to the plane of the substrate by using a magnetoresistive element provided on the substrate. In this case, a soft magnetic body is provided for converting a magnetic field perpendicular to the surface of the substrate into a magnetic field parallel to the surface of the substrate, or a magnetoresistive element is arranged on an inclined surface formed on the substrate. By doing so, it is possible to detect a magnetic field including a component in the direction perpendicular to the plane of the substrate.
ここで、磁気センサの基板の面に平行な2つの方向であって、互いに直交する2つの方向を、X方向およびY方向と定義する。一般的に、複数の磁気抵抗効果素子が設けられた磁気センサでは、複数の磁気抵抗効果素子は、X方向とY方向のそれぞれに沿って格子状に配列される。磁気抵抗効果素子の長手方向は、X方向またはY方向と一致する。また、複数の軟磁性体が設けられた磁気センサでは、複数の磁気抵抗効果素子は、複数の軟磁性体の各々に沿って並ぶように複数個ずつ配置される。通常、磁気抵抗効果素子の長手方向は、軟磁性体の長手方向と一致する。 Here, two directions parallel to the surface of the substrate of the magnetic sensor and perpendicular to each other are defined as the X direction and the Y direction. Generally, in a magnetic sensor provided with a plurality of magnetoresistive elements, the plurality of magnetoresistive elements are arranged in a grid along each of the X direction and the Y direction. The longitudinal direction of the magnetoresistive element coincides with the X direction or the Y direction. Further, in a magnetic sensor provided with a plurality of soft magnetic bodies, a plurality of magnetoresistive elements are arranged along each of the plurality of soft magnetic bodies. The longitudinal direction of the magnetoresistive element usually coincides with the longitudinal direction of the soft magnetic material.
特許文献1には、支持体上にX軸磁気センサ、Y軸磁気センサおよびZ軸磁気センサが設けられた地磁気センサが記載されている。この地磁気センサにおいて、Z軸磁気センサは、磁気抵抗効果素子と軟磁性体を備えている。軟磁性体は、Z軸に平行な方向の垂直磁界成分を、Z軸に垂直な方向の水平磁界成分に変換して、この水平磁界成分を磁気抵抗効果素子に与える。磁気抵抗効果素子と軟磁性体は、それぞれ、Y軸方向に長い形状を有している。
特許文献2には、V軸方向に延在する斜面が形成された磁場検出ユニットが記載されている。この磁場検出ユニットにおいて、複数の磁気抵抗効果膜は、斜面に形成されると共に、複数の素子形成領域に分割して配置されている。
一般的に、軟磁性体や傾斜面のように、磁気抵抗効果素子に対象磁界の特定の成分を検出させるための構造を有する構造物が多くなると、磁気抵抗効果素子等を精度よく形成することが難しくなる。そのため、上記の構造物を備えた磁気センサでは、構造物を少なくするような工夫が必要である。しかし、従来は、そのような工夫について、十分に検討されていなかった。 In general, when there are many structures such as soft magnetic bodies and inclined surfaces that have a structure for allowing the magnetoresistive effect element to detect a specific component of the target magnetic field, it is necessary to form the magnetoresistive effect element and the like with high accuracy. becomes difficult. Therefore, in the magnetic sensor provided with the above structures, it is necessary to devise ways to reduce the number of structures. However, conventionally, such a device has not been sufficiently examined.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、磁気抵抗効果素子に対象磁界の特定の成分を検出させるための構造を有する構造物を備えた磁気センサであって、小型化が可能な磁気センサを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic sensor having a structure having a structure for detecting a specific component of a target magnetic field with a magnetoresistive effect element, which is miniaturized. To provide a magnetic sensor capable of
本発明の磁気センサは、複数の磁気抵抗効果素子によって構成された複数の抵抗部と、それぞれ複数の磁気抵抗効果素子に対象磁界の特定の成分を検出させるための構造を有する複数の構造物とを備えている。複数の磁気抵抗効果素子は、複数の抵抗部に対応する複数の領域に分割して配置されている。複数の領域は、第1の基準方向に沿って並ぶように配置されている。複数の領域の各々は、第1の基準方向における両端に位置する第1の端縁および第2の端縁と、第1の基準方向と直交する第2の基準方向における両端に位置する第3の端縁および第4の端縁とを有している。第1の端縁および第2の端縁の各々は、第2の基準方向に沿って延在している。複数の構造物の各々は、第1の基準方向および第2の基準方向の各々と交差する方向に延在している。複数の構造物の各々が第1の端縁または第2の端縁に対してなす角度は、複数の構造物の各々が第3の端縁または第4の端縁に対してなす角度よりも大きい。複数の構造物は、複数の領域のうちの少なくとも2つの領域にわたって延在する構造物を含んでいる。 A magnetic sensor according to the present invention includes a plurality of resistance units each composed of a plurality of magnetoresistive effect elements, and a plurality of structures each having a structure for causing the plurality of magnetoresistive effect elements to detect a specific component of a target magnetic field. It has The plurality of magnetoresistive elements are divided and arranged in a plurality of regions corresponding to the plurality of resistance portions. The multiple areas are arranged to line up along the first reference direction. Each of the plurality of regions has a first edge and a second edge located at both ends in the first reference direction, and a third edge located at both ends in a second reference direction orthogonal to the first reference direction. and a fourth edge. Each of the first edge and the second edge extends along the second reference direction. Each of the plurality of structures extends in a direction crossing each of the first reference direction and the second reference direction. The angle formed by each of the plurality of structures with respect to the first edge or the second edge is larger than the angle formed with each of the plurality of structures with respect to the third edge or the fourth edge. big. The plurality of structures includes structures extending across at least two of the plurality of regions.
本発明の磁気センサでは、複数の領域の各々は、第1の基準方向における両端に位置する第1の端縁および第2の端縁と、第1の基準方向と直交する第2の基準方向における両端に位置する第3の端縁および第4の端縁とを有している。複数の構造物の各々が第1の端縁または第2の端縁に対してなす角度は、複数の構造物の各々が第3の端縁または第4の端縁に対してなす角度よりも大きい。これにより、本発明によれば、小型化が可能な磁気センサを実現することができるという効果を奏する。 In the magnetic sensor of the present invention, each of the plurality of regions has a first edge and a second edge located at both ends in the first reference direction, and a second reference direction perpendicular to the first reference direction. It has a third edge and a fourth edge located at both ends of the . The angle formed by each of the plurality of structures with respect to the first edge or the second edge is larger than the angle formed with each of the plurality of structures with respect to the third edge or the fourth edge. big. Thus, according to the present invention, it is possible to realize a magnetic sensor that can be miniaturized.
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図1ないし図3を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る磁気センサを含む磁気センサ装置の構成について説明する。図1は、磁気センサ装置100を示す斜視図である。図2は、磁気センサ装置100を示す平面図である。図3は、磁気センサ装置100の構成を示す機能ブロック図である。
[First embodiment]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of a magnetic sensor device including a magnetic sensor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is a perspective view showing the
磁気センサ装置100は、本実施の形態に係る磁気センサ1を備えている。磁気センサ1は、第1のチップ2と、第2のチップ3とによって構成されている。磁気センサ装置100は、更に、第1および第2のチップ2,3を支持する支持体4を備えている。第1のチップ2、第2のチップ3および支持体4は、いずれも直方体形状を有している。支持体4は、上面である基準平面4aと、基準平面4aとは反対側に位置する下面と、基準平面4aと下面とを接続する4つの側面とを有している。
The
ここで、図1および図2を参照して、本実施の形態における基準座標系について説明する。基準座標系は、磁気センサ装置100を基準とした座標系であって、3つの軸によって定義された直交座標系である。基準座標系では、X方向、Y方向、Z方向が定義されている。X方向、Y方向、Z方向は、互いに直交する。本実施の形態では特に、支持体4の基準平面4aに垂直な方向であって、支持体4の下面から基準平面4aに向かう方向を、Z方向とする。また、X方向とは反対の方向を-X方向とし、Y方向とは反対の方向を-Y方向とし、Z方向とは反対の方向を-Z方向とする。基準座標系を定義する3つの軸は、X方向に平行な軸と、Y方向に平行な軸と、Z方向に平行な軸である。
Here, the reference coordinate system in this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. The reference coordinate system is a coordinate system based on the
また、X方向に平行な方向を第1の基準方向Rxとし、Y方向に平行な方向を第2の基準方向Ryとする。基準平面4aは、第1の基準方向Rxおよび第2の基準方向Ryに平行な平面である。なお、本実施の形態では、便宜上、支持体4の上面を、基準平面としている。しかし、本発明の基準平面は、第1の基準方向Rxおよび第2の基準方向Ryに平行な平面である限り、支持体4の上面に限定されない。
A direction parallel to the X direction is defined as a first reference direction Rx, and a direction parallel to the Y direction is defined as a second reference direction Ry. The
以下、基準の位置に対してZ方向の先にある位置を「上方」と言い、基準の位置に対して「上方」とは反対側にある位置を「下方」と言う。また、磁気センサ装置100の構成要素に関して、Z方向の端に位置する面を「上面」と言い、-Z方向の端に位置する面を「下面」と言う。また、「Z方向から見たとき」という表現は、Z方向に離れた位置から対象物を見ることを意味する。
Hereinafter, a position ahead of the reference position in the Z direction will be referred to as "upper", and a position on the opposite side of the reference position as "upper" will be referred to as "lower". Further, with respect to the components of the
第1のチップ2は、互いに反対側に位置する上面2aおよび下面と、上面2aおよび下面とを接続する4つの側面とを有している。第2のチップ3は、互いに反対側に位置する上面3aおよび下面と、上面3aおよび下面とを接続する4つの側面とを有している。
The
第1のチップ2は、第1のチップ2の下面が支持体4の基準平面4aに対向する姿勢で、基準平面4a上に実装されている。第2のチップ3は、第2のチップ3の下面が支持体4の基準平面4aに対向する姿勢で、基準平面4a上に実装されている。第1のチップ2と第2のチップ3は、それぞれ、例えば接着剤6,7によって支持体4に接合されている。
The
第1のチップ2は、上面2a上に設けられた複数の第1の電極パッド21を有している。第2のチップ3は、上面3a上に設けられた複数の第2の電極パッド31を有している。支持体4は、基準平面4a上に設けられた複数の第3の電極パッド41を有している。図示しないが、磁気センサ装置100では、複数の第1の電極パッド21と複数の第2の電極パッド31と複数の第3の電極パッド41のうち、対応する2つの電極パッドが、ボンディングワイヤによって互いに接続されている。
The
磁気センサ1は、第1の検出回路10と、第2の検出回路20と、第3の検出回路30とを備えている。第1のチップ2は、第1の検出回路10を含んでいる。第2のチップ3は、第2の検出回路20と第3の検出回路30とを含んでいる。
The
磁気センサ装置100は、更に、プロセッサ40を備えている。支持体4は、プロセッサ40を含んでいる。第1ないし第3の検出回路10,20,30とプロセッサ40は、複数の第1の電極パッド21、複数の第2の電極パッド31、複数の第3の電極パッド41および複数のボンディングワイヤを介して接続されている。
The
第1ないし第3の検出回路10,20,30の各々は、複数の磁気検出素子を含み、対象磁界を検出して少なくとも1つの検出信号を生成するように構成されている。本実施の形態では特に、複数の磁気検出素子は、複数の磁気抵抗効果素子である。以下、磁気抵抗効果素子を、MR素子と記す。
Each of the first through
プロセッサ40は、第1ないし第3の検出回路10,20,30が生成する複数の検出信号を処理することによって、所定の基準位置における磁界の互いに異なる3つの方向の成分と対応関係を有する第1の検出値、第2の検出値および第3の検出値を生成するように構成されている。本実施の形態では特に、上記の互いに異なる3つの方向は、XY平面に平行な2つの方向と、Z方向に平行な方向である。プロセッサ40は、例えば特定用途向け集積回路(ASIC)によって構成されている。
The
次に、図3ないし図10を参照して、第1ないし第3の検出回路10,20,30について説明する。図4は、第1の検出回路10の回路構成を示す回路図である。図5は、第2の検出回路20の回路構成を示す回路図である。図6は、第3の検出回路30の回路構成を示す回路図である。図7は、第1のチップ2の一部を示す平面図である。図8は、第1のチップ2の一部を示す断面図である。図9は、第2のチップ3の一部を示す平面図である。図10は、第2のチップ3の一部を示す断面図である。
Next, the first to
ここで、図7および図9に示したように、U方向とV方向を、以下のように定義する。U方向は、X方向から-Y方向に向かって回転した方向である。V方向は、Y方向からX方向に向かって回転した方向である。本実施の形態では特に、U方向を、X方向から-Y方向に向かってαだけ回転した方向とし、V方向を、Y方向からX方向に向かってαだけ回転した方向とする。なお、αは、0°よりも大きく90°よりも小さい角度である。一例では、αは45°である。また、U方向とは反対の方向を-U方向とし、V方向とは反対の方向を-V方向とする。 Here, as shown in FIGS. 7 and 9, the U direction and V direction are defined as follows. The U direction is a direction rotated from the X direction toward the -Y direction. The V direction is the direction rotated from the Y direction toward the X direction. Particularly in this embodiment, the U direction is the direction rotated from the X direction to the -Y direction by α, and the V direction is the direction rotated from the Y direction to the X direction by α. Note that α is an angle larger than 0° and smaller than 90°. In one example, α is 45°. The direction opposite to the U direction is the -U direction, and the direction opposite to the V direction is the -V direction.
また、図10に示したように、W1方向とW2方向を、以下のように定義する。W1方向は、V方向から-Z方向に向かって回転した方向である。W2方向は、V方向からZ方向に向かって回転した方向である。本実施の形態では特に、W1方向を、V方向から-Z方向に向かってβだけ回転した方向とし、W2方向を、V方向からZ方向に向かってβだけ回転した方向とする。なお、βは、0°よりも大きく90°よりも小さい角度である。また、W1方向とは反対の方向を-W1方向とし、W2方向とは反対の方向を-W2方向とする。W1方向およびW2方向は、それぞれ、U方向と直交する。 Also, as shown in FIG. 10, the W1 direction and the W2 direction are defined as follows. The W1 direction is a direction rotated from the V direction toward the -Z direction. The W2 direction is a direction rotated from the V direction toward the Z direction. Especially in this embodiment, the W1 direction is the direction rotated from the V direction toward the −Z direction by β, and the W2 direction is the direction rotated from the V direction toward the Z direction by β. β is an angle larger than 0° and smaller than 90°. The direction opposite to the W1 direction is the -W1 direction, and the direction opposite to the W2 direction is the -W2 direction. The W1 direction and W2 direction are each orthogonal to the U direction.
第1の検出回路10は、対象磁界のU方向に平行な方向の成分を検出し、この成分と対応関係を有する少なくとも1つの第1の検出信号を生成するように構成されている。第2の検出回路20は、対象磁界のW1方向に平行な方向の成分を検出し、この成分と対応関係を有する少なくとも1つの第2の検出信号を生成するように構成されている。第3の検出回路30は、対象磁界のW2方向に平行な方向の成分を検出し、この成分と対応関係を有する少なくとも1つの第3の検出信号を生成するように構成されている。
The
図4に示したように、第1の検出回路10は、電源端V1と、グランド端G1と、信号出力端E11,E12と、第1の抵抗部R11と、第2の抵抗部R12と、第3の抵抗部R13と、第4の抵抗部R14とを含んでいる。第1の検出回路10の複数のMR素子は、第1ないし第4の抵抗部R11,R12,R13,R14を構成する。
As shown in FIG. 4, the
第1の抵抗部R11は、電源端V1と信号出力端E11との間に設けられている。第2の抵抗部R12は、信号出力端E11とグランド端G1との間に設けられている。第3の抵抗部R13は、信号出力端E12とグランド端G1との間に設けられている。第4の抵抗部R14は、電源端V1と信号出力端E12との間に設けられている。 The first resistance portion R11 is provided between the power supply terminal V1 and the signal output terminal E11. The second resistor portion R12 is provided between the signal output end E11 and the ground end G1. The third resistor R13 is provided between the signal output terminal E12 and the ground terminal G1. The fourth resistance portion R14 is provided between the power supply terminal V1 and the signal output terminal E12.
図5に示したように、第2の検出回路20は、電源端V2と、グランド端G2と、信号出力端E21,E22と、第1の抵抗部R21と、第2の抵抗部R22と、第3の抵抗部R23と、第4の抵抗部R24とを含んでいる。第2の検出回路20の複数のMR素子は、第1ないし第4の抵抗部R21,R22,R23,R24を構成する。
As shown in FIG. 5, the
第1の抵抗部R21は、電源端V2と信号出力端E21との間に設けられている。第2の抵抗部R22は、信号出力端E21とグランド端G2との間に設けられている。第3の抵抗部R23は、信号出力端E22とグランド端G2との間に設けられている。第4の抵抗部R24は、電源端V2と信号出力端E22との間に設けられている。 The first resistance portion R21 is provided between the power supply terminal V2 and the signal output terminal E21. The second resistor R22 is provided between the signal output terminal E21 and the ground terminal G2. The third resistor R23 is provided between the signal output terminal E22 and the ground terminal G2. The fourth resistance portion R24 is provided between the power supply terminal V2 and the signal output terminal E22.
図6に示したように、第3の検出回路30は、電源端V3と、グランド端G3と、信号出力端E31,E32と、第1の抵抗部R31と、第2の抵抗部R32と、第3の抵抗部R33と、第4の抵抗部R34とを含んでいる。第3の検出回路30の複数のMR素子は、第1ないし第4の抵抗部R31,R32,R33,R34を構成する。
As shown in FIG. 6, the
第1の抵抗部R31は、電源端V3と信号出力端E31との間に設けられている。第2の抵抗部R32は、信号出力端E31とグランド端G3との間に設けられている。第3の抵抗部R33は、信号出力端E32とグランド端G3との間に設けられている。第4の抵抗部R34は、電源端V3と信号出力端E32との間に設けられている。 The first resistance portion R31 is provided between the power supply terminal V3 and the signal output terminal E31. The second resistance portion R32 is provided between the signal output terminal E31 and the ground terminal G3. The third resistor R33 is provided between the signal output terminal E32 and the ground terminal G3. The fourth resistor R34 is provided between the power supply terminal V3 and the signal output terminal E32.
電源端V1~V3の各々には、所定の大きさの電圧または電流が印加される。グランド端G1~G3の各々はグランドに接続される。 A predetermined magnitude of voltage or current is applied to each of the power supply terminals V1 to V3. Each of the ground ends G1-G3 is connected to the ground.
以下、第1の検出回路10の複数のMR素子を複数の第1のMR素子50Aと言い、第2の検出回路20の複数のMR素子を複数の第2のMR素子50Bと言い、第3の検出回路30の複数のMR素子を複数の第3のMR素子50Cと言う。第1ないし第3の検出回路10,20,30は磁気センサ1の構成要素であることから、磁気センサ1が複数の第1のMR素子50A、複数の第2のMR素子50Bおよび複数の第3のMR素子50Cを含んでいるとも言える。また、任意のMR素子については、符号50を付して表す。
Hereinafter, the plurality of MR elements of the
図11は、MR素子50を示す側面図である。MR素子50は、スピンバルブ型のMR素子でもよいし、AMR(異方性磁気抵抗効果)素子でもよい。本実施の形態では特に、MR素子50は、スピンバルブ型のMR素子である。MR素子50は、方向が固定された磁化を有する磁化固定層52と、対象磁界の方向に応じて方向が変化可能な磁化を有する自由層54と、磁化固定層52と自由層54の間に配置されたギャップ層53とを有している。MR素子50は、TMR(トンネル磁気抵抗効果)素子でもよいし、GMR(巨大磁気抵抗効果)素子でもよい。TMR素子では、ギャップ層53はトンネルバリア層である。GMR素子では、ギャップ層53は非磁性導電層である。MR素子50では、自由層54の磁化の方向が磁化固定層52の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化し、この角度が0°のときに抵抗値は最小値となり、角度が180°のときに抵抗値は最大値となる。各MR素子50において、自由層54は、磁化容易軸方向が、磁化固定層52の磁化の方向に直交する方向となる形状異方性を有している。なお、自由層54に所定の方向の磁化容易軸を設定する手段として、自由層54に対してバイアス磁界を印加する磁石を用いることもできる。
FIG. 11 is a side view showing the
MR素子50は、更に、反強磁性層51を有している。反強磁性層51、磁化固定層52、ギャップ層53および自由層54は、この順に積層されている。反強磁性層51は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層52との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層52の磁化の方向を固定する。なお、磁化固定層52は、いわゆるセルフピン止め型の固定層(Synthetic Ferri Pinned 層、SFP層)であってもよい。セルフピン止め型の固定層は、強磁性層、非磁性中間層および強磁性層を積層させた積層フェリ構造を有し、2つの強磁性層を反強磁性的に結合させてなるものである。磁化固定層52がセルフピン止め型の固定層である場合、反強磁性層51を省略してもよい。
The
なお、MR素子50における層51~54の配置は、図11に示した配置とは上下が反対でもよい。
Note that the arrangement of the layers 51 to 54 in the
図4ないし図6において、塗りつぶした矢印は、MR素子50の磁化固定層52の磁化の方向を表している。また、白抜きの矢印は、MR素子50に対象磁界が印加されていない場合における、MR素子50の自由層54の磁化の方向を表している。
In FIGS. 4 to 6, the filled arrows represent the magnetization direction of the magnetization pinned
図4に示した例では、第1および第3の抵抗部R11,R13の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、U方向である。第2および第4の抵抗部R12,R14の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、-U方向である。また、複数の第1のMR素子50Aの各々の自由層54は、磁化容易軸方向がV方向に平行な方向となる形状異方性を有している。第1および第2の抵抗部R11,R12の各々における自由層54の磁化の方向は、第1のMR素子50Aに対象磁界が印加されていない場合、V方向である。第3および第4の抵抗部R13,R14の各々における自由層54の磁化の方向は、上記の場合、-V方向である。
In the example shown in FIG. 4, the magnetization direction of the magnetization pinned
図5に示した例では、第1および第3の抵抗部R21,R23の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、W1方向である。第2および第4の抵抗部R22,R24の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、-W1方向である。また、複数の第2のMR素子50Bの各々の自由層54は、磁化容易軸方向がU方向に平行な方向となる形状異方性を有している。第1および第2の抵抗部R21,R22の各々における自由層54の磁化の方向は、第2のMR素子50Bに対象磁界が印加されていない場合、U方向である。第3および第4の抵抗部R23,R24の各々における自由層54の磁化の方向は、上記の場合、-U方向である。
In the example shown in FIG. 5, the magnetization direction of the magnetization pinned
図6に示した例では、第1および第3の抵抗部R31,R33の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、W2方向である。第2および第4の抵抗部R32,R34の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、-W2方向である。また、複数の第3のMR素子50Cの各々の自由層54は、磁化容易軸方向がU方向に平行な方向となる形状異方性を有している。第1および第2の抵抗部R31,R32の各々における自由層54の磁化の方向は、第3のMR素子50Cに対象磁界が印加されていない場合、U方向である。第3および第4の抵抗部R33,R34の各々における自由層54の磁化の方向は、上記の場合、-U方向である。
In the example shown in FIG. 6, the magnetization direction of the magnetization pinned
磁気センサ1は、複数の第1のMR素子50Aと複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cの各々の自由層54に対して、所定の方向の磁界を印加するように構成された磁界発生器を含んでいる。本実施の形態では、磁界発生器は、第1のMR素子50Aの各々の自由層54に対して所定の方向の磁界を印加する第1のコイル70と、複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cの各々の自由層54に対して所定の方向の磁界を印加する第2のコイル80とを含んでいる。第1のチップ2は、第1のコイル70を含んでいる。第2のチップ3は、第2のコイル80を含んでいる。
The
なお、磁化固定層52の磁化の方向と自由層54の磁化容易軸の方向は、MR素子50の作製の精度等の観点から、上述の方向からわずかにずれていてもよい。また、磁化固定層52の磁化は、上述の方向を主成分とする磁化成分を含むように構成されていてもよい。この場合、磁化固定層52の磁化の方向は、上述の方向またはほぼ上述の方向になる。
Note that the direction of magnetization of the magnetization fixed
以下、第1のチップ2と第2のチップ3の具体的な構造について詳しく説明する。図8は、図7において8-8線で示す位置の断面の一部を示している。
Specific structures of the
第1のチップ2は、上面201aを有する基板201と、絶縁層202,203,204,207,208,209,210と、複数の下部電極61Aと、複数の上部電極62Aと、複数の下部コイル要素71と、複数の上部コイル要素72とを含んでいる。基板201の上面201aは、XY平面に平行であるものとする。Z方向は、基板201の上面201aに垂直な一方向でもある。なお、コイル要素とは、コイルの巻線の一部である。
The
絶縁層202は、基板201の上に配置されている。複数の下部コイル要素71は、絶縁層202の上に配置されている。絶縁層203は、絶縁層202の上において複数の下部コイル要素71の周囲に配置されている。絶縁層204は、複数の下部コイル要素71および絶縁層203の上に配置されている。
An insulating
複数の下部電極61Aは、絶縁層204の上に配置されている。絶縁層207は、絶縁層204の上において複数の下部電極61Aの周囲に配置されている。複数の第1のMR素子50Aは、複数の下部電極61Aの上に配置されている。絶縁層208は、複数の下部電極61Aおよび絶縁層207の上において複数の第1のMR素子50Aの周囲に配置されている。複数の上部電極62Aは、複数の第1のMR素子50Aおよび絶縁層208の上に配置されている。絶縁層209は、絶縁層208の上において複数の上部電極62Aの周囲に配置されている。
A plurality of
絶縁層210は、複数の上部電極62Aおよび絶縁層209の上に配置されている。複数の上部コイル要素72は、絶縁層210の上に配置されている。第1のチップ2は、更に、複数の上部コイル要素72および絶縁層210を覆う図示しない絶縁層を含んでいてもよい。なお、図7では、第1のチップ2の構成要素のうち、絶縁層204、複数の第1のMR素子50Aおよび複数の上部コイル要素72を示している。
The insulating
基板201の上面201aは、XY平面に平行であり、複数の下部電極61Aの各々の上面も、XY平面に平行になる。また、基準平面4aは、XY平面に平行である。従って、上記の状態では、複数の第1のMR素子50Aは、基準平面4aに平行な平面の上に配置されていると言える。
The
図7に示したように、複数の第1のMR素子50Aは、U方向とV方向にそれぞれ複数個ずつ並ぶように配列されている。複数の第1のMR素子50Aは、複数の下部電極61Aと複数の上部電極62Aによって、直列に接続されている。
As shown in FIG. 7, the plurality of
ここで、図11を参照して、複数の第1のMR素子50Aの接続方法について詳しく説明する。図11において、符号61は、任意のMR素子50に対応する下部電極を示し、符号62は、任意のMR素子50に対応する上部電極を示している。図11に示したように、個々の下部電極61は細長い形状を有している。下部電極61の長手方向に隣接する2つの下部電極61の間には、間隙が形成されている。下部電極61の上面上において、長手方向の両端の近傍に、それぞれMR素子50が配置されている。また、個々の上部電極62は細長い形状を有し、下部電極61の長手方向に隣接する2つの下部電極61上に配置されて隣接する2つのMR素子50同士を電気的に接続する。
Here, a method of connecting the plurality of
図示しないが、1列に並んだ複数個のMR素子50の列の端に位置する1つのMR素子50は、下部電極61の長手方向と交差する方向に隣接する他の複数個のMR素子50の列の端に位置する他の1つのMR素子50に接続されている。この2つのMR素子50は、図示しない電極によって互いに接続されている。図示しない電極は、2つのMR素子50の下面同士または上面同士を接続する電極であってもよい。
Although not shown, one
図11に示したMR素子50が第1のMR素子50Aである場合、図11に示した下部電極61は下部電極61Aに対応し、図11に示した上部電極62は上部電極62Aに対応する。また、この場合、下部電極61の長手方向は、V方向に平行な方向になる。
When the
複数の上部コイル要素72の各々は、Y方向に平行な方向に延在している。また、複数の上部コイル要素72は、X方向に並ぶように配列されている。本実施の形態では特に、Z方向から見たときに、複数の第1のMR素子50Aの各々には、2つの上部コイル要素72が重なっている。
Each of the multiple
複数の下部コイル要素71の各々は、Y方向に平行な方向に延在している。また、複数の下部コイル要素71は、X方向に並ぶように配列されている。複数の下部コイル要素71の形状および配列は、複数の上部コイル要素72の形状および配列と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
Each of the multiple
図7および図8に示した例では、複数の下部コイル要素71と複数の上部コイル要素72は、複数の第1のMR素子50Aの各々の自由層54に対して、X方向に平行な方向の磁界を印加する第1のコイル70を構成するように、電気的に接続されている。また、第1のコイル70は、例えば、第1および第2の抵抗部R11,R12における自由層54に対してX方向の磁界を印加し、第3および第4の抵抗部R13,R14における自由層54に対して-X方向の磁界を印加することができるように構成されていてもよい。また、第1のコイル70は、プロセッサ40によって制御されてもよい。
In the example shown in FIGS. 7 and 8, the plurality of
次に、図9および図10を参照して、第2のチップ3の構造について説明する。図10は、図9において10-10線で示す位置の断面の一部を示している。
Next, the structure of the
第2のチップ3は、上面301aを有する基板301と、絶縁層302,303,304,305,307,308,309,310と、複数の下部電極61Bと、複数の下部電極61Cと、複数の上部電極62Bと、複数の上部電極62Cと、複数の下部コイル要素81と、複数の上部コイル要素82とを含んでいる。基板301の上面301aは、XY平面に平行であるものとする。Z方向は、基板301の上面301aに垂直な一方向でもある。
The
絶縁層302は、基板301の上に配置されている。複数の下部コイル要素81は、絶縁層302の上に配置されている。絶縁層303は、絶縁層302の上において複数の下部コイル要素81の周囲に配置されている。絶縁層304,305は、複数の下部コイル要素81および絶縁層303の上に、この順に積層されている。
An insulating
複数の下部電極61Bと複数の下部電極61Cは、絶縁層305の上に配置されている。絶縁層307は、絶縁層305の上において複数の下部電極61Bの周囲と複数の下部電極61Cの周囲に配置されている。複数の第2のMR素子50Bは、複数の下部電極61Bの上に配置されている。複数の第3のMR素子50Cは、複数の下部電極61Cの上に配置されている。絶縁層308は、複数の下部電極61B、複数の下部電極61Cおよび絶縁層307の上において複数の第2のMR素子50Bの周囲と複数の第3のMR素子50Cの周囲に配置されている。複数の上部電極62Bは、複数の第2のMR素子50Bおよび絶縁層308の上に配置されている。複数の上部電極62Cは、複数の第3のMR素子50Cおよび絶縁層308の上に配置されている。絶縁層309は、絶縁層308の上において複数の上部電極62Bの周囲と複数の上部電極62Cの周囲に配置されている。
A plurality of
絶縁層310は、複数の上部電極62B、複数の上部電極62Cおよび絶縁層309の上に配置されている。複数の上部コイル要素82は、絶縁層310の上に配置されている。第2のチップ3は、更に、複数の上部コイル要素82および絶縁層310を覆う図示しない絶縁層を含んでいてもよい。
The insulating
第2のチップ3は、複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cを支持する支持部材を含んでいる。支持部材は、基板301の上面301aに対して傾斜した少なくとも1つの傾斜面を有している。本実施の形態では特に、支持部材は、絶縁層305によって構成されている。なお、図9では、第2のチップ3の構成要素のうち、絶縁層305、複数の第2のMR素子50B、複数の第3のMR素子50Cおよび複数の上部コイル要素82を示している。
The
絶縁層305は、それぞれ基板301の上面301aから遠ざかる方向(Z方向)に張り出す複数の凸面305cを有している。複数の凸面305cの各々は、U方向に平行な方向に延在している。凸面305cの全体形状は、図10に示した凸面305cの三角形形状をU方向に平行な方向に沿って移動してできる三角屋根形状である。また、複数の凸面305cは、V方向に平行な方向に並んでいる。
The insulating
ここで、複数の凸面305cのうちの任意の1つの凸面305cに着目する。凸面305cは、第1の傾斜面305aと第2の傾斜面305bとを含んでいる。第1の傾斜面305aは、凸面305cのV方向側の一部分を構成する面である。第2の傾斜面305bは、凸面305cの-V方向側の一部分を構成する面である。
Here, attention is paid to an arbitrary one
基板301の上面301aは、XY平面に平行である。また、基準平面4aは、XY平面に平行である。第1の傾斜面305aと第2の傾斜面305bの各々は、基板301の上面301aおよび基準平面4aの各々に対して傾斜している。第2の傾斜面305bは、第1の傾斜面305aとは異なる向きに向いている。基板301の上面301aに垂直なVZ断面において、第1の傾斜面305aと第2の傾斜面305bの間隔は、基板301の上面301aから遠ざかるに従って小さくなる。
A
本実施の形態では、凸面305cが複数存在することから、第1の傾斜面305aと第2の傾斜面305bもそれぞれ複数存在する。絶縁層305は、複数の第1の傾斜面305aと、複数の第2の傾斜面305bとを有している。
In this embodiment, since there are a plurality of
複数の下部電極61Bは、複数の第1の傾斜面305aの上に配置されている。複数の下部電極61Cは、複数の第2の傾斜面305bの上に配置されている。前述のように、第1の傾斜面305aと第2の傾斜面305bの各々は、基板301の上面301aすなわちXY平面に対して傾斜していることから、複数の下部電極61Bの各々の上面と複数の下部電極61Cの各々の上面も、XY平面に対して傾斜する。また、基準平面4aは、XY平面に平行である。従って、複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cは、基準平面4aに対して傾斜した傾斜面上に配置されていると言える。絶縁層305は、複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cの各々を基準平面4aに対して傾くように支持するための部材である。
The plurality of
複数の第1の傾斜面305aの各々は、少なくとも一部がU方向とW1方向に平行な平面であってもよい。複数の第2の傾斜面305bの各々は、少なくとも一部がU方向とW2方向に平行な平面であってもよい。
At least a portion of each of the plurality of first
また、凸面305cは、曲線形状(アーチ形状)をU方向に平行な方向に沿って移動してできる半円筒状の曲面であってもよい。この場合、第1の傾斜面305aは曲面になる。第2のMR素子50Bは、曲面(第1の傾斜面305a)に沿って湾曲する。この場合であっても、便宜上、第2のMR素子50Bの磁化固定層52の磁化の方向は、直線的な方向として前述のように定義される。同様に、第2の傾斜面305bは曲面になる。第3のMR素子50Cは、曲面(第2の傾斜面305b)に沿って湾曲する。この場合であっても、便宜上、第3のMR素子50Cの磁化固定層52の磁化の方向は、直線的な方向として前述のように定義される。
Also, the
図示しないが、絶縁層305は、更に、複数の凸面305cの周囲に存在する平坦面を有している。複数の凸面305cは、平坦面からZ方向に突出していてもよい。また、複数の凸面305cは、隣接する2つの凸面305cの間に平坦面が形成されるように、所定の間隔を開けて配置されていてもよい。あるいは、絶縁層305は、平坦面から-Z方向に向かって凹んだ溝部を有していてもよい。この場合、複数の凸面305cは、溝部内に存在していてもよい。
Although not shown, the insulating
図9に示したように、複数の第2のMR素子50Bは、U方向とV方向にそれぞれ複数個ずつ並ぶように配列されている。1つの第1の傾斜面305aの上には、複数個の第2のMR素子50Bが1列に並んでいる。同様に、複数の第3のMR素子50Cは、U方向とV方向にそれぞれ複数個ずつ並ぶように配列されている。1つの第2の傾斜面305bの上には、複数個の第3のMR素子50Cが1列に並んでいる。本実施の形態では、複数の第2のMR素子50Bの列と複数の第3のMR素子50Cの列が、V方向に平行な方向において交互に並んでいる。
As shown in FIG. 9, the plurality of
複数の第2のMR素子50Bは、複数の下部電極61Bと複数の上部電極62Bによって、直列に接続されている。前述の複数の第1のMR素子50Aの接続方法についての説明は、複数の第2のMR素子50Bの接続方法にも当てはまる。図11に示したMR素子50が第2のMR素子50Bである場合、図11に示した下部電極61は下部電極61Bに対応し、図11に示した上部電極62は上部電極62Bに対応する。また、この場合、下部電極61の長手方向は、U方向に平行な方向になる。
A plurality of
同様に、複数の第3のMR素子50Cは、複数の下部電極61Cと複数の上部電極62Cによって、直列に接続されている。前述の複数の第1のMR素子50Aの接続方法についての説明は、複数の第3のMR素子50Cの接続方法にも当てはまる。図11に示したMR素子50が第3のMR素子50Cである場合、図11に示した下部電極61は下部電極61Cに対応し、図11に示した上部電極62は上部電極62Cに対応する。また、この場合、下部電極61の長手方向は、U方向に平行な方向になる。
Similarly, a plurality of
複数の上部コイル要素82の各々は、Y方向に平行な方向に延在している。また、複数の上部コイル要素82は、X方向に並ぶように配列されている。本実施の形態では特に、Z方向から見たときに、複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cの各々には、2つの上部コイル要素82が重なっている。
Each of the multiple
複数の下部コイル要素81の各々は、Y方向に平行な方向に延在している。また、複数の下部コイル要素81は、X方向に並ぶように配列されている。複数の下部コイル要素81の形状および配列は、複数の上部コイル要素82の形状および配列と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
Each of the plurality of
図9および図10に示した例では、複数の下部コイル要素81と複数の上部コイル要素82は、複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cの各々の自由層54に対して、X方向に平行な方向の磁界を印加する第2のコイル80を構成するように、電気的に接続されている。また、第2のコイル80は、例えば、第2の検出回路20の第1および第2の抵抗部R21,R22と第3の検出回路30の第1および第2の抵抗部R31,R32における自由層54に対してX方向の磁界を印加し、第2の検出回路20の第3および第4の抵抗部R23,R24と第3の検出回路30の第3および第4の抵抗部R33,R34における自由層54に対して-X方向の磁界を印加することができるように構成されていてもよい。また、第2のコイル80は、プロセッサ40によって制御されてもよい。
9 and 10, the plurality of
次に、図12を参照して、複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cの配置について説明する。図12は、素子配置領域を示す平面図である。第2のチップ3は、複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cを配置するための素子配置領域A0を有している。第2のチップ3は磁気センサ1の構成要素であることから、磁気センサ1が素子配置領域A0を有しているとも言える。本実施の形態では、素子配置領域A0および後述する複数の領域を、XY平面に平行な平面領域として定義する。複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50Cは、Z方向から見たときに、素子配置領域A0と重なっている。本実施の形態では、便宜上、素子配置領域A0は、絶縁層305の上面の上にあるものとする。
Next, the arrangement of the plurality of
第2のチップ3の上面3aの面積に対する素子配置領域A0の面積の割合は、2%以上である。この割合は、10~90%の範囲内であってもよいし、45~75%の範囲内であってもよい。また、素子配置領域A0は、第1の基準方向Rxにおける寸法が、第2の基準方向Ryにおける寸法よりも大きくてもよい。
The ratio of the area of the element placement region A0 to the area of the
素子配置領域A0は、第1の領域A1と、第2の領域A2と、第3の領域A3と、第4の領域A4とを含んでいる。第1の領域A1は、第1の抵抗部R21,R31に対応する領域である。第2の領域A2は、第2の抵抗部R22,R32に対応する領域である。第3の領域A3は、第3の抵抗部R23,R33に対応する領域である。第4の領域A4は、第4の抵抗部R24,R34に対応する領域である。第1ないし第4の領域A1~A4の各々は、第1の基準方向Rxにおける寸法が、第2の基準方向Ryにおける寸法よりも大きくてもよい。 The element placement area A0 includes a first area A1, a second area A2, a third area A3, and a fourth area A4. The first region A1 is a region corresponding to the first resistance sections R21 and R31. The second area A2 is an area corresponding to the second resistance sections R22 and R32. The third area A3 is an area corresponding to the third resistance portions R23 and R33. A fourth region A4 is a region corresponding to the fourth resistance portions R24 and R34. Each of the first to fourth regions A1 to A4 may have a dimension in the first reference direction Rx larger than a dimension in the second reference direction Ry.
複数の第2のMR素子50Bは、第1ないし第4の領域A1~A4に分割して配置されている。第1の抵抗部R21を構成する第2のMR素子50Bは、第1の領域A1に配置されている。第2の抵抗部R22を構成する第2のMR素子50Bは、第2の領域A2に配置されている。第3の抵抗部R23を構成する第2のMR素子50Bは、第3の領域A3に配置されている。第4の抵抗部R24を構成する第2のMR素子50Bは、第4の領域A4に配置されている。
The plurality of
複数の第3のMR素子50Cは、第1ないし第4の領域A1~A4に分割して配置されている。第1の抵抗部R31を構成する第3のMR素子50Cは、第1の領域A1に配置されている。第2の抵抗部R32を構成する第3のMR素子50Cは、第2の領域A2に配置されている。第3の抵抗部R33を構成する第3のMR素子50Cは、第3の領域A3に配置されている。第4の抵抗部R34を構成する第3のMR素子50Cは、第4の領域A4に配置されている。
The plurality of
次に、図12を参照して、第1ないし第4の領域A1~A4の配置について説明する。第1ないし第4の領域A1~A4は、第1の基準方向Rxに沿って並ぶように配置されている。図12に示した例では、第1ないし第4の領域A1~A4は、素子配置領域A0の-X方向側の端縁から素子配置領域A0のX方向側の端縁に向かって、領域A2,A3,A1,A4の順に並んでいる。しかし、本発明において、第1ないし第4の領域A1~A4の配置の順番は、この例に限られない。 Next, the arrangement of the first to fourth areas A1 to A4 will be described with reference to FIG. The first to fourth regions A1 to A4 are arranged side by side along the first reference direction Rx. In the example shown in FIG. 12, the first to fourth regions A1 to A4 extend from the −X direction side edge of the element placement region A0 toward the X direction side edge of the element placement region A0. , A3, A1, and A4. However, in the present invention, the order of arranging the first to fourth areas A1 to A4 is not limited to this example.
図12において、符号C1を付した点は、Z方向から見たときの第1の領域A1の重心を示している。符号C2を付した点は、Z方向から見たときの第2の領域A2の重心を示している。符号C3を付した点は、Z方向から見たときの第3の領域A3の重心を示している。符号C4を付した点は、Z方向から見たときの第4の領域A4の重心を示している。 In FIG. 12, the point labeled C1 indicates the center of gravity of the first area A1 when viewed from the Z direction. A point labeled C2 indicates the center of gravity of the second area A2 when viewed from the Z direction. A point labeled C3 indicates the center of gravity of the third area A3 when viewed from the Z direction. A point labeled C4 indicates the center of gravity of the fourth area A4 when viewed from the Z direction.
第1の領域A1の重心C1と第4の領域A4の重心C4は、第2の基準方向Ryにおいて互いにずれている。図12に示した例では、第2の基準方向Ryにおける第4の領域A4の重心C4の位置は、第2の基準方向Ryにおける第1の領域A1の重心C1の位置に対して、-Y方向の先にある。第1の領域A1の重心C1と第4の領域A4の重心C4は、複数の凸面305cのうちの隣接する2つの凸面305cの第2の基準方向Ryにおける間隔だけずれていてもよい。
The center of gravity C1 of the first area A1 and the center of gravity C4 of the fourth area A4 are shifted from each other in the second reference direction Ry. In the example shown in FIG. 12, the position of the center of gravity C4 of the fourth area A4 in the second reference direction Ry is -Y relative to the position of the center of gravity C1 of the first area A1 in the second reference direction Ry. Ahead of the direction. The center of gravity C1 of the first area A1 and the center of gravity C4 of the fourth area A4 may be displaced by an interval in the second reference direction Ry between two adjacent
第2の領域A2の重心C2と第3の領域A3の重心C3は、第2の基準方向Ryにおいて互いにずれている。図12に示した例では、第2の基準方向Ryにおける第3の領域A3の重心C3の位置は、第2の基準方向Ryにおける第2の領域A2の重心C2の位置に対して、-Y方向の先にある。第2の領域A2の重心C2と第3の領域A3の重心C3は、複数の凸面305cのうちの隣接する2つの凸面305cの第2の基準方向Ryにおける間隔だけずれていてもよい。
The center of gravity C2 of the second area A2 and the center of gravity C3 of the third area A3 are shifted from each other in the second reference direction Ry. In the example shown in FIG. 12, the position of the center of gravity C3 of the third area A3 in the second reference direction Ry is -Y relative to the position of the center of gravity C2 of the second area A2 in the second reference direction Ry. Ahead of the direction. The center of gravity C2 of the second area A2 and the center of gravity C3 of the third area A3 may be shifted by an interval in the second reference direction Ry between two adjacent
第3の領域A3が第2の領域A2に対してずれる方向は、第4の領域A4が第1の領域A1に対してずれる方向と同じであってもよい。また、第2の領域A2に対する第3の領域A3のずれ量は、第1の領域A1に対する第4の領域A4のずれ量と同じであってもよいし、同じでなくてもよい。また、第2の基準方向Ryにおける第2の領域A2の重心C2の位置は、第2の基準方向Ryにおける第1の領域A1の重心C1の位置と同じであってもよいし、同じでなくてもよい。また、第2の基準方向Ryにおける第4の領域A4の重心C4の位置は、第2の基準方向Ryにおける第3の領域A3の重心C3の位置と同じであってもよいし、同じでなくてもよい。 The direction in which the third area A3 deviates from the second area A2 may be the same as the direction in which the fourth area A4 deviates from the first area A1. Also, the shift amount of the third area A3 with respect to the second area A2 may or may not be the same as the shift amount of the fourth area A4 with respect to the first area A1. Further, the position of the center of gravity C2 of the second area A2 in the second reference direction Ry may or may not be the same as the position of the center of gravity C1 of the first area A1 in the second reference direction Ry. may Further, the position of the center of gravity C4 of the fourth area A4 in the second reference direction Ry may or may not be the same as the position of the center of gravity C3 of the third area A3 in the second reference direction Ry. may
次に、図12を参照して、第1ないし第4の領域A1~A4の各々の形状について説明する。ここでは、第1の領域A1を例にとって説明する。第1の領域A1は、第1の基準方向Rxにおける両端に位置する第1の端縁A1aおよび第2の端縁A1bと、第2の基準方向Ryにおける両端に位置する第3の端縁A1cおよび第4の端縁A1dとを有している。第1の端縁A1aは、第1の領域A1における-X方向側の端に位置する。第2の端縁A1bは、第1の領域A1におけるX方向側の端に位置する。第3の端縁A1cは、第1の領域A1における-Y方向側の端に位置する。第4の端縁A1dは、第1の領域A1におけるY方向側の端に位置する。 Next, referring to FIG. 12, the shape of each of the first to fourth regions A1 to A4 will be described. Here, the first area A1 will be described as an example. The first region A1 includes a first edge A1a and a second edge A1b located at both ends in the first reference direction Rx, and a third edge A1c located at both ends in the second reference direction Ry. and a fourth edge A1d. The first edge A1a is positioned at the −X direction side end of the first region A1. The second edge A1b is positioned at the X-direction end of the first area A1. The third edge A1c is positioned at the −Y direction end of the first area A1. The fourth edge A1d is located at the Y-direction end of the first area A1.
第1の端縁A1aおよび第2の端縁A1bの各々は、第2の基準方向Ryに沿って延在している。第3の端縁A1cおよび第4の端縁A1dの各々は、第1の基準方向Rxおよび第2の基準方向Ryの各々と交差し且つ基準平面4aに平行な第3の基準方向に沿って延在している。本実施の形態では特に、第3の基準方向は、X方向とU方向との間の一方向に平行な方向である。第1の端縁A1aと第3の端縁A1cとがなす角度と第2の端縁A1bと第4の端縁A1dとがなす角度は、いずれも鈍角である。第1の端縁A1aと第4の端縁A1dとがなす角度と第2の端縁A1bと第3の端縁A1cとがなす角度は、いずれも鋭角である。
Each of the first edge A1a and the second edge A1b extends along the second reference direction Ry. Each of the third edge A1c and the fourth edge A1d extends along a third reference direction that intersects each of the first reference direction Rx and the second reference direction Ry and is parallel to the
ここで、第1ないし第4の端縁A1a~A1dの定義について説明する。図10に示したように、第1の領域A1では、それぞれ第2の基準方向Ryに沿って一列に並んだ複数個のMR素子50(複数の第2のMR素子50Bおよび複数の第3のMR素子50C)よりなる複数の素子列が、第1の基準方向Rxに沿って複数並んでいる。第1の端縁A1aの少なくとも一部は、第1の領域A1において最も-X方向側に位置する素子列に含まれる複数個のMR素子50によって定義される第1の線と一致していてもよい。第1の線は、上記の複数個のMR素子50を最短の長さで結ぶ線を、Z方向から見たときにこの複数個のMR素子50と重ならないように、複数個のMR素子50の-X方向側に移動させたものである。第1の線は、第2の基準方向Ryに平行である。第1の端縁A1aは、実質的に、上記の複数個のMR素子50の位置を示している。
Here, definitions of the first to fourth edges A1a to A1d will be explained. As shown in FIG. 10, in the first region A1, a plurality of MR elements 50 (a plurality of
第2の端縁A1bの少なくとも一部は、第1の領域A1において最もX方向側に位置する素子列に含まれる複数個のMR素子50によって定義される第2の線と一致していてもよい。第2の線は、上記の複数個のMR素子50を最短の長さで結ぶ線を、Z方向から見たときにこの複数個のMR素子50と重ならないように、複数個のMR素子50のX方向側に移動させたものである。第2の線は、第2の基準方向Ryに平行である。第2の端縁A1bは、実質的に、上記の複数個のMR素子50の位置を示している。
Even if at least part of the second edge A1b coincides with the second line defined by the plurality of
第3の端縁A1cの少なくとも一部は、複数の素子列の各々において最も-Y方向側に位置する複数個のMR素子50によって定義される第3の線と一致していてもよい。第3の線は、上記の複数個のMR素子50を最短の長さで結ぶ線を、Z方向から見たときにこの複数個のMR素子50と重ならないように、複数個のMR素子50の-Y方向側に移動させたものである。第3の線は、第3の基準方向に平行である。第3の端縁A1cは、実質的に、上記の複数個のMR素子50の位置を示している。
At least a portion of the third edge A1c may coincide with a third line defined by the plurality of
第4の端縁A1dの少なくとも一部は、複数の素子列の各々において最もY方向側に位置する複数個のMR素子50によって定義される第4の線と一致していてもよい。第4の線は、上記の複数個のMR素子50を最短の長さで結ぶ線を、Z方向から見たときにこの複数個のMR素子50と重ならないように、複数個のMR素子50のY方向側に移動させたものである。第4の線は、第3の基準方向に平行である。第4の端縁A1dは、実質的に、上記の複数個のMR素子50の位置を示している。
At least part of the fourth edge A1d may coincide with a fourth line defined by the plurality of
第3の端縁A1cの一端部は、第1の端縁A1aの一端部に直接接続されていてもよいし、第3の端縁A1cの一端部と第1の端縁A1aの一端部とを接続する第5の端縁を介して接続されていてもよい。第3の端縁A1cの他端部は、第2の端縁A1bの一端部に直接接続されていてもよいし、第3の端縁A1cの他端部と第2の端縁A1bの一端部とを接続する第6の端縁を介して接続されていてもよい。第4の端縁A1dの一端部は、第1の端縁A1aの他端部に直接接続されていてもよいし、第4の端縁A1dの一端部と第1の端縁A1aの他端部とを接続する第7の端縁を介して接続されていてもよい。第4の端縁A1dの他端部は、第2の端縁A1bの他端部に直接接続されていてもよいし、第4の端縁A1dの他端部と第2の端縁A1bの他端部とを接続する第8の端縁を介して接続されていてもよい。第5ないし第8の端縁の各々は、第1の基準方向Rx、第2の基準方向Ryおよび第3の基準方向の各々と交差する方向に延在していてもよい。 One end of the third edge A1c may be directly connected to one end of the first edge A1a, or one end of the third edge A1c and one end of the first edge A1a may be connected directly. may be connected via a fifth edge that connects the . The other end of the third edge A1c may be directly connected to one end of the second edge A1b, or the other end of the third edge A1c and one end of the second edge A1b may be connected directly. It may be connected via a sixth edge that connects the part. One end of the fourth edge A1d may be directly connected to the other end of the first edge A1a, or one end of the fourth edge A1d and the other end of the first edge A1a may be connected directly. It may be connected via a seventh edge that connects the part. The other end of the fourth edge A1d may be directly connected to the other end of the second edge A1b, or may be connected directly to the other end of the fourth edge A1d and the second edge A1b. It may be connected via an eighth edge that connects to the other end. Each of the fifth to eighth edges may extend in a direction intersecting each of the first reference direction Rx, the second reference direction Ry and the third reference direction.
第1の領域A1は、第1ないし第4の端縁A1a~A1dのみによって囲まれた領域であってもよいし、第1ないし第4の端縁A1a~A1dに加えて、第5ないし第8の端縁のうちの少なくとも1つによって囲まれた領域であってもよい。 The first area A1 may be an area surrounded only by the first to fourth edges A1a to A1d, or may be an area surrounded by the first to fourth edges A1a to A1d and the fifth to fourth edges A1a to A1d. It may be a region bounded by at least one of the eight edges.
第2の領域A2は、第1の端縁A2aと、第2の端縁A2bと、第3の端縁A2cと、第4の端縁A2dとを有している。第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dについての説明は、第2の領域A2の第1ないし第4の端縁A2a~A2dにも当てはまる。第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dの説明中の、第1の領域A1ならびに第1ないし第4の端縁A1a~A1dを、それぞれ第2の領域A2ならびに第1ないし第4の端縁A2a~A2dに置き換えれば、第2の領域A2の第1ないし第4の端縁A2a~A2dについての説明になる。なお、第2の領域A2における第3の基準方向は、第1の領域A1における第3の基準方向と同じ方向であってもよいし、同じ方向でなくてもよい。 The second area A2 has a first edge A2a, a second edge A2b, a third edge A2c, and a fourth edge A2d. The description of the first to fourth edges A1a-A1d of the first area A1 also applies to the first to fourth edges A2a-A2d of the second area A2. In the description of the first to fourth edges A1a to A1d of the first region A1, the first region A1 and the first to fourth edges A1a to A1d are referred to as the second region A2 and the first edge, respectively. The first to fourth edges A2a to A2d of the second region A2 can be explained by replacing them with the fourth edges A2a to A2d. The third reference direction in the second area A2 may or may not be the same as the third reference direction in the first area A1.
第3の領域A3は、第1の端縁A3aと、第2の端縁A3bと、第3の端縁A3cと、第4の端縁A3dとを有している。第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dについての説明は、第3の領域A3の第1ないし第4の端縁A3a~A3dにも当てはまる。第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dの説明中の、第1の領域A1ならびに第1ないし第4の端縁A1a~A1dを、それぞれ第3の領域A3ならびに第1ないし第4の端縁A3a~A3dに置き換えれば、第3の領域A3の第1ないし第4の端縁A3a~A3dについての説明になる。なお、第3の領域A3における第3の基準方向は、第1の領域A1における第3の基準方向と同じ方向であってもよいし、同じ方向でなくてもよい。 The third region A3 has a first edge A3a, a second edge A3b, a third edge A3c, and a fourth edge A3d. The description of the first to fourth edges A1a-A1d of the first area A1 also applies to the first to fourth edges A3a-A3d of the third area A3. In the description of the first to fourth edges A1a to A1d of the first region A1, the first region A1 and the first to fourth edges A1a to A1d are referred to as the third region A3 and the first edge, respectively. The first to fourth edges A3a to A3d of the third region A3 will be explained by replacing them with the fourth edges A3a to A3d. The third reference direction in the third area A3 may or may not be the same as the third reference direction in the first area A1.
第4の領域A4は、第1の端縁A4aと、第2の端縁A4bと、第3の端縁A4cと、第4の端縁A4dとを有している。第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dについての説明は、第4の領域A4の第1ないし第4の端縁A4a~A4dにも当てはまる。第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dの説明中の、第1の領域A1ならびに第1ないし第4の端縁A1a~A1dを、それぞれ第4の領域A4ならびに第1ないし第4の端縁A4a~A4dに置き換えれば、第4の領域A4の第1ないし第4の端縁A4a~A4dについての説明になる。なお、第4の領域A4における第3の基準方向は、第1の領域A1における第3の基準方向と同じ方向であってもよいし、同じ方向でなくてもよい。 The fourth area A4 has a first edge A4a, a second edge A4b, a third edge A4c, and a fourth edge A4d. The description of the first to fourth edges A1a-A1d of the first area A1 also applies to the first to fourth edges A4a-A4d of the fourth area A4. In the description of the first to fourth edges A1a to A1d of the first area A1, the first area A1 and the first to fourth edges A1a to A1d are referred to as the fourth area A4 and the first edge, respectively. The first to fourth edges A4a to A4d of the fourth region A4 will be explained by replacing them with the fourth edges A4a to A4d. The third reference direction in the fourth area A4 may or may not be the same as the third reference direction in the first area A1.
次に、第1のチップ2の素子配置領域について説明する。図示しないが、第1のチップ2は、複数の第1のMR素子50Aを配置するための素子配置領域を有している。本実施の形態では、第1のチップ2の素子配置領域および後述する複数の領域を、XY平面に平行な平面領域として定義する。複数の第1のMR素子50Aは、Z方向から見たときに、第1のチップ2の素子配置領域と重なっている。本実施の形態では、便宜上、第1のチップ2の素子配置領域は、絶縁層204の上面の上にあるものとする。
Next, the element arrangement area of the
第1のチップ2の上面2aの面積に対する素子配置領域の面積の割合は、2%以上である。この割合は、10~90%の範囲内であってもよいし、45~75%の範囲内であってもよい。
The ratio of the area of the element placement region to the area of the
第1のチップ2の素子配置領域は、第1の抵抗部R11に対応する第1の領域と、第2の抵抗部R12に対応する第2の領域と、第3の抵抗部R13に対応する第3の領域と、第4の抵抗部R14に対応する第4の領域とを含んでいる。複数の第1のMR素子50Aは、第1ないし第4の領域に分割して配置されている。第1の抵抗部R11を構成する第1のMR素子50Aは、第1の領域に配置されている。第2の抵抗部R12を構成する第1のMR素子50Aは、第2の領域に配置されている。第3の抵抗部R13を構成する第1のMR素子50Aは、第3の領域に配置されている。第4の抵抗部R14を構成する第1のMR素子50Aは、第4の領域に配置されている。
The element placement region of the
次に、複数の凸面305cについて詳しく説明する。磁気センサ1は、それぞれ複数のMR素子50に対象磁界の特定の成分を検出させるための構造を有する複数の構造物を有している。本実施の形態では、複数の第2のMR素子50Bは、複数の第1の傾斜面305aの各々の上に複数個ずつ配置されている。複数の第1の傾斜面305aの各々は、複数の第2のMR素子50Bに、対象磁界のW1方向に平行な方向の成分を検出させるために、上面301aおよび基準平面4aに対して傾斜した構造を有している。従って、複数の第1の傾斜面305aは、本発明の「複数の構造物」に対応する。
Next, the multiple
また、本実施の形態では、複数の第3のMR素子50Cは、複数の第2の傾斜面305bの各々の上に複数個ずつ配置されている。複数の第2の傾斜面305bの各々は、複数の第3のMR素子50Cに、対象磁界のW2方向に平行な方向の成分を検出させるために、上面301aすなわち基準平面4aに対して傾斜した構造を有している。従って、複数の第2の傾斜面305bは、本発明の「複数の構造物」に対応する。
Further, in the present embodiment, a plurality of
また、複数の凸面305cの各々は、第1の傾斜面305aと第2の傾斜面305bとを含んでいる。従って、複数の凸面305cも、本発明の「複数の構造物」に対応する。以下、複数の凸面305cを例にとって、本発明の「複数の構造物」の特徴について説明する。
Also, each of the plurality of
図13は、複数の凸面305cを示す平面図である。なお、図13では、便宜上、隣接する2つの凸面305cの間隔を開けている。図13には、第2のチップ3の素子配置領域A0の第1ないし第4の領域A1~A4も示している。複数の凸面305cは、第2のチップ3の素子配置領域A0の第1ないし第4の領域A1~A4には存在するが、第1のチップ2の素子配置領域の第1ないし第4の領域には存在しない。
FIG. 13 is a plan view showing a plurality of
複数の凸面305cの各々は、第1の基準方向Rxと90°以外の角度をなして交差する方向に延在している。本実施の形態では特に、複数の凸面305cの各々は、U方向に平行な方向に延在している。また、複数の凸面305cは、第1ないし第4の領域A1~A4のうちの少なくとも2つの領域にわたって延在する凸面305cを含んでいる。複数の凸面305cは、更に、第1ないし第4の領域A1~A4のうちの1つの領域にのみ延在する凸面305cを含んでいる。
Each of the plurality of
以下、複数の凸面305cと第1ないし第4の領域A1~A4との関係について更に詳しく説明する。複数の凸面305cは、第2の領域A2にのみ延在する凸面305cと、第4の領域A4にのみ延在する凸面305cとを含んでいる。複数の凸面305cは、更に、第2および第3の領域A2,A3にわたって延在するが第1および第4の領域A1,A4には延在しない凸面305cと、第1および第4の領域A1,A4にわたって延在するが第2および第3の領域A2,A3には延在しない凸面305cとを含んでいる。複数の凸面305cは、更に、第1ないし第3の領域A1~A3にわたって延在するが第4の領域A4には延在しない凸面305cと、第1、第3および第4の領域A1,A3,A4にわたって延在するが第2の領域A2には延在しない凸面305cとを含んでいる。複数の凸面305cは、更に、第1ないし第4の領域A1~A4にわたって延在する凸面305cを含んでいる。
The relationship between the plurality of
また、凸面305cは、凸面305cの長手方向の両端に位置する第1の端部および第2の端部を有している。複数の凸面305cの各々の第1の端部と第2の端部は、第1ないし第4の領域A1~A4の各々の内部、ならびに、第1ないし第4の領域A1~A4のうちの隣接する2つの領域の間には存在しない。
Further, the
図14は、1つの凸面305cと、第1の領域A1の第1および第4の端縁A1a,A1dとを示す説明図である。ここで、凸面305cが第1の端縁A1aに対してなす角度θ1と、凸面305cが第4の端縁A1dに対してなす角度θ2を、以下のように定義する。凸面305cは、凸面305cの-V方向側の端部である第3の端部305c1と、凸面305cのV方向側の端部である第4の端部305c2とを有している。本実施の形態では、第3の端部305c1が第1の端縁A1aに対してなす角度(鋭角)を角度θ1とし、第4の端部305c2が第4の端縁A1dに対してなす角度(鋭角)を角度θ2とする。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing one
角度θ1は、角度θ2よりも大きい。角度θ1は、43°~47°の範囲内であってもよい。角度θ2は、45°よりも小さく、且つ38°~42°の範囲内であってもよい。また、角度θ1と角度θ2の和は、81°~89°の範囲内であってもよい。 Angle θ1 is greater than angle θ2. The angle θ1 may be in the range of 43°-47°. The angle θ2 may be less than 45° and within the range of 38°-42°. Also, the sum of the angles θ1 and θ2 may be within the range of 81° to 89°.
また、本実施の形態では、第3の端部305c1が第2の端縁A1bに対してなす角度(鋭角)を、凸面305cが第2の端縁A1bに対してなす角度とし、第4の端部305c2が第3の端縁A1cに対してなす角度(鋭角)を、凸面305cが第3の端縁A1cに対してなす角度とする。凸面305cが第2の端縁A1bに対してなす角度は、角度θ1と等しくてもよい。凸面305cが第3の端縁A1cに対してなす角度は、角度θ2と等しくてもよい。凸面305cが第1の端縁A1aまたは第2の端縁A1bに対してなす角度(角度θ1)は、凸面305cが第3の端縁A1cまたは第4の端縁A1dに対してなす角度(角度θ2)よりも大きい。
In the present embodiment, the angle (acute angle) formed by the third end portion 305c1 with respect to the second edge A1b is defined as the angle formed by the
なお、本実施の形態では、第1の傾斜面305aまたは第2の傾斜面305bが第1ないし第4の端縁A1a~A1dの各々に対してなす角度は、凸面305cが第1ないし第4の端縁A1a~A1dの各々に対してなす角度と等しいものとする。
In the present embodiment, the angle formed by the first
ここまでは1つの凸面305cに注目して、凸面305cと第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dとの関係について説明してきた。上記の説明は、他の複数の凸面305cにも当てはまる。また、複数の凸面305cと第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dとの関係は、複数の凸面305cと第2の領域A2の第1ないし第4の端縁A2a~A2dとの関係、複数の凸面305cと第3の領域A3の第1ないし第4の端縁A3a~A3dとの関係、ならびに複数の凸面305cと第4の領域A4の第1ないし第4の端縁A4a~A4dとの関係にも当てはまる。
So far, focusing on one
次に、図15を参照して、第1の領域A1における複数のMR素子50(複数の第2のMR素子50Bおよび複数の第3のMR素子50C)の配置について説明する。図15は、第1の領域A1の一部における複数のMR素子を示す説明図である。
Next, the arrangement of the plurality of MR elements 50 (the plurality of
複数のMR素子50の各々は、第1の基準方向Rx、第2の基準方向Ryおよび第3の基準方向のいずれとも異なる方向に長い形状を有している。本実施の形態では特に、複数のMR素子50の各々は、U方向に平行な方向に長い形状を有している。
Each of the plurality of
図15に示したように、第1の領域A1では、複数のMR素子50は、第2の基準方向Ryに沿って複数個ずつ一列に並び且つ第1の領域A1内の複数のMR素子50の各々の長手方向に平行な方向すなわちU方向に平行な方向に沿って複数個ずつ一列に並ぶように配置されている。
As shown in FIG. 15, in the first area A1, the plurality of
本実施の形態では、任意の2つのMR素子50の間隔を、Z方向から見たときの一方のMR素子50の重心と、Z方向から見たときの他方のMR素子50の重心との間隔で表すものとする。図15に示したように、第1の領域A1内のMR素子50の長手方向に平行な方向すなわちU方向に平行な方向において隣接する2つのMR素子50の、第1の基準方向Rxにおける間隔を記号Dx0で表す。また、U方向に平行な方向において隣接する2つのMR素子50の、第2の基準方向Ryにおける間隔を記号Dy0で表す。間隔Dx0は、間隔Dy0と等しくてもよいし、間隔Dy0と異なっていてもよい。
In this embodiment, the interval between any two
また、第2の基準方向Ryにおいて隣接する2つのMR素子50の間隔を記号Dy1で表す。本実施の形態では、間隔Dy1は、間隔Dy0よりも小さい。
Also, the interval between two
次に、第1ないし第3の検出信号について説明する。始めに、図4を参照して、第1の検出信号について説明する。対象磁界のU方向に平行な方向の成分の強度が変化すると、第1の検出回路10の抵抗部R11~R14の各々の抵抗値は、抵抗部R11,R13の抵抗値が増加すると共に抵抗部R12,R14の抵抗値が減少するか、抵抗部R11,R13の抵抗値が減少すると共に抵抗部R12,R14の抵抗値が増加するように変化する。これにより、信号出力端E11,E12の各々の電位が変化する。第1の検出回路10は、信号出力端E11の電位に対応する信号を第1の検出信号S11として生成し、信号出力端E12の電位に対応する信号を第1の検出信号S12として生成するように構成されている。
Next, the first to third detection signals will be explained. First, the first detection signal will be described with reference to FIG. When the strength of the component of the target magnetic field in the direction parallel to the U direction changes, the resistance values of the resistors R11 to R14 of the
次に、図5を参照して、第2の検出信号について説明する。対象磁界のW1方向に平行な方向の成分の強度が変化すると、第2の検出回路20の抵抗部R21~R24の各々の抵抗値は、抵抗部R21,R23の抵抗値が増加すると共に抵抗部R22,R24の抵抗値が減少するか、抵抗部R21,R23の抵抗値が減少すると共に抵抗部R22,R24の抵抗値が増加するように変化する。これにより、信号出力端E21,E22の各々の電位が変化する。第2の検出回路20は、信号出力端E21の電位に対応する信号を第2の検出信号S21として生成し、信号出力端E22の電位に対応する信号を第2の検出信号S22として生成するように構成されている。
Next, the second detection signal will be described with reference to FIG. When the intensity of the component of the target magnetic field in the direction parallel to the W1 direction changes, the resistance values of the resistors R21 to R24 of the
次に、図6を参照して、第3の検出信号について説明する。対象磁界のW2方向に平行な方向の成分の強度が変化すると、第3の検出回路30の抵抗部R31~R34の各々の抵抗値は、抵抗部R31,R33の抵抗値が増加すると共に抵抗部R32,R34の抵抗値が減少するか、抵抗部R31,R33の抵抗値が減少すると共に抵抗部R32,R34の抵抗値が増加するように変化する。これにより、信号出力端E31,E32の各々の電位が変化する。第3の検出回路30は、信号出力端E31の電位に対応する信号を第3の検出信号S31として生成し、信号出力端E32の電位に対応する信号を第3の検出信号S32として生成するように構成されている。
Next, the third detection signal will be described with reference to FIG. When the intensity of the component of the target magnetic field in the direction parallel to the W2 direction changes, the resistance values of the resistors R31 to R34 of the
次に、プロセッサ40の動作について説明する。プロセッサ40は、第1の検出信号S11,S12に基づいて第1の検出値を生成するように構成されている。第1の検出値は、対象磁界のU方向に平行な方向の成分に対応する検出値である。以下、第1の検出値を記号Suで表す。
Next, the operation of
本実施の形態では、プロセッサ40は、第1の検出信号S11と第1の検出信号S12の差S11-S12を求めることを含む演算によって、第1の検出値Suを生成する。第1の検出値Suは、差S11-S12そのものであってもよいし、差S11-S12に対してゲイン調整およびオフセット調整等の所定の補正を加えたものであってもよい。
In the present embodiment, the
プロセッサ40は、更に、第2の検出信号S21,S22および第3の検出信号S31,S32に基づいて、第2の検出値と第3の検出値を生成するように構成されている。第2の検出値は、対象磁界のV方向に平行な方向の成分に対応する検出値である。第3の検出値は、対象磁界のZ方向に平行な方向の成分に対応する検出値である。以下、第2の検出値を記号Svで表し、第3の検出値を記号Szで表す。
The
プロセッサ40は、例えば、以下のようにして第2および第3の検出値Sv,Szを生成する。プロセッサ40は、まず、第2の検出信号S21と第2の検出信号S22の差S21-S22を求めることを含む演算によって、値S1を生成すると共に、第3の検出信号S31と第3の検出信号S32の差S31-S32を求めることを含む演算によって、値S2を生成する。次に、プロセッサ40は、下記の式(1)、(2)を用いて、値S3,S4を算出する。
S3=(S2+S1)/(2cosα) …(1)
S4=(S2-S1)/(2sinα) …(2)
S3=(S2+S1)/(2cosα) (1)
S4=(S2-S1)/(2sinα) (2)
第2の検出値Svは、値S3そのものであってもよいし、値S3に対してゲイン調整およびオフセット調整等の所定の補正を加えたものであってもよい。同様に、第3の検出値Szは、値S4そのものであってもよいし、値S4に対してゲイン調整およびオフセット調整等の所定の補正を加えたものであってもよい。 The second detection value Sv may be the value S3 itself, or may be the value S3 to which predetermined corrections such as gain adjustment and offset adjustment are added. Similarly, the third detection value Sz may be the value S4 itself, or may be the value S4 to which predetermined corrections such as gain adjustment and offset adjustment are added.
次に、第1ないし第4の比較例の磁気センサと比較しながら、本実施の形態に係る磁気センサ1の効果について説明する。始めに、第1の比較例の磁気センサ401について説明する。図16は、第1の比較例の磁気センサ401における複数の凸面を示す平面図である。第1の比較例の磁気センサ401は、本実施の形態における第2のチップ3の代わりに、比較例のチップ403を用いて構成されている。比較例のチップ403は、本実施の形態における絶縁層305の代わりに、複数の凸面405cを有する比較例の絶縁層を含んでいる。比較例のチップ403のその他の構成は、第2のチップ3と同様である。
Next, the effect of the
比較例のチップ403は、本実施の形態における素子配置領域A0に相当する素子配置領域を有している。比較例のチップ403の素子配置領域は、それぞれ本実施の形態における第1の領域A1、第2の領域A2、第3の領域A3および第4の領域A4に相当する第1の領域A401、第2の領域A402、第3の領域A403および第4の領域A404を含んでいる。第1ないし第4の領域A401~A404の配置は、第1ないし第4の領域A1~A44の配置と同様である。
The
複数の凸面405cの各々の形状は、基本的には、複数の凸面305cの各々の形状と同じである。ただし、複数の凸面405cは、いずれも、第1ないし第4の領域A401~A404のうちの1つの領域にのみ延在し、第1ないし第4の領域A401~A404のうちの2つ以上の領域にわたって延在しない。
The shape of each of the plurality of
凸面405cは、凸面405cの長手方向の両端に位置する第1の端部および第2の端部を有している。第1ないし第4の領域A401~A404のうちの隣接する2つの領域の間には、複数の第1の端部および複数の第2の端部が存在する。
The
複数の凸面405cの上には、複数のMR素子50が形成される。MR素子50を精度よく形成するためには、複数の凸面405cを精度よく形成する必要がある。複数の凸面405cは、例えば、比較例の絶縁層をエッチングすることによって形成される。
A plurality of
ここで、第1ないし第4の領域A401~A404のうちの隣接する2つの領域の空間に着目する。この空間では、複数の第1の端部と複数の第2の端部が対向している。複数の第1の端部と複数の第2の端部との間隔が小さくなると、複数の凸面405cを精度よく形成することが難しくなる。そのため、複数の第1の端部と複数の第2の端部との間隔、すなわち2つの領域の間隔を、ある程度大きくする必要がある。第1ないし第4の領域A401~A404の各々の面積を同じにして比較すると、2つの領域の間隔が大きくなるに従って、比較例のチップ403の素子配置領域が大きくなる。その結果、Z方向から見たときの比較例のチップ403の面積も大きくなる。
Here, attention is paid to the space of two adjacent regions among the first to fourth regions A401 to A404. In this space, the plurality of first ends and the plurality of second ends face each other. If the distance between the plurality of first end portions and the plurality of second end portions becomes small, it becomes difficult to form the plurality of
これに対し、本実施の形態では、複数の凸面305cの大部分は、第1ないし第4の領域A1~A4のうちの少なくとも2つの領域にわたって延在する。第1ないし第4の領域A1~A4のうちの隣接する2つの領域の間には、複数の凸面305cの各々の第1の端部と第2の端部が存在しない。これにより、本実施の形態によれば、2つの領域の間隔を小さくして、素子配置領域A0の面積およびZ方向から見たときの第2のチップ3の面積を小さくすることができる。その結果、本実施の形態によれば、磁気センサ1を小型化することができる。また、磁気センサ1を小型化することにより、磁気センサ装置100も小型化することができる。
In contrast, in the present embodiment, most of the multiple
次に、第2の比較例の磁気センサ401Bについて説明する。図17は、第2の比較例の磁気センサ401Bにおける1つの凸面を示す平面図である。
Next, a
第2の比較例の磁気センサ401Bの構成は、以下の点で第1の比較例の磁気センサ401Aの構成と異なっている。第2の比較例では、複数の凸面405cの各々は、U方向と-Y方向との間の一方向に平行な方向に延在している。
The configuration of the
第1の領域A401は、本実施の形態における第1の領域A1と同じ形状または相似形状を有している。第1の領域A401は、それぞれ実施の形態における第1の端縁A1a、第2の端縁A1b、第3の端縁A1cおよび第4の端縁A1dに相当する第1の端縁、第2の端縁、第3の端縁および第4の端縁を有している。ここで、凸面405cが第1の領域A401の第1の端縁に対してなす角度を第1の角度と言い、凸面405cが第1の領域A401の第4の端縁に対してなす角度を第2の角度と言う。第1および第2の角度の定義は、それぞれ、図14に示した角度θ1,θ2の定義と同様である。第2の比較例では、第1の角度は、第2の角度よりも小さい。第2の比較例では特に、第1の角度は、45°よりも小さい。
The first region A401 has the same shape or similar shape as the first region A1 in this embodiment. The first region A401 includes a first edge A1a, a second edge A1b, a third edge A1c, and a fourth edge A1d in the embodiment, respectively. edge, a third edge and a fourth edge. Here, the angle formed by the
図17には、第2の比較例の1つの凸面405cに加えて、本実施の形態における1つの凸面305cを示している。1つの凸面305cは、第2の領域A2の第1の端縁A2aと第4の端縁A2dとが交わってできる角部(図12参照)を通過すると共に、第1ないし第4の領域A1~A4にわたって延在している。1つの凸面405cは、上記の角部に相当する位置を通過している。
FIG. 17 shows one
図17に示した凸面405cは、第1ないし第3の領域A401~A403にわたって延在しているが、第4の領域A404には延在しない。すなわち、第2の比較例では、本実施の形態に比べて、第4の領域A404を含む複数の領域にわたって延在する凸面405cの数が少なくなる。代わりに、第2の比較例では、第4の領域A404にのみ延在する凸面405cの数が多くなる。
The
MR素子50を精度よく形成するためには、MR素子50と凸面405cの第1の端部または第2の端部との間隔を、ある程度大きくする必要がある。そのため、MR素子50の数を同じにして比較した場合、MR素子50を精度よく形成しながら、チップ403を小さくするためには、凸面405cの第1の端部および第2の端部の数を少なくする、すなわち凸面405cの数を少なくする必要がある。しかし、第2の比較例では、前述のように、第4の領域A404にのみ延在する凸面405cの数が多くなるため、第4の領域A404の面積が大きくなり、Z方向から見たときのチップ403の面積も大きくなる。
In order to form the
これに対し、本実施の形態では、第2の比較例に比べて、第4の領域A4にのみ延在する凸面305cの数を少なくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、第4の領域A4の面積およびZ方向から見たときの第2のチップ3の面積を小さくすることができる。その結果、本実施の形態によれば、磁気センサ1を小型化することができる。
In contrast, in the present embodiment, the number of
次に、第3の比較例の磁気センサ401Cについて説明する。図18は、第3の比較例の磁気センサ401Cにおける複数の凸面405cを示す平面図である。
Next, a
第3の比較例の磁気センサ401Cの構成は、以下の点で第1の比較例の磁気センサ401Aの構成と異なっている。第3の比較例では、Z方向から見たときの第1の領域A401の重心と、Z方向から見たときの第2の領域A402の重心と、Z方向から見たときの第3の領域A403の重心と、Z方向から見たときの第4の領域A404の重心が、第2の基準方向Ryにおいて同じ位置にある。
The configuration of the
ここで、図18において符号405c1で示した特定の凸面405c1に着目する。特定の凸面405c1は、本実施の形態における第1および第2の傾斜面305a,305bに相当する第1および第2の傾斜面を含んでいる。特定の凸面405c1は、第1ないし第4の領域A401~A404にわたって延在している。特定の凸面405c1のV方向側の傾斜面である第1の傾斜面は、第1ないし第4の領域A401~A404のいずれにも存在する。一方、特定の凸面405c1の-V方向側の傾斜面である第2の傾斜面は、第1ないし第3の領域A401~A403には存在するが、第4の領域A404には存在しない。この場合、第4の領域A404では、特定の凸面405c1の第2の傾斜面の上に第3のMR素子50Cを形成することができない。
Here, attention is focused on the specific convex surface 405c1 indicated by reference numeral 405c1 in FIG. The specific convex surface 405c1 includes first and second inclined surfaces corresponding to the first and second
このように、第3の比較例では、MR素子50を形成することができない凸面405cが存在する場合がある。これに対し、本実施の形態では、第1ないし第4の領域A1~A4のうちの特定の2つの領域の重心を、第2の基準方向Ryに沿ってずらしている。例えば、特定の領域が第1および第2の傾斜面305a,305bの一方を含む場合において、第1および第2の傾斜面305a,305bの両方を含むように特定の領域ずらすことにより、複数の領域にわたって延在する第1の傾斜面305aまたは第2の傾斜面305bの数を多くすることができる。また、特定の領域が第1および第2の傾斜面305a,305bの一方を含む場合において、第1および第2の傾斜面305a,305bの両方を含まないように特定の領域ずらすことにより、特定の領域に含まれる凸面305cであって、MR素子50を形成することができない凸面305cの面積を小さくすることができる。これにより、特定の領域における複数のMR素子50を精度よく形成することができる。
Thus, in the third comparative example, there may be a
次に、第4の比較例の磁気センサ401Dについて説明する。図19は、第4の比較例の磁気センサ401Dにおける第1の領域A401の一部を示す平面図である。
Next, a
第4の比較例の磁気センサ401Cの構成は、以下の点で第1の比較例の磁気センサ401Aの構成と異なっている。第4の比較例では、第1の領域A401内の複数のMR素子50は、第2の基準方向Ryに沿って複数個ずつ1列に並び且つ第1の基準方向Rxに沿って複数個ずつ1列に並ぶように配置されている。
The configuration of the
ここで、図15と同様に、MR素子50の長手方向に平行な方向すなわちU方向に平行な方向において隣接する2つのMR素子50の、第1の基準方向Rxにおける間隔を記号Dx0で表す。また、U方向に平行な方向において隣接する2つのMR素子50の、第2の基準方向Ryにおける間隔を記号Dy0で表す。第4の比較例では、第2の基準方向Ryにおいて隣接する2つのMR素子50の間隔は、間隔Dy0と等しくなる。
Here, similarly to FIG. 15, the distance in the first reference direction Rx between two
これに対し、本実施の形態では、図15を参照して説明したように、第2の基準方向Ryにおいて隣接する2つのMR素子50の間隔Dy1は、間隔Dy0よりも小さくなる。第1の領域A1内に存在するMR素子の数を同じにして比較すると、本実施の形態のように、間隔Dy1が間隔Dy0よりも小さい場合、間隔Dy1が間隔Dy0と等しい場合に比べて、第1の領域A1を小さくすることができる。
In contrast, in the present embodiment, as described with reference to FIG. 15, the interval Dy1 between two
上記の第1の領域A1についての説明は、第2ないし第4の領域A2~A4にも当てはまる。従って、本実施の形態によれば、素子配置領域A0の面積およびZ方向から見たときの第2のチップ3の面積を小さくすることができる。その結果、本実施の形態によれば、磁気センサ1を小型化することができる。
The above description of the first area A1 also applies to the second to fourth areas A2 to A4. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the area of the element placement region A0 and the area of the
なお、図19には、第1の領域A401の第1の端縁を符号A401aで示し、第1の領域A401の第4の端縁を符号A401dで示している。第4の比較例では、第4の端縁A401dは、第1の基準方向Rxに平行な方向に延在する。図示しないが、第4の比較例では、第1の領域A401の第3の端縁も、第1の基準方向Rxに平行な方向に延在する。 In FIG. 19, the first edge of the first area A401 is denoted by A401a, and the fourth edge of the first area A401 is denoted by A401d. In the fourth comparative example, the fourth edge A401d extends in a direction parallel to the first reference direction Rx. Although not shown, in the fourth comparative example, the third edge of the first region A401 also extends in a direction parallel to the first reference direction Rx.
上記の第1の領域A401についての説明は、第2ないし第4の領域A402~A404にも当てはまる。 The above description of the first area A401 also applies to the second to fourth areas A402 to A404.
[変形例]
次に、本実施の形態に係る磁気センサ1の第1および第2の変形例について説明する。始めに、図20を参照して、第1の変形例について説明する。図20は、第1の変形例における第1ないし第4の領域A1~A4を示す平面図である。第1の変形例では、第2の基準方向Ryにおける第4の領域A4の重心C4の位置は、第2の基準方向Ryにおける第1の領域A1の重心C1の位置に対して、Y方向の先にある。第2の基準方向Ryにおける第3の領域A3の重心C3の位置は、第2の基準方向Ryにおける第2の領域A2の重心C2の位置に対して、Y方向の先にある。
[Modification]
Next, first and second modifications of the
次に、図21を参照して、第2の変形例について説明する。図21は、第2の変形例における第1ないし第4の領域A1~A4を示す平面図である。第2の変形例では、第2の基準方向Ryにおける第4の領域A4の重心C4の位置は、第2の基準方向Ryにおける第1の領域A1の重心C1の位置に対して、Y方向の先にある。第2の基準方向Ryにおける第3の領域A3の重心C3の位置は、第2の基準方向Ryにおける第2の領域A2の重心C2の位置に対して、-Y方向の先にある。第2の変形例では、第3の領域A3が第2の領域A2に対してずれる方向は、第4の領域A4が第1の領域A1に対してずれる方向とは反対の方向である。 Next, a second modification will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a plan view showing first to fourth regions A1 to A4 in the second modification. In the second modification, the position of the center of gravity C4 of the fourth area A4 in the second reference direction Ry is different from the position of the center of gravity C1 of the first area A1 in the second reference direction Ry in the Y direction. ahead. The position of the center of gravity C3 of the third area A3 in the second reference direction Ry is beyond the position of the center of gravity C2 of the second area A2 in the second reference direction Ry in the -Y direction. In the second modification, the direction in which the third area A3 deviates from the second area A2 is opposite to the direction in which the fourth area A4 deviates from the first area A1.
第2の変形例では、第2の基準方向Ryにおける第2の領域A2の重心C2の位置は、第2の基準方向Ryにおける第4の領域A4の重心C4の位置と同じであってもよいし、同じでなくてもよい。また、第2の基準方向Ryにおける第3の領域A3の重心C3の位置は、第2の基準方向Ryにおける第1の領域A1の重心C1の位置と同じであってもよいし、同じでなくてもよい。 In the second modification, the position of the center of gravity C2 of the second area A2 in the second reference direction Ry may be the same as the position of the center of gravity C4 of the fourth area A4 in the second reference direction Ry. and may not be the same. Further, the position of the center of gravity C3 of the third area A3 in the second reference direction Ry may or may not be the same as the position of the center of gravity C1 of the first area A1 in the second reference direction Ry. may
[第2の実施の形態]
次に、図22を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。図22は、本実施の形態における素子配置領域A0を示す平面図である。
[Second embodiment]
A second embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. FIG. 22 is a plan view showing the element arrangement area A0 in this embodiment.
本実施の形態では、第1ないし第4の領域A1~A4の各々の第3および第4の端縁の延在方向が第1の実施の形態と異なっている。第1の実施の形態で説明したように、第1の領域A1の第3の端縁A1cおよび第4の端縁A1dの各々は、第3の基準方向に沿って延在している。本実施の形態では特に、第3の基準方向は、X方向とV方向との間の一方向に平行な方向である。第1の端縁A1aと第3の端縁A1cとがなす角度と第2の端縁A1bと第4の端縁A1dとがなす角度は、いずれも鋭角である。第1の端縁A1aと第4の端縁A1dとがなす角度と第2の端縁A1bと第3の端縁A1cとがなす角度は、いずれも鈍角である。 In this embodiment, the extending directions of the third and fourth edges of the first to fourth regions A1 to A4 are different from those in the first embodiment. As described in the first embodiment, each of the third edge A1c and the fourth edge A1d of the first area A1 extends along the third reference direction. Especially in this embodiment, the third reference direction is a direction parallel to one direction between the X direction and the V direction. The angle between the first edge A1a and the third edge A1c and the angle between the second edge A1b and the fourth edge A1d are both acute angles. The angle between the first edge A1a and the fourth edge A1d and the angle between the second edge A1b and the third edge A1c are both obtuse angles.
第1の実施の形態と同様に、凸面305cが第1の端縁A1aに対してなす角度θ1は、凸面305cが第4の端縁A1dに対してなす角度θ2よりも大きくてもよい(図14参照)。また、凸面305cが第2の端縁A1bに対してなす角度は、角度θ1と等しくてもよい。凸面305cが第3の端縁A1cに対してなす角度は、角度θ2と等しくてもよい。凸面305cが第1の端縁A1aまたは第2の端縁A1bに対してなす角度(角度θ1)は、凸面305cが第3の端縁A1cまたは第4の端縁A1dに対してなす角度(角度θ2)よりも大きくてもよい。
As in the first embodiment, the angle θ1 that the
第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dについての上記の説明は、第2の領域A2の第1ないし第4の端縁A2a~A2d、第3の領域A3の第1ないし第4の端縁A3a~A3dならびに第4の領域A4の第1ないし第4の端縁A4a~A4dにも当てはまる。 The above description of the first to fourth edges A1a to A1d of the first area A1 applies to the first to fourth edges A2a to A2d of the second area A2 and the first edge A2a to A2d of the third area A3. This also applies to the first to fourth edges A3a to A3d and the first to fourth edges A4a to A4d of the fourth region A4.
次に、第5の比較例の磁気センサと比較しながら、本実施の形態に係る磁気センサ1の効果について説明する。図23は、第5の比較例の磁気センサにおける1つの凸面を示す平面図である。第5の比較例の磁気センサ401Eの構成は、基本的には、第1の実施の形態で説明した第2の比較例の磁気センサ401Bの構成と同じである(図17参照)。ただし、第5の比較例の磁気センサ401Eでは、比較例のチップ403の素子配置領域の第1ないし第4の領域A401~A404の形状および配置は、本実施の形態における第1ないし第4の領域A1~A4の形状および配置と同様である。
Next, the effect of the
また、第5の比較例の磁気センサでは、比較例のチップ403の凸面405cが第1の領域A401の第1の端縁に対してなす第1の角度は、45°以下である。第1の角度は、凸面405cが第1の領域A401の第4の端縁に対してなす第2の角度よりも小さい。
Further, in the magnetic sensor of the fifth comparative example, the first angle formed by the
図23には、第5の比較例の1つの凸面405cに加えて、本実施の形態における1つの凸面305cを示している。1つの凸面305cは、第2の領域A2の第1の端縁A2aと第4の端縁A2dとが交わってできる角部(図12参照)を通過すると共に、第1ないし第4の領域A1~A4にわたって延在している。1つの凸面405cは、上記の角部に相当する位置を通過している。
FIG. 23 shows one
図23に示した凸面405cは、第1ないし第3の領域A401~A403にわたって延在しているが、第4の領域A404には延在しない。すなわち、第5の比較例では、本実施の形態に比べて、第4の領域A404を含む複数の領域にわたって延在する凸面405cの数が少なくなる。代わりに、第5の比較例では、第4の領域A404にのみ延在する凸面405cの数が多くなる。
The
これに対し、本実施の形態では、第5の比較例に比べて、第4の領域A4にのみ延在する凸面305cの数を少なくすることができる。
In contrast, in the present embodiment, the number of
なお、本実施の形態のように、第1の端縁A1aと第3の端縁A1cとがなす角度と第2の端縁A1bと第4の端縁A1dとがなす角度がいずれも鋭角であり、第1の端縁A1aと第4の端縁A1dとがなす角度と第2の端縁A1bと第3の端縁A1cとがなす角度がいずれも鈍角という条件の下では、凸面305cが第1の端縁A1aに対してなす角度θ1は、凸面305cが第4の端縁A1dに対してなす角度θ2よりも小さくてもよい。また、この条件の下では、角度θ2は、45°よりも大きくてもよい。このような場合であっても、第4の領域A4にのみ延在する凸面305cの数を、ある程度少なくすることができる。
As in the present embodiment, both the angle formed by the first edge A1a and the third edge A1c and the angle formed by the second edge A1b and the fourth edge A1d are acute angles. Under the condition that the angle between the first edge A1a and the fourth edge A1d and the angle between the second edge A1b and the third edge A1c are both obtuse angles, the
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。 Other configurations, actions and effects in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
[第3の実施の形態]
次に、図24を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。図24は、本実施の形態における素子配置領域A0を示す平面図である。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. FIG. 24 is a plan view showing the element arrangement area A0 in this embodiment.
本実施の形態では、第1ないし第4の領域A1~A4の各々の第3および第4の端縁の延在方向が第1の実施の形態と異なっている。すなわち、第1の領域A1の第3の端縁A1cおよび第4の端縁A1dの各々は、第1の基準方向Rxに沿って延在している。第1の端縁A1aと第3の端縁A1cとがなす角度、第2の端縁A1bと第4の端縁A1dとがなす角度、第1の端縁A1aと第4の端縁A1dとがなす角度、ならびに第3の端縁A1cと第4の端縁A1dとがなす角度は、いずれも90°またはほぼ90°である。 In this embodiment, the extending directions of the third and fourth edges of the first to fourth regions A1 to A4 are different from those in the first embodiment. That is, each of the third edge A1c and the fourth edge A1d of the first region A1 extends along the first reference direction Rx. Angle between first edge A1a and third edge A1c, angle between second edge A1b and fourth edge A1d, first edge A1a and fourth edge A1d and the angle between the third edge A1c and the fourth edge A1d are both 90° or nearly 90°.
第1の実施の形態と同様に、凸面305cが第1の端縁A1aに対してなす角度θ1は、凸面305cが第4の端縁A1dに対してなす角度θ2よりも大きい(図12参照)。また、凸面305cが第2の端縁A1bに対してなす角度は、角度θ1と等しくてもよい。凸面305cが第3の端縁A1cに対してなす角度は、角度θ2と等しくてもよい。凸面305cが第1の端縁A1aまたは第2の端縁A1bに対してなす角度(角度θ1)は、凸面305cが第3の端縁A1cまたは第4の端縁A1dに対してなす角度(角度θ2)よりも大きい。
As in the first embodiment, the angle θ1 that the
第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dについての上記の説明は、第2の領域A2の第1ないし第4の端縁A2a~A2d、第3の領域A3の第1ないし第4の端縁A3a~A3dならびに第4の領域A4の第1ないし第4の端縁A4a~A4dにも当てはまる。 The above description of the first to fourth edges A1a to A1d of the first area A1 applies to the first to fourth edges A2a to A2d of the second area A2 and the first edge A2a to A2d of the third area A3. This also applies to the first to fourth edges A3a to A3d and the first to fourth edges A4a to A4d of the fourth region A4.
次に、第6の比較例の磁気センサと比較しながら、本実施の形態に係る磁気センサ1の効果について説明する。図25は、第6の比較例の磁気センサにおける1つの凸面を示す平面図である。第6の比較例の磁気センサ401Fの構成は、基本的には、第1の実施の形態で説明した第2の比較例の磁気センサ401Bの構成と同じである(図17参照)。ただし、第6の比較例の磁気センサ401Eでは、比較例のチップ403の素子配置領域の第1ないし第4の領域A401~A404の形状および配置は、本実施の形態における第1ないし第4の領域A1~A4の形状および配置と同様である。
Next, the effect of the
また、第6の比較例の磁気センサでは、比較例のチップ403の凸面405cが第1の領域A401の第1の端縁に対してなす第1の角度は、45°以下である。第1の角度は、凸面405cが第1の領域A401の第4の端縁に対してなす第2の角度以下である。
In the magnetic sensor of the sixth comparative example, the first angle formed by the
図25には、第2の比較例の1つの凸面405cに加えて、本実施の形態における1つの凸面305cを示している。1つの凸面305cは、第2の領域A2の第1の端縁A2aと第4の端縁A2dとが交わってできる角部(図12参照)を通過すると共に、第1ないし第4の領域A1~A4にわたって延在している。1つの凸面405cは、上記の角部に相当する位置を通過している。
FIG. 25 shows one
図25に示した凸面405cは、第1ないし第3の領域A401~A403にわたって延在しているが、第4の領域A404には延在しない。すなわち、第6の比較例では、本実施の形態に比べて、第4の領域A404を含む複数の領域にわたって延在する凸面405cの数が少なくなる。代わりに、第6の比較例では、第4の領域A404にのみ延在する凸面405cの数が多くなる。
The
これに対し、本実施の形態では、第6の比較例に比べて、第4の領域A4にのみ延在する凸面305cの数を少なくすることができる。
In contrast, in the present embodiment, the number of
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。 Other configurations, actions and effects in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
[第4の実施の形態]
次に、図26を参照して、本発明の第4の実施の形態について説明する。図26は、本実施の形態における複数の凸面305cを示す平面図である。本実施の形態では、第2のチップ3の素子配置領域A0は、第1の実施の形態における第1ないし第4の領域A1~A4の代わりに、第1の領域A11、第2の領域A12、第3の領域A13および第4の領域A14を含んでいる。
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. FIG. 26 is a plan view showing a plurality of
第1の領域A11は、第2の検出回路20の第1の抵抗部R21(図5参照)と第3の検出回路30の第1の抵抗部R31(図6参照)に対応する領域である。第2の領域A12は、第2の検出回路20の第2の抵抗部R22(図5参照)と第3の検出回路30の第2の抵抗部R32(図6参照)に対応する領域である。第3の領域A13は、第2の検出回路20の第3の抵抗部R23(図5参照)と第3の検出回路30の第3の抵抗部R33(図6参照)に対応する領域である。第4の領域A14は、第2の検出回路20の第4の抵抗部R24(図5参照)と第3の検出回路30の第4の抵抗部R34(図6参照)に対応する領域である。 The first area A11 is an area corresponding to the first resistor portion R21 of the second detection circuit 20 (see FIG. 5) and the first resistor portion R31 of the third detection circuit 30 (see FIG. 6). . The second area A12 is an area corresponding to the second resistor portion R22 of the second detection circuit 20 (see FIG. 5) and the second resistor portion R32 of the third detection circuit 30 (see FIG. 6). . The third area A13 is an area corresponding to the third resistor portion R23 of the second detection circuit 20 (see FIG. 5) and the third resistor portion R33 of the third detection circuit 30 (see FIG. 6). . The fourth area A14 is an area corresponding to the fourth resistance portion R24 of the second detection circuit 20 (see FIG. 5) and the fourth resistance portion R34 of the third detection circuit 30 (see FIG. 6). .
本実施の形態では、第2の検出回路20の複数の第2のMR素子50Bは、第1ないし第4の領域A11~A14に分割して配置されている。第3の検出回路30の複数の第3のMR素子50Cは、第1ないし第4の領域A11~A14に分割して配置されている。
In this embodiment, the plurality of
第1および第4の領域A11,A14は、第1の基準方向Rxに沿って並ぶように配置されている。第1の領域A11は、素子配置領域A0のX方向側の端縁の近傍に位置する。第4の領域A14は、素子配置領域A0の-X方向側の端縁の近傍に位置する。第2および第3の領域A12,A13は、それぞれ、第1および第4の領域A11,A14に対して-Y方向の先に配置されている。 The first and fourth regions A11 and A14 are arranged side by side along the first reference direction Rx. The first area A11 is located near the edge of the element arrangement area A0 on the X-direction side. The fourth area A14 is located near the edge of the element arrangement area A0 on the -X direction side. The second and third areas A12 and A13 are arranged ahead of the first and fourth areas A11 and A14 in the -Y direction, respectively.
第1ないし第4の領域A11~A14の各々は、第1の基準方向Rxにおける両端に位置する第1の端縁および第2の端縁と、第2の基準方向Ryにおける両端に位置する第3の端縁および第4の端縁とを有している。第1ないし第4の領域A11~A14の各々の第1ないし第4の端縁は、第1ないし第4の端縁の各々の長さを除いて、第1の実施の形態における第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dと同様の特徴を有していてもよい。 Each of the first to fourth regions A11 to A14 has a first edge and a second edge located at both ends in the first reference direction Rx, and a second edge located at both ends in the second reference direction Ry. It has three edges and a fourth edge. The first to fourth edges of each of the first to fourth regions A11 to A14 are the same as the first edge in the first embodiment, except for the length of each of the first to fourth edges. It may have features similar to the first through fourth edges A1a through A1d of region A1.
複数の凸面305cは、第1の領域A11にのみ延在する凸面305cと、第3の領域A13にのみ延在する凸面305cとを含んでいる。複数の凸面305cは、更に、第1および第2の領域A11,A12にわたって延在するが第3および第4の領域A13,A14には延在しない凸面305cと、第2および第4の領域A12,A14にわたって延在するが第1および第3の領域A11,A13には延在しない凸面305cと、第3および第4の領域A13,A14にわたって延在するが第1および第2の領域A11,A12には延在しない凸面305cとを含んでいる。複数の凸面305cは、更に、第1、第2および第4の領域A11,A12,A14にわたって延在するが第3の領域A13には延在しない凸面305cと、第2ないし第4の領域A12~A14にわたって延在するが第1の領域A11には延在しない凸面305cとを含んでいる。
The multiple
複数の凸面305cの各々の第1の端部と第2の端部は、第1ないし第4の領域A11~A14の各々の内部、ならびに、第1ないし第4の領域A11~A14のうちの隣接する2つの領域の間には存在しない。
A first end and a second end of each of the plurality of
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。 Other configurations, actions and effects in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。本実施の形態における磁気センサ装置100は、本実施の形態に係る磁気センサ101と、第1の実施の形態で説明したプロセッサ40とによって構成されている。磁気センサ101は、第1の実施の形態における第1のチップ2または第2のチップ3と同様の外観形状を有していてもよい。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the invention will be described. A
以下、図27ないし図30を参照して、本実施の形態に係る磁気センサ101の構成について説明する。図27は、本実施の形態における磁気センサ装置100の構成を示す機能ブロック図である。図28は、本実施の形態における第1の検出回路の回路構成を示す回路図である。図29は、本実施の形態における第2の検出回路の回路構成を示す回路図である。図30は、本実施の形態における第3の検出回路の回路構成を示す回路図である。
The configuration of
磁気センサ101は、第1の検出回路110と、第2の検出回路120と、第3の検出回路130とを備えている。第1ないし第3の検出回路110,120,130の各々は、複数のMR素子を含んでいる。
The
第1の検出回路110は、対象磁界のU方向に平行な方向の成分を検出し、この成分と対応関係を有する第1の検出信号S111,S112を生成するように構成されている。第2の検出回路120は、対象磁界のV方向に平行な方向の成分を検出し、この成分と対応関係を有する第2の検出信号S121,S122を生成するように構成されている。第3の検出回路130は、対象磁界のZ方向に平行な方向の成分を検出し、この成分と対応関係を有する第3の検出信号S131,S132を生成するように構成されている。
The
第1の検出回路110の回路構成は、基本的には、第1の実施の形態における第1の検出回路10の回路構成と同じである。図28では、第1の検出回路10の第1ないし第4の抵抗部R11,R12,R13,R14に対応する第1の検出回路110の第1ないし第4の抵抗部を、それぞれ符号R111,R112,R113,R114で示している。
The circuit configuration of the
第2の検出回路120の回路構成は、基本的には、第1の実施の形態における第2の検出回路20の回路構成と同じである。図29では、第2の検出回路20の第1ないし第4の抵抗部R21,R22,R23,R24に対応する第2の検出回路120の第1ないし第4の抵抗部を、それぞれ符号R121,R122,R123,R124で示している。
The circuit configuration of the
第3の検出回路130の回路構成は、基本的には、第1の実施の形態における第3の検出回路30の回路構成と同じである。図30では、第3の検出回路30の第1ないし第4の抵抗部R31,R32,R33,R34に対応する第3の検出回路130の第1ないし第4の抵抗部を、それぞれ符号R131,R132,R133,R134で示している。
The circuit configuration of the
抵抗部R111~R114,R121~R124,R131~R134は、複数のMR素子によって構成されている。以下、磁気センサ101の複数のMR素子を、符号150で表す。MR素子150の構成は、第1の実施の形態で説明したMR素子50の構成と同じであってもよい。すなわち、MR素子150は、少なくとも、磁化固定層52、自由層54およびギャップ層53を有している(図11参照)。
The resistance portions R111 to R114, R121 to R124, R131 to R134 are composed of a plurality of MR elements. A plurality of MR elements of the
図28および図29において、塗りつぶした矢印は、MR素子150の磁化固定層52の磁化の方向を表している。図28に示した例では、第1および第3の抵抗部R111,R113の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、U方向である。第2および第4の抵抗部R112,R114の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、-U方向である。また、第1の検出回路110の複数のMR素子150の各々の自由層54は、磁化容易軸方向がV方向に平行な方向となる形状異方性を有している。
28 and 29, filled arrows represent the magnetization direction of the magnetization pinned
図29に示した例では、第1および第3の抵抗部R121,R123の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、V方向である。第2および第4の抵抗部R122,R124の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、-V方向である。また、第2の検出回路120の複数のMR素子150の各々の自由層54は、磁化容易軸方向がU方向に平行な方向となる形状異方性を有している。
In the example shown in FIG. 29, the magnetization direction of the magnetization pinned
第3の検出回路130の複数のMR素子150の各々の自由層54は、磁化容易軸方向がV方向に平行な方向となる形状異方性を有している。第3の検出回路130における磁化固定層52の磁化の方向については、後で説明する。
The
次に、磁気センサ101の具体的な構造について説明する。磁気センサ101は、上面140aを有する基板140と、第1の検出回路110を含む第1の部分と、第2の検出回路120を含む第2の部分と、第3の検出回路130を含む第3の部分とを含んでいる。基板140の上面140aは、XY平面に平行であるものとする。第1ないし第3の部分は、基板140の上に形成されている。第1の部分の構造と第2の部分の構造は、第1の実施の形態で説明した第1のチップ2(基板201を除く)の構造と同様である。第1の部分に含まれる複数のMR素子150は、それぞれV方向に長い形状を有している。第2の部分に含まれる複数のMR素子150は、それぞれU方向に長い形状を有している。なお、第1および第2の部分は、第1の実施の形態で説明した第1のコイル70を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
Next, a specific structure of the
次に、図31ないし図33を参照して、磁気センサ101の第3の部分の構造について説明する。図31は、磁気センサ101の一部を示す平面図である。図32は、複数のMR素子150と複数のヨークを示す斜視図である。図33は、複数のMR素子150と複数のヨークを示す側面図である。
Next, the structure of the third portion of the
第3の部分の構造は、基本的には、第1の部分の構造と同様である。第3の部分は、更に、それぞれ軟磁性体よりなる複数のヨーク151を含んでいる。なお、図31では、磁気センサ101の構成要素のうち、基板140、複数のMR素子150および複数のヨーク151を示している。
The structure of the third part is basically the same as the structure of the first part. The third portion further includes a plurality of
複数のヨーク151の各々は、V方向に長い直方体形状を有していてもよい。複数のヨーク151の各々は、Z方向に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生するように構成されている。出力磁界は、第1の基準方向Rxに平行な方向の出力磁界成分であって入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含んでいる。
Each of the plurality of
複数のヨーク151の各々は、U方向に平行な方向の両端に位置する第1の端面151aおよび第2の端面151bを有している。複数のヨーク151の各々において、第1の端面151aは、ヨーク151の-U方向の端に位置し、第2の端面151bは、ヨーク151のU方向の端に位置する。また、複数のヨーク151は、U方向に平行な方向に並んでいる。
Each of the plurality of
図31ないし図33に示したように、第3の部分では、第1の端面151aに沿って複数のMR素子150が一列に並ぶと共に、第2の端面151bに沿って複数のMR素子150が一列に並んでいる。以下、第1の端面151aに沿って並ぶ複数のMR素子150を符号150Aで表し、第2の端面151bに沿って並ぶ複数のMR素子150を符号150Bで表す。第2の部分では、一列に並ぶMR素子150Aの列と一列に並ぶMR素子150Bの列が、U方向に平行な方向に交互に並ぶように、複数のMR素子150Aおよび複数のMR素子150Bが配列されている。複数のMR素子150Aと複数のMR素子150Bは、上方から見たときに、複数のヨーク151と重ならなくてもよい。
As shown in FIGS. 31 to 33, in the third portion, a plurality of
図示しないが、第3の部分は、更に、複数の第1の下部電極と、複数の第2の下部電極と、複数の第1の上部電極と、複数の第2の上部電極とを含んでいる。複数のMR素子150Aは、複数の第1の下部電極および複数の第1の上部電極によって直列に接続されている。複数のMR素子150Bは、複数の第2の下部電極および複数の第2の上部電極によって直列に接続されている。
Although not shown, the third portion further includes a plurality of first lower electrodes, a plurality of second lower electrodes, a plurality of first upper electrodes, and a plurality of second upper electrodes. there is A plurality of
次に、図34を参照して、第3の検出回路130の複数のMR素子150の配置について説明する。図34は、素子配置領域と複数のヨークを示す平面図である。図34は、磁気センサ101の第2の部分を示している。磁気センサ101は、第3の検出回路130の複数のMR素子150を配置するための素子配置領域A100を有している。素子配置領域A100は、第1の領域A101と、第2の領域A102とを含んでいる。第1の領域A101は、第1および第4の抵抗部R131,R134に対応する領域である。第2の領域A102は、第2および第3の抵抗部R132,R133に対応する領域である。第3の検出回路130の複数のMR素子150は、第1および第2の領域A101,A102に分割して配置されている。
Next, the arrangement of the plurality of
第1および第2の領域A101,A102の各々は、第1の基準方向Rxにおける両端に位置する第1の端縁および第2の端縁と、第2の基準方向Ryにおける両端に位置する第3の端縁および第4の端縁とを有している。図31では、第1の領域A101の一部を示している。図31において、符号A101bは、第1の領域A101の第2の端縁を示し、符号A101dは、第1の領域A101の第4の端縁を示している。 Each of the first and second regions A101 and A102 has a first edge and a second edge located at both ends in the first reference direction Rx, and a second edge located at both ends in the second reference direction Ry. It has three edges and a fourth edge. FIG. 31 shows part of the first area A101. In FIG. 31, reference A101b indicates the second edge of the first area A101, and reference A101d indicates the fourth edge of the first area A101.
第1および第2の領域A101,A102の各々の第1ないし第4の端縁は、第1ないし第4の端縁の各々の長さを除いて、第1の実施の形態における第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dと同様の特徴を有していてもよい。ただし、第1および第2の領域A101,A102では、第3および第4の端縁の各々が延在する方向である第3の基準方向は、X方向とV方向との間の一方向に平行な方向である。 The first to fourth edges of each of the first and second regions A101 and A102 are the same as the first edge in the first embodiment except for the length of each of the first to fourth edges. It may have features similar to the first through fourth edges A1a through A1d of region A1. However, in the first and second regions A101 and A102, the third reference direction, which is the direction in which each of the third and fourth edges extends, is one direction between the X direction and the V direction. parallel direction.
次に、複数のヨーク151について詳しく説明する。入力磁界成分の方向がZ方向の場合、複数のMR素子150Aの各々が受ける出力磁界成分の方向はU方向になり、複数のMR素子150Bの各々が受ける出力磁界成分の方向は-U方向になる。入力磁界成分の方向が-Z方向の場合、複数のMR素子150Aの各々が受ける出力磁界成分の方向は-U方向になり、複数のMR素子150Bの各々が受ける出力磁界成分の方向はU方向になる。このように、複数のヨーク151は、複数のMR素子150に対象磁界のU方向に平行な方向の成分を検出させるための構造を有している。従って、複数のヨーク151は、本発明の「複数の構造物」に対応する。
Next, the
複数のヨーク151は、第1および第2の領域A101,A102にわたって延在するヨーク151と、第1の領域A101にのみ延在するヨーク151と、第2の領域A102にのみ延在するヨーク151とを含んでいる。また、ヨーク151は、ヨーク151の長手方向の両端に位置する第1の端部および第2の端部を有している。複数のヨーク151の各々の第1の端部と第2の端部は、第1および第2の領域A101,A102の各々の内部、ならびに、第1の領域A101と第2の領域A102との間には存在しない。
The plurality of
ヨーク151と第1および第2の領域A101,A102の各々の第1ないし第4の端縁との関係は、第1の実施の形態で説明した、凸面305cと第1の領域A1の第1ないし第4の端縁A1a~A1dとの関係と同様であってもよい。
The relationship between the
次に、本実施の形態における第1ないし第3の検出信号について説明する。始めに、第1の検出信号について簡単に説明する。第1の検出回路110の抵抗部R111~R114の各々の抵抗値の変化の態様は、第1の実施の形態で説明した、第1の検出回路10の抵抗部R11~R14の各々の抵抗値の変化の態様と同じである。第1の検出回路110は、信号出力端E11の電位に対応する信号を第1の検出信号S111として生成し、信号出力端E12の電位に対応する信号を第1の検出信号S112として生成するように構成されている。
Next, the first to third detection signals in this embodiment will be described. First, the first detection signal will be briefly described. The manner in which the resistance values of the resistance units R111 to R114 of the
次に、図29を参照して、第2の検出信号について説明する。対象磁界のV方向に平行な方向の成分の強度が変化すると、第2の検出回路120の抵抗部R121~R124の各々の抵抗値は、抵抗部R121,R123の抵抗値が増加すると共に抵抗部R122,R124の抵抗値が減少するか、抵抗部R121,R123の抵抗値が減少すると共に抵抗部R122,R124の抵抗値が増加するように変化する。これにより、信号出力端E21,E22の各々の電位が変化する。第2の検出回路120は、信号出力端E21の電位に対応する信号を第2の検出信号S121として生成し、信号出力端E22の電位に対応する信号を第2の検出信号S122として生成するように構成されている。
Next, the second detection signal will be described with reference to FIG. When the intensity of the component of the target magnetic field in the direction parallel to the V direction changes, the resistance values of the resistors R121 to R124 of the
次に、図30ないし図34を参照して、第3の検出信号について説明する。第1の抵抗部R131は、第1の領域A101に配置された複数のMR素子150Aによって構成されている。第2の抵抗部R132は、第2の領域A102に配置された複数のMR素子150Aによって構成されている。第3の抵抗部R133は、第2の領域A102に配置された複数のMR素子150Bによって構成されている。第4の抵抗部R134は、第1の領域A101に配置された複数のMR素子150Bによって構成されている。
Next, the third detection signal will be described with reference to FIGS. 30 to 34. FIG. The first resistance section R131 is composed of a plurality of
第1および第4の抵抗部R131,R134の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、U方向である。第2および第3の抵抗部R132,R133の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、-U方向である。
The magnetization direction of the magnetization pinned
入力磁界成分の方向がZ方向の場合、第1および第2の抵抗部R131,R132内の複数のMR素子150Aが受ける出力磁界成分の方向はU方向になり、第3および第4の抵抗部R133,R134内の複数のMR素子150Bが受ける出力磁界成分の方向は-U方向になる。この場合、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1の抵抗部R131内の複数のMR素子150Aと第3の抵抗部R133内の複数のMR素子150Bの各々の抵抗値は減少し、第1および第3の抵抗部R131,R133の各々の抵抗値も減少する。また、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第2の抵抗部R132内の各々のMR素子150Bと第4の抵抗部R134内の複数のMR素子150Bの各々の抵抗値は増加し、第2および第4の抵抗部R132,R134の抵抗値も増加する。
When the direction of the input magnetic field component is the Z direction, the direction of the output magnetic field component received by the plurality of
入力磁界成分の方向が-Z方向の場合は、出力磁界成分の方向と、第1ないし第4の抵抗部R131~R134の抵抗値の変化は、上述の入力磁界成分の方向がZ方向の場合とは逆になる。 When the direction of the input magnetic field component is the -Z direction, the direction of the output magnetic field component and the change in the resistance values of the first to fourth resistors R131 to R134 are the same when the direction of the input magnetic field component is the Z direction. is the opposite.
このように、入力磁界成分の方向と強度が変化すると、第3の検出回路130の抵抗部R131~R134の各々の抵抗値は、抵抗部R131,R133の抵抗値が増加すると共に抵抗部R132,R134の抵抗値が減少するか、抵抗部R131,R133の抵抗値が減少すると共に抵抗部R132,R134の抵抗値が増加するように変化する。これにより、信号出力端E31,E32の各々の電位が変化する。第3の検出回路130は、信号出力端E31の電位に対応する信号を第3の検出信号S131として生成し、信号出力端E32の電位に対応する信号を第3の検出信号S132として生成するように構成されている。
As described above, when the direction and intensity of the input magnetic field component change, the resistance values of the resistors R131 to R134 of the
次に、本実施の形態におけるプロセッサ40の動作について説明する。本実施の形態では、プロセッサ40は、第1の検出信号S111,S112に基づいて第1の検出値Suを生成し、第2の検出信号S121,S122に基づいて第2の検出値Svを生成し、第3の検出信号S131,S132に基づいて第3の検出値Szを生成するように構成されている。
Next, the operation of
以下、第1ないし第3の検出値Su,Sv,Szの生成方法について説明する。プロセッサ40は、第1の検出信号S111と第1の検出信号S112の差S111-S112を求めることを含む演算によって、第1の検出値Suを生成する。第1の検出値Suは、差S111-S112そのものであってもよいし、差S111-S112に対してゲイン調整およびオフセット調整等の所定の補正を加えたものであってもよい。
A method for generating the first to third detection values Su, Sv, and Sz will be described below. The
また、プロセッサ40は、第2の検出信号S121と第2の検出信号S122の差S121-S122を求めることを含む演算によって、第2の検出値Svを生成する。第2の検出値Svは、差S121-S122そのものであってもよいし、差S121-S122に対してゲイン調整およびオフセット調整等の所定の補正を加えたものであってもよい。
Also, the
また、プロセッサ40は、第3の検出信号S131と第3の検出信号S132の差S131-S132を求めることを含む演算によって、第3の検出値Szを生成する。第3の検出値Szは、差S131-S132そのものであってもよいし、差S131-S132に対してゲイン調整およびオフセット調整等の所定の補正を加えたものであってもよい。
Also, the
なお、図12ないし図14、図16ないし図19を参照して説明した第1の実施の形態の特徴のうち、複数の凸面305cに関わる特徴については、複数のヨーク151にも当てはまる。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。 Among the features of the first embodiment described with reference to FIGS. 12 through 14 and FIGS. Other configurations, actions and effects in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
[第6の実施の形態]
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。本実施の形態における磁気センサ装置100は、第1の実施の形態における第1のチップ2の代わりに、第1のチップ8を含んでいる。本実施の形態に係る磁気センサ1は、第1のチップ8と、第2のチップ3とによって構成されている。図示しないが、第1のチップ8は、第2のチップ3と同様の外観形状を有している。第1のチップ8は、第2のチップ3と同様に、第1のチップ8の下面が支持体4の基準平面4aに対向する姿勢で、支持体4の基準平面4a上に実装されている(図1および図2参照)。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the invention will be described. The
本実施の形態における第2のチップ3の構成は、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、便宜上、第2のチップ3に含まれる2つの検出回路を、第3の検出回路20および第4の検出回路30と言う。本実施の形態における第3および第4の検出回路20,30の構成は、それぞれ、第1の実施の形態における第2および第3の検出回路20,30の構成と同じである。
The configuration of the
また、本実施の形態では、便宜上、第3の検出回路20が生成する2つの検出信号を、第3の検出信号S21,S22と言い、第4の検出回路30が生成する2つの検出信号を、第4の検出信号S31,S32と言う。本実施の形態における第3の検出信号S21,S22および第4の検出信号S31,S32は、それぞれ、第1の実施の形態における第2の検出信号S21,S22および第3の検出信号S31,S32と同じものである。
Further, in this embodiment, for convenience, the two detection signals generated by the
また、本実施の形態では、便宜上、第3の検出回路20を構成する複数のMR素子50を、複数の第3のMR素子50Bと言い、第4の検出回路30を構成する複数のMR素子50を、複数の第4のMR素子50Cと言う。本実施の形態における複数の第3のMR素子50Bおよび複数の第4のMR素子50Cは、それぞれ、第1の実施の形態における複数の第2のMR素子50Bおよび複数の第3のMR素子50Cと同じものである。
Further, in the present embodiment, for convenience, the plurality of
本実施の形態に係る磁気センサ1は、第3および第4の検出回路20,30を備えている。また、本実施の形態に係る磁気センサ1は、第1の実施の形態における第1の検出回路10および第1のコイル70の代わりに、第1の検出回路240と、第2の検出回路250と、第1のコイル280とを備えている。
The
以下、図35ないし図39を参照して、第1および第2の検出回路240,250について説明する。図35は、磁気センサ装置100の構成を示す機能ブロック図である。図36は、第1の検出回路240の回路構成を示す回路図である。図37は、第2の検出回路250の回路構成を示す回路図である。図38は、第1のチップ8の一部を示す平面図である。図39は、第1のチップ8の一部を示す断面図である。
The first and
ここで、図39に示したように、W4方向とW5方向を、以下のように定義する。W4方向は、U方向から-Z方向に向かって回転した方向である。W5方向は、U方向からZ方向に向かって回転した方向である。本実施の形態では特に、W4方向を、V方向から-Z方向に向かってγだけ回転した方向とし、W5方向を、U方向からZ方向に向かってγだけ回転した方向とする。なお、γは、0°よりも大きく90°よりも小さい角度である。γは、第1の実施の形態で説明したβと等しくてもよい。また、W4方向とは反対の方向を-W4方向とし、W5方向とは反対の方向を-W5方向とする。W4方向およびW5方向は、それぞれ、V方向と直交する。 Here, as shown in FIG. 39, the W4 direction and the W5 direction are defined as follows. The W4 direction is a direction rotated from the U direction toward the -Z direction. The W5 direction is a direction rotated from the U direction toward the Z direction. Especially in this embodiment, the W4 direction is the direction rotated from the V direction toward the −Z direction by γ, and the W5 direction is the direction rotated from the U direction toward the Z direction by γ. γ is an angle larger than 0° and smaller than 90°. γ may be equal to β described in the first embodiment. The direction opposite to the W4 direction is the -W4 direction, and the direction opposite to the W5 direction is the -W5 direction. The W4 direction and W5 direction are each orthogonal to the V direction.
第1の検出回路240は、対象磁界のW4方向に平行な方向の成分を検出し、この成分と対応関係を有する第1の検出信号S41,S42を生成するように構成されている。第2の検出回路250は、対象磁界のW5方向に平行な方向の成分を検出し、この成分と対応関係を有する第2の検出信号S51,S52を生成するように構成されている。
The
図36に示したように、第1の検出回路240は、電源端V4と、グランド端G4と、信号出力端E41,E42と、第1の抵抗部R41と、第2の抵抗部R42と、第3の抵抗部R43と、第4の抵抗部R44とを含んでいる。第1の検出回路240の複数のMR素子は、第1ないし第4の抵抗部R41,R42,R43,R44を構成する。
As shown in FIG. 36, the
第1の抵抗部R41は、電源端V4と信号出力端E41との間に設けられている。第2の抵抗部R42は、信号出力端E41とグランド端G4との間に設けられている。第3の抵抗部R43は、信号出力端E42とグランド端G4との間に設けられている。第4の抵抗部R44は、電源端V4と信号出力端E42との間に設けられている。 The first resistor R41 is provided between the power supply terminal V4 and the signal output terminal E41. The second resistance portion R42 is provided between the signal output terminal E41 and the ground terminal G4. The third resistor R43 is provided between the signal output terminal E42 and the ground terminal G4. The fourth resistance portion R44 is provided between the power supply terminal V4 and the signal output terminal E42.
図37に示したように、第2の検出回路250は、電源端V5と、グランド端G5と、信号出力端E51,E52と、第1の抵抗部R51と、第2の抵抗部R52と、第3の抵抗部R53と、第4の抵抗部R54とを含んでいる。第2の検出回路250の複数のMR素子は、第1ないし第4の抵抗部R51,R52,R53,R54を構成する。
As shown in FIG. 37, the
第1の抵抗部R51は、電源端V5と信号出力端E51との間に設けられている。第2の抵抗部R52は、信号出力端E51とグランド端G5との間に設けられている。第3の抵抗部R53は、信号出力端E52とグランド端G5との間に設けられている。第4の抵抗部R54は、電源端V5と信号出力端E52との間に設けられている。 The first resistance portion R51 is provided between the power supply terminal V5 and the signal output terminal E51. The second resistor R52 is provided between the signal output terminal E51 and the ground terminal G5. The third resistance portion R53 is provided between the signal output terminal E52 and the ground terminal G5. The fourth resistance portion R54 is provided between the power supply terminal V5 and the signal output terminal E52.
電源端V4,V5の各々には、所定の大きさの電圧または電流が印加される。グランド端G4,G5の各々はグランドに接続される。 A predetermined magnitude of voltage or current is applied to each of the power terminals V4 and V5. Each of ground ends G4 and G5 is connected to the ground.
以下、第1の検出回路240の複数のMR素子を複数の第1のMR素子50Dと言い、第2の検出回路250の複数のMR素子を複数の第2のMR素子50Eと言う。第1および第2の検出回路240,250は磁気センサ1の構成要素であることから、磁気センサ1が複数の第1のMR素子50Dおよび複数の第2のMR素子50Eを含んでいるとも言える。複数の第1のMR素子50Dおよび複数の第2のMR素子50Eの各々の構成は、第1の実施の形態で説明したMR素子50の構成と同じである。
Hereinafter, the plurality of MR elements of the
図36および図37において、塗りつぶした矢印は、MR素子50の磁化固定層52(図11参照)の磁化の方向を表している。また、白抜きの矢印は、MR素子50に対象磁界が印加されていない場合における、MR素子50の自由層54(図11参照)の磁化の方向を表している。
36 and 37, filled arrows represent the magnetization direction of the magnetization pinned layer 52 (see FIG. 11) of the
図36に示した例では、第1および第3の抵抗部R41,R43の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、W4方向である。第2および第4の抵抗部R42,R44の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、-W4方向である。また、複数の第1のMR素子50Dの各々の自由層54は、磁化容易軸方向がV方向に平行な方向となる形状異方性を有している。第1および第2の抵抗部R41,R42の各々における自由層54の磁化の方向は、第1のMR素子50Dに対象磁界が印加されていない場合、V方向である。第3および第4の抵抗部R43,R44の各々における自由層54の磁化の方向は、上記の場合、-V方向である。
In the example shown in FIG. 36, the magnetization direction of the magnetization fixed
図37に示した例では、第1および第3の抵抗部R51,R53の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、W5方向である。第2および第4の抵抗部R52,R54の各々における磁化固定層52の磁化の方向は、-W5方向である。また、複数の第2のMR素子50Eの各々の自由層54は、磁化容易軸方向がV方向に平行な方向となる形状異方性を有している。第1および第2の抵抗部R51,R52の各々における自由層54の磁化の方向は、第2のMR素子50Eに対象磁界が印加されていない場合、V方向である。第3および第4の抵抗部R53,R54の各々における自由層54の磁化の方向は、上記の場合、-V方向である。
In the example shown in FIG. 37, the magnetization direction of the magnetization pinned
本実施の形態では、磁界発生器は、第1の実施の形態における第1のコイル70の代わりに、複数の第1のMR素子50Dと複数の第2のMR素子50Eの各々の自由層54に対して所定の方向の磁界を印加する第1のコイル280を含んでいる。また、第1のチップ8は、第1のコイル280を含んでいる。
In this embodiment, the magnetic field generator includes the
以下、第1のチップ8の具体的な構造について詳しく説明する。図39は、図38において39-39線で示す位置の断面の一部を示している。第1のチップ8は、上面321aを有する基板321と、絶縁層322,323,324,325,327,328,329,330と、複数の下部電極61Dと、複数の下部電極61Eと、複数の上部電極62Dと、複数の上部電極62Eと、複数の下部コイル要素281と、複数の上部コイル要素282とを含んでいる。なお、図39では、第1のチップ8の構成要素のうち、絶縁層325、複数の第1のMR素子50D、複数の第2のMR素子50Eおよび複数の上部コイル要素282を示している。
A specific structure of the
また、絶縁層325は、複数の凸面325cを有している。複数の凸面325cの各々は、第1の傾斜面325aと第2の傾斜面325bとを含んでいる。
Also, the insulating
第1のチップ8の構造は、YZ平面を中心として、第2のチップ3の構造と対称であってもよい。この場合、第2のチップ3の構成要素を、第1のチップ8の構成要素に置き換えれば、第1のチップ8の構造についての説明になる。具体的には、以下のように、第2のチップ3の構成要素が、第1のチップ8の構成要素に置き換わる。第2のチップ3の複数の第3のMR素子50Bと複数の第4のMR素子50C(第1の実施の形態における複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50C)は、それぞれ、複数の第1のMR素子50Dと複数の第2のMR素子50Eに置き換わる。第2のチップ3の複数の下部電極61Cと複数の下部電極61Dは、それぞれ、複数の下部電極61Dと複数の下部電極61Eに置き換わる。第2のチップ3の複数の上部電極62Cと複数の上部電極62Dは、それぞれ、複数の上部電極62Dと複数の上部電極62Eに置き換わる。第2のチップ3の複数の下部コイル要素81と複数の上部コイル要素82は、それぞれ、複数の下部コイル要素281と複数の上部コイル要素282に置き換わる。第2のチップ3の絶縁層302~305,307~310は、それぞれ、絶縁層322~325,327~330に置き換わる。
The structure of the
また、第2のチップ3の複数の凸面305c、複数の第1の傾斜面305aおよび複数の第2の傾斜面305bは、それぞれ、複数の凸面325c、複数の第1の傾斜面325aおよび複数の第2の傾斜面325bに置き換わる。なお、第1の実施の形態では、U方向、V方向、-V方向、W1方向、W2方向およびVZ断面を用いて、複数の凸面305c、複数の第1の傾斜面305aおよび複数の第2の傾斜面305bの特徴について説明している。上述の様に、第2のチップ3の構成要素を、第1のチップ8の構成要素に置き換えた場合、U方向、V方向、-V方向、W1方向、W2方向およびVZ断面は、それぞれ、V方向、U方向、-U方向、W4方向、W5方向およびUZ断面に置き換わる。
The plurality of
次に、複数の第1のMR素子50Dと複数の第2のMR素子50Eの配置について説明する。第1のチップ8は、複数の第1のMR素子50Dと複数の第2のMR素子50Eを配置するための素子配置領域を有している。第1のチップ8の素子配置領域は、第1の抵抗部R41,R51に対応する第1の領域と、第2の抵抗部R42,R52に対応する第2の領域と、第3の抵抗部R43,R53に対応する第3の領域と、第4の抵抗部R44,R54に対応する第4の領域とを含んでいる。
Next, the arrangement of the plurality of
第1のチップ8の素子配置領域の第1ないし第4の領域の配置は、第1の実施の形態における図12に示した第2のチップ3の素子配置領域A0の第1ないし第4の領域A1~A4の配置と同じであってもよい。あるいは、第1のチップ8の素子配置領域の第1ないし第4の領域の配置は、YZ平面を中心として、第2のチップ3の素子配置領域A0の第1ないし第4の領域A1~A4の配置と対称であってもよい。
The arrangement of the first through fourth areas of the element placement area of the
また、第1のチップ8の素子配置領域の第1ないし第4の領域の各々の形状は、YZ平面を中心として、第2のチップ3の素子配置領域A0の第1ないし第4の領域A1~A4の各々の形状と対称であってもよい。
Further, each shape of the first to fourth areas of the element placement area of the
第1のチップ8の素子配置領域の第1ないし第4の領域の各々における複数の第1のMR素子50Dと複数の第2のMR素子50Eの配置は、YZ平面を中心として、第2のチップ3の素子配置領域A0の第1ないし第4の領域A1~A4の各々における複数の第3のMR素子50Bと複数の第4のMR素子50C(第1の実施の形態における複数の第2のMR素子50Bと複数の第3のMR素子50C)の配置と対称であってもよい。
The arrangement of the plurality of
次に、図36を参照して、第1の検出信号S41,S42について説明する。対象磁界のW4方向に平行な方向の成分の強度が変化すると、第1の検出回路240の抵抗部R41~R44の各々の抵抗値は、抵抗部R41,R43の抵抗値が増加すると共に抵抗部R42,R44の抵抗値が減少するか、抵抗部R41,R43の抵抗値が減少すると共に抵抗部R42,R44の抵抗値が増加するように変化する。これにより、信号出力端E41,E42の各々の電位が変化する。第1の検出回路240は、信号出力端E41の電位に対応する信号を第1の検出信号S41として生成し、信号出力端E42の電位に対応する信号を第1の検出信号S42として生成するように構成されている。
Next, referring to FIG. 36, the first detection signals S41 and S42 will be described. When the intensity of the component of the target magnetic field in the direction parallel to the W4 direction changes, the resistance values of the resistors R41 to R44 of the
次に、図37を参照して、第2の検出信号S51,S52について説明する。対象磁界のW5方向に平行な方向の成分の強度が変化すると、第2の検出回路250の抵抗部R51~R54の各々の抵抗値は、抵抗部R51,R53の抵抗値が増加すると共に抵抗部R52,R54の抵抗値が減少するか、抵抗部R51,R53の抵抗値が減少すると共に抵抗部R52,R54の抵抗値が増加するように変化する。これにより、信号出力端E51,E52の各々の電位が変化する。第2の検出回路250は、信号出力端E51の電位に対応する信号を第2の検出信号S51として生成し、信号出力端E52の電位に対応する信号を第2の検出信号S52として生成するように構成されている。
Next, the second detection signals S51 and S52 will be described with reference to FIG. When the intensity of the component of the target magnetic field in the direction parallel to the W5 direction changes, the resistance values of the resistors R51 to R54 of the
次に、本実施の形態におけるプロセッサ40の動作について説明する。本実施の形態では、プロセッサ40は、第1の検出信号S41,S42および第2の検出信号S51,S52に基づいて、第1の検出値と第2の検出値を生成するように構成されている。第1の検出値は、対象磁界のU方向に平行な方向の成分に対応する検出値である。第2の検出値は、対象磁界のZ方向に平行な方向の成分に対応する検出値である。以下、第1の検出値を記号Su1で表し、第2の検出値を記号Sz1で表す。
Next, the operation of
プロセッサ40は、更に、第3の検出信号S21,S22および第4の検出信号S31,S32に基づいて、第3の検出値と第4の検出値を生成するように構成されている。第3の検出値は、対象磁界のV方向に平行な方向の成分に対応する検出値である。第4の検出値は、対象磁界のZ方向に平行な方向の成分に対応する検出値である。以下、第3の検出値を記号Sv1で表し、第4の検出値を記号Sz2で表す。
The
第1および第2の検出値Su1,Sz1の生成方法は、第1の実施の形態で説明した第2および第3の検出値Sv,Szの生成方法と同様である。第2および第3の検出値Sv,Szの生成方法の説明中のSv,SzをそれぞれSu1,Sz1に置き換えれば、第1および第2の検出値Su1,Sz1の生成方法の説明になる。 The method of generating the first and second detection values Su1 and Sz1 is the same as the method of generating the second and third detection values Sv and Sz described in the first embodiment. Replacing Sv and Sz in the description of the method of generating the second and third detection values Sv and Sz with Su1 and Sz1 respectively will explain the method of generating the first and second detection values Su1 and Sz1.
第3および第4の検出値Sv1,Sz2の生成方法も、第1の実施の形態で説明した第2および第3の検出値Sv,Szの生成方法と同様である。第2および第3の検出値Sv,Szの生成方法の説明中のSv,SzをそれぞれSv1,Sz2に置き換えれば、第3および第4の検出値Sv1,Sz2の生成方法の説明になる。 The method of generating the third and fourth detection values Sv1 and Sz2 is also the same as the method of generating the second and third detection values Sv and Sz described in the first embodiment. Replacing Sv and Sz in the description of the method of generating the second and third detection values Sv and Sz with Sv1 and Sz2 respectively will explain the method of generating the third and fourth detection values Sv1 and Sz2.
本実施の形態では、プロセッサ40は、第2および第3の検出値Sz1,Sz2の平均を求める演算を実行してもよい。この場合、プロセッサ40は、演算によって得られた値を、対象磁界のZ方向に平行な方向の成分に対応する検出値として生成してもよい。
In this embodiment, the
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。 Other configurations, actions and effects in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明の磁気センサは、複数のチップを一体化させたものであってもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, the magnetic sensor of the present invention may be one in which multiple chips are integrated.
以上説明したように、本発明の磁気センサは、複数の磁気抵抗効果素子によって構成された複数の抵抗部と、それぞれ複数の磁気抵抗効果素子に対象磁界の特定の成分を検出させるための構造を有する複数の構造物とを備えている。複数の磁気抵抗効果素子は、複数の抵抗部に対応する複数の領域に分割して配置されている。複数の領域は、第1の基準方向に沿って並ぶように配置されている。複数の領域の各々は、第1の基準方向における両端に位置する第1の端縁および第2の端縁と、第1の基準方向と直交する第2の基準方向における両端に位置する第3の端縁および第4の端縁とを有している。第1の端縁および第2の端縁の各々は、第2の基準方向に沿って延在している。複数の構造物の各々は、第1の基準方向および第2の基準方向の各々と交差する方向に延在している。複数の構造物の各々が第1の端縁または第2の端縁に対してなす角度は、複数の構造物の各々が第3の端縁または第4の端縁に対してなす角度よりも大きい。複数の構造物は、複数の領域のうちの少なくとも2つの領域にわたって延在する構造物を含んでいる。 As described above, the magnetic sensor of the present invention includes a plurality of resistance units each composed of a plurality of magnetoresistive effect elements, and a structure for causing each of the plurality of magnetoresistive effect elements to detect a specific component of the target magnetic field. and a plurality of structures having The plurality of magnetoresistive elements are divided and arranged in a plurality of regions corresponding to the plurality of resistance portions. The multiple areas are arranged to line up along the first reference direction. Each of the plurality of regions has a first edge and a second edge located at both ends in the first reference direction, and a third edge located at both ends in a second reference direction orthogonal to the first reference direction. and a fourth edge. Each of the first edge and the second edge extends along the second reference direction. Each of the plurality of structures extends in a direction crossing each of the first reference direction and the second reference direction. The angle formed by each of the plurality of structures with respect to the first edge or the second edge is larger than the angle formed with each of the plurality of structures with respect to the third edge or the fourth edge. big. The plurality of structures includes structures extending across at least two of the plurality of regions.
本発明の磁気センサにおいて、第3の端縁および第4の端縁の各々は、第1の基準方向および第2の基準方向の各々と交差する方向に延在していてもよい。第1の端縁と第3の端縁とがなす角度と第2の端縁と第4の端縁とがなす角度はいずれも鈍角であり、第1の端縁と第4の端縁とがなす角度と第2の端縁と第3の端縁とがなす角度はいずれも鋭角であってもよい。 In the magnetic sensor of the present invention, each of the third edge and the fourth edge may extend in a direction intersecting with each of the first reference direction and the second reference direction. Both the angle formed by the first edge and the third edge and the angle formed by the second edge and the fourth edge are obtuse angles. Both the angle formed by the second edge and the angle formed by the second edge and the third edge may be acute angles.
また、本発明の磁気センサにおいて、複数の磁気抵抗効果素子は、第1の基準方向に沿って複数個ずつ並び且つ複数の構造物の各々に沿って複数個ずつ並ぶように配置されていてもよい。 In the magnetic sensor of the present invention, the plurality of magnetoresistive elements may be arranged along the first reference direction and along each of the plurality of structures. good.
また、本発明の磁気センサにおいて、複数の構造物は、それぞれ軟磁性体よりなる複数のヨークを含んでいてもよい。 Moreover, in the magnetic sensor of the present invention, the plurality of structures may each include a plurality of yokes each made of a soft magnetic material.
また、本発明の磁気センサにおいて、複数の構造物は、それぞれ第1の基準方向および第2の基準方向に平行な基準平面に対して傾いた複数の傾斜面を含んでいてもよい。複数の磁気抵抗効果素子は、複数の傾斜面の各々の上に複数個ずつ配置されていてもよい。 Moreover, in the magnetic sensor of the present invention, the plurality of structures may each include a plurality of inclined surfaces inclined with respect to a reference plane parallel to the first reference direction and the second reference direction. A plurality of magnetoresistive elements may be arranged on each of the plurality of inclined surfaces.
また、本発明の磁気センサにおいて、複数の領域を含む領域である素子配置領域は、第1の基準方向における寸法が、第2の基準方向における寸法よりも大きくてもよい。 Further, in the magnetic sensor of the present invention, the dimension in the first reference direction of the element arrangement region, which is the region including a plurality of regions, may be larger than the dimension in the second reference direction.
また、本発明の磁気センサにおいて、複数の領域の各々は、第1の基準方向における寸法が、第2の基準方向における寸法よりも小さくてもよい。 Further, in the magnetic sensor of the present invention, each of the plurality of regions may have a dimension in the first reference direction smaller than a dimension in the second reference direction.
また、本発明の磁気センサにおいて、複数の領域は、第1の特定の領域と、第2の特定の領域とを含んでいてもよい。第1の特定の領域の重心と第2の特定の領域の重心は、第2の基準方向において互いにずれていてもよい。第1の特定の領域の重心と第2の特定の領域の重心は、複数の構造物のうち隣接する2つの構造物の第2の基準方向における間隔だけずれていてもよい。 Moreover, in the magnetic sensor of the present invention, the plurality of regions may include a first specific region and a second specific region. The center of gravity of the first specific region and the center of gravity of the second specific region may be offset from each other in the second reference direction. The center of gravity of the first specific region and the center of gravity of the second specific region may be shifted by the distance in the second reference direction between two adjacent structures among the plurality of structures.
また、本発明の磁気センサは、更に、電源端と、グランド端と、第1の出力端と、第2の出力端とを備えていてもよい。複数の抵抗部は、電源端と第1の出力端との間に設けられた第1の抵抗部と、グランド端と第1の出力端との間に設けられた第2の抵抗部と、グランド端と第2の出力端との間に設けられた第3の抵抗部と、電源端と第2の出力端との間に設けられた第4の抵抗部とを含んでいてもよい。複数の領域は、第1の領域と、第2の領域と、第3の領域と、第4の領域とを含んでいてもよい。複数の磁気抵抗効果素子は、第1の領域に配置された複数の第1の磁気抵抗効果素子と、第2の領域に配置された複数の第2の磁気抵抗効果素子と、第3の領域に配置された複数の第3の磁気抵抗効果素子と、第4の領域に配置された複数の第4の磁気抵抗効果素子とを含んでいてもよい。複数の第1の磁気抵抗効果素子、複数の第2の磁気抵抗効果素子、複数の第3の磁気抵抗効果素子、および複数の第4の磁気抵抗効果素子は、それぞれ、第1の抵抗部、第2の抵抗部、第3の抵抗部および第4の抵抗部を構成していてもよい。 Also, the magnetic sensor of the present invention may further comprise a power supply terminal, a ground terminal, a first output terminal, and a second output terminal. The plurality of resistors includes a first resistor provided between a power supply terminal and a first output terminal, a second resistor provided between a ground terminal and the first output terminal, A third resistance section provided between the ground terminal and the second output terminal, and a fourth resistance section provided between the power supply terminal and the second output terminal may be included. The multiple regions may include a first region, a second region, a third region, and a fourth region. The plurality of magnetoresistive effect elements are arranged in the first region, the plurality of second magnetoresistive effect elements arranged in the second region, and the third region. and a plurality of fourth magnetoresistive elements arranged in the fourth region. The plurality of first magnetoresistive effect elements, the plurality of second magnetoresistive effect elements, the plurality of third magnetoresistive effect elements, and the plurality of fourth magnetoresistive effect elements each include a first resistance section, A second resistance section, a third resistance section, and a fourth resistance section may be configured.
1…磁気センサ、2…第1のチップ、3…第2のチップ、4…支持体、6,7…接着剤、10…第1の検出回路、20…第2の検出回路、30…第3の検出回路、40…プロセッサ、50…MR素子、50A…第1のMR素子、50B…第2のMR素子、50C…第3のMR素子、51…反強磁性層、52…磁化固定層、53…ギャップ層、54…自由層、61,61A,61B,61C…下部電極、62,62A,62B,62C…上部電極、70…第1のコイル、71…下部コイル要素、72…上部コイル要素、80…第2のコイル、81…下部コイル要素、82…上部コイル要素、100…磁気センサ装置、201,301…基板、201a,301a…上面、202~204,207~210,302~305,307~310…絶縁層、305a…第1の傾斜面、305b…第2の傾斜面、305c…凸面。
REFERENCE SIGNS
Claims (12)
それぞれ前記複数の磁気抵抗効果素子に対象磁界の特定の成分を検出させるための構造を有する複数の構造物とを備え、
前記複数の磁気抵抗効果素子は、前記複数の抵抗部に対応する複数の領域に分割して配置され、
前記複数の領域は、第1の基準方向に沿って並ぶように配置され、
前記複数の領域の各々は、前記第1の基準方向における両端に位置する第1の端縁および第2の端縁と、前記第1の基準方向と直交する第2の基準方向における両端に位置する第3の端縁および第4の端縁とを有し、
前記第1の端縁および前記第2の端縁の各々は、前記第2の基準方向に沿って延在し、
前記複数の構造物の各々は、前記第1の基準方向および前記第2の基準方向の各々と交差する方向に延在し、
前記複数の構造物の各々が前記第1の端縁または前記第2の端縁に対してなす角度は、前記複数の構造物の各々が前記第3の端縁または前記第4の端縁に対してなす角度よりも大きく、
前記複数の構造物は、前記複数の領域のうちの少なくとも2つの領域にわたって延在する構造物を含むことを特徴とする磁気センサ。 a plurality of resistance units configured by a plurality of magnetoresistive effect elements;
A plurality of structures each having a structure for causing the plurality of magnetoresistive effect elements to detect a specific component of the target magnetic field,
The plurality of magnetoresistive elements are divided and arranged in a plurality of regions corresponding to the plurality of resistance units,
The plurality of regions are arranged to line up along a first reference direction,
Each of the plurality of regions has a first edge and a second edge positioned at both ends in the first reference direction and positions at both ends in a second reference direction orthogonal to the first reference direction. having a third edge and a fourth edge to
each of the first edge and the second edge extends along the second reference direction;
each of the plurality of structures extends in a direction intersecting each of the first reference direction and the second reference direction;
The angle formed by each of the plurality of structures with respect to the first edge or the second edge is such that each of the plurality of structures forms an angle with the third edge or the fourth edge. greater than the angle to the
A magnetic sensor, wherein the plurality of structures includes structures extending over at least two of the plurality of regions.
前記第1の特定の領域の重心と前記第2の特定の領域の重心は、前記第2の基準方向において互いにずれていることを特徴とする請求項1記載の磁気センサ。 The plurality of regions includes a first specific region and a second specific region,
2. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the center of gravity of said first specific area and the center of gravity of said second specific area are shifted from each other in said second reference direction.
グランド端と、
第1の出力端と、
第2の出力端とを備え、
前記複数の抵抗部は、前記電源端と前記第1の出力端との間に設けられた第1の抵抗部と、前記グランド端と前記第1の出力端との間に設けられた第2の抵抗部と、前記グランド端と前記第2の出力端との間に設けられた第3の抵抗部と、前記電源端と前記第2の出力端との間に設けられた第4の抵抗部とを含み、
前記複数の領域は、第1の領域と、第2の領域と、第3の領域と、第4の領域とを含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子は、前記第1の領域に配置された複数の第1の磁気抵抗効果素子と、前記第2の領域に配置された複数の第2の磁気抵抗効果素子と、前記第3の領域に配置された複数の第3の磁気抵抗効果素子と、前記第4の領域に配置された複数の第4の磁気抵抗効果素子とを含み、
前記複数の第1の磁気抵抗効果素子、前記複数の第2の磁気抵抗効果素子、前記複数の第3の磁気抵抗効果素子、および前記複数の第4の磁気抵抗効果素子は、それぞれ、前記第1の抵抗部、前記第2の抵抗部、前記第3の抵抗部および前記第4の抵抗部を構成することを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の磁気センサ。 Furthermore, the power end and
a ground end;
a first output end;
a second output end;
The plurality of resistors includes a first resistor provided between the power supply terminal and the first output terminal, and a second resistor provided between the ground terminal and the first output terminal. a third resistor provided between the ground terminal and the second output terminal; and a fourth resistor provided between the power supply terminal and the second output terminal and
the plurality of regions includes a first region, a second region, a third region, and a fourth region;
The plurality of magnetoresistive effect elements include a plurality of first magnetoresistive effect elements arranged in the first region, a plurality of second magnetoresistive effect elements arranged in the second region, and the including a plurality of third magnetoresistive effect elements arranged in a third region and a plurality of fourth magnetoresistive effect elements arranged in the fourth region;
Each of the plurality of first magnetoresistive effect elements, the plurality of second magnetoresistive effect elements, the plurality of third magnetoresistive effect elements, and the plurality of fourth magnetoresistive effect elements 12. The magnetic sensor according to any one of claims 1 to 11, comprising one resistance section, the second resistance section, the third resistance section, and the fourth resistance section.
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