JP2936140B2 - 磁界センサ - Google Patents

磁界センサ

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    • H10N50/10—Magnetoresistive devices

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気抵抗物質に基づいた磁界センサに関し、
特に、電力消費量の少ない磁界センサに関する。
〔従来技術〕
磁界を測定する必要がある状況は多くあるが、その中
には、ある構造体の磁気を帯びた部分の位置或いは接
近、磁気的に記憶された情報の読み出し、電流測定装置
を必要としない電流の測定等がある。
上述の場合の多くは磁気効果が比較的小さいので敏感
な磁気センサが要求される。このような弱い磁界を測定
でき、しかも経済的に生産できる磁気センサは、磁気抵
抗効果を基に得ることができる。磁気抵抗物質を基にし
た磁気センサはモノリシック集積回路生産技術を用いて
生産することができるので、経済的なばかりでなく非常
に小型にできる。モノリシック集積回路生産技術を用い
ると、磁気抵抗物質は薄膜状で得ることができる。
磁気抵抗物質を基にした磁気センサには、電気抵抗と
して用いられる磁気抵抗物質を使う。このセンサに電流
を通すと、これにかかる電圧は電流が流れる通路におけ
る物質の有効抵抗に依存する。また、抵抗値は物質の磁
化状態に依存する。磁化の方向が電流と平行である時は
物質は最大の抵抗値を示し、電流と垂直な時は最小の抵
抗値を示す。
磁気抵抗物質には有効磁化があり、初期状態では物質
の磁化しやすい軸に向かっている。磁気抵抗物質に外部
から磁界が働くと、磁化方向を回転させ、結果として磁
気抵抗物質の抵抗値を変化させることになる。電流が流
れている状態で抵抗値が変化することによって、磁気抵
抗物質の電圧降下が変化し、この電圧降下の変化は外部
磁界の強度の指針として感知される。
このような膜の有効抵抗は、有効磁化方向と膜を流れ
る電流の方向との間の角度のコサインの二乗で変化す
る。しかしながら、この場合全抵抗が対象となるのでは
なく、外部から印加された磁界の変化に対する抵抗値の
変化のみが関係する。この変化は、曲線が線形関数に近
づく二乗コサイン応答曲線に沿った点で測定するのが最
良である。
このように、応答曲線の線形部分で動作させるには、
外部から磁界が印加されない状態で電流の流れる方向と
公称磁化方向との間の初期角度を知る必要がある。
磁気抵抗物質は装置基板上に「矢はず模様（herringb
on）」状の連続した抵抗、即ち、連続的に複数の抵抗を
傾斜させて接続したものとして配置することができる。
この場合、傾斜角度は抵抗の長手方向に対して約45゜で
ある。そして、抵抗が長手方向に対して90゜の方向を指
し示すようなバイアス磁界を発生する磁界源を備えなけ
ればならない。
他の方法は、磁気抵抗物質の線状ストリップを設け、
ストリップの方向に対して45゜の角度でストリップを横
切るように個々の導体を付け加える。これによって、ス
トリップの長手方向に対してある角度を持って磁気抵抗
物質に電流が流れる。後者の構成は、その形状から「理
髪店の看板柱（barber pole）」型センサと呼ばれ、こ
のような構成によって外部にバイアス磁界源を設ける必
要がなくなる。
この「理髪店の看板柱」型センサは、磁気抵抗物質の
ストリップが幅に対して十分に長いならば、消費電力を
低下させるためには最も効果的である。このような形状
の場合、磁気抵抗物質の両端間の抵抗を増加し、したが
って装置を作動するのに必要な電力を低下させることが
できる。また、磁気抵抗物質ストリップ内の消磁効果を
実質的に減少させることにもなる。しかしながら、この
ようなストリップをモノリシック集積回路チップ内に連
続的に形成するには制限があるので、ストリップを一連
の並列部分に折り曲げることがある。一連のリンクの各
部分は、先のリンクに対して折り返され、より小型の磁
気抵抗物質構造を形成することができる。
しかし、このような構造では、一連の折り返し構成の
ストリップが完成しこれに対して平行な方向にもう１本
のストリップを連続して形成する時に180゜折り曲げる
ので、比較的鋭い曲線が形成される。このような鋭い折
り返し領域及びその近傍には所謂磁気エンドドメイン
（magnetic enddmain）が形成される。この領域の磁化
方向は、連続したストリップの並列な部分の磁化方向に
関して変化することがある。平行部分の磁化は、幅と比
較して長さが大きく消磁効果を減少させるので、平行部
分の延長方向とよく整合されている。
エンドドメインで特に問題となるのは、エンドドメイ
ン自体が温度や外部の磁界の移動によって変化し得るこ
とであり、エンドドメインが変化すれば結果的に磁化方
向も変化してしまう。これはストリップの抵抗値に不規
則な変動を生じ、したがって、与えられた電流に対して
磁気抵抗物質に起こる電圧値にも不規則な変動を生じる
という影響を及ぼす。上述のような磁気抵抗物質のセン
サが４つブリッジ回路に用いられると、熱的変化による
エンドドメインの電圧変動によってブリッジの感知接続
間の電圧に不規則な変動を起こすので、このようなブリ
ッジを用いた磁気メータで測定した場合誤差が生じてし
まう。したがって、温度変動にかかわらずより安定した
電圧を生ずることができる磁気抵抗式磁気センサが望ま
れていた。
〔発明の概要〕
本発明は、温度変化による不規則な変動を起こさず常
に安定した出力電圧を得ることができる磁界センサを提
供するすることを目的とする。
本発明の磁界センサは、複数の磁気抵抗物質とストリ
ップと、ストリップの各々の上の前記第１の端部近傍に
位置するがそこからは絶縁されている第１の導体と、同
じくストリップの各々の上の前記第２の端部近傍に位置
するがそこからは絶縁されている第２の導体とを具備す
る。ストリップは互いに接続され電流が流れるようにな
っている。この接続は互いに平行なストリップの端部で
行われるので、ストリップは電気的に直列に接続される
ことになる。これらの端部は導体の外側でティーパー状
に形成されてもよい。上述の構成のセンサを１つ以上接
続し、ブリッジ回路による検出回路を形成することがで
きる。
〔実施例〕
第１図は、４つの磁気抵抗物質ストリップの配列11、
12、13、14を基にした「理髪店のの看板柱」型磁界セン
サ10のモノリシック集積回路のレイアウト図を示す。配
列11、12、13、14の各々は並列に配置され互いに直列に
電気的に接続された１組の磁気抵抗ストリップを有す
る。この構成については後に詳述する。図で、配列間の
黒点はストリップの一部だけが示されていることを表
す。図を明解にするために、全ての層は示されておら
ず、また見えない線は省略してある。
配列11、13は相互接続構成により電気的に接続され、
更に電源端子15にも電気的に接続されている。同様に、
配列12、14も相互接続構成により電気的に接続され、更
に電源端子16にも電気的に接続されている。電源端子16
と関連する相互接続構成は、同一磁気抵抗物質で形成さ
れた抵抗値バランス構成16′を含む。配列11、12は相互
接続構成により電気的に接続され、更に感知信号出力端
子17にも電気的に接続されている。配列13、14は相互接
続構成により電気的に接続され、更に感知信号出力端子
18にも電気的に接続されている。また、端子17、18を電
源用とし、端子15、16を感知信号出力として用いてもよ
い。
センサ10は更に各配列の磁気抵抗物質のストリップの
端部近傍に付加的磁界を与えるための相互接続構成を有
する。第１の電流供給端子及び電流分配構成19は４つの
導体に電流を分配し、４本の電流路20、21、22、23を形
成する。電流路20、21、22、23は電流分配構成19に結合
されている。もう１つの電流供給端子及び電流分配構成
24が４つの導体の他端に備えられており、これらに電気
的に結合されている。
第２図は第１図のレイアウトに関連するモノリシック
集積回路の構成の概要を示すが、比率、割合は必ずしも
第１図と同一である必要がないので、明瞭に表すために
異なる比率で図示してある。このモノリシック集積回路
は、通常モノリシック集積回路の他の回路部分を形成す
るのに必要な態様でドーピングされたシリコンからなる
半導体基板30を基に製作される。基板30は、例えばシリ
コン酸化物、特に二酸化シリコンからなる絶縁層31を有
する。層31の厚さは、例えば1.0μｍである。厚さ約0.5
μｍの窒化シリコンの絶縁層32がその上に形成される。
層32はその上に磁気抵抗物質の備えるのに好適な表面を
与える。
層32上に薄い層を形成する磁気抵抗物質33は通常200
オングストローム程度の厚さを有し、ニッケル、コバル
ト及び鉄からなる合金でできた強磁性体の薄膜である。
例えば、この薄膜材は約81％のニッケルと９％の鉄を含
む。合金に比較的少量の他の材質を加えて薄膜の特性を
改善する場合もある。ここであげた組成例では膜内に起
こる磁気歪みが比較的少ないが、かなりの量の磁気抵抗
があるため、膜は一軸異方性を示す。
膜の安定性を改善するために、磁気抵抗薄膜ストリッ
プの長手方向軸と一致する方向に相当量の磁界の印加し
た状態で、高温で数時間熱処理してもよい。この安定性
は、粒子サイズの増大と磁気消散を減少させるべく磁化
容易軸を誘発する形状と物質の磁化容易軸との一致性の
改善とによって得られる。磁化抵抗物質上に厚さ150オ
ングストロームの窒化タンタル膜34が設けられる。この
膜は第２図の垂直方向に導電性があるが、膜の薄さ及び
物質の性質のため横方向には高い抵抗性を有する。した
がって、磁気抵抗物質のストリップの長手方向に対して
45゜の角度で磁気抵抗層33内に電流の方向性を与える一
連の導電性ストリップ35を層34の表面上に設けることに
よって、 （ｉ）これらのストリップを磁気抵抗物質層33と電気的
に接触させ、 （ii）層34の特性のためこれらのストラップを効果的に
互いに電気的に絶縁することができる。
ストラップ35は約0.5μｍの厚さを有し、約４％の銅
を含むアルミニウム合金からなる。ストラップ35の角度
的配置による横方向の延長は図を明瞭にするために第２
図からは省略されている。
この一連のアルミニウム合金のストラップは、もう一
つの絶縁層36で被覆され、ストラップ間の絶縁層36で充
填され互いに分離されている、この絶縁層36は、例え
ば、約1.0μｍの幅の窒化シリコンで窒化タンタル層34
の表面上に形成されている。層36はアルミニウム合金の
ストラップの表面を保護し、更にストラップ間に及びそ
の上の層との間に絶縁障壁を構成する。
窒化シリコン層36の上に形成される層37は、例えば約
１μｍの厚さを有し約４％の銅を含むアルミニウム合金
からなり、導体20、21、22及び23を設けるのに用いられ
る。層37は更に、例えば0.5μｍの厚さの窒化シリコン
からなる絶縁保護層38によって被覆されている。この上
に所望の相互接続の目的のために４％の銅を含むアルミ
ニウム合金製の相互接続用端子が形成される。端子は第
２図では省略されている。
シリコンウエハ30は、半導体装置の製造において既知
の方法によって、他の回路部分を形成するために様々に
不純物を注入される。同様に、シリコン基板30上の種々
の層及びストラップ35等も、既知のモノリシック集積回
路製造技法を用いて形成される。
第１図の配列11、12、13及び14は、各々上述のように
多くの直列に接続された磁気抵抗ストリップからなる別
個の磁気抵抗を形成し、更に上述のように端子15、16、
17及び18によって相互接続されるように構成されている
ので、これらの抵抗は第１図の４素子ブリッジを形成す
る。動作時には、端子15に電流が供給され、端子16から
出力されるか、またはこの逆でもよい。信号電圧は端子
17、18間に差動的に取り出される。
外部磁界がない状態でブリッジの出力信号をできるだ
け零に近づけるために、バランス構成16′内の抵抗部分
が用いられる。バランス構成16′には相当数の長い抵抗
が具えられ、これらは必要に応じて分断され相互接続端
子15、16間の２つの電流通路間の抵抗を等しくする。こ
れらの抵抗の左上から右下へ傾斜する相互接続線は左側
の部分を含まないため、並列状に異なる抵抗値を得るこ
とができるので正確なバランスをとることができる。構
成16′の端子16の右側の抵抗は並列に接続され、この並
列群は配列13、14と直列に接続される。ここでも傾斜す
る相互接続構成が用いられている。選択されたトラック
のいずれかを分断することによって、関連する配列を含
むブリッジ回路の脚部の抵抗を増加することができる。
第１図の磁気抵抗物質のストリップを第３図により詳
しく示す。第３図で示すのは第１図の円３で包囲された
センサ部分である。これらの部分の１つは感知信号端子
17及びこの端子17に関連した相互接続構成を含む。これ
は第３図の左側の部分図に示されており、２つの磁気物
質のストリップ11′、12′を接続させる。ストリップ1
1′、12′は夫々配列11、12から延び、これら２つの配
列を分離する空間の両側に夫々配置されている。即ち、
これは２つの配列が上述の相互接続構成によって互いに
直列に結合される点である。
この相互接続に加えて、配列11の磁気抵抗物質のスト
リップ11′は上述のように各々互いに接続されている。
配列12、13及び14のストリップも同様に接続されてい
る。配列11、12内の磁気抵抗物質のストリップ11′、1
2′用の相互接続（左側）は銅アルミニウム合金の相互
接続40で形成されている。第３図の左側の部分で、相互
接続40は、感知信号端子17と関連する相互接続構成によ
って互いに接続されている２つの磁気抵抗物質のストリ
ップ11′、12′を横切って示され、そこから各方向に向
かう連続するストリップ対は相互接続40によって互いに
接続されている。
磁気抵抗物質のストリップ11′、12′の右端部が部分
的に第３図の右側の部分に示されている。これらのスト
リップ対はアルミニウム合金の相互接続41によって結合
されている。感知信号端子17と関連した相互接続構成及
び相互接続40によって互いに接続されている２つの磁気
抵抗物質のストリップ11′、12′は第３図の右側の図で
は分離され、互いに接続されていない。これらは各々同
一配列内の隣接する磁気抵抗物質のストリップに接続さ
れている。再びそれ以降各配列の磁気抵抗物質のストリ
ップの連続する対は、相互接続41によって互いに接続さ
れている。したがって、各配列の磁気抵抗物質のストリ
ップは第３図に示されるように互いに直列に接続されて
いる。また、第３図の右側の図にあるように、もう１つ
の相互接続42が配列13、14の磁気抵抗物質のストリップ
13′、14′の端部を接続する。
このような各配列内の多くの磁気抵抗物質のストリッ
プの全てを相互接続して得られた１つの長い抵抗は多数
のリンクからなり、大きな抵抗値を得ることができる。
この抵抗値の増加によりセンサの動作時の電力消費を
大きく低下させることができる。また、相互接続40、4
1、42を用いることによって、エンドドメインの原因と
なる磁気抵抗物質の曲折を防止することができる。しか
しながら、ストリップの終端部も所謂「バックリング
（buckling）」磁気ドメインを有する可能性がある。バ
ックリングドメインも温度や外部磁界の変化によって磁
化が変化するという問題の原因となる。
第３図に、磁気抵抗物質のストリップ11′、12′、1
3′、14′の長手方向、即ち延長方向に対して45゜に設
けられた導電性ストラップ35が示されている。ストラッ
プ35は配列11、14の磁気抵抗物質のストリップに対して
正方向の傾斜、配列12、13に対して負方向の傾斜を有す
る。このストラップ35によって、センサ10に印加される
外部磁界が２つの配列に対しては増加し、他の２つの配
列に対しては減少するようになる。結果的に、ブリッジ
の端子15、16間の２つの脚部に於ける抵抗値がそこを流
れる電流に対してバランスを失い、感知信号端子17及び
18は外部磁界の強度及び磁界の方向を表す電圧差を示
す。
磁界の方向はセンサの軸に関して感知される。センサ
の軸の１本は端子17、18を通過し、他の１本はその軸に
ほぼ垂直となっている。軸にこのような方向依存性があ
るのは、磁気抵抗物質のストリップの磁化が第一にスト
リップの長手方向軸に沿っているからである。外部磁界
は通常ストリップの磁化が外部磁界に対して垂直である
時この磁化を回転させることができるが、平行であ時は
回転させることは出来ない。
このようなブリッジ回路構成のセンサは以前に連続的
磁気抵抗物質のストリップとして形成されたものがあっ
たが、上述のように、鋭い曲折によって磁気抵抗物質が
鋭く曲折されてしまうことによりこの曲折部分に磁気エ
ンドドメインが形成される。磁気エンドドメインにおけ
る磁化は温度変化等でシフトしてしまい、外部磁界がな
くとも出力信号端子17、18間の電圧差が変化する。
第３図に示すように、相互接続40、41、42を用いて電
気的に隣接する磁気抵抗物資のストリップを相互接続し
て単一の直列抵抗を形成することにより、磁気抵抗物質
を鋭角に曲げることがなく、出力の変動源を除去するこ
とができる。これら相互接続をストリップの終端に達す
る前に磁気抵抗物質に配置することによって上述の利点
を得ることができる、したがって、曲折がなくともバッ
クリングドメインが起こりやすい磁気抵抗物質の終端部
に達する前に相互接続が設けられる。相互接続40、41、
42を配置することによって、バックリングドメインが形
成されやすい磁気抵抗物質の端部に電流が流れないよう
にし、これによって電圧変動源を除去することができ
る。
もし磁気抵抗物質のストリップの端部に起こるバック
リングドメインが、相互接続40、41、42より端部に近い
部分で起きるように制限されれば、上述の結果は得られ
る。更にセンサ10にて２つの処置を行い、ストリップの
相互接続の位置を越えた端部方向のみにバックリングド
メインが存在することを保証する。まず、第３図に示す
ように磁気抵抗物質のストリップの端部をテーパー状に
形成する。テーパー状にすることによって、正方形の端
部と比較してバックリングドメインの形成を減少させる
ことができることが示されている。テーパー形状は表面
磁極密度を減少し、物質自体に体積磁極（volume pol
e）を生ずると思われる。テーパー形状は、通常20μｍ
の磁気抵抗物質の厚さの１−４倍に距離にわたって形成
されなければならない。
もう１つの処置は、配列11、12の磁気抵抗物質のスト
リップ11′、12′の端部付近の両側に導体20、21を、ま
た配列13、14の磁気抵抗物質のストリップ13′、14′の
端部付近の両側に導体22、23を設けることである。これ
らの導体を通る電流の方向は、導体の下の磁気抵抗物質
のストリップに磁界を生じるような方向であり、これら
ストリップの所望の磁化方向にほぼ平行な方向を有す
る。したがって、このような磁界を加えることによっ
て、磁気抵抗物質のストリップ内に存在する磁化を強化
することができ、このため所望の方向と反対の磁化の有
するドメインの形成を防ぐことができる。この目的のた
めに、磁気抵抗物質の内側の他の部分に更に導体を設け
てもよい。
更に、これらの導体を流れる電流によって起こる磁界
は、ストリップの中央に発生する磁化をその下に拡張さ
せる。これによって、ストリップの端部に生じるバック
リングドメインやほかの磁気不安定に対する障壁を設
け、磁気センサ10の感知に用いられている部分の磁気抵
抗物質にまで内部へと伝播するのを防ぐことができる。
導体20、21、22、23は、上述のように通常１μｍ程度
の厚さで磁気抵抗物質のストリップと同様或いはそれよ
り広い幅を有する。この程度の寸法のストリップは10.0
mA位以上の電流に耐え、導体自体の物質をエレクトロマ
イグレエイションを起こすことなく、その下に３エルス
テッド以上の磁界を生じることができる。
これらの処置によって、温度変化に対してセンサ出力
端子17、18間に現れる電圧に非常に安定しているという
点において、磁気センサの性能の安定性が改善される。
このため、相当の時間にわたって出力信号が変動が減少
し、かなり長い時間を隔てて行われるテストにおいても
出力信号の変動は減少し、したがって、測定される外部
からの磁界の値の不正確さも減少するという効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の部分的レイアウトを示す
図、第２図は本発明の一部分の断面を表す図、第３図は
第１図の一部分を示す図である。 11〜14……磁気抵抗物質ストリップの配列、 11′〜14′……磁気抵抗物質ストリップ、 15〜18……ブリッジの端子、 19……電流分配構成、 20〜23……導体、 35……ストリップ、 40〜42……相互接続、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 33/06 H01L 43/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１および第２の電源端子領域を有する磁
    界センサであって、 基板上に相互に平行に形成された磁気抵抗性物質の複数
    のストリップを備え、これらストリップは、ストリップ
    主部分から延長する第１および第２の端部分をそれぞれ
    有し、それらのストリップ主部分は、直列に蛇行状に接
    続されて、前記電源端子領域から電力を受けると電流を
    流すよう構成され、かつ、前記第１および第２の端部分
    の殆どのものが、テーパー状に構成されており； 第１の電流源への接続用の第１の端子手段に接続されて
    いて、前記複数のストリップの前記第１の端部分の上
    に、それらから絶縁されて配置されている第１の導体を
    備え； 第２の電流源への接続用の第２の端子手段に接続されて
    いて、前記複数のストリップの前記第２の端部分の上
    に、それらから絶縁されて配置されている第２の導体を
    備え； もって、前記第１及び第２の端部分の付近に磁気不安定
    が存在しても、その磁気不安定がストリップ主部分の中
    央部へと伝播することが、前記第１及び第２の導体に流
    れる電流に起因する磁界によって防止されるようにした ことを特徴とする磁界センサ。
  2. 【請求項２】第１および第２の電源端子領域を有する磁
    界センサであって、 磁気抵抗性物質のストリップの１対の配列を備え、これ
    らの配列それぞれは、基板上に相互に平行に形成された
    磁気抵抗性物質の複数のストリップを有し、それらスト
    リップは、ストリップ主部分から延長する第１および第
    ２の端部分をそれぞれ有し、それらのストリップ主部分
    は、直列に蛇行状に接続されて、前記電源端子領域から
    電力を受けると電流を流すよう構成され、かつ、前記第
    １および第２の端部分の殆どのものが、テーパー状に構
    成されており、 前記配列の直列に蛇行状に接続されたストリップ主部分
    は、さらに直列に接続されており、 第１の電流源への接続用の第１の端子手段に接続されて
    いて、前記１対の配列に共通の第１の導体にして、双方
    の配列において前記複数のストリップの前記第１の端部
    分の上に、それらから絶縁されて配置されている第１の
    導体を備え； 第２の電流源への接続用の第２の端子手段に接続されて
    いて、前記１対の配列に共通の第２の導体にして、双方
    の配列において前記複数のストリップの前記第２の端部
    分の上に、それらから絶縁されて配置されている第２の
    導体を備え； もって、前記第１及び第２の端部分の付近に磁気不安定
    が存在しても、その磁気不安定がストリップ主部分の中
    央部へと伝播することが、前記第１及び第２の導体に流
    れる電流に起因する磁界によって防止されるようにした ことを特徴とする磁界センサ。
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5509022A (en) * 1991-09-20 1996-04-16 The University Of Melbourne Self-tuned mode-locked laser
US5247278A (en) * 1991-11-26 1993-09-21 Honeywell Inc. Magnetic field sensing device
DE4233332C2 (de) * 1992-10-05 1995-10-19 Inst Mikrostrukturtechnologie Magnetoresistive Sensoranordnung auf einem Chip zur Messung örtlicher Verteilungen von Magnetfeldgradienten
DE4319146C2 (de) * 1993-06-09 1999-02-04 Inst Mikrostrukturtechnologie Magnetfeldsensor, aufgebaut aus einer Ummagnetisierungsleitung und einem oder mehreren magnetoresistiven Widerständen
US5351028A (en) * 1993-06-14 1994-09-27 Honeywell Inc. Magnetoresistive proximity sensor
US5435070A (en) * 1993-07-26 1995-07-25 Honeywell Inc. Simplified compass with multiple segment display capability
US5502380A (en) * 1994-04-28 1996-03-26 Rosemount Inc. Analog weighted binary absolute position encoder including an array of sense resistors each having material responsive to FWX and nonresponsive to flux
US5561368A (en) * 1994-11-04 1996-10-01 International Business Machines Corporation Bridge circuit magnetic field sensor having spin valve magnetoresistive elements formed on common substrate
JP2655106B2 (ja) * 1994-12-07 1997-09-17 日本電気株式会社 磁気抵抗センサ
US5747997A (en) * 1996-06-05 1998-05-05 Regents Of The University Of Minnesota Spin-valve magnetoresistance sensor having minimal hysteresis problems
US6166539A (en) * 1996-10-30 2000-12-26 Regents Of The University Of Minnesota Magnetoresistance sensor having minimal hysteresis problems
US5952825A (en) * 1997-08-14 1999-09-14 Honeywell Inc. Magnetic field sensing device having integral coils for producing magnetic fields
US6529114B1 (en) * 1998-05-27 2003-03-04 Honeywell International Inc. Magnetic field sensing device
US6297628B1 (en) * 1998-11-17 2001-10-02 Honeywell Inc Magnetoresistive bridge array
DE10014779B4 (de) * 2000-03-27 2011-11-10 Nxp B.V. MR-Winkelsensor
US6850057B2 (en) * 2001-07-19 2005-02-01 Honeywell International, Inc. Barber pole structure for magnetoresistive sensors and method of forming same
US6700371B2 (en) * 2001-09-05 2004-03-02 Honeywell International Inc. Three dimensional conductive strap for a magnetorestrictive sensor
JP2003198002A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果膜および強磁性積層構造体
US6667682B2 (en) 2001-12-26 2003-12-23 Honeywell International Inc. System and method for using magneto-resistive sensors as dual purpose sensors
US7259545B2 (en) * 2003-02-11 2007-08-21 Allegro Microsystems, Inc. Integrated sensor
US7016163B2 (en) * 2003-02-20 2006-03-21 Honeywell International Inc. Magnetic field sensor
US7239000B2 (en) * 2003-04-15 2007-07-03 Honeywell International Inc. Semiconductor device and magneto-resistive sensor integration
US7206693B2 (en) * 2003-04-15 2007-04-17 Honeywell International Inc. Method and apparatus for an integrated GPS receiver and electronic compassing sensor device
US7265543B2 (en) * 2003-04-15 2007-09-04 Honeywell International Inc. Integrated set/reset driver and magneto-resistive sensor
DE10327390B4 (de) * 2003-06-18 2008-11-13 Sensitec Gmbh Anordnung zur Vermeidung von Elektromigration
US7141964B2 (en) * 2004-01-06 2006-11-28 Honeywell International Inc. Adaptive integrated circuit for magnetoresistive sensors
US7126330B2 (en) 2004-06-03 2006-10-24 Honeywell International, Inc. Integrated three-dimensional magnetic sensing device and method to fabricate an integrated three-dimensional magnetic sensing device
US7777607B2 (en) * 2004-10-12 2010-08-17 Allegro Microsystems, Inc. Resistor having a predetermined temperature coefficient
US7271587B2 (en) * 2004-12-16 2007-09-18 Honeywell International Inc. High resolution and low power magnetometer using magnetoresistive sensors
US8438957B2 (en) * 2005-10-19 2013-05-14 Brown Line Metal Works, Llc Digital beam torque wrench with an electronic sensor
US7768083B2 (en) 2006-01-20 2010-08-03 Allegro Microsystems, Inc. Arrangements for an integrated sensor
US7420365B2 (en) * 2006-03-15 2008-09-02 Honeywell International Inc. Single chip MR sensor integrated with an RF transceiver
US20080117081A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Peter Jerome Radusewicz Portable traffic analyzer
US7795862B2 (en) 2007-10-22 2010-09-14 Allegro Microsystems, Inc. Matching of GMR sensors in a bridge
US8711524B2 (en) 2008-02-05 2014-04-29 Headway Technologies, Inc. Patterned MR device with controlled shape anisotropy
US7816905B2 (en) * 2008-06-02 2010-10-19 Allegro Microsystems, Inc. Arrangements for a current sensing circuit and integrated current sensor
US20090315554A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 Honeywell International Inc. Integrated three-dimensional magnetic sensing device and method to fabricate an integrated three-dimensional magnetic sensing device
JP2011027683A (ja) * 2009-07-29 2011-02-10 Tdk Corp 磁気センサ
KR101093776B1 (ko) * 2010-01-21 2011-12-19 충남대학교산학협력단 자기 센서
US8525514B2 (en) * 2010-03-19 2013-09-03 Memsic, Inc. Magnetometer
US20110234218A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Matthieu Lagouge Integrated multi-axis hybrid magnetic field sensor
IT1402178B1 (it) 2010-09-09 2013-08-28 St Microelectronics Srl Circuito di lettura a compensazione automatica dell'offset per un sensore di campo magnetico e relativo metodo di lettura a compensazione automatica dell'offset
US10473731B2 (en) 2010-11-26 2019-11-12 Stmicroelectronics S.R.L. Magnetic sensor reading device, system and method
IT1403409B1 (it) 2010-12-20 2013-10-17 St Microelectronics Srl Circuito di polarizzazione per un sensore di campo magnetico, e relativo metodo di polarizzazione
IT1403434B1 (it) 2010-12-27 2013-10-17 St Microelectronics Srl Sensore di campo magnetico avente elementi magnetoresistivi anisotropi, con disposizione perfezionata di relativi elementi di magnetizzazione
IT1403433B1 (it) 2010-12-27 2013-10-17 St Microelectronics Srl Sensore magnetoresistivo con capacita' parassita ridotta, e metodo
US8947082B2 (en) 2011-10-21 2015-02-03 University College Cork, National University Of Ireland Dual-axis anisotropic magnetoresistive sensors
US20130207645A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 Xiao-Qiao KONG Magnetic sensor apparatus
US20130207646A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 Xiao-Qiao KONG Magnetic sensor apparatus
ITTO20120614A1 (it) 2012-07-11 2014-01-12 St Microelectronics Srl Sensore magnetoresistivo integrato multistrato e relativo metodo di fabbricazione
RU2533747C1 (ru) * 2013-03-19 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" Магниторезистивный датчик тока
RU2561762C1 (ru) * 2014-04-30 2015-09-10 Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" Магниторезистивный датчик
RU2635330C1 (ru) * 2016-06-07 2017-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "СПИНТЕК" Преобразователь магнитного поля с повышенной чувствительностью на анизотропных тонкопленочных магниторезисторах (варианты)
CN108333538A (zh) * 2018-03-29 2018-07-27 美新半导体（无锡）有限公司 一种磁电阻传感器
US10935612B2 (en) 2018-08-20 2021-03-02 Allegro Microsystems, Llc Current sensor having multiple sensitivity ranges
US11187764B2 (en) 2020-03-20 2021-11-30 Allegro Microsystems, Llc Layout of magnetoresistance element
US11567108B2 (en) 2021-03-31 2023-01-31 Allegro Microsystems, Llc Multi-gain channels for multi-range sensor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3949346A (en) * 1973-11-17 1976-04-06 Sony Corporation Magnetoresistive element
JPS576962Y2 (ja) * 1974-07-26 1982-02-09
US4024489A (en) * 1975-11-18 1977-05-17 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sandwich including sensor electrically parallel with electrical shunt and magnetic biasing layers
US4296377A (en) * 1978-03-27 1981-10-20 Sony Corporation Magnetic signal field sensor that is substantially immune to angular displacement relative to the signal field
JPS6041474B2 (ja) * 1980-08-15 1985-09-17 ロ−ム株式会社 信号伝達素子
US4517515A (en) * 1981-06-03 1985-05-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Magnetometer with a solid-state magnetic-field sensing means
JPS584992A (ja) * 1981-07-01 1983-01-12 Hitachi Ltd 磁気電気変換素子
US4533872A (en) * 1982-06-14 1985-08-06 Honeywell Inc. Magnetic field sensor element capable of measuring magnetic field components in two directions
GB2202635B (en) * 1987-03-26 1991-10-30 Devon County Council Detection of magnetic fields

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