JP5341865B2 - Magnetic sensor - Google Patents
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Description
本発明は、外部磁場耐性に優れた磁気センサに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor excellent in external magnetic field resistance.
下記の特許文献には、地磁気を強磁性体コアで集束することにより大きな磁束密度に変換し、これをコア間のギャップ内に配置したMR素子で検出する地磁気方位センサが開示されている。 The following patent document discloses a geomagnetic azimuth sensor that converts geomagnetism into a large magnetic flux density by focusing with a ferromagnetic core and detects this with an MR element arranged in a gap between the cores.
しかしながら、外部からの作用により、コアからMR素子に向けて強い磁場が供給され、この磁場が、MR素子の両端に接続されたハードバイアス層に対して着磁方向と逆方向に優先的に作用すると、ハードバイアス層の着磁が崩れ、磁場印加前後で、出力変動(中点電位の変動)が生じるといった問題があった。 However, a strong magnetic field is supplied from the core toward the MR element due to an external action, and this magnetic field preferentially acts on the hard bias layers connected to both ends of the MR element in the direction opposite to the magnetization direction. Then, there was a problem that the magnetization of the hard bias layer collapsed, and output fluctuation (midpoint potential fluctuation) occurred before and after application of the magnetic field.
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、外部磁場耐性を向上させた磁気センサを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a magnetic sensor having improved external magnetic field resistance.
本発明における磁気センサは、
磁性層と非磁性層とが積層されて成る磁気抵抗効果を発揮する第1素子部と、
前記第1素子部の第1水平方向の両側に配置され前記第1素子部に第1バイアス磁界を供給するための第1バイアス層及び第2バイアス層と、
前記第1バイアス層と高さ方向で対向し前記第1素子部に非接触の第1軟磁性体と、前記第2バイアス層と高さ方向で対向し前記第1素子部に非接触の第2軟磁性体と、を有しており、
前記第1バイアス層及び前記第2バイアス層は、前記第1水平方向に対して直交する第2水平方向に着磁されており、前記第1素子部に対して、前記第1水平方向から前記第1バイアス磁界が供給されるように、前記第1バイアス層及び前記第2バイアス層が第2水平方向にずれて配置されており、
前記第1軟磁性体は、平面視にて、前記第1バイアス層の前記第2水平方向の中央に位置し、前記第2軟磁性体は、平面視にて、前記第2バイアス層の前記第2水平方向の中央に位置し、前記第1軟磁性体と前記第2軟磁性体とは、前記第1水平方向からの外部磁場を、前記第1軟磁性体と前記第2軟磁性体との間で、略第2水平方向に変換して前記第1素子部に与えるように、前記第1素子部の前記第2水平方向の両側にて前記第1水平方向にずれて配置されており、
前記第2水平方向に、前記第1軟磁性体、前記第2軟磁性体及び第3軟磁性体の順に配置されており、
前記第3軟磁性体は、前記第1軟磁性体と前記第2水平方向にて同位置に設けられて前記第2軟磁性体に対し前記第1水平方向にずれて配置されており、
前記第1軟磁性体及び前記第3軟磁性体の前記第2軟磁性体に近い側の端面は、前記第2水平方向に一致しており、
前記第1軟磁性体と前記第2軟磁性体との間の前記第2水平方向の間隔T1と、前記第2軟磁性体と前記第3軟磁性体との間の前記第2水平方向の間隔T2とが同じ大きさであることを特徴とするものである。
The magnetic sensor in the present invention is
A first element portion exhibiting a magnetoresistive effect formed by laminating a magnetic layer and a nonmagnetic layer;
A first bias layer and a second bias layer disposed on both sides in the first horizontal direction of the first element unit for supplying a first bias magnetic field to the first element unit;
A first soft magnetic body facing the first bias layer in the height direction and not contacting the first element portion, and a first soft magnetic body facing the first bias portion and facing the first element portion in the height direction and not contacting the first element portion. 2 soft magnetic materials,
The first bias layer and the second bias layer are magnetized in a second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction, and the first element portion is The first bias layer and the second bias layer are shifted in the second horizontal direction so that the first bias magnetic field is supplied;
The first soft magnetic body is located in the center of the second horizontal direction of the first bias layer in plan view, and the second soft magnetic body is in the second bias layer in plan view. The first soft magnetic body and the second soft magnetic body are located at the center in the second horizontal direction, and the external magnetic field from the first horizontal direction is converted into the first soft magnetic body and the second soft magnetic body. Between the first element portion and the second horizontal direction so as to be shifted in the second horizontal direction so that the first element portion is shifted in the first horizontal direction. And
In the second horizontal direction, the first soft magnetic body, the second soft magnetic body and the third soft magnetic body are arranged in this order,
The third soft magnetic body is provided at the same position in the second horizontal direction as the first soft magnetic body, and is shifted from the second soft magnetic body in the first horizontal direction,
End surfaces of the first soft magnetic body and the third soft magnetic body on the side close to the second soft magnetic body are aligned with the second horizontal direction,
The second horizontal gap T1 between the first soft magnetic body and the second soft magnetic body, and the second horizontal gap between the second soft magnetic body and the third soft magnetic body. The interval T2 is the same size.
これにより、各バイアス層に着磁方向と逆方向の磁場がかかるのを抑制することができ、外部磁場耐性を向上させることができる。 Thereby, it can suppress that the magnetic field of a reverse direction is applied to each bias layer, and can improve external magnetic field tolerance.
本発明では、前記第1軟磁性体及び前記第3軟磁性体と、前記第2軟磁性体とが、前記第2水平方向にて対向しないように前記第1水平方向にずれて配置されていることが好ましい。 In the present invention, the first soft magnetic body, the third soft magnetic body, and the second soft magnetic body are shifted in the first horizontal direction so as not to face each other in the second horizontal direction. Preferably it is.
また本発明では、複数の前記第1素子部が、前記第2水平方向に間隔を空けて配置されており、前記第2水平方向にて隣り合う二つの前記第1素子部のうち、一方の前記第1素子部に接続された前記第2バイアス層と、他方の前記第1素子部に接続された前記第1バイアス層とが電気配線層により電気的に接続されているとともに、一方の前記第1素子部に対する前記第3軟磁性体は、他方の前記第1素子部に対する前記第1軟磁性体として用いられることが好ましい。これにより、各軟磁性体を効率よく配置でき、磁気センサの小型化を促進できる。 In the present invention, a plurality of the first element portions are arranged at intervals in the second horizontal direction, and one of the two first element portions adjacent in the second horizontal direction is The second bias layer connected to the first element part and the first bias layer connected to the other first element part are electrically connected by an electrical wiring layer, and The third soft magnetic body for the first element portion is preferably used as the first soft magnetic body for the other first element portion. Thereby, each soft magnetic body can be arrange | positioned efficiently and size reduction of a magnetic sensor can be accelerated | stimulated.
また本発明では、磁性層と非磁性層とが積層されて成る磁気抵抗効果を発揮する第2素子部と、前記第2素子部の前記第1水平方向の両側に配置され、前記第2素子部に第2バイアス磁界を供給するための第3バイアス層及び第4バイアス層と、
前記第2素子部の前記第2水平方向の両側に配置され、前記第1水平方向にずれて配置された前記第1軟磁性体及び前記第2軟磁性体と、前記第3軟磁性体と、を有しており、
前記第3バイアス層及び前記第4バイアス層の着磁方向は、前記第1バイアス層及び前記第2バイアス層と同じ方向であり、前記第2バイアス磁界が、前記第1バイアス磁界と反対方向から前記第2素子部に供給されるように、前記第3バイアス層及び前記第4バイアス層が前記第2水平方向にずれて配置されており、
前記第2素子部からみた前記第1軟磁性体、前記第2軟磁性体及び、前記第3軟磁性体の配置は、前記第1素子部からみた前記第1軟磁性体、前記第2軟磁性体及び、前記第3軟磁性体の配置と同じとなっており、
複数の前記第2素子部が、前記第2水平方向に間隔を空けて配置されており、前記第2水平方向にて隣り合う二つの前記第2素子部のうち、一方の前記第2素子部に接続された前記第4バイアス層と、他方の前記第2素子部に接続された前記第3バイアス層とが前記電気配線層により電気的に接続されているとともに、一方の前記第2素子部に対する前記第3軟磁性体は、他方の前記第2素子部に対する前記第1軟磁性体として用いられており、
複数の前記第1素子部を前記第1バイアス層、前記第2バイアス層及び前記電気配線層により接続してなる第1素子連設体と、複数の前記第2素子部を前記第3バイアス層、前記第4バイアス層及び前記電気配線層により接続してなる第2素子連設体とが、前記第2水平方向に間隔を空けて配置され、前記第1素子連設体と前記第2素子連設体とが中間接続部により電気的に接続されて一体にされていることが好ましい。これにより出力特性のリニアリティを適切に向上させることができる。
According to the present invention, a second element portion that exhibits a magnetoresistive effect formed by laminating a magnetic layer and a nonmagnetic layer, and disposed on both sides in the first horizontal direction of the second element portion, the second element A third bias layer and a fourth bias layer for supplying a second bias magnetic field to the portion;
The first soft magnetic body and the second soft magnetic body, which are disposed on both sides of the second element portion in the second horizontal direction and are shifted in the first horizontal direction, and the third soft magnetic body, , And
The magnetization directions of the third bias layer and the fourth bias layer are the same as those of the first bias layer and the second bias layer, and the second bias magnetic field is from a direction opposite to the first bias magnetic field. The third bias layer and the fourth bias layer are arranged shifted in the second horizontal direction so as to be supplied to the second element portion;
The arrangement of the first soft magnetic body, the second soft magnetic body, and the third soft magnetic body as viewed from the second element portion is such that the first soft magnetic body and the second soft magnetic body as viewed from the first element portion. It is the same as the arrangement of the magnetic body and the third soft magnetic body,
A plurality of the second element portions are arranged at intervals in the second horizontal direction, and one of the two second element portions adjacent in the second horizontal direction is the second element portion. The fourth bias layer connected to the second bias electrode and the third bias layer connected to the second second element portion are electrically connected by the electric wiring layer, and one second element portion The third soft magnetic body is used as the first soft magnetic body for the other second element portion,
A plurality of first element portions connected by the first bias layer, the second bias layer, and the electric wiring layer; and a plurality of second element portions connected to the third bias layer. A second element connecting body connected by the fourth bias layer and the electric wiring layer, and arranged at an interval in the second horizontal direction, and the first element connecting body and the second element It is preferable that the connecting body is integrated by being electrically connected by the intermediate connection portion. Thereby, the linearity of the output characteristics can be improved appropriately.
また本発明では、前記第1素子連設体と前記第2素子連設体とが一体化され、第2水平方向に延出する素子連設体が、前記第1水平方向に間隔を空けて複数本、配置されており、各素子連設体が連結されてミアンダ形状となっており、各素子連設体の間には、隣り合う前記素子連設体にて各軟磁性体が兼用されていることが好ましい。これにより、各素子連設体の第1水平方向への間隔を狭め、効率よく磁気センサの小型化を図ることができる。 In the present invention, the first element connecting body and the second element connecting body are integrated, and the element connecting body extending in the second horizontal direction is spaced apart in the first horizontal direction. A plurality of elements are arranged, and each element continuous body is connected to form a meander shape. Between each element continuous body, each soft magnetic body is also used by the adjacent element continuous body. It is preferable. Thereby, the space | interval to the 1st horizontal direction of each element continuous body is narrowed, and size reduction of a magnetic sensor can be achieved efficiently.
また本発明では、各バイアス層の各素子部と接続される部分での端面は、前記第1水平方向及び前記第2水平方向に対して斜めに形成されていることが好ましい。これにより第1素子部に供給される第1バイアス磁界、及び第2素子部に供給される第2バイアス磁界を適切且つ簡単に第1水平方向に導くことができ、高精度な出力特性を得ることができる。 In the present invention, it is preferable that end faces of portions of the bias layers connected to the element portions are formed obliquely with respect to the first horizontal direction and the second horizontal direction. As a result, the first bias magnetic field supplied to the first element unit and the second bias magnetic field supplied to the second element unit can be guided in the first horizontal direction appropriately and easily, and high-accuracy output characteristics can be obtained. be able to.
また本発明では、複数の各素子部を連設してなる第1磁気抵抗効果素子、第2磁気抵抗効果素子、第3磁気抵抗効果素子及び第4磁気抵抗効果素子が設けられ、各磁気抵抗効果素子によりブリッジ回路が構成されており、
前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第3磁気抵抗効果素子は、入力端子に接続され、前記第2磁気抵抗効果素子及び前記第4磁気抵抗効果素子は、グランド端子に接続され、前記第1磁気抵抗効果素子と前記第2磁気抵抗効果素子との間に第1出力端子、及び、前記第3磁気抵抗効果素子と前記第4磁気抵抗効果素子との間に第2出力端子が夫々接続されており、
各磁気抵抗効果素子に設けられた各バイアス層は全て同じ方向に着磁されており、
各軟磁性体により前記第1水平方向から略第2水平方向に変換された前記外部磁場は、前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第4磁気抵抗効果素子の感度軸方向に対して夫々、同一方向から流入するとともに、前記第2磁気抵抗効果素子及び前記第3磁気抵抗効果素子の感度軸方向に対しては、夫々、前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第4磁気抵抗効果素子の感度軸方向に対する流入方向に対し逆方向から流入する構成にできる。
In the present invention, the first magnetoresistance effect element formed by continuously provided a plurality of the respective element units, the second magnetoresistance effect element, a third magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element are provided, each magnetoresistive A bridge circuit is composed of effect elements ,
The first magnetoresistive effect element and the third magnetoresistive effect element are connected to an input terminal, the second magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element are connected to a ground terminal, and the first magnetic resistance effect element is connected to a ground terminal. A first output terminal is connected between the resistance effect element and the second magnetoresistance effect element, and a second output terminal is connected between the third magnetoresistance effect element and the fourth magnetoresistance effect element. And
Each bias layer provided in each magnetoresistive effect element is magnetized in the same direction,
The external magnetic field converted from the first horizontal direction to the substantially second horizontal direction by each soft magnetic material is the same with respect to the sensitivity axis directions of the first magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element, respectively. And the sensitivity axes of the second magnetoresistive effect element and the third magnetoresistive effect element are respectively sensitive axes of the first magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element. It can be configured to flow from the opposite direction to the inflow direction with respect to the direction.
本発明の磁気センサによれば、外部磁場耐性を向上させることができる。 According to the magnetic sensor of the present invention, the external magnetic field resistance can be improved.
図1は本実施形態における磁気センサの概略図(平面図)、図2は、磁気センサの回路図、図3は、第1,第4磁気抵抗効果素子の一部を示す部分拡大平面図、図4は図3の一部を更に拡大して示す部分拡大平面図、図5は、第2,第3磁気抵抗効果素子の一部を拡大して示す部分拡大平面図、図6は、素子部を高さ方向に切断した部分拡大縦断面図、図7は、図3に示すA−A線に沿って高さ方向に切断した部分拡大縦断面図、図8は、比較例の磁気抵抗効果素子の一部を示す部分拡大平面図である。 1 is a schematic diagram (plan view) of a magnetic sensor according to the present embodiment, FIG. 2 is a circuit diagram of the magnetic sensor, and FIG. 3 is a partially enlarged plan view showing a part of the first and fourth magnetoresistive elements. 4 is a partially enlarged plan view showing a part of FIG. 3 further enlarged, FIG. 5 is a partially enlarged plan view showing a part of the second and third magnetoresistive elements, and FIG. FIG. 7 is a partially enlarged longitudinal sectional view taken along the line AA shown in FIG. 3, and FIG. 8 is a magnetoresistive of a comparative example. It is the elements on larger scale which show a part of effect element.
本実施形態における磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサSは、例えば携帯電話等の携帯機器に搭載される地磁気センサとして構成される。 The magnetic sensor S provided with the magnetoresistive effect element in the present embodiment is configured as a geomagnetic sensor mounted on a mobile device such as a mobile phone.
各図に示すX1−X2方向、及びY1−Y2方向は水平面内にて直交する2方向を示し、Z方向は前記水平面に対して直交する方向を示している。X1−X2方向及びY1−Y2のうち、一方が「第1水平方向」で、他方が「第2水平方向」である。 The X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction shown in each figure indicate two directions orthogonal to each other in the horizontal plane, and the Z direction indicates a direction orthogonal to the horizontal plane. One of the X1-X2 direction and Y1-Y2 is the “first horizontal direction”, and the other is the “second horizontal direction”.
図1,図2に示すように磁気センサSは、第1磁気抵抗効果素子1、第2磁気抵抗効果素子2、第3磁気抵抗効果素子3、第4磁気抵抗効果素子4とを有して構成される。なお各磁気抵抗効果素子1〜4は、後述するように、素子部、ハードバイアス層、電気配線層等が連なってミアンダ形状で形成されるが、図1では、各磁気抵抗効果素子2〜4の形状を省略して図示している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic sensor S includes a first
図1,図2示すように第1磁気抵抗効果素子1及び第3磁気抵抗効果素子3は入力端子(Vdd)5に接続されている。また、第2磁気抵抗効果素子2及び第4磁気抵抗効果素子4はグランド端子(GND)6に接続されている。また、第1磁気抵抗効果素子1と第2磁気抵抗効果素子2との間には第1出力端子(V1)7が接続されている。また、第3磁気抵抗効果素子3と第4磁気抵抗効果素子4との間には第2出力端子(V2)8が接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first
図3、図7に示すように第1磁気抵抗効果素子1は、Y1−Y2方向に間隔を空けて配置された複数の第1素子部9と、各第1素子部9のX1側に接続された第1バイアス層10(図3では点線で示す)と、各第1素子部9のX2側に接続された第2バイアス層11(図3では点線で示す)とを有する。なお図3では、一部の第1素子部9、第1バイアス層10及び第2バイアス層11にのみ符号を付している。
As shown in FIGS. 3 and 7, the first
図7に示すように、第1素子部9及びバイアス層10,11は基板15表面の絶縁下地層16上に形成される。また図7に示すように、第1素子部9及びバイアス層10,11上には絶縁層17が形成されており、平坦化された絶縁層17上に後述する各軟磁性体12が形成されている。
As shown in FIG. 7, the
第1素子部9の積層構造について図6を用いて説明する。図6はY1−Y2方向に平行に切断した切断面を示している。
The laminated structure of the
図6に示すように、第1素子部9は、例えば下から非磁性下地層60、固定磁性層61、非磁性層62、フリー磁性層63及び保護層64の順に積層されて成膜される。第1素子部9を構成する各層は、例えばスパッタにて成膜される。
As shown in FIG. 6, the
図6に示す実施形態では、固定磁性層61は第1磁性層61aと第2磁性層61bと、第1磁性層61a及び第2磁性層61b間に介在する非磁性中間層61cとの積層フェリ構造である。各磁性層61a,61bはCoFe合金(コバルト−鉄合金)などの軟磁性材料で形成されている。非磁性中間層61cはRu等である。非磁性層62はCu(銅)などの非磁性材料で形成される。フリー磁性層63は、NiFe合金(ニッケル−鉄合金)などの軟磁性材料で形成されている。保護層64はTa(タンタル)などである。
In the embodiment shown in FIG. 6, the pinned
本実施形態では固定磁性層61を積層フェリ構造として、第1磁性層61aと第2磁性層61bとが反平行に磁化固定されたセルフピン止め構造である。ただし、反強磁性層を固定磁性層に接して形成し、磁場中熱処理によって反強磁性層と固定磁性層との間に交換結合磁界Hexを生じさせて、固定磁性層を所定の方向に磁化固定する構造であってもよい。例えば図6に示すセルフピン止め構造では、反強磁性層を用いず、よって磁場中熱処理を施すことなく固定磁性層61を構成する各磁性層61a,61cを磁化固定している。なお、各磁性層61a,61bの磁化固定力は、外部磁界が作用したときでも磁化揺らぎが生じない程度の大きさであれば足りる。
In the present embodiment, the pinned
この実施形態では、第2磁性層61bの固定磁化方向(P1;感度軸方向)がY2方向である。この固定磁化方向(P1)が固定磁性層61の固定磁化方向である。
In this embodiment, the fixed magnetization direction (P1; sensitivity axis direction) of the second
図3,図4に示すように、第1バイアス層10及び第2バイアス層11は、X1−X2方向よりもY1−Y2方向に長い形状で形成されている。各バイアス層(永久磁石層)10,11は、CoPt、CoPtCr等で形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図3,図4に示すように、各第1素子部9は、例えば、X1−X2方向に長い矩形状で形成されている。一方、第1バイアス層10及び第2バイアス層11は矩形状でなく、第1素子部9と接続される部分での端面10a,11aは、X1−X2方向及びY1−Y2方向に対して斜めに形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, each
また図3、図7に示すように、第1バイアス層10と高さ方向(Z方向)で対向し、第1素子部9に非接触の第1軟磁性体12aと、第2バイアス層11と高さ方向(Z方向)で対向し、第1素子部9に非接触の第2軟磁性体12bとが設けられている。ここで、図3に示す斜線を付した第1素子部9A,9B、各バイアス層10,11及び各軟磁性体12を抜き出した図が図4(a)である。本実施形態における第1,第4磁気抵抗効果素子は、図4(a)に示す構成が多数個、組み合わせられて構成される。なお図4(b)は図4(a)と全く同じ図面であるが、特に後述する比較例との対比において本実施形態の特徴的部分を説明するために使用するものであり、極力、図4(a)に示す符号を取り除いたものである。
As shown in FIGS. 3 and 7, the
図4(a)に示すように、各軟磁性体12a〜12cは、Y1−Y2方向よりもX1−X2方向に長い矩形状で形成されている。軟磁性体12a〜12bはNiFe、CoFe、CoFeSiBやCoZrNb等で形成される。
As shown in FIG. 4A, each of the soft
図4(a)に示すように、第1バイアス層10及び第2バイアス層11は共にY1方向(HB方向)に着磁されている。図4に示すように、第1バイアス層10と第2バイアス層11とはY1−Y2方向にずれて配置されており、第1バイアス層10のY2側にて傾斜する端面10aが、第1素子部9AのX1側で接続されており、第2バイアス層11のY1側にて傾斜する端面11aが、第1素子部9AのX2側で接続されている。
As shown in FIG. 4A, both the
このため、第2バイアス層11と第1バイアス層10との間に位置する第1素子部9AにはX1方向への第1バイアス磁界B1が供給される。この第1バイアス磁界B1により図6に示すフリー磁性層63の磁化方向は、X1方向に揃えられる。
For this reason, the first bias magnetic field B1 in the X1 direction is supplied to the
また図4(a)の平面視に示すように、第1軟磁性体12aは、第1バイアス層10のY1−Y2方向の中央に位置している。また、図4の平面視に示すように、第2軟磁性体12bは、第2バイアス層11のY1−Y2方向の中央に位置している。そして図4に示すように、第1軟磁性体12aと第2軟磁性体12bは第1素子部9AのY1−Y2方向の両側にてX1−X2方向にずれて配置されており、具体的には、第1軟磁性体12aが第1素子部9Aに対してX1側に、第2軟磁性体12bが第1素子部9Aに対してX2側にずれて配置されている。
4A, the first soft
これにより、X1−X2方向からの外部磁場H1が、第1軟磁性体12a内に流入し第1軟磁性体12aのX2側端部12dから出て、第2軟磁性体12bのX1側端部12eに入る際、略Y1−Y2方向の外部磁場H2(以下、変換磁場H2と称する)に変換されて、第1素子部9Aに供給される(図4(a)、図7参照)。
As a result, the external magnetic field H1 from the X1-X2 direction flows into the first soft
第1素子部9Aが変換磁場H2を受けると、X1方向に向けられたフリー磁性層63(図6参照)の磁化方向は、Y2方向に向けて傾き、このとき、第1素子部9Aの固定磁化方向(P1)はY2方向であるから、磁気抵抗効果により第1素子部9Aの電気抵抗値は徐々に小さくなる。
When the
本実施形態では、Y1側からY2側に向けて、第1軟磁性体12a、第2軟磁性体12b及び第3軟磁性体12cの順に配列されており、第3軟磁性体12cは、Y1−Y2方向にて第1軟磁性体12aと同位置に設けられている。そして図4(a)に示すように、第1軟磁性体12aのX2側端面12a1と、第3軟磁性体12cのX2側端面12c1とは、Y1−Y2方向と平行な直線C−C上に一致している。
In the present embodiment, the first soft
また図4(a)に示すように、第1軟磁性体12aと第2軟磁性体12bとの間のY1−Y2方向の間隔T1と、第2軟磁性体12bと第3軟磁性体12cとの間のY1−Y2方向の間隔T2とが同じ大きさである。
Further, as shown in FIG. 4A, the distance T1 between the first soft
本実施形態では、上記のように第1素子部9A、各バイアス層10,11及び各軟磁性体12a〜12cを配置することで、X1方向からの外部磁場H1は、図4(b)の(1)〜(5)の矢印で示すように方向を変換しながら、第1軟磁性体12a及び第3軟磁性体12cの内部を通って第2軟磁性体12bに入る。このとき第1軟磁性体12aから第2軟磁性体12bの間では、略Y2方向に向く外部磁場(3)が生じている。この一部が図4(a)で説明した第1素子部9Aに流入して磁気抵抗効果を生じさせるための変換磁場H2である。
In the present embodiment, by arranging the
外部磁場(3)の方向は、第1バイアス層10及び第2バイアス層11の着磁方向(HB方向)に対して略反対方向である。よって、外部磁場(3)を着磁方向逆磁場(3)と称することとする。
The direction of the external magnetic field (3) is substantially opposite to the magnetization direction (HB direction) of the
一方、第3軟磁性体12cから第2軟磁性体12bの間では、略Y1方向に向く外部磁場(4)が生じているが、この外部磁場(4)は、第1バイアス層10及び第2バイアス層11の着磁方向(HB方向)と略同一方向であり、よって、外部磁場(4)を、着磁方向同磁場(4)と称することとする。
On the other hand, an external magnetic field (4) oriented substantially in the Y1 direction is generated between the third soft
図4(b)に示すように、着磁方向逆磁場(3)及び着磁方向同磁場(4)の生じる場所には、第2バイアス層11が存在するために、着磁方向逆磁場(3)及び着磁方向同磁場(4)はいずれも第2バイアス層11に影響を及ぼす。
As shown in FIG. 4B, since the
ここで、外部磁場H1が、例えば500〜2000Oe(約40〜160kA/m)程度の強い磁場であるとき、図8に示す比較例と対比しながら本実施形態の構成が外部磁場耐性の点において優れていることを説明する。 Here, when the external magnetic field H1 is a strong magnetic field of, for example, about 500 to 2000 Oe (about 40 to 160 kA / m), the configuration of the present embodiment is in terms of the external magnetic field resistance in comparison with the comparative example shown in FIG. Explain that it is excellent.
図8は、比較例を示す磁気センサの部分平面図である。ここで符号20は素子部であり、図4(b)の第1素子部9Aに該当し、符号21は第1バイアス層であり、図4(b)の第1バイアス層10に該当し、符号22は第2バイアス層であり、図4(b)の第2バイアス層11に該当し、符号23は第1軟磁性体であり、図4(b)の第1軟磁性体12aに該当し、符号24は第3軟磁性体であり、図4(b)の第3軟磁性体12cに該当し、符号25は第2軟磁性体であり、図4(b)の第2軟磁性体12bに該当する。
FIG. 8 is a partial plan view of a magnetic sensor showing a comparative example. Here,
なお図8においても図4の本実施形態と同様に、バイアス層21,22の着磁方向(HB方向)はY1方向とする。 In FIG. 8, as in the present embodiment of FIG. 4, the magnetization direction (HB direction) of the bias layers 21 and 22 is the Y1 direction.
図8では、ある一つの第1素子部20に着目して、その周囲に配置される軟磁性体を図4(b)と同様に「第1軟磁性体」「第2軟磁性体」「第3軟磁性体」と名づけた。
In FIG. 8, paying attention to a certain
ここで図8の比較例では、第1軟磁性体23と第2軟磁性体25間のY1−Y2方向への間隔T3と、第2軟磁性体25と第3軟磁性体24間のY1−Y2方向への間隔T4の大きさがやや異なり(0.5〜3μm程度)、さらに、第1軟磁性体23及び第2軟磁性体25が夫々、第1バイアス層21及び第2バイアス層22のY1−Y2方向の中央になく、第1軟磁性体23及び第3軟磁性体24の各X2側端面23b,24bがY1−Y2方向に揃っていない。比較例は、これらの点で図4(b)の本実施形態と異なっている。
Here, in the comparative example of FIG. 8, the interval T3 between the first soft
比較例では、上記のように第1素子部20、各バイアス層21,22及び各軟磁性体23〜25を配置することで、X1方向からの外部磁場H1は、図8の(6)〜(11)の矢印で示すように方向を変換しながら、各軟磁性体間を通過する。このとき第1軟磁性体23から第2軟磁性体25の間では、略Y2方向に向く着磁方向逆磁場(8)が生じている。
In the comparative example, by arranging the
また、第3軟磁性体24から第2軟磁性体25の間では、略Y1方向に向く着磁方向同磁場(9)が生じている。しかしながら第3軟磁性体24から第2軟磁性体25とは別の軟磁性体26(第3軟磁性体24から見て、X2方向への斜めY2側に位置する軟磁性体)との間で生じる外部磁場(10)が、ちょうど第2バイアス層22に影響を与える着磁方向逆磁場となっている。
Further, between the third soft
すなわち図8の比較例では、第2バイアス層22に対して、一つの着磁方向同磁場(9)と、二つの着磁方向逆磁場(8)(10)とが作用する。
That is, in the comparative example of FIG. 8, one magnetization direction same magnetic field (9) and two magnetization direction opposite magnetic fields (8) (10) act on the
ここで、外部磁場H1が弱ければ特に問題はないが、図9の実験結果にも示すように、地磁気センサとして使用される環境により、500〜2000Oe(約40〜160kA/m)程度の強い磁場が作用すると、第2バイアス層22にかかる着磁方向同磁場(9)と着磁方向逆磁場(8)(10)とが不均等であることから、第2バイアス層22の着磁状態が崩れやすく、その結果、外部磁場H1の除去後において出力(中点電位差;図2に示す第1出力端子(V1)7と第2出力端子(V2)8間の出力差)が変動するといった不具合があった。
Here, there is no particular problem if the external magnetic field H1 is weak, but as shown in the experimental results of FIG. 9, a strong magnetic field of about 500 to 2000 Oe (about 40 to 160 kA / m) depending on the environment used as a geomagnetic sensor. Is applied, the magnetization direction same magnetic field (9) and the magnetization direction reverse magnetic field (8) (10) applied to the
これに対して図4(a)(b)に示す本実施形態では、第1軟磁性体12a及び第2軟磁性体12bは、夫々、各バイアス層10,11のY1−Y2方向の中央に位置し、第1軟磁性体12aと第3軟磁性体12cのX1側端面12a1,12c1は、Y1−Y2方向と平行な直線C−C上に一致し、更に、第1軟磁性体12aと第2軟磁性体12bとの間の間隔T1と、第2軟磁性体12bと第3軟磁性体12cとの間の間隔T2とが同じ大きさとなっている。
On the other hand, in the present embodiment shown in FIGS. 4A and 4B, the first soft
このため、本実施形態では、第2バイアス層11に、略均等な大きさの着磁方向逆磁場(3)と着磁方向同磁場(4)とが入り込み、これら磁場が打ち消されることで、第2バイアス層11に着磁と逆方向にかかる磁場を、図8に示す比較例の構成に比べて低減することができる。
For this reason, in this embodiment, the magnetization direction reverse magnetic field (3) and the magnetization direction same magnetic field (4) of substantially equal magnitude enter the
よって、本実施形態では、X1−X2方向から強い外部磁場H1が作用しても、図9に示すように、外部磁場H1の除去後における出力(中点電位差;図2に示す第1出力端子(V1)7と第2出力端子(V2)8間の出力差)の変動量を比較例に比べて抑えることができ、外部磁場耐性に優れた磁気センサSにできる。 Therefore, in this embodiment, even if a strong external magnetic field H1 acts from the X1-X2 direction, as shown in FIG. 9, the output after the removal of the external magnetic field H1 (midpoint potential difference; first output terminal shown in FIG. The fluctuation amount of (V1) 7 and the output difference between the second output terminal (V2) 8) can be suppressed as compared with the comparative example, and the magnetic sensor S having excellent external magnetic field resistance can be obtained.
図4(a)(b)に示すように、第1軟磁性体12a及び第3軟磁性体12cと、第2軟磁性体12bとは、Y1−Y2方向にて対向しないように、X1−X2方向にずれていることが略Y1−Y2方向への変換磁場H2を第1素子部9Aに適切に供給でき好適である。またY1−Y2方向からの外乱磁場耐性も強化できる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the first soft
図3に示すように、複数の第1素子部9が、Y1−Y2方向に間隔を空けて配置されている。各第1素子部9のX1−X2方向の両側に、夫々、第1バイアス層10と第2バイアス層11とが接続されている。そして、Y1−Y2方向にて隣り合う一方の第1素子部9に接続された第2バイアス層11と、他方の第1素子部9に接続された第1バイアス層10とが電気配線層30(一点鎖線で示す)により電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the plurality of
図4(a)に示すように第1素子部9Aに対する第3軟磁性体12cは、第1素子部9AとY1−Y2方向に間隔を空けて配置された第1素子部9Bに対する第1軟磁性体12aとして用いられている。
As shown in FIG. 4 (a), the third soft
また図3に示すように各第1素子部9に対する第1軟磁性体12a及び第3軟磁性体12cは、各第1素子部9から見てX1−X2方向であって且つ斜めY1側あるいはY2側に配置された第1素子部9に対する第2軟磁性体として用いられる。
As shown in FIG. 3, the first soft
このように各第1素子部9に対する各軟磁性体12は、Y1−Y2方向やX1−X2方向の斜めに配置された他の第1素子部9に対する軟磁性体12として兼用されており、これにより、磁気センサSの小型化を実現することができる。
Thus, each soft
図3に示すように、第1素子部9をY1−Y2方向に間隔を空けて配置し、各第1素子部9を連設してなる第1素子連設体31がX1−X2方向に間隔を空けて複数本、配列されている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように本実施形態では、更に第2素子部32と、第2素子部32のX1−X2方向の両側に配置される第3バイアス層33及び第4バイアス層34とを備える。第2素子部32は、図6に示す第1素子部9と同じ積層構造で形成される。
As shown in FIG. 3, the present embodiment further includes a
図3に示すように第3バイアス層33は第2素子部32のX2側に接続され、第4バイアス層34は第2素子部32のX1側に接続されている。第3バイアス層33は第2バイアス層11と同形状、第4バイアス層34は第1バイアス層10と同形状であるが、第3バイアス層33は、第2素子部32に対してY1方向に延出して配置され、第4バイアス層34は、第2素子部32に対してY2方向に延出して配置されている。第3バイアス層33及び第4バイアス層34の着磁方向(HB方向)も、第1バイアス層10及び第2バイアス層11と同様にY1方向であるが、第3バイアス層33及び第4バイアス層34のY1−Y2方向へのずらし方向を、第1バイアス層10及び第2バイアス層11と逆にしたため、第2素子部32にはX2方向への第2バイアス磁界B2が供給される。
As shown in FIG. 3, the
また図3に示すように、第2素子部32に対する各軟磁性体12の配置は、第1素子部9に対する各軟磁性体12(12a〜12c)の配置と同じである。
As shown in FIG. 3, the arrangement of the soft
そして、図3に示すように、複数の第2素子部32をY1−Y2方向に間隔を空けて配置し、一方の第2素子部32に接続された第4バイアス層34と、他方の第2素子部32に接続された第3バイアス層33とを電気配線層30により接続して連設してなる第2素子連設体36がX1−X2方向に間隔を空けて複数本、配列されている。
As shown in FIG. 3, a plurality of
各第1素子連設体31と各第2素子連設体36は、導電材料からなる中間接続部37(一点鎖線で示す)により電気的に接続されて一体化されている。
Each first
これにより第1素子連設体31と第2素子連設体36とが一体化されY1−Y2方向に延びる素子連設体38がX1−X2方向に間隔を空けて複数本、配置されており、各素子連設体38が導電材料からなる接続部46により電気的に連結されミアンダ形状となっている。図3に示すように、各素子連設体38の間では、隣り合う素子連設体38にて各軟磁性体12が兼用されている。
As a result, the first
図3の実施形態では、第1素子部9及び第2素子部32の固定磁性層61の固定磁化方向(P1)は同じであるが、バイアス磁界B1,B2の方向が逆であり、第1素子部9のフリー磁性層63の磁化方向と、第2素子部32のフリー磁性層63の磁化方向とは反対方向になっている。このため外部磁場の作用により各素子部9,32の感度が変化したとき、第1素子部9の感度のシフト方向と、第2素子部32の感度のシフト方向とが逆方向になり、第1素子部9及び第2素子部32を有する磁気抵抗効果素子全体としての感度のばらつきを小さくできる。このため本実施形態では、出力特性のリニアリティを向上させることができる。
In the embodiment of FIG. 3, the pinned
一方、第2磁気抵抗効果素子2及び第3磁気抵抗効果素子3は、外部磁場の作用により、第1磁気抵抗効果素子1及び第4磁気抵抗効果素子4の電気抵抗値の増減傾向と逆傾向を示すように構成される。
On the other hand, the 2nd
例えば、各素子部、各バイアス層、及び各軟磁性体の配置は、図3と同様にして、各素子部の固定磁性層61の固定磁化方向(P1)を逆方向にすればよい。特に図6に示す積層構造は、セルフピン止め構造であり、熱処理の必要がないため、同一の基板15上に、固定磁性層61の固定磁化方向(P1)が反対向きの素子を適切に形成することが可能である。
For example, the arrangement of each element part, each bias layer, and each soft magnetic material may be the same as in FIG. 3, and the fixed magnetization direction (P1) of the fixed
かかる構成では、第1磁気抵抗効果素子1〜第4磁気抵抗効果素子4に設けられた各バイアス層は全て同じ方向に着磁することができる。
In such a configuration, all the bias layers provided in the first
あるいは、図5に示すように、第2磁気抵抗効果素子2及び第3磁気抵抗効果素子3を構成する素子部40の固定磁性層61の固定磁化方向(P1)は、第1磁気抵抗効果素子1及び第4磁気抵抗効果素子4と同じY2方向として、各バイアス層41,42、及び各軟磁性体43〜45の配置を変更してもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 5, the fixed magnetization direction (P1) of the fixed
図5では、外部磁場H1がX2方向に与えられると、軟磁性体45から軟磁性体44に向けて外部磁場が方向を変化させながら進み、軟磁性体44,45間では略Y1方向への外部磁場(変換磁場H3)に変換される。素子部40において変換磁場H3の方向は固定磁性層61の固定磁化方向(P1)と逆方向になり、したがって第2磁気抵抗効果素子2及び第3磁気抵抗効果素子3の電気抵抗値は増大する。一方、第1磁気抵抗効果素子1及び第4磁気抵抗効果素子4では、図4(a)に示すように、変換磁場H2の方向は固定磁性層61の固定磁化方向(P1)と同一方向であるから電気抵抗値が小さくなる。
In FIG. 5, when the external magnetic field H1 is applied in the X2 direction, the external magnetic field advances while changing the direction from the soft
図5の素子部40を図3の第1素子部9とすれば、図5のバイアス層41,42をY1−Y2方向に逆方向にずらすことで、素子部に供給されるバイアス磁界を反転させることができ図3の第2素子部32を構成することができる。そして図3と同じように各素子部をミアンダ形状に形成することで第2磁気抵抗効果素子2及び第3磁気抵抗効果素子3を構成することができる。
If the
図5においても、バイアス層41,42の着磁方向(HB方向)はY1方向であり、全ての磁気抵抗効果素子1〜4のバイアス層の着磁方向を同方向に出来る。
Also in FIG. 5, the magnetization direction (HB direction) of the bias layers 41 and 42 is the Y1 direction, and the magnetization directions of the bias layers of all the
このように全てのバイアス層を同方向に着磁し、さらに各素子部の固定磁性層61の固定磁化方向(P1)を全て同一方向にすることで、例えばY1−Y2方向から外乱磁場H4が進入したとき、全ての磁気抵抗効果素子1〜4の電気抵抗変化は同じになるから、図9に示すように、出力の変化量を広範囲で実質ゼロにできる。なお、ここでの磁場の大きさはバイアス層の着磁が壊れない程度の大きさである。また図9のX1−X2方向からの外部磁場H1に対する耐性と比較すると、図10の外乱磁場耐性のほうが優れており、図8の比較例においても外乱磁場耐性に優れた構造となっているが、図9に示す外部磁場耐性とともに図10の外乱磁場耐性に優れた構造は、本実施形態の構造であることがわかった。
In this way, all the bias layers are magnetized in the same direction, and the fixed magnetization direction (P1) of the fixed
なお図1〜図7では、X1−X2方向の外部磁場を検出するセンサ構造を説明したが、これを水平方向に90度回転させれば、Y1−Y2方向の外部磁場を検出するセンサ構造にでき、よって本実施形態では、図1〜図7に示したセンサ構造と、90度回転させたセンサ構造とを備えることで、X,Y方向の磁場検出が可能な磁気センサSにできる。 1 to 7, the sensor structure for detecting the external magnetic field in the X1-X2 direction has been described. However, if the sensor structure is rotated by 90 degrees in the horizontal direction, the sensor structure for detecting the external magnetic field in the Y1-Y2 direction is obtained. Therefore, in the present embodiment, the sensor structure shown in FIGS. 1 to 7 and the sensor structure rotated by 90 degrees are provided, so that the magnetic sensor S capable of detecting the magnetic field in the X and Y directions can be obtained.
B1、B2 バイアス磁界
H1 外部磁界
H2、H3 変換磁界
HB 着磁方向
P1 固定磁化方向
S 磁気センサ
1〜4 磁気抵抗効果素子
9、9A、9B 第1素子部
10 第1バイアス層
11 第2バイアス層
12、12a〜12c、43〜45 軟磁性体
30 電気配線層
31 第1素子連設体
32 第2素子部
33 第3バイアス層
34 第4バイアス層
36 第2素子連設体
38 素子連設体
61 固定磁性層
63 フリー磁性層
B1, B2 Bias magnetic field H1 External magnetic field H2, H3 Conversion magnetic field HB Magnetization direction P1 Fixed magnetization direction S
Claims (7)
前記第1素子部の第1水平方向の両側に配置され前記第1素子部に第1バイアス磁界を供給するための第1バイアス層及び第2バイアス層と、
前記第1バイアス層と高さ方向で対向し前記第1素子部に非接触の第1軟磁性体と、前記第2バイアス層と高さ方向で対向し前記第1素子部に非接触の第2軟磁性体と、を有しており、
前記第1バイアス層及び前記第2バイアス層は、前記第1水平方向に対して直交する第2水平方向に着磁されており、前記第1素子部に対して、前記第1水平方向から前記第1バイアス磁界が供給されるように、前記第1バイアス層及び前記第2バイアス層が第2水平方向にずれて配置されており、
前記第1軟磁性体は、平面視にて、前記第1バイアス層の前記第2水平方向の中央に位置し、前記第2軟磁性体は、平面視にて、前記第2バイアス層の前記第2水平方向の中央に位置し、前記第1軟磁性体と前記第2軟磁性体とは、前記第1水平方向からの外部磁場を、前記第1軟磁性体と前記第2軟磁性体との間で、略第2水平方向に変換して前記第1素子部に与えるように、前記第1素子部の前記第2水平方向の両側にて前記第1水平方向にずれて配置されており、
前記第2水平方向に、前記第1軟磁性体、前記第2軟磁性体及び第3軟磁性体の順に配置されており、
前記第3軟磁性体は、前記第1軟磁性体と前記第2水平方向にて同位置に設けられて前記第2軟磁性体に対し前記第1水平方向にずれて配置されており、
前記第1軟磁性体及び前記第3軟磁性体の前記第2軟磁性体に近い側の端面は、前記第2水平方向に一致しており、
前記第1軟磁性体と前記第2軟磁性体との間の前記第2水平方向の間隔T1と、前記第2軟磁性体と前記第3軟磁性体との間の前記第2水平方向の間隔T2とが同じ大きさであることを特徴とする磁気センサ。 A first element portion exhibiting a magnetoresistive effect formed by laminating a magnetic layer and a nonmagnetic layer;
A first bias layer and a second bias layer disposed on both sides in the first horizontal direction of the first element unit for supplying a first bias magnetic field to the first element unit;
A first soft magnetic body facing the first bias layer in the height direction and not contacting the first element portion, and a first soft magnetic body facing the first bias portion and facing the first element portion in the height direction and not contacting the first element portion. 2 soft magnetic materials,
The first bias layer and the second bias layer are magnetized in a second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction, and the first element portion is The first bias layer and the second bias layer are shifted in the second horizontal direction so that the first bias magnetic field is supplied;
The first soft magnetic body is located in the center of the second horizontal direction of the first bias layer in plan view, and the second soft magnetic body is in the second bias layer in plan view. The first soft magnetic body and the second soft magnetic body are located at the center in the second horizontal direction, and the external magnetic field from the first horizontal direction is converted into the first soft magnetic body and the second soft magnetic body. Between the first element portion and the second horizontal direction so as to be shifted in the second horizontal direction so that the first element portion is shifted in the first horizontal direction. And
In the second horizontal direction, the first soft magnetic body, the second soft magnetic body and the third soft magnetic body are arranged in this order,
The third soft magnetic body is provided at the same position in the second horizontal direction as the first soft magnetic body, and is shifted from the second soft magnetic body in the first horizontal direction,
End surfaces of the first soft magnetic body and the third soft magnetic body on the side close to the second soft magnetic body are aligned with the second horizontal direction,
The second horizontal gap T1 between the first soft magnetic body and the second soft magnetic body, and the second horizontal gap between the second soft magnetic body and the third soft magnetic body. A magnetic sensor, wherein the interval T2 is the same size.
前記第2素子部の前記第2水平方向の両側に配置され、前記第1水平方向にずれて配置された前記第1軟磁性体及び前記第2軟磁性体と、前記第3軟磁性体と、を有しており、
前記第3バイアス層及び前記第4バイアス層の着磁方向は、前記第1バイアス層及び前記第2バイアス層と同じ方向であり、前記第2バイアス磁界が、前記第1バイアス磁界と反対方向から前記第2素子部に供給されるように、前記第3バイアス層及び前記第4バイアス層が前記第2水平方向にずれて配置されており、
前記第2素子部からみた前記第1軟磁性体、前記第2軟磁性体及び、前記第3軟磁性体の配置は、前記第1素子部からみた前記第1軟磁性体、前記第2軟磁性体及び、前記第3軟磁性体の配置と同じとなっており、
複数の前記第2素子部が、前記第2水平方向に間隔を空けて配置されており、前記第2水平方向にて隣り合う二つの前記第2素子部のうち、一方の前記第2素子部に接続された前記第4バイアス層と、他方の前記第2素子部に接続された前記第3バイアス層とが前記電気配線層により電気的に接続されているとともに、一方の前記第2素子部に対する前記第3軟磁性体は、他方の前記第2素子部に対する前記第1軟磁性体として用いられており、
複数の前記第1素子部を前記第1バイアス層、前記第2バイアス層及び前記電気配線層により接続してなる第1素子連設体と、複数の前記第2素子部を前記第3バイアス層、前記第4バイアス層及び前記電気配線層により接続してなる第2素子連設体とが、前記第2水平方向に間隔を空けて配置され、前記第1素子連設体と前記第2素子連設体とが中間接続部により電気的に接続されて一体にされている請求項3記載の磁気センサ。 A second element portion that exhibits a magnetoresistive effect formed by laminating a magnetic layer and a nonmagnetic layer, and is disposed on both sides in the first horizontal direction of the second element portion, and a second bias is applied to the second element portion. A third bias layer and a fourth bias layer for supplying a magnetic field;
The first soft magnetic body and the second soft magnetic body, which are disposed on both sides of the second element portion in the second horizontal direction and are shifted in the first horizontal direction, and the third soft magnetic body, , And
The magnetization directions of the third bias layer and the fourth bias layer are the same as those of the first bias layer and the second bias layer, and the second bias magnetic field is from a direction opposite to the first bias magnetic field. The third bias layer and the fourth bias layer are arranged shifted in the second horizontal direction so as to be supplied to the second element portion;
The arrangement of the first soft magnetic body, the second soft magnetic body, and the third soft magnetic body as viewed from the second element portion is such that the first soft magnetic body and the second soft magnetic body as viewed from the first element portion. It is the same as the arrangement of the magnetic body and the third soft magnetic body,
A plurality of the second element portions are arranged at intervals in the second horizontal direction, and one of the two second element portions adjacent in the second horizontal direction is the second element portion. The fourth bias layer connected to the second bias electrode and the third bias layer connected to the second second element portion are electrically connected by the electric wiring layer, and one second element portion The third soft magnetic body is used as the first soft magnetic body for the other second element portion,
A plurality of first element portions connected by the first bias layer, the second bias layer, and the electric wiring layer; and a plurality of second element portions connected to the third bias layer. A second element connecting body connected by the fourth bias layer and the electric wiring layer, and arranged at an interval in the second horizontal direction, and the first element connecting body and the second element The magnetic sensor according to claim 3, wherein the connecting body is electrically connected to and integrated with the intermediate connection portion.
前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第3磁気抵抗効果素子は、入力端子に接続され、前記第2磁気抵抗効果素子及び前記第4磁気抵抗効果素子は、グランド端子に接続され、前記第1磁気抵抗効果素子と前記第2磁気抵抗効果素子との間に第1出力端子、及び、前記第3磁気抵抗効果素子と前記第4磁気抵抗効果素子との間に第2出力端子が夫々接続されており、
各磁気抵抗効果素子に設けられた各バイアス層は全て同じ方向に着磁されており、
各軟磁性体により前記第1水平方向から略第2水平方向に変換された前記外部磁場は、前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第4磁気抵抗効果素子の感度軸方向に対して夫々、同一方向から流入するとともに、前記第2磁気抵抗効果素子及び前記第3磁気抵抗効果素子の感度軸方向に対しては、夫々、前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第4磁気抵抗効果素子の感度軸方向に対する流入方向に対し逆方向から流入する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の磁気センサ。 A first magnetoresistive effect element , a second magnetoresistive effect element , a third magnetoresistive effect element, and a fourth magnetoresistive effect element formed by connecting a plurality of element portions are provided, and each magnetoresistive effect element provides a bridge circuit. Is configured,
The first magnetoresistive effect element and the third magnetoresistive effect element are connected to an input terminal, the second magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element are connected to a ground terminal, and the first magnetic resistance effect element is connected to a ground terminal. A first output terminal is connected between the resistance effect element and the second magnetoresistance effect element, and a second output terminal is connected between the third magnetoresistance effect element and the fourth magnetoresistance effect element. And
Each bias layer provided in each magnetoresistive effect element is magnetized in the same direction,
The external magnetic field converted from the first horizontal direction to the substantially second horizontal direction by each soft magnetic material is the same with respect to the sensitivity axis directions of the first magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element, respectively. And the sensitivity axes of the second magnetoresistive effect element and the third magnetoresistive effect element are respectively sensitive axes of the first magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensor flows in a direction opposite to the inflow direction with respect to the direction.
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