JP6296155B2 - 異方性磁気抵抗素子、磁気センサおよび電流センサ - Google Patents
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Description
本発明に基づく電流センサは、測定対象の電流が流れるバスバーと、上記磁気センサと、を備える。
図1は、本実施の形態に係る磁気抵抗素子の概略断面図である。図1を参照して、本実施の形態に係る磁気抵抗素子1について説明する。
図5は、図1に示す磁気抵抗素子を複数個用いて構成される磁気センサの平面図である。図5を参照して、図1に示す磁気抵抗素子を複数個用いて構成される磁気センサ100について説明する。
図6は、第1変形例における磁気センサを示す平面図である。図6を参照して、第1変形例における磁気センサ100Aについて説明する。
図7は、本実施の形態に係る磁気抵抗素子の概略断面図である。図7を参照して、本実施の形態に係る磁気抵抗素子1Eについて説明する。
ここで、比較例に係る磁気抵抗素子を具備する磁気センサを用意する。図8は、比較例に係る磁気抵抗素子を具備する磁気センサの平面図である。磁気センサXは、非特許文献1に開示の磁気抵抗素子のように、バーバーポール電極17を備える磁気抵抗素子1AX,1BX,1CX,1DXにより構成されている。
(電流センサ)
図11は、本実施の形態に係る電流センサを示す概略図である。図11を参照して、本実施の形態に係る電流センサについて説明する。上述の磁気センサは、比較的に広範囲に亘って線形的に応答する領域を有するため、強い磁界を測定する場合にも磁気飽和しないため電流センサ等に用いることができる。
(磁気抵抗素子)
図13は、本実施の形態に係る磁気抵抗素子の概略断面図である。図13を参照して、本実施の形態に係る磁気抵抗素子1Eについて説明する。
(磁気抵抗素子)
図14は、本実施の形態に係る磁気抵抗素子の平面図である。図15は、図14に示すXV−XV線に沿った断面図である。なお、図14においては、便宜上のため保護層19を省略している。図14および図15を参照して、本実施の形態に係る磁気抵抗素子1Fについて説明する。
図18は、図14に示す磁気抵抗素子を複数個用いて構成される磁気センサの平面図である。図18を参照して、図14に示す磁気抵抗素子1Fを用いて構成される磁気センサ100F1について説明する。
図19は、第2変形例における磁気センサの平面図である。図19を参照して、第2変形例における磁気センサ100F2について説明する。
図20は、本実施の形態に係る磁気抵抗素子の平面図である。図20を参照して、本実施の形態に係る磁気抵抗素子1Gについて説明する。
図21は、図20に示す磁気抵抗素子を複数個用いて構成される磁気センサの平面図である。図21を参照して、図20に示す磁気抵抗素子を複数個用いて構成される磁気センサ100G1について説明する。
図22は、第3変形例における磁気センサの平面図である。図22を参照して、第3変形例における磁気センサ100G2について説明する。
図23は、第4変形例における磁気センサの平面図である。図23を参照して、第4変形例における磁気センサ100H1について説明する。
図24は、第5変形例における磁気センサの平面図である。図24を参照して、第5変形例における磁気センサ100H2について説明する。
Claims (18)
- 基板と、
前記基板の上方に設けられ、反強磁性体層と強磁性体層とが積層された積層体と、
前記積層体の両端に設けられた電極部と、を備え、
前記強磁性体層および前記反強磁性体層の一方は、前記強磁性体層および前記反強磁性体層の他方の主面全体を覆うように前記強磁性体層および前記反強磁性体層の他方上に設けられ、
前記強磁性体層と前記反強磁性体層との間で生じる交換結合磁界により固定された前記強磁性体層の磁化方向と、前記電極部間を最短でつなぐ方向とが交差する、異方性磁気抵抗素子。 - 前記積層体において、前記反強磁性体層と前記強磁性体層とが前記基板側から順に積層されている、請求項1に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 前記積層体において、前記強磁性体層と前記反強磁性体層とが前記基板側から順に積層されている、請求項1に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 前記交換結合磁界により固定された前記強磁性体層の前記磁化方向と、前記電極部間を最短でつなぐ方向とが交差する角度が45度である、請求項1から3のいずれか1項に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 前記反強磁性体層は、Ni、Fe、Pd、PtおよびIrのいずれか1種の元素とMnとを含む合金、PdとPtとMnとを含む合金、または、CrとPtとMnとを含む合金からなる、請求項1から4のいずれか1項に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 前記強磁性体層は、NiとFeとを含む合金、または、NiとCoとを含む合金からなる、請求項1から5のいずれか1項に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 前記反強磁性体層と前記強磁性体層との間に設けられ、前記反強磁性体層と前記強磁性体層との間に発生する交換結合磁界の大きさを調整する交換結合磁界調整層をさらに備える、請求項1から6のいずれか1項に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 前記交換結合磁界調整層は、CoもしくはCoを含む合金からなる強磁性体層である、請求項7に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 前記積層体は、複数設けられ、
複数の前記積層体の各々は、積層方向から見た場合に互いに対向する2組の対辺を有する矩形形状を有し、
複数の前記積層体は、前記強磁性体層の前記磁化方向が揃うように互いに離間して設けられ、
前記積層方向から見た場合に、前記2組の対辺のうちの一方の対辺が延在する方向に沿って、前記電極部と前記積層体とが交互に並ぶ、請求項1から8のいずれか1項に記載の異方性磁気抵抗素子。 - 前記積層体が、積層方向から見た場合に、略正方形形状を有する、請求項1から9のいずれか1項に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 複数の前記積層体は、前記2組の対辺のうちの一方の対辺が延在する方向に沿って直線状に並んで設けられている、請求項9または10に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 複数の前記積層体は、前記2組の対辺のうち他方の対辺が延在する方向にずれて設けられている、請求項9または10に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 前記積層体は、前記磁化方向が揃うようにしてミアンダ状に形成されている部分を含む、請求項1から8のいずれか1項に記載の異方性磁気抵抗素子。
- 前記積層体は、前記ミアンダ状に形成されている部分の両端側にそれぞれ接続される電極下地部をさらに含み、
前記電極部が前記電極下地部上に設けられている、請求項13に記載の異方性磁気抵抗素子。 - 前記ミアンダ状に形成されている部分は、平行に並ぶ複数の線状部と、互いに隣り合う前記線状部の端部同士を交互に接続する複数の折り返し部とによって構成され、
前記複数の折り返し部上のそれぞれに、前記強磁性体層よりも電気抵抗の低い導電層が設けられている、請求項13または14に記載の異方性磁気抵抗素子。 - 前記積層体は、複数設けられ、
前記磁化方向が揃うように複数の前記積層体が平行に並んで設けられ、かつ、前記電極部が互いに隣り合う前記積層体の端部同士を交互に接続することにより、ミアンダ状に形成された、請求項1から8のいずれか1項に記載の異方性磁気抵抗素子。 - 請求項1から16のいずれかに記載の異方性磁気抵抗素子を備える、磁気センサ。
- 測定対象の電流が流れるバスバーと、
請求項17に記載の磁気センサと、を備える電流センサ。
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