JP6450811B2 - 歪検知素子、圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネル - Google Patents
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Description
本発明の別の実施形態によれば、変形可能な膜部に設けられる歪検知素子が提供される。前記歪検知素子は、非磁性層と、第1層と、第1磁性層と、第2磁性層と、中間層と、を含む。前記第1層は、前記非磁性層と前記第1磁性層との間に設けられ前記非磁性層と接し、酸化物及び窒化物の少なくともいずれかを含む。前記第2磁性層は、前記第1層と前記第1磁性層との間に設けられる。前記中間層は、前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられる。前記第2磁性層は、第1部分と、第2部分と、を含む。前記第1部分は、前記第2部分と前記中間層との間に設けられる。前記第1部分は、結晶性を有する。前記第2部分の少なくとも一部は、アモルファスでありホウ素を含む。前記歪検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する。
本発明の別の実施形態によれば、変形可能な膜部に設けられる歪検知素子が提供される。前記歪検知素子は、非磁性層と、第1層と、第1磁性層と、第2磁性層と、中間層と、を含む。前記第1層は、前記非磁性層と前記第1磁性層との間に設けられ前記非磁性層と接し、マグネシウム、シリコン及びアルミニウムよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む。前記第2磁性層は、前記第1層と前記第1磁性層との間に設けられる。前記中間層は、前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられる。前記第2磁性層は、第1部分と、第2部分と、を含む。前記第1部分は、前記第2部分と前記中間層との間に設けられる。前記第2部分の少なくとも一部は、アモルファスでありホウ素を含む。前記第1部分におけるホウ素の濃度は、前記第2部分におけるホウ素の濃度よりも低い。前記歪検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する。
本発明の別の実施形態によれば、変形可能な膜部に設けられる歪検知素子が提供される。前記歪検知素子は、非磁性層と、第1層と、第1磁性層と、第2磁性層と、中間層と、を含む。前記第1層は、前記非磁性層と前記第1磁性層との間に設けられ前記非磁性層と接し、マグネシウム、シリコン及びアルミニウムよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む。前記第2磁性層は、前記第1層と前記第1磁性層との間に設けられる。前記中間層は、前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられる。前記第2磁性層は、第1部分と、第2部分と、を含む。前記第1部分は、前記第2部分と前記中間層との間に設けられる。前記第1部分は、結晶性を有する。前記第2部分の少なくとも一部は、アモルファスでありホウ素を含む。前記歪検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)及び図1(b)は、第1の実施形態に係る歪検知素子を例示する模式図である。
図1(a)は、歪検知素子の模式的斜視図である。図1(b)は、歪検知素子が用いられる圧力センサを例示する模式的断面図である。
図2(a)は、歪検知素子50に引張応力tsが印加されたときの状態(引張状態STt)に対応する。図2(b)は、歪検知素子50が歪を有しないときの状態(無歪状態ST0)に対応する。図2(c)は、歪検知素子50に圧縮応力csが印加されたときの状態(圧縮状態STc)に対応する。
以下において、「材料A/材料B」の記載は、材料Aの層の上に、材料Bの層が設けられている状態を示す。
図3に表したように、本実施形態に用いられる歪検知素子51は、第1電極E1と、下地層10lと、ピニング層10pと、第1磁性層10と、中間層30と、第2磁性層20と、機能層25と、キャップ層26cと、を含む。第1電極E1と第1磁性層10との間に下地層10lが設けられる。下地層10lと第1磁性層10との間に、ピニング層10pが設けられる。第2磁性層20と第2電極E2との間に、キャップ層26cが設けられる。この例では、第1磁性層10は、第1磁化固定層10aと、第2磁化固定層10bと、磁気結合層10cと、を含む。第2磁化固定層10bと中間層30との間に第1磁化固定層10aが設けられる。第2磁化固定層10bと、第1磁化固定層10aと、の間に、磁気結合層10cが設けられる。
ピニング層10pには、例えば、7nmの厚さのIrMn層が用いられる。
磁気結合層10cには、例えば、0.9nmの厚さのRu層が用いられる。
第1磁化固定層10aには、例えば、3nmの厚さのCo40Fe40B20層が用いられる。
中間層30には、例えば、1.6nmの厚さのMg−O層が用いられる。
機能層25には、例えば、1.5nmの厚さのMg−O層が用いられる。
キャップ層26cには、例えばTa/Ruが用いられる。このTa層の厚さは、例えば、1nmである。このRu層の厚さは、例えば、5nmである。
第1電極E1及び第2電極E2には、例えば、金属が用いられる。
第1試料S01に含まれる各層の材料と厚さは、以下である。
下地層10l :Ta(1nm)/Ru(2nm)
ピニング層10p :Ir22Mn78 (7nm)
第2磁化固定層10b :Co75Fe25 (2.5nm)
磁気結合層10c :Ru (0.9nm)
第1磁化固定層10a :Co40Fe40B20 (3nm)
中間層30 :Mg−O (1.6nm)
第2磁性層20 :Co40Fe40B20 (4nm)
機能層25 :Mg−O (1.5nm)
キャップ層26c :Cu(1nm)/Ta(20nm)/Ru(50nm)
一方、第2試料S02においては、機能層25が設けられない。これ以外の第2試料S02の構成は、第1試料S01と同じである。
ε=−3(L1−L2)G/(2Wt2es) (第1式)
上記の第1式において、「es」は、ウェーハのヤング率である。「L1」は、外側ナイフエッジのエッジ間長である。「L2」は、内側ナイフエッジのエッジ間長である。「W」は、長方形のウェーハの幅である。「t」は、長方形のウェーハの厚さである。「G」は、ナイフエッジに加えられる荷重である。ナイフエッジに加わる荷重は、モーター制御により、連続的に変更できる。
図5(a)及び図5(b)は、歪検知素子の特性を例示するグラフ図である。
図4(a)及び図4(b)は、第1試料S01の歪センサ特性の評価結果を表す。図4(a)は、歪εが、0.8×10−3、0.6×10−3、0.4×10−3、0.2×10−3、及び、0.0×10−3であるときの、電気抵抗の磁場依存性の測定結果を示している。図4(b)は、歪εが、−0.2×10−3、−0.4×10−3、−0.6×10−3、及び、−0.8×10−3であるときの、電気抵抗の磁場依存性の測定結果を示している。
図5(a)及び図5(b)は、第2試料S02の歪センサ特性の評価結果を表す。図5(a)は、歪εが、0.8×10−3、0.6×10−3、0.4×10−3、0.2×10−3、及び、0.0×10−3であるときの、電気抵抗の磁場依存性の測定結果を示している。図5(b)は、歪εが、−0.2×10−3、−0.4×10−3、−0.6×10−3、及び、−0.8×10−3であるときの、電気抵抗の磁場依存性の測定結果を示している。
図6(a)は、第1試料S01に対応し、図6(b)は、第2試料S02に対応する。これらの図は、外部磁場Hを固定し、歪εを−0.8×10−3と0.8×10−3との間の範囲連続的に変化させたときの電気抵抗Rの変化を示す。これらの図の横軸は、歪εであり、縦軸は、電気抵抗Rである。歪εの変化は、−0.8×10−3から0.8×10−3に向けての変化と、0.8×10−3から−0.8×10−3に向けての変化の両方である。これらの結果は、歪センサ特性を示している。これらの図から、ゲージファクターが算出される。
図7(a)は、第1試料S01の歪検知素子の断面透過型電子顕微鏡(断面TEM)写真像である。図7(a)は、第1試料S01の積層構造の写真である。
図7(b)〜図7(d)は、それぞれ、図7(a)の点P1〜P3についての、電子線のナノディフラクションによる結晶格子回折像である。
図7(a)においては、第2磁化固定層10b(Co50Fe50層)の一部からキャップ層26c(Ru層)の一部までを含めた領域が示されている。
図7(c)に示すように、中間層30(Mg−O層)に対応する点P2の回折像において、回折スポットが観察されている。この回折スポットは、中間層30が結晶構造を有していることに起因する。
一方、図7(d)に示すように、第2磁性層20(磁化自由層のCo−Fe−B層)に対応する点P3の回折像においては、明確な回折スポットが観察されない。この回折像においては、アモルファス構造を反映したリング状の回折像が観察されている。この結果から、第1試料S01の第2磁性層20(磁化自由層のCo−Fe−B層)が、アモルファス部分を含んでいることがわかる。
図8(a)は、第2試料S02の歪検知素子の断面透過型電子顕微鏡(断面TEM)写真像である。図8(b)〜図8(d)は、それぞれ、図8(a)の点P4〜P6についての、電子線のナノディフラクションによる結晶格子回折像である。
図8(c)に示すように、中間層30(Mg−O層)の回折像において、結晶構造に起因した回折スポットが確認される。
図8(d)に示すように、第2磁性層20(磁化自由層のCo−Fe−B層)の回折像においても、結晶構造に起因する回折スポットが確認される。この結果から、第2試料S02の第2磁性層20(磁化自由層のCo−Fe−B層)の大部分は、結晶構造を有していることがわかる。
図9(a)、図9(b)、図10(a)及び図10(b)は、歪検知素子の特性を例示する模式図である。
図9(b)は、図7(a)の一部に対応し、図10(b)は、図8(a)の一部に対応する。
図9(a)及び図10(a)は、電子エネルギー損失分光法(Electron Energy-Loss Spectroscopy:EELS)による、試料の元素のデプスプロファイルの評価結果である。図9(a)は、第1試料S01に対応し、図7(a)に示した線L1における元素のデプスプロファイルを示す。図10(b)は、第2試料S02に対応し、図8(a)に示した線L2における元素のデプスプロファイルを示す。これらの図において、横軸は、元素の検出の強度Int(任意単位)である。縦軸は、深さDp(nm)である。深さDpは、例えば、Z軸方向における距離に対応する。これらの図においては、鉄、ホウ素及び酸素に関するデプスプロファイルが示されている。
これらの図は、Co40Fe40B20層のX線回折の評価結果を示している。図11(a)及び図11(b)は、それぞれ、第1試料S01及び第2試料S02に対応する。これらの図の横軸は、回転角2θ(度)である。縦軸は、強度Intである。
図11(a)及び図11(b)からわかるように、アニール前では試料Sr1及び試料Sr2ともに、X線回折ピークは確認されず、磁化自由層がアモルファスとなっていることがわかる。一方、アニール後には、試料Sr2のほうが試料Sr1よりもCo50Fe50の回折ピークが強く出ている。
これらの図は、上記の第1試料S01、第2試料S02及び第3試料S03の特性を示している。第3試料S03においては、磁化自由層としてホウ素を含まないFe50Co50(厚さ4nm)が用いられている。第3試料S03は、磁化自由層を除いて、第2試料S02と同じ構成を有する。
図13は、上記の第1〜第3試料S01〜S03の特性をモデル的に示している。
図13に表したように、アニール前において、ホウ素を多く含有するCo40Fe40B20層の保磁力Hcは小さい(第1試料S01及び第2試料S02)。一方、ホウ素を含有しないCo50Fe50層は、保磁力Hcは大きい。
第1電極E1及び第2電極E2には、例えば、アルミニウム(Al)、アルミニウム銅合金(Al−Cu)、銅(Cu)、銀(Ag)、及び、金(Au)の少なくともいずれかが用いられる。第1電極E1及び第2電極E2として、このような電気抵抗が比較的小さい材料を用いることで、歪検知素子51に効率的に電流を流すことができる。第1電極E1には、非磁性材料を用いることができる。
第2磁性層20には、Fe、Co及びNiから選択される少なくとも一つの元素と、ホウ素(B)と、を含む合金を用いることができる。第2磁性層20には、例えば、Co−Fe−B合金、または、Fe−B合金などを用いることができる。第2磁性層20には、例えば、(CoxFe100−x)100−yBy合金(xは、0at.%以上100at.%以下であり、yは、0at.%よりも大きく40at.%以下)を用いることができる。第2磁性層20には、例えば、4nmの厚さのCo40Fe40B20層を用いることができる。
図14は、実施形態に係る歪検知素子50(歪検知素子51)におけるホウ素濃度の分布を例示している。
下地層10l :Ta(1nm)/Ru(2nm)
ピニング層10p :Ir22Mn78 (7nm)
第2磁化固定層10b :Co75Fe25 (2.5nm)
磁気結合層10c :Ru (0.9nm)
第1磁化固定層10a :Co40Fe40B20 (3nm)
中間層30 :Mg−O (1.6nm)
第2磁性層20 :Co50Fe50(0.5nm)/Co40Fe40B20(8nm)
機能層25 :Mg−O (1.5nm)
キャップ層26c :Cu(1nm)/Ta(2nm)/Ru(5nm)
第4試料S04では、磁化自由層にCo50Fe50(0.5nm)/Co40Fe40B20(8nm)を用い、磁化自由層に、ホウ素濃度が低い第1部分20pと、ホウ素濃度の高い第2部分20qと、を設けている。
図15は、歪検知素子の特性を例示する顕微鏡像である。
図15は、第4試料S04の歪検知素子の断面透過型電子顕微鏡写真像である。
図15からわかるように、第2磁性層20において、中間層30の側の第1部分20pは、結晶構造を有している。機能層25の側の第2部分20qは、アモルファス構造を有していることがわかる。
図16(b)は、図15(a)の一部に対応する。
図16(a)は、EELSによる、第4試料S04の元素のデプスプロファイルの評価結果である。図16(a)は、図15(a)に示した線L3における元素のデプスプロファイルを示す。
図17(a)に表したように、本実施形態に係る歪検知素子52aにおいては、磁性層27がさらに設けられている。磁性層27と第2磁性層20との間に、機能層25が配置される。磁性層27の磁化(の方向)は、変化可能である。磁性層27には、第2磁性層20に関して説明した材料および構成が適用できる。磁性層27と第2磁性層20とが、一体となって、磁化自由層として機能しても良い。
図18(a)は、実施形態に係る歪検知素子52fを示す模式的断面図である。図18(b)は、歪検知素子52fにおけるホウ素濃度の分布を例示している。
図18(c)に表したように、第2磁性層20は、磁性膜21a、非磁性膜21c、磁性膜21b、非磁性膜21e及び磁性膜21dを含む。これらの膜が、この順に積層される。例えば、磁性膜21dには、磁性膜21aに関して説明した構成が適用できる。非磁性膜21eには、非磁性膜21cに関して説明した構成が適用できる。このように、第2磁性層20中に非磁性膜が複数設けられていても良い。第2磁性層20中の非磁性膜の数は3以上でもよい。
図19に例示したように、本実施形態に係る歪検知素子53においては、絶縁層35が設けられる。例えば、第1電極E1と第2電極E2との間に、絶縁層35(絶縁部分)が設けられている。絶縁層35は、第1電極E1と第2電極E2との間において、積層体10sを囲む。積層体10sの側壁に対向して、絶縁層35が設けられる。
図20に例示したように、本実施形態に係る歪検知素子54においては、ハードバイアス層36がさらに設けられる。第1電極E1と第2電極E2との間に、ハードバイアス層36(ハードバイアス部分)が設けられる。例えば、ハードバイアス層36と積層体10sとの間に、絶縁層35が配置される。この例では、ハードバイアス層36と第1電極E1との間に、絶縁層35が延在している。
上記のハードバイアス層36及び絶縁層35は、上記及び以下で説明する歪検知素子のいずれにも適用できる。
図21に表したように、本実施形態に係る別の歪検知素子55aは、順に並んだ、第1電極E1(例えば、下部電極)と、下地層10lと、機能層25と、第2磁性層20(磁化自由層)と、中間層30と、第1磁化固定層10aと、磁気結合層10cと、第2磁化固定層10bと、ピニング層10pと、キャップ層26cと、第2電極E2(例えば上部電極)と、を含む。歪検知素子55aは、トップスピンバルブ型である。
機能層25には、例えば、Mg−Oが用いられる。このMg−O層の厚さは、例えば、1.5nmである。
第2磁性層20には、例えば、Co40Fe40B20が用いられる。
このCo40Fe40B20層の厚さは、例えば4nmである。
中間層30には、例えば、1.6nmの厚さのMg−O層が用いられる。
第1磁化固定層10aには、例えば、Co40Fe40B20/Fe50Co50が用いられる。このCo40Fe40B20層の厚さは、例えば2nmである。このFe50Co50層の厚さは、例えば1nmである。
磁気結合層10cには、例えば、0.9nmの厚さのRu層が用いられる。
第2磁化固定層10bには、例えば、2.5nmの厚さのCo75Fe25層が用いられる。
ピニング層10pには、例えば、7nmの厚さのIrMn層が用いられる。
キャップ層26cには、Ta/Ruが用いられる。このTa層の厚さは、例えば、1nmである。このRu層の厚さは、例えば、5nmである。
図22に表したように、本実施形態に係る別の歪検知素子55bは、順に並んだ、第1電極E1(例えば下部電極)と、下地層10lと、ピニング層10pと、第1磁性層10と、中間層30と、第2磁性層20と、機能層25と、キャップ層26cと、第2電極E2(例えば上部電極)と、を含む。歪検知素子55bには、単一の磁化固定層を用いたシングルピン構造が適用されている。
ピニング層10pには、例えば、7nmの厚さのIrMn層が用いられる。
中間層30には、例えば、1.6nmの厚さのMg−O層が用いられる。
第2磁性層20には、例えば、Co40Fe40B20が用いられる。このCo40Fe40B20層の厚さは、例えば4nmである。
機能層25には、例えば、1.5nmの厚さのMg−O層が用いられる。
キャップ層26cには、例えば、Ta/Ruが用いられる。このTa層の厚さは、例えば、1nmである。このRu層の厚さは、例えば、5nmである。
歪検知素子55bに含まれる層のそれぞれには、例えば、歪検知素子51に関して説明した材料を用いることができる。
図23に表したように、本実施形態に係る別の歪検知素子55bは、順に並んだ、第1電極E1(例えば下部電極)と、下地層10lと、別の機能層25a(第2の機能層)と、第1磁性層10、中間層30と、第2磁性層20と、機能層25(第1の機能層)と、キャップ層26cと、第2電極E2(例えば上部電極)と、を含む。この例では、第1磁性層10は、磁化自由層であり、第2磁性層20も磁化自由層である。
機能層25aには、例えば、1.5nmの厚さのMg−O層が用いられる。
第1磁性層10には、例えば、4nmの厚さのCo40Fe40B20層が用いられる。
中間層30には、例えば、1.6nmの厚さのMg−O層が用いられる。
第2磁性層20には、例えば、Co40Fe40B20が用いられる。このCo40Fe40B20層の厚さは、例えば、4nmである。
機能層25には、例えば、1.5nmの厚さのMg−O層が用いられる。
キャップ層26cには、例えば、Ta/Ruが用いられる。このTa層の厚さは、例えば、1nmである。このRu層の厚さは、例えば、5nmである。
図24は、第2の実施形態に係る歪検知素子を例示する模式的断面図である。
図24に表すように、本実施形態に係る歪検知素子56も、機能層25xと、第1磁性層10と、第2磁性層20と、中間層30と、を含む。これらの層の配置は、第1の実施形態に関して説明した配置と同じなので説明を省略する。
第5試料の構成は、以下である。
下地層10l :Ta(1nm)/Ru(2nm)
ピニング層10p :Ir22Mn78 (7nm)
第2磁化固定層10b :Co75Fe25 (2.5nm)
磁気結合層10c :Ru (0.9nm)
第1磁化固定層10a :Co40Fe40B20 (3nm)
中間層30 :Mg−O (1.6nm)
第2磁性層20 :Co40Fe40B20 (4nm)
機能層25x :Mg (1.6nm)
キャップ層26c :Cu(1nm)/Ta(20nm)/Ru(50nm)
すなわち、第5試料においては、機能層25xとして、1.6nmの厚さのMg層が用いられている。
第5試料においては、MRは、126%であり、保磁力Hcは、2.3Oeであり、磁歪定数λは、21ppmであり、ゲージファクタは、2861である。
第6試料においては、MRは、104%であり、保磁力Hcは、3.8Oeであり、磁歪定数λは、19ppmであり、ゲージファクタは、2091である。
第7試料においては、MRは、190%であり、保磁力Hcは、27Oeであり、磁歪定数λは、30ppmであり、ゲージファクタは、895である。
このように、機能層25xを用いることで、高いゲージファクターが得られる。
第8試料の構成は、以下である。
下地層10l :Ta(1nm)/Ru(2nm)
ピニング層10p :Ir22Mn78 (7nm)
第2磁化固定層10b :Co75Fe25 (2.5nm)
磁気結合層10c :Ru (0.9nm)
第1磁化固定層10a :Co40Fe40B20 (3nm)
中間層30 :Mg−O (2nm)
第2磁性層20 :後述
キャップ層26c :Ta(20nm)/Ru(50nm)
そして、第8試料においては、磁化自由層となる第2磁性層20と、機能層25xと、の積層膜は、以下の構成を有する。Co40Fe40B20(4nm)/{(Co40Fe40B20(1nm)/Si(0.25nm)}の組み合わせの3層/Co40Fe40B20(1nm)が、積層膜として用いられる。例えば、上記の積層膜のうちのCo40Fe40B20(4nm)の層が第2磁性層20と見なされる。上記の積層膜のうちの3つのSi(0.25nm)層の少なくともいずれかが、機能層25xと見なされる。
第8試料においては、MRは、176%であり、保磁力Hcは、4.8Oeであり、磁歪定数λは、22ppmであり、ゲージファクタは、2849である。
第9試料においては、MRは、169%であり、保磁力Hcは、7.1Oeであり、磁歪定数λは、20ppmであり、ゲージファクタは、2195である。
第10試料(第7試料)においては、MRは、190%であり、保磁力Hcは、27Oeであり、磁歪定数λは、30ppmであり、ゲージファクタは、895である。
このように、機能層25xを用いることで、高いゲージファクターが得られる。
本実施形態は、圧力センサに係る。圧力センサにおいては、第1の実施形態及び第2の実施形態の少なくともいずれか、及び、その変形の歪検知素子が用いられる。以下では、歪検知素子として、歪検知素子50を用いる場合について説明する。
図25(a)は、模式的斜視図である。図25(b)は、図25(a)のA1−A2線断面図である。
図25(a)及び図25(b)に表したように、本実施形態に係る圧力センサ110は、膜部70と、歪検知素子50と、を含む。
図26(a)に表したように、実施形態に係る圧力センサ116aにおいては、複数の検知素子50は、電気的に直列に接続されている。直列に接続されている検知素子50の数をNとしたとき、得られる電気信号は、検知素子50の数が1である場合のN倍となる。その一方で、熱ノイズ及びショットキーノイズは、N1/2倍になる。すなわち、SN比(signal-noise ratio:SNR)は、N1/2倍になる。直列の接続する検知素子50の数Nを増やすことで、膜部70のサイズを大きくすることなく、SN比を改善することができる。
図27(a)に表したように、基板71(例えばSi基板)の上に薄膜70fを形成する。基板71は、支持部70sとなる。薄膜70fは、膜部70となる。
例えば、Si基板上に、SiOx/Siの薄膜70fをスパッタにより形成する。薄膜70fとして、SiOx単層、SiN単層、または、Alなどの金属層を用いても良い。また、薄膜70fとして、ポリイミドまたはパラキシリレン系ポリマーなどのフレキシブルプラスティック材料を用いても良い。SOI(Silicon On Insulator)基板を、基板71及び薄膜70fとして用いても良い。SOIにおいては、例えば、基板の貼り合わせによってSi基板上にSiO2/Siの積層膜が形成される。
送信回路417は、検知部450に流れる電気信号に基づくデータを無線で送信する。送信回路417の少なくとも一部は、半導体回路部430に設けることができる。
この場合、送信回路417を有する圧力センサ440と、受信部418を有する電子機器418dと、を組み合わせて用いることができる。
固定部467は、例えば、膜部464の周縁に等間隔に設けることができる。
膜部464(70d)の周囲をすべて連続的に取り囲むように固定部467を設けることもできる。
固定部467は、例えば、基部471の材料と同じ材料から形成することができる。この場合、固定部467は、例えば、シリコンなどから形成することができる。
固定部467は、例えば、膜部464(70d)の材料と同じ材料から形成することもできる。
図29(a)、図29(b)、図30(a)、図30(b)、図31(a)、図31(b)、図32(a)、図32(b)、図33(a)、図33(b)、図34(a)、図34(b)、図35(a)、図35(b)、図36(a)、図36(b)、図37(a)、図37(b)、図38(a)、図38(b)、図39(a)、図39(b)、図40(a)及び図40(b)は、実施形態に係る圧力センサの製造方法を例示する模式図である。
図39(a)及び図39(b)に示すように、導電層562fを所定の形状に加工する。これにより、配線558が形成される。配線558は、接続ピラー562fbと電気的に接続される。
以上の様にして圧力センサが形成される。
本実施形態は、上記の実施形態の圧力センサを用いたマイクロフォンに係る。
図41は、第4の実施形態に係るマイクロフォンを例示する模式的断面図である。
本実施形態に係るマイクロフォン320は、プリント基板321と、カバー323と、圧力センサ310と、を含む。プリント基板321は、例えばアンプなどの回路を含む。カバー323には、アコースティックホール325が設けられる。音329は、アコースティックホール325を通って、カバー323の内部に進入する。
本実施形態によれば、高感度なマイクロフォンを提供することができる。
本実施形態は、上記の実施形態の圧力センサを用いた血圧センサに係る。
図42(a)及び図42(b)は、第5の実施形態に係る血圧センサを例示する模式図である。
図42(a)は、ヒトの動脈血管の上の皮膚を例示する模式的平面図である。図42(b)は、図42(a)のH1−H2線断面図である。
本実施形態によれば、高感度な血圧センサを提供することができる。
本実施形態は、上記の実施形態の圧力センサを用いたタッチパネルに係る。
図43は、第6の実施形態に係るタッチパネルを例示する模式図である。
本実施形態においては、圧力センサ310が、タッチパネル340として用いられる。この圧力センサ310には、実施形態に関して説明した圧力センサのいずれか、及び、その変形が用いられる。タッチパネル340においては、圧力センサ310が、ディスプレイの内部及びディスプレイの外部の少なくともいずれかに搭載される。
例えば、制御部341は、複数の第1配線346に接続された第1配線用回路346dと、複数の第2配線347に接続された第2配線用回路347dと、第1配線用回路346dと第2配線用回路347dとに接続された制御回路345と、を含む。
Claims (18)
- 変形可能な膜部に設けられる歪検知素子であって、
非磁性層と、
第1磁性層と、
前記非磁性層と前記第1磁性層との間に設けられ前記非磁性層と接し、酸化物及び窒化物の少なくともいずれかを含む第1層と、
前記第1層と前記第1磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた中間層と、
を備え、
前記第2磁性層は、第1部分と、第2部分と、を含み、
前記第1部分は、前記第2部分と前記中間層との間に設けられ、
前記第2部分の少なくとも一部は、アモルファスでありホウ素を含み、
前記第1部分におけるホウ素の濃度は、前記第2部分におけるホウ素の濃度よりも低く、
前記歪検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する、歪検知素子。 - 変形可能な膜部に設けられる歪検知素子であって、
非磁性層と、
第1磁性層と、
前記非磁性層と前記第1磁性層との間に設けられ前記非磁性層と接し、酸化物及び窒化物の少なくともいずれかを含む第1層と、
前記第1層と前記第1磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた中間層と、
を備え、
前記第2磁性層は、第1部分と、第2部分と、を含み、
前記第1部分は、前記第2部分と前記中間層との間に設けられ、
前記第1部分は、結晶性を有し、
前記第2部分の少なくとも一部は、アモルファスでありホウ素を含み、
前記歪検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する、歪検知素子。 - 前記第1層は、マグネシウム、アルミニウム、シリコン、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、ハフニウム、タンタル、タングステン、錫、カドミウム及びガリウムよりなる群から選択された少なくともいずれかの酸化物、及び、前記群から選択された少なくともいずれかの窒化物の少なくともいずれかを含む請求項1または2に記載の歪検知素子。
- 前記第1層は、マグネシウム、チタン、バナジウム、亜鉛、錫、カドミウム及びガリウムよりなる群から選択された少なくともいずれかの酸化物を含む請求項1または2に記載の歪検知素子。
- 前記第1層は、酸化マグネシウムを含む請求項1または2に記載の歪検知素子。
- 変形可能な膜部に設けられる歪検知素子であって、
非磁性層と、
第1磁性層と、
前記非磁性層と前記第1磁性層との間に設けられ前記非磁性層と接し、マグネシウム、シリコン及びアルミニウムよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む第1層と、
前記第1層と前記第1磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた中間層と、
を備え、
前記第2磁性層は、第1部分と、第2部分と、を含み、
前記第1部分は、前記第2部分と前記中間層との間に設けられ、
前記第2部分の少なくとも一部は、アモルファスでありホウ素を含み、
前記第1部分におけるホウ素の濃度は、前記第2部分におけるホウ素の濃度よりも低く、
前記歪検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する、歪検知素子。 - 変形可能な膜部に設けられる歪検知素子であって、
非磁性層と、
第1磁性層と、
前記非磁性層と前記第1磁性層との間に設けられ前記非磁性層と接し、マグネシウム、シリコン及びアルミニウムよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む第1層と、
前記第1層と前記第1磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた中間層と、
を備え、
前記第2磁性層は、第1部分と、第2部分と、を含み、
前記第1部分は、前記第2部分と前記中間層との間に設けられ、
前記第1部分は、結晶性を有し、
前記第2部分の少なくとも一部は、アモルファスでありホウ素を含み、
前記歪検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する、歪検知素子。 - 前記第2磁性層の磁歪定数は、1×10−5以上である請求項1〜7のいずれかつに記載の歪検知素子。
- 前記第2磁性層の保磁力は、5エルステッド以下である請求項1〜8に記載の歪検知素子。
- 前記第1層の面積抵抗は、前記中間層の面積抵抗よりも低い請求項1〜9に記載の歪検知素子。
- 前記膜部と、
請求項1〜10のいずれか1つに記載の歪検知素子と、
を備えた圧力センサ。 - 前記歪検知素子は、複数設けられる請求項11記載の圧力センサ。
- 前記複数の歪検知素子のうちの少なくとも2つは、電気的に直列接続されている請求項12記載の圧力センサ。
- 前記電気的に直列接続された歪検知素子の端子間には、1V以上10V以下の電圧が印加される請求項13記載の圧力センサ。
- 前記電気的に直列接続された歪検知素子の数は、6以上200以下である請求項13または14に記載の圧力センサ。
- 請求項11〜15のいずれか1つに記載の圧力センサを備えたマイクロフォン。
- 請求項11〜15のいずれか1つに記載の圧力センサを備えた血圧センサ。
- 請求項11〜15のいずれか1つに記載の圧力センサを備えたタッチパネル。
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