JP6702034B2 - 磁気センサ - Google Patents
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Description
請求項2に記載の発明に係る磁気センサ(1)は、主面(21)を有する基板(2)と、前記主面と平行な面内方向の磁化容易軸方向を有する自由層(3)と、固定層(5)と、前記自由層と前記固定層との間に設けられた中間層(4)とを備えている。前記固定層は、前記主面と非平行な第一方向(Z1)に磁化方向が固定された第一強磁性体層(51)と、前記主面の法線と平行な面直方向の成分が前記第一方向とは反対となる第二方向(Z2)に磁化方向が固定された第二強磁性体層(52)と、前記第一強磁性体層と前記第二強磁性体層との間に設けられた非磁性体層(53)と、を有している。前記固定層は、前記第一強磁性体層と前記第二強磁性体層とを異なる厚さに形成することで、前記面直方向におけるベクトル的に加算した全体としての磁化量が実質的にゼロとはならないように形成されている。
図1を参照すると、第1実施形態に係る磁気センサ1は、いわゆる磁気抵抗素子であって、基板2と、自由層3と、中間層4と、固定層5とを備えている。基板2は、均一な厚さを有する薄板材であって、例えばシリコンウエハ等を用いて形成されている。基板2は、厚さ方向と直交する平坦な表面である主面21を有する。主面21は、図中XY平面と平行に設けられているものとする。この場合、図中Z軸方向は、主面21の法線と平行な方向となり、これを以下「面直方向」と称する。これに対し、主面21と平行な方向を、以下「面内方向」と称する。
図2を参照すると、第2実施形態に係る磁気センサ1は、第一強磁性体層51と第二強磁性体層52との磁化量の差が実質的にゼロではない点で、第1実施形態の構成と異なる。具体的には、本実施形態においては、第一強磁性体層51と第二強磁性体層52とは、同一の材料で形成されている。一方、第一強磁性体層51と第二強磁性体層52とは、異なる厚さに形成されている。図2の例では、非磁性体層53よりも中間層4側に位置しZ1方向に磁化される第一強磁性体層51の方が、非磁性体層53を挟んで中間層4とは反対側に位置しZ2方向に磁化される第二強磁性体層52よりも厚く形成されている。即ち、中間層4側の第一強磁性体層51の方が、第二強磁性体層52よりも、磁化量が大きい。故に、面直方向における、固定層5の全体としての磁化量は、ゼロとはならず、Z1方向の所定量となる。但し、それ以外は、第2実施形態に係る磁気センサ1は、第1実施形態と同様の構成を有している。よって、以下の説明においては、第1実施形態と同様の構成及び作用効果については説明を省略する。
図3を参照すると、第3実施形態に係る磁気センサ1は、固定層5の層数以外は第1実施形態及び第2実施形態の構成と同様である。よって、以下の説明においては、第1実施形態及び第2実施形態と同様の構成及び作用効果については説明を省略する。
図4を参照すると、第4実施形態に係る磁気センサ1は、第一素子部101と、第二素子部102と、第三素子部103と、第四素子部104とを備えている。第一素子部101は、図2に示された第2実施形態の磁気センサ1と同様の構成を有する磁気抵抗素子である。即ち、第一素子部101は、図2に示された基板2と、自由層3と、中間層4と、固定層5とを備えている。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対しては適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的に矛盾しない限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。
よって、例えば、図2の構成において、第一強磁性体層51の厚さt1=ta、磁化量Ms1>0、第二強磁性体層52の厚さt2=tb(但しta>tb)、磁化量Ms2=−Ms1とすることで、固定層5の磁化方向がZ1方向となる。一方、この条件を、第一強磁性体層51の厚さt1=tb、第二強磁性体層52の厚さt2=taと変更することで、固定層5の磁化方向がZ2方向となる。このようにして、磁化量が同一で固定層5の磁化方向が反転した、ブリッジ回路用の2種類の素子部を用意することができる。また、図2において第一強磁性体層51よりも第二強磁性体層52の方を厚くした場合(即ちt1<t2)、第一強磁性体層51の磁化方向がZ1となり第二強磁性体層52の磁化方向がZ2となるように、固定層5の着磁を行うことで、全体としてZ2方向に磁化された固定層5を形成することができる。さらに、図1の構成(即ちt1=t2)においてMs1の絶対値とMs2の絶対値とに差を設けることで、固定層5の全体としての磁化方向を任意に設定することが可能である。
2 基板
21 主面
3 自由層
4 中間層
5 固定層
51 第一強磁性体層
52 第二強磁性体層
53 非磁性体層
Claims (6)
- 磁気センサ(1)であって、
主面(21)を有する基板(2)と、
前記主面と平行な面内方向の磁化容易軸方向を有する自由層(3)と、
前記主面と非平行な第一方向(Z1)に磁化方向が固定された第一強磁性体層(51)と、前記主面の法線と平行な面直方向の成分が前記第一方向とは反対となる第二方向(Z2)に磁化方向が固定された第二強磁性体層(52)と、前記第一強磁性体層と前記第二強磁性体層との間に設けられた非磁性体層(53)と、を有する固定層(5)と、
前記自由層と前記固定層との間に設けられた中間層(4)と、
を備え、
前記第二強磁性体層は、前記基板に設けられた下地層の上に形成されたCo/Pt膜であり、
前記固定層は、前記面直方向におけるベクトル的に加算した全体としての磁化量が実質的にゼロとはならないように形成された磁気センサ。 - 磁気センサ(1)であって、
主面(21)を有する基板(2)と、
前記主面と平行な面内方向の磁化容易軸方向を有する自由層(3)と、
前記主面と非平行な第一方向(Z1)に磁化方向が固定された第一強磁性体層(51)と、前記主面の法線と平行な面直方向の成分が前記第一方向とは反対となる第二方向(Z2)に磁化方向が固定された第二強磁性体層(52)と、前記第一強磁性体層と前記第二強磁性体層との間に設けられた非磁性体層(53)と、を有する固定層(5)と、
前記自由層と前記固定層との間に設けられた中間層(4)と、
を備え、
前記固定層は、前記第一強磁性体層と前記第二強磁性体層とを異なる厚さに形成することで、前記面直方向におけるベクトル的に加算した全体としての磁化量が実質的にゼロとはならないように形成された磁気センサ。 - 前記第二方向は前記第一方向と反平行である、請求項1又は2に記載の磁気センサ。
- 前記第一方向は前記法線と平行である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の磁気センサ。
- 前記基板には、前記自由層と前記中間層と前記固定層とを備えた素子部(101〜104)が複数設けられ、
複数の前記素子部のうちの一つである第一素子部(101)における前記固定層と、複数の前記素子部のうちの他の一つである第二素子部(102)における前記固定層とで、磁化方向が異なる、請求項1〜4のいずれか1つに記載の磁気センサ。 - 複数の前記素子部がブリッジ回路を形成している、請求項5に記載の磁気センサ。
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