JP6753882B2 - 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
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。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は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図1に示すように、本実施形態に係るセンサ110は、膜部70d及び第1検知素子51を含む。
図2は、実験試料を例示する模式的断面図である。
図2に示すように、実験の第1試料S01においては、第1電極58aと第2電極58bとの間に、膜41、膜42、第3磁性層43、第2磁性層20、第1中間層30、第1磁性層10、膜47が、この順で設けられている。この例では、第2磁性層20は、第5膜20e、第6膜20f及び第7膜20gを含む。第6膜20fと第1中間層30との間に、第5膜20eが設けられる。第5膜20eと第6膜20fとの間に、第7膜20gが設けられる。
膜41 :Ta(1nm)
膜42 :Ru(2nm)
第3磁性層43 :Ir22Mn78(7nm)
第6膜20f :Co50Fe50(2.5nm)
第7膜20g :Ru(0.9nm)
第5膜20e :Co40Fe40B20(3nm)
第1中間層30 :Mg−O(1.8nm)
第2膜10b :Co40Fe40B20(1.5nm)
第4膜10d :Ta(0.4nm)
第3膜10c :Cu(0.4nm)
第1膜10a :Co50Fe50(6.0nm)
膜47 :Mg−O(1.5nm)/Cu(1nm)/Ta(2nm)/Ru(200nm)
膜47において、Ru膜と第1膜10aとの間に、Ta膜が設けられる。Ta膜と第1膜10aとの間に、Cu膜が設けられる。Cu膜と第1膜10aとの間に、Mg−O膜が設けられる。
図3(a)〜図3(c)は、第1〜第3試料S01〜S03にそれぞれ対応する。これらの図の横軸は、外部磁場H(Oe)である。縦軸は、磁気モーメントMである。
第2試料S02におけるMR比は、17%である。第2試料S02におけ磁歪定数は、42.6ppmである。
第3試料S03におけるMR比は、150%である。第3試料S03におけ磁歪定数は、40.7ppmである。
図4(a)及び図4(b)は、以下に説明する第5試料S05及び第4試料S04のX線回折(XRD)解析結果をそれぞれ例示している。
Si膜:
第4膜10d :Ta(0.4nm)
第3膜10c :Cu(0.4nm)
第1膜10a :Co50Fe50(6.0nm)
膜47 :Cu(1nm)/Ta(2nm)
の構成を有する。第4試料S04は、第1試料S01の一部の構成を有する。
図5は、第4試料S04と同じ条件の試料の断面TEM像である。図5に示すように、第1膜10aにおいて、結晶性が観察される。この結晶は、(110)方向以外の結晶配向を有している。
図6は、第2実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図6に示すように、本実施形態に係るセンサ120も、膜部70d及び第1検知素子51を含む。第1検知素子51は、第1磁性層10、第2磁性層20及び第1中間層30に加えて、第3磁性層43及び第4磁性層44を含む。センサ120におけるこれ以外の構成は、センサ110(またはセンサ111)と同様とすることができる。以下、第3磁性層43及び第4磁性層44の例について説明する。
図7に示すように、第6試料S06は、以下の構造を有する。第6試料S06は、実施形態に係るセンサ121に対応する。
膜41 :Ta(1nm)
膜42 :Ru(2nm)
第3磁性層43 :Ir22Mn78(12nm)
第6膜20f :Co50Fe50(2.5nm)
第7膜20g :Ru(0.9nm)
第5膜20e :Co40Fe40B20(3nm)
第1中間層30 :Mg−O(1.8nm)
第2膜10b :Co40Fe40B20 (1.5nm)
第4膜10d :Ta(0.4nm)
第3膜10c :Cu(0.4nm)
第1膜10a :Co50Fe50(6.0nm)
第2中間層32 :Cu(1nm)
第4磁性層44 :Ir22Mn78(4nm)
膜47 :Cu(1nm)/Ta(2nm)/Ru(200nm)
第6試料S06においては、既に説明した第1試料S01において、第2中間層32及び第4磁性層44がさらに設けられている。
図8(a)〜(h)は、第6試料S06の測定に対応する。図9(a)〜(h)は、第7試料S07の測定結果に対応する。図8(a)及び図9(a)は、第1軸方向の外部磁場H(狭範囲)を用いた第1VSM測定結果に対応する。図8(b)及び図9(b)は、第1軸方向の外部磁場H(広範囲)を用いた第1VSM測定結果に対応する。図8(c)及び図8(c)は、第2軸方向の外部磁場H(狭範囲)を用いた第1VSM測定結果に対応する。図8(d)及び図9(d)は、第2軸方向の外部磁場H(広範囲)を用いた第1VSM測定結果に対応する。図8(e)及び図9(e)は、第1軸方向の外部磁場H(狭範囲)を用いた第2VSM測定結果に対応する。図8(f)及び図9(f)は、第1軸方向の外部磁場H(広範囲)を用いた第2VSM測定結果に対応する。図8(g)及び図9(g)は、第2軸方向の外部磁場H(狭範囲)を用いた第2VSM測定結果に対応する。図8(h)及び図9(h)は、第2軸方向の外部磁場H(広範囲)を用いた第2VSM測定結果に対応する。これらの図の横軸は、外部磁場H(Oe)である。縦軸は、磁気モーメントMである。
図8(a)〜図8(d)の結果から、第1磁性層10及び第2磁性層20のそれぞれの容易磁化軸が第1軸方向に沿っていることが分かる。
図10に示すように、実施形態に係るセンサ122は、膜45及び膜46をさらに含む。膜45と第2磁性層20との間に、第3磁性層43が設けられる。膜45と第3磁性層43との間に膜46が設けられる。
図11(a)は、斜視図である。図11(b)は、図11(a)のA1−A2線断面図である。図11(c)は、図11(a)の矢印ARから見た平面図である。図11(d)は、センサの一部を例示する断面図である。
図12に示すように、本実施形態に係る電子機器750は、例えば、情報端末710である。情報端末710には、例えば、マイクロフォン610が設けられる。
図13(a)及び図13(b)に示すように、電子機器750(例えば、マイクロフォン370(音響マイクロフォン))は、筐体360と、カバー362と、センサ310と、を含む。筐体360は、例えば、基板361(例えばプリント基板)と、カバー362と、を含む。基板361は、例えばアンプなどの回路を含む。
これらの図の例では、電子機器750は、血圧センサ330である。図14(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14(b)は、図14(a)のH1−H2線断面図である。
この図の例では、電子機器750は、タッチパネル340である。タッチパネル340において、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設けられる。
実施形態によれば、感度を向上できるセンサを用いた電子機器が提供できる。
(構成1)
変形可能な膜部と、
前記膜部に設けられた第1検知素子と、
を備え、
前記第1検知素子は、
第1磁性層と、
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非磁性の第1中間層と、
を含み、
前記第1磁性層は、
Fe及びCoを含む第1膜と、
Fe及びCoを含む第2膜と、
前記第1膜と前記第2膜との間に設けられ、Cu、Au、Ru、Ag、Pt、Pd、Ir、Rh、Re及びOsよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第3膜と、
前記第3膜と前記第2膜との間に設けられ、Mg、Ca、Sc、Ti、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Hf、Ta及びWよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第4膜と、
を含む、センサ。
(構成2)
前記第1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、構成1記載のセンサ。
(構成3)
前記第1磁性層のX線回折において、角度2θが43度以上45度以下の範囲における第1ピーク強度は、前記角度2θが40度以上42度以下の範囲における第2ピーク強度の1.5倍未満である、構成1または2に記載のセンサ。
(構成4)
前記第1ピーク強度は、前記第2ピーク強度の1.3倍以下である、構成3記載のセンサ。
(構成5)
前記第1磁性層のX線回折において、角度2θが43度以上47度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との第1差は、前記角度2θが40度以上42度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との第2差の1.5倍未満である、構成1または2に記載のセンサ。
(構成6)
前記第1差は、前記第2差の1.3倍以下である、構成5記載のセンサ。
(構成7)
前記第3膜の厚さは、0.1nm以上2nm以下である、構成1〜6のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成8)
前記第4膜の厚さは、0.1nm以上2nm以下である、構成1〜7のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成9)
前記第4膜は、前記第2膜と接した、構成1〜8のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成10)
前記第3膜は、前記第1膜と接した、構成1〜9のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成11)
前記第3膜は、前記第4膜と接した、構成1〜10のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成12)
前記第1膜におけるCoの組成比は、20atm%以上80atm%以下である、構成1〜11のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成13)
前記第2膜は、Bをさらに含む、構成1〜12のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成14)
前記第1磁性層の磁歪定数は、1×10−5以上である、構成1〜13のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成15)
前記第1磁性層の保磁力は、80Oe以下である、構成1〜14のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成16)
前記第2磁性層の磁化は、前記第2膜から前記第1膜への第1方向と交差した、構成1〜15のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成17)
前記第2磁性層の磁化の向きは、前記第1磁性層の磁化の向きよりも変化し難い、構成1〜16のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成18)
Mnを含む第3磁性層と、
Mnを含む第4磁性層と、
をさらに備え、
前記第2磁性層は、前記第3磁性層と前記第1中間層との間に設けられ、
前記第1磁性層は、前記第4磁性層と前記第1中間層との間に設けられた、構成1〜17のいずれか1つに記載のセンサ。
(構成19)
前記第3磁性層の厚さと、前記第4磁性層の厚さと、の差は、3nm以上である、構成18記載のセンサ。
(構成20)
前記第1磁性層と前記第4磁性層との間に設けれ非磁性の第2中間層をさらに備え、
前記第2中間層は、Cu、Au、Ru、Ag、Pt、Pd、Ir、Rh、Re及びOsよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成18または19に記載のセンサ。
(構成21)
構成1〜20のいずれか1つに記載のセンサを備えたマイクロフォン。
(構成22)
構成1〜20のいずれか1つに記載のセンサを備えた血圧センサ。
(構成23)
構成1〜20のいずれか1つに記載のセンサを備えたタッチパネル。
Claims (22)
- 変形可能な膜部と、
前記膜部に設けられた第1検知素子と、
を備え、
前記第1検知素子は、
第1磁性層と、
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非磁性の第1中間層と、
を含み、
前記第1磁性層は、
Fe及びCoを含む第1膜と、
Fe及びCoを含む第2膜と、
前記第1膜と前記第2膜との間に設けられ、Cu、Au、Ru、Ag、Pt、Pd、Ir、Rh、Re及びOsよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第3膜と、
前記第3膜と前記第2膜との間に設けられ、Mg、Ca、Sc、Ti、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Hf、Ta及びWよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第4膜と、
を含む、センサ。 - 前記第1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、請求項1記載のセンサ。
- 前記第1磁性層のX線回折において、角度2θが43度以上45度以下の範囲における第1ピーク強度は、前記角度2θが40度以上42度以下の範囲における第2ピーク強度の1.5倍未満である、請求項1または2に記載のセンサ。
- 前記第1ピーク強度は、前記第2ピーク強度の1.3倍以下である、請求項3記載のセンサ。
- 前記第1磁性層のX線回折において、角度2θが43度以上47度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との第1差は、前記角度2θが40度以上42度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との第2差の1.5倍未満である、請求項1または2に記載のセンサ。
- 前記第1差は、前記第2差の1.3倍以下である、請求項5記載のセンサ。
- 前記第3膜の厚さは、0.1nm以上2nm以下である、請求項1〜6のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第4膜の厚さは、0.1nm以上2nm以下である、請求項1〜7のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第4膜は、前記第2膜と接した、請求項1〜8のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第3膜は、前記第1膜と接した、請求項1〜9のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第3膜は、前記第4膜と接した、請求項1〜10のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第1膜におけるCoの組成比は、20atm%以上80atm%以下である、請求項1〜11のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第2膜は、Bをさらに含む、請求項1〜12のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第1磁性層の磁歪定数は、1×10−5以上である、請求項1〜13のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第1磁性層の保磁力は、80Oe以下である、請求項1〜14のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第2磁性層の磁化は、前記第2膜から前記第1膜への第1方向と交差した、請求項1〜15のいずれか1つに記載のセンサ。
- Mnを含む第3磁性層と、
Mnを含む第4磁性層と、
をさらに備え、
前記第2磁性層は、前記第3磁性層と前記第1中間層との間に設けられ、
前記第1磁性層は、前記第4磁性層と前記第1中間層との間に設けられた、請求項1〜16のいずれか1つに記載のセンサ。 - 前記第3磁性層の厚さと、前記第4磁性層の厚さと、の差は、3nm以上である、請求項17記載のセンサ。
- 前記第1磁性層と前記第4磁性層との間に設けれ非磁性の第2中間層をさらに備え、
前記第2中間層は、Cu、Au、Ru、Ag、Pt、Pd、Ir、Rh、Re及びOsよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、請求項17または18に記載のセンサ。 - 請求項1〜19のいずれか1つに記載のセンサを備えたマイクロフォン。
- 請求項1〜19のいずれか1つに記載のセンサを備えた血圧センサ。
- 請求項1〜19のいずれか1つに記載のセンサを備えたタッチパネル。
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