JPH03263383A - 磁気抵抗素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 磁界を検出するパターンを有する磁気抵抗素子に関し、 印加磁界が不均一であっても部分的に磁気飽和させない
ことを目的とし、 強磁性薄膜が所定形状のパターンに形成され、磁界の変
化により抵抗が変化する磁気抵抗素子において、前記パ
ターンを、前記磁界源の位置に対応させて、幅が部分的
に異なる形状に形成するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、磁界を検出するパターンを有する磁気抵抗素
子に関する。

近年、磁気抵抗（ＭＲ）素子は幅広く使用されており、
特に加速度センサとして使用する場合には、その感度及
び飽和磁界特性がチップ内で均一になることが要求され
ている。このため、ＭＲ素子チップ内で、外部磁界に対
して上記感度前が均一となる形状のパターンとする必要
がある。。

（従来の技術） 第３図に、一般のＭＲ素子を用いた加速度センサの概念
図を示す。第３図において、基板２０に２つのＭＲ素子
デツプ２１ａ、２１ｂが設けられ、この近傍でバネ２２
の先端に取付けられた磁石２３が位置する。このような
加速度セン勺は外部の力によって、バネ２２が撓み、磁
石２３が矢印のようにいずれかのＭＲ素子チップ２１ａ
（２１ｂ＞に振れる。このとき、ＭＲ素子チップ２１ａ
、２１ｂ上では磁石２３の移動による磁界の変化が生じ
、この磁界強度の変化に応じて、該ＭＲ素子チップ２１
ａ、２１ｂから出力を得るものである。

次に、第４図に従来のＭＲ素子チップ２１ａ。

２１ｂのパターン構成図を示す。第４図において、強磁
性を有する薄膜金属（例えばパーマロイ）が、つづら折
り形状に形成されたパターン２４−．２５を直列に接続
してなる。この場合の２６・〜２７は接続端ｆである。

そして、このパターン２４゜２５上に、良導電性を有す
る金属（例えば金〉のすだれ状（バーバーポール状）の
電極２９．３０が所定傾斜で形成される。なお、パター
ン２４゜２５の折返し部分の総てにすだれ状の電極２９
゜３０と同様の電極３１が形成され、一方、すだれ状の
電極２９．３０は互いに逆方向の傾斜で形成される。こ
のすだれ状の電極により磁気抵抗特性を変化させる。こ
のようなＭＲ素子チップ２１ａ（２１ｂ）は、その強磁
性薄膜のパターン２４゜２５の幅が、チップ上向−に形
成されている。ここで、ＭＲ素子の感度、飽和特性はパ
ターン２４゜２５の膜厚及び幅に影響される。すなわち
、感度は膜厚に反比例して幅に比例し、飽和特性は膜厚
に比例して幅に反比例する。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、第３図に示すように、磁石２３とＭＲ素子チ
ップ２１ａ、２１ｂとの距離が短いことから、磁石２３
からの磁界は、該ＭＲ素子デツプ２１ａ、２１ｂ内で均
一とならない。

しかし、ＭＲ索子チップ２１ａ、２Ｉｂ上では強磁性薄
膜のパターン２４．２５の幅が等しいことから、感度、
飽和磁界特性が均一である。従って、ＭＲ素子チップ２
１ａ、２１ｂにおいて、磁石２３からの磁界強度が強い
部分（近い部分）は、実際に飽和磁界以上の磁界が印加
され、該磁石２３の変位による磁界変化があっても全く
出力のない状態となる場合があると共に、磁界強度が弱
い部分（遠い部分）では出力が小さくなるという問題が
ある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、印加
磁界が不均一であっても部分的に磁気飽和しない磁気抵
抗素子を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図に本発明の原理説明図を示す。第１図において、
ＭＲ素子チップ１ａ（１ｂは省略する）と磁界源である
磁石２とが図のような位置関係にあるとする。該ＭＲ素
子チップ１ａ上には、強磁性薄膜が所定形状（図示せず
）でパターンが形成されるが、磁石２に近い部分（磁界
が強い部分）八にはパターン３が形成され、磁石２に遠
い部分（磁界が弱い部分）Ｂにはパターン４が形成され
る。そして、パターン３とパターン４は、その膜厚が同
じであるが、パターン３の幅を狭く形成している。

〔作用〕

第１図に示すように、磁界の強弱によってパターン３の
幅をパターン４より狭くしている。ここで、上述のよう
に、パターンの感度は幅に比例し、飽和特性は幅に反比
例する。

従って、パターン３は感度が低く飽和しにくく、パター
ン４は感度が高く飽和し易い。すなわち、ＭＲ素子チッ
プ１ａの強磁界の部分Ａでは強磁界の検出に有効となり
、微弱磁界の部分Ｂでは微弱磁界の検出に有効となる。

これにより、ＭＲ素子チップ１ａ上のどの部分からも磁
界変位を有効に検出可能となり、第３図に示す加速度セ
ンサにおいて高感度のものとなる。

〔実施例〕

第２図に本発明の一実施例のパターン構成図を示す。第
２図は第１図におけるＭＲ素子チップ１ａを示している
。第２図において、ＭＲ素子チップ１ａは強磁性薄膜金
属（例えばパーマロイ〉がつづら折り形状に形成された
ＭＲ素子パターン５．６を直列に接続される。この場合
、７〜９は接続端子であり、抵抗特性の方向により適宜
選択される。

そして、パターン３の３ａ、３ｂ部分、及びパターン４
の４ａ、４ｂ部分の幅を異ならせている。

例えば３８部分のパターン幅を１０μｍ、３ｂ及び４ｂ
部分のパターン幅を１４μｍ、また４８部分のパターン
幅を１８μｍとしている。これらのパターン幅は磁界源
である磁石２（第１図参照〉との位＠（距離〉に対応さ
せて適宜設定されるものである。

一方、ＭＲ素子パターン５．６には、良導電性を右する
金属（例えば金〉ですだれ状（バーバーポール状）に配
置された電極１０．１１が所定傾斜で形成される。そし
て、ＭＲ素子パターン５゜６の折返し部分の総てにはす
だれ状の電極１０゜１１と同様の電極１２が形成される
と共に、幅の異なる接続部分は同様の電極１０ａ、１１
ａにより覆われる。また、すだれ状の電極１０．１１は
ＭＲ素子パターン５，６で互いに逆方向の傾斜で形成さ
れ、上述の抵抗特性の方向を決定する。

このようなＭＲ素子チップ１ａは、上述のパターン幅で
形成した場合、パターン３．４の３ａ。

３ｂ、４ａ、４ｂ部分で磁界変化に刻する感度が異なり
、４８部分の感度は３８部分の１．８倍となる。

これにより、ＭＲ素子デツプ１ａ上で印加磁界が不均一
であっても、磁気飽和を生じる部分の発生を回避するこ
とができる。

なお、上記実施例ではすだれ状（バーバーポール状〉の
電極を設けた場合を示しているが、設けない場合であっ
ても基本的効果は同様である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、強磁性薄膜のパターンを
磁界源の位置に対応させて、幅を部分的に異ならせるこ
とにより、同−ＭＲ素子チップ上に印加磁界の不均一を
生じても、該パターンが部分的に磁気飽和することなく
磁界の変化を検出することができ、高性能化を図ること
ができる。

をボす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 強磁性薄膜が所定形状のパターンに形成され、磁界の変
   化により抵抗が変化する磁気抵抗素子において、 前記パターンを、前記磁界源の位置に対応させて、幅が
   部分的に異なる形状に形成することを特徴とする磁気抵
   抗素子。