JPH04255276A - 磁気抵抗素子 - Google Patents
磁気抵抗素子Info
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- JPH04255276A JPH04255276A JP3016132A JP1613291A JPH04255276A JP H04255276 A JPH04255276 A JP H04255276A JP 3016132 A JP3016132 A JP 3016132A JP 1613291 A JP1613291 A JP 1613291A JP H04255276 A JPH04255276 A JP H04255276A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗素子、特に弱い
外部磁界を高精度に検出する磁気抵抗素子の構成に関す
る。
外部磁界を高精度に検出する磁気抵抗素子の構成に関す
る。
【０００２】磁気抵抗素子は、磁界に対する感度がたか
いため、位置検出，角度検出等の各種センサに用いられ
ているが、その用途によっては一層高感度のものが必要
とされる。一般に、高感度化した磁気抵抗素子はヒステ
リシスが相対的に大きく、アナログ出力を得るには適当
でない。しかし、近年各種センサも小型化の要求が強く
、磁気抵抗素子と組合せて使用する磁石等も小さくなり
、微小の磁界変化を検出する必要が生じてきた。そのた
めには、磁気抵抗素子を一層高感度にし、かつ、ヒステ
リシスの小さいものが要望される。
いため、位置検出，角度検出等の各種センサに用いられ
ているが、その用途によっては一層高感度のものが必要
とされる。一般に、高感度化した磁気抵抗素子はヒステ
リシスが相対的に大きく、アナログ出力を得るには適当
でない。しかし、近年各種センサも小型化の要求が強く
、磁気抵抗素子と組合せて使用する磁石等も小さくなり
、微小の磁界変化を検出する必要が生じてきた。そのた
めには、磁気抵抗素子を一層高感度にし、かつ、ヒステ
リシスの小さいものが要望される。
【０００３】
【従来の技術】図３は従来構成による磁気抵抗素子の要
部構成を示す断面図（イ） とその外部磁界検出パター
ンの平面図（ロ） と出力特性図（ハ） であり、バー
バーポール型磁気抵抗素子１はシリコン基板２の表面に
絶縁層（ＳｉＯ２ 層） ３を被着し、絶縁層３の上に
形成した磁界検出パターン４を保護層５で被覆する。外
部磁界を検出するつづら折り状の磁界検出パターン４は
、磁性体（一般にパーマロイ膜）パターン６の上に、密
着層８を介して導体（一般に金）パターン７を傾斜する
縞状に形成する。 このように構成した磁気抵抗素子１の抵抗変化は、図１
（ハ） に示す如く外部磁界の強さに対応する。
部構成を示す断面図（イ） とその外部磁界検出パター
ンの平面図（ロ） と出力特性図（ハ） であり、バー
バーポール型磁気抵抗素子１はシリコン基板２の表面に
絶縁層（ＳｉＯ２ 層） ３を被着し、絶縁層３の上に
形成した磁界検出パターン４を保護層５で被覆する。外
部磁界を検出するつづら折り状の磁界検出パターン４は
、磁性体（一般にパーマロイ膜）パターン６の上に、密
着層８を介して導体（一般に金）パターン７を傾斜する
縞状に形成する。 このように構成した磁気抵抗素子１の抵抗変化は、図１
（ハ） に示す如く外部磁界の強さに対応する。
【０００４】磁気抵抗素子１を高感度化するには、磁性
体パターン６の抵抗値をＲ，外部磁界による磁性体パタ
ーン６の抵抗変化をΔＲとしたとき、磁性体パターン６
の抵抗変化率ΔＲ／Ｒが使用材料によって決まるため、
飽和磁界を小さくするように磁界検出パターン４を設計
する。そして、飽和磁界を小さくするには磁性体パター
ン６の幅Ｗを大きくしその膜厚を薄くして対応すること
になる。
体パターン６の抵抗値をＲ，外部磁界による磁性体パタ
ーン６の抵抗変化をΔＲとしたとき、磁性体パターン６
の抵抗変化率ΔＲ／Ｒが使用材料によって決まるため、
飽和磁界を小さくするように磁界検出パターン４を設計
する。そして、飽和磁界を小さくするには磁性体パター
ン６の幅Ｗを大きくしその膜厚を薄くして対応すること
になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
磁気抵抗素子１の高感度設計は、磁界検出パターン４の
幅Ｗを広げ磁性体パターン６を薄くする必要から、磁界
検出パターン４の面積が広くなり、磁気抵抗素子１の小
型化を損なうという問題点があった。
磁気抵抗素子１の高感度設計は、磁界検出パターン４の
幅Ｗを広げ磁性体パターン６を薄くする必要から、磁界
検出パターン４の面積が広くなり、磁気抵抗素子１の小
型化を損なうという問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する本
発明の磁気抵抗素子は、その実施例を示す図１によれば
、シリコン基板２に絶縁層３を形成してなる絶縁基板に
形成した外部磁界検出パターン１４が、多数の磁性体パ
ターン１５の各開離間を導体パターン１７で接続したこ
とを特徴とし、さらに、整列する多数の磁性体パターン
１５がその整列方向に傾斜する平行四辺形であり、導体
パターン１７が磁性体パターン１５の形状に沿ってその
開離間を接続したこと、および、絶縁基板の上に磁性膜
１２を被着し、磁性膜１２の上に絶縁層１３を被着し、
磁性体パターン１５を絶縁層１３の上に形成したことを
特徴とする。
発明の磁気抵抗素子は、その実施例を示す図１によれば
、シリコン基板２に絶縁層３を形成してなる絶縁基板に
形成した外部磁界検出パターン１４が、多数の磁性体パ
ターン１５の各開離間を導体パターン１７で接続したこ
とを特徴とし、さらに、整列する多数の磁性体パターン
１５がその整列方向に傾斜する平行四辺形であり、導体
パターン１７が磁性体パターン１５の形状に沿ってその
開離間を接続したこと、および、絶縁基板の上に磁性膜
１２を被着し、磁性膜１２の上に絶縁層１３を被着し、
磁性体パターン１５を絶縁層１３の上に形成したことを
特徴とする。
【０００７】
【作用】磁性体の磁気抵抗を利用した磁気抵抗素子の飽
和磁界は、磁性体パターンの形状に依存する。そのこと
に着目した本発明の磁気検出パターンは、細長く形成さ
れた従来の磁性体パターンを分割し、分割された多数の
磁性体パターンを導体パターンで連結した構成とする。 即ち、本発明において磁性体パターンは磁化容易軸方向
に対して短く分割した形状になっているため、外部磁界
方向の反磁界が小さくなり、内部磁化の回転が容易にな
る。従って、磁性体パターンはその幅Ｗを大きくしなく
ても飽和磁界が小さくなり、高感度化が実現する。
和磁界は、磁性体パターンの形状に依存する。そのこと
に着目した本発明の磁気検出パターンは、細長く形成さ
れた従来の磁性体パターンを分割し、分割された多数の
磁性体パターンを導体パターンで連結した構成とする。 即ち、本発明において磁性体パターンは磁化容易軸方向
に対して短く分割した形状になっているため、外部磁界
方向の反磁界が小さくなり、内部磁化の回転が容易にな
る。従って、磁性体パターンはその幅Ｗを大きくしなく
ても飽和磁界が小さくなり、高感度化が実現する。
【０００８】さらに、絶縁基板に磁性膜と絶縁層を積層
してその絶縁層の上に磁気検出パターンを形成し、該磁
性膜の磁化容易軸と磁気検出パターン（磁性体パターン
）の磁化容易軸とを一致せしめることで、磁性体パター
ンの内部磁化の向きを制御することができ、磁気抵抗素
子のヒステリシスを抑制できる。
してその絶縁層の上に磁気検出パターンを形成し、該磁
性膜の磁化容易軸と磁気検出パターン（磁性体パターン
）の磁化容易軸とを一致せしめることで、磁性体パター
ンの内部磁化の向きを制御することができ、磁気抵抗素
子のヒステリシスを抑制できる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例による磁気抵抗素子の
要部構成を示す断面図（イ） とその外部磁界検出パタ
ーンの平面図（ロ） と出力特性図（ハ） 、図２は図
１に示す磁界検出パターンの主要製造工程の説明図であ
る。
要部構成を示す断面図（イ） とその外部磁界検出パタ
ーンの平面図（ロ） と出力特性図（ハ） 、図２は図
１に示す磁界検出パターンの主要製造工程の説明図であ
る。
【００１０】図１において、バーバーポール型磁気抵抗
素子１１はシリコン基板２の表面に絶縁層（ＳｉＯ２
層） ３を被着し、絶縁層３の上に磁性膜（パーマロイ
薄膜）１２を被着し、磁性膜１２に積層した絶縁層１３
の上に形成した磁界検出パターン１４を保護層５で被覆
する。
素子１１はシリコン基板２の表面に絶縁層（ＳｉＯ２
層） ３を被着し、絶縁層３の上に磁性膜（パーマロイ
薄膜）１２を被着し、磁性膜１２に積層した絶縁層１３
の上に形成した磁界検出パターン１４を保護層５で被覆
する。
【００１１】外部磁界Ｈｅｘを検出するつづら折り状の
磁界検出パターン１４は、整列する多数の磁性体（一般
にパーマロイ）パターン１５と、密着層１６を介して被
着する導体（一般に金）パターン１７にて構成する。磁
性体パターン１５の磁化容易軸方向に、多数の磁性体パ
ターン１５を開離間で接続する導体パターン１７は、図
１（ハ） に示す如く飽和磁界より小さい範囲でリニア
な出力を得るようにするため、約４５度に傾斜する縞状
である。そして、磁性膜１２の磁化容易軸は磁性体パタ
ーン１５のそれ （磁性体パターン１５の連結方向）
と揃う。
磁界検出パターン１４は、整列する多数の磁性体（一般
にパーマロイ）パターン１５と、密着層１６を介して被
着する導体（一般に金）パターン１７にて構成する。磁
性体パターン１５の磁化容易軸方向に、多数の磁性体パ
ターン１５を開離間で接続する導体パターン１７は、図
１（ハ） に示す如く飽和磁界より小さい範囲でリニア
な出力を得るようにするため、約４５度に傾斜する縞状
である。そして、磁性膜１２の磁化容易軸は磁性体パタ
ーン１５のそれ （磁性体パターン１５の連結方向）
と揃う。
【００１２】図２（イ） において、シリコン基板２の
表面に絶縁層３，厚さ１０００Åのパーマロイ薄膜１２
， 厚さ２０００ÅのＳｉＮである絶縁層１３， 厚さ
５００Åのパーマロイ薄膜２１を積層したのち、図２
（ロ） に示す如くパーマロイ薄膜２１をエッチングし
磁性体パターン１５を形成する。
表面に絶縁層３，厚さ１０００Åのパーマロイ薄膜１２
， 厚さ２０００ÅのＳｉＮである絶縁層１３， 厚さ
５００Åのパーマロイ薄膜２１を積層したのち、図２
（ロ） に示す如くパーマロイ薄膜２１をエッチングし
磁性体パターン１５を形成する。
【００１３】次いで、図２（ハ） に示す如く厚さ ５
００ÅのＴａＭｏの密着層２２と厚さ５０００Åの金に
てなる導体層２３を積層したのち、密着層２２と導体層
２３をエッチングして図２（ニ） に示す如く、導体パ
ターン１７を形成し、磁界検出パターン１４が完成する
。
００ÅのＴａＭｏの密着層２２と厚さ５０００Åの金に
てなる導体層２３を積層したのち、密着層２２と導体層
２３をエッチングして図２（ニ） に示す如く、導体パ
ターン１７を形成し、磁界検出パターン１４が完成する
。
【００１４】図１（イ），（ロ） および図２を用いて
説明した如く構成し、各磁性体パターン１５が幅Ｗ＝１
０μｍ，表呈長さＬ＝５μｍであり、導体パターン１７
の傾斜角度を４５度とした磁界検出パターン１４の出力
特性は、図１（ハ） に実線で示す如く、破線で示す従
来素子の特性に比べ感度が約４倍に向上した。
説明した如く構成し、各磁性体パターン１５が幅Ｗ＝１
０μｍ，表呈長さＬ＝５μｍであり、導体パターン１７
の傾斜角度を４５度とした磁界検出パターン１４の出力
特性は、図１（ハ） に実線で示す如く、破線で示す従
来素子の特性に比べ感度が約４倍に向上した。
【００１５】前記実施例において、磁性膜１２の磁化容
易軸と磁性体パターン１５の磁化容易軸とを一致せしめ
ることで、磁性体パターン１５の内部磁化の向きを制御
することが可能となり、磁気抵抗素子のヒステリシスを
抑制できるようになる。そして、絶縁層１３は磁性膜１
２と磁気検出パターン１４との絶縁性を確保し、その結
果、本発明による磁気抵抗素子のヒステリシスは従来素
子と同レベルになる。
易軸と磁性体パターン１５の磁化容易軸とを一致せしめ
ることで、磁性体パターン１５の内部磁化の向きを制御
することが可能となり、磁気抵抗素子のヒステリシスを
抑制できるようになる。そして、絶縁層１３は磁性膜１
２と磁気検出パターン１４との絶縁性を確保し、その結
果、本発明による磁気抵抗素子のヒステリシスは従来素
子と同レベルになる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明による磁気抵
抗素子は、従来の磁気抵抗素子に比べ数倍の高感度とな
り、かつ、ヒステリシスを従来のそれと同等としたこと
より、例えば磁気インクパターンの如き微弱磁界を高精
度に検出できるようにした効果が得られた。
抗素子は、従来の磁気抵抗素子に比べ数倍の高感度とな
り、かつ、ヒステリシスを従来のそれと同等としたこと
より、例えば磁気インクパターンの如き微弱磁界を高精
度に検出できるようにした効果が得られた。
【図１】 本発明の実施例による磁気抵抗素子の説明
図である。
図である。
【図２】 図１に示す磁界検出パターンの主要製造工
程の説明図である。
程の説明図である。
【図３】 従来構成による磁気抵抗素子の説明図であ
る。
る。
【符号の説明】
２はシリコン基板
３はシリコン基板の上に被着した絶縁層１１は磁気抵抗
素子 １２は磁性膜（パーマロイ薄膜） １３は磁性膜の上に被着した絶縁層 １４は外部磁界検出パターン
素子 １２は磁性膜（パーマロイ薄膜） １３は磁性膜の上に被着した絶縁層 １４は外部磁界検出パターン
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁基板に形成した外部磁界検出パタ
ーン（１４）が、多数の磁性体パターン（１５）の各開
離間を導体パターン（１７）で接続したことを特徴とす
る磁気抵抗素子。 - 【請求項２】 整列する前記多数の磁性体パターン（
１５）がその整列方向に傾斜する平行四辺形であり、前
記導体パターン（１７）が該磁性体パターン（１５）の
形状に沿って前記開離間を接続したことを特徴とする前
記請求項１記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項３】 絶縁基板の上に磁性膜（１２）を被着
し、該磁性膜（１２）の上に絶縁層（１３）を被着し、
前記磁性体パターン（１５）を該絶縁層（１３）の上に
形成したことを特徴とする前記請求項１または２記載の
磁気抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016132A JPH04255276A (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 磁気抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016132A JPH04255276A (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 磁気抵抗素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255276A true JPH04255276A (ja) | 1992-09-10 |
Family
ID=11907970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3016132A Withdrawn JPH04255276A (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 磁気抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04255276A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5483402A (en) * | 1994-06-15 | 1996-01-09 | Quantum Corporation | Magneto resistive head having symmetric off-track performance profile |
| JP2004536453A (ja) * | 2001-07-19 | 2004-12-02 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 磁歪センサ用のバーバー・ポール構造 |
| JP2007114019A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Tokai Rika Co Ltd | 磁気センサの磁性体配置構造 |
-
1991
- 1991-02-07 JP JP3016132A patent/JPH04255276A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5483402A (en) * | 1994-06-15 | 1996-01-09 | Quantum Corporation | Magneto resistive head having symmetric off-track performance profile |
| JP2004536453A (ja) * | 2001-07-19 | 2004-12-02 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 磁歪センサ用のバーバー・ポール構造 |
| JP2007114019A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Tokai Rika Co Ltd | 磁気センサの磁性体配置構造 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |