JPH06260310A

JPH06260310A - 磁気抵抗素子のトリミング回路

Info

Publication number: JPH06260310A
Application number: JP5041255A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Igawa; 保志井川
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1993-03-02
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 1994-09-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明では、磁界の印加方向によらずその磁
界の検出を常に正確に行うことの可能な磁気抵抗素子の
トリミング回路を提供する。【構成】本発明は、直交する２方向の線成分１₁およ
び線成分１₂が等しい長さの鉤形をそれぞれ成す６個の
強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３を配設するととも
に、これら６個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３
がそれぞれの端部を介しつつ端子Ａから端子Ｂにかけて
連続的に接続されるように低抵抗金属薄膜４１を配設
し、かつ、６個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３
のうち、段階的に単位数の異なる強磁性体薄膜単位抵抗
ごとに、すなわち、１個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１
１、２個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ２１〜Ｒ２２、３個
の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ３１〜Ｒ３３ごとに低抵抗金
属薄膜４１を介してそれぞれ閉回路が構成されるように
３個のヒューズ部Ｆ１〜Ｆ３を配設して成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗素子のトリミ
ング回路に関するものであり、詳しくは、強磁性体薄膜
の磁気抵抗効果を利用して磁界を検出する磁気抵抗素子
の出力レベルを調整するための磁気抵抗素子のトリヨン
グ回路に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、強磁性体薄膜の磁気抵抗効果を
利用して磁界を検出する磁気抵抗素子を構成する場合に
は、所望の磁気抵抗素子の定常状態における出力レベル
を決定する強磁性体薄膜の端子間抵抗を、その強磁性体
薄膜の領域形成を経た後の工程において適切な値に調整
する作業が必要とされる。これは、所望の強磁性体薄膜
の端子間抵抗をその領域形成の当初から正確な値に設定
することが技術的に困難なためである。このため、従来
においては、例えば、ハイブリッドＩＣ（ＩＣは集積回
路）を構成する通常の薄膜抵抗や厚膜抵抗などの端子間
抵抗を調整する際に一般に適用されているトリミング
が、上述の磁気抵抗素子における強磁性体薄膜の端子間
抵抗を調整する際にそのまま流用されている。

【０００３】図３は、従来の磁気抵抗素子を構成する強
磁性体薄膜に対してダブルリバースカットによるトリミ
ングを行った状態を示す図である。同図に示すように、
このダブルリバースカットによるトリミングにおいて
は、所定の基板（その範囲および符号は示さず）上の電
極１ａと電極１ｂとの間に形成された強磁性体薄膜２の
２箇所の部分が、その長手方向と直交する方向に対して
切削されるようになっている。詳しくは、この強磁性体
薄膜２は、その端子間抵抗を所望の値よりも低めに設定
した状態で形成されており、そのトリミングに際して
は、まず、強磁性体薄膜２の一方の縁部から矢印方向に
レーザ光を照射するなどして切削溝３ａを形成した後
に、続いて、他方の縁部から同じく矢印方向にレーザ光
を照射するなどして切削溝３ｂを形成していくようにす
る。そして、このように切削溝３ａおよび切削溝３ｂを
形成して強磁性体薄膜２の断面積を部分的に狭めていく
ことで、その強磁性体薄膜２の端子間抵抗の値が徐々に
高められるようになり、これにより、電極１ａと電極１
ｂとの間に生じる強磁性体薄膜２の端子間抵抗が適切な
値に調整されるようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
磁気抵抗素子においては、その出力レベルを決定する強
磁性体薄膜２の端子間抵抗を適切な値に調整する目的
で、その強磁性体薄膜２に切削溝３ａおよび切削溝３ｂ
を形成していることから、これらの周辺に位置する強磁
性体薄膜２における電界の方向が局部的に乱れた場合、
その結果、本来的に強磁性体薄膜２を長手方向に沿って
移動すべきドリフトキャリアが、その長手方向と平行す
る方向の成分を持ってしまう。すなわち、強磁性体薄膜
２の面と平行な磁界を加えると、内部抵抗は電流と磁化
方向が平行になったときに最大で、直交したときが最小
となる。したがって、強磁性体薄膜２を形成し、トリミ
ングを行った後、基板の配設のズレや装置内の磁界の変
化により磁界の方向が変化すると、せっかく調整した磁
気抵抗が変化してしまう。これでは、磁界の検出を正確
に行うことは到底期待できない。

【０００５】本発明は、こうした実情に基づいてなされ
たものであり、その目的は、磁界の印加方向によらずそ
の磁界の検出を常に正確に行うことの可能な磁気抵抗素
子のトリミング回路を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、直交する２方
向の線成分同士が等しい長さの鉤形を成す強磁性体単位
抵抗を複数配設するとともに、これら複数の強磁性体単
位抵抗がそれぞれの端部を介しつつ連続的に接続される
よう低抵抗パターン部を配設し、かつ、複数の強磁性体
単位抵抗のうち任意の数の異なる強磁性体単位抵抗ごと
に低抵抗パターン部を介して閉回路が構成されるようヒ
ューズ部を複数配設して成ることを特徴とするものであ
る。

【０００７】

【作用】本発明においては、複数の強磁性体単位抵抗の
形状を、直交する２方向の線成分同士が等しい長さの鉤
形にそれぞれ構成することにより、これら複数の強磁性
体単位抵抗のそれぞれが、回転する磁界に対して均一な
感度を有するようになる。そして、段階的に単位数の異
なる強磁性体単位抵抗ごとに低抵抗パターン部を介して
閉回路を構成している複数のヒューズ部を所定の手段で
選択的に切断することにより、所定の端子間に、複数の
強磁性体単位抵抗に基づく抵抗が段階的に生じるように
なる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に
係る磁気抵抗素子のトリミング回路のパタンレイアウト
を示す図である。また、図２は、この図１に示される磁
気抵抗素子のトリミング回路の等価回路を示す図であ
る。

【０００９】まず、図１に示すように、この磁気抵抗素
子のトリミング回路のパタンレイアウトにおいては、直
交する２方向の線成分１₁および線成分１₂が等しい長
さの鉤形をそれぞれ成す６個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ
１１〜Ｒ３３が配設されており、これら６個の強磁性体
薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３がそれぞれの端部を介しつ
つ端子Ａから端子Ｂにかけて連続的に接続されるよう
に、例えばアルミニウムなどを構成素材とする低抵抗金
属薄膜（図中に点を付して示した領域）４１が配設され
ている。また、６個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ
３３のうち、段階的に単位数の異なる強磁性体薄膜単位
抵抗ごとに、すなわち、１個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ
１１、２個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ２１〜Ｒ２２、３
個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ３１〜Ｒ３３ごとに低抵抗
金属薄膜４１を介してそれぞれ閉回路が構成されるよう
に、例えばアルミニウムなどを構成素材とする３個のヒ
ューズ部Ｆ１〜Ｆ３が配設されている。なお、これら３
個のヒューズ部Ｆ１〜Ｆ３は低抵抗金属薄膜４１の一部
として構成してもよい。そして、以上のパタンレイアウ
トを実際に所定の基板上に再現することで、その基板上
に、図２に示すような等価回路を成す磁気抵抗素子のト
リミング回路が構成されるようになる。

【００１０】続いて、以上のように構成された磁気抵抗
素子のトリミング回路によって磁界が検出される原理を
図１に基づいて説明する。なお、以下の説明では、強磁
性体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３のそれぞれの端部間に
電界（電圧）が印加されている状態にあり、その強磁性
体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３のそれぞれをドリフトキ
ャリアが移動しているものと仮定している。

【００１１】まず、この磁気抵抗素子のトリミング回路
による磁界の検出は、６個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１
１〜Ｒ３３によってそれぞれ個別に行われ、これら６個
の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３のそれぞれが、
図１の面内の全ての方向から印加される磁界を一様に検
出できるようになっている。この理由を１個の強磁性体
薄膜単位抵抗Ｒ１１によって説明すれば、まず、磁界が
図１の面内の上下方向から印加された場合には、必然的
に、その強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１を線成分１₁に沿
って移動するドリフトキャリアはローレンツ力を一切受
けず、一方、線成分１₂に沿って移動するドリフトキャ
リアのみがローレンツ力を最も大きく受ける。次に、こ
の状態から、磁界の印加方向を図１の面内の上下方向か
ら左右方向に対して徐々に回転させていくと、線成分１
₁に沿って移動するドリフトキャリアが次第にローレン
ツ力を受けるようになり、このローレンツ力が増加して
いく割合と同じ割合で、線成分１₂に沿って移動するド
リフトキャリアが受けていたローレンツ力が次第に減少
していく。そして、磁界が図１の面内の左右方向から印
加された時点で、線成分１₁に沿って移動するドリフト
キャリアのみがローレンツ力を最も大きく受けるように
なり、これとは反対に、線成分１₂に沿って移動するド
リフトキャリアはローレンツ力を一切受けなくなる。

【００１２】すなわち、直交する２方向の線成分１₁お
よび線成分１₂が等しい長さの鉤形を成している以上の
強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１は、回転する磁界に対して
均一な感度を有するようになる。そして、この強磁性体
薄膜単位抵抗Ｒ１１と構成が同一な他の強磁性体薄膜単
位抵抗Ｒ２１〜Ｒ３３についても、当然、回転する磁界
に対して均一な感度を有するようになるので、その結
果、６個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３のそれ
ぞれに、図１の面内の全ての方向から印加される磁界を
一様に検出する機能が具備されるようになる。

【００１３】続いて、以上の構成の磁気抵抗素子のトリ
ミング回路に対してトリミングを行う際の手法を図１お
よび図２に基づいて説明する。まず、この磁気抵抗素子
のトリミング回路に対するトリミングは、段階的に単位
数の異なる強磁性体薄膜単位抵抗ごとに対応して配設さ
れている３個のヒューズ部Ｆ１〜Ｆ３を、例えば、その
部分にレーザ光の照射や高電流の印加を行うなどして選
択的に切断し、これにより、端子Ａと端子Ｂとの間に６
個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３に基づく抵抗
を段階的に生じさせることで行われるようになってい
る。換言すれば、この磁気抵抗素子のトリミング回路の
場合、３個のヒューズ部Ｆ１〜Ｆ３のうちの何れのヒュ
ーズ部も切断していない状態では、端子Ａと端子Ｂとの
間に抵抗は生じておらず、３個のヒューズ部Ｆ１〜Ｆ３
のうちの何れかのヒューズ部を切断して初めて端子Ａと
端子Ｂとの間に抵抗が生じるようになっている。

【００１４】すなわち、３個のヒューズ部Ｆ１〜Ｆ３の
うちの１個のヒューズ部Ｆ１を単独で切断した場合に
は、低抵抗金属薄膜４１を介しながら１個の強磁性体薄
膜単位抵抗Ｒ１１との間で構成されていた閉回路が解放
され、これに伴い、端子Ａと端子Ｂとの間に、１個の強
磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１による１単位分の抵抗が生じ
るようになる。また、１個のヒューズ部Ｆ２を単独で切
断したばしには、端子Ａと端子Ｂとの間に、２個の強磁
性体薄膜単位抵抗Ｒ２１〜Ｒ２２による２単位分の抵抗
が直列に生じるようになり、さらに、１個のヒューズ部
Ｆ３を単独で切断した場合には、端子Ａと端子Ｂとの間
に、３個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ３１〜Ｒ３３による
３単位分の抵抗が直列に生じるようになる。

【００１５】これに加え、３個のヒューズ部Ｆ１〜Ｆ３
のうちの２個のヒューズ部Ｆ１およびヒューズ部Ｆ３を
共に切断した場合には、低抵抗金属薄膜４１を介して１
個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１との間で構成されてい
た閉回路と、３個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ３１〜Ｒ３
３との間で構成されていた閉回路とが解放され、これに
伴い、端子Ａと端子Ｂとの間に、１個の強磁性体薄膜単
位抵抗Ｒ１１と３個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ３１〜Ｒ
３３とによる４単位分の抵抗が直列に生じるようにな
る。また、２個のヒューズ部Ｆ２およびヒューズ部Ｆ３
を共に切断した場合には、端子Ａと端子Ｂとの間に、２
個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ２１〜Ｒ２２と３個の強磁
性体薄膜単位抵抗Ｒ３１〜Ｒ３３とによる５単位分の抵
抗が生じるようになり、さらに、３個のヒューズ部Ｆ１
〜Ｆ３の全てを切断した場合には、端子Ａと端子Ｂとの
間に、１個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１と２個の強磁
性体薄膜単位抵抗Ｒ２１〜Ｒ２２と３個の強磁性体薄膜
単位抵抗Ｒ３１〜Ｒ３３とによる６単位分の抵抗が生じ
るようになる。

【００１６】そして、以上のトリミングにより、端子Ａ
と端子Ｂとの間には１単位分から６単位分までの抵抗を
段階的に生じさせることができるようになり、これに伴
い、その端子Ａと端子Ｂとの間に、１単位分から６単位
分までの抵抗にそれぞれ相当する磁気抵抗効果が段階的
に現れるようになる。その結果、この磁気抵抗素子のト
リミング回路によれば、図１の面内の全ての方向から印
加される磁界を一様に検出する機能をそれぞれ有する６
個の強磁性体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３に対し、従来
のように副次的な磁気抵抗効果を一切生じさせることな
く、いわば間接的に、確実なトリミングを行うことがで
きるようになる。

【００１７】なお、以上の一実施例では、６個の強磁性
体薄膜単位抵抗Ｒ１１〜Ｒ３３を配設したものを挙げて
説明したが、例えば、これに４個の強磁性体薄膜単位抵
抗を加えて総計１０個の強磁性体薄膜単位抵抗を配設し
たり、さらに５個の強磁性体薄膜単位抵抗を加えて総計
１５個の強磁性体薄膜単位抵抗を配設するなどしてもよ
い。この場合、それぞれの強磁性体薄膜単位抵抗におけ
る端子間抵抗を低めに設定すれば、一実施例の磁気抵抗
素子のトリミング回路による場合よりも精密なトリミン
グを行うことができるようになる。

【００１８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、複数の強磁性体薄膜単位抵抗が回転する磁界に
対して均一な感度を有するものとなるよう、それぞれの
形状を直交する２方向の線成分同士が等しい長さの鉤形
として構成し、そのうえで、所定の端子間に複数の強磁
性体薄膜単位抵抗に基づく抵抗を段階的に生じさせるた
めに、所定の手段による切断が可能な複数のヒューズ部
を、段階的に単位数の異なる強磁性体薄膜単位抵抗ごと
に低抵抗金属薄膜を介して閉回路を構成するよう配設し
たことから、磁界の印加方向によらずその磁界を一様に
検出する機能をそれぞれ有する複数の強磁性体薄膜単位
抵抗に対し、従来のように副次的な磁気抵抗効果を一切
生じさせることなく、確実なトリミングを行うことがで
きるようになる。その結果、磁気抵抗素子の定常状態に
おける出力レベルの調整を容易かつ確実に行うことがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る磁気抵抗素子のトリミ
ング回路のパタンレイアウトを示す図である。

【図２】図１に示される磁気抵抗素子のトリミング回路
の等価回路を示す図である。

【図３】従来の磁気抵抗素子を構成する強磁性体薄膜に
対してダブルリバースカットによるトリミングを行った
状態を示す図である。

【符号の説明】

Ｒ１１〜Ｒ３３強磁性体薄膜単位抵抗４１低抵抗金属薄膜Ｆ１〜Ｆ３ヒューズ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直交する２方向の線成分同士が等しい長
さの鉤形を成す強磁性体単位抵抗を複数配設するととも
に、これら複数の強磁性体単位抵抗がそれぞれの端部を
介しつつ連続的に接続されるよう低抵抗パターン部を配
設し、かつ、前記複数の強磁性体単位抵抗のうち任意の
数の強磁性体単位抵抗ごとに前記低抵抗パターン部を介
して閉回路が構成されるようヒューズ部を複数配設して
成ることを特徴とする磁気抵抗素子のトリミング回路。