JPH10256620A - 巨大磁気抵抗効果素子センサ - Google Patents
巨大磁気抵抗効果素子センサInfo
- Publication number
- JPH10256620A JPH10256620A JP9053717A JP5371797A JPH10256620A JP H10256620 A JPH10256620 A JP H10256620A JP 9053717 A JP9053717 A JP 9053717A JP 5371797 A JP5371797 A JP 5371797A JP H10256620 A JPH10256620 A JP H10256620A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetoresistive
- layer
- magnetization
- ferromagnetic layer
- pinned
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、低外部磁界で高抵抗変化を示す巨
大磁気抵抗効果素子を用いて磁気センサを構成し、抵抗
変化分が磁化と電流のなす角度に依存しないスピンバル
ブ素子などであっても差動型やブリッジ型のセンサを組
むことができるとともに、高感度なものを得ることがで
きる巨大磁気抵抗効果素子センサを提供することを目的
とする。 【解決手段】 本発明は、磁化反転がピン止めされた少
なくとも一層のピン止め強磁性層３２、３８と、磁化が
外部の磁界に対して自在に反転する少なくとも一層のフ
リー強磁性層３４、４０とを具備する磁気抵抗効果多層
膜３５、４１を少なくとも複数並列させて配置し、それ
ぞれのピン止め強磁性層の磁化の向きをほぼ正反対向き
としてなることを特徴とする。
大磁気抵抗効果素子を用いて磁気センサを構成し、抵抗
変化分が磁化と電流のなす角度に依存しないスピンバル
ブ素子などであっても差動型やブリッジ型のセンサを組
むことができるとともに、高感度なものを得ることがで
きる巨大磁気抵抗効果素子センサを提供することを目的
とする。 【解決手段】 本発明は、磁化反転がピン止めされた少
なくとも一層のピン止め強磁性層３２、３８と、磁化が
外部の磁界に対して自在に反転する少なくとも一層のフ
リー強磁性層３４、４０とを具備する磁気抵抗効果多層
膜３５、４１を少なくとも複数並列させて配置し、それ
ぞれのピン止め強磁性層の磁化の向きをほぼ正反対向き
としてなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置センサ、角度
センサ等に適用される巨大磁気抵抗効果素子センサに関
する。
センサ等に適用される巨大磁気抵抗効果素子センサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気抵抗効果型素子（ＭＲ素子）
として、異方性磁気抵抗効果現象を用いたＡＭＲ（Anis
otropic Magnetoresistance）素子と、伝導電子のスピ
ン依存散乱現象を用いたＧＭＲ（Giant Magnetoresista
nce：巨大磁気抵抗効果）素子とが知られており、ＧＭ
Ｒ素子の１つの具体例として、低外部磁界で高磁気抵抗
効果を示すスピンバルブ（Spin-Valve）素子が米国特許
第５１５９５１３号明細書に示されている。
として、異方性磁気抵抗効果現象を用いたＡＭＲ（Anis
otropic Magnetoresistance）素子と、伝導電子のスピ
ン依存散乱現象を用いたＧＭＲ（Giant Magnetoresista
nce：巨大磁気抵抗効果）素子とが知られており、ＧＭ
Ｒ素子の１つの具体例として、低外部磁界で高磁気抵抗
効果を示すスピンバルブ（Spin-Valve）素子が米国特許
第５１５９５１３号明細書に示されている。
【０００３】ところで、ＭＲ素子を用いた角度センサ、
位置センサ等の非接触型ポテンショメータや各種磁気セ
ンサは、直流、あるいはごく低い周波数で動作するため
に、ＭＲ素子の出力電圧のうち、ＤＣオフセットの分
（磁場により抵抗変化しない分）を除去するために、ハ
イパスフィルタを使えないという問題がある。ここで、
ＤＣオフセットとは、ＭＲ素子抵抗を磁場によって変化
しない項Ｒ0と磁場により変化する項ΔＲの和（Ｒ0＋Δ
Ｒ）とした場合に、Ｖ＝（Ｒ0＋ΔＲ）ｉ（ｉは素子に
流れる電流）で示される出力電圧におけるＲ0ｉで示さ
れる分であり、この分を除去しないと後の回路において
信号の増幅等の処理ができない問題がある。
位置センサ等の非接触型ポテンショメータや各種磁気セ
ンサは、直流、あるいはごく低い周波数で動作するため
に、ＭＲ素子の出力電圧のうち、ＤＣオフセットの分
（磁場により抵抗変化しない分）を除去するために、ハ
イパスフィルタを使えないという問題がある。ここで、
ＤＣオフセットとは、ＭＲ素子抵抗を磁場によって変化
しない項Ｒ0と磁場により変化する項ΔＲの和（Ｒ0＋Δ
Ｒ）とした場合に、Ｖ＝（Ｒ0＋ΔＲ）ｉ（ｉは素子に
流れる電流）で示される出力電圧におけるＲ0ｉで示さ
れる分であり、この分を除去しないと後の回路において
信号の増幅等の処理ができない問題がある。
【０００４】このため従来、図６に示すように磁場に対
する抵抗変化の符号が異なるＭＲ素子１とＭＲ素子２を
直列接続し、接続したＭＲ素子１、２の端部に端子Ａ、
Ｃを設け、更にＭＲ素子１とＭＲ素子２との間に中間端
子Ｂを設けてＭＲ素子１とＭＲ素子２の差動出力を取る
ことができる回路構成が採用されている。従って、ＭＲ
素子１の出力を端子ＡＢ間から、Ｖ1＝（Ｒ0＋ΔＲ）ｉ
の式に基づいて測定し、ＭＲ素子２の出力を端子ＢＣ間
から、Ｖ2＝（Ｒ0−ΔＲ）ｉの式に基づいて測定し、差
動出力としてＶ1−Ｖ2＝２ΔＲｉを得るならば、磁場に
よって変化しない抵抗分をキャンセルして磁場により抵
抗が変化した分のみを検出することができる。
する抵抗変化の符号が異なるＭＲ素子１とＭＲ素子２を
直列接続し、接続したＭＲ素子１、２の端部に端子Ａ、
Ｃを設け、更にＭＲ素子１とＭＲ素子２との間に中間端
子Ｂを設けてＭＲ素子１とＭＲ素子２の差動出力を取る
ことができる回路構成が採用されている。従って、ＭＲ
素子１の出力を端子ＡＢ間から、Ｖ1＝（Ｒ0＋ΔＲ）ｉ
の式に基づいて測定し、ＭＲ素子２の出力を端子ＢＣ間
から、Ｖ2＝（Ｒ0−ΔＲ）ｉの式に基づいて測定し、差
動出力としてＶ1−Ｖ2＝２ΔＲｉを得るならば、磁場に
よって変化しない抵抗分をキャンセルして磁場により抵
抗が変化した分のみを検出することができる。
【０００５】また、図７に示すようにＭＲ素子３、４、
５、６を用いてブリッジ回路を構成し、ＭＲ素子３、５
を互いに抵抗変化の符号が同じ素子とし、ＭＲ素子４、
６を前記ＭＲ素子３、５に対して抵抗変化の符号が異な
る逆相の素子とし、ＭＲ素子３、６間に端子ａを設け、
ＭＲ素子４、５間に端子ｂを設け、ＭＲ素子３、４間に
端子ｃを設け、ＭＲ素子５、６間に端子ｄを設けて構成
することにより、各端子間の差動出力を利用して磁場に
よって変化しない抵抗分をキャンセルし、磁場により抵
抗が変化した分のみを検出することができる。
５、６を用いてブリッジ回路を構成し、ＭＲ素子３、５
を互いに抵抗変化の符号が同じ素子とし、ＭＲ素子４、
６を前記ＭＲ素子３、５に対して抵抗変化の符号が異な
る逆相の素子とし、ＭＲ素子３、６間に端子ａを設け、
ＭＲ素子４、５間に端子ｂを設け、ＭＲ素子３、４間に
端子ｃを設け、ＭＲ素子５、６間に端子ｄを設けて構成
することにより、各端子間の差動出力を利用して磁場に
よって変化しない抵抗分をキャンセルし、磁場により抵
抗が変化した分のみを検出することができる。
【０００６】ところで、従来、ＡＭＲ素子を用いて図６
に示す構成の回路を組む場合の具体的な構成として、図
８に示すように、Ｎｉ-Ｆｅ合金（パーマロイ）等の磁
性膜で形成した短冊状のパターン７と８を互いの対応部
分の電流が流れる部分を直交させるように配置し、パタ
ーン７の端部に端子Ｄをパターン８の端部に端子Ｅをパ
ターン７、８の接続部に中間端子Ｆを設けた構成が知ら
れている。このような回路構成に用いられるＡＭＲ素子
７、８は、抵抗が電流ｉと磁化Ｍ（図８の矢印Ｍに示す
方向のもの）のなす角度θに依存するので、図８に示す
ようにパターン７と８で互いの対応部分に流れる電流を
直交させるように配置することが必要になる。この例の
回路において磁化Ｍに対してＡＭＲ素子７、８の抵抗変
化は、Ｒ1＝Ｒ0−ΔＲ SIN2（９０−θ）、Ｒ2＝Ｒ0−
ΔＲ SIN2θの両式から、以下の（Ｉ）式に示す Ｒ＝Ｒ1−Ｒ2＝ΔＲ[SIN2θ−SIN2（９０−θ）]＝−ΔＲCOS２θ・・・（Ｉ）式 の関係となり、抵抗変化を得ることができる。（ただ
し、これらの式において、Ｒ1はＡＭＲ素子７の抵抗、
Ｒ2はＡＭＲ素子８の抵抗、Ｒ0はＡＭＲ素子７、８にお
いて磁場により変化しない抵抗分をそれぞれ示す。）
に示す構成の回路を組む場合の具体的な構成として、図
８に示すように、Ｎｉ-Ｆｅ合金（パーマロイ）等の磁
性膜で形成した短冊状のパターン７と８を互いの対応部
分の電流が流れる部分を直交させるように配置し、パタ
ーン７の端部に端子Ｄをパターン８の端部に端子Ｅをパ
ターン７、８の接続部に中間端子Ｆを設けた構成が知ら
れている。このような回路構成に用いられるＡＭＲ素子
７、８は、抵抗が電流ｉと磁化Ｍ（図８の矢印Ｍに示す
方向のもの）のなす角度θに依存するので、図８に示す
ようにパターン７と８で互いの対応部分に流れる電流を
直交させるように配置することが必要になる。この例の
回路において磁化Ｍに対してＡＭＲ素子７、８の抵抗変
化は、Ｒ1＝Ｒ0−ΔＲ SIN2（９０−θ）、Ｒ2＝Ｒ0−
ΔＲ SIN2θの両式から、以下の（Ｉ）式に示す Ｒ＝Ｒ1−Ｒ2＝ΔＲ[SIN2θ−SIN2（９０−θ）]＝−ΔＲCOS２θ・・・（Ｉ）式 の関係となり、抵抗変化を得ることができる。（ただ
し、これらの式において、Ｒ1はＡＭＲ素子７の抵抗、
Ｒ2はＡＭＲ素子８の抵抗、Ｒ0はＡＭＲ素子７、８にお
いて磁場により変化しない抵抗分をそれぞれ示す。）
【０００７】図８に示す回路構成のセンサであるなら
ば、例えば、ＡＭＲ素子７、８を形成した面に隣接した
磁石を回転させてＡＭＲ素子７、８の磁化を一様に回転
させるような場合（非接触ポテンショメータの動作に相
当する場合）、ＡＭＲ素子７の部分ではθ（磁化Ｍの方
向と回路電流ｉの方向とのなす角度）が大きくなる方向
に回転すると、逆にＡＭＲ素子８の部分ではθが小さく
なることになり、ＡＭＲ素子７とＡＭＲ素子８の出力の
位相を逆にすることができる。
ば、例えば、ＡＭＲ素子７、８を形成した面に隣接した
磁石を回転させてＡＭＲ素子７、８の磁化を一様に回転
させるような場合（非接触ポテンショメータの動作に相
当する場合）、ＡＭＲ素子７の部分ではθ（磁化Ｍの方
向と回路電流ｉの方向とのなす角度）が大きくなる方向
に回転すると、逆にＡＭＲ素子８の部分ではθが小さく
なることになり、ＡＭＲ素子７とＡＭＲ素子８の出力の
位相を逆にすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ＡＭＲ
素子７、８に代えて、ＧＭＲ素子の中でも低外部磁界で
高磁気抵抗効果を示すスピンバルブ素子を用いると、そ
の磁気抵抗変化分が大きいので、大きな出力を得ること
ができ、高感度のセンサを構成できると思われるが、ス
ピンバルブ素子は、その抵抗変化分が磁化Ｍと電流のな
す角度θに依存しないので、図８に示すような回路構造
は採用できない問題がある。
素子７、８に代えて、ＧＭＲ素子の中でも低外部磁界で
高磁気抵抗効果を示すスピンバルブ素子を用いると、そ
の磁気抵抗変化分が大きいので、大きな出力を得ること
ができ、高感度のセンサを構成できると思われるが、ス
ピンバルブ素子は、その抵抗変化分が磁化Ｍと電流のな
す角度θに依存しないので、図８に示すような回路構造
は採用できない問題がある。
【０００９】次に、スピンバルブ素子を用いた磁気セン
サの一例として、特開平６−６０３３６号公報に開示さ
れている磁気抵抗センサがある。この磁気抵抗センサ１
０は、非磁性の基板１１にフリー強磁性層１２と非磁性
層１３とピン止め強磁性層１４と反強磁性層１５を積層
して構成されるものであり、ピン止め強磁性層１４の磁
化の向き１６が反強磁性層１５による磁気的交換結合に
より固定されるとともに、フリー強磁性層１２の磁化の
向き１７が、印加磁界がない時にピン止め強磁性層１４
の磁化の向き１６に対して直角に向けられている。ただ
し、このフリー強磁性層１２の磁化の向き１７は固定さ
れないので外部磁界により回転できるようになってい
る。図９に示す構造に対して印加磁界ｈを付加すると、
印加磁界ｈの方向に応じてフリー強磁性層１２の磁化の
向き１７が点線矢印の如く回転するので、フリー強磁性
層１２とピン止め強磁性層１４との間で磁化に角度差が
生じることになるために、抵抗変化が起こり、これによ
り磁場検出ができるようになっている。
サの一例として、特開平６−６０３３６号公報に開示さ
れている磁気抵抗センサがある。この磁気抵抗センサ１
０は、非磁性の基板１１にフリー強磁性層１２と非磁性
層１３とピン止め強磁性層１４と反強磁性層１５を積層
して構成されるものであり、ピン止め強磁性層１４の磁
化の向き１６が反強磁性層１５による磁気的交換結合に
より固定されるとともに、フリー強磁性層１２の磁化の
向き１７が、印加磁界がない時にピン止め強磁性層１４
の磁化の向き１６に対して直角に向けられている。ただ
し、このフリー強磁性層１２の磁化の向き１７は固定さ
れないので外部磁界により回転できるようになってい
る。図９に示す構造に対して印加磁界ｈを付加すると、
印加磁界ｈの方向に応じてフリー強磁性層１２の磁化の
向き１７が点線矢印の如く回転するので、フリー強磁性
層１２とピン止め強磁性層１４との間で磁化に角度差が
生じることになるために、抵抗変化が起こり、これによ
り磁場検出ができるようになっている。
【００１０】図９に示す磁気センサ１０にあっては、ピ
ン止め強磁性層１４とフリー強磁性層１２のそれぞれの
磁化の方向のなす角φに抵抗が依存し、φ＝０゜のとき
に抵抗が最小、φ＝１８０゜の時に最大となる。従って
本発明者は、ピン止め強磁性層１４の磁化方向が全く正
反対の向きの磁気センサを一対、基板上に並設して磁気
センサを構成するならば、それらの各磁気センサはフリ
ー強磁性層がいずれも同じ方向に磁化を回転したとして
も逆相の出力信号を得ることができると考え、スピンバ
ルブ素子を用いた角度センサ、位置センサ等の非接触型
ポテンショメータを構成することが可能と考えた。
ン止め強磁性層１４とフリー強磁性層１２のそれぞれの
磁化の方向のなす角φに抵抗が依存し、φ＝０゜のとき
に抵抗が最小、φ＝１８０゜の時に最大となる。従って
本発明者は、ピン止め強磁性層１４の磁化方向が全く正
反対の向きの磁気センサを一対、基板上に並設して磁気
センサを構成するならば、それらの各磁気センサはフリ
ー強磁性層がいずれも同じ方向に磁化を回転したとして
も逆相の出力信号を得ることができると考え、スピンバ
ルブ素子を用いた角度センサ、位置センサ等の非接触型
ポテンショメータを構成することが可能と考えた。
【００１１】しかしながら、これまで知られているスピ
ンバルブ素子は反強磁性層１５による一方向異方性によ
りピン止め強磁性層１４の磁化を固定するものであり、
ピン止め強磁性層１４の磁化の方向を磁場中成膜や磁場
中アニールによって決定する必要があるために、基板上
に隣接した一対の磁気センサにおいてそれぞれのピン止
め強磁性層の磁化の向きを違えるように製造することは
不可能であった。
ンバルブ素子は反強磁性層１５による一方向異方性によ
りピン止め強磁性層１４の磁化を固定するものであり、
ピン止め強磁性層１４の磁化の方向を磁場中成膜や磁場
中アニールによって決定する必要があるために、基板上
に隣接した一対の磁気センサにおいてそれぞれのピン止
め強磁性層の磁化の向きを違えるように製造することは
不可能であった。
【００１２】従って従来では、対になる逆相のスピンバ
ルブ素子を別々のウエハで作製し、それぞれのウエハを
切断してスピンバルブ素子を得た上で逆相のスピンバル
ブ素子どうしを隣り合わせに並設して磁気センサを組み
立てる必要があり、コスト高になる問題がある。また、
同一のウエハから切り出したスピンバルブ素子であれば
ほぼ同じ抵抗を持つが、別々のウエハから切り出したス
ピンバルブ素子は抵抗が微妙にばらつく問題があり、抵
抗がばらつくようであると、図７に示すようなブリッジ
接続構造を採用できない問題がある。次に、図６に示す
回路構造ではＭＲ素子２（あるいは１）を、図７に示す
回路構造ではＭＲ素子３、５（あるいはＭＲ素子４、
６）をそれぞれ磁性膜で覆うなどの手段によって外部磁
界からシールドしてしまうことにより、それらの素子を
単なる抵抗として扱うという方法もあるが、この構造で
は前述した如くＤＣオフセットを除去できるものの、出
力として半分程度しか取り出せない問題がある。
ルブ素子を別々のウエハで作製し、それぞれのウエハを
切断してスピンバルブ素子を得た上で逆相のスピンバル
ブ素子どうしを隣り合わせに並設して磁気センサを組み
立てる必要があり、コスト高になる問題がある。また、
同一のウエハから切り出したスピンバルブ素子であれば
ほぼ同じ抵抗を持つが、別々のウエハから切り出したス
ピンバルブ素子は抵抗が微妙にばらつく問題があり、抵
抗がばらつくようであると、図７に示すようなブリッジ
接続構造を採用できない問題がある。次に、図６に示す
回路構造ではＭＲ素子２（あるいは１）を、図７に示す
回路構造ではＭＲ素子３、５（あるいはＭＲ素子４、
６）をそれぞれ磁性膜で覆うなどの手段によって外部磁
界からシールドしてしまうことにより、それらの素子を
単なる抵抗として扱うという方法もあるが、この構造で
は前述した如くＤＣオフセットを除去できるものの、出
力として半分程度しか取り出せない問題がある。
【００１３】また、前記スピンバルブ素子を製造する場
合に、磁場中アニールのための磁場発生用導体パターン
を形成し、この導体パターンに電流を流して磁場を発生
させながらアニールすることによってピン止め強磁性層
の磁化の向きを制御しようとする試みも考えられるが、
余分な導体パターンをフォトリソグラフィ技術を用いて
形成することになり、コスト高になる問題がある。
合に、磁場中アニールのための磁場発生用導体パターン
を形成し、この導体パターンに電流を流して磁場を発生
させながらアニールすることによってピン止め強磁性層
の磁化の向きを制御しようとする試みも考えられるが、
余分な導体パターンをフォトリソグラフィ技術を用いて
形成することになり、コスト高になる問題がある。
【００１４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、低外部磁界で高抵抗変化を示す巨大磁気抵抗効果素
子を用いて磁気センサを構成し、抵抗変化分が磁化の角
度に依存しないスピンバルブ素子などであってもセンサ
を組むことができるとともに、高感度なものを得ること
ができる巨大磁気抵抗効果素子センサを提供することを
目的とする。
で、低外部磁界で高抵抗変化を示す巨大磁気抵抗効果素
子を用いて磁気センサを構成し、抵抗変化分が磁化の角
度に依存しないスピンバルブ素子などであってもセンサ
を組むことができるとともに、高感度なものを得ること
ができる巨大磁気抵抗効果素子センサを提供することを
目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、磁化反転がピン止めされた少なくとも一層
のピン止め強磁性層と、磁化が外部の磁界に対して自在
に反転する少なくとも一層のフリー強磁性層とを具備す
る磁気抵抗効果多層膜を少なくとも複数並列させて配置
し、それぞれのピン止め強磁性層の磁化の向きをほぼ正
反対向きとしてなることを特徴とする。次に本発明は、
前記磁気抵抗効果多層膜を２つ並列に設け、一方の磁気
抵抗効果多層膜の下に硬質磁性層を配置したことを特徴
とする。更に本発明は、並列に設けた磁気抵抗効果多層
膜のうち、硬質磁性層を配置した側の磁気抵抗効果多層
膜のピン止め層の保磁力を他方の磁気抵抗効果多層膜の
ピン止め磁性層の保磁力よりも大きくしたことを特徴と
する。本発明において、ピン止め強磁性層が硬磁性を示
す強磁性体を主体としてなることを特徴とする。次に、
ピン止め強磁性層にα-Ｆｅ2Ｏ3を主体としてなる保磁
力増大層を接触してなるものでも良い。本発明におい
て、回転軸に磁石を取り付け、この磁石の近傍に請求項
１〜８のいずれかに記載の複数の磁気抵抗効果多層膜を
備えたことを特徴とするものでも良い。
するために、磁化反転がピン止めされた少なくとも一層
のピン止め強磁性層と、磁化が外部の磁界に対して自在
に反転する少なくとも一層のフリー強磁性層とを具備す
る磁気抵抗効果多層膜を少なくとも複数並列させて配置
し、それぞれのピン止め強磁性層の磁化の向きをほぼ正
反対向きとしてなることを特徴とする。次に本発明は、
前記磁気抵抗効果多層膜を２つ並列に設け、一方の磁気
抵抗効果多層膜の下に硬質磁性層を配置したことを特徴
とする。更に本発明は、並列に設けた磁気抵抗効果多層
膜のうち、硬質磁性層を配置した側の磁気抵抗効果多層
膜のピン止め層の保磁力を他方の磁気抵抗効果多層膜の
ピン止め磁性層の保磁力よりも大きくしたことを特徴と
する。本発明において、ピン止め強磁性層が硬磁性を示
す強磁性体を主体としてなることを特徴とする。次に、
ピン止め強磁性層にα-Ｆｅ2Ｏ3を主体としてなる保磁
力増大層を接触してなるものでも良い。本発明におい
て、回転軸に磁石を取り付け、この磁石の近傍に請求項
１〜８のいずれかに記載の複数の磁気抵抗効果多層膜を
備えたことを特徴とするものでも良い。
【００１６】次に本発明においては、磁化反転がピン止
めされた少なくとも一層のピン止め強磁性層と、磁化が
外部の磁界に対して自在に反転する少なくとも一層のフ
リー強磁性層とを具備する磁気抵抗効果多層膜素子を複
数基板上に形成し、並列する２つの磁気抵抗効果多層膜
素子の内、一方の下に硬質磁性層を設け、基板全体に硬
質磁性層の保磁力よりも大きな磁界を印加して全磁気抵
抗効果多層膜素子を着磁した後、先に印加した磁界より
も小さく向きが正反対で、かつ硬質強磁性層を設けてい
ない磁気抵抗効果多層膜のピン止め強磁性層の保磁力よ
りも大きな磁界で基板全体を着磁することで、硬質磁性
層を設けた磁気抵抗効果多層膜のピン止め強磁性層の磁
化の向きと、硬質磁性層を設けていない磁気抵抗効果多
層膜のピン止め強磁性層の磁化の向きとをほぼ正反対向
きにするように着磁されてなることを特徴とする。
めされた少なくとも一層のピン止め強磁性層と、磁化が
外部の磁界に対して自在に反転する少なくとも一層のフ
リー強磁性層とを具備する磁気抵抗効果多層膜素子を複
数基板上に形成し、並列する２つの磁気抵抗効果多層膜
素子の内、一方の下に硬質磁性層を設け、基板全体に硬
質磁性層の保磁力よりも大きな磁界を印加して全磁気抵
抗効果多層膜素子を着磁した後、先に印加した磁界より
も小さく向きが正反対で、かつ硬質強磁性層を設けてい
ない磁気抵抗効果多層膜のピン止め強磁性層の保磁力よ
りも大きな磁界で基板全体を着磁することで、硬質磁性
層を設けた磁気抵抗効果多層膜のピン止め強磁性層の磁
化の向きと、硬質磁性層を設けていない磁気抵抗効果多
層膜のピン止め強磁性層の磁化の向きとをほぼ正反対向
きにするように着磁されてなることを特徴とする。
【００１７】更に本発明においては、磁化反転がピン止
めされた少なくとも一層のピン止め強磁性層と、磁化が
外部の磁界に対して自在に反転する少なくとも一層のフ
リー強磁性層とを具備する磁気抵抗効果多層膜を複数基
板上に形成し、各磁気抵抗効果素子のピン止め磁性層を
磁気ヘッドで個々に着磁するとともに、前記着磁の際
に、隣接する一方の磁気抵抗効果素子のピン止め強磁性
層の磁化の向きと他方の磁気抵抗効果素子のピン止め強
磁性層の磁化の向きを正反対向きになるように着磁する
ことを特徴とする。また、本発明において、前記複数の
磁気抵抗効果多層膜のうち、少なくとも１つの磁気抵抗
効果多層膜のピン止め強磁性層を硬質磁性層から形成し
てなることを特徴とする。
めされた少なくとも一層のピン止め強磁性層と、磁化が
外部の磁界に対して自在に反転する少なくとも一層のフ
リー強磁性層とを具備する磁気抵抗効果多層膜を複数基
板上に形成し、各磁気抵抗効果素子のピン止め磁性層を
磁気ヘッドで個々に着磁するとともに、前記着磁の際
に、隣接する一方の磁気抵抗効果素子のピン止め強磁性
層の磁化の向きと他方の磁気抵抗効果素子のピン止め強
磁性層の磁化の向きを正反対向きになるように着磁する
ことを特徴とする。また、本発明において、前記複数の
磁気抵抗効果多層膜のうち、少なくとも１つの磁気抵抗
効果多層膜のピン止め強磁性層を硬質磁性層から形成し
てなることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一形
態について説明する。図１は本発明に係る巨大磁気抵抗
効果素子センサ２０の一形態を示すものであり、単結晶
体または多結晶体からなる基板３０の上面の一部に、反
強磁性材料もしくは硬質磁性材料により形成された平面
矩形状の磁化ピン止め用薄膜層３１とピン止め強磁性層
３２と非磁性層３３とフリー強磁性層３４を順次積層し
て磁気抵抗効果素子３５が構成されている。また、基板
３０の上面の一部であって前記磁気抵抗効果素子３５の
側方に、平面矩形状の硬質磁性層３６を介して反強磁性
材料もしくは硬質磁性材料により形成された平面矩形状
の磁化ピン止め用薄膜層３７とピン止め強磁性層３８と
非磁性層３９とフリー強磁性層４０を順次積層して磁気
抵抗効果素子４１が構成されている。なお、磁化ピン止
め用薄膜層３７と３１を、ピン止め強磁性層３８と３２
を、非磁性層３９と３３を、フリー強磁性層４０と３４
をそれぞれ同一種類のものから構成する場合は、同時に
成膜することができる。また、基板３０上には磁気抵抗
効果素子３５と磁気抵抗効果素子４１とを直列に接続す
る導体部４３が形成され、導体部４３の一端に端子Ｇ
が、他端に端子Ｉが、フリー強磁性層３４、４０の間の
部分の導体部４３に端子Ｈがそれぞれ設けられている。
態について説明する。図１は本発明に係る巨大磁気抵抗
効果素子センサ２０の一形態を示すものであり、単結晶
体または多結晶体からなる基板３０の上面の一部に、反
強磁性材料もしくは硬質磁性材料により形成された平面
矩形状の磁化ピン止め用薄膜層３１とピン止め強磁性層
３２と非磁性層３３とフリー強磁性層３４を順次積層し
て磁気抵抗効果素子３５が構成されている。また、基板
３０の上面の一部であって前記磁気抵抗効果素子３５の
側方に、平面矩形状の硬質磁性層３６を介して反強磁性
材料もしくは硬質磁性材料により形成された平面矩形状
の磁化ピン止め用薄膜層３７とピン止め強磁性層３８と
非磁性層３９とフリー強磁性層４０を順次積層して磁気
抵抗効果素子４１が構成されている。なお、磁化ピン止
め用薄膜層３７と３１を、ピン止め強磁性層３８と３２
を、非磁性層３９と３３を、フリー強磁性層４０と３４
をそれぞれ同一種類のものから構成する場合は、同時に
成膜することができる。また、基板３０上には磁気抵抗
効果素子３５と磁気抵抗効果素子４１とを直列に接続す
る導体部４３が形成され、導体部４３の一端に端子Ｇ
が、他端に端子Ｉが、フリー強磁性層３４、４０の間の
部分の導体部４３に端子Ｈがそれぞれ設けられている。
【００１９】次に、磁気抵抗効果素子３５のピン止め強
磁性層３２の磁化の向きは例えば図１（Ｂ）に矢印Ｊで
示すように左向きとされ、磁気抵抗効果素子４１のピン
止め強磁性層３８の磁化の向きは例えば矢印Ｋで示すよ
うに右向きとされている。即ち、磁気抵抗効果素子３５
のピン止め強磁性層３２の磁化の向きと、磁気抵抗効果
素子４１のピン止め強磁性層３８の磁化の向きは正反対
向き（個々の磁化の向きが同一直線上にあって１８０゜
異なる方向）にされている。なおここで、磁化の向きは
完全に正反対向きではなくとも、数゜程度の方向ずれを
有してもほぼ正反対向きになっていれば本願の目的を達
成できる。
磁性層３２の磁化の向きは例えば図１（Ｂ）に矢印Ｊで
示すように左向きとされ、磁気抵抗効果素子４１のピン
止め強磁性層３８の磁化の向きは例えば矢印Ｋで示すよ
うに右向きとされている。即ち、磁気抵抗効果素子３５
のピン止め強磁性層３２の磁化の向きと、磁気抵抗効果
素子４１のピン止め強磁性層３８の磁化の向きは正反対
向き（個々の磁化の向きが同一直線上にあって１８０゜
異なる方向）にされている。なおここで、磁化の向きは
完全に正反対向きではなくとも、数゜程度の方向ずれを
有してもほぼ正反対向きになっていれば本願の目的を達
成できる。
【００２０】前記基板３０は、ガラス基板、好ましく
は、ダイヤモンド型構造のＳｉ基板、岩塩型構造のＭｇ
Ｏ基板、スピネル型構造のＭｇＡｌ2Ｏ4基板、ガーネッ
ト型構造のガドリウムガーネット（Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12）基
板、あるいは、α-Ｆｅ2Ｏ3 と同じコランダム構造のサ
ファイア基板（α-Ａｌ2Ｏ3）、α-Ｆｅ2Ｏ3単結晶基板
などの六方晶系の材料からなるものを適用することがで
きる。前記磁化ピン止め用薄膜層３１は、それに隣接し
て形成されるピン止め強磁性層３２に磁気的交換結合力
を作用させてピン止め強磁性層３２の保磁力を増大させ
てその磁化の向きをピン止めするためのものであり、こ
の磁化ピン止め用薄膜層３１は、反強磁性体のα-Ｆｅ2
Ｏ3（保磁力増大層）から、あるいは、Ｃｏ-Ｐｔ合金、
Ｃｏ-Ｃｒ-Ｐｔ合金、Ｃｏ-Ｃｒ-Ｔａ合金、Ｃｏ等の硬
質磁性材料（保磁力増大層）から形成される。
は、ダイヤモンド型構造のＳｉ基板、岩塩型構造のＭｇ
Ｏ基板、スピネル型構造のＭｇＡｌ2Ｏ4基板、ガーネッ
ト型構造のガドリウムガーネット（Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12）基
板、あるいは、α-Ｆｅ2Ｏ3 と同じコランダム構造のサ
ファイア基板（α-Ａｌ2Ｏ3）、α-Ｆｅ2Ｏ3単結晶基板
などの六方晶系の材料からなるものを適用することがで
きる。前記磁化ピン止め用薄膜層３１は、それに隣接し
て形成されるピン止め強磁性層３２に磁気的交換結合力
を作用させてピン止め強磁性層３２の保磁力を増大させ
てその磁化の向きをピン止めするためのものであり、こ
の磁化ピン止め用薄膜層３１は、反強磁性体のα-Ｆｅ2
Ｏ3（保磁力増大層）から、あるいは、Ｃｏ-Ｐｔ合金、
Ｃｏ-Ｃｒ-Ｐｔ合金、Ｃｏ-Ｃｒ-Ｔａ合金、Ｃｏ等の硬
質磁性材料（保磁力増大層）から形成される。
【００２１】前記強磁性層３２、３４、３８、４０はい
ずれも強磁性体の薄膜からなるが、具体的にはＮｉ-Ｆ
ｅ合金、Ｃｏ-Ｆｅ合金、Ｎｉ-Ｃｏ合金、Ｃｏ、Ｎｉ-
Ｆｅ-Ｃｏ合金等からなる。また、強磁性層３２、３８
をＣｏ層から、強磁性層３４、４０をＮｉ-Ｆｅ合金層
から、あるいはＣｏ層とＮｉ-Ｆｅ合金層の積層構造か
ら構成することもできる 。なお、Ｃｏ層とＮｉ-Ｆｅ合
金層との２層構造とする場合は、非磁性層３３、３９側
に薄いＣｏ層を配置する構造とすることもできる。
ずれも強磁性体の薄膜からなるが、具体的にはＮｉ-Ｆ
ｅ合金、Ｃｏ-Ｆｅ合金、Ｎｉ-Ｃｏ合金、Ｃｏ、Ｎｉ-
Ｆｅ-Ｃｏ合金等からなる。また、強磁性層３２、３８
をＣｏ層から、強磁性層３４、４０をＮｉ-Ｆｅ合金層
から、あるいはＣｏ層とＮｉ-Ｆｅ合金層の積層構造か
ら構成することもできる 。なお、Ｃｏ層とＮｉ-Ｆｅ合
金層との２層構造とする場合は、非磁性層３３、３９側
に薄いＣｏ層を配置する構造とすることもできる。
【００２２】また、非磁性層３３（あるいは３９）を強
磁性層３２、３４（あるいは３８、４０）で挟む構造の
巨大磁気抵抗効果発生機構にあっては、強磁性層３２、
３４（あるいは３８、４０）を同種の材料から構成する
方が、異種の材料から構成するよりも、伝導電子のスピ
ン依存散乱以外の因子が生じる可能性が低く、より高い
磁気抵抗効果を得られることに起因している。即ち、Ｎ
ｉ-Ｆｅ とＣｕとで界面を構成するよりは、ＣｏとＣｕ
で界面を構成した方が大きなスピン依存散乱の効果が界
面で得られ、大きなＭＲ効果が得られるからである。こ
のようなことから、強磁性層３２（あるいは３８）をＣ
ｏから構成した場合は、強磁性層３４（あるいは４０）
の非磁性層３３（あるいは３９）側を所定の厚さでＣｏ
層に置換した構造が好ましい。また、Ｃｏ層を特に区別
して設けなくとも、強磁性層３４（あるいは４０）の非
磁性層３３（あるいは３９）側にＣｏを多く含ませた合
金状態とし、反対側に向かうにつれて徐々にＣｏ濃度が
薄くなるような濃度勾配層としても良い。
磁性層３２、３４（あるいは３８、４０）で挟む構造の
巨大磁気抵抗効果発生機構にあっては、強磁性層３２、
３４（あるいは３８、４０）を同種の材料から構成する
方が、異種の材料から構成するよりも、伝導電子のスピ
ン依存散乱以外の因子が生じる可能性が低く、より高い
磁気抵抗効果を得られることに起因している。即ち、Ｎ
ｉ-Ｆｅ とＣｕとで界面を構成するよりは、ＣｏとＣｕ
で界面を構成した方が大きなスピン依存散乱の効果が界
面で得られ、大きなＭＲ効果が得られるからである。こ
のようなことから、強磁性層３２（あるいは３８）をＣ
ｏから構成した場合は、強磁性層３４（あるいは４０）
の非磁性層３３（あるいは３９）側を所定の厚さでＣｏ
層に置換した構造が好ましい。また、Ｃｏ層を特に区別
して設けなくとも、強磁性層３４（あるいは４０）の非
磁性層３３（あるいは３９）側にＣｏを多く含ませた合
金状態とし、反対側に向かうにつれて徐々にＣｏ濃度が
薄くなるような濃度勾配層としても良い。
【００２３】前記非磁性層３３、３９は、Ｃｕ、Ｃｒ、
Ａｕ、Ａｇなどに代表される導電性の非磁性体からな
り、２０〜４０Åの厚さに形成されている。ここで非磁
性膜３３、３９の厚さが２０Åより薄いと、強磁性層３
２（あるいは３８）と強磁性層３４（あるいは４０）と
の間で磁気的結合が起こり易くなる。また、非磁性層３
３、３９が４０Åより厚いと磁気抵抗効果を生じる要因
である非磁性層３３（あるいは３９）と強磁性層３２、
３４（あるいは３８、４０）の界面で散乱される伝導電
子の効率が低下し、電流の分流効果により磁気抵抗効果
が低減されてしまうので好ましくない。前記硬質磁性層
３６は、Ｃｏ-Ｐｔ合金、Ｃｏ-Ｃｒ-Ｐｔ合金、Ｃｏ-Ｃ
ｒ-Ｔａ合金などの硬質磁性材料から形成されたものが
好ましい。これらの材料において、Ｃｏ92Ｐｔ8合金の
厚さ５ｎｍのものでは４７０ Ｏｅの保磁力を示し、Ｃ
ｏ78Ｐｔ22合金の厚さ４０ｎｍのものでは１２００ Ｏ
ｅを得、Ｃｏ75Ｃｒ18Ｐｔ7合金の厚さ２０ｎｍのもの
では９００ Ｏｅを得、Ｃｏ86Ｃｒ12Ｔａ2合金の厚さ１
０ｎｍのものでは８４０ Ｏｅをそれぞれ得ることがで
きる。
Ａｕ、Ａｇなどに代表される導電性の非磁性体からな
り、２０〜４０Åの厚さに形成されている。ここで非磁
性膜３３、３９の厚さが２０Åより薄いと、強磁性層３
２（あるいは３８）と強磁性層３４（あるいは４０）と
の間で磁気的結合が起こり易くなる。また、非磁性層３
３、３９が４０Åより厚いと磁気抵抗効果を生じる要因
である非磁性層３３（あるいは３９）と強磁性層３２、
３４（あるいは３８、４０）の界面で散乱される伝導電
子の効率が低下し、電流の分流効果により磁気抵抗効果
が低減されてしまうので好ましくない。前記硬質磁性層
３６は、Ｃｏ-Ｐｔ合金、Ｃｏ-Ｃｒ-Ｐｔ合金、Ｃｏ-Ｃ
ｒ-Ｔａ合金などの硬質磁性材料から形成されたものが
好ましい。これらの材料において、Ｃｏ92Ｐｔ8合金の
厚さ５ｎｍのものでは４７０ Ｏｅの保磁力を示し、Ｃ
ｏ78Ｐｔ22合金の厚さ４０ｎｍのものでは１２００ Ｏ
ｅを得、Ｃｏ75Ｃｒ18Ｐｔ7合金の厚さ２０ｎｍのもの
では９００ Ｏｅを得、Ｃｏ86Ｃｒ12Ｔａ2合金の厚さ１
０ｎｍのものでは８４０ Ｏｅをそれぞれ得ることがで
きる。
【００２４】次にこの例の構造において磁気抵抗効果素
子３５のピン止め用薄膜層３２の保磁力をＨｃ1、磁気
抵抗効果素子４１のピン止め強磁性層３８の保磁力をＨ
ｃ2、硬質磁性層３６の保磁力をＨｃ3とした場合に、Ｈ
ｃ1＜Ｈｃ2＜Ｈｃ3の関係を満足する必要がある。ま
た、Ｈｃ1≧１００ Ｏｅであることが好ましく、Ｈｃ3
−Ｈｃ1≧５０ Ｏｅの関係であることが好ましい。
子３５のピン止め用薄膜層３２の保磁力をＨｃ1、磁気
抵抗効果素子４１のピン止め強磁性層３８の保磁力をＨ
ｃ2、硬質磁性層３６の保磁力をＨｃ3とした場合に、Ｈ
ｃ1＜Ｈｃ2＜Ｈｃ3の関係を満足する必要がある。ま
た、Ｈｃ1≧１００ Ｏｅであることが好ましく、Ｈｃ3
−Ｈｃ1≧５０ Ｏｅの関係であることが好ましい。
【００２５】ところで、図１に示す構造においては、磁
気抵抗効果多層膜３５、４１を覆う被覆層などは省略し
たが、これらの層を覆って保護する被覆層を適宜設けて
も良いのは勿論であり、基板３０の上面に保護層やレベ
リング層を設けた上で前記磁気抵抗効果多層膜３５、４
１を積層しても良い。更に、磁気抵抗効果多層膜の他の
積層構造として、ピン止め用薄膜層とピン止め強磁性層
と非磁性層とフリー強磁性層の積層構造に加えて、更に
非磁性層とピン止め強磁性層とピン止め用薄膜層を積層
した構造を採用することもできるのは勿論である。
気抵抗効果多層膜３５、４１を覆う被覆層などは省略し
たが、これらの層を覆って保護する被覆層を適宜設けて
も良いのは勿論であり、基板３０の上面に保護層やレベ
リング層を設けた上で前記磁気抵抗効果多層膜３５、４
１を積層しても良い。更に、磁気抵抗効果多層膜の他の
積層構造として、ピン止め用薄膜層とピン止め強磁性層
と非磁性層とフリー強磁性層の積層構造に加えて、更に
非磁性層とピン止め強磁性層とピン止め用薄膜層を積層
した構造を採用することもできるのは勿論である。
【００２６】図１に示す構造において定常電流は、磁気
抵抗効果素子３５、４１に与えられる。図１に示す構造
であるならば、ピン止め用薄膜層３１、３７の存在によ
りピン止め強磁性層３２、３８が磁気的交換結合を受け
て保磁力が増大されてその磁化の向きがピン止めされ、
他のフリー強磁性層３４、４０の磁化の回転が自由にさ
れる結果、強磁性層３２と３４の間（あるいは３８と４
０の間）に保磁力差が生じ、これに起因して巨大磁気抵
抗効果が得られる。即ち、磁化の回転が自由にされたフ
リー強磁性層３４、４０に、図１（Ｂ）の矢印Ｈ方向に
外部磁化が作用すると、強磁性層３４、４０の磁化の向
きが容易に回転するので、回転に伴って磁気抵抗効果素
子３５、３６に抵抗変化が生じる。また、ピン止め強磁
性層３２、３８の磁化の向きは互いに正反対向きである
ので、磁化の回転角度に応じてフリー強磁性層３４、４
０の磁化の向きも回転するので、磁化の回転状態に応じ
て抵抗が変化する。
抵抗効果素子３５、４１に与えられる。図１に示す構造
であるならば、ピン止め用薄膜層３１、３７の存在によ
りピン止め強磁性層３２、３８が磁気的交換結合を受け
て保磁力が増大されてその磁化の向きがピン止めされ、
他のフリー強磁性層３４、４０の磁化の回転が自由にさ
れる結果、強磁性層３２と３４の間（あるいは３８と４
０の間）に保磁力差が生じ、これに起因して巨大磁気抵
抗効果が得られる。即ち、磁化の回転が自由にされたフ
リー強磁性層３４、４０に、図１（Ｂ）の矢印Ｈ方向に
外部磁化が作用すると、強磁性層３４、４０の磁化の向
きが容易に回転するので、回転に伴って磁気抵抗効果素
子３５、３６に抵抗変化が生じる。また、ピン止め強磁
性層３２、３８の磁化の向きは互いに正反対向きである
ので、磁化の回転角度に応じてフリー強磁性層３４、４
０の磁化の向きも回転するので、磁化の回転状態に応じ
て抵抗が変化する。
【００２７】即ち、図１に示す構造であるならば、外部
磁界により図１（Ｂ）に示すように角度θで磁化Ｈが作
用した場合に、先に記載した（Ｉ）式の場合と同様に、
Ｒ＝Ｒ1−Ｒ2＝ΔＲ[SIN2θ−SIN2（９０−θ）] ＝−
ΔＲCOS２θの関係が成立し、この（Ｉ）式に基づいて
θの角度に応じた抵抗変化を得ることができる。従って
この抵抗変化を測定することにより、磁化Ｈの回転角度
を検出することができる。しかも図１に示す構造では、
従来のＡＭＲ素子に比べて格段に抵抗変化率の大きな磁
気抵抗多層膜構造を採用しているので、大きな抵抗変化
を得ることができ、高い感度で回転角度を検出できる。
なお、従来一般のＮｉ-ＦｅからなるＡＭＲ材料からな
る膜構造を採用した場合に得られる磁気抵抗効果は３％
程度であるのに対し、本願構造のようにＮｉ-Ｆｅ合金
の強磁性層で非磁性層を挟み、ピン止め用薄膜層３１と
してα-Ｆｅ2Ｏ 3を用いた場合の構造では６％を容易に
得ることができる。更に、Ｃｏ合金の強磁性層で非磁性
層を挟み、ピン止め用薄膜層３１としてα-Ｆｅ2Ｏ3を
用いた場合は、１２％程度の磁気抵抗効果を得ることが
できる。このことから、本願発明構造を採用することで
従来材料によるよりも格段に大きな抵抗変化を利用する
ことができ、よって高出力化できるので、感度の高いセ
ンサを得ることができる。
磁界により図１（Ｂ）に示すように角度θで磁化Ｈが作
用した場合に、先に記載した（Ｉ）式の場合と同様に、
Ｒ＝Ｒ1−Ｒ2＝ΔＲ[SIN2θ−SIN2（９０−θ）] ＝−
ΔＲCOS２θの関係が成立し、この（Ｉ）式に基づいて
θの角度に応じた抵抗変化を得ることができる。従って
この抵抗変化を測定することにより、磁化Ｈの回転角度
を検出することができる。しかも図１に示す構造では、
従来のＡＭＲ素子に比べて格段に抵抗変化率の大きな磁
気抵抗多層膜構造を採用しているので、大きな抵抗変化
を得ることができ、高い感度で回転角度を検出できる。
なお、従来一般のＮｉ-ＦｅからなるＡＭＲ材料からな
る膜構造を採用した場合に得られる磁気抵抗効果は３％
程度であるのに対し、本願構造のようにＮｉ-Ｆｅ合金
の強磁性層で非磁性層を挟み、ピン止め用薄膜層３１と
してα-Ｆｅ2Ｏ 3を用いた場合の構造では６％を容易に
得ることができる。更に、Ｃｏ合金の強磁性層で非磁性
層を挟み、ピン止め用薄膜層３１としてα-Ｆｅ2Ｏ3を
用いた場合は、１２％程度の磁気抵抗効果を得ることが
できる。このことから、本願発明構造を採用することで
従来材料によるよりも格段に大きな抵抗変化を利用する
ことができ、よって高出力化できるので、感度の高いセ
ンサを得ることができる。
【００２８】また、図１に示す構造において、ピン止め
用薄膜層３１、３７を反強磁性α-Ｆｅ2Ｏ3から構成す
ると、従来のスピンバルブ素子構造で用いられているピ
ン止め用の反強磁性体のＦｅＭｎに比べてα-Ｆｅ2Ｏ3
は元々酸化物であり耐食性に優れ、しかもα-Ｆｅ2Ｏ3
の層は本発明者らが特開平７-７８０２２号明細書にお
いて開示した如くネール温度が高く（６７７℃）、ブロ
ッキング温度も高い（３２０℃）ので、温度変動に強い
特徴がある。これに対してＦｅＭｎのブロッキング温度
は約１５０℃、ＮｉＯのブロッキング温度は約２５０℃
であるのでα-Ｆｅ2Ｏ3に比べてこれらは明らかに耐熱
性の面では劣ることになる。
用薄膜層３１、３７を反強磁性α-Ｆｅ2Ｏ3から構成す
ると、従来のスピンバルブ素子構造で用いられているピ
ン止め用の反強磁性体のＦｅＭｎに比べてα-Ｆｅ2Ｏ3
は元々酸化物であり耐食性に優れ、しかもα-Ｆｅ2Ｏ3
の層は本発明者らが特開平７-７８０２２号明細書にお
いて開示した如くネール温度が高く（６７７℃）、ブロ
ッキング温度も高い（３２０℃）ので、温度変動に強い
特徴がある。これに対してＦｅＭｎのブロッキング温度
は約１５０℃、ＮｉＯのブロッキング温度は約２５０℃
であるのでα-Ｆｅ2Ｏ3に比べてこれらは明らかに耐熱
性の面では劣ることになる。
【００２９】次に、図１に示す構造の巨大磁気抵抗効果
素子センサ２０の製造方法について以下に説明する。図
１に示す巨大磁気抵抗効果素子センサ２０は基板３０上
にスパッタなどの成膜法により必要組成の膜を堆積し、
不要部分をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニン
グすることで製造することができる。そして、必要な膜
の堆積を行ったならば、基板全体に硬質磁性増３６の保
磁力よりも大きな磁界を印加して全素子を図１（Ｂ）の
矢印Ｋ方向に磁化が向くように着磁する。この着磁操作
の後に、硬質磁性層３６の保磁力よりも小さく、かつ磁
気抵抗効果素子３５のピン止め強磁性層３２の保磁力よ
りも大きな磁界を基板全体に印加して、磁気抵抗効果素
子３５を図１（Ｂ）の矢印Ｊ方向に磁化が向くように着
磁する。この時、印加する磁界は硬質磁性層３６の保磁
力より小さいので、磁気抵抗効果素子４１の磁化の向き
はＫ方向を向いたままである。これらの着磁処理により
図１（Ｂ）に示すように磁気抵抗効果素子３５、４１に
おいて各ピン止め強磁性層３２、３８の磁化の向きを正
反対向きとすることができる。
素子センサ２０の製造方法について以下に説明する。図
１に示す巨大磁気抵抗効果素子センサ２０は基板３０上
にスパッタなどの成膜法により必要組成の膜を堆積し、
不要部分をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニン
グすることで製造することができる。そして、必要な膜
の堆積を行ったならば、基板全体に硬質磁性増３６の保
磁力よりも大きな磁界を印加して全素子を図１（Ｂ）の
矢印Ｋ方向に磁化が向くように着磁する。この着磁操作
の後に、硬質磁性層３６の保磁力よりも小さく、かつ磁
気抵抗効果素子３５のピン止め強磁性層３２の保磁力よ
りも大きな磁界を基板全体に印加して、磁気抵抗効果素
子３５を図１（Ｂ）の矢印Ｊ方向に磁化が向くように着
磁する。この時、印加する磁界は硬質磁性層３６の保磁
力より小さいので、磁気抵抗効果素子４１の磁化の向き
はＫ方向を向いたままである。これらの着磁処理により
図１（Ｂ）に示すように磁気抵抗効果素子３５、４１に
おいて各ピン止め強磁性層３２、３８の磁化の向きを正
反対向きとすることができる。
【００３０】次に図３は、本発明に係る巨大磁気抵抗効
果素子センサの他の形態を示すもので、この形態の巨大
磁気抵抗効果センサ５０は、先に説明した形態の巨大磁
気抵抗効果センサ２０の硬質磁性層３６を省略した構造
である。この構造とした場合、ピン止め強磁性層３１、
３７の磁化の向きを正反対向きとするためには、ピン止
め強磁性層３７自身を硬質磁性材料あるいはα-Ｆｅ2Ｏ
3から形成して図２に示すように磁気抵抗効果素子３５
の幅Ｗと同じ幅のギャップＧを有する磁気ヘッド４５を
用いて基板３０の裏側から磁場をかけて磁気抵抗効果素
子３５の磁化ピン止め強磁性層３２に図１（Ｂ）の矢印
Ｊ方向に磁化が向くように着磁する。この着磁操作の次
に、同じ磁気ヘッド４５を用いて磁気抵抗効果素子４１
の磁化ピン止め強磁性層３８に図１（Ｂ）の矢印Ｋ方向
に向くように着磁する。その他の構造は先に説明した形
態の巨大磁気抵抗効果素子センサ２０と同等であり、同
等の効果を奏する。
果素子センサの他の形態を示すもので、この形態の巨大
磁気抵抗効果センサ５０は、先に説明した形態の巨大磁
気抵抗効果センサ２０の硬質磁性層３６を省略した構造
である。この構造とした場合、ピン止め強磁性層３１、
３７の磁化の向きを正反対向きとするためには、ピン止
め強磁性層３７自身を硬質磁性材料あるいはα-Ｆｅ2Ｏ
3から形成して図２に示すように磁気抵抗効果素子３５
の幅Ｗと同じ幅のギャップＧを有する磁気ヘッド４５を
用いて基板３０の裏側から磁場をかけて磁気抵抗効果素
子３５の磁化ピン止め強磁性層３２に図１（Ｂ）の矢印
Ｊ方向に磁化が向くように着磁する。この着磁操作の次
に、同じ磁気ヘッド４５を用いて磁気抵抗効果素子４１
の磁化ピン止め強磁性層３８に図１（Ｂ）の矢印Ｋ方向
に向くように着磁する。その他の構造は先に説明した形
態の巨大磁気抵抗効果素子センサ２０と同等であり、同
等の効果を奏する。
【００３１】図４は、図１あるいは図３に示す構造の巨
大磁気抵抗効果素子センサ２０あるいは５０を備えた角
度センサの一例を示すもので、この例の角度センサ６０
は、ケース６１を有し、この上部にケース６１を上下貫
通して水平方向に回転自在にシャフト６１が設けられ、
シャフト６１の下端に円盤状の磁石６２が取り付けら
れ、磁石６２の下方のケース内部に取付基板６３が設け
られ、磁石６２の下方の取付基板６３上に先の構造の巨
大磁気抵抗効果素子センサ２０あるいは５０が取り付け
られて構成されている。この例の角度センサ６０は、シ
ャフト６１の回転角度に応じて磁石６２が巨大磁気抵抗
効果素子センサ２０あるいは５０に与える磁化の向きが
変化するので、先に説明した機構を基にして抵抗変化が
生じる。従って、この抵抗変化を基にすると、シャフト
６１の回動角度を知ることができ、角度センサとして機
能させることができる。図５は、この角度センサ６０か
ら得られるシャフト回転角度に対応する磁化の向きの変
化を示したもので、図５に示すようにシャフトの回転角
度に応じたサインカーブ状の特性が得られる。
大磁気抵抗効果素子センサ２０あるいは５０を備えた角
度センサの一例を示すもので、この例の角度センサ６０
は、ケース６１を有し、この上部にケース６１を上下貫
通して水平方向に回転自在にシャフト６１が設けられ、
シャフト６１の下端に円盤状の磁石６２が取り付けら
れ、磁石６２の下方のケース内部に取付基板６３が設け
られ、磁石６２の下方の取付基板６３上に先の構造の巨
大磁気抵抗効果素子センサ２０あるいは５０が取り付け
られて構成されている。この例の角度センサ６０は、シ
ャフト６１の回転角度に応じて磁石６２が巨大磁気抵抗
効果素子センサ２０あるいは５０に与える磁化の向きが
変化するので、先に説明した機構を基にして抵抗変化が
生じる。従って、この抵抗変化を基にすると、シャフト
６１の回動角度を知ることができ、角度センサとして機
能させることができる。図５は、この角度センサ６０か
ら得られるシャフト回転角度に対応する磁化の向きの変
化を示したもので、図５に示すようにシャフトの回転角
度に応じたサインカーブ状の特性が得られる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、磁気抵抗
効果多層膜を複数並設し、それぞれのピン止め強磁性層
の磁化の向きを正反対向きにしてなるので、外部から作
用する磁界が回転した場合、磁化の向きが異なる磁気抵
抗効果多層膜の抵抗値が正反対の位相で変化するように
なるので、この抵抗値の差を計測することで、外部磁界
の磁化の向きの変化を検知することができる。また、ピ
ン止め強磁性層とフリー強磁性層の組み合わせになる巨
大磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果多層膜を用いるの
で、大きな抵抗変化を得ることができ、高い感度で磁化
の向きの変化を検知することができる。
効果多層膜を複数並設し、それぞれのピン止め強磁性層
の磁化の向きを正反対向きにしてなるので、外部から作
用する磁界が回転した場合、磁化の向きが異なる磁気抵
抗効果多層膜の抵抗値が正反対の位相で変化するように
なるので、この抵抗値の差を計測することで、外部磁界
の磁化の向きの変化を検知することができる。また、ピ
ン止め強磁性層とフリー強磁性層の組み合わせになる巨
大磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果多層膜を用いるの
で、大きな抵抗変化を得ることができ、高い感度で磁化
の向きの変化を検知することができる。
【００３３】次に、磁気抵抗効果多層膜を２つ並列に設
け、一方の磁気抵抗効果多層膜の下に硬質磁性層を配置
した構造とするならば、硬質磁性層の磁化の向きにより
ピン止め用薄膜層の磁化の向きを制御することができ、
これにより並列に設けた磁気抵抗効果多層膜のピン止め
強磁性層の磁化の向きを正反対方向に向けることが容易
かつ確実にできるようになる。また、ピン止め強磁性層
を硬質磁性体から構成するならば、ピン止め強磁性層の
磁化の向きを着磁により自由な方向に制御できるので、
並列に設けた磁気抵抗効果多層膜のピン止め強磁性層の
磁化の向きを正反対方向に向けることが容易かつ確実に
できるようになる。更に、ピン止め用薄膜層の保磁力増
大層として反強磁性α-Ｆｅ2Ｏ3を用いるならば、大き
な抵抗変化を得ることができ、かつ、センサとしてのヒ
ステリシスも小さくできるので、高感度な検知ができる
センサを提供できる。
け、一方の磁気抵抗効果多層膜の下に硬質磁性層を配置
した構造とするならば、硬質磁性層の磁化の向きにより
ピン止め用薄膜層の磁化の向きを制御することができ、
これにより並列に設けた磁気抵抗効果多層膜のピン止め
強磁性層の磁化の向きを正反対方向に向けることが容易
かつ確実にできるようになる。また、ピン止め強磁性層
を硬質磁性体から構成するならば、ピン止め強磁性層の
磁化の向きを着磁により自由な方向に制御できるので、
並列に設けた磁気抵抗効果多層膜のピン止め強磁性層の
磁化の向きを正反対方向に向けることが容易かつ確実に
できるようになる。更に、ピン止め用薄膜層の保磁力増
大層として反強磁性α-Ｆｅ2Ｏ3を用いるならば、大き
な抵抗変化を得ることができ、かつ、センサとしてのヒ
ステリシスも小さくできるので、高感度な検知ができる
センサを提供できる。
【００３４】次に、ピン止め強磁性層とフリー強磁性層
を有する磁気抵抗効果多層膜を基板上に複数設け、一方
の下にピン止め強磁性体の保磁力よりも更に保磁力の大
きな硬質磁性層を配した構造に対して各磁気抵抗効果多
層膜を段階的に磁場の強さと方向を変えて着磁すること
でピン止め強磁性層の磁化の向きを正反対向きとした構
造を得ることができる。また、ピン止め強磁性層自体を
硬質磁性材料あるいは強磁性層にα-Ｆｅ2Ｏ3などの保
磁力増大層を接触させた構造の膜から構成するならば、
各ピン止め強磁性層を磁気ヘッドで個々に着磁すること
で磁化の向きを自由に制御できるので、磁化の向きを正
反対向きとしたピン止め強磁性層を有する構造を得るこ
とができる。
を有する磁気抵抗効果多層膜を基板上に複数設け、一方
の下にピン止め強磁性体の保磁力よりも更に保磁力の大
きな硬質磁性層を配した構造に対して各磁気抵抗効果多
層膜を段階的に磁場の強さと方向を変えて着磁すること
でピン止め強磁性層の磁化の向きを正反対向きとした構
造を得ることができる。また、ピン止め強磁性層自体を
硬質磁性材料あるいは強磁性層にα-Ｆｅ2Ｏ3などの保
磁力増大層を接触させた構造の膜から構成するならば、
各ピン止め強磁性層を磁気ヘッドで個々に着磁すること
で磁化の向きを自由に制御できるので、磁化の向きを正
反対向きとしたピン止め強磁性層を有する構造を得るこ
とができる。
【図１】 本発明に係る巨大磁気抵抗効果素子センサの
第１の形態を示すもので、図１（Ａ）は断面図、図１
（Ｂ）は平面図。
第１の形態を示すもので、図１（Ａ）は断面図、図１
（Ｂ）は平面図。
【図２】 第１図に示す巨大磁気抵抗効果センサの製造
方法を説明するもので、磁気抵抗効果素子に対して着磁
している状態を示す説明図。
方法を説明するもので、磁気抵抗効果素子に対して着磁
している状態を示す説明図。
【図３】 本発明に係る巨大磁気抵抗効果素子センサの
第２の形態を示す断面図。
第２の形態を示す断面図。
【図４】 本発明に係る巨大磁気抵抗効果センサを備え
た角度センサの構成図。
た角度センサの構成図。
【図５】 図４に示す角度センサで得られる出力特性を
示す図。
示す図。
【図６】 従来のＡＭＲ素子を用いたセンサの第１の例
の回路図。
の回路図。
【図７】 従来のＡＭＲ素子を用いたセンサの第２の例
の回路図。
の回路図。
【図８】 図６に示す回路を有する角度センサの一例を
示す平面図。
示す平面図。
【図９】 従来のスピンバルブ素子構造を示す分解斜視
図。
図。
２０、５０ 巨大磁気抵抗効果素子センサ ３１、３７ ピン止め用薄膜層 ３２、３８ ピン止め強磁性層 ３３、３９ 非磁性層 ３４、４０ フリー強磁性層 ３５、４１ 磁気抵抗効果多層膜 ４３ 導体部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳永 一郎 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 菊池 誠二 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 磁化反転がピン止めされた少なくとも一
層のピン止め強磁性層と、磁化が外部の磁界に対して自
在に反転する少なくとも一層のフリー強磁性層とを具備
する磁気抵抗効果多層膜を少なくとも複数並列させて配
置し、それぞれのピン止め強磁性層の磁化の向きをほぼ
正反対向きとしてなることを特徴とする巨大磁気抵抗効
果素子センサ。 - 【請求項２】 前記磁気抵抗効果多層膜を２つ並列に設
け、一方の磁気抵抗効果多層膜の下に硬質磁性層を配置
したことを特徴とする請求項１記載の巨大磁気抵抗効果
素子センサ。 - 【請求項３】 並列に設けた磁気抵抗効果多層膜のう
ち、硬質磁性層を配置した側の磁気抵抗効果多層膜のピ
ン止め層の保磁力を他方の磁気抵抗効果多層膜のピン止
め磁性層の保磁力よりも大きくしたことを特徴とする請
求項２記載の巨大磁気抵抗効果素子センサ。 - 【請求項４】 ピン止め強磁性層が硬磁性を示す強磁性
体を主体としてなることを特徴とする請求項１に記載の
巨大磁気抵抗効果素子センサ。 - 【請求項５】 ピン止め強磁性層にα-Ｆｅ2Ｏ3を主体
としてなる保磁力増大層が接触されてなることを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載の巨大磁気抵抗効果
素子センサ。 - 【請求項６】 回転軸に磁石を取り付け、この磁石の近
傍に請求項１〜８のいずれかに記載の複数の磁気抵抗効
果多層膜を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいず
れかに記載の巨大磁気抵抗効果素子センサ。 - 【請求項７】 磁化反転がピン止めされた少なくとも一
層のピン止め強磁性層と、磁化が外部の磁界に対して自
在に反転する少なくとも一層のフリー強磁性層とを具備
する磁気抵抗効果多層膜素子を複数基板上に形成し、並
列する２つの磁気抵抗効果多層膜素子の内、一方の下に
硬質磁性層を設け、基板全体に硬質磁性層の保磁力より
も大きな磁界を印加して全磁気抵抗効果多層膜素子を着
磁した後、先に印加した磁界よりも小さく向きが正反対
で、かつ硬質強磁性層を設けていない磁気抵抗効果多層
膜のピン止め強磁性層の保磁力よりも大きな磁界で基板
全体を着磁することで、硬質磁性層を設けた磁気抵抗効
果多層膜のピン止め強磁性層の磁化の向きと、硬質磁性
層を設けていない磁気抵抗効果多層膜のピン止め強磁性
層の磁化の向きとをほぼ正反対向きにするように着磁さ
れてなることを特徴とする巨大磁気抵抗効果素子セン
サ。 - 【請求項８】 磁化反転がピン止めされた少なくとも一
層のピン止め強磁性層と、磁化が外部の磁界に対して自
在に反転する少なくとも一層のフリー強磁性層とを具備
する磁気抵抗効果多層膜を複数基板上に形成し、各磁気
抵抗効果素子のピン止め磁性層を磁気ヘッドで個々に着
磁するとともに、前記着磁の際に、隣接する一方の磁気
抵抗効果素子のピン止め強磁性層の磁化の向きと他方の
磁気抵抗効果素子のピン止め強磁性層の磁化の向きを正
反対向きになるように着磁することを特徴とする巨大磁
気抵抗効果素子センサ。 - 【請求項９】 前記複数の磁気抵抗効果多層膜のうち、
少なくとも１つの磁気抵抗効果多層膜のピン止め強磁性
層を硬質磁性層から形成してなることを特徴とする巨大
磁気抵抗効果素子センサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05371797A JP3886589B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 巨大磁気抵抗効果素子センサ |
| EP98301211A EP0863406B1 (en) | 1997-03-07 | 1998-02-19 | Magnetoresistive sensor |
| DE69818884T DE69818884T2 (de) | 1997-03-07 | 1998-02-19 | Magnetoresistiver Sensor |
| KR1019980007277A KR100300386B1 (ko) | 1997-03-07 | 1998-03-05 | 자기저항효과센서 |
| US09/036,606 US6191577B1 (en) | 1997-03-07 | 1998-03-06 | Magnetic sensor exhibiting large change in resistance at low external magnetic field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05371797A JP3886589B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 巨大磁気抵抗効果素子センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256620A true JPH10256620A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3886589B2 JP3886589B2 (ja) | 2007-02-28 |
Family
ID=12950591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05371797A Expired - Fee Related JP3886589B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 巨大磁気抵抗効果素子センサ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6191577B1 (ja) |
| EP (1) | EP0863406B1 (ja) |
| JP (1) | JP3886589B2 (ja) |
| KR (1) | KR100300386B1 (ja) |
| DE (1) | DE69818884T2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001159542A (ja) * | 1999-12-03 | 2001-06-12 | Hitachi Metals Ltd | 回転角度センサー及び回転角度センサーユニット |
| JP2003502674A (ja) * | 1999-06-18 | 2003-01-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気センサ装置の製造方法 |
| JP2003066127A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Alps Electric Co Ltd | 磁気センサの組立方法 |
| KR20040011128A (ko) * | 2002-07-29 | 2004-02-05 | 주식회사 씨앤케이 | 고포화자화 박막과 저포화자화 박막을 다층화시킨 자계센서 |
| JP2004533120A (ja) * | 2001-06-01 | 2004-10-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 第２の磁気素子に対して第１の磁気素子の磁化軸を配向する方法、センサを実現するための半製品、および、磁界を測定するためのセンサ |
| JP2005531007A (ja) * | 2002-06-27 | 2005-10-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気抵抗センサ |
| JP2009085953A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Magic Technologies Inc | 磁気デバイスの製造方法および磁場角度センサの製造方法 |
| JP2009294234A (ja) * | 2009-09-24 | 2009-12-17 | Hitachi Metals Ltd | 絶対位置検出方法、回転角度検出方法、及び絶対位置検出構造 |
| US7723984B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-05-25 | Tdk Corporation | Magnetic sensor and current sensor |
| JP2013032989A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Alps Electric Co Ltd | 磁気センサ |
| JPWO2011111494A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2013-06-27 | アルプス電気株式会社 | 磁気センサ及び磁気エンコーダ |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19843349A1 (de) * | 1998-09-22 | 2000-03-23 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoresistives Sensorelement, insbesondere Winkelsensorelement |
| US6501678B1 (en) * | 1999-06-18 | 2002-12-31 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magnetic systems with irreversible characteristics and a method of manufacturing and repairing and operating such systems |
| DE19949714A1 (de) * | 1999-10-15 | 2001-04-26 | Bosch Gmbh Robert | Magnetisch sensitives Bauteil, insbesondere Sensorelement, mit magnetoresistiven Schichtsystemen in Brückenschaltung |
| JP3971934B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2007-09-05 | ヤマハ株式会社 | 磁気センサとその製法 |
| JP3603872B2 (ja) * | 2001-05-16 | 2004-12-22 | 松下電器産業株式会社 | 磁気センサとこれを用いた紙幣識別装置 |
| US6486659B1 (en) * | 2001-05-21 | 2002-11-26 | Delphi Technologies, Inc. | Magnetoresistor sensor die with an array of MRs |
| DE10128135A1 (de) * | 2001-06-09 | 2002-12-19 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoresistive Schichtanordnung und Gradiometer mit einer derartigen Schichtanordnung |
| DE10144269A1 (de) * | 2001-09-08 | 2003-03-27 | Bosch Gmbh Robert | Sensorelement zur Erfassung einer physikalischen Messgröße zwischen tribologisch hoch beanspruchten Körpern |
| DE10236983A1 (de) * | 2002-08-13 | 2004-03-04 | Robert Bosch Gmbh | Magnetsensoranordnung |
| KR100479445B1 (ko) * | 2002-08-31 | 2005-03-30 | 한국과학기술연구원 | 풀 브리지 특성을 갖는 교환 바이어스형 스핀밸브를이용한 자기센서 제조방법 |
| US7016163B2 (en) * | 2003-02-20 | 2006-03-21 | Honeywell International Inc. | Magnetic field sensor |
| DE10308030B4 (de) * | 2003-02-24 | 2011-02-03 | Meas Deutschland Gmbh | Magnetoresistiver Sensor zur Bestimmung eines Winkels oder einer Position |
| US7167391B2 (en) * | 2004-02-11 | 2007-01-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Multilayer pinned reference layer for a magnetic storage device |
| US7102920B2 (en) * | 2004-03-23 | 2006-09-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Soft-reference three conductor magnetic memory storage device |
| US7474094B2 (en) * | 2004-08-31 | 2009-01-06 | International Business Machines Corporation | Reorientation of magnetic layers and structures having reoriented magnetic layers |
| US20070030594A1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Biskeborn Robert G | Tape recording head with overlapping read transducers |
| DE102006005746B4 (de) * | 2006-02-07 | 2009-02-26 | Elbau Elektronik Bauelemente Gmbh Berlin | Elektronische Baugruppe, insbesondere elektronisches Sensorsystem, vorzugsweise für Positions- und Winkelmesssysteme |
| WO2008059833A1 (fr) * | 2006-11-15 | 2008-05-22 | Alps Electric Co., Ltd. | Détecteur magnétique et dispositif électronique |
| US8269491B2 (en) * | 2008-02-27 | 2012-09-18 | Allegro Microsystems, Inc. | DC offset removal for a magnetic field sensor |
| US9041388B2 (en) * | 2009-07-27 | 2015-05-26 | Iii Holdings 3, Llc | Non-contact current sensor |
| US9111557B2 (en) * | 2013-10-04 | 2015-08-18 | Seagate Technology Llc | Electrically insulating magnetic material for a read head |
| US9529060B2 (en) | 2014-01-09 | 2016-12-27 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistance element with improved response to magnetic fields |
| WO2016196157A1 (en) | 2015-06-05 | 2016-12-08 | Allegro Microsystems, Llc | Spin valve magnetoresistance element with improved response to magnetic fields |
| CN105866715B (zh) * | 2016-03-23 | 2018-12-18 | 电子科技大学 | 一种线性各向异性磁阻传感器的制备方法 |
| US10620279B2 (en) | 2017-05-19 | 2020-04-14 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistance element with increased operational range |
| US11022661B2 (en) | 2017-05-19 | 2021-06-01 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistance element with increased operational range |
| US11719771B1 (en) | 2022-06-02 | 2023-08-08 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistive sensor having seed layer hysteresis suppression |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4616281A (en) * | 1982-03-10 | 1986-10-07 | Copal Company Limited | Displacement detecting apparatus comprising magnetoresistive elements |
| US5206590A (en) | 1990-12-11 | 1993-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| US5159513A (en) | 1991-02-08 | 1992-10-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| US5287238A (en) * | 1992-11-06 | 1994-02-15 | International Business Machines Corporation | Dual spin valve magnetoresistive sensor |
| DE4301704A1 (de) * | 1993-01-22 | 1994-07-28 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Erfassen einer Winkelposition eines Objektes |
| US5422571A (en) * | 1993-02-08 | 1995-06-06 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive spin valve sensor having a nonmagnetic back layer |
| JP3260921B2 (ja) * | 1993-08-25 | 2002-02-25 | 株式会社デンソー | 可動体変位検出装置 |
| US5828525A (en) * | 1994-03-15 | 1998-10-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Differential detection magnetoresistance head |
| DE4427495C2 (de) * | 1994-08-03 | 2000-04-13 | Siemens Ag | Sensoreinrichtung mit einem GMR-Sensorelement |
| JP2738312B2 (ja) * | 1994-09-08 | 1998-04-08 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果膜およびその製造方法 |
| US5561368A (en) * | 1994-11-04 | 1996-10-01 | International Business Machines Corporation | Bridge circuit magnetic field sensor having spin valve magnetoresistive elements formed on common substrate |
| US5744950A (en) * | 1996-05-09 | 1998-04-28 | Ssi Technologies, Inc. | Apparatus for detecting the speed of a rotating element including signal conditioning to provide a fifty percent duty cycle |
| DE19619806A1 (de) * | 1996-05-15 | 1997-11-20 | Siemens Ag | Magnetfeldempfindliche Sensoreinrichtung mit mehreren GMR-Sensorelementen |
-
1997
- 1997-03-07 JP JP05371797A patent/JP3886589B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-19 DE DE69818884T patent/DE69818884T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-02-19 EP EP98301211A patent/EP0863406B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-05 KR KR1019980007277A patent/KR100300386B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-03-06 US US09/036,606 patent/US6191577B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003502674A (ja) * | 1999-06-18 | 2003-01-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気センサ装置の製造方法 |
| JP2001159542A (ja) * | 1999-12-03 | 2001-06-12 | Hitachi Metals Ltd | 回転角度センサー及び回転角度センサーユニット |
| JP4543350B2 (ja) * | 1999-12-03 | 2010-09-15 | 日立金属株式会社 | 回転角度センサー及び回転角度センサーユニット |
| JP2004533120A (ja) * | 2001-06-01 | 2004-10-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 第２の磁気素子に対して第１の磁気素子の磁化軸を配向する方法、センサを実現するための半製品、および、磁界を測定するためのセンサ |
| JP2003066127A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Alps Electric Co Ltd | 磁気センサの組立方法 |
| JP2005531007A (ja) * | 2002-06-27 | 2005-10-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気抵抗センサ |
| KR20040011128A (ko) * | 2002-07-29 | 2004-02-05 | 주식회사 씨앤케이 | 고포화자화 박막과 저포화자화 박막을 다층화시킨 자계센서 |
| US7723984B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-05-25 | Tdk Corporation | Magnetic sensor and current sensor |
| JP2009085953A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Magic Technologies Inc | 磁気デバイスの製造方法および磁場角度センサの製造方法 |
| JP2009294234A (ja) * | 2009-09-24 | 2009-12-17 | Hitachi Metals Ltd | 絶対位置検出方法、回転角度検出方法、及び絶対位置検出構造 |
| JPWO2011111494A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2013-06-27 | アルプス電気株式会社 | 磁気センサ及び磁気エンコーダ |
| JP2013032989A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Alps Electric Co Ltd | 磁気センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3886589B2 (ja) | 2007-02-28 |
| KR19980079939A (ko) | 1998-11-25 |
| EP0863406A3 (en) | 1999-12-29 |
| US6191577B1 (en) | 2001-02-20 |
| DE69818884T2 (de) | 2004-08-05 |
| EP0863406A2 (en) | 1998-09-09 |
| KR100300386B1 (ko) | 2001-09-06 |
| DE69818884D1 (de) | 2003-11-20 |
| EP0863406B1 (en) | 2003-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3886589B2 (ja) | 巨大磁気抵抗効果素子センサ | |
| JP3017061B2 (ja) | ブリッジ回路磁界センサー | |
| US7005958B2 (en) | Dual axis magnetic sensor | |
| EP1399748B1 (en) | Semimanufacture for a sensor for measuring a magnetic field | |
| EP2040089B1 (en) | A magnetic tunnel junction (MTJ) based magnetic field angle sensor | |
| US7064937B2 (en) | System and method for fixing a direction of magnetization of pinned layers in a magnetic field sensor | |
| US6510031B1 (en) | Magnetoresistive sensor with magnetostatic coupling to obtain opposite alignment of magnetic regions | |
| JPH11510911A (ja) | 磁気抵抗式磁界センサ | |
| JPH0821166B2 (ja) | 磁気抵抗センサ | |
| JP2002299728A (ja) | 磁気センサ及びその製造方法 | |
| JPH11102508A (ja) | 薄膜磁気変換器 | |
| JP2009085953A (ja) | 磁気デバイスの製造方法および磁場角度センサの製造方法 | |
| WO2000041250A1 (en) | Spin dependent tunneling sensor | |
| US6621666B2 (en) | Magnetoresistive-effect element having electrode layers oppositely disposed on main surfaces of a magnetoresistive-effect thin film having hard magnetic bias layers with a particular resistivity | |
| JP3276264B2 (ja) | 磁気抵抗効果多層膜およびその製造方法 | |
| US7400143B2 (en) | Magnetic bias film and magnetic sensor using the same | |
| KR100284779B1 (ko) | 스핀밸브 자기저항효과형 자기헤드 및 자기 디스크 장치 | |
| JP2000338211A (ja) | 磁気センサ及びその製造方法 | |
| RU2316783C2 (ru) | Магниторезистивная слоистая система и чувствительный элемент на основе такой слоистой системы | |
| JP3035838B2 (ja) | 磁気抵抗複合素子 | |
| EP0677750A2 (en) | A giant magnetoresistive sensor with an insulating pinning layer | |
| JPH11328624A (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| JP2002094142A (ja) | 磁気抵抗効果センサ、該センサを備えた薄膜磁気ヘッド、該センサの製造方法及び該ヘッドの製造方法 | |
| JPH1079305A (ja) | 磁気素子 | |
| JPH1125428A (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040817 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041018 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050711 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061107 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061122 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101201 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101201 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111201 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111201 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121201 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131201 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |