JPH10270775A - 磁気抵抗効果素子及びそれを用いた回転センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁界感度の向上したＧＭＲ素子およびこれを
用いた構成度な回転センサを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 基板３上に、Ｃｏ、ＦｅまたはＮｉを主
成分とする金属あるいはＣｏ、ＦｅおよびＮｉの少なく
とも２つを主成分とする合金からなる強磁性金属層５お
よびＣｕを主成分とした非磁性金属層６とを繰り返し積
層したＧＭＲ積層膜２を備えた磁気抵抗効果素子におい
て、強磁性金属層５の厚さが、ＭＲ比が最大となる厚さ
より３〜１０オングストローム厚いものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁界の変化を検
出する磁気抵抗効果素子およびそれを応用した磁性体の
回転を検出する回転センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁気抵抗素子（以下、ＭＲ素子と
いう）は、強磁性体薄膜の磁化方向と電流方向のなす角
度によって抵抗値が変化する素子である。ＭＲ素子は、
電流方向と磁化方向が直角に交わるときに抵抗値が最小
になり、０度すなわち電流方向と磁化方向が同一あるい
は全く逆方向になるとき抵抗値が最大になる。この抵抗
値の変化をＭＲ変化率と呼び、一般にＮｉ−Ｆｅで２〜
３％である。

【０００３】一方、ＭＲ変化率の大きな磁気検出素子と
して巨大磁気抵抗素子（以下、ＧＭＲ素子と呼ぶ）とい
うものが、近時提案されている。ＧＭＲ素子は、例えば
日本応用磁気学会誌Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１（１９９
５），ｐ４〜１２の「最近の磁気抵抗効果（ＧＭＲ）の
研究」と題する論文に記載されている数オングストロー
ムから数十オングストロームの厚さの強磁性金属層（以
下、磁性層と呼ぶ）と非磁性金属層（以下、非磁性層と
呼ぶ）とを交互に積層させた積層体、いわゆる人工格子
膜であり、Ｆｅ／Ｃｒ、Ｃｏ／Ｃｕ等が知られている。
上述のＭＲ素子と比較して、ＧＭＲ素子は格段に大きな
ＭＲ効果（ＭＲ変化率）を有し、高感度の磁界検知素子
として期待されている。

【０００４】図１にＧＭＲ素子の構成を示す。図１
（ａ）はＧＭＲ素子の平面図、図１（ｂ）はＧＭＲ素子
を構成するＧＭＲ膜の断面図である。図において、１は
接続用端子、２は適当な形状にパターニングされたＧＭ
Ｒ膜である。ＧＭＲ膜２は、基板３と基板３上に積層さ
れた磁性層５および非磁性層６からなる。磁性層５と非
磁性層６は交互に数十層積層され、いわゆる人工格子膜
になっている。基板３上に直接、磁性層５と非磁性層６
からなる人工格子膜を作成する場合もあるが、図１
（ｂ）に示したように、バッファ層４を先に作製してお
くこともある。バッファ層４は、人工格子膜の結晶構造
を制御するため等に用いられる。

【０００５】次に動作について説明する。磁性層５と非
磁性層６を適当な厚さにすると、非磁性層６を介して隣
り合う磁性層５間に反強磁性結合が働く。反強磁性結合
とは、隣り合う磁性層５の磁化方向を互いに反平行にす
るように働く相互作用のことである。磁界が印加されて
いない時には、反強磁性結合により、非磁性層６を介し
て隣り合う磁性層５の磁化は互いに反平行を向いてい
る。この時、ＧＭＲ膜２の抵抗値は最大になる。ＧＭＲ
膜２面内に磁界を徐々に印加していくと、磁性層５の磁
化は、徐々に磁界方向を向いていく。十分に大きな磁界
を印加すると、すべての磁性層５の磁化は、磁界方向を
向く。すなわち、外部からの磁界により、すべての磁性
層５の磁化は平行になる。この時、ＧＭＲ膜２の抵抗値
は最小になる。ＧＭＲ膜２の抵抗変化は、接続用端子１
により測定できる。この抵抗変化から、ＧＭＲ素子に印
加される外部磁界の大きさを知ることができる。

【０００６】一般に、ＧＭＲ素子は、磁性層５や非磁性
層６の厚さにより特性が変化する。例えば、Ｃｏ／Ｃｕ
人工格子の場合、Ｃｏ厚が１５オングストローム、Ｃｕ
厚が１０オングストローム近傍でＭＲ変化率が最大とな
ることが知られている。この時のＭＲ変化率は、約５０
％と非常に大きな値を示す。ただし、この抵抗変化率を
得るためには、数ｋＯｅから１０ｋＯｅもの大きな印加
磁界が必要になる。従って、単位磁界あたりの抵抗変化
率（以下、磁界感度と呼ぶ）としては、決して大きな値
とはいえない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】多くの磁界検知装置
や、それを応用した磁気デバイスは、数十から数百（Ｏ
ｅ）程度の小さな磁界を用いるため、上記のような従来
のＧＭＲ素子では実際の用途には不向きであるという問
題があり、より感度の高いＧＭＲ素子が必要とされてい
る。本発明は、このような問題を解決するために、より
感度の向上したＧＭＲ素子を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
基板、この基板上に、Ｃｏ、ＦｅまたはＮｉを主成分と
する金属あるいはＣｏ、ＦｅおよびＮｉの少なくとも２
つを主成分とする合金からなる強磁性金属層およびＣｕ
を主成分とした非磁性金属層とを繰り返し積層したＧＭ
Ｒ積層膜を備え、上記強磁性金属層の厚さが、ＭＲ比が
最大となる厚さより３〜１０オングストローム厚い磁気
抵抗効果素子である。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載の磁
気抵抗効果素子において、非磁性金属層の厚さは、非磁
性金属層の厚さ変化に対して現れるＭＲ比の第２ピーク
の近傍の厚さであるものである。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１記載の磁
気抵抗効果素子において、強磁性金属層と非磁性金属層
を１５周期以上繰り返し積層したものである。

【００１１】請求項４に係る発明は、請求項１記載の磁
気抵抗効果素子において、基板上に、バッファ層を設け
たものである。

【００１２】請求項５に係る発明は、請求項４記載の磁
気抵抗効果素子において、バッファ層は、１０オングス
トローム以上１００オングストローム以下の厚さの金属
層であるものである。

【００１３】請求項６に係る発明は、請求項１ないし５
のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子を用いた回転セン
サである。

【００１４】

【発明の実施の形態】図を用いて本発明の実施の形態を
説明する。 実施の形態１．本実施の形態は、図１に示したように、
基板３上に、Ｃｏ、ＦｅまたはＮｉを主成分とする金属
あるいはＣｏ、ＦｅおよびＮｉの少なくとも２つを主成
分とする合金からなる強磁性金属層５と、Ｃｕを主成分
とした非磁性金属層６とを繰り返し積層したＧＭＲ積層
膜２を備えた磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）におい
て、強磁性金属層５の厚さを、メジャーＭＲカーブによ
る抵抗変化率（ＭＲ比と称し、以下に説明する）が最大
となる厚さより３〜１０オングストローム厚くしたもの
である。ＧＭＲ膜２は適当な形状にパターニングされて
おり、ＧＭＲ積層膜２の両端に接続用端子１を備える。

【００１５】強磁性金属層５と非磁性金属層６は交互に
数十層積層され、いわゆる人工格子膜になっている。基
板３上に直接、強磁性金属層５と非磁性金属層６からな
る人工格子膜を作製する場合もあるが、その前にバッフ
ァ層４を先に作製しておくこともある。バッファ層４
は、人工格子膜の結晶構造を制御するため等に用いられ
る。

【００１６】次に、動作について説明する。強磁性金属
層５と非磁性金属層６を適当な厚さにすると、非磁性金
属層６を介して隣り合う強磁性金属層５間に反強磁性結
合が働く。反強磁性結合とは、隣り合う強磁性金属層５
の磁化方向を互いに反平行にするように働く相互作用の
ことである。磁界が印加されていない時には、反強磁性
結合により、非磁性金属層６を介して隣り合う強磁性金
属層５の磁化は互いに反平行を向いている。この時、Ｇ
ＭＲ積層膜２の抵抗値は最大になる。ＧＭＲ積層膜２の
面内に磁界を徐々に印加していくと、強磁性金属層５の
磁化は、徐々に磁界方向を向いていく。十分に大きな磁
界を印加すると、すべての強磁性金属層５の磁化は、磁
界方向を向く。すなわち、外部からの磁界により、すべ
ての強磁性金属層５の磁化は平行になる。この時、ＧＭ
Ｒ積層膜２の抵抗値Ｒは最小になる。非常に大きな磁界
が加わった時のＧＭＲ積層膜２の抵抗値ＲをＲｍｉｎと
する。ＧＭＲ積層膜２の抵抗変化は、接続用端子１によ
り測定できる。この抵抗変化から、ＧＭＲ素子に印加さ
れる外部磁界の大きさを知ることができる。

【００１７】図２は、ＧＭＲ素子の抵抗変化率の印加磁
界依存性（以下ＭＲカーブと呼ぶ）を示す図で、縦軸は
抵抗変化率であり、抵抗変化率＝（（Ｒ−Ｒｍｉｎ）／
Ｒｍｉｎ）×１００（％）で定義されている。ここで用
いたＧＭＲ積層膜２は、ガラス基板３上に、厚さ３０オ
ングストロームのＣｏからなるバッファ３と、バッファ
層４の上に、厚さ２０オングストロームのＣｏからなる
強磁性金属層５および厚さ２１オングストロームのＣｕ
からなる非磁性金属層６を交互に２５層とを備えてい
る。ここで、ガラス基板の代わりにＳｉ基板やＳｉ基板
上に熱酸化膜あるいはプラズマ酸化膜等を有するものを
用いても効果はかわらない。バッファ層４は、その上に
構成される多層膜の結晶状態を制御する層である。バッ
ファ層としては、Ｃｏ以外に、ＦｅやＮｉ−Ｆｅ、Ｃ
ｒ、Ｃｕ等を用いても同様の効果が得られる。

【００１８】印加磁界方向は、いわゆる膜面内方向であ
り。図１（ａ）の紙面内の方向であり、紙面内であれ
ば、どの方向でもよい。ただし、ＧＭＲ積層膜２に面内
異方性が付与されている時は、方向によりＭＲカーブが
変化するが、この例では異方性は付与されていない。

【００１９】図２に示すように、大きな印加磁界（正負
は関係なく、磁界の絶対値が問題）が加わると、ＧＭＲ
積層膜２の抵抗変化率は小さくなる。これは、大きな磁
界により、すべての強磁性金属層５の磁化が印加磁界方
向に揃うためである。印加磁界が小さい時には、反強磁
性結合により、非磁性金属層６を介して隣り合う強磁性
金属層５は反平行になり、印加磁界＝０近傍で抵抗値は
最大値Ｒｍａｘになる。

【００２０】ところで、図２のＭＲカーブは、正から負
に印加磁界が変化するときと、負から正へ変化するとき
で、わずかに異なるカーブを描いているが、これは強磁
性金属層５（Ｃｏ層）が保磁力（磁界に対するヒステリ
シス）を有するためであるが、この点は本発明の本質と
は無関係である。

【００２１】図２では、抵抗値が飽和するのに十分な大
きな磁界をＧＭＲ素子に印加した時のＭＲカーブを示し
たが、図３は、０〜１００（Ｏｅ）という小さな磁界範
囲を印加しＭＲカーブを測定した時の結果を示す図であ
る。この磁界範囲は、多くの磁気デバイスで用いる磁界
範囲に相当する。この磁界範囲で約１０％の抵抗変化率
が得られた。図２における測定のように、抵抗値が飽和
するまでの十分に大きな磁界を印加して測定したＭＲカ
ーブをメジャーＭＲカーブと呼び、図３における測定の
ように抵抗値が飽和しない範囲での測定から得られるＭ
ＲカーブをマイナーＭＲカーブと呼ぶ。実際に多くの磁
気デバイスに応用するにあたっては、後者のマイナーＭ
Ｒカーブでの抵抗変化率が重要な性能指標になる。した
がって、図３の測定で得られた抵抗変化率を測定磁界範
囲（すなわち１００（Ｏｅ））で割った値を磁界感度と
呼び、以下ではこの値により、ＧＭＲ素子の優劣を判断
する。

【００２２】図４は、強磁性金属層５の厚さを変化させ
たときの、磁界感度およびメジャーＭＲカーブでの抵抗
変化率（以下、ＭＲ比という）を示す図である。図４
は、強磁性金属層５としてＣｏを用いた場合であり、Ｇ
ＭＲ積層膜２の構成は次に示す通りである。

【００２３】ガラス基板３上に、Ｃｒ（３０オングスト
ローム）からなるバッファ層４と、Ｃｏ（Ｘオングスト
ローム）からなる強磁性金属層５およびＣｕ（２１オン
グストローム）からなる非磁性金属層６を交互に２５層
積層している。強磁性金属層５の厚さＸは１０〜３０オ
ングストロームまで変化させた。ＭＲ比は、強磁性金属
層５の厚さが、１５オングストロームで最大になった。
一方、磁界感度は、強磁性金属層５の厚さが、ＭＲ比が
最大となるときの厚さより３〜１１オングストローム厚
い、１８〜２６オングストロームの範囲内で最大になっ
た。

【００２４】図５は、強磁性金属層５として８０Ｎｉ−
２０Ｆｅ合金を用いた場合であり、ＧＭＲ膜積層２の構
成は次の通りである。

【００２５】ガラス基板３上に、Ｃｒ（３０オングスト
ローム）からなるバッファ層４と、ＦｅＮｉ（Ｘオング
ストローム）からなる強磁性金属層５およびＣｕ（２１
オングストローム）からなる非磁性金属層６を交互に２
５層積層している。強磁性金属層５の厚さＸは１０〜３
０オングストロームまで変化させた。ＭＲ比は、強磁性
金属層５の厚さが１４オングストロームで最大になっ
た。一方、磁界感度は、強磁性金属層５の厚さが、ＭＲ
比が最大となるときの厚さより３〜１０オングストロー
ム厚い、１７〜２４オングストロームの範囲内で最大に
なった。

【００２６】以上のように、強磁性金属層５の厚さが、
ＭＲ比が最大になる厚さよりも３〜１０オングストロー
ム厚い膜厚の時に、高い磁界感度が得られることを見い
だした。これは、強磁性金属層５の厚さを、ＭＲ比が最
大になる時の厚さより厚くした場合、ＭＲ比はわずかに
減少するものの、飽和磁界も同時に減少するため、磁界
感度としては向上すると考えられる。

【００２７】上記図４および５では、強磁性金属層５と
してＣｏとＮｉ−Ｆｅを用いた場合を示したが、Ｎｉ、
Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅでほ
ぼ同様の特性が得られた。

【００２８】また、バッファ層としてＣｒを用いたが、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅおよびこれらの合金やＣｕでも同様の
効果がある。

【００２９】実施の形態２．上記実施の形態１では、磁
界感度の磁性層膜厚依存性を調べたが、磁界感度は、非
磁性金属層の厚さにも依存する。

【００３０】本実施の形態は、非磁性金属層６の厚さ
を、非磁性金属層の厚さ変化に対して現れるＭＲ比の第
２ピークの近傍の厚さとすることによって、磁界感度を
向上させるものである。

【００３１】第６図は、図１に示した強磁性金属層５が
Ｃｏの時、図７は、強磁性金属層５が８２Ｎｉ−１８Ｆ
ｅの時の非磁性金属層６の厚さと磁界感度および抵抗変
化率（ＭＲ比）との関係を示す図である。ＧＭＲ積層膜
２の構成はそれぞれ次の通りである。

【００３２】図６は、ガラス基板３上に、Ｃｒ（３０オ
ングストローム）からなるバッファ層４と、Ｃｏ（１９
オングストローム）からなる強磁性金属層５およびＣｕ
（Ｘオングストローム）からなる非磁性金属層６を交互
に２５層積層したものにおいて、非磁性金属層６の厚さ
Ｘを４〜３３オングストロームまで変化させた時の測定
結果である。

【００３３】ＭＲ比は、Ｘ＝１０と２０近傍で極大値を
持つが、Ｘ＝１０近傍を第１ピーク、Ｘ＝２０近傍を第
２ピークと呼ぶ。ＭＲ比は、第１ピークで最大値を持
つ。一方、磁界感度は、第２ピークで最大になる。

【００３４】図７は、ガラス基板３上に、Ｃｒ（３０オ
ングストローム）からなるバッファ層４と、８２Ｎｉ−
１８Ｆｅ（１９オングストローム）からなる強磁性金属
層５およびＣｕ（Ｘオングストローム）からなる非磁性
金属層６を交互に２５層積層したものにおいて、非磁性
金属層６の厚さＸを６〜３３オングストロームまで変化
させた時の測定結果である。磁界感度は、強磁性金属層
がＣｏの場合と同様に、第２ピークで最大になる。

【００３５】上記図６および７の結果に示されるよう
に、非磁性金属層６の厚さを、非磁性金属層の厚さ変化
に対して現れるＭＲ比の第２ピークの近傍の厚さとする
ことによって、磁界感度を最大とすることができる。

【００３６】図６および７では、強磁性金属層５として
ＣｏおよびＮｉ−Ｆｅを用いた例を示したが、Ｎｉ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅでもほ
ぼ同様の特性が得られた。

【００３７】また、バッファ層４としてＣｒを用いた例
を示したが、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅ、これらの合金やＣ
ｕでも同様の効果がある。

【００３８】実施の形態３．本実施の形態は、強磁性金
属層５と非磁性金属層６を１５周期以上繰り返し積層し
たＧＭＲ素子である。

【００３９】図８および９は、強磁性金属層５と非磁性
金属層６の積層周期と、磁界感度およびＭＲ比との関係
を調べた結果を示す図である。

【００４０】図８は、強磁性金属層５としてＣｏを用い
た場合であり、ガラス基板３上に、Ｃｒ（３０オングス
トローム）からなるバッファ層４と、Ｃｏ（２１オング
ストローム）からなる強磁性金属層５およびＣｕ（２１
オングストローム）からなる非磁性金属層６を交互に積
層したものにおいて、積層周期数を１０〜３０まで変化
させたときの結果を示している。

【００４１】図８に示されているように、磁界感度およ
びＭＲ比は、積層周期数が１５で急激に立ち上がり、そ
れ以上の積層周期数でフラットな特性を示した。

【００４２】図９は、強磁性金属層５として８０Ｎｉ−
２０Ｆｅを用いた場合であり、ガラス基板３上に、Ｃｒ
（３０オングストローム）からなるバッファ層４と、８
０Ｎｉ−２０Ｆｅ（２０オングストローム）からなる強
磁性金属層５およびＣｕ（２１オングストローム）から
なる非磁性金属層６を交互に積層したものにおいて、積
層周期数を１０〜３０まで変化させたときの結果を示し
ている。

【００４３】図９に示されているように、磁界感度およ
びＭＲ比は、積層周期数が１５で急激に立ち上がり、そ
れ以上の積層周期数でフラットな特性を示した。

【００４４】上記図８および９の結果から明らかなよう
に、強磁性金属層５および非磁性金属層６を交互に１５
周期以上積層することによって、磁界感度及びＭＲ比を
大きくすることができる。

【００４５】図８および９では、磁性層としてＣｏおよ
びＮｉ−Ｆｅを用いた例を示したが、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ
−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅでもほぼ同様の
特性が得られた。

【００４６】また、バッファ層としてＣｒを用いた例を
示したが、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅ、これらの合金やＣｕ
でも同様の効果がある。

【００４７】実施の形態４．本実施の形態は、バッファ
層４を、１０〜１００オングストロームの厚さの金属層
としたＧＭＲ素子である。

【００４８】図１０および１１は、バッファ層４の厚さ
と、磁界感度およびＭＲ比との関係を調べた結果を示す
図である。

【００４９】図１０は、強磁性金属層５としてＣｏを用
いた場合であり、ガラス基板３上に、Ｃｏ（Ｘオングス
トローム）からなるバッファ層４と、Ｃｏ（２１オング
ストローム）からなる強磁性金属層５およびＣｕ（２１
オングストローム）からなる非磁性金属層６を交互に２
５層積層したものにおいて、バッファ層の厚さＸを０〜
１５０まで変化させたときの結果を示している。

【００５０】図１０に示されているように、磁界感度お
よびＭＲ比は、バッファ層厚が１０オングストロームで
急激に立ち上がり、１００オングストロームまでフラッ
トな特性を示した。

【００５１】図１１は、強磁性金属層５として８０Ｎｉ
−２０Ｆｅを用いた場合であり、ガラス基板３上に、Ｃ
ｏ（Ｘオングストローム）からなるバッファ層４と、８
０Ｎｉ−２０Ｆｅ（２０オングストローム）からなる強
磁性金属層５およびＣｕ（２１オングストローム）から
なる非磁性金属層６を交互に積層したものにおいて、バ
ッファ層の厚さＸを５〜１５０まで変化させたときの結
果を示している。

【００５２】図１１に示されているように、磁界感度お
よびＭＲ比は、バッファ層厚が１０オングストロームで
急激に立ち上がり、１００オングストロームまでフラッ
トな特性を示した。

【００５３】図１０および１１では、強磁性金属層５と
してＣｏおよびＮｉ−Ｆｅを用いた例を示したが、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ
でもほぼ同様の特性が得られた。

【００５４】また、バッファ層としてＣｏを用いた例を
示したが、Ｃｒ、ＮｉおよびＦｅ、これらの合金やＣｕ
でも同様の効果が得られる。

【００５５】実施の形態５．図１３は、実施の形態１〜
４のＧＭＲ素子を用いた回転センサを示す構成図であ
り、（ａ）は側面図、（ｂ）は斜視図である。図におい
て、８は磁界変化付与手段としての磁性回転体で、回転
軸７と同期して回転可能に構成され、凹部１２によって
形成された少なくとも１つ以上の凸部１３を具備する。
９は磁性回転体８と所定の間隙をもって配置されたＧＭ
Ｒ素子、１０はＧＭＲ素子９に磁界を与える磁界発生手
段としての永久磁石１０、１１はＧＭＲ素子９の出力を
処理する集積回路であり、ＧＭＲ素子９には、集積回路
１１に対して適当な抵抗値になるようにパターニングさ
れたＧＭＲ膜２と、集積回路１１に接続するための接続
端子１を有する。集積回路１１と接続端子１は、図に示
していない導線で電気的に接続されている。

【００５６】次に、動作について説明する。磁性回転体
８には凹部１２、凸部１３があるので、磁性回転体８の
回転に伴い、永久磁石１０から出た磁束の分布は変化す
る。この磁束分布の変化により、ＧＭＲ膜２の抵抗値は
変化し、その変化は集積回路１１で適当に処理され、磁
性回転体８の凹凸に応じた２値化出力になる。

【００５７】以上のように、高感度化したＧＭＲ素子を
回転センサに用いることで、高精度な回転検出が可能に
なる。

【００５８】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、基板上
に、Ｃｏ、ＦｅまたはＮｉを主成分とする金属あるいは
Ｃｏ、ＦｅおよびＮｉの少なくとも２つを主成分とする
合金からなる強磁性金属層およびＣｕを主成分とした非
磁性金属層とを繰り返し積層したＧＭＲ積層膜を備えた
磁気抵抗効果素子において、上記強磁性金属層の厚さ
が、ＭＲ比が最大となる厚さより３〜１０オングストロ
ーム厚くなるようにすることによって、小さな磁界で大
きな抵抗変化率が得られるようになり、単位磁界当たり
の抵抗変化率が向上する。

【００５９】請求項２に係る発明によれば、非磁性金属
層の厚さを、非磁性金属層の厚さ変化に対して現れるＭ
Ｒ比の第２ピークの近傍の厚さとすることによって、さ
らに単位磁界当たりの抵抗変化率が向上する。

【００６０】請求項３に係る発明によれば、強磁性金属
層と非磁性金属層を１５周期以上繰り返し積層すること
によって、より一層、単位磁界当たりの抵抗変化率が向
上する。

【００６１】請求項４に係る発明によれば、基板上に、
バッファ層を設けることによって、さらに単位磁界当た
りの抵抗変化率が向上する。

【００６２】請求項５に係る発明によれば、バッファ層
を、１０オングストローム以上１００オングストローム
以下の厚さの金属層とすることによって、さらに単位磁
界当たりの抵抗変化率が向上する。

【００６３】請求項６に係る発明によれば、請求項１な
いし５のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子を用いるこ
とによって、出力信号のＳＮ比が向上し、精度の高い回
転角検出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 磁気抵抗効果素子の平面図及びＧＭＲ積層膜
の断面図である。

【図２】 ＧＭＲ積層膜のＭＲカーブである。

【図３】 ＧＭＲ積層膜のマイナーＭＲカーブである。

【図４】 強磁性金属層にＣｏを用いたＧＭＲ積層膜の
磁界感度の、強磁性金属層厚さ依存性を示す図である。

【図５】 強磁性金属層にＦｅ−Ｎｉを用いたＧＭＲ積
層膜の磁界感度の、強磁性金属層厚さ依存性を示す図で
ある。

【図６】 強磁性金属層にＣｏを用いたＧＭＲ積層膜の
磁界感度の、非磁性金属層厚さ依存性を示す図である。

【図７】 強磁性金属層にＦｅ−Ｎｉを用いたＧＭＲ積
層膜の磁界感度の、非磁性金属層厚さ依存性を示す図で
ある。

【図８】 強磁性金属層にＣｏを用いたＧＭＲ積層膜の
磁界感度の、積層周期数依存性を示す図である。

【図９】 強磁性金属層にＦｅ−Ｎｉを用いたＧＭＲ積
層膜の磁界感度の、積層周期数依存性を示す図である。

【図１０】 強磁性金属層にＣｏを用いたＧＭＲ積層膜
の磁界感度の、バッファ層厚さ依存性を示す図である。

【図１１】 強磁性金属層にＦｅ−Ｎｉを用いたＧＭＲ
積層膜の磁界感度の、バッファ層厚さ依存性を示す図で
ある。

【図１２】 ＧＭＲ素子を用いた回転センサの一実施の
形態を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 接続用端子、２ ＧＭＲ積層膜、３ 基板、４バッ
ファ層、５ 強磁性金属層、６ 非磁性金属層、７ 回
転軸、８磁性回転体、９ ＧＭＲ素子、１０ 永久磁
石、１１ 集積回路、１２ 凹部、１３ 凸部

フロントページの続き (72)発明者 川野 裕司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 堤 和彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板、この基板上に、Ｃｏ、Ｆｅまたは
   Ｎｉを主成分とする金属あるいはＣｏ、ＦｅおよびＮｉ
   の少なくとも２つを主成分とする合金からなる強磁性金
   属層およびＣｕを主成分とした非磁性金属層とを繰り返
   し積層したＧＭＲ積層膜を備え、上記強磁性金属層の厚
   さが、ＭＲ比が最大となる厚さより３〜１０オングスト
   ローム厚いことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
2. 【請求項２】 非磁性金属層の厚さは、非磁性金属層の
   厚さ変化に対して現れるＭＲ比の第２ピークの近傍の厚
   さであることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果
   素子。
3. 【請求項３】 強磁性金属層と非磁性金属層を１５周期
   以上繰り返し積層したことを特徴とする請求項１記載の
   磁気抵抗効果素子。
4. 【請求項４】 基板上に、バッファ層を設けたことを特
   徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
5. 【請求項５】 バッファ層は、１０オングストローム以
   上１００オングストローム以下の厚さの金属層であるこ
   とを特徴とする請求項４記載の磁気抵抗効果素子。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の磁
   気抵抗効果素子を用いたことを特徴とする回転センサ。