JPS6159553B2

JPS6159553B2 -

Info

Publication number: JPS6159553B2
Application number: JP53087360A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yamagata
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1986-12-17
Also published as: JPS5513959A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は強磁性磁気抵抗効果を利用した強磁性
磁気抵抗効果素子に関するものである。

半導体ホール素子、半導体磁気抵抗効果素子、
強磁性磁気抵抗効果素子等の各種の磁電変換素子
が、無接点スイツチや、被測定量を一旦永久磁石
の運動に変えて計測するメーター等に利用されは
じめている。これらの磁電変換素子の中で、強磁
性磁気抵抗効果（以下MR効果と略す）を利用し
た強磁性磁気抵抗効果素子（以下MR素子と略
す）は小さい磁界強度に対しても感度が良く、又
磁束応答型であるので定常状態でも磁界強度や、
その方向に対応した出力が得られ、又薄膜技術を
用いて小さいサイズに作製できる等の利点を持ち
上記の用途には非常に便利である。

しかし、一般に強磁性磁気抵抗体薄膜（以下
MR膜と略す）の電気抵抗の変化率は大きくても
数％程度であり、単に電流を流してその両端の電
圧をとる限り、磁界の強度が方向の変化による出
力電圧は、抵抗の変化による真の出力電圧に、そ
れより２ケタ程大きい抵抗の不変化分による不変
化分電圧が加わつたものとなつてしまう。従来、
これを除くためにはMR膜と通常の固定抵抗を組
合せたり、MR膜同志を組合わせて差動構成やブ
リツジ構成をとることが行なわれており、組合わ
せる固定抵抗やMR膜の抵抗値がよく揃つている
限り不変化分の電圧を相殺し、実効的にゼロにす
ることができる。しかし、通常は作製時のバラツ
キ等により、例え同時に作製したものであつても
それぞれのMR膜の抵抗値にはある程度の差が生
じるため、詐動構成やブリツジ構成をとつても不
変化分電圧が完全には相殺されず、一般に出力電
圧に比較して無視できない大きさとなり、いわゆ
るオフセツト電圧となつて残る。真の出力電圧
に、この様なオフセツト電圧が加わると出力電圧
と磁界の強度や方向の対応関係に狂いが生じてし
まつたり、又出力電圧とあらかじめ説定した電圧
レベルとの大小を比較してパルス化する様な場合
では、パルス化を行う出力電圧が設定レベルから
離れてしまう等の問題がおこる。このような問題
を無くすため、例えばコンデンサーを通す等で交
流分だけ通す様にすると定常的な磁界に対応する
出力が得られなくなつたり、又例えば外部に可変
抵抗等を加えると全体が大型化してしまうなどの
新たな問題が生じて先に挙げたMR素子の利点を
活かすことができなくなつてしまう。こうして
MR膜の抵抗値のバラツキによるオフセツト電圧
は大きな問題となつている。

本発明の目的はオフセツト電圧が無視できる程
度に小さいMR素子を提供することにある。

本発明はMR膜から成る電流通路主要部が電気
抵抗を定める主要部分となつている１個又は複数
個の電流通路と電極端子とで構成され、それぞれ
の電流通路の両端に設けられた１個ずつの電極端
子の他に、少くとも１つの電流通路の片方又は両
方の端部部には、その電流通路の電気抵抗を分割
する様に１個又は複数個の抵抗調整用電極端子が
設けられていることを特徴とする。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第１図は本発明のMR素子の一実施例で抵抗調
整用電極端子が設けられた電流通路の基本構成を
示したものである。電流通路は一種の電気抵抗で
あつてMR膜で形成された電流通路主要部１を有
し、両端には電極端子２，３が設けられ、又両端
の端部には抵抗調整用電極端子４，５，６，７，
８，９及び１０，１１，１２が設けられている。

この電流通路の両端の電極端子２，３間の抵抗
値をR₀とすると、これに定電流Ｉを流し、飽和
磁界Ｈ（この大きさはMR素子１の組成を後述の
ように81％Ni―Feとし、巾20μｍ膜厚0.05μｍ
の帯状とすると約30ガウス程度である）を電流通
路主要部即ちMR膜を流れる電流に対し角度Θ
（以下これを方位角Θとする）の方向にかけた時
の電圧はR₀（１−α／２）Ｉ＋α／２R₀Icos2Θとなり
、真の出力電圧１／２αR₀Icos2Θに不変化分電圧R₀ （１−α／２）が加わつたものとなる。ここでαは MR膜の抵抗変化率であり、材料、膜厚等で異な
るものであるが、おおきいものでも２〜４％程度
である。尚、ここで抵抗値とは電流通路主要部を
流れる電流の方向に飽和磁界Ｈをかけた時の抵抗
値のことである。この不変化分電圧を除くため例
えばR₀（１−α／２）の抵抗値を持つ固定抵抗や、 MR膜から成る他の電流通路に定電流Ｉを流す等
でR₀（１−α／２）Ｉの電位をつくり、差動構成を行なうと、出力端子１０１と１０２間には相対的
な電圧の差のみが現われ、その差の電圧を検出す
ると、第２図の実線の様にＶ_MRcos2Θの真の出力
のみとり出すことができる。但し、この振幅Ｖ_MR
は差動をとる相手によつて異なり、例えば固定抵
抗であればα／２R₀Iである。しかし一般に作製時には抵抗値にある程度のバラツキが生じてしまう。

電極端子２，３間の設定抵抗値R₀に対しΔＲ
のずれが生じたとすると定電流Ｉを流しているの
で電圧ΔR₀Iだけ設定値よりずれることになり、
これがオフセツト電圧V_0ffとなつて第２図の点線
の様に真の出力電圧Ｖ_MRcos2Θに加えられてしま
う。例えば抵抗値R₀が0.5％だけずれたとしても
オフセツト電圧V_0ffはほぼR₀Iの0.5％の大きさで
あり、一方真の出力の振幅Ｖ_MRはR₀Iの１〜２％
であるので、オフセツト電圧V_0ffは真の出力電圧
の振幅Ｖ_MRの25〜50％にも達する。このため飽和
磁界Ｈの方位角Θと出力電圧との対応関係は全く
狂つてしまい、例えば出力電圧が０となる時の飽
和磁界Ｈの方位角Θは第２図に示す例ではオフセ
ツト電圧V_0ffの加わつていない実線のものより15
゜の位相ずれをおこしてしまう。

又、MR素子の出力をパルス化する様な場合、
ノイズによる誤動作を防ぐため、比較電圧レベル
±Vcを設定して、MR素子の出力電圧がVcよ大
きくなつた時をハイレベル、続いて−Vcより小
さくなつた時をローレベルにするいわゆるヒステ
リシス特性を持たせることがあるが、例えばVc
を真の出力電圧の振幅Ｖ_MRの50％に設定すると、
オフセツト電圧V_0ff（前記振幅Ｖ_MRの50％とす
る）が加わつたために全くパルス化できなくなつ
てしまう。この様に抵抗値R₀がずれると、オフ
セツト電圧V_0ffが生じMR素子の特性が低下する
ことになる。

そこで第１図の電流通路で例えば一端の電極端
子２と他方の端部に設けられた抵抗調整用電極端
子７との間が基準となる抵抗値R₀となる様に設
計作製し、実際の抵抗値がR₀より大きかつた場
合は抵抗調整用電極端子７のかわりに、抵抗調整
用電極端子４，５，６のうちの適当な端子と電極
端子２の間の電流通路を使用し、逆に抵抗値が
R₀より小さかつた場合は抵抗調整用電極端子
８，９及び電極端子３のうちの適当な１つを選択
すれば抵抗値のずれを小さくすることができる。

例えば実際の抵抗値がR₀より0.5％大きかつた
とすると、抵抗値が0.5％程度小さくなる様な抵
抗調整用電極端子、それが例えば電極端子４であ
ればそれと電極端子２の間の部分を電流通路とし
て使えば良く、オフセツト電圧V_0ffを小さくする
ことができる。

又、電極端子３と抵抗調整用電極端子１０，１
１，１２との間の電流通路を使うことでも抵抗調
整ができることは全く同様であり、更に、片方の
端部の抵抗調整用電極端子３，４，５，６，７，
８，９のうちの適当な１つと、他方の端部の抵抗
調整用電極端子１０，１１，１２のうちの適当な
１つとの間の電流通路を使うことでも抵抗調整が
できることは全く同様である。従つて抵抗調整用
電極端子をどちらの端部に設けても、同じ効果を
持ち、その選択は、電流通路の配置等による位置
の制約等から決められる。

抵抗調整のやり方としては、電極端子２と３を
電流供給の端子として使用したまま、電極端子２
又は３と適当な抵抗調整用電極端子との間を直接
に、又は前記電流通路とは電気的につながりのな
い他の電極を介して、間接的に短絡することによ
つても抵抗調整できるので、結果は前述の方法と
全く同じである。

MR膜で構成されている電流通路主要部の抵抗
値は長さに比例するので、１本の電流通路に存在
する電流通路主要部ののべ長さに対する、抵抗調
整用電極端子間に存在する電流通路主要部の長さ
の比率を適当に設定することにより、抵抗調整の
精度を任意に設定することができ、又抵抗調整端
子の個数を増減することによつて抵抗調整の範囲
を望みどおりに設定することができる。例えば抵
抗調整用電極端子が設けられている一端の電極端
子及びＮ個の隣接する抵抗調整用電極端子間に存
在する電流通路主要部の長さをすべて等しくして
おけば、この長さに相当する抵抗値を最小ステツ
プとして、抵抗調整用電極端子を順次ずらすに従
い、最小ステツプの整数倍でＮ倍までの抵抗調整
を行なうことができる。又例えばＮ個の隣接する
抵抗調整用電極端子間の電流通路主要部の長さの
比を１、２、４……等々の２倍系列になる様にし
ておけば、最小の長さの部分の抵抗値を最小ステ
ツプとして、２倍、４倍、……等々の２倍系列の
抵抗値を得ることができるので、適当な抵抗調整
用電極端子の間を直接、又は間接に短絡すること
により、最小ステツプの整数倍で２^N−１倍まで
の抵抗調整が出来、同じ抵抗調整用電極端子数で
より広範囲の調整ができる。

抵抗調整用電極端子間の電流通路主要部の幅は
他の部分の電流通路主要部の幅と異つていてもよ
く、電流通路主要部の抵抗値は幅に反比例するの
で、幅をせまくすれば同じ長さでもより大きい抵
抗値が得られ、又逆に幅を拡げればより小さい抵
抗値の抵抗調整を行なえる。

更に、各電極端子面、及び電極端子と電流通路
との接点近傍を電流通路主要部のMR膜より比抵
抗の小さい導電体で形成すれば、その部分の抵抗
値を充分小さくして、電極端子、及び抵抗調整用
電極端子間の抵抗値が殆んど電流通路主要部だけ
で決まる様にすることができる。これにより、隣
接する抵抗調整用電極端子の間隔をある程度以上
に保ちながら、その間に在る電流通路主要部の長
さだけ短かくすることもできるので、電極端子、
及び抵抗調整用電極端子同士の間隔を無理に詰め
なくても、細かな抵抗調整を容易に行なうことが
できる。

第３図は２つの電流通路で差動構成にした本発
明の実施例の基本構成を示したものである。第１
及び第２の電流通路１Ａ，１ＢはそれぞれMR膜
で形成された電流通路主要部１３，１４を有し、
それぞれの両端には電極端子１５，１６，１７，
１８が設けられ、又それぞれの電流通路の一方の
端部には抵抗調整用電極端子群１９，２０が設け
られている。１つの電流通路の両端に抵抗調整用
電極端子を設けた場合と一端にのみ設けた場合は
全く同等であるので、以下では一端にのみつけた
場合を例として説明する。MR膜の抵抗値には温
度依存性があるため、温度が変わるとその抵抗値
が変わるため、先に述べたオフセツト電圧V_0ffも
温度で変わり、いわゆる温度ドリフトが生じてし
まうが、同じ抵抗値のMR膜でこの様に差動構成
をとることでそれを打消すことができる。又、電
流通路主要部１３と１４を互いに直交する様に配
置することで出力が最も大きくなる。電極端子１
５と１８を合わせてアースとし、電極端子１６と
１７にそれぞれ独立に定電流Ｉを流すと、不変化
分の電圧は互いに打消して真の出力電圧が電極端
子１６と１７の間の電位差として現わわれる。し
かし実際には作製時のバラツキがあり第１の電流
通路１１の両端の電極端子１５，１６間の抵抗値
が設定値R₀に対しＲとなり第２の電流通路１２
の両端の電極端子１７，１８間の抵抗値が設定値
R₀に対しＲ＋ΔＲになつたとすると、第３図の
様に飽和磁界Ｈを電流通路主要部１３を流れる電
流に対し角度Θ（この場合、これを方位角とす
る）にかけた時の出力電圧は、αRIcos2Θ＋Δ
Ｒ・Ｉとなり、真の出力電圧、Ｖ_MRcos2Θ＝α
RIcos2Θに、オフセツト電圧V_0ff＝ΔRIが加わつ
てしまい、やはり第２図に示した様に、出力電圧
と飽和磁界Ｈの方位角Θとの対応関係は狂つてし
まう。

そこで、第１図に示したMR素子の基本構成例
で説明したのと全く同様に抵抗調整用電極端子群
１９，２０を利用して第１と第２の電流通路の抵
抗値が等しくなる様にすればやはりオフセツト電
圧V_0ffを小さくすることができる。こうして差動
構成をとり、抵抗調整用電極端子を設けておくこ
とで温度ドリフトがなく、オフセツト電圧のない
MR素子を得ることができる。

尚、この場合は抵抗値をあらかじめ設定した値
に合わせるという必要はなく、単に第１と第２の
電流通路の抵抗値が等しくなるように調整しさえ
すればよい。

抵抗調整用電極端子群１９，２０はそれぞれ電
極端子１６，１８のある一方の端部に設けられて
いるが、電極端子１５，１７のある他方の端部に
設けても、又両端部に設けても効果は全く同じで
ある。

又、抵抗調整用電極端子は第１と第２の電流通
路共に設ける必要はなく、１本の電流通路のみに
抵抗値を増減できる様に設けるだけでも良い。

更に第１と第２の電流通路１Ａ，１Ｂの一端を
初めから接続して、つまり電極端子１５と１８を
接続して作製する場合でも抵抗調整は全く同様に
行なえる。

第１と第２の電流通路１Ａと１Ｂを直列に接続
して一端の電極端子（例えば第３図の電極端子１
６）をアースとし、他端の電極端子例えば第３図
の電極端子１７に供給電圧V₀をかけ、両電流通
路の接続点の電極端子（例えば第３図の端子１５
と１８の連結）を出力端子としてその電位の変化
を基準の電位と比較して出力電圧とする場合にも
やはり温度ドリフトをなくすことができる。この
場合にも作製時のバラツキがオフセツト電圧とな
つて現われるのであるが、やはり抵抗調整用電極
端子を利用することでこのようなオフセツト電圧
をなくすことができることは全く同じである。

第４図は、本発明のさらに別の実施例を示した
もので４つの電流通路でブリツジ構成にしたMR
素子の配置を示したものである。

MR素子は、MR膜で形成された電流通路主要
部２１，２２，２３及び２４を有する第１、第
２、第３及び第４の電流通路２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及
び２Ｄと、それぞれの電流通路の両端に設けられ
た電極端子２５，２６，２７，２８，２９，３
０，３１，３２と、それぞれの電流通路２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄの一方の端部に設けられた抵抗調
整用電極端子群３３，３４，３５，３６から構成
されており、電流通路主要部２１と２４を流れる
電流の方向は互いにほぼ平行又は反平行であり、
電流通路主要部２２と２３を流れる電流の方向と
ほぼ直交（従つて電流通路主要部２２と２３を流
れる電流の方向はほぼ平行又は反平行）する様に
配置したものである。４つの電流通路２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄは第４図に示す様にブリツジ構成
にされており、電極端子２９，３２をアースと
し、電極端子２６，２７に供給電圧V₀印加する
と、このブリツジ構成の出力電圧は電極端子２
５，３０と２８，３１との間の電位差として現わ
れる。このようなブリツジ構成をとることによ
り、やはり温度ドリフトがない様にすることがで
き、又差動構成と異り、独立な２つの定電流が基
準電位を必要とせず、電位差出力を得ることがで
きる。ここで、それぞれの電流通路２Ａ，２Ｂ，
２Ｃ，２Ｄの両端の電極端子間の抵抗値、すなわ
ち電極端子２５，２６間、２７，２８間、２９，
３０間、３１，３２間の抵抗値が作製時のバラツ
キのためＲ、Ｒ（１＋ｘ）、Ｒ（１＋ｙ）、Ｒ（１
＋ｚ）になつたとする。第４図の様に電流通路主
要部２２及び２３を流れる電流に対し角度Θ（こ
れを方位角とする）に飽和磁界Ｈをかけた場合の
出力電圧は１／２cos2Θ＋１／４V₀（ｘ＋ｙ−ｚ）となり、第２図に示す様に飽和磁界Ｈの方位角Θによ
り変化する真の出力電圧Ｖ_MRcos2Θ＝１／２V₀〓cos2 Θにオフセツト電圧V_0ff＝１／４V₀（ｘ＋ｙ−ｚ）が加わつたものとなり、やはり出力電圧と飽和磁界
Ｈの方位角Θとの対応関係は狂つてしまう。そこ
でこの場合も、電流通路２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ
の抵抗値がすべて等しくなる様な電極端子を抵抗
調整用電極端子群３３，３４，３５，３６及び電
極端子２６，２８，３０，３２の中から選択し、
第４図のブリツジ構成でそれぞれの電流通路の電
極端子２６，２８，３０，３２のかわりに使えば
オフセツト電圧V_0ffは小さくすることができる。
又、第４図の様にブリツジ構成にしたまま、それ
ぞれの電流通路で選択された電極端子と、一端の
電極端子２６，２８，３０，３２との間を直接、
又は間接に短絡する方法で抵抗調整を行なつても
結果は同じである。

先に述べた様にオフセツト電圧V_0ffは１／４V₀（ｘ＋ｙ−ｚ）であるから、これを小さくするのには
（ｘ＋ｙ−ｚ）が小さくなる様に調整しさえすれ
ばよく、必ずしも抵抗値Ｒを設定値R₀と同じに
する必要はない。従つて第４図では電極端子２６
と２７、２８と３１、２５と３０、２９と３２を
接続してブリツジ回路の端子としているが、これ
らを接続したままで、ブリツジ回路の端子とはせ
ず、ブリツジ回路の端子としては抵抗調整用電極
端子の一つを使用すれば、その抵抗調整用電極端
子が設けられた電流通路の抵抗値は減少し、それ
が設けられている一端に接続されている他の電流
通路の抵抗値はその分だけ増加することになり、
その結果（ｘ＋ｙ−ｚ）つまりV_0ffを小さくする
ことが出来る。例えば、電流通路２Ｄの抵抗値が
１％減少する様に、抵抗調整用電極端子群３６の
うちの１つを電極端子２９と３２のかわりにブリ
ツジ回路の１端子として使えば、電流通路２Ｃは
電流通路２Ｄの抵抗の減少した分だけ加わること
になるのでほぼ抵抗値は１％増加し、１本の電流
通路で２％の調整を行なつたことに相当する。

更に、このことから、抵抗調整用電極端子は１
本の電流通路にのみ設け、その抵抗値を増減出来
る様にしておけばオフセツト電圧V_0ff＝１／４Ｖ（ｘ＋ｙ−ｚ）を小さくできることは明らかであり、
抵抗調整のための結線の数を簡約することができ
る。

尚、それぞれの電流通路２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２
Ｄが初めから第４図のブリツジ回路を構成する様
に結合して作製する場合でも、抵抗調整用電極端
子を利用することでオフセツト電圧V_0ffは全く同
様に、小さくすることができる。

以上に述べてきた基本構成を通して、飽和磁界
Ｈがかかつた場合の角度Θと出力電圧との関係で
説明してきたが、磁界の強度と出力電圧との対応
をとる使い方の場合でもオフセツト電圧V_0ffはや
はり抵抗調整用電極端子を利用して同様に小さく
することができる。

この様に、MR素子では抵抗の変化率は数％の
大きさであり、作製時のバラツキのために抵抗値
が数％変わると、出力電圧と磁界との対応は全く
狂つてしまい、従来では大きな問題となつていた
が、これまで説明した様に抵抗調整用の電極端子
を設けることにより、どの様な構成のMR素子で
もオフセツト電圧V_0ffを必要な限り小さくするこ
とができるものである。

第５図は本発明のMR素子のより具体的な実施
例を示したものである。

MR素子は平滑な絶縁基板４０上に形成された
折線上の第１、第２、第３、第４の電流通路３
Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、それぞれの電流通路の
両端の電極端子４５，４６，４７，４８，４９，
５０，５１，５２及び抵抗調整用の電極端子群５
３，５４，５５，５６から構成され、電流通路３
Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３ＤはそれぞれMR膜から成る
10本の直線状の電流通路主要部４１，４２，４
３，４４とこれらの電流通路主要部をその一端で
互いに直列に連結する導電体から成る折曲部５
７，５８，５９，６０から成つている。電流通路
主要部４１，４４の電流方向は互いにほぼ同方向
であり、電流通路主要部４２，４３の電流方向は
それとほぼ垂直になつている。この様に折線状に
形成するのはなるべく高抵抗値にして、低消費電
力で充分な出力を得るためであり、又、折曲部５
７，５８，５９，６０の部分は余計な抵抗値を持
つとMR素子の効率がわずかではあるが低減され
るので、この部分の寄与を除くために比抵抗の小
さい導電体で形成している。

抵抗調整用電極端子群５３，５４，５５，５６
は電流通路の一方の端部に、電流通路の電気抵抗
を分割する様にして設置してある。各電極面及び
電極引出し点の近傍は導電体で形成して抵抗調整
用端子の間にある電流通路主要部の抵抗値より充
分小さくし、抵抗値が殆んど電流通路主要部だけ
で決まる様にしてあり、この結果抵抗調整をやり
易くしている。それぞれの電流通路主要部４１，
４２，４３，４４の幅とのべ長さは等しくしてあ
り、又抵抗調整用電極端子群５３，５４，５５，
５６とそれらが設けられた一端の電極端子４６，
４８，５０，５２のうち、隣接する電極端子の間
に在る電流通路主要部の長さを同じ幅と長さにし
て調整の細かさを等しくし、最小調整ステツプの
整数倍で６倍までの調整を可能としている。

次にこのMR素子の特性について述べる。

電流通路主要部ののべ長さに対する、隣接する
抵抗調整用電極間の電流通路主要部の長さの比を
0.2％とすると、抵抗値の最小調整ステツプはや
はり比率にして0.2％であり、従つて0.2％の６倍
つまり、1.2％までのずれであればこの抵抗調整
用電極端子群５３，５４，５５，５６を使用する
ことで、抵抗値のずれが0.2％以下に揃つた４本
の電流通路が得られる。

従つて適当な抵抗調整用の電極端子を使用して
第３図の様にブリツジ回路を構成し、供給電圧
V₀として例えば5Vを加えると、オフセツト電圧
V_0ffは最大でも3.75mV以下であり、又電流通路
主要部４１，４２，４３，４４を例えば81％Ni
―Fe合金で形成すれば抵抗変化率は2.5％程度で
あるので、飽和磁界Ｈの方位角をΘとすると、ブ
リツジ回路の出力として振幅が62.5mVとなるか
らオフセツト分を加えて62.5cos2Θ＋3.75
（mV）が得られる。従つてオフセツト電圧V_0ffと
して3.75mVが加わつたことにより、ブリツジ出
力がゼロとなる角度Θがずれる大きさは約1.7゜
程度であり、又ヒステリシス特性を持たせてパル
ス化する場合の比較電圧レベル±Ｖ_cを真の出力
電圧振幅62.5mVの90％に設定しても正常に動作
させることができる。

尚、ここで電極端子４６と４７、４８と５１、
５２と４９、５０と４５を共通電極としてあらか
じめブリツジ結合を構成して作製しても、抵抗調
整用電極端子は第３図及び第４図で示した実施例
と全く同様に機能する。

又、このMR素子の電流通路３Ａと３Ｂ、又は
３Ａと３Ｃ、又は３Ｂと３Ｄ、又は３Ｃと３Ｄを
それぞれ第３図の第１と第２の電流通路として使
えばそのままで抵抗調整用端子のついた差動構成
のMR素子として使うことが出来る。更にこの電
流通路３Ａと３Ｄを直列に接続したもの、及び３
Ｂと３Ｃを直列に接続したものをそれぞれ第３図
の第１と第２の電流通路として使つた場合、又電
流通路３Ａと３Ｄ、及び３Ｂと３Ｃをそれぞれ並
列に接続したものを第１及び第２の電流通路とし
た場合も抵抗調整を行いオフセツト電圧を低減す
る方法は全く同様である。

第６図は本発明のMR素子のさらに他の実施例
を示したものである。

MR素子の構成、形状は第５図に示した実施例
と大部分同じであり、抵抗調整用電極端子群６
１，６２，６３，６４及びそれらが設けられた一
端の電極端子６５，６６，６７，６８の部分のみ
異るものである。第５図に示した実施例では隣接
する抵抗調整用電極端子間の抵抗値が同じになる
ようにしているが、本実施例では抵抗調整用電極
端子群が設けられた一端の電極端子６５，６６，
６７，６８とすぐ隣接する抵抗調整用電極端子と
の間の抵抗値を最小ステツプとし、隣接する抵抗
調整用電極端子間の抵抗をその２倍、４倍、等の
２倍系列で32倍まで形成している。

又この抵抗調整分の電流通路主要部のうち、最
小ステツプ部分、及び、２倍、４倍の部分の電流
通路主要部の幅を他の部分の２倍にして、同じ長
さでもより小さい抵抗値にしている。

最小ステツプ部分の抵抗値と、全体の抵抗値と
の比を0.04％になる様にすると、抵抗調整用電極
端子は６個であるから（2⁶−１）倍まで、つまり
0.04％の整数倍で2.5％までの抵抗調整を行なう
ことができる。例えば0.72％つまり0.04％の18倍
を調整するには最小ステツプの２倍となる抵抗調
整用電極端子間、及び16倍となる抵抗調整用電極
端子間を直接又は間接に短絡すればよい。

こうして、いくつかの抵抗調整用電極端子間を
適当な数個所で直接又は間接に短絡しなければな
らないのではあるが、より大きな抵抗値のずれを
調整することができ、より揃つた抵抗値が得ら
れ、その結果、ブリツジ結合にした時により小さ
いオフセツト電圧V_0ffに抑えることができる。

第７図は本発明のMR素子のさらに他の実施例
である。

MR素子の構成、形状は第５図に示した実施例
とほぼ同じであり、抵抗調整用電極端子群は１つ
の電流通路４Ｄの一方の端部にのみ設置してあ
り、又各電流通路４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄははじ
めからブリツジ結合をされている点が異つてい
る。各電流通路の電流通路主要部の幅は等しく
し、長さの設定は電流通路４Ａ，４Ｂの電極端子
間の抵抗値つまり電極端子７１，７２間及び７
２，７４間の抵抗値Ｒ_4A，Ｒ_4B、及び電流通路４
Ｄで抵抗調整用電極端子がない一端の電極端子７
４と、抵抗調整用電極端子７８との間の抵抗値
R′_4D、及び、電流通路４Ｃの電極端子７１と抵抗
調整用電極端子７８の間の抵抗値R′_4Cが設計上等
しくなる様になつている。又、抵抗調整用電極端
子７５，７６，７７，７８，７９，８０及び電極
端子７３で、隣接する電極端子間の抵抗値はどれ
も等しくなる様に、それらの間に在る電流通路主
要部の長さを等しくしている。従つて本実施例で
は抵抗調整用の電極端子７８が基準端子となり、
両わきの抵抗調整用電極端子７５，７６，７７，
７９，８０及び電極端子７３を使つて抵抗値の増
減を行なうことになる。例えばこの抵抗調整の最
小ステツプを抵抗値R′_4Dの0.2％となる様に設定
すると、電流通路４Ｄの抵抗値R′_4Dは0.2％をス
テツプとして増減し、同時に電流通路４Ｃの抵抗
値R′_4Cは逆向きに増減し、どちらも0.6％までの
増減調整を行なうことができる。従つて抵抗調整
用電極端子７５，７６，７７，７８，７９，８０
と電極端子７３のうちの適当な１つの電極端子と
電極端子７１，７２，７４とを第４図のブリツジ
回路の端子とすればよい。この様に調整されたブ
リツジ回路に供給電圧V₀として例えば5Vを印加
すると、オフセツト電圧V_0ffは１／４V₀（ｘ＋ｙ− ｚ）であるから、抵抗調整用電極端子の選択によ
り、製造時に生じた1mVまでのオフセツト電圧
を25mV以下にすることができる。又、第３図の
ブリツジ回路の端子として電極端子７１，７２，
７３，７４をとり、電極端子７３と適当な抵抗調
整用電極端子７５，７６，７７，７８，７９，８
０とを直接又は接に短絡することにより、電流通
路４Ｄの抵抗値を減ずることによつても、オフセ
ツト電圧V_0ffを小さくすることができる。この様
に抵抗調整用電極端子群を１つの電流通路にのみ
作つた場合、各電流通路の抵抗値を等しくするこ
とはできないのであるが、第５図、第６図に示し
た実施例と同様に、オフセツト電圧V_0ffを小さく
することができ、かつ、より少ない電極端子数で
同等の調整ができるのでMR素子の面積をより小
さくすることができ、生産性をより良くすること
ができる。尚この場合、抵抗調整用電極端子間の
抵抗値をすべて等しくしているが、第６図に示し
た実施例の様に各抵抗値が異なる様にしてもよ
い。

以上の実施例に於て、MR素子の基板４０とし
てはガラス、セラミツクや表面に絶縁層が形成さ
れたシリコン等が適しており、電流通路主要部
１，１３，１４，２１，２２，２３，２４，４
１，４２，４３，４４を形成するMR膜はNi、
Fe、Co等の単体、又はそれらを主成分とする合
金が適しており、蒸着、スパツター、メツキ等で
形成し、フオトエツチング等の微細加工技術によ
り不要部分を除去して所定の形状にする。電極部
４５，４６，４７，４８，５３，５４，５５，５
６，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６
７，６８，７１，７２，７３，７４や折曲部５
０，５８，５９，６０に形成される導電体として
は、金、銀、銅、アルミ等の通常の導電体でよ
く、やはり、蒸着、スパツター、メツキ、フオト
エツチング等の技術により作成する。又必要であ
れば保護膜としてSiO₂、Ａ₂O₃等の絶縁膜を電
極部以外の部分に形成する。外部との結線や、調
整端子間の短絡等はワイヤーボンデング等が適し
ている。

以上から明らかな様に、MR素子には作製時の
バラツキによりオフセツト電圧が生じ、MR素子
の持つ特長を減ずることになつてしまうが、本発
明を実施したMR素子は少くとも１つの電流通路
に抵抗調整用の電極端子を設け、これを利用する
ことにより抵抗値の揃つた電流通路を得ることが
でき、オフセツト電圧を所定の大きさ以下に抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のMR素子の一実施例を示す概
略構成図でその基本構成を示したもの、第２図は
MR素子の出力電圧と磁界の方位角との対応関係
を模式的に示す図、第３図ないし第７図はそれぞ
れ本発明の他の実施例を示す概略構成図である。１，４１〜４４……電流通路主要部、２，３，
１５〜１８，２５〜３２，４５〜５２，６５〜６
８，７１〜７４……電極端子、４〜１２，７５〜
８０……抵抗調整用電極端子、１３，１４，２Ａ
〜２Ｄ，３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｄ……電流通路、
１９，２０，３３〜３６，５３〜５６，６１〜６
４……抵抗調整用電極端子群、５７〜６０……折
曲部。

Claims

【特許請求の範囲】１強磁性磁気抵抗効果薄膜から成る電流通路主
要部が電気抵抗を定める主要部分となつている電
流通路を１個又は複数個有し、それぞれの電流通
路の両端には電極端子が配置され、更に少くとも
１つの前記電流通路の片方又は両方の端部に該電
流通路の電気抵抗を分割する様に、１個以上の抵
抗調整用電極端子が配置されていることを特徴と
する強磁性磁気抵抗効果素子。２電流通路主要部を流れる電流の方向が互いに
ほぼ直交する様に配置された２つの電流通路を有
する特許請求の範囲第１項に記載の強磁性磁気抵
抗効果素子。３２つの電流通路の一端同志が電気的に接続さ
れている特許請求の範囲第２項に記載の強磁性磁
気抵抗効果素子。４第１と第４の電流通路の電流通路主要部を流
れる電流の方向が互いにほぼ平行（又は反平行）
であり、第２と第３の電流通路の電流通路主要部
を流れる電流の方向が第１と第４の電流通路の電
流通路主要部を流れる電流の方向とほぼ直交する
様に配置された４つの電流通路を有する特許請求
の範囲第１項に記載の強磁性磁気抵抗効果素子。５第１、及び第４の電流通路を対辺とし、第２
及び第３の電流通路を他の２辺とするブリツジ回
路を構成する様にそれぞれの電流通路が接続され
ている特許請求の範囲第４項に記載の強磁性磁気
抵抗効果素子。６同一の電流通路に於いては一端の電極端子と
それと最も近い抵抗調整用電極端子の間の抵抗
値、及びさらに他の隣接する抵抗調整用電極端子
の間の抵抗値がほぼ等しくなる様に抵抗調整用電
極端子を設けた特許請求の範囲第１項ないし第５
項に記載の強磁性磁気抵抗効果素子。７同一の電流通路に於いては一端の電極端子と
それと最も近い抵抗調整用電極端子の間の抵抗
値、及び他の隣接する抵抗調整用電極端子の間の
抵抗値が、最小の抵抗値を単位として２倍系列を
なす様に抵抗調整用電極端子を設けた特許請求の
範囲第１項ないし第５項に記載の強磁性磁気抵抗
効果素子。８電流通路の両端の電極端子、抵抗調整用電極
端子の電極面及びそれらが電流通路に接続する部
分の近傍は電流通路主要部をなす強磁性磁気抵抗
効果薄膜より、比抵抗の小さい導電体で形成した
特許請求の範囲第１項ないし第７項に記載の強磁
性磁気抵抗効果素子。９複数の抵抗調整用電極端子により分割された
電流通路主要部のうちの１つ以上の部分の幅が他
の部分の幅と異なつている特許請求の範囲第１項
ないし第８項に記載の強磁性磁気抵抗効果素子。