JPS62259486A - Magnetic sensor - Google Patents

Magnetic sensor

Info

Publication number
JPS62259486A
JPS62259486A JP60297458A JP29745885A JPS62259486A JP S62259486 A JPS62259486 A JP S62259486A JP 60297458 A JP60297458 A JP 60297458A JP 29745885 A JP29745885 A JP 29745885A JP S62259486 A JPS62259486 A JP S62259486A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bias
magnetic
thin film
sensor
stripe
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.)
Pending
Application number
JP60297458A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masumi Nakamichi
眞澄 中道
Makoto Nakanishi
誠 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP60297458A priority Critical patent/JPS62259486A/en
Publication of JPS62259486A publication Critical patent/JPS62259486A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10Magnetoresistive devices

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate accuracy of size and realizes reduction in insize by matching the magnetizing direction to the target direciton with the striped magnetic film used as the bias stripe. CONSTITUTION:After forming a ferromagnetic thin film such as Ni-Co, Ni-Fe, etc. on a chip substrate 1 formed by glass, alumina, ferrite, etc., a desired sensor element 2 is formed. Next, a thin film electric insulation layer 3 such as SiO2, Ai2O3 is stacked thereon to form a thin film 4 having a high anti-magnetic force such as Co-P, ferrite. This thin film layer 4 is molded to a bias stripe 5 and thereafter the bias stripe 5 is then magnetized in the target direction (generally, in the width direction of the bias stripe 5) and the bias stripe 5 is given residual magnetism. With such residual magnetism, bias magnetic field can be applied to the sensor element 2.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は磁気センサに関し、さらに詳しくは磁気抵抗の
変1ヒにより信号磁界を検出r 7+ M Rセンサに
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a magnetic sensor, and more particularly to an r 7+ M R sensor that detects a signal magnetic field by varying magnetic resistance.

従来技術 磁気センサの一つ1こ、センサを構成する検出トドの磁
気抵抗の変化により磁界の変化を検出するSIRセンサ
があり、小形軽量でしかも感度がよいことから広く用い
られている。しかしながらM Rセンサを無バイアス状
態で(重用rると、ヒステリンス特性などのセンサ自体
の磁気ネテ性のために検出出力波形:こ1々の盃みを生
じ、また雑音が発生して微弱信号の検出を妨げるなどの
不都合を生じろ4第57は従来技術の磁気バイアスの無
いSi RJ、:ンサの構造を示す下面図である。チッ
プ基板11上に強磁性本薄膜によりセンサニレメン) 
12 f;よびこれに連なる電極13,14.15が形
成これ、両端の電極13.15間にライソノ1.ノ3を
介して直流電圧1Gが印加されろ。直流電圧の正負を第
5図示の方向とした場合、中央の電極1tと端部のTi
極15間に外部磁界に対応した信号出力■outがライ
ン!2.e、1を介して導出される。
One of the conventional magnetic sensors is the SIR sensor, which detects changes in the magnetic field by changes in the magnetic resistance of the detection sea lion constituting the sensor, and is widely used because it is small and lightweight and has good sensitivity. However, if the MR sensor is used in an unbiased state (heavily used), the detection output waveform will be distorted due to the magnetic properties of the sensor itself such as hysteresis characteristics, and noise will be generated, causing weak signals to be distorted. 4. No. 57 is a bottom view showing the structure of a Si RJ sensor without magnetic bias according to the prior art. A sensor element is formed by a ferromagnetic thin film on a chip substrate 11.
12f; and electrodes 13, 14.15 connected thereto are formed, and a line 1.1. A DC voltage of 1 G is applied through No. 3. When the positive and negative directions of the DC voltage are in the directions shown in Figure 5, the central electrode 1t and the Ti at the ends
Signal output corresponding to external magnetic field between poles 15■out is line! 2. e,1.

第6図はMRセンサを無バイアス状態で使用したときの
磁気特性を示すグラフである。グラフは縦軸にセンサの
磁気抵抗変化率(%)をとり、横軸にはセンサに対応す
る外部磁界の変化(〃ウス)をとっている。前述のよう
にMRセンサを無バイアス状態で使朋すると、ヒステリ
シス特性のために磁気抵抗変化率に矢符aで示される双
峰状態が生じ、これから得られる出力波形は歪みを含ん
だ不正確なものとなる。また矢符すで示したパルクツ〜
ウゼン効果1こよる雑音や、磁化回転による矢符Cで示
される雑音などが発生し、これらはいずれも正確な磁気
検出、とくに微弱な信号磁界の検出のためには有害なも
のである。
FIG. 6 is a graph showing the magnetic characteristics when the MR sensor is used in a non-biased state. In the graph, the vertical axis shows the rate of change in magnetoresistance (%) of the sensor, and the horizontal axis shows the change in the external magnetic field (〃us) corresponding to the sensor. As mentioned above, when the MR sensor is used in an unbiased state, the hysteresis characteristic causes the magnetoresistive rate to have a bimodal state indicated by the arrow a, and the resulting output waveform is distorted and inaccurate. Become something. Also, the park indicated by the arrow mark~
Noise due to the Uzen effect 1 and noise shown by arrow C due to magnetization rotation are generated, and both of these are harmful to accurate magnetic detection, especially detection of weak signal magnetic fields.

第7(2IはMRセンサを無バイアス状態で使用したと
きの(i号出力波形を示す波形図である。波形図は縦軸
に出力(V)をとり、横軸に位相(度)をとっている。
7th (2I) is a waveform diagram showing the (i) output waveform when the MR sensor is used in a non-biased state.The waveform diagram shows the output (V) on the vertical axis and the phase (degrees) on the horizontal axis. ing.

センサが無バイアスのため得られる出力波形は上下非対
称の歪み波形であり、しかも前述したように雑音成分を
含んだ波形となっている。
Since the sensor has no bias, the output waveform obtained is a vertically asymmetric distorted waveform, and as described above, the waveform contains noise components.

このように>i Rセンサを無バイアス状態で使用する
ことは好ましくなく、このため従来技術では\IRセン
サにバイアスをかけるための種々の考案がなされている
In this way, it is not preferable to use the >i R sensor in an unbiased state, and for this reason, in the prior art, various ideas have been made to bias the \IR sensor.

第8図〜第10図は従来技術1こよるhi Rセンサの
磁気バイアス法を示す図であるa第8図は、センサチッ
プ21の下部に永久磁石22を、永久磁石22の磁界が
矢符dで示すようにセンサエレメント23の磁化方向と
直交するように取付け、これによって磁気バイアスをグ
える方法を示r斜視図である。第9図はセンサエレメン
ト23の上方に近接して導体24を配設し、この導体2
4に電流を通じて矢符eで示される磁界を発生させ、こ
れによって磁気バイアスを与える方法を示r断面図であ
る。また第10図は第9図に類貝し、センサエレメント
23の上方に近接して永久磁石によるストライプ25を
配設し、矢符fで示される磁界により磁気バイアスを与
える方法を示した断面図である。
Figures 8 to 10 are diagrams showing the magnetic bias method of the hi R sensor according to the prior art. FIG. 3 is a perspective view illustrating a method of attaching the sensor element 23 so as to be perpendicular to the magnetization direction as shown in d, thereby controlling the magnetic bias. In FIG. 9, a conductor 24 is arranged above and close to the sensor element 23, and this conductor 2
4 is a sectional view illustrating a method of generating a magnetic field indicated by an arrow e through an electric current, thereby applying a magnetic bias. Further, FIG. 10 is a sectional view similar to FIG. 9, showing a method in which a stripe 25 made of a permanent magnet is disposed close to above the sensor element 23, and a magnetic bias is applied by a magnetic field indicated by an arrow f. It is.

しかしながらこれら従来技術による磁気バイアス法は、
たとえば第8図に示される単一永久磁石22を用いる方
法では、センサエレメント23全体に均一に磁気バイア
スを与えるためには、センサエレメント23の厚さに比
し数倍の1!′f、さを有する永久磁石22を必要とし
、第9図に示される電流バイアス法は、当然バイアス電
流源が必要であり所要電力の増加といった間mを生じる
。さらに第10図のストライプ磁石25を用いる方法は
、センサエレメント23と同形同寸のストライフ磁石2
5の製作自体の困難さに加えて、このストライプ磁石2
5をセンサエレメント23の上方に重ねて形成しなけれ
ばならないといった間足があった。しから上述した従来
技術による磁気バイアス法はいずれら寸法的に制約をう
け、MRセンサ自木の有する小形軽量という利点を減殺
する結果を招いていた。したがってMRセンサ自体の有
する形状的利点を減殺することなく、しかも電気的性能
を向上させるための磁気バイアス法が所望されていた。
However, these conventional magnetic bias methods
For example, in the method using a single permanent magnet 22 shown in FIG. 8, in order to uniformly apply a magnetic bias to the entire sensor element 23, the thickness of the sensor element 23 must be several times as large as 1! The current biasing method shown in FIG. 9, which requires a permanent magnet 22 with a length of 'f, naturally requires a bias current source and increases power requirements. Furthermore, the method using the stripe magnet 25 shown in FIG.
In addition to the difficulty of manufacturing 5, this stripe magnet 2
5 had to be formed overlappingly above the sensor element 23. However, the above-mentioned conventional magnetic bias methods are subject to size constraints, which results in the result of reducing the advantage of small size and light weight that the MR sensor itself has. Therefore, there has been a desire for a magnetic bias method that improves the electrical performance without diminishing the geometrical advantages of the MR sensor itself.

発明が解決しようとする間m点 本発明の目的は、上述の技術的課mを解決し、簡単な構
造で製作の容易な磁気センサを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems and to provide a magnetic sensor with a simple structure and easy manufacture.

問題点を解決するための手段 本発明は、外部磁界に対応してその磁気抵抗を変化させ
る準数または複数列のセンサエレメントをチップ基板上
に形成し、 センサエレメントは強磁性材でストライプ状に薄膜成形
されており、 センサエレメント上方に薄膜電気絶縁層を積層し、 薄膜電気絶縁層を介して前記センサエレメントと直交ま
たは任意の角度で斜ズする抗磁性材より成る複数列のス
トライプを溶成電気絶縁層上に形成し、 上記ストライプを目的方向に磁化して残留磁気を付加せ
しめてセンサエレメントに対して磁気バイアスを与える
ようにしたことを特徴とする磁気センサである。
Means for Solving the Problems The present invention forms on a chip substrate a quasi-number or multiple rows of sensor elements that change their magnetic resistance in response to an external magnetic field, and the sensor elements are made of ferromagnetic material in a striped pattern. A thin film electrically insulating layer is laminated above the sensor element, and multiple rows of stripes made of antimagnetic material are melted through the thin film electrically insulating layer to be perpendicular to the sensor element or obliquely at an arbitrary angle. This magnetic sensor is characterized in that it is formed on an electrically insulating layer, and the stripe is magnetized in a target direction to add residual magnetism to provide a magnetic bias to the sensor element.

作  用 本発明に従えば、磁気センサエレメント上に薄膜電気絶
縁層を介してストライプ状の磁性膜を形成し、かつ磁化
方向を目的方向に一致させることができるようにしrこ
ので、磁気センサの形状を増大することなく安定な磁気
バイアス法を実現する。
According to the present invention, a striped magnetic film is formed on a magnetic sensor element via a thin film electrical insulating layer, and the magnetization direction can be made to coincide with the target direction. To realize a stable magnetic bias method without increasing the shape.

実施例 第1図は本発明の一実施例の平面図であり、第2図はf
51図の明所面線Δ−Aから見た断面図である。第1図
および第2図を参照しつつ以下に製作法を説明rる。
Embodiment FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of an embodiment of the present invention.
52 is a sectional view taken along the photopic plane line Δ-A in FIG. 51. FIG. The manufacturing method will be explained below with reference to FIGS. 1 and 2.

プラス、アルミナ、7エライト等により形成されたチッ
プ基板1上に蒸着法によってNi−Co。
Ni—Co is deposited on a chip substrate 1 made of positive, alumina, 7-elite, etc. by vapor deposition.

Ni−Fc等の強磁性体?i膜を形成した後ホトエツチ
ング法により所望のセンサエレメント2を形成する。次
にSiO2,A i、03等のT?I模電気絶縁層3を
積層し、再度蒸着法あるいはメッキ法等の手法によりコ
バルト−燐 (Co−P)、7エ2イトなどの高抗磁力
を有するT?i膜層4を形成し、このi膜層4をホトエ
ツチング法によって所望のバイアスストライプ5に成型
後バイアスストライプ5を目的方向(一般にはバイアス
ストライプ5の1幅方向)に着磁し、バイアスストライ
プ5に残留磁気を付加する。この残留磁気によりセンサ
エレメント2に対してバイアス磁mを与えることが可能
となる。
Ferromagnetic material such as Ni-Fc? After forming the i-film, a desired sensor element 2 is formed by photoetching. Next, T of SiO2, A i, 03, etc.? The I-type electric insulating layer 3 is laminated, and T? After forming the i-film layer 4 into a desired bias stripe 5 by photo-etching, the bias stripe 5 is magnetized in the desired direction (generally one width direction of the bias stripe 5). Adds residual magnetism to This residual magnetism makes it possible to apply a bias magnet m to the sensor element 2.

なお第1図はセンサエレメント2に灯し、バイアススト
ライプ5を直交させており、このような重文方向にバイ
アスを与えた場合には外部交番磁界の周波数の2倍の周
波数の信号出力波形が得られる。
In addition, in Fig. 1, the sensor element 2 is illuminated and the bias stripes 5 are orthogonal to each other, and when a bias is applied in such an important direction, a signal output waveform with a frequency twice that of the external alternating magnetic field is obtained. It will be done.

第3図は本発明の他の実施側を示す平面図である。第3
図は前述の実施例と蓋似し、対応する部分には同一の参
照符を付す。この実施例で注口士べきはセンサエレメン
ト2に対してバイアスストライプ5を斜2させたことで
あり、この実施例では角度45°で斜交させている。こ
のように45゜で斜交させた場合には、外部交番磁界の
周波数と等しい信号出力波形が得られる6上述の実施例
ではバイアスストライプ5のセンサエンメント2との交
差角度を直角す3よび45°の2例で示したけれども、
これに限られるものではなくその他の任意角度で形成し
てもよい。前述したように角度のり、 定はホトエツチ
ングの際のホトマスク作成時に任意に設計可能である。
FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of the invention. Third
The figure is similar to the previously described embodiment, and corresponding parts are provided with the same reference numerals. The point of interest in this embodiment is that the bias stripe 5 is diagonally arranged with respect to the sensor element 2, and in this embodiment, the bias stripe 5 is diagonally crossed at an angle of 45°. In this case, when the bias stripes 5 and the sensor element 2 are crossed at a right angle, a signal output waveform equal to the frequency of the external alternating magnetic field is obtained. Although it was shown in two examples at 45°,
It is not limited to this, and may be formed at any other arbitrary angle. As mentioned above, the angle can be arbitrarily designed when creating a photomask during photoetching.

m4図は本実施例による磁気バイアス付加されrこMR
センサの信号出力の波形図である1本発明に係る磁気バ
イアス法により第7図示の無バイアス状態における信号
出力波形に比し、R躍的に向上された出力波形を見るこ
とができる。
The m4 diagram shows the MR with magnetic bias added according to this embodiment.
1 is a waveform diagram of the signal output of the sensor.1 It can be seen that the output waveform is dramatically improved by the magnetic bias method according to the present invention compared to the signal output waveform in the non-biased state shown in FIG.

効  果 yノ、上のように本発明によれば、磁気センサエレメン
ト上に薄膜電気絶縁層を介してストライプ状の磁性膜を
形成し、このストライプ状磁性膜をバイアス用ストライ
プとして磁化方向を目的方向に一致させることができる
ようにし、しかも上記バイアスストライプはセンサエレ
メント群に対して幅広く形成されるので寸法精度を必要
とせず、しかも形状は小形化されるので各種機器装置へ
の利用に際し、スペースの効率的利用が実現可能である
1本発明による磁気バイアス法によりセンサ自体の磁気
特性が改苫さiz、良好な信号出力I1.形が得られる
ことは勿論である。
Effects As described above, according to the present invention, a striped magnetic film is formed on a magnetic sensor element via a thin electrical insulating layer, and this striped magnetic film is used as a bias stripe to determine the direction of magnetization. Moreover, since the bias stripe is formed widely relative to the sensor element group, dimensional accuracy is not required, and the shape is compact, so it saves space when used in various devices. 1. The magnetic bias method according to the present invention alters the magnetic characteristics of the sensor itself, and improves the signal output I1. Of course, the shape can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の平面図、第2図はその断面
図、第3図は本発明の池の実施例の平面図、第4図は本
発明により得られる信号出力の波形図、第5図は従来技
術を示す平面図、第6図は従来技術による磁気センサの
特性を示すグラフ、第7図は従来技術によるイボ号出力
の波形図、第8図〜第10図は従来技術による磁気バイ
アス法を説明するための図である。 1.11.21・・・チンブ基板、2.12.23・・
センサエレメント、3・・・薄膜TL気絶縁層、・t・
・・薄膜層、5・・バイアスストライプ、G、i3,1
4.15・・・電極、7・・・導線 代理人  弁理士 西教 圭一部 −面の浄割内容に変更なし) 第1図 ム 第3図 イフオロ(贋、) 第5図 外音tλt!昇nう!、2(初ス)         
    /イボ1不g(謂ミ)第6図      第7
図 ツ2 第8図 第10図 手続補正78(方式) 昭和61年 4月 1日
FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view thereof, FIG. 3 is a plan view of an embodiment of the pond of the present invention, and FIG. 4 is a waveform of a signal output obtained by the present invention. Figure 5 is a plan view showing the prior art, Figure 6 is a graph showing the characteristics of the magnetic sensor according to the prior art, Figure 7 is a waveform diagram of the Ibo output according to the prior art, and Figures 8 to 10 are FIG. 2 is a diagram for explaining a magnetic bias method according to the prior art. 1.11.21... Chimbu board, 2.12.23...
Sensor element, 3... thin film TL insulating layer, t.
...Thin film layer, 5...Bias stripe, G, i3,1
4.15...electrode, 7...conductor agent, patent attorney Keiichi Nishikyo - No change in the contents of the surface separation) Figure 1, Figure 3, iforo (false), Figure 5, external sound tλt! Ascend! , 2 (first time)
/ Igbo 1 non-g (splaining) Fig. 6 Fig. 7
Figure 2 Figure 8 Figure 10 Procedural Amendment 78 (Method) April 1, 1985

Claims (1)

【特許請求の範囲】 外部磁界に対応してその磁気抵抗を変化させる単数また
は複数列のセンサエレメントをチップ基板上に形成し、 センサエレメントは強磁性材でストライプ状に薄膜成形
されており、 センサエレメント上方に薄膜電気絶縁層を積層し、 薄膜電気絶縁層を介して前記センサエレメントと直交ま
たは任意の角度で斜交する抗磁性材より成る複数列のス
トライプを薄膜電気絶縁層上に形成し、 上記ストライプを目的方向に磁化して残留磁気を付加せ
しめてセンサエレメントに対して磁気バイアスを与える
ようにしたことを特徴とする磁気センサ。
[Scope of Claims] Single or multiple rows of sensor elements that change their magnetic resistance in response to an external magnetic field are formed on a chip substrate, and the sensor elements are formed into striped thin films of ferromagnetic material. laminating a thin film electrically insulating layer above the element, forming multiple rows of stripes made of antimagnetic material orthogonal to the sensor element or diagonally at an arbitrary angle on the thin film electrically insulating layer through the thin film electrically insulating layer; A magnetic sensor characterized in that the stripe is magnetized in a target direction to add residual magnetism to provide a magnetic bias to the sensor element.
JP60297458A 1985-12-28 1985-12-28 Magnetic sensor Pending JPS62259486A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60297458A JPS62259486A (en) 1985-12-28 1985-12-28 Magnetic sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60297458A JPS62259486A (en) 1985-12-28 1985-12-28 Magnetic sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62259486A true JPS62259486A (en) 1987-11-11

Family

ID=17846763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60297458A Pending JPS62259486A (en) 1985-12-28 1985-12-28 Magnetic sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62259486A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03223685A (en) * 1990-01-29 1991-10-02 Fujitsu Ltd Detecting sensor for external magnetic field

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03223685A (en) * 1990-01-29 1991-10-02 Fujitsu Ltd Detecting sensor for external magnetic field

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3596600B2 (en) Magnetic sensor and method of manufacturing the same
JP3560821B2 (en) Encoder with giant magnetoresistive element
RU2436200C1 (en) Magnetoresistive sensor
JPH0870148A (en) Magnetoresistance element
JP2000193407A (en) Magnetic positioning device
JPH0870149A (en) Magnetoresistance element
JPS62259486A (en) Magnetic sensor
JP2001141514A (en) Magnetoresistive element
JP2576763B2 (en) Ferromagnetic magnetoresistive element
JPS5931771B2 (en) thin film magnetoresistive head
JP2004117367A (en) Magnetic sensor and method of manufacturing the same
JP3282444B2 (en) Magnetoresistive element
JP3013031B2 (en) Magnetoresistance effect element and magnetoresistance sensor
JPH0329875A (en) Magnetoresistance element made of ferromagnetic body
CN117388768B (en) Magneto-resistive element, manufacturing method thereof and magneto-resistive sensor
JP3839647B2 (en) Magneto-impedance effect element
JP3555412B2 (en) Magnetoresistive sensor
JPH0473087B2 (en)
JPH0141226B2 (en)
JP3173262B2 (en) Thin film magnetic sensor
JPS638532B2 (en)
JPS6033002A (en) Position sensor
JPS62206891A (en) Magnetoresistance effect element
JPS5817213Y2 (en) magnetic disc
JPH11298063A (en) Magnetoresistive effect element