JPS6240455Y2 - - Google Patents
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- JPS6240455Y2 JPS6240455Y2 JP1979120114U JP12011479U JPS6240455Y2 JP S6240455 Y2 JPS6240455 Y2 JP S6240455Y2 JP 1979120114 U JP1979120114 U JP 1979120114U JP 12011479 U JP12011479 U JP 12011479U JP S6240455 Y2 JPS6240455 Y2 JP S6240455Y2
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 25
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 7
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は強磁性磁気抵抗効果素子を用いたバイ
アスコンダクタ付磁気感知素子に関するものであ
る。
アスコンダクタ付磁気感知素子に関するものであ
る。
磁電変換素子の一つに強磁性磁気抵抗効果素子
（以下MR素子と略す）が知られている。MR素子
は周知のようにMR素子自体が持つ磁化ＭとMR
素子を流れるセンス電流Ｉとがなす角度θによつ
て電気抵抗Ｒが変化するもので、その値は次の(1)
式で示される。
（以下MR素子と略す）が知られている。MR素子
は周知のようにMR素子自体が持つ磁化ＭとMR
素子を流れるセンス電流Ｉとがなす角度θによつ
て電気抵抗Ｒが変化するもので、その値は次の(1)
式で示される。
Ｒ＝R0−△R0sin2θ …(1)
ここでR0はセンス電流Ｉと磁化Ｍが平行なる
ときの電気抵抗を、R0−△R0は直交するときの
電気抵抗を表わす。従つて外部より磁界を印加す
ることにより磁化Ｍとセンス電流Ｉとの角度θを
変化させ、MR素子の電気抵抗を変化させること
ができる。つまりMR素子が磁界発生体から十分
遠方にあるときは、自らの形状異方性によつて、
MR素子の長手方向に磁化Ｍがそろつているの
で、長手方向に対して垂直な磁界が加わるにつれ
て磁化Ｍが回転し(1)式に従つて電気抵抗が変化す
る。
ときの電気抵抗を、R0−△R0は直交するときの
電気抵抗を表わす。従つて外部より磁界を印加す
ることにより磁化Ｍとセンス電流Ｉとの角度θを
変化させ、MR素子の電気抵抗を変化させること
ができる。つまりMR素子が磁界発生体から十分
遠方にあるときは、自らの形状異方性によつて、
MR素子の長手方向に磁化Ｍがそろつているの
で、長手方向に対して垂直な磁界が加わるにつれ
て磁化Ｍが回転し(1)式に従つて電気抵抗が変化す
る。
しかし、自らの形状異方性による磁化容易軸に
分散性があり、第１図ａのごとく、磁界発生体か
らの磁界HeとMR素子の電気抵抗Ｒはヒステリシ
ス特性を有していた。つまり磁界Heを零から増
加して正の方向に印加したときのMR素子の電気
抵抗Ｒは軌跡１を描くが、更に磁界Heを正の方
向から減少させて負の方向に印加するとMR素子
の電気抵抗Ｒは軌跡１を通らず、軌跡２を描く。
分散性があり、第１図ａのごとく、磁界発生体か
らの磁界HeとMR素子の電気抵抗Ｒはヒステリシ
ス特性を有していた。つまり磁界Heを零から増
加して正の方向に印加したときのMR素子の電気
抵抗Ｒは軌跡１を描くが、更に磁界Heを正の方
向から減少させて負の方向に印加するとMR素子
の電気抵抗Ｒは軌跡１を通らず、軌跡２を描く。
これを軽減するため従来より、MR素子のセン
ス電流方向に永久磁石によりバイアス磁界を印加
し、磁化容易軸の分散性をなくすことが行われて
おり、第１図ｂのごとく、MR素子の電気抵抗Ｒ
はヒステリシス特性のないものが得られている。
しかし、かかる構造では、電流方向と磁化容易軸
を一致させるように永久磁石の配設位置を決めた
り、適度な磁界強度を設定することが困難であ
り、又、MR素子の使用環境温度や自らの発熱温
度による基板の伸縮、あるいは外部からの圧力、
振動等によりMR素子にストレスが加わり、磁歪
効果により磁化や磁化容易軸に変動が生じた場
合、一担設定した磁界強度を適度に変更すること
が困難であつた。更にバイアス磁界用の永久磁石
とMR素子を一体化した時、磁界感知素子の形状
が大きくなるという問題があつた。
ス電流方向に永久磁石によりバイアス磁界を印加
し、磁化容易軸の分散性をなくすことが行われて
おり、第１図ｂのごとく、MR素子の電気抵抗Ｒ
はヒステリシス特性のないものが得られている。
しかし、かかる構造では、電流方向と磁化容易軸
を一致させるように永久磁石の配設位置を決めた
り、適度な磁界強度を設定することが困難であ
り、又、MR素子の使用環境温度や自らの発熱温
度による基板の伸縮、あるいは外部からの圧力、
振動等によりMR素子にストレスが加わり、磁歪
効果により磁化や磁化容易軸に変動が生じた場
合、一担設定した磁界強度を適度に変更すること
が困難であつた。更にバイアス磁界用の永久磁石
とMR素子を一体化した時、磁界感知素子の形状
が大きくなるという問題があつた。
本考案の目的は前記従来の欠点を解決した磁気
感知素子を提供することである。
感知素子を提供することである。
本考案は基板上に形成されたMR素子に絶縁体
を介して電気導体を施し前記電気導体に電流を流
し、MR素子のセンス電流に対して平行にバイア
ス磁界を印加することを特徴とするものである。
を介して電気導体を施し前記電気導体に電流を流
し、MR素子のセンス電流に対して平行にバイア
ス磁界を印加することを特徴とするものである。
従来、MR素子のセンス電流に対して直角に電
気導体によりバイアス磁界を印加する方法が知ら
れているが、この方法はMR素子の出力を外部信
号磁界に対して線形にするためのもので、本考案
とは目的を異にするものである。
気導体によりバイアス磁界を印加する方法が知ら
れているが、この方法はMR素子の出力を外部信
号磁界に対して線形にするためのもので、本考案
とは目的を異にするものである。
以下本考案についての実施例を図面を参照して
説明する。
説明する。
第２図ａは一実施例を示す平面図、ｂはそのＡ
−A′線断面図で、基板４上に形成されたストラ
イプ状のMR素子５にセンス電流供用の端子６を
設け、更に絶縁体７を介してバイアスコンダクタ
９をMR素子５と直交するように配した構成のも
のである。
−A′線断面図で、基板４上に形成されたストラ
イプ状のMR素子５にセンス電流供用の端子６を
設け、更に絶縁体７を介してバイアスコンダクタ
９をMR素子５と直交するように配した構成のも
のである。
この構成において、MR素子５の磁化容易軸は
分散性のため、MR素子２に供給されるセンス電
流Ｉ（第２図ａではｘ方向）と不揃いなため、外
部信号磁界He（第２図ａではｙ方向成分だけを
示す）の変化により、第１図ａのごとくMR素子
５の電気抵抗Ｒが変化する。しかしバイアスコン
ダクタ９にMR素子５のストライプの長手方向に
対し直角（第２図ａではｙ方向）にバイアス電流
I0を流すと、MR素子５のストライプの長手方
向、つまりMR素子５のセンス電流と同じ方向に
バイアス磁界が発生し磁化容易軸とセンス電流Ｉ
はMR素子５の膜面で一様に一致する。この状態
で外部より信号磁界Heを印加すると、第１図ｂ
のごとくヒステリシス特性が消滅する。例えば、
MR素子５にNi82％Fe18％の組成を持つ膜厚500
Åの薄膜を幅20μｍ長さ1000μｍに形成したスト
ライプを用いた場合、ヒステリシス特性をなくす
には、ストライプの長手方向に数エルステツドの
バイアス磁界が必要である。この時バイアスコン
ダクタ９に幅1000μｍ膜厚3000ÅのAu薄膜を用
いると数百mA程度のバイアス電流を供給するだ
けでMR素子５の電気抵抗の外部信号磁界に対す
るヒステリシス特性をなくせた。
分散性のため、MR素子２に供給されるセンス電
流Ｉ（第２図ａではｘ方向）と不揃いなため、外
部信号磁界He（第２図ａではｙ方向成分だけを
示す）の変化により、第１図ａのごとくMR素子
５の電気抵抗Ｒが変化する。しかしバイアスコン
ダクタ９にMR素子５のストライプの長手方向に
対し直角（第２図ａではｙ方向）にバイアス電流
I0を流すと、MR素子５のストライプの長手方
向、つまりMR素子５のセンス電流と同じ方向に
バイアス磁界が発生し磁化容易軸とセンス電流Ｉ
はMR素子５の膜面で一様に一致する。この状態
で外部より信号磁界Heを印加すると、第１図ｂ
のごとくヒステリシス特性が消滅する。例えば、
MR素子５にNi82％Fe18％の組成を持つ膜厚500
Åの薄膜を幅20μｍ長さ1000μｍに形成したスト
ライプを用いた場合、ヒステリシス特性をなくす
には、ストライプの長手方向に数エルステツドの
バイアス磁界が必要である。この時バイアスコン
ダクタ９に幅1000μｍ膜厚3000ÅのAu薄膜を用
いると数百mA程度のバイアス電流を供給するだ
けでMR素子５の電気抵抗の外部信号磁界に対す
るヒステリシス特性をなくせた。
なお、本構成は、表面の滑らかなSi単結晶板や
ガラス板等を基板４とし、MR素子５となるNi−
Fe合金薄膜（この他にMR素子の組成としてはNi
−Co合金をはじめ、Ni、Fe、Co等を主成分とす
る合金薄膜が適する）を、次いでAu薄膜をそれ
ぞれ蒸着により形成し、フオトレジスト及びエツ
チング液を用いてストライプ状にMR素子５を形
成し、Au薄膜を残した部分はMR素子５にセンス
電流を供給するための端子６とした。更にこの上
にスパツタ法により絶縁体７を積層し、フオトレ
ジスト及びエツチング液を用いて端子６の部分に
スルーホールを形成し、最後に絶縁体７とバイア
スコンダクタ５となるAu薄膜との接着強化のた
めの接着層８（代表的な材料としてTi、Mo、Cr
等がある。）を、次いでAu薄膜を蒸着やスパツタ
法により形成し、バイアスコンダクタ９とした構
造に作製したものである。
ガラス板等を基板４とし、MR素子５となるNi−
Fe合金薄膜（この他にMR素子の組成としてはNi
−Co合金をはじめ、Ni、Fe、Co等を主成分とす
る合金薄膜が適する）を、次いでAu薄膜をそれ
ぞれ蒸着により形成し、フオトレジスト及びエツ
チング液を用いてストライプ状にMR素子５を形
成し、Au薄膜を残した部分はMR素子５にセンス
電流を供給するための端子６とした。更にこの上
にスパツタ法により絶縁体７を積層し、フオトレ
ジスト及びエツチング液を用いて端子６の部分に
スルーホールを形成し、最後に絶縁体７とバイア
スコンダクタ５となるAu薄膜との接着強化のた
めの接着層８（代表的な材料としてTi、Mo、Cr
等がある。）を、次いでAu薄膜を蒸着やスパツタ
法により形成し、バイアスコンダクタ９とした構
造に作製したものである。
第２図ではバイアスコンダクタ９はMR素子５
の一部分を覆つたものであるが、第３図の実施例
のようにMR素子５の全面を覆うようにバイアス
コンダクタ９を施して、MR素子５の保護膜とし
ての効果と、MR素子５のセンス電流とバイアス
コンダクタ９のバイアス電流による発熱温度の放
熱体としての効果を合わせ持たせることができ
る。
の一部分を覆つたものであるが、第３図の実施例
のようにMR素子５の全面を覆うようにバイアス
コンダクタ９を施して、MR素子５の保護膜とし
ての効果と、MR素子５のセンス電流とバイアス
コンダクタ９のバイアス電流による発熱温度の放
熱体としての効果を合わせ持たせることができ
る。
第２図ではバイアスコンダクタ９はMR素子５
の上部だけを覆つたものであるが、第４図の斜視
図に示す実施例は、MR素子５の下部にも絶縁体
１１を介してバイアスコンダクタ１０を施し、
MR素子５の上部のバイアスコンダクタ９と端子
接続部１４によつて接触させ、バイアス電流供給
端子１２及び１３にバイアス電流を供給するよう
にした構成である。この構成ではMR素子５の全
面に均一なバイアス磁界を印加することができ、
更に前記第２図に示す構成例の半分程度のバイア
ス電流でMR素子５の磁化容易軸の分散性をなく
すことができ、バイアス電流による発熱を小さく
できる利点がある。本実施例ではMR素子５にバ
イアスコンダクタ９及び１０で一巻きのコイルを
形成したものであるが、一巻きに限らず複数巻の
コイルを形成したものでも良い。一巻き以上のコ
イルを形成する場合、必ずしもバイアス電流が
MR素子のストライプの長手方向と直交するよう
にバイアスコンダクタを施す必要はなく、MR素
子の上部のバイアスコンダクタによるバイアス磁
界とMR素子の下部のバイアスコンダクタによる
バイアス磁界との合成磁界がストライプの長手方
向つまりMR素子のセンス電流方向と平行になる
ようにバイアス電流を供給できるように上部及び
下部のバイアスコンダクタを配した構造でも良
い。
の上部だけを覆つたものであるが、第４図の斜視
図に示す実施例は、MR素子５の下部にも絶縁体
１１を介してバイアスコンダクタ１０を施し、
MR素子５の上部のバイアスコンダクタ９と端子
接続部１４によつて接触させ、バイアス電流供給
端子１２及び１３にバイアス電流を供給するよう
にした構成である。この構成ではMR素子５の全
面に均一なバイアス磁界を印加することができ、
更に前記第２図に示す構成例の半分程度のバイア
ス電流でMR素子５の磁化容易軸の分散性をなく
すことができ、バイアス電流による発熱を小さく
できる利点がある。本実施例ではMR素子５にバ
イアスコンダクタ９及び１０で一巻きのコイルを
形成したものであるが、一巻きに限らず複数巻の
コイルを形成したものでも良い。一巻き以上のコ
イルを形成する場合、必ずしもバイアス電流が
MR素子のストライプの長手方向と直交するよう
にバイアスコンダクタを施す必要はなく、MR素
子の上部のバイアスコンダクタによるバイアス磁
界とMR素子の下部のバイアスコンダクタによる
バイアス磁界との合成磁界がストライプの長手方
向つまりMR素子のセンス電流方向と平行になる
ようにバイアス電流を供給できるように上部及び
下部のバイアスコンダクタを配した構造でも良
い。
以上のように本考案は、MR素子のセンス電流
方向にバイアス磁界が加わるようにしたバイアス
コンダクタを施した構成にすることにより、MR
素子の磁化や磁化容易軸の変動が生じてもバイア
ス電流を調整するだけで、その変動を押さえるこ
とができ常に良好な特性を保つことができる。又
薄膜製造技術を用いて製造できるため、安価で信
頼性に富みコンパクトな磁気感知素子を提供でき
る。
方向にバイアス磁界が加わるようにしたバイアス
コンダクタを施した構成にすることにより、MR
素子の磁化や磁化容易軸の変動が生じてもバイア
ス電流を調整するだけで、その変動を押さえるこ
とができ常に良好な特性を保つことができる。又
薄膜製造技術を用いて製造できるため、安価で信
頼性に富みコンパクトな磁気感知素子を提供でき
る。
第１図ａはバイアス磁界を付与しないMR素子
の外部信号磁界Heに対するMR素子の抵抗Ｒのヒ
ステリシス特性を示したもので、第１図ｂはバイ
アスコンダクタ付MR素子の抵抗変化を示したも
のである。第２図ａは本考案の実施例を示す平面
図で、ｂはその断面図、第３図及び第４図は他の
実施例の断面図及び概略斜視図である。 図において、４は基板、５はMR素子、６は端
子、７は絶縁体、９はバイアスコンダクタを表わ
す。
の外部信号磁界Heに対するMR素子の抵抗Ｒのヒ
ステリシス特性を示したもので、第１図ｂはバイ
アスコンダクタ付MR素子の抵抗変化を示したも
のである。第２図ａは本考案の実施例を示す平面
図で、ｂはその断面図、第３図及び第４図は他の
実施例の断面図及び概略斜視図である。 図において、４は基板、５はMR素子、６は端
子、７は絶縁体、９はバイアスコンダクタを表わ
す。
Claims (1)
- 強磁性磁気抵抗効果素子に、絶縁体を介して、
この強磁性磁気抵抗効果素子を流れる電流に対し
て、平行にバイアス磁界が加わるように電気導体
を施したバイアスコンダクタ付磁気感知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979120114U JPS6240455Y2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979120114U JPS6240455Y2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5638477U JPS5638477U (ja) | 1981-04-11 |
| JPS6240455Y2 true JPS6240455Y2 (ja) | 1987-10-16 |
Family
ID=29352302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1979120114U Expired JPS6240455Y2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6240455Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5721883A (en) * | 1980-07-14 | 1982-02-04 | Sharp Corp | Magnetic reluctance effect element |
-
1979
- 1979-08-31 JP JP1979120114U patent/JPS6240455Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5638477U (ja) | 1981-04-11 |
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