KR101790432B1 - Magnetic sensor - Google Patents
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Abstract
(과제) 히스테리시스를 개선한 자기 센서를 제공한다.
(해결 수단) 자기 센서 (S) 는, 외부 자계의 자로를 형성하도록 자기 검지체 (10) 를 따라 복수의 연자성체 (12) 가 나열되어 있다. 이들 복수의 연자성체 (12) 중 이웃하는 2 개의 연자성체 (12A, 12B) 가, 자기 검지체 (10) 를 따라 띠형상으로 연장됨과 함께 평면에서 볼 때 자기 검지체 (10) 의 자기 검지 부분 (D) 을 Y1-Y2 방향 사이에 두고, 서로의 사이를 외부 자계가 진행 가능하게 대향하여 배치되어 쌍을 이루는 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 및 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 을 갖고 있다. 그리고, 자기 검지 부분 (D) 이, 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 선단 (12c2) 및 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 선단 (12e2) 의 양방과 X1-X2 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.[PROBLEMS] To provide a magnetic sensor with improved hysteresis.
A magnetic sensor (S) has a plurality of soft magnetic material elements (12) arranged along a magnetic detection body (10) so as to form a magnetic path of an external magnetic field. The two soft magnetic material elements 12A and 12B adjacent to each other among the plurality of soft magnetic material elements 12 extend in the form of a strip along the magnetic gap detection element 10, (12C) of the soft magnetic material element (12A) and the soft magnetic material element (12B) of the pair of soft magnetic material elements (12A) are arranged so as to face each other in the Y1- And has a first magnetic field transmission portion 12e. The magnetic detection portion D is located on the tip 12c2 of the second magnetic field transmission portion 12c of the soft magnetic material element 12A and the tip 12c2 of the tip 12e2 of the first magnetic field transmission portion 12e of the soft magnetic material element 12B And are spaced apart from each other in the X1-X2 direction.
Description
본 발명은, 자기 저항 효과 소자를 갖는 자기 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic sensor having a magnetoresistance effect element.
자기 저항 효과 소자를 갖는 자기 센서는, 예를 들어, 휴대 전화 등의 휴대 기기에 장착되는 지자기 (地磁氣) 를 검지하는 지자기 센서로서 사용될 수 있다.The magnetic sensor having the magneto-resistance effect element can be used as a geomagnetic sensor for detecting geomagnetism mounted on a portable device such as a cellular phone.
예를 들어, 특허문헌 1 에 개시되는 자기 센서는, 자기 저항 효과를 갖는 소자부에 연자성체에 의해 외부 자계를 유도하는 구성을 갖고 있다.For example, the magnetic sensor disclosed in
그러나, 이와 같은 자기 센서에서는, 보자력을 초과하는 외부 자계가 연자성체에 작용함으로써, 외부 자계의 작용 후의 잔류 자화 상태 (외부 자계를 제거한 후의 자화 상태) 가 초기의 자화 상태로부터 변동해 버리는 경우가 있다. 그 때문에, 연자성체 자체에 의해 발생하는 자계도 변동하고, 이 변동이 소자부에 검지되어 자기 센서의 출력의 히스테리시스로서 나타나는 경우가 있었다.However, in such a magnetic sensor, there is a case where an external magnetic field exceeding the coercive force acts on the soft magnetic material element, so that the residual magnetization state after the action of the external magnetic field (the magnetization state after removing the external magnetic field) fluctuates from the initial magnetization state . For this reason, the magnetic field generated by the soft magnetic material element itself also fluctuates, and this fluctuation is detected by the element portion and appears as a hysteresis of the output of the magnetic sensor.
그래서 본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하기 위한 것으로, 히스테리시스를 개선한 자기 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic sensor with improved hysteresis.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 평면에서 볼 때 띠형상으로 연장되고, 폭 방향의 감도축을 갖는 자기 검지 부분이 형성된 자기 검지체와, 외부 자계의 자로 (磁路) 를 형성하도록 상기 자기 검지체를 따라 나열된 연자성 재료로 이루어지는 복수의 자로 형성체를 갖고, 상기 복수의 자로 형성체 중 이웃하는 2 개의 자로 형성체가, 상기 자기 검지체를 따라 띠형상으로 연장됨과 함께 평면에서 볼 때 상기 자기 검지 부분을 상기 폭 방향 사이에 두고, 서로의 사이를 상기 외부 자계가 진행 가능하게 대향하여 배치되는 1 쌍의 자계 전달 부분을 갖고, 상기 자기 검지 부분이, 상기 1 쌍의 자계 전달 부분의 각각의 선단 중 일방 또는 양방과 상기 자기 검지체의 연장 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서이다.In order to achieve the above-described object, the present invention provides a magnetic sensor comprising: a magnetic detection body having a magnetic detection portion extending in a strip shape in a plan view and having a sensitivity axis in a width direction; And a plurality of magnetoresistive elements made of a soft magnetic material arranged along the sensing element, wherein two adjacent magnetoresistive elements of the plurality of magnetoresistive elements extend in a strip shape along the magnetic sensing element, And a pair of magnetic field transmission parts disposed so that the external magnetic field progressively opposes each other with a magnetic detection part therebetween in the width direction, and wherein the magnetic detection part comprises a pair of magnetic field transmission parts And the magnetic sensors are spaced apart from each other in the extending direction of the magnetic detecting element.
본 발명에 의하면, 외부 자계의 자로를 형성하도록 자기 검지체를 따라 연자성 재료로 이루어지는 복수의 자로 형성체가 나열되어 있다. 이들 복수의 자로 형성체 중 이웃하는 2 개의 자로 형성체가, 자기 검지체를 따라 띠형상으로 연장됨과 함께 평면에서 볼 때 자기 검지체의 자기 검지 부분을 폭 방향 사이에 두고, 서로의 사이를 외부 자계가 진행 가능하게 대향하여 배치되는 1 쌍의 자계 전달 부분을 갖고 있다. 그리고, 자기 검지 부분이, 1 쌍의 자계 전달 부분의 각각의 선단 중 일방 또는 양방과 상기 자기 검지체의 연장 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 이로써, 1 쌍의 자계 전달 부분은, 띠형상으로 연장되어 있으므로 형상 자기 이방성에 의해 선단에 자극이 나타나고, 이 선단으로부터 멀어짐에 따라 자계의 방향이 연장 방향을 따르도록 변화되어, 요컨대, 자계에 있어서의 연장 방향과 직교하는 성분이 작아지고 또한 연장 방향과 평행한 성분이 커진다. 그 때문에, 1 쌍의 자계 전달 부분의 선단으로부터 떨어져 자기 검지 부분을 배치함으로써, 자로 형성체에 잔류 자화가 발생한 경우에도, 자기 검지 부분에 의해 검지되는 당해 잔류 자화에 의한 자계에 대해 당해 자기 검지 부분의 감도 축 방향의 성분을 보다 작게 할 수 있고, 잔류 자화의 변화의 영향을 저감시킬 수 있다.According to the present invention, a plurality of magnetoresistive elements made of a soft magnetic material are arranged along a magnetic detection body so as to form a magnetic path of an external magnetic field. The two adjacent magnetizable bodies of the plurality of magnetically formed bodies extend in the form of a belt along the magnetic gap and the magnetism detecting portions of the magnetic gap are arranged in the width direction as viewed in a plan view, And a pair of magnetic field transmission parts disposed so as to be opposed to each other in a progressive manner. The magnetic detecting portion is disposed at a distance from one or both of the leading ends of the pair of magnetic field transmitting portions in the extending direction of the magnetic detecting element. As a result, since the pair of magnetic field transmitting portions extend in a strip shape, a magnetic pole appears at the tip due to shape magnetic anisotropy, and the direction of the magnetic field changes along the extending direction as the magnetic field moves away from this tip, The component orthogonal to the extending direction of the elastic member becomes smaller and the component parallel to the extending direction becomes larger. Therefore, even when residual magnetization occurs in the magnetic path formation body by disposing the magnetic detection portion away from the tip of the pair of magnetic field transmission portions, the magnetic detection portion, which is detected by the magnetic detection portion, The component in the sensitivity axis direction of the permanent magnet can be made smaller, and the influence of the change in the residual magnetization can be reduced.
또, 본 발명에서는, 상기 자기 검지 부분이, 상기 1 쌍의 자계 전달 부분의 각각의 연장 방향 중앙 부분 중 일방 또는 양방과 상기 폭 방향에 대향하여 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 자기 검지 부분이, 1 쌍의 자계 전달 부분의 선단으로부터 보다 멀어져 그 연장 방향 중앙 위치 부근에 배치되므로, 자기 검지 부분에 의해 검지되는 자로 형성체의 잔류 자화에 의한 자계에 대해 당해 자기 검지 부분의 감도 축 방향의 성분을 더욱 작게 할 수 있어, 잔류 자화의 변화의 영향을 더욱 저감시킬 수 있다.In the present invention, it is preferable that the magnetic detecting portion is arranged to face one or both of the extending direction central portions of the pair of magnetic field transmitting portions in the width direction. As a result, since the magnetic detecting portion is further away from the tip end of the pair of magnetic field transmitting portions and disposed near the center position in the extending direction thereof, the magnetic detecting portion The component in the direction of the sensitivity axis of the permanent magnet can be further reduced, and the influence of the change in the residual magnetization can be further reduced.
또, 본 발명에서는, 상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체의 각각이, 상기 자기 검지체와 교차하여 상기 폭 방향으로 연장되는 교차 부분과, 상기 교차 부분에 있어서의 상기 폭 방향의 일단부로부터 상기 자기 검지체를 따라 띠형상으로 연장되는 제 1 자계 전달 부분과, 상기 교차 부분에 있어서의 상기 폭 방향의 타단부로부터 상기 자기 검지체를 따라 상기 제 1 자계 전달 부분과 반대 방향으로 띠형상으로 연장되는 제 2 자계 전달 부분을 갖고, 상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체 중 일방의 자로 형성체의 상기 제 2 자계 전달 부분과 타방의 자로 형성체의 상기 제 1 자계 전달 부분으로, 상기 1 쌍의 자계 전달 부분을 구성하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that each of the two neighboring two-shaped bodies has a crossing portion that intersects with the magnetic detection body and extends in the width direction, and a crossing portion that extends from one end of the crossing portion in the width direction, A first magnetic field transmission portion extending in a strip shape along the detection body and a second magnetic field transmission portion extending in a strip shape in a direction opposite to the first magnetic field transmission portion along the magnetic detection body from the other end portion in the width direction at the intersection portion Wherein the first magnetic field transmission portion has a second magnetic field transmission portion and the first magnetic field transmission portion of the second magnetic field transmission portion and the second magnetic field transmission portion of the other one of the two- It is preferable to constitute a part.
또, 본 발명에서는, 상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체 중 일방의 자로 형성체의 상기 제 2 자계 전달 부분이 그 상기 제 1 자계 전달 부분보다 길게 형성되어 있는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the second magnetic-field transmission portion of one of the two magnetic-field-formed bodies adjacent to each other is longer than the first magnetic-field transmission portion.
또, 본 발명에서는, 상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체 중 타방의 자로 형성체의 상기 제 1 자계 전달 부분이 그 상기 제 2 자계 전달 부분보다 길게 형성되어 있는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the first magnetic field transmission portion of the other of the two adjacent magnetic conductor structures is formed longer than the second magnetic field transmission portion.
또, 본 발명에서는, 상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체 중 일방 또는 양방에 있어서의 두께가 3 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.Further, in the present invention, it is preferable that the thickness of one or both of the neighboring two-shaped bodies is 3 mu m or more.
본 발명에 의하면, 히스테리시스를 개선할 수 있다.According to the present invention, hysteresis can be improved.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 자기 센서의 개략도 (평면도) 이다.
도 2 는, 도 1 의 자기 센서가 갖는 제 1 자기 저항 효과 소자 및 제 4 자기 저항 효과 소자의 일부를 확대하여 나타낸 자기 센서의 부분 확대 평면도이다.
도 3 은, 도 2 의 A-A 선을 따라 절단하여 화살표 방향에서 본 자기 센서의 부분 확대 단면도이다.
도 4 는, 도 2 의 B-B 선을 따라 절단하여 화살표 방향에서 본 자기 센서의 부분 확대 단면도이다.
도 5 는, 도 1 의 자기 센서가 갖는 제 2 자기 저항 효과 소자 및 제 3 자기 저항 효과 소자의 일부를 확대하여 나타낸 자기 센서의 부분 확대 평면도이다.
도 6 은, 본 발명의 비교예에 관련된 자기 센서가 갖는 제 1 자기 저항 효과 소자 및 제 4 자기 저항 효과 소자의 일부를 확대하여 나타낸 자기 센서의 부분 확대 평면도이다.
도 7 은, 본 발명의 비교예에 관련된 자기 센서가 갖는 제 2 자기 저항 효과 소자 및 제 3 자기 저항 효과 소자의 일부를 확대하여 나타낸 자기 센서의 부분 확대 평면도이다.
도 8 은, 막대 자석에 의해 발생되는 자계 (자력선) 를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9 는, 본 발명의 실시예 1, 2 의 자기 센서가 갖는 자기 저항 효과 소자의 부분 확대 평면도이다.
도 10 은, 본 발명의 실시예 3 의 자기 센서가 갖는 자기 저항 효과 소자의 부분 확대 평면도이다.
도 11 은, 본 발명의 비교예의 자기 센서가 갖는 자기 저항 효과 소자의 부분 확대 평면도이다.
도 12 는, 실시예 및 비교예의 히스테리시스량을 나타내는 그래프이다.1 is a schematic view (plan view) of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged plan view of a magnetic sensor in which a part of the first magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element of the magnetic sensor of FIG. 1 are enlarged.
3 is a partial enlarged cross-sectional view of the magnetic sensor taken along the line AA in FIG. 2 and viewed in the direction of the arrow.
Fig. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the magnetic sensor taken along the line BB in Fig. 2 and viewed in the direction of the arrow.
FIG. 5 is a partially enlarged plan view of a magnetic sensor in which a part of the second magnetoresistive element and the third magnetoresistive element of the magnetic sensor of FIG. 1 are enlarged.
6 is a partially enlarged plan view of a magnetic sensor in which a part of the first magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element included in the magnetic sensor according to the comparative example of the present invention is enlarged.
7 is a partially enlarged plan view of a magnetic sensor in which a part of the second magnetoresistive element and the third magnetoresistive element of the magnetic sensor according to the comparative example of the present invention are enlarged.
8 is a diagram schematically showing a magnetic field (magnetic force line) generated by a bar magnet.
9 is a partially enlarged plan view of a magneto-resistance effect element included in the magnetic sensors of Examples 1 and 2 of the present invention.
10 is a partially enlarged plan view of a magneto-resistance effect element of a magnetic sensor according to a third embodiment of the present invention.
11 is a partially enlarged plan view of a magnetoresistance effect element of a magnetic sensor according to a comparative example of the present invention.
12 is a graph showing hysteresis amounts of Examples and Comparative Examples.
이하에, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 자기 센서에 대해, 도 1 ∼ 도 7 을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 7. Fig.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 자기 센서의 개략도 (평면도) 이다. 도 2 는, 도 1 의 자기 센서가 갖는 제 1 자기 저항 효과 소자 및 제 4 자기 저항 효과 소자의 일부를 확대하여 나타낸 자기 센서의 부분 확대 평면도이다. 도 3 은, 도 2 의 A-A 선을 따라 절단하여 화살표 방향에서 본 자기 센서의 부분 확대 단면도이다. 도 4 는, 도 2 의 B-B 선을 따라 절단하여 화살표 방향에서 본 자기 센서의 부분 확대 단면도이다. 도 5 는, 도 1 의 자기 센서가 갖는 제 2 자기 저항 효과 소자 및 제 3 자기 저항 효과 소자의 일부를 확대하여 나타낸 자기 센서의 부분 확대 평면도이다. 도 6 은, 본 발명의 비교예에 관련된 자기 센서가 갖는 제 1 자기 저항 효과 소자 및 제 4 자기 저항 효과 소자의 일부를 확대하여 나타낸 자기 센서의 부분 확대 평면도이다. 도 7 은, 본 발명의 비교예에 관련된 자기 센서가 갖는 제 2 자기 저항 효과 소자 및 제 3 자기 저항 효과 소자의 일부를 확대하여 나타낸 자기 센서의 부분 확대 평면도이다. 도 8 은, 막대 자석에 의해 발생되는 자계 (자력선) 를 모식적으로 나타내는 도면이다.1 is a schematic view (plan view) of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged plan view of a magnetic sensor in which a part of the first magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element of the magnetic sensor of FIG. 1 are enlarged. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of the magnetic sensor taken along the line A-A in Fig. 2 and viewed in the direction of the arrow. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the magnetic sensor taken along the line B-B in Fig. 2 and viewed in the direction of the arrow. FIG. 5 is a partially enlarged plan view of a magnetic sensor in which a part of the second magnetoresistive element and the third magnetoresistive element of the magnetic sensor of FIG. 1 are enlarged. 6 is a partially enlarged plan view of a magnetic sensor in which a part of the first magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element included in the magnetic sensor according to the comparative example of the present invention is enlarged. 7 is a partially enlarged plan view of a magnetic sensor in which a part of the second magnetoresistive element and the third magnetoresistive element of the magnetic sensor according to the comparative example of the present invention are enlarged. 8 is a diagram schematically showing a magnetic field (magnetic force line) generated by a bar magnet.
각 도면에 나타내는 X1-X2 방향, 및 Y1-Y2 방향은 일 평면 내에서 직교하는 2 방향을 나타내고, Z 방향은 상기 일 평면에 대해 직교하는 방향을 나타내고 있다.The X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction shown in each figure represent two directions orthogonal to each other in one plane, and the Z direction shows a direction orthogonal to the one plane.
본 실시형태에 있어서의 자기 센서 (S) 는, 자기 저항 효과 소자를 갖고 있고, 예를 들어, 휴대 전화 등의 휴대 기기에 탑재되는 지자기 센서로서 구성된다.The magnetic sensor S in the present embodiment has a magnetoresistance effect element and is configured as a geomagnetic sensor mounted on a portable device such as a cellular phone.
자기 센서 (S) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 사각형상의 자기 저항 효과 소자의 형성 영역 (K) 을 갖고 있다. 이 형성 영역 (K) 에는, 그 중심 (Kc) 으로부터 X1-X2 방향 및 Y1-Y2 방향으로 분할된 4 개의 영역 부분이 형성되어 있다. 이들 4 개의 영역 부분 내에는, 제 1 자기 저항 효과 소자 (1), 제 2 자기 저항 효과 소자 (2), 제 3 자기 저항 효과 소자 (3), 제 4 자기 저항 효과 소자 (4) 가 형성되어 있다. 도 1 에서는, 각 영역 부분에 대해, 자기 저항 효과 소자 (1 ∼ 4) 의 형상을 생략하여 도시하고 있다.As shown in Fig. 1, the magnetic sensor S has a region K for forming a rectangular magnetoresistive effect element. In this formation region K, four region portions divided from the center Kc in the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction are formed. The first
제 1 자기 저항 효과 소자 (1) 및 제 3 자기 저항 효과 소자 (3) 는, 입력 단자 (5) 에 접속되어 있다. 또, 제 2 자기 저항 효과 소자 (2) 및 제 4 자기 저항 효과 소자 (4) 는, 접지 단자 (6) 에 접속되어 있다. 또, 제 1 자기 저항 효과 소자 (1) 와 제 2 자기 저항 효과 소자 (2) 사이에는, 제 1 출력 단자 (7) 가 접속되어 있다. 또, 제 3 자기 저항 효과 소자 (3) 와 제 4 자기 저항 효과 소자 (4) 사이에는, 제 2 출력 단자 (8) 가 접속되어 있다. 이와 같이 제 1 자기 저항 효과 소자 (1), 제 2 자기 저항 효과 소자 (2), 제 3 자기 저항 효과 소자 (3) 및 제 4 자기 저항 효과 소자 (4) 에 의해 브릿지 회로가 구성되어 있다.The first
제 1 자기 저항 효과 소자 (1) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 자기 검지체 (10) 와, 자기 검지체 (10) 와 비접촉으로 배치된 복수의 자로 형성체로서의 연자성체 (12) 를 구비하고 있다. 또한, 제 4 자기 저항 효과 소자 (4) 에 대해서도, 도 2 에 나타내는 구성을 갖고 있다.2, the first
자기 검지체 (10) 는, 복수의 소자부 (11) 와, 복수의 전극부 (16) 와, 복수의 접속부 (17) 를 갖고 있다. 자기 검지체 (10) 는, 복수의 소자부 (11) 의 단부가 접속부 (17) 에 의해 접속됨으로써 서로 줄지어 띠형상으로 형성되어 있다. 본 실시형태의 자기 검지체 (10) 는, 평면에서 볼 때 미앤더 형상 (주름진 형상) 으로 형성되어 있다.The magnetic detecting
복수의 소자부 (11) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 각각이 X1-X2 방향으로 직선 띠형상으로 연장되어 형성되어 있고, Y1-Y2 방향으로 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 각 소자부 (11) 의 폭 치수 (Y1-Y2 방향에 대한 치수) 는 0.5 ∼ 5 ㎛ 정도, 각 소자부 (11) 의 길이 치수 (X1-X2 방향에 대한 치수) 는 2 ∼ 300 ㎛ 정도이고, 각 소자부 (11) 의 어스펙트비 (길이 치수/폭 치수) 는 4 ∼ 600 정도로 되어 있다.As shown in Fig. 3, each of the plurality of
각 소자부 (11) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 (15) 표면의 절연 하지(下地)층 (19) 상에 형성된다.As shown in Fig. 3, each
각 소자부 (11) 는, 예를 들어, 도 3 하방으로부터 순서대로 적층된 비자성 하지층 (60), 고정 자성층 (61), 비자성 재료층 (62), 프리 자성층 (63) 및 보호층 (64) 을 갖고 있다. 각 소자부 (11) 를 구성하는 이들 각 층 (60 ∼ 64) 은, 예를 들어, 절연 하지층 (19) 상에 스퍼터링에 의해 순차 성막되어 적층된다.Each of the
고정 자성층 (61) 은, 제 1 자성층 (61a) 및 제 2 자성층 (61b) 과, 이들 제 1 자성층 (61a) 및 제 2 자성층 (61b) 사이에 개재되는 비자성 중간층 (61c) 의 적층 페리 구조를 갖고 있다. 제 1 자성층 (61a) 및 제 2 자성층 (61b) 은, CoFe 합금 (코발트-철 합금) 등의 연자성 재료로 형성되어 있다. 비자성 중간층 (61c) 은 Ru (루테늄) 등이다. 비자성 재료층 (62) 은 Cu (구리) 등의 비자성 재료로 형성되어 있다. 프리 자성층 (63) 은, NiFe 합금 (니켈-철 합금) 등의 연자성 재료로 형성되어 있다. 보호층 (64) 은 Ta (탄탈) 등으로 형성되어 있다.The fixed
본 실시형태에서는, 고정 자성층 (61) 을 적층 페리 구조로 하여, 제 1 자성층 (61a) 과 제 2 자성층 (61b) 이 반 (反) 평행하게 자화 고정된 셀프 핀 고정형 (型) 을 채용하고 있다. 이 셀프 핀 고정형에서는, 반강자성층을 사용하지 않고, 따라서 자장 중 열 처리를 실시하지 않고 고정 자성층 (61) 을 구성하는 제 1 자성층 (61a) 과 제 2 자성층 (61b) 을 자화 고정시키고 있다. 또한, 제 1 자성층 (61a) 과 제 2 자성층 (61b) 의 자화 고정력은, 외부 자계가 작용했을 때에도 자화 요동이 발생하지 않을 정도의 크기이면 충분하다.In the present embodiment, the self-pinned type mold in which the first
물론, 상기 서술한 소자부 (11) 의 구조는 일례로서, 소자부 (11) 에 다른 구조를 채용해도 된다. 예를 들어, 반강자성층, 고정 자성층, 비자성층, 프리 자성층 및 보호층의 순서로 적층된 적층 구조를 갖는 구성으로 할 수도 있다. 이러한 구성에서는, 반강자성층과 고정 자성층 사이에서 교환 결합 자계 (Hex) 를 발생시켜 고정 자성층의 자화 방향을 고정시키는 것이 가능하다. 또, 아래로부터 프리 자성층 (63), 비자성 재료층 (62), 고정 자성층 (61), 및 보호층 (64) 의 순서로 적층된 적층 구조로 되어도 된다. 또 고정 자성층 (61) 은, 제 1 자성층 (61a) 과 제 2 자성층 (61b) 의 자화의 크기가 동일하여 자화 방향이 반평행인 구성으로 할 수 있다.Of course, the structure of the
각 소자부 (11) 를 구성하는 제 2 자성층 (61b) 의 고정 자화 방향 (P;감도 축 방향) 은 Y2 방향 (즉, 소자부 (11) 의 폭 방향) 이다 (도 2, 도 3 참조). 이 고정 자화 방향 (P) 이 고정 자성층 (61) 의 고정 자화 방향이다.The magnetization direction P of the second
복수의 전극부 (16) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 일부가 각 소자부 (11) 에 접하여 X1-X2 방향으로 간격 (T1) 을 두고 배치되어 있다.As shown in Fig. 2, the plurality of
도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 일부의 전극부 (16) 의 형성 위치에서는, 보호층 (64) 의 일부가 깎여져 있고, 그것에 의해 형성된 오목부 (64a) 상에 상기 일부의 전극부 (16) 가 형성되어 있다.3, a portion of the
전극부 (16) 는, 소자부 (11) (보호층 (64)) 보다 전기 저항값이 낮은 비자성 도전 재료로 형성되어 있다. 전극부 (16) 는, 재질을 특별히 한정하는 것은 아니지만, Al, Cu, Ti, Cr 등의 비자성 도전 재료의 단층 혹은 적층 구조로 형성된다. 예를 들어, 전극부 (16) 는 Cu 와 Al 의 적층 구조로 형성된다. 또한, 상기 서술한 복수의 접속부 (17) 도 전극부 (16) 와 동일하게 형성된다.The
도 2 에 나타내는 바와 같이, 각 전극부 (16) 의 폭 치수 (Y1-Y2 에 대한 치수) 는 각 소자부 (11) 의 폭 치수보다 크게 형성되어 있고, 이로써 전극부 (16) 의 전기 저항을 보다 작게 할 수 있으며, 또 각 전극부 (16) 를 각 소자부 (11) 상에 형성할 때의 위치 맞춤의 마진을 넓게 취하는 것이 가능하다.2, the width dimension (the dimension with respect to Y1-Y2) of each
또한 상기한 바와 같은 보호층 (64) 의 일부의 깍아냄 처리는, 예를 들어 에칭에 의해 실시할 수 있다. 보호층 (64) 의 일부를 깍아내는 처리는, 특히 보호층 (64) 표면의 산화층을 깍아내기 위한 것으로, 이로써 소자부 (11) 와 전극부 (16) 간의 도통성을 양호하게 할 수 있다.Further, the above-described shattering treatment of the
또 에칭 등에 의해 보호층 (64) 의 표면을 깎을 때, 도 3 에 나타내는 바와 같이 보호층 (64) 의 일부가 남도록 제어하는 것이 바람직하다. 이로써 프리 자성층 (63) 은 에칭의 영향을 받지 않아 깎이지 않는다.When the surface of the
자기 검지체 (10) 는, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 와 소자부 (11) 에 중첩된 전극부 (16) 가 X1-X2 방향으로 교대로 나열된다. 즉, 자기 검지체 (10) 는, 소자부 (11) 에 있어서의 전극부 (16) 가 중첩되어 있지 않은 부분과 전극부 (16) 가 중첩된 부분이 교대로 나열되어 있다. 자기 검지체 (10) 에서는, 소자부 (11) 에 있어서의 전극부 (16) 가 중첩되어 있지 않은 부분 (후술하는 갭 (G) 의 지점) 이 자기 검지 부분 (D) 으로서 기능한다. 상세한 것에 대해서는 후술한다.The magnetic detecting
복수의 연자성체 (12) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 소자부 (11) (즉, 자기 검지체 (10)) 를 따라 X1-X2 방향으로 나열하여 배치되어 있다. 각 연자성체 (12) 는 NiFe, CoFe, CoFeSiB 나 CoZrNb 등으로 형성된다.The plurality of soft
도 2 에 있어서 X1-X2 방향에서 이웃하는 2 개의 연자성체 (12) 중, X1 측에 배치된 연자성체 (12) 를 제 1 연자성체 (12A), X2 측에 배치된 연자성체 (12) 를 제 2 연자성체 (12B) 라고 정의한다. 도 2 에는, 1 세트의 연자성체 (12) 에만 부호 12A, 12B 를 붙였다. 또한, 연자성체 (12B) 의 우측으로 1 개 옆의 연자성체 (12) 및 우측으로 두 개 옆의 연자성체 (12) 에 주목하여 이들 이웃하는 2 개의 연자성체 (12) 를 페어라고 생각하면, 이들 중 좌측이 연자성체 (12A) 가 되고, 우측이 연자성체 (12B) 가 된다. X1-X2 방향으로 간격을 두고 나열된 복수의 연자성체 (12) 는, 가장 X1 측으로부터 2 개씩 페어가 되어 각각이 연자성체 (12A), 연자성체 (12B) 가 되도록 형성되어 있다.2, the soft
제 1 연자성체 (12A) 는, 자기 검지체 (10) 와 교차하여 Y1-Y2 방향으로 연장되는 교차 부분 (12a) 과, 교차 부분 (12a) 의 Y2 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 일단부) 로부터 X1 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y2 측에 배치되는 제 1 자계 전달 부분 (12b) 과, 교차 부분 (12a) 의 Y1 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 타단부) 로부터 X2 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y1 측에 배치되는 제 2 자계 전달 부분 (12c) 을 가지고 구성된다. 제 1 연자성체 (12A) 는, 평면에서 볼 때, 크랭크 형상으로 굴곡된 띠형상으로 형성되어 있다.The first soft
제 2 연자성체 (12B) 는, 자기 검지체 (10) 와 교차하여 Y1-Y2 방향으로 연장되는 교차 부분 (12d) 과, 교차 부분 (12d) 의 Y2 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 일단부) 로부터 X1 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y2 측에 배치되는 제 1 자계 전달 부분 (12e) 과, 교차 부분 (12d) 의 Y1 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 타단부) 로부터 X2 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y1 측에 배치되는 제 2 자계 전달 부분 (12f) 을 가지고 구성된다. 제 2 연자성체 (12B) 는, 평면에서 볼 때, 크랭크 형상으로 굴곡된 띠형상으로 형성되어 있다.The second soft
제 1 연자성체 (12A) 의 교차 부분 (12a) 및 제 2 연자성체 (12B) 의 교차 부분 (12d) 은, 각 전극부 (16) 와 Z 방향으로 이간되어 (도 3) 전극부 (16) 와 평면에서 볼 때 교차하도록 (도 2) 배치된다. 교차 부분 (12a, 12d) 과 전극부 (16) 사이에는 절연층 (25) 이 개재되고, 교차 부분 (12a, 12d) 과 전극부 (16) 는 전기적으로 비접촉으로 되어 있다.The
제 1 연자성체 (12A) 는, 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 X1-X2 방향의 길이 (L12c) 가 제 1 자계 전달 부분 (12b) 의 X1-X2 방향의 길이 (L12b) 보다 길어지도록 형성되어 있다. 제 2 연자성체 (12B) 는, 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 X1-X2 방향의 길이 (L12e) 가 제 2 자계 전달 부분 (12f) 의 X1-X2 방향의 길이 (L12f) 보다 길어지도록 형성되어 있다.The first soft
본 실시형태에 있어서, 제 1 연자성체 (12A) 는, 제 1 자계 전달 부분 (12b) 의 길이 (L12b) 가 4.5 ㎛ 가 되고, 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 길이 (L12c) 가 10.4 ㎛ 가 되도록 형성되고, 교차 부분 (12a), 제 1 자계 전달 부분 (12b) 및 제 2 자계 전달 부분 (12c) 모두 폭이 2.0 ㎛ 가 되도록 형성되어 있다. 또, 제 2 연자성체 (12B) 는, 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 길이 (L12e) 가 10.4 ㎛ 가 되고, 제 2 자계 전달 부분 (12f) 의 길이 (L12f) 가 4.5 ㎛ 가 되도록 형성되고, 교차 부분 (12d), 제 1 자계 전달 부분 (12e) 및 제 2 자계 전달 부분 (12f) 모두 폭이 2.0 ㎛ 가 되도록 형성되어 있다.The length L12b of the first magnetic
도 2 에서 부호를 붙인 이웃하는 2 개의 제 1 연자성체 (12A) 및 제 2 연자성체 (12B) 를 대표로서 주목하면, 제 1 연자성체 (12A) 가 갖는 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 연장 방향 중앙 위치 (12cc) 를 포함하는 중앙 부분 (12c1) 과, 제 2 연자성체 (12B) 가 갖는 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 연장 방향 중앙 위치 (12ec) 를 포함하는 중앙 부분 (12e1) 이, Y1-Y2 방향으로 갭 (G) 을 개재하여 대향하고 있다.As a representative, the two first soft
도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 과 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 이 갭 (G) 을 개재하여 대향하는 위치 (중앙 부분 (12c1) 및 중앙 부분 (12e1) 의 대향 지점) 에는 전극부 (16) 가 배치되어 있지 않다. 즉, 평면에서 볼 때, 전극부 (16) 간의 간격 (T1) 의 위치에, 갭 (G) 이 위치하고 있다. 이 갭 (G) 의 지점에, 자기 검지체 (10) 의 소자부 (11) 에 있어서의 전극부 (16) 가 중첩되어 있지 않은 부분 (즉, 자기 검지 부분 (D)) 이 배치된다.The second magnetic
이 자기 검지 부분 (D) 은, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 과 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 에 평면에서 볼 때 Y1-Y2 방향 사이에 두고 배치되어 있다. 또, 자기 검지 부분 (D) 은, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 선단 (12c2) 에 대해 X1 방향으로 Ta (Ta > 0) 만큼 간격을 두고 배치되고, 또한, 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 선단 (12e2) 에 대해 X2 방향으로 Tb (Tb > 0) 만큼 간격을 두고 배치되어 있다.This magnetic detection portion D is formed by connecting the second magnetic
본 실시형태에 있어서, 제 1 연자성체 (12A) 및 제 2 연자성체 (12B) 는, Ta = Tb = 3.45 ㎛ 가 되도록 배치되어 있다.In the present embodiment, the first soft
도 2 에 나타내는 바와 같이, 외부 자계 (H1) 가 X2 방향을 향하여 작용했을 때, 외부 자계 (H1) 는, 각 연자성체 (12) 내, 및 연자성체 (12A, 12B) 사이를 통과하는 화살표의 자로 (M1) 를 진행한다. 이 때, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 소자부 (11) 에 대해 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 으로부터 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 과의 사이에서, Y2 방향에 대한 외부 자계 (H2) 가 새어, 이 외부 자계 (H2) 가 소자부 (11) 에 작용한다. 즉, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 과 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 으로 1 쌍의 자계 전달 부분을 구성한다.As shown in Fig. 2, when the external magnetic field H1 acts toward the X2 direction, the external magnetic field H1 is reflected by the arrows passing through the respective soft
이와 같이 제 1 자기 저항 효과 소자 (1) 및 제 4 자기 저항 효과 소자 (4) 에서는, X2 방향의 외부 자계 (H1) 가 연자성체 (12) 에 의해 진행 방향이 Y2 방향으로 변환되어 소자부 (11) 에 작용한다.As described above, in the first
소자부 (11) 에서는, 전극부 (16) 가 중첩된 부분에 있어서 소자부 (11) 보다 우선적으로 전극부 (16) 에 전류가 흐르고, 이 부분에서는 소자부 (11) 로서의 감도를 갖지 않는다. 이로써, 소자부 (11) 에 있어서의 전극부 (16) 가 중첩되어 있지 않은 부분인 자기 검지 부분 (D) 만 자기 저항 효과 소자로서 기능한다.The current flows through the
그리고, 각 소자부 (11) 의 감도 축 방향 (P) 은 Y2 방향이다. 또 프리 자성층 (63) 의 자화 방향은 소자부 (11) 의 형상 이방성에 의해 X1-X2 방향이다. 각 소자부 (11) 에 Y2 방향의 외부 자계 (H2) 가 작용함으로써 프리 자성층 (63) 의 자화 방향은 Y2 방향을 향한다. 이 결과, 고정 자성층 (61) 의 자화 방향과 프리 자성층 (63) 의 자화 방향이 동 방향이 되어, 자기 검지 부분 (D) 의 전기 저항값은 작아진다.The sensitivity axis direction P of each
도 5 는, 본 실시형태에 있어서의 제 2 자기 저항 효과 소자 (2) 및 제 3 자기 저항 효과 소자 (3) 의 부분 확대 평면도이다.5 is a partially enlarged plan view of the second magneto
도 5 에 나타내는 제 2 자기 저항 효과 소자 (2) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 자기 검지체 (10) 와, 자기 검지체 (10) 와 비접촉으로 배치된 복수의 자로 형성체로서의 연자성체 (14) 를 구비하고 있다. 또한, 제 3 자기 저항 효과 소자 (3) 에 대해서도, 도 5 에 나타내는 구성을 갖고 있다.5, the second
제 2 자기 저항 효과 소자 (2) 는, 도 2 에 나타내는 제 1 자기 저항 효과 소자 (1) 에 있어서 복수의 연자성체 (12) 대신에, 복수의 연자성체 (14) 를 갖는 것 이외에는 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 도 5 에 나타내는 제 2 자기 저항 효과 소자 (2) 와 도 2 에 나타내는 제 1 자기 저항 효과 소자 (1) 사이에서 자기 검지체 (10) (소자부 (11) 및 전극부 (16)) 의 구성에 차이는 없다.The second
복수의 연자성체 (14) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 소자부 (11) (즉, 자기 검지체 (10)) 를 따라 X1-X2 방향으로 나열하여 배치되어 있다. 각 연자성체 (14) 는 NiFe, CoFe, CoFeSiB 나 CoZrNb 등으로 형성된다.As shown in Fig. 5, the plurality of soft
도 5 에 있어서 X1-X2 방향에서 이웃하는 2 개의 연자성체 (14) 중, X1 측에 배치된 연자성체 (14) 를 제 3 연자성체 (14C), X2 측에 배치된 연자성체 (14) 를 제 4 연자성체 (14D) 라고 정의한다. 도 5 에는, 1 세트의 연자성체 (14) 에만 부호 14C, 14D 를 붙였다. 또한, 연자성체 (14D) 의 우측으로 1 개 옆의 연자성체 (14) 및 우측으로 두 개 옆의 연자성체 (14) 에 주목하여 이들 이웃하는 2 개의 연자성체 (14) 를 페어라고 생각하면, 이들 중 좌측이 연자성체 (14C) 가 되고, 우측이 연자성체 (14D) 가 된다. X1-X2 방향으로 간격을 두고 나열된 복수의 연자성체 (14) 는, 가장 X1 측으로부터 2 개씩 페어가 되어 각각이 연자성체 (14C), 연자성체 (14D) 가 되도록 형성되어 있다.5, the soft
제 3 연자성체 (14C) 는, 자기 검지체 (10) 와 교차하여 Y1-Y2 방향으로 연장되는 교차 부분 (14a) 과, 교차 부분 (14a) 의 Y1 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 일단부) 로부터 X1 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y1 측에 배치되는 제 1 자계 전달 부분 (14b) 과, 교차 부분 (14a) 의 Y2 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 타단부) 로부터 X2 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y2 측에 배치되는 제 2 자계 전달 부분 (14c) 을 가지고 구성된다. 제 3 연자성체 (14C) 는, 평면에서 볼 때, 크랭크 형상으로 굴곡된 띠형상으로 형성되어 있다.The third soft
제 4 연자성체 (14D) 는, 자기 검지체 (10) 와 교차하여 Y1-Y2 방향으로 연장되는 교차 부분 (14d) 과, 교차 부분 (14d) 의 Y1 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 일단부) 로부터 X1 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y1 측에 배치되는 제 1 자계 전달 부분 (14e) 과, 교차 부분 (14d) 의 Y2 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 타단부) 로부터 X2 방향으로 연장되고 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y2 측에 배치되는 제 2 자계 전달 부분 (14f) 을 가지고 구성된다. 제 4 연자성체 (14D) 는, 평면에서 볼 때, 크랭크 형상으로 굴곡된 띠형상으로 형성되어 있다.The fourth soft
본 실시형태에 있어서, 도 5 에 나타내는 복수의 연자성체 (14) (제 3 연자성체 (14C), 제 4 연자성체 (14D)) 는, 각각에 대응하는 연자성체 (12) (도 2 의 제 1 연자성체 (12A), 제 2 연자성체 (12B)) 를 상하 방향 (Y1-Y2 방향) 으로 반전시킨 형상과 동일하다.In the present embodiment, the plurality of soft magnetic material elements 14 (the third soft
제 3 연자성체 (14C) 의 교차 부분 (14a) 및 제 4 연자성체 (14D) 의 교차 부분 (14d) 은, 각 전극부 (16) 와 Z 방향으로 이간되어 전극부 (16) 와 평면에서 볼 때 교차하도록 배치된다. 교차 부분 (14a, 14d) 과 전극부 (16) 사이에는 절연층 (25) 이 개재되고, 교차 부분 (14a, 14d) 과 전극부 (16) 는 전기적으로 비접촉으로 되어 있다.The
제 3 연자성체 (14C) 는, 제 2 자계 전달 부분 (14c) 의 X1-X2 방향의 길이 (L14c) 가 제 1 자계 전달 부분 (14b) 의 X1-X2 방향의 길이 (L14b) 보다 길어지도록 형성되어 있다. 제 4 연자성체 (14D) 는, 제 1 자계 전달 부분 (14e) 의 X1-X2 방향의 길이 (L14e) 가 제 2 자계 전달 부분 (14f) 의 X1-X2 방향의 길이 (L14f) 보다 길어지도록 형성되어 있다.The third soft
본 실시형태에 있어서, 제 3 연자성체 (14C) 는, 제 1 자계 전달 부분 (14b) 의 길이 (L14b) 가 4.5 ㎛ 가 되고, 제 2 자계 전달 부분 (14c) 의 길이 (L14c) 가 10.4 ㎛ 가 되도록 형성되고, 교차 부분 (14a), 제 1 자계 전달 부분 (14b) 및 제 2 자계 전달 부분 (14c) 모두 폭이 2.0 ㎛ 가 되도록 형성되어 있다. 또, 제 4 연자성체 (14D) 는, 제 1 자계 전달 부분 (14e) 의 길이 (L14e) 가 10.4 ㎛ 가 되고, 제 2 자계 전달 부분 (14f) 의 길이 (L14f) 가 4.5 ㎛ 가 되도록 형성되고, 교차 부분 (14d), 제 1 자계 전달 부분 (14e) 및 제 2 자계 전달 부분 (14f) 모두 폭이 2.0 ㎛ 가 되도록 형성되어 있다.The third soft
도 5 에서 부호를 붙인 이웃하는 2 개의 제 3 연자성체 (14C) 와 제 4 연자성체 (14D) 를 대표로서 주목하면, 제 3 연자성체 (14C) 가 갖는 제 2 자계 전달 부분 (14c) 의 연장 방향 중앙 위치 (14cc) 를 포함하는 중앙 부분 (14c1) 과, 제 4 연자성체 (14D) 가 갖는 제 1 자계 전달 부분 (14e) 의 연장 방향 중앙 위치 (14ec) 를 포함하는 중앙 부분 (14e1) 이, Y1-Y2 방향으로 갭 (G) 을 개재하여 대향하고 있다.As a representative, two adjacent third soft
도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 3 연자성체 (14C) 의 제 2 자계 전달 부분 (14c) 과, 제 4 연자성체 (14D) 의 제 1 자계 전달 부분 (14e) 이 갭 (G) 을 개재하여 대향하는 위치 (중앙 부분 (14c1) 및 중앙 부분 (14e1) 의 대향 지점) 에는 전극부 (16) 가 배치되어 있지 않다. 즉, 평면에서 볼 때, 전극부 (16) 간의 간격 (T1) 의 위치에 상기 갭 (G) 이 위치하고 있다. 이 갭 (G) 의 지점에, 자기 검지체 (10) 의 소자부 (11) 에 있어서의 전극부 (16) 가 중첩되어 있지 않은 부분 (즉, 자기 검지 부분 (D)) 이 배치된다.The second magnetic
이 자기 검지 부분 (D) 은, 제 3 연자성체 (14C) 의 제 2 자계 전달 부분 (14c) 과 제 4 연자성체 (14D) 의 제 1 자계 전달 부분 (14e) 에 평면에서 볼 때 Y1-Y2 방향 사이에 두고 배치되어 있다. 또, 자기 검지 부분 (D) 은, 제 3 연자성체 (14C) 의 제 2 자계 전달 부분 (14c) 의 선단 (14c2) 에 대해 X1 방향으로 Tc (Tc > 0) 만큼 간격을 두고 배치되고, 또한, 제 4 연자성체 (14D) 의 제 1 자계 전달 부분 (14e) 의 선단 (14e2) 에 대해 X2 방향으로 Td (Td > 0) 만큼 간격을 두고 배치되어 있다.This magnetic detection portion D is formed by connecting the second magnetic
본 실시형태에 있어서, 제 3 연자성체 (14C) 및 제 4 연자성체 (14D) 는, Tc = Td = 3.45 ㎛ 가 되도록 배치되어 있다.In the present embodiment, the third soft
도 5 에 나타내는 바와 같이, 외부 자계 (H1) 가 X2 방향을 향하여 작용했을 때, 외부 자계 (H1) 는, 각 연자성체 (14) 내, 및 연자성체 (14C, 14D) 사이를 통과하는 화살표의 자로 (M2) 를 진행한다. 이 때, 소자부 (11) 에 대해 제 3 연자성체 (14C) 의 제 2 자계 전달 부분 (14c) 으로부터 제 4 연자성체 (14D) 의 제 1 자계 전달 부분 (14e) 과의 사이에서, Y1 방향에 대한 외부 자계 (H3) 가 새고, 이 외부 자계 (H3) 가 소자부 (11) 에 작용한다. 즉, 제 3 연자성체 (14C) 의 제 2 자계 전달 부분 (14c) 과 제 4 연자성체 (14D) 의 제 1 자계 전달 부분 (14e) 으로 1 쌍의 자계 전달 부분을 구성한다.As shown in Fig. 5, when the external magnetic field H1 acts toward the X2 direction, the external magnetic field H1 is shifted in the directions of arrows passing through the respective soft
이와 같이 제 2 자기 저항 효과 소자 (2) 및 제 3 자기 저항 효과 소자 (3)에서는, X2 방향의 외부 자계 (H1) 가 연자성체 (14) 에 의해 진행 방향이 Y1 방향으로 변환되어 소자부 (11) 에 작용한다.As described above, in the second
소자부 (11) 에서는, 전극부 (16) 가 중첩된 부분에 있어서 소자부 (11) 보다 우선적으로 전극부 (16) 에 전류가 흐르고, 이 부분에서는 소자부 (11) 로서의 감도를 갖지 않는다. 이로써, 소자부 (11) 에 있어서의 전극부 (16) 가 중첩되어 있지 않은 부분인 자기 검지 부분 (D) 만 자기 저항 효과 소자로서 기능한다.The current flows through the
그리고, 각 소자부 (11) 의 감도 축 방향 (P) 은 Y2 방향이다. 또 프리 자성층 (63) 의 자화 방향은 소자부 (11) 의 형상 이방성에 의해 X1-X2 방향이다. 그리고, 각 소자부 (11) 에 Y1 방향의 외부 자계 (H3) 가 작용함으로써 프리 자성층 (63) 의 자화 방향은 Y1 방향을 향한다. 이 결과, 고정 자성층 (61) 의 자화 방향과 프리 자성층 (63) 의 자화 방향이 반대 방향이 되어, 자기 검지 부분 (D) 의 전기 저항값은 커진다.The sensitivity axis direction P of each
이와 같이, 자기 센서 (S) 에 X2 방향의 외부 자계 (H1) 가 작용하면, 제 1 자기 저항 효과 소자 (1) 및 제 4 자기 저항 효과 소자 (4) 의 전기 저항값이 작아지고, 제 2 자기 저항 효과 소자 (2) 및 제 3 자기 저항 효과 소자 (3) 의 전기 저항값은 커져, 도 1 에 나타내는 브릿지 회로에 의해 차동 출력을 얻을 수 있다.When the external magnetic field H1 in the X2 direction acts on the magnetic sensor S as described above, the electric resistance value of the first
여기서 비교예의 자기 센서에 대해 설명한다. 도 6, 도 7 은, 비교예의 자기 센서이다. 도 6 에는 제 1 자기 저항 효과 소자 및 제 4 자기 저항 효과 소자를 나타낸다. 도 7 에는 제 2 자기 저항 효과 소자 및 제 3 자기 저항 효과 소자를 나타낸다. 도 6, 도 7 에 나타내는 자기 검지체 (10) 의 구조는 도 2, 도 3 과 동일하다.Here, the magnetic sensor of the comparative example will be described. 6 and 7 are magnetic sensors of a comparative example. 6 shows the first magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element. 7 shows the second magnetoresistance effect element and the third magnetoresistance effect element. The structure of the magnetic detecting
비교예의 자기 센서가 갖는 복수의 연자성체 (72, 74) 는, 상기 서술한 실시형태의 복수의 연자성체 (12, 14) 와 동일한 구성을 갖고 있다.The plurality of soft
즉, 복수의 연자성체 (72) 는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 소자부 (11) (즉, 자기 검지체 (10)) 를 따라 X1-X2 방향으로 나열하여 배치되어 있다. 각 연자성체 (72) 는 NiFe, CoFe, CoFeSiB 나 CoZrNb 등으로 형성된다. 복수의 연자성체 (74) 에 대해서도 동일하다.That is, the plurality of soft
도 6 에 있어서 X1-X2 방향에서 이웃하는 2 개의 연자성체 (72) 중, X1 측에 배치된 연자성체 (72) 를 제 1 연자성체 (72A), X2 측에 배치된 연자성체 (72) 를 제 2 연자성체 (72B) 라고 정의한다. 도 6 에는, 1 세트의 연자성체 (72) 에만 부호 (72A, 72B) 를 붙였다. 또한, 연자성체 (72B) 의 우측으로 1 개 옆의 연자성체 (72) 및 우측으로 두 개 옆의 연자성체 (72) 에 주목하여 이들 이웃하는 2 개의 연자성체 (72) 를 페어라고 생각하면, 이들 중 좌측이 연자성체 (72A) 가 되고, 우측이 연자성체 (72B) 가 된다. X1-X2 방향으로 간격을 두고 나열된 복수의 연자성체 (72) 는, 가장 X1 측으로부터 2 개씩 페어가 되어 각각이 연자성체 (72A), 연자성체 (72B) 가 되도록 형성되어 있다.6, the soft
제 1 연자성체 (72A) 는, 자기 검지체 (10) 와 교차하여 Y1-Y2 방향으로 연장되는 교차 부분 (72a) 과, 교차 부분 (72a) 의 Y2 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 일단부) 로부터 X1 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y2 측에 배치되는 제 1 자계 전달 부분 (72b) 과, 교차 부분 (72a) 의 Y1 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 타단부) 로부터 X2 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y1 측에 배치되는 제 2 자계 전달 부분 (72c) 을 가지고 구성된다. 제 1 연자성체 (72A) 는, 평면에서 볼 때, 크랭크 형상으로 굴곡된 띠형상으로 형성되어 있다.The first soft
제 2 연자성체 (72B) 는, 자기 검지체 (10) 와 교차하여 Y1-Y2 방향으로 연장되는 교차 부분 (72d) 과, 교차 부분 (72d) 의 Y2 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 일단부) 로부터 X1 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y2 측에 배치되는 제 1 자계 전달 부분 (72e) 과, 교차 부분 (12d) 의 Y1 측단부 (즉, 자기 검지체 (10) 의 폭 방향의 타단부) 로부터 X2 방향으로 연장되고, 평면에서 볼 때 소자부 (11) 의 Y1 측에 배치되는 제 2 자계 전달 부분 (72f) 을 가지고 구성된다. 제 2 연자성체 (72B) 는, 평면에서 볼 때, 크랭크 형상으로 굴곡된 띠형상으로 형성되어 있다.The second soft
도 7 에 나타내는 복수의 연자성체 (74) (제 3 연자성체 (74C), 제 4 연자성체 (74D)) 는, 각각에 대응하는 연자성체 (72) (도 6 의 제 1 연자성체 (72A), 제 2 연자성체 (72B)) 를 상하 방향 (Y1-Y2 방향) 으로 반전시킨 형상과 동일하므로, 설명을 생략한다.The plurality of soft magnetic material elements 74 (the third soft
도 6 의 비교예의 제 1 자기 저항 효과 소자 및 제 4 자기 저항 효과 소자에 있어서 도 2 에 나타내는 본 실시형태의 제 1 자기 저항 효과 소자 및 제 4 자기 저항 효과 소자와 상이한 점은, 자기 검지체 (10) 의 자기 검지 부분 (D) (소자부 (11) 에 있어서의 전극부 (16) 가 중첩되어 있지 않은 부분) 과 제 1 연자성체 (72A) 의 제 2 자계 전달 부분 (72c) 및 제 2 연자성체 (72B) 의 제 1 자계 전달 부분 (72e) 의 위치 관계이다.The first magneto resistive element and the fourth magneto resistive element of the comparative example of Fig. 6 differ from the first magneto resistive element and the fourth magneto resistive element of this embodiment shown in Fig. 2 in the magnetic sensing element And the second magnetic
구체적으로는, 도 2 에 나타내는 본 실시형태에서는, 자기 검지 부분 (D) 이, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (72c) 과 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (72e) 사이에 끼워져 배치됨과 함께, 자기 검지 부분 (D) 이, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 선단 (12c2) 에 대해 X1 방향으로 간격 (Ta) 을 두고 배치되고 또한 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 선단 (12e2) 에 대해 X2 방향으로 간격 (Tb) 을 두고 배치되어 있다.More specifically, in the present embodiment shown in Fig. 2, the magnetic detection portion D is disposed between the second magnetic
한편, 비교예에서는, 자기 검지 부분 (D) 이, 제 1 연자성체 (72A) 의 제 2 자계 전달 부분 (72c) 과 제 2 연자성체 (72B) 의 제 1 자계 전달 부분 (72e) 사이에 끼워져 배치되는 점은 동일하지만, 자기 검지 부분 (D) 이, 제 1 연자성체 (72A) 의 제 2 자계 전달 부분 (72c) 의 선단 (72c2) 과 Y1-Y2 방향에 대향하여 배치되고 (즉, 선단 (72c2) 에 대해 X1 방향이 아니라, 반대의 X2 방향으로 간격을 두고 있다) 또한 제 2 연자성체 (72B) 의 제 1 자계 전달 부분 (72e) 의 선단 (72e2) 과 Y1-Y2 방향에 대향하여 배치되어 있다 (즉, X2 방향이 아니라, 반대의 X1 방향으로 간격을 두고 있다).On the other hand, in the comparative example, the magnetic detecting portion D is sandwiched between the second magnetic
여기서, 도 8 에, 막대 자석에 의해 발생되는 자계 방향 (자력선) 을 모식적으로 나타낸다. 도 8 에 나타내는 바와 같이 막대 자석은 길이 방향 양 단부에 자극이 발생하여 평면에서 볼 때 장변 (도 8 의 X1-X2 방향으로 연장되는 변) 을 보면, 양단에 가까울수록 자계 방향이 장변과 직교하는 방향 (Y1-Y2 방향) 을 향하고, 양단으로부터 멀어져 장변의 길이 방향 중앙에 가까워질수록 자계 방향이 장변과 평행하게 가까워진다. 즉, 장척 형상의 자성체에 있어서는, 형상 자기 이방성에 의해 길이 방향 단부에 자극이 발생하기 쉽고, 이 자극이 발생한 단부로부터 길이 방향 중앙 쪽으로 멀어짐으로써 자성체로부터 발생하는 자계에 있어서의 길이 방향과 직교하는 성분이 비교적 작아지고 또한 길이 방향과 평행한 성분이 비교적 커진다.Here, FIG. 8 schematically shows a magnetic field direction (magnetic force line) generated by the bar magnet. As shown in Fig. 8, in the bar magnet, magnetic poles are generated at both ends in the longitudinal direction, and when viewing the long side (the side extending in the X1-X2 direction in Fig. 8) as viewed from the plane, Direction (Y1-Y2 direction) and away from both ends and approaching the center in the longitudinal direction of the long side, the magnetic field direction approaches parallel to the long side. That is, in the elongated magnetic body, a magnetic pole is likely to be generated at the end portion in the longitudinal direction due to the shape magnetic anisotropy, and is moved away from the end portion where the magnetic pole is generated toward the longitudinal center direction, thereby generating a component orthogonal to the longitudinal direction Becomes relatively small and the component parallel to the longitudinal direction becomes relatively large.
그리고, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 비교예에 있어서, 외부 자계 (H1) 가 X2 방향을 향하여 작용했을 때, 외부 자계 (H1) 는, 연자성체 (72) 내, 및 연자성체 (72A, 72B) 사이를 통과하는 화살표의 자로 (M3) 를 진행한다. 이 때, 소자부 (11) 에 대해 제 1 연자성체 (72A) 의 제 2 자계 전달 부분 (72c) 으로부터 제 2 연자성체 (72B) 의 제 1 자계 전달 부분 (72e) 과의 사이에서, Y2 방향에 대한 외부 자계 (H2) 가 새고, 이 외부 자계 (H2) 가 소자부 (11) 에 작용한다.6, in the comparative example, when the external magnetic field H1 acts toward the X2 direction, the external magnetic field H1 is generated in the soft
그 후, 외부 자계 (H1) 가 제거되어 복수의 연자성체 (72) 에 잔류 자화가 발생한 경우, 형상 자기 이방성에 의해 제 1 연자성체 (72A) 의 제 2 자계 전달 부분 (72c) 의 선단 (72c2) 및 제 2 연자성체 (72B) 의 제 1 자계 전달 부분 (72e) 의 선단 (72e2) 에 자극이 나타난다. 그리고, 자기 검지 부분 (D) 이, 이들 선단 (72c2) 및 선단 (72e2) 과 Y1-Y2 방향에 대향하여 배치되어 있으므로, 자기 검지 부분 (D) 에 대해, 잔류 자화에 의한 자계에 있어서의 Y1-Y2 방향의 성분이 비교적 커지고 또한 X1-X2 방향의 성분이 비교적 작아지고, 그 때문에, 자기 검지 부분 (D) 에 의해 잔류 자화에 의한 자계 (자기) 가 검지되기 쉬워진다. 이로써, 히스테리시스의 문제가 발생한다.Thereafter, when the external magnetic field H1 is removed and residual magnetization is generated in the plurality of soft
이에 대하여 본 실시형태에서는, 자기 검지 부분 (D) 이, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 선단 (12c2) 과 X1 방향으로 Ta (Ta > 0) 만큼 간격을 두고 배치되고, 또한, 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 선단 (12e2) 과 X2 방향으로 Tb (Tb > 0) 만큼 간격을 두고 배치되어 있으므로, 자기 검지 부분 (D) 에 대해, 잔류 자화에 의한 자계에 있어서의 Y1-Y2 방향의 성분이 비교적 작아지고 또한 X1-X2 방향의 성분이 비교적 커지기 때문에, 자기 검지 부분에 의해 잔류 자화에 의한 자계 (자기) 가 검지되기 어려워진다. 이로써, 히스테리시스의 문제를 개선할 수 있다. 또한, 도 7 의 비교예의 제 2 자기 저항 효과 소자 및 제 3 자기 저항 효과 소자에 있어서 도 5 에 나타내는 본 실시형태의 제 2 자기 저항 효과 소자 및 제 3 자기 저항 효과 소자와 상이한 점에 대해서도 동일하므로 설명은 생략한다.On the other hand, in the present embodiment, the magnetic detecting portion D is spaced apart from the tip 12c2 of the second magnetic
이상으로부터, 본 실시형태에 의하면, 외부 자계의 자로를 형성하도록 자기 검지체 (10) 를 따라 나열된 복수의 연자성체 (12) 중 이웃하는 2 개의 연자성체 (12A, 12B) 가, 자기 검지체 (10) 를 따라 띠형상으로 연장됨과 함께 평면에서 볼 때 자기 검지체 (10) 의 자기 검지 부분 (D) 을 Y1-Y2 방향 사이에 두고, 서로의 사이를 외부 자계가 진행 가능하게 대향하여 배치되어 쌍을 이루는 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 및 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) (즉, 1 쌍의 자계 전달 부분) 을 갖고 있다. 그리고, 자기 검지 부분 (D) 이, 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 선단 (12c2) 및 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 선단 (12e2) 의 양방과 X1-X2 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 이로써, 쌍을 이루는 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 및 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 은, 띠형상으로 연장되어 있으므로 형상 자기 이방성에 의해 선단 (12c2) 및 선단 (12e2) 에 자극이 나타나고, 이들 선단 (12c2) 및 선단 (12e2) 으로부터 멀어짐에 따라 자계의 방향이 X1-X2 방향을 따르도록 변화되어, 요컨대, 자계에 있어서의 X1-X2 방향 (연장 방향) 으로 직교하는 성분이 작아지고 또한 X1-X2 방향으로 평행한 성분이 커진다. 그 때문에, 이들 선단 (12c2) 및 선단 (12e2) 으로부터 떨어져 자기 검지 부분 (D) 을 배치함으로써, 연자성체 (12) 에 잔류 자화가 발생한 경우에도, 자기 검지 부분 (D) 에 의해 검지되는 연자성체 (12A, 12B) 의 잔류 자화에 의한 자계에 대해 당해 자기 검지 부분 (D) 의 감도 축 방향 (Y1-Y2 방향) 의 성분을 보다 작게 할 수 있다. 복수의 연자성체 (14) 에 대해서도 동일하다. 이 점에서, 잔류 자화의 변화의 영향을 저감시킬 수 있다.As described above, according to the present embodiment, two adjacent soft
또, 본 실시형태에 의하면, 자기 검지 부분 (D) 이, 1 쌍의 자계 전달 부분인 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 및 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 각각의 연장 방향 중앙 부분의 양방과 Y1-Y2 방향에 대향하여 배치되어 있다. 이로써, 자기 검지 부분 (D) 이, 선단 (12c2) 및 선단 (12e2) 으로부터 보다 멀어져 그 연장 방향 중앙 위치 부근에 배치되므로, 자기 검지 부분 (D) 에 의해 검지되는 연자성체 (12A, 12B) 의 잔류 자화에 의한 자계에 대해 당해 자기 검지 부분 (D) 의 감도 축 방향의 성분을 더욱 작게 할 수 있다. 복수의 연자성체 (14) 에 대해서도 동일하다. 이 점에서, 잔류 자화의 변화의 영향을 더욱 저감시킬 수 있다.According to the present embodiment, the magnetic detection portion D is formed by the second magnetic
또, 본 실시형태에서는, 이웃하는 2 개의 연자성체 (12A, 12B) 의 각각이, 자기 검지체 (10) 와 교차하여 Y1-Y2 방향으로 연장되는 교차 부분 (12a, 12d) 과, 교차 부분 (12a, 12d) 에 있어서의 Y2 측단부로부터 X1 방향을 따라 띠형상으로 연장되는 제 1 자계 전달 부분 (12b, 12e) 과, 교차 부분 (12a, 12d) 에 있어서의 Y1 측단부로부터 X2 방향을 따라 띠형상으로 연장되는 제 2 자계 전달 부분 (12c, 12f) 을 갖고 있다. 그리고, 이웃하는 2 개의 연자성체 (12A, 12B) 중 일방의 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 과 타방의 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 으로 1 쌍의 자계 전달 부분을 구성하고 있다. 복수의 연자성체 (14) 에 대해서도 동일하다.In this embodiment, each of two adjacent soft
또, 본 실시형태에서는, 이웃하는 2 개의 연자성체 (12A, 12B) 중 일방의 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 이 그 제 1 자계 전달 부분 (12b) 보다 길게 형성되고, 타방의 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 이 그 제 2 자계 전달 부분 (12f) 보다 길게 형성되어 있다. 이로써, 연자성체 (12A, 12B) 에 대해, 형상 자기 이방성을 유지한 채로, 일방의 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 및 타방의 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 으로부터 새는 자계의 영향을 저감시켰다. 복수의 연자성체 (14) 에 대해서도 동일하다.In the present embodiment, the second magnetic
이상에 의해, 본 실시형태에서는, 비교예에 나타나는 종래의 구성에 비해 히스테리시스를 효과적으로 개선할 수 있다.As described above, in this embodiment, hysteresis can be effectively improved as compared with the conventional configuration shown in the comparative example.
이상, 본 발명에 대해, 바람직한 실시형태를 들어 설명했지만, 본 발명의 자기 센서는 상기 실시형태의 구성에 한정되는 것은 아니다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the magnetic sensor of the present invention is not limited to the configurations of the above embodiments.
예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는, 자기 검지 부분 (D) 이, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 선단 (12c2) 과 X1 방향으로 Ta (Ta > 0) 만큼 간격을 두고 배치되고, 또한, 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 선단 (12e2) 과 X2 방향으로 Tb (Tb > 0) 만큼 간격을 두고 배치되어 있는 구성이었지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 자기 검지 부분 (D) 이, 상기 선단 (12c2) 과만 X1 방향으로 간격을 두고 배치되고, 선단 (12e2) 과 Y1-Y2 방향에 대향하여 배치된 (즉, X2 방향으로 간격을 두고 있지 않은) 구성이어도 된다. 또는, 이것과는 반대로, 자기 검지 부분 (D) 이, 상기 선단 (12e2) 과만 X2 방향으로 간격을 두고 배치되고, 선단 (12c2) 과 Y1-Y2 방향에 대향하여 배치된 (즉, X1 방향으로 간격을 두고 있지 않은) 구성이어도 된다. 자기 검지 부분 (D) 과 제 3 연자성체 (14C) 및 제 4 연자성체 (14D) 의 위치 관계에 대해서도 동일하다.For example, in the above-described embodiment, the magnetic detection portion D is disposed between the tip 12c2 of the second magnetic
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 연자성체 (12) 의 제 1 자계 전달 부분과 제 2 자계 전달 부분은 길이가 상이한 구성이었지만, 이들 제 1 자계 전달 부분과 제 2 자계 전달 부분의 길이를 동일하게 해도 된다. 연자성체 (14) 에 대해서도 동일하다.Although the first magnetic field transmission portion and the second magnetic field transmission portion of the soft
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 복수의 연자성체 (12) (및 연자성체 (14)) 가, 가장 X1 측으로부터 2 개씩 페어가 되어 각각이 연자성체 (12A, 12B) (또는, 연자성체 (14C, 14D)) 가 되도록 형성되고, 이들 페어의 일방의 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 과 타방의 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 사이에 자기 검지 부분 (D) 이 형성되어 있는 것이었지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이 타방의 연자성체 (12B) 는, 그 X2 측의 연자성체 (12) 와의 관계에서 일방의 연자성체 (12A) 가 되고, 그 X2 측의 연자성체 (12) 가 타방의 연자성체 (12B) 가 되어, 이들을 페어로 하여 일방의 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 과 타방의 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 사이에 자기 검지 부분 (D) 이 형성되어 있는 것이어도 된다. 연자성체 (14) 에 대해서도 동일하다.In the embodiment described above, a plurality of soft magnetic material elements 12 (and soft magnetic material elements 14) are paired from the innermost X1 side to form soft
실시예Example
도 9 ∼ 도 11 에 나타내는 본 발명의 실시예 및 비교예를 이용하여, 자기 검지 부분 (D) 과, 복수의 연자성체의 위치 관계, 및, 연자성체의 형상을 변화시켰을 때의 히스테리시스량 (중점 편차) 을 구하였다.9 to 11, the positional relationship between the magnetic detection portion D and the plurality of soft magnetic material elements and the hysteresis amount when the shape of the soft magnetic material element is changed Respectively.
도 9 ∼ 도 11 은, 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서의 자기 저항 효과 소자의 부분 확대 평면도이다.Figs. 9 to 11 are partially enlarged plan views of magnetoresistance effect elements in Examples and Comparative Examples of the present invention. Fig.
실시예 1 에서는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 길이 (L12c) 를, 제 1 자계 전달 부분 (12b) 의 길이 (L12b) 보다 길게 하고, 또한, 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 길이 (L12e) 를, 제 2 자계 전달 부분 (12f) 의 길이 (L12f) 보다 길게 하였다. 구체적으로는, 제 1 연자성체 (12A) 는, 제 1 자계 전달 부분 (12b) 의 길이 (L12b) 가 5.0 ㎛ 가 되고, 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 길이 (L12c) 가 10.4 ㎛ 가 되도록 형성하고, 교차 부분 (12a), 제 1 자계 전달 부분 (12b) 및 제 2 자계 전달 부분 (12c) 모두 폭이 2.0 ㎛ 가 되도록 형성하고 있다. 또, 제 2 연자성체 (12B) 는, 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 길이 (L12e) 가 10.4 ㎛ 가 되고, 제 2 자계 전달 부분 (12f) 의 길이 (L12f) 가 5.0 ㎛ 가 되도록 형성하고, 교차 부분 (12d), 제 1 자계 전달 부분 (12e) 및 제 2 자계 전달 부분 (12f) 모두 폭이 2.0 ㎛ 가 되도록 형성하고 있다. 길이 (L12b) 와 길이 (L12f) 는 동일하고, 길이 (L12c) 와 길이 (L12e) 는 동일하다. 제 1 연자성체 (12A) 및 제 2 연자성체 (12B) 의 두께는 3 ㎛ 로 했다. 또, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 선단 (12c2) 으로부터 자기 검지 부분 (D) 까지의 X1 방향의 거리 (Ta) 를 3.45 ㎛ 로 하고, 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 선단 (12e2) 으로부터 자기 검지 부분 (D) 까지의 X2 방향의 거리 (Tb) 를 3.45 ㎛ 로 하였다. 전극부 (16) 사이의 간격 (T1) 을 2.5 ㎛ 로 하였다.9, the length L12c of the second magnetic
실시예 2 에서는, 평면에서 볼 때의 형상을 실시예 1 과 동일하게 하고 (도 9), 제 1 연자성체 (12A) 및 제 2 연자성체 (12B) 의 두께를 2 ㎛ 로 하였다.In the second embodiment, the shape of the first soft
실시예 3 에서는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 1 자계 전달 부분 (12b) 의 길이 (L12b) 와 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 길이 (L12c) 를 동일한 길이로 하고, 또한, 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 길이 (L12e) 와 제 2 자계 전달 부분 (12f) 의 길이 (L12f) 를 동일한 길이로 하였다. 구체적으로는, 제 1 연자성체 (12A) 는, 제 1 자계 전달 부분 (12b) 의 길이 (L12b) 및 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 길이 (L12c) 가 모두 8.4 ㎛ 가 되도록 형성하고, 교차 부분 (12a), 제 1 자계 전달 부분 (12b) 및 제 2 자계 전달 부분 (12c) 모두 폭이 2.0 ㎛ 가 되도록 형성하고 있다. 또, 제 2 연자성체 (12B) 는, 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 길이 (L12e) 및 제 2 자계 전달 부분 (12f) 의 길이 (L12f) 가 모두 8.4 ㎛ 가 되도록 형성하고, 교차 부분 (12d), 제 1 자계 전달 부분 (12e) 및 제 2 자계 전달 부분 (12f) 모두 폭이 2.0 ㎛ 가 되도록 형성하고 있다. 길이 (L12b, L12c, L12e, L12f) 는 모두 동일한 길이이다. 제 1 연자성체 (12A) 및 제 2 연자성체 (12B) 의 두께는 2 ㎛ 로 했다. 또, 제 1 연자성체 (12A) 의 제 2 자계 전달 부분 (12c) 의 선단 (12c2) 으로부터 자기 검지 부분 (D) 까지의 X1 방향의 거리 (Ta) 를 2.45 ㎛ 로 하고, 제 2 연자성체 (12B) 의 제 1 자계 전달 부분 (12e) 의 선단 (12e2) 으로부터 자기 검지 부분 (D) 까지의 X2 방향의 거리 (Tb) 를 2.45 ㎛ 로 하였다. 전극부 (16) 사이의 간격 (T1) 을 2.5 ㎛ 로 하였다.10, the length L12b of the first magnetic
비교예에서는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 1 연자성체 (72A) 의 제 1 자계 전달 부분 (72b) 의 길이 (L72b) 와 제 2 자계 전달 부분 (72c) 의 길이 (L72c) 를 동일한 길이로 하고, 또한, 제 2 연자성체 (72B) 의 제 1 자계 전달 부분 (72e) 의 길이 (L72e) 와 제 2 자계 전달 부분 (72f) 의 길이 (L72f) 를 동일한 길이로 하였다. 제 1 연자성체 (72A) 의 평면에서 볼 때의 형상은, 도 10 에 나타내는 실시예 3 의 제 1 연자성체 (12A) 와 동일하고, 제 2 연자성체 (72B) 의 형상은, 도 10 에 나타내는 실시예 3 의 제 2 연자성체 (12B) 와 동일하다. 길이 (L72b, L72c, L72e, L72f) 는 모두 동일한 길이이다. 제 1 연자성체 (72A) 및 제 2 연자성체 (72B) 의 두께는 2 ㎛ 로 하였다. 또, 제 1 연자성체 (72A) 의 제 2 자계 전달 부분 (72c) 의 선단 (72c2) 과 자기 검지 부분 (D) 이 Y1-Y2 방향에 대향하고, 제 2 연자성체 (72B) 의 제 1 자계 전달 부분 (72e) 의 선단 (72e2) 과 자기 검지 부분 (D) 도 Y1-Y2 방향에 대향하여 배치하였다. 바꾸어 말하면, 제 1 연자성체 (72A) 의 제 2 자계 전달 부분 (72c) 의 선단 (72c2) 으로부터 자기 검지 부분 (D) 까지의 X1 방향의 거리 (Ta) 를 -0.5 ㎛ 로 하고, 제 2 연자성체 (72B) 의 제 1 자계 전달 부분 (72e) 의 선단 (72e2) 으로부터 자기 검지 부분 (D) 까지의 X2 방향의 거리 (Tb) 를 -0.5 ㎛ 로 하였다. 전극부 (16) 사이의 간격 (T1) 을 2.5 ㎛ 로 하였다.11, the length L72b of the first magnetic
실시예 1 ∼ 3 의 연자성체 (12) 및 비교예의 연자성체 (72) 의 Y1-Y2 방향 길이는 동일하게 설정되어 있다.The lengths of the soft
실험에서는, 각 실시예의 자기 센서 및 비교예의 자기 센서의 샘플을 3 개씩 제조하고, 각각의 자기 센서에, 동일한 크기의 X1-X2 방향을 향한 외부 자계를 작용시켜, 히스테리시스 루프를 얻어 그 때의 히스테리시스량 (외부 자계를 부여하고 있지 않을 때의 제로점으로부터의 편차량) 을 측정하였다. 그 실험 결과의 그래프를 도 12 에 나타낸다.In the experiment, three samples of the magnetic sensor of each embodiment and the magnetic sensor of the comparative example were produced, and an external magnetic field directed in the X1-X2 direction of the same size was applied to each magnetic sensor to obtain a hysteresis loop, (Deviation amount from zero point when no external magnetic field is applied) was measured. A graph of the experimental results is shown in Fig.
도 12 에 있어서, 히스테리시스량은 모두 0 (mG) 에 가까운 편이 바람직하다.In Fig. 12, it is preferable that the hysteresis amount is close to 0 (mG).
도 12 의 실험 결과에 나타내는 바와 같이, 모두 각 실시예 1 ∼ 3 쪽이 비교예에 비해 히스테리시스를 개선할 수 있던 것을 알 수 있었다.As shown in the experimental results of FIG. 12, it was found that the hysteresis of each of Examples 1 to 3 was improved compared with Comparative Examples.
본 발명에 관련된 자기 센서는, 예를 들어, 휴대 전화 등의 휴대 기기에 장착되는 지자기를 검지하는 지자기 센서로서 바람직하게 사용될 수 있다.The magnetic sensor according to the present invention can be preferably used as a geomagnetic sensor for detecting geomagnetism mounted on a portable device such as a cellular phone.
1 ∼ 4 : 자기 저항 효과 소자
10 : 자기 검지체
11 : 소자부
12 : 연자성체 (자로 형성체)
12A : 제 1 연자성체
12a : 교차 부분
12b : 제 1 자계 전달 부분
12c : 제 2 자계 전달 부분 (1 쌍의 자계 전달 부분의 일방)
12c2 : 선단
12B : 제 2 연자성체
12d : 교차 부분
12e : 제 1 자계 전달 부분 (1 쌍의 자계 전달 부분의 타방)
12e2 : 선단
12f : 제 2 자계 전달 부분
14 : 연자성체 (자로 형성체)
14C : 제 3 연자성체
14a : 교차 부분
14b : 제 1 자계 전달 부분
14c : 제 2 자계 전달 부분 (1 쌍의 자계 전달 부분의 일방)
14c2 : 선단
14D : 제 4 연자성체
14d : 교차 부분
14e : 제 1 자계 전달 부분 (1 쌍의 자계 전달 부분의 타방)
14e2 : 선단
14f : 제 2 자계 전달 부분
60 : 비자성 하지층
61 : 고정 자성층
62 : 비자성 재료층
63 : 프리 자성층
64 : 보호층
D : 자기 검지 부분
G : 갭
H1 ∼ H3 : 외부 자계
M1 ∼ M3 : 자로
S : 자기 센서1 to 4: magnetoresistance effect element
10:
11:
12: soft magnetic body (magnetic body formed body)
12A: first soft magnetic material element
12a:
12b: a first magnetic field transmission portion
12c: a second magnetic field transmission portion (one of the pair of magnetic field transmission portions)
12c2: Fleet
12B: second soft magnetic material
12d:
12e: first magnetic field transmission portion (the other of the pair of magnetic field transmission portions)
12e2: Fleet
12f: second magnetic field transmission portion
14: soft magnetic material body (magnetic body formed body)
14C: third soft magnetic material
14a:
14b: first magnetic field transfer portion
14c: a second magnetic field transmission portion (one of the pair of magnetic field transmission portions)
14c2: Fleet
14D: fourth soft magnetic material
14d: intersection portion
14e: a first magnetic field transmission portion (the other of the pair of magnetic field transmission portions)
14e2: Fleet
14f: second magnetic field transmission portion
60: Non-magnetic layer
61: stationary magnetic layer
62: nonmagnetic material layer
63: free magnetic layer
64: protective layer
D: magnetic detection part
G: gap
H1 ~ H3: External magnetic field
M1 to M3:
S: magnetic sensor
Claims (6)
외부 자계의 자로를 형성하도록 상기 자기 검지체를 따라 나열된 연자성 재료로 이루어지는 복수의 자로 형성체를 갖고,
상기 자기 검지체는, 소자부에 전극부가 중첩된 부분과 소자부에 전극부가 중첩되어 있지 않은 부분을 갖고 있으며, 상기 자기 검지 부분은, 상기 소자부에 전극부가 중첩되어 있지 않은 부분에 의해 형성되어 있고,
상기 복수의 자로 형성체 중 이웃하는 2 개의 자로 형성체가, 상기 자기 검지체를 따라 띠형상으로 연장됨과 함께 평면에서 볼 때 상기 자기 검지 부분을 상기 폭 방향 사이에 두고, 서로의 사이를 상기 외부 자계가 진행 가능하게 대향하여 배치되는 1 쌍의 자계 전달 부분을 갖고,
상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체의 각각이, 상기 자기 검지체와 교차하여 상기 폭 방향으로 연장되는 교차 부분과, 상기 교차 부분에 있어서의 상기 폭 방향의 일단부로부터 상기 자기 검지체를 따라 띠형상으로 연장되는 제 1 자계 전달 부분과, 상기 교차 부분에 있어서의 상기 폭 방향의 타단부로부터 상기 자기 검지체를 따라 상기 제 1 자계 전달 부분과 반대 방향으로 띠형상으로 연장되는 제 2 자계 전달 부분을 갖고,
상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체 중 일방의 자로 형성체의 상기 제 2 자계 전달 부분과 타방의 자로 형성체의 상기 제 1 자계 전달 부분으로, 상기 1 쌍의 자계 전달 부분을 구성하고 있고,
상기 1 쌍의 자계 전달 부분의 각각의 선단은, 상기 소자부에 전극부가 중첩된 부분과 대향하고 있고,
상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체 중 일방의 자로 형성체의 상기 제 2 자계 전달 부분이 상기 일방의 자로 형성체의 상기 제 1 자계 전달 부분보다 길게 형성되어 있고,
상기 자기 검지 부분이, 상기 1 쌍의 자계 전달 부분의 각각의 선단 중 일방 또는 양방과 상기 자기 검지체의 연장 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서.A magnetic detecting member which extends in a strip shape in a plan view and has a magnetic detection portion having a sensitivity axis in the width direction,
A plurality of magnetoresistive elements made of a soft magnetic material arranged along the magnetic gap so as to form a magnetic path of an external magnetic field,
The magnetic detection element has a portion where the electrode portion is superimposed on the element portion and a portion where the electrode portion is not superimposed on the element portion, and the magnetic detection portion is formed by the portion where the electrode portion is not superimposed on the element portion However,
Wherein two adjacent magnetizable bodies of the plurality of magnetically-formed bodies extend in a belt-like shape along the magnetic gap, and the magnetism detecting portion is disposed between the magnetism detecting portions when seen in a plan view, And a pair of magnetic field transmission parts arranged so as to be able to move forward,
Wherein each of the two neighboring two-shaped bodies has an intersection portion that intersects with the magnetic detection body and extends in the width direction and a belt-like shape along the magnetic detection body from one end portion in the width direction of the intersection portion And a second magnetic field transmission portion extending from the other end in the width direction of the cross portion along the magnetic detection element in a strip shape in a direction opposite to the first magnetic field transmission portion, Have,
And the pair of magnetic field transmission parts constitute the first magnetic field transmission portion of the other magnetic field transmission portion and the other magnetic field transmission portion of the one of the two adjacent ones of the self-
Each of the pair of magnetic field transmission portions has a tip end opposed to a portion where the electrode portion is superimposed on the element portion,
Wherein the second magnetic field transmission portion of one of the two adjacent ones of the magnetic path forming bodies is longer than the first magnetic field transmission portion of the one magnetic path forming body,
Wherein the magnetic detecting portion is disposed at a distance from one or both of the leading ends of the pair of magnetic field transmitting portions in the extending direction of the magnetic detecting body.
상기 자기 검지 부분이, 상기 1 쌍의 자계 전달 부분의 각각의 연장 방향 중앙 부분 중 일방 또는 양방과 상기 폭 방향에 대향하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서.The method according to claim 1,
Wherein the magnetic detecting portion is arranged to face one or both of the extending direction central portions of the pair of magnetic field transmitting portions in the width direction.
상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체 중 타방의 자로 형성체의 상기 제 1 자계 전달 부분이 상기 타방의 자로 형성체의 상기 제 2 자계 전달 부분보다 길게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서.The method according to claim 1,
And the first magnetic field transmission portion of the other one of the two adjacent magnetic bit lines is longer than the second magnetic field transmission portion of the other magnetic bit line transfer body.
상기 이웃하는 2 개의 자로 형성체 중 일방 또는 양방에 있어서의 두께가 3 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 자기 센서.3. The method according to claim 1 or 2,
And the thickness of one or both of the neighboring two-shaped bodies is not less than 3 占 퐉.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPJP-P-2015-066765 | 2015-03-27 | ||
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