(57)【要約】【課題】  強磁場耐性を向上させた磁気センサを提供することを目的とする。【解決手段】  本実施形態の磁気センサは、複数の素子部９と、各素子部の両側に配置されたバイアス層１０と、各素子部及び各バイアス層と非接触の軟磁性体１２と、を有する。素子部９の感度軸方向Ｐ１及びバイアス層１０の着磁方向はＹ１−Ｙ２方向である。各バイアス層１０は、素子部９にＸ１−Ｘ２方向にバイアス磁界が供給されるように構成されている。各軟磁性体は、Ｘ１−Ｘ２方向の外部磁界が作用したときに略Ｙ１−Ｙ２方向に磁界を変換して素子部９に供給できるように構成されている。素子部９と軟磁性体１２との間には平面視にて間隔Ｔ１が設けられているとともに、各軟磁性体１２間の距離が最も短くなる縁部１２ｄ間を直線状に結んだ仮想線Ｅ上にバイアス層１０が平面視にて重なっていない。また素子連設体１７の各軟磁性体１２の間にバイアス層１０が存在しない。【選択図】図２
2012096132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性層と非磁性層とが積層されて成る磁気抵抗効果を発揮する複数の素子部と、
各素子部の第１水平方向の両側に配置されたバイアス層と、
各素子部の前記第１水平方向と直交する第２水平方向の両側に配置され、各素子部及び各バイアス層と非接触の軟磁性体と、を有し、
各素子部の感度軸方向は前記第２水平方向であり、
各バイアス層の着磁方向は前記第２水平方向であり、各バイアス層から各素子部に第１水平方向へのバイアス磁界が供給されるように、各バイアス層が構成されており、
各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された各軟磁性体は、前記第１水平方向からの外部磁界が作用したときに、前記外部磁界を前記第１水平方向とは異なる水平方向に変換して前記素子部に供給できるように各軟磁性体が構成されており、
複数の前記素子部は、前記第１水平方向に間隔を空けて配置され、前記第１水平方向にて隣り合う各素子部に接続された前記バイアス層間が導電層にて接続されて素子連設体を構成しており、
複数の前記素子連設体が、前記第２水平方向に間隔を空けて配置され、各素子連設体の端部同士が前記導電層により接続されてミアンダ形状にされており、
各素子部と、各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された各軟磁性体との間には平面視にて所定の間隔Ｔ１が設けられているとともに、各軟磁性体間の距離が最も短くなる縁部間を直線状に結んだ仮想線上に前記バイアス層が平面視にて重なっておらず、且つ前記仮想線が前記バイアス層間に位置する前記素子部上を通り、
前記第２水平方向にて隣り合う前記素子連設体の各軟磁性体の間に前記バイアス層が存在しないことを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記軟磁性体は、各素子連設体内にて隣り合う一方の前記素子部に対し第２水平方向のＹ１側に配置されるＹ１側端部と、他方の前記素子部に対しＹ１と反対側のＹ２側に配置されるＹ２側端部と、前記Ｙ１側端部と前記Ｙ２側端部間の繋ぐ接続部とを有して構成される請求項１記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記接続部は、前記第１水平方向及び前記第２水平方向の両方向に対して斜め方向に配置される請求項２記載の磁気センサ。
【請求項４】
隣り合う前記素子連設体に設けられた前記軟磁性体間に前記第２水平方向からの外乱磁界に対する磁路が形成可能なように、各軟磁性体が構成されている請求項２又は３に記載の磁気センサ。
【請求項５】
隣り合う前記素子連設体に設けられた一方の前記軟磁性体の前記接続部の延長線上に他方の前記軟磁性体の前記接続部が位置している請求項４記載の磁気センサ。
【請求項６】
各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された一方の前記軟磁性体の前記Ｙ１側端部、及び他方の前記軟磁性体の前記Ｙ２側端部の各先端は、夫々、平面視にて前記素子部の方向に折り曲げられて、前記一方の軟磁性体の先端と、前記他方の軟磁性体の先端とが前記第２水平方向にて間隔Ｔ２を空けて対向している請求項２ないし４のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記素子部、前記バイアス層及び前記軟磁性体の配置は各素子連設体の間で同じである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【請求項８】
各素子連設体にて前記第１水平方向に隣り合う第１素子部に作用する第１バイアス磁界と、第２素子部に作用する第２バイアス磁界とが逆方向となるように、前記第１素子部の前記第１水平方向の両側に配置された前記バイアス層の構成と、前記第２素子部の前記第１水平方向の両側に配置された前記バイアス層の構成とが異なっている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【請求項９】
磁気抵抗効果素子の形成領域は前記第１水平方向及び前記第２水平方向により４つの領域に区切られて各領域に、前記素子部、前記バイアス層及び前記軟磁性体を有しブリッジ回路を構成する第１磁気抵抗効果素子、第２磁気抵抗効果素子、第３磁気抵抗効果素子及び第４磁気抵抗効果素子が形成されており、
前記第１磁気抵抗効果素子と前記第４磁気抵抗効果素子は前記第１水平方向からの外部磁界に対して同じ電気抵抗変化を示し、
前記第２磁気抵抗効果素子と前記第３磁気抵抗効果素子は、第１水平方向からの外部磁界に対して同じ電気抵抗変化を示すが、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子とは異なる電気抵抗変化を示し、
各磁気抵抗効果素子における各素子部及び各バイアス層の構成は同じであり、
前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子における各軟磁性体の構成は共に同じであり、
前記第２磁気抵抗効果素子及び前記第３磁気抵抗効果素子における各軟磁性体の構成は共に同じであるが、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子に対する各素子部への磁界変換方向と逆方向となるように、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子とは異なっている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子を構成する前記軟磁性体と、前記第２磁気抵抗効果素子及び前記第３磁気抵抗効果素子を構成する前記軟磁性体とは、前記第２水平方向を対称軸として線対称形状で形成される請求項９記載の磁気センサ。
【請求項１１】
磁性層と非磁性層とが積層されて成る磁気抵抗効果を発揮する複数の素子部と、
各素子部の第１水平方向の両側に配置されたバイアス層と、
各素子部の前記第１水平方向と直交する第２水平方向の両側に配置され、各素子部及び各バイアス層と非接触の軟磁性体と、を有し、
各素子部の感度軸方向は前記第２水平方向であり、
各バイアス層の着磁方向は前記第２水平方向であり、各バイアス層から各素子部に第１水平方向へのバイアス磁界が供給されるように、各バイアス層が配置されており、
各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された各軟磁性体は、前記第１水平方向からの外部磁界が作用したときに、前記外部磁界を前記第１水平方向とは異なる水平方向に変換して前記素子部に供給できるように各軟磁性体が配置されており、
複数の前記素子部は、前記第１水平方向に間隔を空けて配置され、前記第１水平方向にて隣り合う各素子部に配置された前記バイアス層間が導電層にて接続されて素子連設体を構成しており、
複数の前記素子連設体が、前記第２水平方向に間隔を空けて配置され、各素子連設体の端部同士が前記導電層により接続されてミアンダ形状にされており、
前記軟磁性体は、各素子連設体内にて隣り合う一方の前記素子部に対し第２水平方向のＹ１側に配置されるＹ１側端部と、他方の前記素子部に対しＹ１と反対側のＹ２側に配置されるＹ２側端部と、前記Ｙ１側端部と前記Ｙ２側端部間の繋ぐ接続部とを有して構成され、
隣り合う前記素子連設体に設けられた前記軟磁性体間に前記第２水平方向からの外乱磁界に対する磁路が形成可能なように、各軟磁性体が構成されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項１２】
前記接続部は、前記第１水平方向及び前記第２水平方向の両方向に対して斜め方向に配置される請求項１１記載の磁気センサ。
【請求項１３】
隣り合う前記素子連設体に設けられた一方の前記軟磁性体の前記接続部の延長線上に他方の前記軟磁性体の前記接続部が位置している請求項１１又は１２に記載の磁気センサ。
【請求項１４】
各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された一方の前記軟磁性体の前記Ｙ１側端部、及び他方の前記軟磁性体の前記Ｙ２側端部の各先端は、夫々、平面視にて前記素子部の方向に折り曲げられて、前記一方の軟磁性体の先端と、前記他方の軟磁性体の先端とが前記第２水平方向にて間隔Ｔ２を空けて対向している請求項１１又は１２に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強磁場耐性や外乱磁場耐性に優れた磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサは例えば、携帯電話等の携帯機器に組み込まれる地磁気を検知する地磁気センサとして使用できる。【０００３】
しかしながら素子部にバイアス磁界を供給するためのバイアス層を備える磁気センサでは、外部から非常に強い磁界、例えば数千Ｏｅ程度の強磁場が作用すると、印加磁界除去後に、出力（中点電位差）が変動する不具合が生じた。強磁場の作用により、バイアス層の着磁が破壊されたり揺らぎやすくなるためである。【０００４】
また検出磁界に対して直交する方向からの外乱磁場耐性を強化することも重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３２５１３８号公報
【特許文献２】特開平９−１０５６３０号公報
【特許文献３】特開平７−３２４９３３号公報
【特許文献４】特開平７−３２４９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、強磁場耐性や外乱磁場耐性を向上させた磁気センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における磁気センサは、
磁性層と非磁性層とが積層されて成る磁気抵抗効果を発揮する複数の素子部と、
各素子部の第１水平方向の両側に配置されたバイアス層と、
各素子部の前記第１水平方向と直交する第２水平方向の両側に配置され、各素子部及び各バイアス層と非接触の軟磁性体と、を有し、
各素子部の感度軸方向は前記第２水平方向であり、
各バイアス層の着磁方向は前記第２水平方向であり、各バイアス層から各素子部に第１水平方向へのバイアス磁界が供給されるように、各バイアス層が構成されており、
各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された各軟磁性体は、前記第１水平方向からの外部磁界が作用したときに、前記外部磁界を前記第１水平方向とは異なる水平方向に変換して前記素子部に供給できるように各軟磁性体が構成されており、
複数の前記素子部は、前記第１水平方向に間隔を空けて配置され、前記第１水平方向にて隣り合う各素子部に接続された前記バイアス層間が導電層にて接続されて素子連設体を構成しており、
複数の前記素子連設体が、前記第２水平方向に間隔を空けて配置され、各素子連設体の端部同士が前記導電層により接続されてミアンダ形状にされており、
各素子部と、各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された各軟磁性体との間には平面視にて所定の間隔Ｔ１が設けられているとともに、各軟磁性体間の距離が最も短くなる縁部間を直線状に結んだ仮想線上に前記バイアス層が平面視にて重なっておらず、且つ前記仮想線が前記バイアス層間に位置する前記素子部上を通り、
前記第２水平方向にて隣り合う前記素子連設体の各軟磁性体の間に前記バイアス層が存在しないことを特徴とするものである。これにより、強磁場耐性を向上させることができる。【０００８】
本発明では、前記軟磁性体は、各素子連設体内にて隣り合う一方の前記素子部に対し第２水平方向のＹ１側に配置されるＹ１側端部と、他方の前記素子部に対しＹ１と反対側のＹ２側に配置されるＹ２側端部と、前記Ｙ１側端部と前記Ｙ２側端部間の繋ぐ接続部とを有して構成されることが好ましい。これにより各軟磁性体を素子部に対して簡単かつ適切に配置でき、また外部磁界を第２水平方向とは異なる水平方向に変換して、各素子部の夫々に適切に変換磁界を流入させることが可能になる。【０００９】
また本発明では、前記接続部は、前記第１水平方向及び前記第２水平方向の両方向に対して斜め方向に配置されることが好ましい。【００１０】
また本発明では、隣り合う前記素子連設体に設けられた前記軟磁性体間に前記第２水平方向からの外乱磁界に対する磁路が形成可能なように、各軟磁性体が構成されていることが好ましい。このとき例えば、隣り合う前記素子連設体に設けられた一方の前記軟磁性体の前記接続部の延長線上に他方の前記軟磁性体の前記接続部が位置していることが好適である。【００１１】
また本発明では、各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された一方の前記軟磁性体の前記Ｙ１側端部、及び他方の前記軟磁性体の前記Ｙ２側端部の各先端は、夫々、平面視にて前記素子部の方向に折り曲げられて、前記一方の軟磁性体の先端と、前記他方の軟磁性体の先端とが前記第２水平方向にて間隔Ｔ２を空けて対向していることが、軟磁性体から素子部への磁束の流入を集中させることができ（効率のよい磁束流入を促し）、感度（出力）を向上させることが可能になり好適である。【００１２】
また本発明では、前記素子部、前記バイアス層及び前記軟磁性体の配置は各素子連設体の間で同じであることが好ましい。【００１３】
また本発明では、各素子連設体にて前記第１水平方向に隣り合う第１素子部に作用する第１バイアス磁界と、第２素子部に作用する第２バイアス磁界とが逆方向となるように、前記第１素子部の前記第１水平方向の両側に配置された前記バイアス層の構成と、前記第２素子部の前記第１水平方向の両側に配置された前記バイアス層の構成とが異なっていることが好ましい。【００１４】
また本発明では、磁気抵抗効果素子の形成領域は前記第１水平方向及び前記第２水平方向により４つの領域に区切られて各領域に、前記素子部、前記バイアス層及び前記軟磁性体を有しブリッジ回路を構成する第１磁気抵抗効果素子、第２磁気抵抗効果素子、第３磁気抵抗効果素子及び第４磁気抵抗効果素子が形成されており、
前記第１磁気抵抗効果素子と前記第４磁気抵抗効果素子は前記第１水平方向からの外部磁界に対して同じ電気抵抗変化を示し、
前記第２磁気抵抗効果素子と前記第３磁気抵抗効果素子は、第１水平方向からの外部磁界に対して同じ電気抵抗変化を示すが、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子とは異なる電気抵抗変化を示し、
各磁気抵抗効果素子における各素子部及び各バイアス層の構成は同じであり、
前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子における各軟磁性体の構成は共に同じであり、
前記第２磁気抵抗効果素子及び前記第３磁気抵抗効果素子における各軟磁性体の構成は共に同じであるが、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子に対する各素子部への磁界変換方向と逆方向となるように、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子とは異なっていることが好ましい。【００１５】
上記において、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子を構成する前記軟磁性体と、前記第２磁気抵抗効果素子及び前記第３磁気抵抗効果素子を構成する前記軟磁性体とは、前記第２水平方向を対称軸として線対称形状で形成されることが好適である。【００１６】
また本発明における磁気センサは、
磁性層と非磁性層とが積層されて成る磁気抵抗効果を発揮する複数の素子部と、
各素子部の第１水平方向の両側に配置されたバイアス層と、
各素子部の前記第１水平方向と直交する第２水平方向の両側に配置され、各素子部及び各バイアス層と非接触の軟磁性体と、を有し、
各素子部の感度軸方向は前記第２水平方向であり、
各バイアス層の着磁方向は前記第２水平方向であり、各バイアス層から各素子部に第１水平方向へのバイアス磁界が供給されるように、各バイアス層が配置されており、
各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された各軟磁性体は、前記第１水平方向からの外部磁界が作用したときに、前記外部磁界を前記第１水平方向とは異なる水平方向に変換して前記素子部に供給できるように各軟磁性体が配置されており、
複数の前記素子部は、前記第１水平方向に間隔を空けて配置され、前記第１水平方向にて隣り合う各素子部に配置された前記バイアス層間が導電層にて接続されて素子連設体を構成しており、
複数の前記素子連設体が、前記第２水平方向に間隔を空けて配置され、各素子連設体の端部同士が前記導電層により接続されてミアンダ形状にされており、
前記軟磁性体は、各素子連設体内にて隣り合う一方の前記素子部に対し第２水平方向のＹ１側に配置されるＹ１側端部と、他方の前記素子部に対しＹ１と反対側のＹ２側に配置されるＹ２側端部と、前記Ｙ１側端部と前記Ｙ２側端部間の繋ぐ接続部とを有して構成され、
隣り合う前記素子連設体に設けられた前記軟磁性体間に前記第２水平方向からの外乱磁界に対する磁路が形成可能なように、各軟磁性体が構成されていることを特徴とするものである。これにより外乱磁場耐性を向上させることができる。【００１７】
上記において前記接続部は、前記第１水平方向及び前記第２水平方向の両方向に対して斜め方向に配置されることが好ましい。【００１８】
また、隣り合う前記素子連設体に設けられた一方の前記軟磁性体の前記接続部の延長線上に他方の前記軟磁性体の前記接続部が位置していることが好適である。【００１９】
また本発明では、各素子部の前記第２水平方向の両側に配置された一方の前記軟磁性体の前記Ｙ１側端部、及び他方の前記軟磁性体の前記Ｙ２側端部の各先端は、夫々、平面視にて前記素子部の方向に折り曲げられて、前記一方の軟磁性体の先端と、前記他方の軟磁性体の先端とが前記第２水平方向にて間隔Ｔ２を空けて対向していることが好適である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の磁気センサによれば、強磁場耐性あるいは、外乱磁場耐性、又は強磁場耐性及び外乱磁場耐性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態における磁気センサの概略図（平面図）、
【図２】図１に示すＡ領域を拡大して示した部分拡大平面図、
【図３】図１に示すＢ領域を拡大して示した部分拡大平面図、
【図４】図１に示すＣ領域を拡大して示した部分拡大平面図、
【図５】素子部を高さ方向に切断した部分拡大縦断面図、
【図６】図２に示すＤ−Ｄ線に沿って高さ方向に切断した部分拡大縦断面図、
【図７】（ａ）は第１磁気抵抗効果素子及び第４磁気抵抗効果素子を構成する素子部、バイアス層及び軟磁性体のユニットを抜粋した平面図であり、特に外部磁界Ｈ１が作用したときの磁路を説明するための図、（ｂ）は、第２磁気抵抗効果素子及び第３磁気抵抗効果素子を構成する素子部、バイアス層及び軟磁性体のユニットを抜粋した平面図であり、特に外部磁界Ｈ１が作用したときの磁路を説明するための図、（ｃ）は、第１磁気抵抗効果素子及び第４磁気抵抗効果素子を構成する素子部、バイアス層及び軟磁性体のユニットを抜粋した平面図であり、特に外乱磁界Ｈ８が作用したときの磁路を説明するための図、
【図８】比較例の磁気センサの構成を示す部分拡大平面図、
【図９】図２ないし図４，図７に示す実施例の磁気センサと比較例の磁気センサにおける感度軸方向からの印加磁界と出力変動量との関係を示すグラフ、
【図１０】図２ないし図４，図７に示す実施例の磁気センサと比較例の磁気センサにおける非感度軸方向からの印加磁界と出力変動量との関係を示すグラフ、
【図１１】図２ないし図４，図７に示す実施例の磁気センサと比較例の磁気センサにおけるオフセット磁界感度変化を示すグラフ、
【図１２】図２ないし図４とは別の実施形態を示す磁気センサの部分拡大平面図、
【図１３】図１２に示す素子部、バイアス層及び軟磁性体の一部を拡大して示した平面図、
【図１４】図２ないし図４，図７に示す実施例の磁気センサと、図１２，図１３に示す磁気センサにおける軟磁性体間の間隔（ギャップ）と感度（出力）との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本実施形態における磁気センサの概略図（平面図）、図２は、図１に示すＡ領域を拡大して示した部分拡大平面図、図３は、図１に示すＢ領域を拡大して示した部分拡大平面図、図４は、図１に示すＣ領域を拡大して示した部分拡大平面図、図５は、素子部を高さ方向に切断した部分拡大縦断面図、図６は、図２に示すＤ−Ｄ線に沿って高さ方向に切断した部分拡大縦断面図である。
【００２３】
本実施形態における磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサＳは、例えば携帯電話等の携帯機器に搭載される地磁気センサとして構成される。
【００２４】
各図に示すＸ１−Ｘ２方向、及びＹ１−Ｙ２方向は水平面内にて直交する２方向を示し、Ｚ方向は前記水平面に対して直交する方向を示している。Ｘ１−Ｘ２方向を「第１水平方向」、Ｙ１−Ｙ２方向を「第２水平方向」とする。
【００２５】
図１に示すように磁気センサＳは、磁気抵抗効果素子の形成領域１３がその中心１３ａからＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向により４つの領域に分けられており、各領域内に第１磁気抵抗効果素子１、第２磁気抵抗効果素子２、第３磁気抵抗効果素子３、第４磁気抵抗効果素子４が形成されている。なお各磁気抵抗効果素子１〜４は、後述するように、素子部、バイアス層、導電層が連なってミアンダ形状で形成されるが、図１では、各磁気抵抗効果素子２〜４の形状を省略して図示している。
【００２６】
図１，図２示すように第１磁気抵抗効果素子１及び第３磁気抵抗効果素子３は入力端子（Ｖｄｄ）５に接続されている。また、第２磁気抵抗効果素子２及び第４磁気抵抗効果素子４はグランド端子（ＧＮＤ）６に接続されている。また、第１磁気抵抗効果素子１と第２磁気抵抗効果素子２との間には第１出力端子（Ｖ１）７が接続されている。また、第３磁気抵抗効果素子３と第４磁気抵抗効果素子４との間には第２出力端子（Ｖ２）８が接続されている。このように第１磁気抵抗効果素子１、第２磁気抵抗効果素子２、第３磁気抵抗効果素子３及び第４磁気抵抗効果素子４によりブリッジ回路が構成されている。
【００２７】
図２〜図４に示すように各磁気抵抗効果素子１〜４は、複数の素子部９と、各素子部９の両側に接続されたバイアス層（永久磁石層）１０と、各素子部９及び各バイアス層１０と非接触の複数の軟磁性体１２とを有して構成される。
【００２８】
以下では第１磁気抵抗効果素子１の構成を中心に説明する。
第１磁気抵抗効果素子１の一部は図２や図３に現れている。なお図２，図３，図４，図７，図８の各図は、いずれも図６に示す絶縁層２２を透視した図としている。
【００２９】
図２に示すように、第１磁気抵抗効果素子１を構成する各素子部９のＸ１−Ｘ２方向の両側にバイアス層１０，１０が配置されている。各バイアス層（永久磁石層）１０，１０は、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＣｒ等で形成される。
【００３０】
図２に示すように、素子部９は、第１素子部９Ａと第２素子部９Ｂとを備え、第１素子部９Ａ及び第２素子部９Ｂは後で図５でも説明するように積層構造が同じであるが、各素子部９Ａ，９Ｂに接続されるバイアス層１０，１０の配置が異なっている。
【００３１】
図２に示すように第１素子部９ＡのＸ１側には第１バイアス層１０Ａが接続され、Ｘ２側には第２バイアス層１０Ｂが接続されている。各バイアス層１０Ａ，１０Ｂはともに、略三角形状で形成されるが、第１バイアス層１０Ａと第２バイアス層１０Ｂとでは、互いに１８０°反転させた形態となっている。
【００３２】
図２に示すように第２素子部９ＢのＸ１側には第２バイアス層１０Ｂが接続され、Ｘ２側には第１バイアス層１０Ａが接続されている。このように、第２素子部９Ｂに接続されるバイアス層１０Ａ，１０Ｂの配置は、第１素子部９Ａに対するバイアス層１０Ａ，１０Ｂの配置に対して反対になっている。
【００３３】
よって、各バイアス層１０が、例えばＹ２方向に着磁されているとき、第１素子部９ＡにはＸ１方向に向く第１バイアス磁界Ｂ１が作用し、第２素子部９ＢにはＸ２方向に向く第２バイアス磁界Ｂ２が作用する。
【００３４】
図２に示すように、第１バイアス層１０Ａ及び第２バイアス層１０Ｂには夫々、各素子部９と接する側面にＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向の両方向に対して傾斜する傾斜面２０が形成されている。また傾斜面２０の反対側の側面も傾斜面２１となっている。各バイアス層１０の素子部９と接する側の側面を傾斜面２０とすることで、各素子部９に各バイアス層１０の着磁方向（Ｙ１−Ｙ２）に対して直交する方向からバイアス磁界Ｂ１，Ｂ２を適切に供給することが可能になる。反対側の傾斜面２１は必ずしも必要ではない。すなわち傾斜面２１でなく例えばＹ１−Ｙ２方向に直線状に延びる側面であってもよい。ただし反対側も傾斜面２１とすれば、第１バイアス層１０Ａについては、第１素子部９Ａ及び第２素子部９Ｂのどちらに対しても同形状にできるし、また第２バイアス層１０Ｂに対しては、第１バイアス層１０Ａを１８０°回転させた形状とすればよく、このため、バイアス層１０の形状をニパターンにできる。したがってバイアス層１０を形成する製造過程で使用されるマスクパターンも簡単に済み好適である。また反対側も傾斜面２１とすれば、各バイアス層１０の形状をより小さくすることができ、これにより後述するように、各バイアス層１０を、軟磁性体１２内、及び軟磁性体１２，１２間を通る磁界の磁路から遠ざけやすくなり、強磁場耐性の更なる向上を図ることができる。
【００３５】
図２に示すように、第１素子部９Ａに接続される第２バイアス層１０Ｂと第２素子部９Ｂに接続される第１バイアス層１０Ｂとが前記導電層１６を介して電気的に接続されており、これによりＸ１−Ｘ２方向に延びる素子連設体１７が構成される。
【００３６】
図２に示すように複数の素子連設体１７がＹ１−Ｙ２方向に間隔を空けて配置され、各素子連設体１７間が導電層１８により電気的に接続されてミアンダ状に形成されている。
【００３７】
導電層１６，１８は非磁性の導電材料で構成され、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ等の非磁性導電材料で形成される。
【００３８】
図６に示すように各素子部９は基板１５表面の絶縁下地層１９上に形成される。また図６に示すように、素子部９及びバイアス層１０上には絶縁層２２が形成されており、平坦化された絶縁層２２上に各軟磁性体１２が形成されている。バイアス層１０は、素子部９と同様に絶縁下地層１９上に形成されてもよいが限定されるものでない。
【００３９】
各素子部９の積層構造について図５を用いて説明する。図５は素子部９をＹ１−Ｙ２方向に平行に切断した切断面を示している。
【００４０】
図５に示すように、素子部９は、例えば下から非磁性下地層６０、固定磁性層６１、非磁性層６２、フリー磁性層６３及び保護層６４の順に積層されて成膜される。素子部９を構成する各層は、例えばスパッタにて成膜される。
【００４１】
図５に示す実施形態では、固定磁性層６１は第１磁性層６１ａと第２磁性層６１ｂと、第１磁性層６１ａ及び第２磁性層６１ｂ間に介在する非磁性中間層６１ｃとの積層フェリ構造である。各磁性層６１ａ，６１ｂはＣｏＦｅ合金（コバルト−鉄合金）などの軟磁性材料で形成されている。非磁性中間層６１ｃはＲｕ等である。非磁性層６２はＣｕ（銅）などの非磁性材料で形成される。フリー磁性層６３は、ＮｉＦｅ合金（ニッケル−鉄合金）などの軟磁性材料で形成されている。保護層６４はＴａ（タンタル）などである。
【００４２】
本実施形態では固定磁性層６１を積層フェリ構造として、第１磁性層６１ａと第２磁性層６１ｂとが反平行に磁化固定されたセルフピン止め構造である。ただし、反強磁性層を固定磁性層に接して形成し、磁場中熱処理によって反強磁性層と固定磁性層との間に交換結合磁界Ｈｅｘを生じさせて、固定磁性層を所定の方向に磁化固定する構造であってもよい。例えば図５に示すセルフピン止め構造では、反強磁性層を用いず、よって磁場中熱処理を施すことなく固定磁性層６１を構成する各磁性層６１ａ，６１ｃを磁化固定している。なお、各磁性層６１ａ，６１ｂの磁化固定力は、外部磁界が作用したときでも磁化揺らぎが生じない程度の大きさであれば足りる。
【００４３】
この実施形態では、第２磁性層６１ｂの固定磁化方向（Ｐ１；感度軸方向）がＹ１方向である。この固定磁化方向（Ｐ１）が固定磁性層６１の固定磁化方向である。
【００４４】
図２に示すように、各素子部９は、例えば、Ｘ１−Ｘ２方向に長い矩形状で形成されている。
【００４５】
図２等に示すように、素子部９の一部とバイアス層１０の一部とが重ねて形成された図となっているが、これは、例えば、バイアス層１０と重なる位置の図５に示すフリー磁性層６３及び保護層６４を削り、削られた凹部にバイアス層１０を形成してもよいし、あるいは、バイアス層１０と重なる固定磁性層６１から保護層６４までの素子部９の積層部分を全て削ってしまって、素子部９の側面にバイアス層１０を当接させてもよい。なお、バイアス層１０と重なる部分の素子部９を全て削った場合、素子部９の最外周形状は矩形状でなく、バイアス層１０と当接する側面はバイアス層１０の側面２０に倣って傾斜面となっている。
【００４６】
図２、図６に示すように、各軟磁性体１２は、素子部９及びバイアス層１０と非接触に構成される。各軟磁性体１２はＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＳｉＢやＣｏＺｒＮｂ等で形成される。
【００４７】
図２に示すように、第１磁気抵抗効果素子１に設けられた各軟磁性体１２は、隣り合う一方の素子部９に対して平面視にてＹ１側に対向するＹ１側端部１２ａと、他方の素子部９に対して平面視にてＹ２側に対向するＹ２側端部１２ｂと、Ｙ１側端部１２ａとＹ２側端部１２ｂ間を繋ぐ接続部１２ｃとを有して構成される。Ｙ１側端部１２ａ、Ｙ２側端部１２ｂ及び接続部１２ｃは一体に形成される。
【００４８】
図２に示すようにＹ１側端部１２ａ及びＹ２側端部１２ｂはＸ１−Ｘ２方向に平行に延びて形成されているが、接続部１２ｃはＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向の両方向に対して斜め方向に形成されている。
【００４９】
図２に示すように、第１磁気抵抗効果素子１に形成される各軟磁性体１２は全て同じ形状で形成されている。
【００５０】
図２に示すように第１磁気抵抗効果素子１を構成する複数の素子部９、複数のバイアス層１０及び複数の軟磁性体１２の配置は、各素子連設体１７の間で同じである。
【００５１】
図２，図３，図４に示す第２磁気抵抗効果素子２、第３磁気抵抗効果素子３及び第４磁気抵抗効果素子４を構成する各素子部９は、第１磁気抵抗効果素子１と同様に図５に示す積層構造であり、感度軸方向がＹ１方向である。またバイアス層１０の形状、配置においても第１磁気抵抗効果素子１，第２磁気抵抗効果素子２、第３磁気抵抗効果素子３及び第４磁気抵抗効果素子４の間で変わりがなく、全て同じ着磁方向（例えばＹ２方向）であり、例えば第１素子部９ＡにはＸ１方向の第１バイアス磁界Ｂ１が作用し、第２素子部９ＢにはＸ２方向の第２バイアス磁界Ｂ２が作用するようになっている。
【００５２】
図２に示す第１磁気抵抗効果素子１を構成する軟磁性体１２の形状、配置は図３，図４に示す第４磁気抵抗効果素子４においても同様となっている。よって、外部磁界が作用したとき、第１磁気抵抗効果素子１と第４磁気抵抗効果素子４とでは同じ電気抵抗変化を示す。
【００５３】
一方、図２，図３，図４に示すように、第２磁気抵抗効果素子２及び第３磁気抵抗効果素子３を構成する各軟磁性体１２は、第１磁気抵抗効果素子１及び第４磁気抵抗効果素子４を構成する各軟磁性体１２に対し、Ｙ１−Ｙ２方向を対称軸とした線対称形状となっている。
【００５４】
このように第２磁気抵抗効果素子２及び第３磁気抵抗効果素子３に用いられる各軟磁性体１２の構成と、第１磁気抵抗効果素子１及び第４磁気抵抗効果素子４に用いられる各軟磁性体１２の構成とでは異なっている。
【００５５】
各磁気抵抗効果素子１〜４に用いられる軟磁性体１２を図２〜図４に示す構成とすることで、第１磁気抵抗効果素子１及び第４磁気抵抗効果素子４の電気抵抗変化と第２磁気抵抗効果素子２及び第３磁気抵抗効果素子３の電気抵抗変化とを異ならせることが可能になる。第１磁気抵抗効果素子１及び第４磁気抵抗効果素子４の電気抵抗変化と、第２磁気抵抗効果素子２及び第３磁気抵抗効果素子３の電気抵抗変化とは逆傾向を示す。すなわち、第１磁気抵抗効果素子１及び第４磁気抵抗効果素子４の電気抵抗値が例えば増大する傾向を示せば、第２磁気抵抗効果素子２及び第３の磁気抵抗効果素子３の電気抵抗値は減少する傾向を示す。
【００５６】
なお図２，図３に示すように、第１磁気抵抗効果素子１と第３磁気抵抗効果素子３との間には、共通の軟磁性体１２ｅを設けることができ、また図３，図４に示すように、第２磁気抵抗効果素子２と第４磁気抵抗効果素子４との間には、共通の軟磁性体１２ｆを設けることができる。
【００５７】
図７（ａ）は第１磁気抵抗効果素子１及び第４磁気抵抗効果素子４を構成する一つの素子部９、前記素子部９の両側に接続されるバイアス層１０，１０及び前記素子部９に対しＹ１−Ｙ２方向から対向する２つの軟磁性体１２を抜粋して示した部分平面図である。図７（ｂ）は第２磁気抵抗効果素子２及び第３磁気抵抗効果素子３を構成する一つの素子部９、前記素子部９の両側に接続されるバイアス層１０，１０及び前記素子部９に対しＹ１−Ｙ２方向から対向する２つの軟磁性体１２を抜粋して示した部分平面図である。
【００５８】
各磁気抵抗効果素子１〜４に対してＸ１−Ｘ２方向から外部磁界Ｈ１が作用したとする。図７（ａ）に示すように外部磁界Ｈ１は第１磁気抵抗効果素子１及び第４磁気抵抗効果素子４を構成する軟磁性体１２内、及び軟磁性体１２，１２間を通り、図７（ａ）に示す矢印の磁路Ｍ１を形成する。なおこの磁路Ｍ１以外にも磁路は形成されるが、主な磁路Ｍ１として図示したものである。
【００５９】
図７（ａ）に示すように、一方の軟磁性体１２と他方の軟磁性体１２との端部１２ａ、１２ｂ間で外部磁界Ｈ２が漏れ、この外部磁界Ｈ２が素子部９に作用する。素子部９に作用する外部磁界Ｈ２は、Ｘ１−Ｘ２方向の外部磁界Ｈ１に対してＹ１方向、あるいはＹ１方向よりもＸ１−Ｘ２方向に傾く方向に変換されている。
【００６０】
このとき、素子部９の感度軸方向はＹ１方向であるため、外部磁界Ｈ２の作用により、フリー磁性層６３の磁化方向がＸ１−Ｘ２方向からＹ１方向に向けて変化することで、第１磁気抵抗効果素子１及び第４磁気抵抗効果素子４の電気抵抗値は小さくなる。
【００６１】
一方、図７（ｂ）に示すように外部磁界Ｈ１は第２磁気抵抗効果素子２及び第３磁気抵抗効果素子３を構成する軟磁性体１２内を通り、図７（ｂ）に示す矢印の磁路Ｍ２を形成する。なおこの磁路Ｍ２以外にも磁路は形成されるが、主な磁路Ｍ２として図示したものである。
【００６２】
図７（ｂ）に示すように、素子部９を介してＹ１−Ｙ２方向で対向する一方の軟磁性体１２と他方の軟磁性体１２の端部１２ａ、１２ｂ間で外部磁界Ｈ３が漏れ、この外部磁界Ｈ３が素子部９に作用する。
【００６３】
図７（ｂ）に示すように、素子部９に作用する外部磁界Ｈ３は、Ｘ１−Ｘ２方向の外部磁界Ｈ１に対してＹ２方向、あるいはＹ２方向よりもＸ１−Ｘ２方向に傾く方向に変換されている。すなわち外部磁界Ｈ２，Ｈ３の変換方向が図７（ａ）と図７（ｂ）とでは逆になることがわかる。
【００６４】
そして、素子部９の感度軸方向はＹ１方向であるため、外部磁界Ｈ３の作用により、フリー磁性層６３の磁化方向がＸ１−Ｘ２方向からＹ２方向に向けて変化することで、第２磁気抵抗効果素子２及び第３磁気抵抗効果素子３の電気抵抗値は大きくなる。
【００６５】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、素子部９に作用する外部磁界Ｈ２，Ｈ３の方向が変わるのは、素子部９に対する軟磁性体１２の配置を、図７（ａ）と図７（ｂ）とでＹ１−Ｙ２方向を対称軸として線対称にしているためである。
【００６６】
本実施形態では、図２や図７（ａ）に示すように、各素子部９と、各素子部９のＹ１−Ｙ２方向の両側に配置された軟磁性体１２との間には平面視にて所定の間隔Ｔ１が設けられている。なおこの間隔Ｔ１が設けられるのは各磁気抵抗効果素子１〜４において全て共通である。
【００６７】
更に本実施形態では、各軟磁性体１２間の距離が最も短くなる縁部１２ｄ，１２ｄ間を直線状に結んだ仮想線Ｅ上にバイアス層１０が平面視にて重なっておらず（図２の第３磁気抵抗効果素子３の一部に示した）、また仮想線Ｅは、バイアス層１０間に位置する素子部９上を通過している。この関係も全ての磁気抵抗効果素子１〜４において共通である。
【００６８】
また本実施形態では、Ｙ１−Ｙ２方向にて隣り合う素子連設体１７の各軟磁性体１２の間にバイアス層１０が存在していない（図２〜図４、図７（ａ）（ｂ）参照）。
【００６９】
上記した本実施形態の構成により強磁場耐性を向上させることができる。図７（ａ）を用いて説明する。
【００７０】
Ｘ２方向から非常に強い外部磁界Ｈ１が作用したとする。例えば外部磁界Ｈ１の大きさは数百Ｏｅから数千Ｏｅである。
【００７１】
既に説明したように外部磁界Ｈ１は軟磁性体１２により方向が変換されて素子部９に外部磁界Ｈ２として作用するが、本実施形態では、平面視にて素子部９と軟磁性体１２間に間隔（ギャップ）Ｔ１を設けたことで、素子部９に作用する外部磁界Ｈ２を弱めることができる（磁界変換効率を低下できる）。
【００７２】
本実施形態では、各間隔Ｔ１は、軟磁性体１２，１２間の間隔Ｔ２に対して、夫々、２２〜４０％程度（２つの間隔Ｔ１をあわせれば、４４〜８０％程度）であることが好適である。素子部９は、軟磁性体１２，１２の間隔Ｔ２の中央に位置して、素子部９と一方の軟磁性体１２間の間隔Ｔ１と、素子部９と他方の軟磁性体１２間の間隔Ｔ１とは略同一幅であることが好適である。
【００７３】
また本実施形態では、バイアス層１０の平面面積を小さくして体積を小さく形成している。換言すれば、バイアス層１０をあまり大きく形成しすぎると、素子部９に作用する外部磁界Ｈ２が弱まったにもかかわらず、素子部９に作用するバイアス磁界が大きくなりすぎて素子部９の感度が低下する問題が生じる。
【００７４】
またバイアス層１０を小さく形成したことで、平面視にて軟磁性体１２との重なりを十分に小さくすることが可能になる。
【００７５】
本実施形態では、バイアス層１０を小さく形成し、各素子連設体１７を構成する各素子部９間を、バイアス層１０を介して接続せずに、導電層１６を用いて接続している（図２等参照）。
【００７６】
また本実施形態では、バイアス層１０を小さく形成して、各素子連設体１７の間にバイアス層１０が存在しないようにしている。すなわち図７（ａ）に示す符号Ｆの領域にバイアス層１０が存在していない。
【００７７】
図８は比較例の構成である。この比較例では、複数の素子部３０，３０がＹ１−Ｙ２方向に間隔を空けて配置されており、各素子部３０，３０の間をＹ１−Ｙ２方向に長く延びるバイアス層３１で接続している。つまり本実施形態と異なって非磁性の導電層１６を介して各素子部３０，３０間を連結していない。
【００７８】
なお、図８に示す比較例でも図７（ａ）に示す軟磁性体１２と形状が異なるものの、Ｘ２方向への外部磁界Ｈ１を素子部３０の位置で、Ｙ１方向、あるいはＹ１方向よりもＸ１−Ｘ２方向に傾く方向へ変換する軟磁性体３２を備えている。
【００７９】
図８に示す比較例では外部磁界Ｈ１が作用すると、バイアス層３１に対して、方向が変換された外部磁界Ｈ５，Ｈ６等が作用する。このとき、バイアス層３１が本実施形態と同様にＹ２方向に着磁されているとすると、外部磁界Ｈ５，Ｈ６のうち、外部磁界Ｈ５は特にバイアス層３１の着磁方向に対して逆方向に作用し、外部磁界Ｈ１が強磁界であるほど外部磁界Ｈ５も強くなるから、バイアス層３１の着磁が崩れやすくなる。すなわち図８に示す比較例の構成では、強磁場耐性を効果的に向上させることができない。
【００８０】
これに対して図７（ａ）に示す本実施形態では、外部磁界Ｈ１がＸ２方向に作用すると、軟磁性体１２内、及び軟磁性体１２，１２間の空間を矢印で示す方向にて磁路Ｍ１が形成されるが、このとき、磁路Ｍ１からバイアス層１０を外しているために、バイアス層１０への磁界の作用を図８の比較例よりも小さくでき、特にバイアス層１０に着磁方向に対する逆磁界が作用するのを低減できる。また図７（ａ）では図示していないが、隣り合う素子連設体１７間にも磁界は生じ、すなわち図７（ａ）に示す領域Ｆにも磁界は発生しているが、この領域Ｆにバイアス層１０が存在しないために、バイアス層１０に作用する磁界の影響を極力、弱めることができる構成となっている。よって本実施形態では図８に示す比較例の構成に比べて強磁場耐性に優れた構成となっている。
【００８１】
上記の強磁場耐性について、第１磁気抵抗効果素子１及び第４磁気抵抗効果素子４の構成を示す図７（ａ）を用いて説明したが、図７（ｂ）の第２磁気抵抗効果素子２及び第３磁気抵抗効果素子３においても同様の効果、すなわち強磁場耐性の向上を図ることができる。
【００８２】
次に外部磁界Ｈ１に対して直交する外乱磁場耐性について説明する。
図７（ｃ）に示すようにＹ２方向から外乱磁界Ｈ８が作用したとする。すると外乱磁界Ｈ８は矢印に示すように、各軟磁性体１２の斜め方向に延びる接続部１２ｃ内を通り、Ｙ１−Ｙ２方向において隣り合う軟磁性体１２内に進入する磁路Ｍ３を形成する。
【００８３】
このように軟磁性体１２は外乱磁界Ｈ８に対するシールド効果を発揮し、素子部９やバイアス層１０への外乱磁界の流入を抑制でき、センサ感度変化を低減することができる。
【００８４】
図９は本実施形態における磁気センサＳと、図８の比較例の構成による磁気センサとを用いて、Ｘ１−Ｘ２方向に磁界を印加したときの磁界の強さと、印加磁界を取り除いた後の出力変動量（中点電圧差）との関係を調べたものである。Ｘ１−Ｘ２方向は、素子部の感度軸方向Ｐ１から見れば直交方向であるが、Ｘ１−Ｘ２方向からの磁界は素子部の位置で軟磁性体により方向が感度軸方向に向けて変換されて素子部に流入し素子部の電気抵抗を変化させる。すなわち、本実施形態及び比較例の磁気センサはどちらにおいても、Ｘ１−Ｘ２方向からの外部磁界を検出するためのものであり、Ｘ１−Ｘ２方向からの外部磁界は、感度軸方向に対する磁界である。なお１Ｏｅは、約７９．６Ａ／ｍである。
【００８５】
図９に示すように、本実施例のほうが比較例に比べて印加磁界が大きくなっても出力変動量を小さくでき、すなわち本実施例のほうが比較例に比べてバイアス層１０の着磁が強磁界となっても崩されておらず、強磁場耐性に優れていることがわかった。
【００８６】
図１０は本実施形態における磁気センサＳと、図８の比較例の構成による磁気センサとを用いて、Ｙ１−Ｙ２方向に外乱磁界を印加したときの磁界の強さと、印加磁界を取り除いた後の出力変動量（中点電圧差）との関係を調べたものである。
【００８７】
図１０に示すように、本実施例のほうが比較例に比べて印加磁界が大きくなっても出力変動量を小さくでき、すなわち本実施例のほうが比較例に比べてバイアス層１０の着磁が強磁界となっても崩されておらず、外乱磁場耐性に優れていることがわかった。
【００８８】
図１１は本実施形態における磁気センサＳと、図８の比較例の構成による磁気センサとを用いて、Ｙ１−Ｙ２方向に１１Ｏｅの外乱磁界を印加した状態で、Ｘ１−Ｘ２方向に±１２Ｏｅの間で磁界を印加したときの感度が、Ｙ１−Ｙ２方向に磁界を印加しないでＸ１−Ｘ２方向に±１２Ｏｅの間で磁界を印加したときの感度に対してどの程度、変化したのかを調べた。なお、図１１に示す「Positive」とは例えば、Ｙ２方向に向けて外乱磁界を作用させたとき、「Negative」とはＹ１方向に向けて外乱磁界を生じさせたときを意味する。
【００８９】
図１１の縦軸である「オフセット磁界感度変化」は、
オフセット磁界感度変化＝［（感度（Ｙ１−Ｙ２方向に１１Ｏｅ印加）／感度（Ｙ１−Ｙ２方向への印加磁界なし））−１］×１００（％）で求めた。
【００９０】
オフセット磁界感度変化が絶対値でゼロに近いほど、Ｙ１−Ｙ２方向への外乱磁界が印加された状態であっても感度ずれが小さくなり優れた検出精度を得ることができる。
【００９１】
図１１に示すように、オフセット磁界感度変化（絶対値）は、本実施例のほうが比較例よりも小さくなった。本実施形態は外乱磁場耐性に優れ、軟磁性体１２のいわゆるシールド効果によって、素子部９やバイアス層１０に漏れ出る外乱磁界を極力、弱めることができるが、図８の比較例では、本実施形態に比べて軟磁性体１２のシールド効果が弱いために、外乱磁界が素子部やバイアス層に影響を与えてオフセット磁界感度変化（絶対値）が大きくなると考えられる。
【００９２】
本実施形態では、図２にも示すように、第１素子部９Ａ及び第２素子部９Ｂの固定磁性層６１の固定磁化方向（Ｐ１；感度軸方向）は同じであるが、バイアス磁界Ｂ１，Ｂ２の方向が逆であり、第１素子部９Ａのフリー磁性層６３の磁化方向と、第２素子部９Ｂのフリー磁性層６３の磁化方向とは反対方向になっている。このため外部磁界の作用により各素子部９の感度が変化したとき、第１素子部９Ａの感度のシフト方向と、第２素子部９Ｂの感度のシフト方向とが逆方向になり、第１素子部９Ａ及び第２素子部９Ｂを有する磁気抵抗効果素子全体としての感度のばらつきを小さくできる。このため本実施形態では、出力特性のリニアリティを向上させることができる。
【００９３】
本実施形態では、図２，図３，図４に示すように、全ての磁気抵抗効果素子１〜４の素子部９及びバイアス層１０を、夫々、一度に形成できる。それは全ての磁気抵抗効果素子１〜４の素子部の感度軸方向Ｐ１を全て同じ方向にでき、且つバイアス層１０の着磁方向を全て同じ方向にできるからである。したがって本実施形態では第１磁気抵抗効果素子１、第２磁気抵抗効果素子２、第３磁気抵抗効果素子３及び第４磁気抵抗効果素子４を一回の成膜で形成することが可能である。
【００９４】
本実施形態では図７（ａ）（ｂ）に示すように、外部磁界Ｈ１が軟磁性体１２内に進入すると軟磁性体１２内び軟磁性体１２，１２間でジグザグに通る磁路Ｍ１，Ｍ２を形成でき、素子部９の位置で磁界の方向を変換しながら、素子全体に万遍なく変換磁界を供給することができる。
【００９５】
なお図１に示す磁気センサＳの構造は、Ｘ１−Ｘ２方向の外部磁界を検出するものであるが、これを水平方向に９０度回転させれば、Ｙ１−Ｙ２方向の外部磁界を検出するセンサ構造にでき、よって本実施形態では、図１に示したセンサ構造と、９０度回転させたセンサ構造とを備えることで、Ｘ，Ｙ方向の磁界検出が可能な磁気センサＳにできる。
【００９６】
軟磁性体１２の形状は図２等に示すものに限定されない。例えば軟磁性体１２の接続部１２ｃは傾斜しているが、Ｙ１−Ｙ２方向に平行に延びていてもよい。ただし接続部１２ｃを斜めに形成したほうが、素子部９を介した軟磁性体１２，１２間にて変換磁界を適切に発生させやすく、素子部９やバイアス層１０に悪影響を及ぼしにくい。また、図７（ｃ）に示すように、隣り合う素子連設体１７に設けられた一方の軟磁性体１２の接続部１２ｃの延長線上に他方の軟磁性体１２の接続部１２ｃを位置させることで、外乱磁界Ｈ８に対するシールド効果を高めることができる。
【００９７】
あるいは図１２に示すように軟磁性体４０を構成してもよい。図１２は、磁気センサにおいて図３と同様の領域を示したものである。なお図１２に示す各磁気抵抗効果素子１〜４は、図３に示す各磁気抵抗効果素子１〜４と軟磁性体の形態が異なるだけで他は全て同じである。
【００９８】
図１２，図１３に示すように、軟磁性体４０は、素子部９のＹ１側に位置するＹ１側端部４０ａと、素子部９のＹ２側に位置するＹ２側端部４０ｂと、Ｙ１側端部４０ａとＹ２側端部４０ｂ間を繋ぐ接続部４０ｃとを有して構成される。
【００９９】
図１３に示すように、素子部９のＹ１−Ｙ２方向の両側に配置された一方の軟磁性体４０ＡのＹ１側端部４０ａと、他方の軟磁性体４０ＢのＹ２側端部４０ｂの各先端４０ａ１，４０ｂ１は、夫々、平面視にて素子部９の方向に折り曲げられている。
【０１００】
そして図１３に示すように、一方の軟磁性体４０Ａの先端４０ａ１と、他方の軟磁性体４０Ｂの先端４０ｂ１とが間隔Ｔ２を空けてＹ１−Ｙ２方向にて対向している。
【０１０１】
また図１３に示すように、各軟磁性体４０Ａ，４０Ｂの先端４０ａ１，４０ｂ１と素子部９との間には平面視にて間隔Ｔ１が設けられている。
【０１０２】
図１３に示すように、素子部９と各軟磁性体４０Ａ，４０Ｂとの間に間隔Ｔ１を設けることで、素子部９に作用する外部磁界Ｈ４を弱めることができる一方、軟磁性体４０から素子部９への磁束の流入を集中させることができ（効率よい磁束流入を促し）、出力の向上を図ることが出来る。
【０１０３】
図７の構成であると、外部磁界のルートは素子部９を通る外部磁界Ｈ２，Ｈ３以外にも漏洩しやすく、例えば図７（ａ）に示す、隣り合う素子連設体１７，１７の軟磁性体１７間で外部磁界が漏れやすく、出力が低下しやすい。
【０１０４】
これに対して図１２，図１３の軟磁性体４０に示すように先端４０ａ１，４０ｂ１を素子部９の方向に折り曲げた形状とすることで、隣り合う素子連設体１７，１７の軟磁性体４０間等での漏洩が少なくなり、素子部９への磁束流入の効率を高めることができるため出力を高めることができる。
【０１０５】
図１４は、図２〜図４，図７に示す形態の磁気センサ（実施例１）と、図１２，図１３に示す形態の磁気センサ（実施例２）とを用い、軟磁性体間の間隔（ギャップ）Ｔ２（図７（ａ）、図１３参照）と感度（ｍＶ／Ｏｅ）との関係を示すものである。ここで示す「感度」は出力値を、供給した外部磁界Ｈ１の強さで割った値である。
【０１０６】
図１４に示すように、実施例１及び実施例２ともに軟磁性体間の間隔Ｔ２を大きくすることで感度は低下するが、実施例２のほうが実施例１よりも高い感度を得ることができた。
【０１０７】
また図１２に示すように、隣り合う素子連設体１７，１７の一方の軟磁性体４０Ｃと他方の軟磁性体４０Ｄとの間で外乱磁界に対するシールド効果を高めるために、軟磁性体４０ＣのＹ１側端部４０ａの先端４０ａ１と、他方の軟磁性体４０ＤのＹ２側端部４０ｂの先端４０ｂ１とを接近させている。また軟磁性体４０ＣのＹ１側端部４０ａの先端４０ａ１と、他方の軟磁性体４０ＤのＹ２側端部４０ｂの先端４０ｂ１とで対向する位置にＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向に対する傾斜面４１を設けて、外乱磁界が軟磁性体４０Ｃ，４０Ｄ間で通過しやすいようにしている。
【符号の説明】
【０１０８】
Ｂ１、Ｂ２  バイアス磁界
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ５、Ｈ６  外部磁界
Ｈ８  外乱磁界
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３  磁路
Ｓ  磁気センサ
１〜４  磁気抵抗効果素子
９、９Ａ、９Ｂ  素子部
１０、１０Ａ、１０Ｂ  バイアス層
１２、４０  軟磁性体
１２ｃ、４０ｃ  接続部
４０ａ１，４０ｂ１  先端
１７  素子連設体
２０  傾斜面
６１  固定磁性層
６３  フリー磁性層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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