(57)【要約】【課題】出力が応力の影響を受けにくい磁気センサを提供する。【解決手段】磁気センサは、外部磁場に応じて磁化方向が変化するフリー層２６と、外部磁場に対して磁化方向が固定されたレファレンス層２４と、フリー層２６とレファレンス層２４との間に位置し、磁気抵抗効果を奏するスペーサ層２５と、スペーサ層２５との間でレファレンス層２４を挟み、レファレンス層２４と磁気的に結合し、磁化方向がレファレンス層２４に対して反平行の向きに固定されたピンド層２２と、を有している。レファレンス層２４の磁歪定数λＲとピンド層２２の磁歪定数λＰとの間には−２．５≦λＰ／λＲ≦０．５（但し、０を除く）の関係がある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁場に応じて磁化方向が変化するフリー層と、外部磁場に対して磁化方向が固定されたレファレンス層と、前記フリー層と前記レファレンス層との間に位置し、磁気抵抗効果を奏するスペーサ層と、前記スペーサ層との間で前記レファレンス層を挟み、前記レファレンス層と反強磁性結合するピンド層と、を有し、
前記レファレンス層の磁歪定数λＲと前記ピンド層の磁歪定数λＰとの間に
−２．５≦λＰ／λＲ≦０．５（但し、０を除く）
の関係がある、磁気センサ。
【請求項２】
前記レファレンス層と前記ピンド層の少なくともいずれかは正の磁歪定数を有する層であり、前記正の磁歪定数を有する層はＣｏＦｅ層またはＣｏＦｅＸ層（ＸはＢ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｖ，Ｚｒ，Ｗ，Ｍｎからなるグループから選択された１以上の元素）からなる、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記レファレンス層と前記ピンド層の少なくともいずれかは正の磁歪定数を有する層であり、前記正の磁歪定数を有する層は少なくとも一つのＣｏＦｅ層と少なくとも一つのＣｏＦｅＸ層（ＸはＢ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｖ，Ｚｒ，Ｗ，Ｍｎからなるグループから選択された１以上の元素）とを含む積層構造からなる、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記レファレンス層と前記ピンド層の少なくともいずれかは負の磁歪定数を有する層であり、前記負の磁歪定数を有する層はＮｉ層，Ｃｏ層、ＣｏＮｉ層またはＮｉＦｅ層からなる、請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記レファレンス層と前記ピンド層の少なくともいずれかは負の磁歪定数を有する層であり、前記負の磁歪定数を有する層は少なくとも一つのＮｉ層と少なくとも一つのＣｏ層と少なくとも一つのＣｏＮｉ層と少なくとも一つのＮｉＦｅのいずれか２以上を含む積層構造からなる、請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記負の磁歪定数を有する層は前記Ｎｉ層を含む、請求項４または５に記載の磁気センサ。
【請求項７】
―０．９≦λＰ／λＲ≦−１．１である、請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気センサに関し、特に磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサは、磁気抵抗効果によって生じる抵抗変化に基づき外部磁場を検出する。磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサは他の磁気センサと比べて、磁場に対する出力及び感度が高く、かつ小型化が容易である。磁気センサは外部磁場に応じて磁化方向が変化するフリー層と、磁気抵抗効果を奏するスペーサ層と、レファレンス層と、ピンド層とがこの順で積層された多層膜構造を有している（特許文献１）。ピンド層とレファレンス層は反強磁性結合によって磁気的に連結され、磁化方向が互いに反平行の向きに固定されている。これによって、レファレンス層の磁化方向が安定化するとともに、レファレンス層から放出される磁場がピンド層から放出される磁場によって打ち消され、外部への漏れ磁場を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３８３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気センサは製造中及び製造後に様々な応力を受ける。レファレンス層とピンド層が応力を受けると、逆磁歪効果によって磁化方向が変化する。磁化方向の変化は磁気抵抗効果素子の電気抵抗、ひいては磁気センサの出力特性に影響を及ぼす可能性がある。しかしながら、磁気センサが受ける応力は予測できない場合が多く、予測できた場合も応力を制御することは困難である。従って、磁気センサの精度を確保するためには、磁気センサの出力が応力によって大きく影響されないこと、換言すれば磁気センサの出力が応力に対して鈍感であることが望まれる。
【０００５】
本発明は、出力が応力の影響を受けにくい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】
【０００６】
本発明の磁気センサは、外部磁場に応じて磁化方向が変化するフリー層と、外部磁場に対して磁化方向が固定されたレファレンス層と、フリー層とレファレンス層との間に位置し、磁気抵抗効果を奏するスペーサ層と、スペーサ層との間でレファレンス層を挟み、レファレンス層と磁気的に結合し、磁化方向がレファレンス層に対して反平行の向きに固定されたピンド層と、を有している。レファレンス層の磁歪定数λＲとピンド層の磁歪定数λＰとの間には−２．５≦λＰ／λＲ≦０．５（但し、０を除く）の関係がある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、出力が応力の影響を受けにくい磁気センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】磁気センサの概略構成を示す回路図である。
【図２】磁気抵抗効果素子の概略構成を示す概念図である。
【図３】磁気センサの出力とオフセットを説明する概念図である。
【図４】様々なλＰをパラメータとした、応力とオフセット変化の関係を示すグラフである。
【図５】λＰ／λＲとオフセット変化の関係を示すグラフである。
【図６】レファレンス層及びピンド層の磁化と応力との関係を示す模式図である。
【図７】本発明の磁気センサを用いた電流センサの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る磁気センサについて説明する。以下の説明及び図面において、Ｘ方向は磁気センサの感磁方向であり、ピンド層及びレファレンス層の磁化方向及び磁気抵抗効果素子の短軸方向に一致する。Ｙ方向は磁気センサの感磁方向（Ｘ方向）と直交する方向であり、無磁場状態におけるフリー層の磁化方向及び磁気抵抗効果素子の長軸方向に一致する。Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向と直交する方向であり、磁気抵抗効果素子の多層膜の積層方向に一致する。なお、各図面におけるＸ方向を示す矢印の向きを＋Ｘ方向、矢印の向きと反対側の向きを−Ｘ方向ということがある。
【００１０】
図１は磁気センサの概略回路構成を示している。磁気センサ１は４つの磁気抵抗効果素子(以下、第１の磁気抵抗効果素子１１、第２の磁気抵抗効果素子１２、第３の磁気抵抗効果素子１３、第４の磁気抵抗効果素子１４という)を有し、これらの磁気抵抗効果素子１１〜１４がブリッジ回路（ホイートストンブリッジ）で相互に接続されている。４つの磁気抵抗効果素子１１〜１４は２つの組１１，１２及び１３，１４に分割され、それぞれの組の磁気抵抗効果素子１１，１２及び磁気抵抗効果素子１３，１４は直列接続されている。磁気抵抗効果素子の組１１，１２及び１３，１４のそれぞれの一端が電源電圧Ｖｃｃに接続され、他端が接地（ＧＮＤ）されている。また、第１の磁気抵抗効果素子１１と第２の磁気抵抗効果素子１２の間の中点電圧Ｖ１と、第３の磁気抵抗効果素子１３と第４の磁気抵抗効果素子１４の間の中点電圧Ｖ２が取り出されるようにされている。従って、第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４の電気抵抗をそれぞれＲ１〜Ｒ４とすると、中点電圧Ｖ１、Ｖ２はそれぞれ下式のように求められる。
【００１１】
【数１】
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【００１２】
【数２】
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【００１３】
図２は第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４の概略構成を示す概念図である。第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４は同一の構成を有しているため、ここでは第１の磁気抵抗効果素子１１について説明する。図２（ａ）は第１の磁気抵抗効果素子１１の膜構成を示している。第１の磁気抵抗効果素子１１は一般的なスピンバルブ型の膜構成を有している。第１の磁気抵抗効果素子１１は反強磁性層２１と、ピンド層２２と、非磁性中間層２３と、レファレンス層２４と、スペーサ層２５と、フリー層２６と、を含む積層膜であり、これらの層はこの順で積層されている。積層膜はＺ方向において一対の電極層（図示せず）に挟まれており、電極層から積層膜にＺ方向にセンス電流が流れるようにされている。
【００１４】
フリー層２６は外部磁場に応じて磁化方向が変化する磁性層であり、例えばＮｉＦｅで形成することができる。ピンド層２２は反強磁性層２１との交換結合によって外部磁場に対して磁化方向が固定された強磁性層である。反強磁性層２１はＰｔＭｎ、ＩｒＭｎ，ＮｉＭｎなどで形成することができる。レファレンス層２４はピンド層２２とスペーサ層２５との間に挟まれた強磁性層であり、Ｒｕ，Ｒｈなどの非磁性中間層２３を介してピンド層２２と磁気的に結合、より具体的にはピンド層２２と反強磁性結合している。従って、レファレンス層２４とピンド層２２はいずれも外部磁場に対して磁化方向が固定されているが、その磁化方向は互いに反平行の向きとされている。スペーサ層２５はフリー層２６とレファレンス層２４との間に位置し、磁気抵抗効果を奏する非磁性層である。スペーサ層２５は、Ｃｕなどの非磁性金属からなる非磁性導電層、またはＡｌ2Ｏ3などの非磁性絶縁体からなるトンネルバリア層である。スペーサ層２５が非磁性導電層である場合、第１の磁気抵抗効果素子１１は巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子として機能し、スペーサ層２５がトンネルバリア層である場合、第１の磁気抵抗効果素子１１はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子として機能する。ＭＲ変化率が大きく、ブリッジ回路の出力電圧を大きくすることができるという点で、第１の磁気抵抗効果素子１１はＴＭＲ素子であることがより好ましい。
【００１５】
図２（ｂ）に示すように、第１の磁気抵抗効果素子１１はＺ方向からみて、長軸と短軸を有する概ね楕円形の平面形状を有している。図２（ｃ）はフリー層２６とレファレンス層２４とピンド層２２の無磁場状態での磁化を概念的に示している。図中の矢印は磁化方向を模式的に示している。フリー層２６は形状異方性効果によって無磁場状態では概ね長軸方向（Ｙ方向）に磁化されている。これに対しレファレンス層２４とピンド層２２は概ね短軸方向（Ｘ方向）に磁化されており、上述の通り、磁化方向は互いに反平行である。感磁方向であるＸ方向に外部磁場が印加されると、フリー層２６の磁化方向は外部磁場の強さに応じて図２（ｃ）において時計回りまたは反時計回りに回転する。これによってレファレンス層２４の磁化方向とフリー層２６の磁化方向との間の相対角度が変化し、センス電流に対する電気抵抗が変化する。
【００１６】
再び図１を参照すると、第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４のレファレンス層２４の磁化方向は図中の矢印の方向を向いている。従って、＋Ｘ方向に外部磁場が印加されると第１及び第３の第１の磁気抵抗効果素子１１、１３の電気抵抗が減少し、第２及び第４の磁気抵抗効果素子１２，１４の電気抵抗が増加する。これにより、図３（ａ）に示すように、中点電圧Ｖ１が増加し中点電圧Ｖ２が低下する。−Ｘ方向に外部磁場が印加された場合は、これとは逆に、中点電圧Ｖ１が低下し中点電圧Ｖ２が増加する。中点電圧Ｖ１，Ｖ２の差分Ｖ１−Ｖ２を検出することで、中点電圧Ｖ１，Ｖ２を検出する場合と比べて２倍の感度が得られる。また、中点電圧Ｖ１，Ｖ２がオフセットしている場合（すなわち、図３（ａ）において中点電圧Ｖ１，Ｖ２が出力軸方向にシフトしている場合）も差分を検出することでオフセットの影響を排除することができる。
【００１７】
しかし、第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４のばらつきのため、式１，２は厳密には成立せず多少の誤差が生じる。このため、図３（ａ）のＡ部拡大図である図３（ｂ）に示すように、差分Ｖ１−Ｖ２にオフセットが生じる。オフセットは外部磁場がゼロのときの、差分Ｖ１−Ｖ２のゼロからの偏差である。オフセットは外部磁場の測定精度に影響を与える。さらに、オフセットは第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４に掛かる応力によって変動する。第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４に掛かる応力は様々な原因によって発生する。例えば製造中にはウエハ工程における膜の残留応力に起因する応力、ウエハの研削や切断などに起因する応力が生じる。第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４をパッケージ内に封入する際にも、封止用の樹脂などから受ける力によって応力が生じる。さらに、パッケージに封入された磁気センサ１を基板などに取り付け、モジュール化する際（たとえばはんだ工程）にも応力が生じる。また、モジュールが製品に組み込まれる際の工程（例えばねじ止め）でも応力が生じることがあり、製品としての使用中にも、例えば温度変化による熱応力が生じることがある。これらの応力の一部は測定が不可能であり、測定が可能な応力についても応力を制御することは困難である。従って、本質的にはオフセットが応力によって影響を受けにくいことが望まれる。
【００１８】
この課題に対処するため、本実施形態の磁気センサ１はレファレンス層２４の磁歪定数λＲとピンド層２２の磁歪定数λＰとの間に−２．５≦λＰ／λＲ≦０．５（但し、０を除く）の関係が成り立っている。磁歪定数は、基板上に磁性材料の薄膜を成膜し、薄膜の磁化を飽和させた状態で、光梃子法などにより基板の変位を測定することにより求められる。なお、０を除いたのはλＰ＝０の物質が現実的にありえないためである。以下実施例によって説明する。
【００１９】
図１に示すブロック回路と図２に示す膜構成を有する複数の磁気センサ１を対象にシミュレーションを行った。レファレンス層２４の磁歪定数λＲは１０×１０-6に固定し、ピンド層２２の磁歪定数λＰを−５０×１０-6〜５０×１０-6の範囲で変動させた。第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４はＺ方向からみて長軸が３．５μｍ、短軸が０．５μｍの楕円形状とした。第１〜第４の磁気抵抗効果素子１１〜１４の短軸方向（Ｘ方向）または長軸方向（Ｙ方向）に引張応力を印加した状態でオフセット変化を測定した。フリー層２６の磁化膜厚Ｍｓｔは８０Ａ（８ｅｍｕ／ｃｍ2）、磁歪定数は−３×１０-6、レファレンス層２４とピンド層２２の磁化膜厚Ｍｓｔは３２Ａ（３．２ｅｍｕ／ｃｍ2）とした。図４に評価結果を示す。横軸は応力を示しており、正の範囲では短軸方向（Ｘ方向）に引張応力が印加され、負の範囲では長軸方向（Ｙ方向）に引張応力が印加されている。換言すれば、正の範囲では長軸方向（Ｙ方向）に圧縮応力が印加され、負の範囲では短軸方向（Ｘ方向）に圧縮応力が印加されている。縦軸はオフセット変化を示している。オフセット変化はゼロ応力時のオフセットで規格化している。すなわち、オフセット変化はゼロ応力時のオフセットに対する偏差である。
【００２０】
図４より、応力が大きいほどオフセット変化が増加していることが分かる。オフセット変化は引張応力の方向（Ｘ方向の引張応力またはＹ方向の引張応力）に関して大きな差はなく、ほぼゼロ応力点を中心に対称となっている。磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサの最大出力電圧は概ね５００ｍＶであり、応力によるオフセット変化が約２％以内であればオフセットの影響は実用上大きな問題とならない。従って、オフセット変化は概ね±１０ｍＶ以内とすることが望ましい。また、一般的に磁気センサが６０ＭＰａを超える異方的な応力を受ける可能性は小さいと考えられる。そこで、応力が±６０ＭＰａでオフセット変化が概ね±１０ｍＶ以内となるλＰ／λＲ（レファレンス層２４の磁歪定数λＲに対するピンド層２２の磁歪定数λＰの比）の関係を求めた。図５に示すように、λＰ／λＲ＝−１、すなわちレファレンス層２４の磁歪定数λＲとピンド層２２の磁歪定数λＰの正負が逆でかつ絶対値が同じときにオフセット変化が最も少なく、かつλＰ／λＲが−１から離れるに従いオフセット変化がほぼ直線状に増加している。また、オフセット変化は引張応力の方向（Ｘ方向の引張応力またはＹ方向の引張応力）に関して大きな差はない。以上より、λＰ／λＲを−１を中心とした所定範囲に調整することで、応力に対するオフセット変化を実用的な範囲に収めることができる。
【００２１】
図６は応力が印加されたときの磁気抵抗効果素子のピンド層２２とレファレンス層２４の磁化の変化を模式的に示している。図６（ａ）は応力が掛かっていないときの比較例の磁気抵抗効果素子のピンド層２２とレファレンス層２４の磁化（図中、太矢印）を表している。ピンド層２２とレファレンス層２４の磁歪定数は正で（図中の「＋λ」を参照）、且つほぼ同じ値である。前述のように、ピンド層２２とレファレンス層２４の磁化方向はＸ方向を向いており、互いに反平行である。この磁気抵抗効果素子に図６（ｂ）に示すように引張応力が印加されると、異方性エネルギーと異方性磁界が誘導される。応力により誘導される異方性エネルギーＫ*uと異方性磁界Ｈ*kはそれぞれ以下のように表される。
【００２２】
【数３】
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【００２３】
【数４】
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【００２４】
ここで、λは磁歪定数、σは応力、Ｍは各磁性層の磁化である。レファレンス層２４とピンド層２２の磁化方向は逆磁歪効果によって回転する。レファレンス層２４とピンド層２２の磁歪定数は正であるため、異方性磁界Ｈ*kは引張応力と平行な方向に誘起される。レファレンス層２４とピンド層２２の磁化方向は異方性磁界Ｈ*kの向きと揃う方向に回転するため、両者は同じ方向（図６（ｂ）では反時計周り）に回転する。ピンド層２２はレファレンス層２４と反強磁性結合しているため、レファレンス層２４の磁化方向をピンド層２２の磁化方向と反平行の方向に保持しようとする。しかし両者は同方向に回転するため、ピンド層２２がレファレンス層２４の磁化方向の回転を阻止する効果は小さい。これに対し図６（ｃ）は実施形態の磁気抵抗効果素子のピンド層２２とレファレンス層２４の磁化を表している。ピンド層２２の磁歪定数は正（図中の「＋λ」を参照）、レファレンス層２４の磁歪定数は負（図中の「−λ」を参照）で絶対値は同じとしている。ピンド層２２の磁歪定数は正であるため、異方性磁界Ｈ*kは引張応力と平行な方向に誘起される。一方、レファレンス層２４の磁歪定数は負であるため、異方性磁界Ｈ*kは引張応力と直交する方向に誘起される。しかし、ピンド層２２とレファレンス層２４は反強磁性結合しているため、ピンド層２２とレファレンス層２４の磁化方向は回転せず、図６（ｂ）と異なり、Ｘ方向を向いた状態を維持する。この結果、レファレンス層２４の磁化方向がＸ方向から回転することが阻止され、オフセット変化が抑制される。以上の説明からも分かるように、λＰ／λＲを−１．１以上、−０．９以下の範囲、より好ましくは−１とすることでオフセット変化を最小化することができる。また、λＰ／λＲがこの範囲を超えていても、−２．５≦λＰ／λＲ≦０．５（但し、０を除く）の範囲にある限り、本発明の効果を奏することができる。
【００２５】
レファレンス層２４の磁歪定数λＲとピンド層２２の磁歪定数λＰはλＰ／λＲが上記の範囲となるように定めればよく、レファレンス層２４の磁歪定数λＲ及びピンド層２２の磁歪定数λＰの正負に制約はない。換言すれば、λＰ／λＲが正であるときは、λＲとλＰがともに正でもよいし、ともに負でもよいし、λＰ／λＲが負であるときは、λＲが正、λＰが負でもよいし、λＲが負、λＰが正でもよい。つまり、レファレンス層２４とピンド層２２の少なくともいずれかは正の磁歪定数を有する層であり、レファレンス層２４とピンド層２２の少なくともいずれかは負の磁歪定数を有する層であればよい。また、レファレンス層２４の磁歪定数λＲ及びピンド層２２の磁歪定数λＰの絶対値の制約もない。レファレンス層２４とピンド層２２の具体的な構成は本条件を満たす範囲で、他の要因も考慮しながら決定することができる。
【００２６】
レファレンス層２４またはピンド層２２が正の磁歪定数を有する場合、レファレンス層２４またはピンド層２２はＣｏＦｅ層またはＣｏＦｅＸ層で構成することができる。ここで、ＸはＢ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｖ，Ｚｒ，Ｗ，Ｍｎからなるグループから選択された１以上の元素である。あるいは、レファレンス層２４またはピンド層２２は、少なくとも一つのＣｏＦｅ層と少なくとも一つのＣｏＦｅＸ層とを備えた積層構造から構成されてもよい。
【００２７】
レファレンス層２４またはピンド層２２が負の磁歪定数を有する場合、レファレンス層２４またはピンド層２２はＮｉ層，Ｃｏ層、ＣｏＮｉ層またはＮｉＦｅ層で構成することができる。あるいは、レファレンス層２４またはピンド層２２は、少なくとも一つのＮｉ層と少なくとも一つのＣｏ層と少なくとも一つのＣｏＮｉ層と少なくとも一つのＮｉＦｅのいずれか２以上を含む積層構造から構成されてもよい。特に、レファレンス層２４またはピンド層２２は、Ｎｉ層、またはＮｉを主成分とする層を含む積層構造から構成されることが好ましい。
【００２８】
なお、以上の説明ではフリー層２６の磁歪定数について言及していないが、フリー層２６の磁歪定数は本発明において大きな制約とならない。また、本願発明者はλＰ／λＲはオフセット変化には大きな影響を与えるものの、磁気センサの感度にほとんど影響を与えないことを確認している。つまり、磁気センサの感度は主にフリー層２６の磁歪定数の影響を受け、オフセット変化は主にλＰ／λＲの影響を受ける。
【００２９】
以上説明した磁気センサ１は例えば電流センサに用いることができる。図７（ａ）は磁気センサ１を備える電流センサ１０１の概略断面図を示している。図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。磁気センサ１は電流線１０２の近傍に設置され、印加される信号磁場Ｂｓの変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる。電流センサ１０１は、磁場強度調整手段である第１及び第２の軟磁性体１０３，１０４と、磁気センサ１の近傍に設けられたソレノイド型のフィードバックコイル１０５と、を有している。フィードバックコイル１０５は信号磁場Ｂｓをキャンセルするキャンセル磁場Ｂｃを発生させる。フィードバックコイル１０５は、磁気センサ１と第２の軟磁性体１０４の周りを螺旋状に巻回している。図７（ａ）において紙面手前から奥側（ｙ方向）に、図７（ｂ）において左から右に、電流ｉが電流線１０２を流れている。この電流ｉによって、図７（ａ）において時計回りの外部磁場Ｂｏが誘起される。外部磁場Ｂｏは第１の軟磁性体１０３で減衰され、第２の軟磁性体１０４で増幅され、信号磁場Ｂｓとして磁気センサ１に左向きに印加される。磁気センサ１は信号磁場Ｂｓに相当する電圧信号を出力し、電圧信号がフィードバックコイル１０５に入力される。フィードバックコイル１０５にはフィードバック電流Ｆｉが流れ、フィードバック電流Ｆｉは信号磁場Ｂｓをキャンセルするキャンセル磁場Ｂｃを発生させる。信号磁場Ｂｓとキャンセル磁場Ｂｃは絶対値が同じで方向が逆向きであるため、信号磁場Ｂｓはキャンセル磁場Ｂｃと相殺され、磁気センサ１に印加される磁場は実質的にゼロとなる。フィードバック電流Ｆｉは抵抗（図示せず）によって電圧に変換され、電圧値として出力される。電圧値はフィードバック電流Ｆｉ、キャンセル磁場Ｂｃ及び信号磁場Ｂｓに比例するため、電圧値から電流線１０２を流れる電流を得ることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  磁気センサ
１１  第１の磁気抵抗効果素子
１２  第２の磁気抵抗効果素子
１３  第３の磁気抵抗効果素子
１４  第４の磁気抵抗効果素子
２１  反強磁性層
２２  ピンド層
２３  非磁性中間層
２４  レファレンス層
２５  スペーサ層
２６  フリー層
λＰ  ピンド層の磁歪定数
λＲ  レファレンス層の磁歪定数
【図１】
2020064892.tif 000007
【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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