(57)【要約】【課題】  特に、高速応答性を向上させることが可能な磁気結合型アイソレータを提供することを目的としている。  【解決手段】  磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４は、平面視にて、Ｘ１−Ｘ２方向への長さ寸法Ｌ１がＹ１−Ｙ２方向への幅寸法Ｔ１よりも長い細長部５９がＹ１−Ｙ２方向に間隔を空けて複数配置され、各細長部５９の両側端部間が互い違いに連結されたミアンダ形状で形成されている。磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４を構成する固定磁性層の磁化方向（Ｐ方向）は、平面コイルから作用する外部磁界の平面視方向Ｃを向いている。外部磁界の平面視方向Ｃからの傾き角度をθとしたとき、細長部５９の長手方向の傾き角度θは、７２°〜１０８°の範囲内に規定される。【選択図】図６
2010213115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面内にて巻回形成され、入力信号により外部磁界を発生させるための平面コイルと、前記平面コイルと電気的に絶縁されるとともに磁気的結合が可能な位置に配置され、前記外部磁界を検出して電気信号に変換するための磁気検出素子と、を有し、
前記平面コイルは、前記平面内のＸ１−Ｘ２方向に平行に延びる磁界発生部を備え、
前記磁気検出素子は、高さ方向へ平行に切断した断面において、磁化方向が一方向に固定された固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性層を介して形成され前記外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層とを有する積層部分を備えるとともに、平面視にて、前記平面内の一方向への幅寸法がＴ１、前記平面内にて前記一方向に対し直交する方向への長さ寸法がＬ１で形成され、前記長さ寸法Ｌ１が前記幅寸法Ｔ１よりも長く形成された細長部が前記一方向に間隔を空けて複数配置され、各細長部の両側端部間が互い違いに連結されたミアンダ形状で形成されており、
前記固定磁性層の磁化方向は、前記磁界発生部から作用する前記外部磁界の平面視方向を向いており、
前記外部磁界の平面視方向からの前記平面内への傾き角度をθとしたとき、前記細長部の長手方向の傾き角度θは、７２°〜１０８°の範囲内に規定されることを特徴とする磁気結合型アイソレータ。
【請求項２】
前記細長部の長手方向の傾き角度θは、８５°〜９５°の範囲内に規定される請求項１記載の磁気結合型アイソレータ。
【請求項３】
前記細長部の長手方向の傾き角度θは、略９０°であり、前記細長部の長手方向が、前記Ｘ１−Ｘ２方向に略平行に向けられている請求項２記載の磁気結合型アイソレータ。
【請求項４】
前記磁気検出素子が複数設けられてブリッジ回路を構成しており、
前記固定磁性層の磁化方向と、前記フリー磁性層の磁化方向とが無磁場状態にて直交状態にある請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気結合型アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界発生部と磁気検出素子とを備えて構成される磁気結合型アイソレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献には磁気結合型アイソレータに関する発明が開示されている。磁気結合型アイソレータは、入力信号を、磁気に変換するための磁界発生部と、前記磁界発生部から生じた外部磁界を検出して電気信号に変換するための磁気検出素子とを有して構成される。そして、その電気信号を信号処理回路を介して出力側に伝送して出力を取り出す。
【０００３】
磁気検出素子としては、ホール素子、ＡＭＲ素子（異方性磁気検出素子）、あるいは、ＧＭＲ素子（巨大磁気検出素子）が使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５２６０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図９は、従来における磁気結合型アイソレータの部分平面図、図１０（ａ）は、磁気検出素子の拡大平面図、図１０（ｂ）は、磁気検出素子を構成する固定磁性層やフリー磁性層の磁化方向等を示す概念図、である。なお図９では、絶縁層は図示していない。また平面コイル１００は、その内縁と外縁のみを図示し、コイル１００の真下に配置される４つの磁気検出素子１０１〜１０４を透視して示している。
【０００６】
コイル１００は平面内にて巻回形成され、Ｘ１−Ｘ２方向に平行に延びる磁界発生部１０５，１０６を備える。図９に示す平面視にて、磁界発生部１０５，１０６から発生する外部磁界は、Ｘ１−Ｘ２方向に直交するＹ１−Ｙ２方向を向いている。図１０（ｂ）に示す符号Ｂが、前記外部磁界の平面視方向を示している。
【０００７】
図１０（ａ）に示すように、磁気検出素子１０１〜１０４は、複数本の細長部１０７がＸ１−Ｘ２方向に間隔を空けて配置され、細長部１０７のＹ１−Ｙ２方向を向く両側端部間が互い違いに連結されてミアンダ形状に形成されている。
【０００８】
したがって、図１０（ａ）に示すように、磁気検出素子１０１〜１０４を構成する各細長部１０７の長手方向は、外部磁界Ｈの平面視方向Ｂを向いている。
【０００９】
磁気検出素子１０１〜１０４はＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）で形成されており、磁気検出素子１０１〜１０４を構成する固定磁性層の磁化方向（Ｐ方向）が、図１０（ｂ）に示すように、平面コイル１００の磁界発生部１０５，１０６から発生する外部磁界の平面視方向Ｂと平行な方向に向けられる。また、無磁場状態でのフリー磁性層の磁化方向は、形状磁気異方性により、固定磁性層の磁化方向（Ｐ方向）と同じく外部磁界の平面視方向Ｂと平行な方向に向けられる。ここで、固定磁性層とフリー磁性層との間で生じる層間結合磁界によりフリー磁性層の磁化方向（Ｆ方向）は、固定磁性層の磁化方向（Ｐ方向）と同じ方向か、あるいは反対方向を向く。
【００１０】
図１１は、従来における磁気検出素子１０１〜１０４のＲ−Ｈ波形図を示す。磁気検出素子１０１〜１０４は、平面コイル１００の磁界発生部１０５，１０６から発生する外部磁界に対して、図１１に示すようにヒステリシスを持ってしまう。これは、フリー磁性層の磁化反転は磁壁移動が支配的であるためである。
【００１１】
このように磁気検出素子１０１〜１０４の電気抵抗変化が平面コイル１００からの外部磁界に対してヒステリシスを持つため、外部磁界に対するリニア特性が悪く、高速磁化スイッチングに不利となり、高速応答性を低下させる問題が生じた。
【００１２】
特許文献１のＦｉｇ．６には、磁気検出素子を全体的にやや傾けた図が示されている。特許文献１の記述からすると、特許文献１では、図１０に示す磁気検出素子１０１〜１０４の細長部１０７を、平面コイル１００から発生する外部磁界の平面視方向Ｂから０°〜１５°の範囲内で傾けている。
【００１３】
しかしながら、傾き角度を０°〜１５°としても依然として、図１１と同様にＲ−Ｈ波形に大きなヒステリシスを持ち（後述する実験では、フリー磁性層の保磁力Ｈｃが大きいことで証明されている）、高速応答性を十分に改善することが出来ない。
【００１４】
そこで本発明は上記従来課題を解決するためのものであり、特に、高速応答性を向上させることが可能な磁気結合型アイソレータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明における磁気結合型アイソレータは、平面内にて巻回形成され、入力信号により外部磁界を発生させるための平面コイルと、前記平面コイルと電気的に絶縁されるとともに磁気的結合が可能な位置に配置され、前記外部磁界を検出して電気信号に変換するための磁気検出素子と、を有し、
前記平面コイルは、前記平面内のＸ１−Ｘ２方向に平行に延びる磁界発生部を備え、
前記磁気検出素子は、高さ方向へ平行に切断した断面において、磁化方向が一方向に固定された固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性層を介して形成され前記外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層とを有する積層部分を備えるとともに、平面視にて、前記平面内の一方向への幅寸法がＴ１、前記平面内にて前記一方向に対し直交する方向への長さ寸法がＬ１で形成され、前記長さ寸法Ｌ１が前記幅寸法Ｔ１よりも長く形成された細長部が前記一方向に間隔を空けて複数配置され、各細長部の両側端部間が互い違いに連結されたミアンダ形状で形成されており、
前記固定磁性層の磁化方向は、前記磁界発生部から作用する前記外部磁界の平面視方向を向いており、
前記外部磁界の平面視方向からの前記平面内への傾き角度をθとしたとき、前記細長部の長手方向の傾き角度θは、７２°〜１０８°の範囲内に規定されることを特徴とするものである。
【００１６】
上記の構成により、フリー磁性層の磁化反転はスピン回転が支配的になり、Ｒ−Ｈ波形上でのヒステリシスが小さくなり、外部磁界に対するリニア特性を向上できる。よって、高速応答性を向上させることができる。
【００１７】
本発明では、前記細長部の長手方向の傾き角度θは、８５°〜９５°の範囲内に規定されることが好ましい。また、前記細長部の長手方向の傾き角度θは、略９０°であり、前記細長部の長手方向が、前記Ｘ１−Ｘ２方向に略平行に向けられていることがより好ましい。これにより、Ｒ−Ｈ波形上でのヒステリシスをほぼ無くすことができ、高速応答性をより効果的に向上させることができる。
【００１８】
また本発明では、前記磁気検出素子が複数設けられてブリッジ回路を構成しており、
前記固定磁性層の磁化方向と、前記フリー磁性層の磁化方向とが無磁場状態にて直交状態にあることが好ましい。
【００１９】
上記のように、無磁場状態にて固定磁性層の磁化方向とフリー磁性層の磁化方向とが直交状態にあると、無磁場状態での磁気検出素子の電気抵抗値をほぼ中間値Ｒｃ（最大値Ｒｍａｘと最小値間Ｒｍｉｎの真ん中の値）にできるため、ブリッジ回路の電位を無磁場状態にて中点電位に合わせやすく、信号伝送の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の磁気結合型アイソレータによれば、高速応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の磁気結合型アイソレータ（磁気カプラ）の全体の回路構成図、
【図２】磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４にて構成されるブリッジ回路図、
【図３】本実施形態における磁気結合型アイソレータの部分平面図、
【図４】図３に示すＡ−Ａ線に沿って厚さ方向に切断し矢印方向から見た部分断面図、
【図５】本実施形態の磁気検出素子の拡大縦断面図、
【図６】（ａ）は本実施形態の磁気検出素子の拡大平面図、（ｂ）は、固定磁性層及びフリー磁性層の磁化方向、外部磁界の平面視方向、さらには外部磁界の平面視方向からの細長部の長手方向の傾き角度θを示す概念図、
【図７】本実施形態における磁気検出素子のＲ−Ｈ波形図、
【図８】細長部の長手方向の傾き角度θと、フリー磁性層の保磁力とを関係を示すグラフであり（ｂ）は（ａ）の一部を拡大したグラフ、
【図９】従来における磁気結合型アイソレータの部分平面図、
【図１０】（ａ）は従来例の磁気検出素子の拡大平面図、（ｂ）は、固定磁性層及びフリー磁性層の磁化方向、外部磁界の平面視方向を示す概念図、
【図１１】従来における磁気検出素子のＲ−Ｈ波形図、
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本実施形態の磁気結合型アイソレータ（磁気カプラ）の全体の回路構成図、図２は、磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４にて構成されるブリッジ回路図、図３は本実施形態における磁気結合型アイソレータの部分平面図、図４は、図３に示すＡ−Ａ線に沿って厚さ方向に切断し矢印方向から見た部分断面図、図５は、本実施形態の磁気検出素子の拡大縦断面図、図６（ａ）は、本実施形態における磁気検出素子の拡大平面図、（ｂ）は、磁気検出素子を構成する固定磁性層及びフリー磁性層の磁化方向、平面コイルから磁気検出素子に作用する外部磁界の平面視方向、さらには、前記外部磁界の平面視方向からの磁気検出素子の細長部の傾き角度θを示す概念図、である。
【００２３】
なお図３では、絶縁層を図示せず、また平面コイル２の内縁及び外縁のみを示し、平面コイル２下に位置する磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４を透視して示した。
【００２４】
図１に示すように磁気結合型アイソレータ１は、平面コイル２と、磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４とを有して構成される。平面コイル２と各磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４は絶縁層を介して電気的に絶縁されているが、磁気的結合が可能な間隔を空けて配置される。
【００２５】
平面コイル２は図３のように、Ｘ１−Ｘ２方向に帯状に延びる第１磁界発生部３と第２磁界発生部４を有する。第１磁界発生部３と第２磁界発生部４は図示Ｙ１−Ｙ２方向に間隔を空けて対向している。第１磁界発生部３と第２磁界発生部４は連結部１７，１８を介して連結されている。連結部１７，１８は、湾曲状となっているが形態を限定するものではない。第１磁界発生部３、第２磁界発生部４、及び連結部１７，１８に囲まれて空間部１９が形成されている。
【００２６】
図４に示すように平面コイル２は、幅寸法Ｔ３で形成されたコイル片６が所定の間隔Ｔ２を空けて、複数回、平面内にて巻回形成された形状である。よって、図４に示すように、第１磁界発生部３及び第２磁界発生部４は、複数本のＸ１−Ｘ２方向に延びるコイル片６がＹ１−Ｙ２方向に並設された構成となっている。
【００２７】
平面コイル２に接続される２つの電極パッド５，９が設けられている。電極パッド５，９は円形状であるが特に形状を限定するものではない。さらに平面コイル２は電極パッド５，９を介して図１に示すように送信回路７に接続されている。送信回路７から入力信号に基づく電流が流れると、平面コイル２から外部磁界が発生する。図４に示すように第１磁界発生部３を構成するコイル片６、及び第２磁界発生部４を構成するコイル片６では電流の流れる向きが逆である。よって、第１磁界発生部３を構成するコイル片６により発生する外部磁界Ｈ１と、第２磁界発生部４を構成するコイル片６により発生する外部磁界Ｈ２は逆向きである。図３、図４に示すように第１磁界発生部３の真下（真上でもよい）、及び第２磁界発生部の真下（真上でもよい）には、夫々磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４が絶縁層８を介して対向配置されている。そして、第１磁界発生部３と対向配置された第１磁気検出素子Ｒ１及び第４磁気検出素子Ｒ４に第１磁界発生部３より作用する外部磁界Ｈ１と、第２磁界発生部４と対向配置された第２磁気検出素子Ｒ２及び第３磁気検出素子Ｒ３に前記第２磁界発生部４より作用する外部磁界Ｈ２は反平行となる。なお、磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４の形成位置は、磁界発生部３，４の真上、真下以外の位置であってもよい。
【００２８】
図４に示すように、基板５０上に絶縁下地層５１が形成され、絶縁下地層５１上に各磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４が形成される。絶縁下地層５１はＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2等である。また図４に示すように各磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４上は絶縁層８で覆われ、絶縁層８の平坦化面８ａ上に平面コイル２が形成される。さらに平面コイル２上が絶縁層５２で覆われる。絶縁層８，５２は、無機絶縁材料で形成されても有機絶縁材料で形成されてもどちらでもよい。
【００２９】
図２に示すように第１磁気検出素子Ｒ１と第２磁気検出素子Ｒ２は直列接続され、第３磁気検出素子Ｒ３と第４磁気検出素子Ｒ４は直列接続されている。
【００３０】
図２に示すように第１磁気検出素子Ｒ１と第３磁気検出素子Ｒ３は入力端子（入力パッド）１０に接続されている。
【００３１】
また第２磁気検出素子Ｒ２と第４磁気検出素子Ｒ４は夫々、別々のグランド端子（グランドパッド）１１，１２に接続されている。よって、この実施形態ではグランド端子１１，１２は２つある。ただしグランド端子は共通にしてもよい。
【００３２】
図２に示すように、第１磁気検出素子Ｒ１と第２磁気検出素子Ｒ２の間には第１出力端子（第１出力パッド，ＯＵＴ１）１３が接続されており、第３磁気検出素子Ｒ３と第４磁気検出素子Ｒ４の間には第２出力端子（第２出力パッド，ＯＵＴ２）１４が接続されている。
【００３３】
図１，図２に示すように、第１出力端子１３及び第２出力端子１４の出力側が差動増幅器１５に接続されている。
【００３４】
そして図１に示すように差動増幅器１５の出力側は、外部出力端子１６に接続されている。
【００３５】
図５に示すように、本実施形態における磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４は、下から下地層５３、反強磁性層５４、固定磁性層５５、非磁性層５６、フリー磁性層５７及び保護層５８の順に積層された積層構造で形成される。
【００３６】
反強磁性層５４は、例えば、元素α（ただしαは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成される。
【００３７】
固定磁性層５５は、反強磁性層５４との界面で生じる交換結合磁界（Ｈｅｘ）により例えば図示Ｙ１方向に磁化固定されている。また図５では、固定磁性層５５は、ＣｏＦｅ等の単層構造であるが、積層構造、特に磁性層／非磁性中間層／磁性層で形成された積層フェリ構造であることが、固定磁性層５５の磁化固定力を大きくでき好適である。
【００３８】
非磁性層５６はＣｕ等で形成される。フリー磁性層５７は、ＮｉＦｅ等の磁性層を有して形成されている。フリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）は固定されておらず外部磁界により変動する。保護層５８はＴａ等の非磁性金属材料で形成される。
【００３９】
図６（ａ）の平面図に示すように、各磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４は、Ｘ１−Ｘ２方向の長さ寸法Ｌ１がＹ１−Ｙ２方向の幅寸法Ｔ１より長い細長部５９が、Ｙ１−Ｙ２方向に間隔を空けて複数配列され、各細長部５９のＸ１−Ｘ２方向を向く両側端部が互い違いに連結されたミアンダ形状で形成される。ただし細長部５９は１つでもよい。
【００４０】
図６（ａ）に示す実施形態では、細長部５９の長さ寸法Ｌ１を、湾曲した連結部６０を除いた残りの部分で規定している。幅寸法Ｔ１は５μｍ以下で、長さ寸法Ｌ１は幅寸法Ｔ１の２倍以上、好ましくは１０倍以上であると後述する形状異方性を大きくでき好適である。
【００４１】
平面コイル２の第１磁界発生部３からは図４に示す外部磁界Ｈ１が生じ、第２磁界発生部４からは図４に示す外部磁界Ｈ２が生じる。第１磁界発生部３及び第２磁界発生部４はともにＸ１−Ｘ２方向に平行に延びる形態であり、第１磁界発生部３を構成するＸ１−Ｘ２方向に延びるコイル片６に電流が流れることで発生する外部磁界Ｈ１、及び第２磁界発生部４を構成するＸ１−Ｘ２方向に延びるコイル片６に電流が流れることで発生する外部磁界Ｈ２はともに平面視にてＹ１−Ｙ２方向を向いている。図６（ｂ）では外部磁界Ｈ１，Ｈ２の平面視方向をＣで示している。
【００４２】
本実施形態では、磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４の固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）は、図５、図６（ｂ）に示すように前記外部磁界Ｈ１，Ｈ２の平面視方向Ｃを向いている。
【００４３】
フリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）は、無磁場状態（外部磁界が作用していない状態）で、固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）と直交状態にある。よってフリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）は、Ｘ１−Ｘ２方向を向いている。このように無磁場状態では固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）は直交状態にあるため、無磁場状態での磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４の電気抵抗値は中間値Ｒｃ（最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎ間の真ん中の値）となる。そして、外部磁界Ｈ１，Ｈ２の作用により、フリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）は、Ｙ１方向、あるいはＹ２方向を向く。フリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）がＹ１方向を向いたとき、固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）は平行状態になり、電気抵抗値が中間値Ｒｃから最小値Ｒｍｉｎに変化する。一方、フリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）がＹ２方向を向いたとき、固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）は反平行状態になり、電気抵抗値が中間値Ｒｃから最大値Ｒｍａｘに変化する。
【００４４】
このように固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）を、外部磁界Ｈ１，Ｈ２の平面視方向Ｃと平行に向け、且つ無磁場状態にて固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）とを直交状態にすることで、外部磁界Ｈ１，Ｈ２が作用したときに、磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４の電気抵抗値の変化をフルレンジで変動させることが出来る。
【００４５】
外部磁界Ｈ１，Ｈ２の平面視方向Ｃから平面内（Ｘ−Ｙ面内）への傾き角度をθとしたとき、図６に示す実施形態では、細長部５９の長手方向の傾き角度θが略９０°である。すなわち細長部５９の長手方向はＸ１−Ｘ２方向に略平行に向けられている。
【００４６】
図６（ａ）の実施形態では、細長部５９の長手方向がＸ１−Ｘ２方向に向けられているためフリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）は形状異方性により磁化容易軸方向であるＸ１−Ｘ２方向に向きやすくなる。そして、上記したように、外部磁界Ｈ１，Ｈ２の平面視方向Ｃは、Ｙ１−Ｙ２方向であり、固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）は外部磁界Ｈ１，Ｈ２の平面視方向Ｃを向いている。このような固定磁性層５５及びフリー磁性層５７の磁化方向と、外部磁界Ｈ１，Ｈ２の平面視方向Ｃとの関係により、フリー磁性層５７の磁化反転はスピン回転が支配的になり、図７に示すＲ−Ｈ波形上にてヒステリシスがほとんど発生しない。すなわち外部磁界Ｈ１，Ｈ２に対するリニア特性が向上し、これにより、従来に比べて高速応答性を向上させることが可能になる。
【００４７】
本実施形態では細長部５９の長手方向の傾き角度θは、７２°〜１０８°の範囲内に規定される。これにより、図８に示すように、フリー磁性層５７の保磁力Ｈｃを２Ｏｅ以下に抑えることが出来る。図８（ｂ）は、図８（ａ）の一部を拡大して示したグラフである。ここで、ヒステリシスループの広がり幅は２×保磁力Ｈｃで示される（図１１参照）。よって保磁力Ｈｃが小さいことはヒステリシスが小さいことを意味する。
【００４８】
図８では、以下の膜構成を用いてフリー磁性層の保磁力Ｈｃの実験を行った。
実験では、下からＴａ（３０）／ＮｉＦｅＣｒ（６０）／ＰｔＭｎ（２００）／Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（１７）／Ｒｕ（９）／Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（２０）／Ｃｕ（２０）／Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（１０）／Ｎｉ81at%Ｆｅ19at%（５０）／Ｔａ（８０）の順に積層した。フリー磁性層は、Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（１０）／Ｎｉ81at%Ｆｅ19at%（５０）の２層構造である。なお括弧内の数値は膜厚を示し単位はÅである。
【００４９】
また、幅寸法Ｔ１が３μｍで、長さ寸法Ｌ１が５０μｍの細長部５９を５本並列に設けたミアンダ形状で磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４を形成した。固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）はＹ１−Ｙ２方向であり、フリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）は、細長部５９の長手方向である。そして外部磁界をＹ１−Ｙ２方向に与え、細長部５９の長手方向の傾き角度θに対するフリー磁性層５７の保磁力Ｈｃを求めた。
【００５０】
図８に示すように、細長部５９の長手方向の傾き角度θを９０°に近づけることでフリー磁性層５７の保磁力Ｈｃは徐々に小さくなることがわかった。
【００５１】
本実施形態では、細長部５９の長手方向の傾き角度θは、図８に８５°〜９５°の範囲内に規定されることが好ましく、図６に示したように、細長部５９の長手方向の傾き角度θが、略９０°であると、フリー磁性層５７の保磁力Ｈｃがほぼ０Ｏｅになり、図７のＲ−Ｈ波形に示すようにほとんどヒステリシスが生じないように出来る。
【００５２】
また本実施形態では、図２，図３に示すように４つの磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４を用いてブリッジ回路を構成し、また無磁場状態において、固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）とを直交させている。これにより、無磁場状態での磁気検出素子Ｒ１〜Ｒ４の電気抵抗値をほぼ中間値Ｒｃにできるため、ブリッジ回路の出力端子１３，１４の電位を無磁場状態にて中点電位に合わせやすい。このため、外部出力端子１６から得られる信号を、外部磁界の変動に合わせて高精度に出力でき、信号伝送の信頼性を向上させることができる。
【００５３】
本実施形態では、細長部５９の長手方向における傾き角度θを７２°〜１０８°に規定している。したがって図６の状態から細長部５９がやや傾いた状態を含む。このとき、無磁場状態にて、フリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）が形状異方性により細長部５９の長手方向を向いているとすると、外部磁界の平面視方向Ｃと同方向を向く固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）とは直交状態にならなくなる。このため、例えばバイアス層を設けて、フリー磁性層５７にバイアス磁界を与え、無磁場状態にて、固定磁性層５５の磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層５７の磁化方向（Ｆ方向）とが直交状態になるように調整することも可能である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｒ１〜Ｒ４  磁気検出素子
１  磁気結合型アイソレータ
２  平面コイル
３  第１磁界発生部
４  第２磁界発生部
６  コイル片
７  送信回路
８  絶縁層
５０  基板
５４  反強磁性層
５５  固定磁性層
５６  非磁性層
５７  フリー磁性層
５９  細長部
６０  連結部
【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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