(57)【要約】【課題】  特に、ＤＣ耐圧性やＥＳＤ耐性、磁気抵抗変化率の電圧依存特性に優れた１００％以上の高い磁気抵抗変化率を有する磁気センサを提供することを目的とする。【解決手段】  外部磁界に対して電気抵抗値が変動するＴＭＲ素子３を備える磁気センサ１であって、前記ＴＭＲ素子３は、反強磁性層１１、固定磁性層２３、絶縁障壁層１６、及びフリー磁性層２４を順に積層して成り、前記絶縁障壁層１６は、膜厚が１６Å〜４０ÅのＭｇ−Ｏで形成されていることを特徴とするものである。また、ＴＭＲ素子を構成する各層の界面と平行な面は、略円形状であり、直径が５μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。またＴＭＲ素子３は、８個以上、直列接続されていることが好ましい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界に対して電気抵抗値が変動するトンネル型磁気抵抗効果素子を備える磁気センサであって、
前記トンネル型磁気抵抗効果素子は、反強磁性層、固定磁性層、絶縁障壁層、及びフリー磁性層を順に積層して成り、
前記絶縁障壁層は、膜厚が１６Å〜４０ÅのＭｇ−Ｏで形成されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記トンネル型磁気抵抗効果素子を構成する各層の界面と平行な面は、角が無い形状であり、面積が１９．６μｍ2〜７８５０μｍ2の範囲内である請求項１記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記平行な面は、円形状であり、直径が５μｍ〜１００μｍの範囲内である請求項２記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記トンネル型磁気抵抗効果素子は８個以上、直列接続されている請求項２又は３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、トンネル型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】
ＴＭＲ素子（トンネル型磁気抵抗効果素子）は、ホール素子やＡＭＲ素子（異方性磁気抵抗効果素子）、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）に比べて磁気抵抗変化率を大きくできる。ＴＭＲ素子は、例えば、ハードディスクドライブ装置の磁気ヘッドに使用されることが知られている。
【０００３】
しかしながら磁気ヘッドの用途では、良好なヘッド特性を得るために、磁気抵抗変化率を犠牲にしても素子抵抗を下げることが必要であった。
【０００４】
一方、下記に示す特許文献にはＴＭＲ素子をエンコーダやスイッチ等の磁気センサに使用することが開示されている。磁気センサの用途では磁気ヘッドの用途と違って、素子抵抗に関わらず、磁気抵抗変化率をより大きくしたほうが検出精度や回路設計に有利と考えられる。
【０００５】
しかしながらこれら文献には、磁気抵抗変化率をより大きくするためのＴＭＲ素子の構成に対する改良は何らなされていない。
【０００６】
また、ＴＭＲ素子はＤＣ耐圧性やＥＳＤ耐性に劣るという問題があった。
さらに、ＴＭＲ素子は印加電圧の増加に伴って、磁気抵抗変化率が劣化する性質があった。
【特許文献１】特開平１１−１１２０５４号公報
【特許文献２】特開平１１−１０８６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、特に、ＤＣ耐圧性やＥＳＤ耐性、磁気抵抗変化率の電圧依存特性に優れた１００％以上の高い磁気抵抗変化率を有する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】
【０００８】
本発明は、外部磁界に対して電気抵抗値が変動するトンネル型磁気抵抗効果素子を備える磁気センサであって、
前記トンネル型磁気抵抗効果素子は、反強磁性層、固定磁性層、絶縁障壁層、及びフリー磁性層を順に積層して成り、
前記絶縁障壁層は、膜厚が１６Å〜４０ÅのＭｇ−Ｏで形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、トンネル型磁気抵抗効果素子の磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）を１００％以上、ＢＤＶ（絶縁破壊電圧、break down voltage）を１Ｖ以上に出来る。そして、本発明によれば、増幅手段（増幅回路）を用いなくても高出力を得ることが可能な磁気センサを実現できる。
【００１０】
本発明では、前記トンネル型磁気抵抗効果素子を構成する各層の界面と平行な面は、角が無い形状であり、面積が１９．６μｍ2〜７８５０μｍ2の範囲内であることが好ましい。特に、前記平行な面は、円形状であり、直径が５μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。これにより、ＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００１１】
また本発明では、前記トンネル型磁気抵抗効果素子は８個以上、直列接続されていることが好ましい。高ＢＤＶ及び高ＥＳＤ耐性のトンネル型磁気抵抗効果素子を８個以上、直列に接続することで、より効果的に、ＤＣ耐圧性を向上でき、且つ、磁気抵抗変化率の電圧依存係数（ＶＣΔＲ／Ｒ）及び抵抗値の電圧依存係数（ＶＣＲ）を小さくできる。具体的には、磁気抵抗変化率の電圧依存係数（ＶＣΔＲ／Ｒ）及び抵抗値の電圧依存係数（ＶＣＲ）を共に絶対値で２０ｐｐｍ／ｍＶ以下に抑えることができ、優れた電圧依存特性を得ることが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＤＣ耐圧性やＥＳＤ耐性、磁気抵抗変化率の電圧依存特性に優れた１００％以上の高い磁気抵抗変化率を有するＴＭＲ素子を備え、増幅手段（増幅回路）を用いなくても高出力を得ることが可能な磁気センサを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本実施形態における磁気センサの部分平面図、図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た部分断面図、図３は本実施形態におけるトンネル型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）を膜厚方向から切断して示した拡大断面図、図４は本実施形態の磁気センサを用いて構成される２線式スイッチの回路図、図５は本実施形態の磁気センサを用いて構成されるエンコーダの回路図、である。
【００１４】
図１、図２に示すように、磁気センサ１は、下部電極２と、ＴＭＲ素子３と、上部電極４とを有して構成される。なお図１では図２に示す絶縁層を図示していない。図２に示すように下部電極２が基板６上に形成される。図１に示すように、この実施形態では、複数の下部電極２がＸ方向に所定の間隔を空けて配列されている。下部電極２はＸ方向の長さ寸法よりＹ方向の長さ寸法のほうが長い縦長形状で形成されている。下部電極２は非磁性導電材料でスパッタやメッキ等で形成される。
【００１５】
図２に示すように、下部電極２の周囲は絶縁層５で埋められている。そして下部電極２の上面２ａと絶縁層５の上面５ａとがＣＭＰ技術等を用いて同一平坦面に形成されている。絶縁層５はＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2等の絶縁材料で形成される。
【００１６】
図１，図２に示すように、各下部電極２上には夫々、２つずつＴＭＲ素子３が形成される。ＴＭＲ素子３の膜構成については後述する。各下部電極２上に形成された２個のＴＭＲ素子３は、Ｙ方向に間隔を空けて配列されている。
【００１７】
図２に示すようにＴＭＲ素子３の周囲は絶縁層７で埋められている。図２に示すようにＴＭＲ素子３の上面３ａと絶縁層７の上面７ａは同一平坦面で形成されることが好適であるが、凹凸面であってもよい。
【００１８】
図１，図２に示すように、隣り合う下部電極２上に形成され、且つＸ方向にて対向するＴＭＲ素子３の上面間が上部電極４により電気的に接続される。上部電極４は、Ｙ方向への長さ寸法よりもＸ方向への長さ寸法のほうが長い横長形状で形成されている。図１に示すようにＹ１側に形成される上部電極４と、Ｙ２側に形成される上部電極４とがあり、これらがＸ方向に向けて交互に配列されることで、複数のＴＭＲ素子３が下部電極２及び上部電極４を介して直列接続された構成となっている。電流は、ＴＭＲ素子３内を膜厚方向（Ｚ方向）に流れる。
【００１９】
ＴＭＲ素子３の膜構成について図３を用いて説明する。下部電極２と上部電極４の間に設けられるＴＭＲ素子３は図３に示すように、下からシード層１０、反強磁性層１１、固定磁性層２３、絶縁障壁層１６、フリー磁性層２４及び保護層２１の順に積層されて構成される。
【００２０】
シード層１０は、その上に形成される各層の結晶配向性を整えるために用いられ、ＲｕやＮｉ−Ｆｅ−Ｃｒ等で形成される。
【００２１】
反強磁性層１１は、Ｉｒ−ＭｎやＰｔ−Ｍｎ等で形成される。
固定磁性層２３は、図３に示すように下から第１固定磁性層１２、非磁性中間層１３、第２固定磁性層２２の順に積層された積層フェリ構造である。第１固定磁性層１２は、磁場中アニールにて反強磁性層１１との間で生じる交換結合磁界（Ｈｅｘ）や第１固定磁性層１２と第２固定磁性層２２間で生じるＲＫＫＹ相互作用により、磁化が一方向に固定される。一方、第２固定磁性層２２の磁化は、第１固定磁性層１２の磁化方向に対して逆方向に固定される。第１固定磁性層１２は例えば、Ｃｏ−Ｆｅで形成される。非磁性中間層１３は、例えばＲｕで形成される。第２固定磁性層２２は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ層１４と、Ｃｏ−Ｆｅ層１５の積層構造で形成される。
【００２２】
本実施形態では、絶縁障壁層１６はＭｇ−Ｏで形成される。Ｍｇの組成比は４０ａｔ％〜６０ａｔ％の範囲内であることが好ましい。Ｍｇ50at%Ｏ50at%であることが最も好ましい。
【００２３】
図３の実施形態では、フリー磁性層２４は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ層１７／Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ層１８／Ｔａ層１９／Ｎｉ−Ｆｅ層２０の積層構造で形成される。
【００２４】
保護層２１は例えばＴａで形成される。
上記したＴＭＲ素子３の層構成や材質は一例である。例えば、下からフリー磁性層２４、絶縁障壁層１６、固定磁性層２３及び反強磁性層１１の順に積層されてもよい。また固定磁性層２３やフリー磁性層２４は、磁性層の単層構造や積層構造であってもよい。
【００２５】
本実施形態の特徴的構成について以下に説明する。
本実施形態では、ＴＭＲ素子３の絶縁障壁層１６がＭｇ−Ｏで形成され、絶縁障壁層１６の膜厚Ｈ１が１６Å〜４０Åの範囲内である。膜厚Ｈ１を２０Å以上にすることが好ましい。また膜厚Ｈ１を３０Å以下にすることが好ましい。
【００２６】
ここで、後述する実験に示すように、絶縁障壁層１６の膜厚Ｈ１を１６Å以上とすることでＲＡが大きくなる。Ｒは例えばＲｍｉｎであり、Ａは、ＴＭＲ素子３のＸ−Ｙ面の面積（平均値）である。磁気ヘッドの用途ではＲＡの調整が重要であったが、センサ用途では、ＲＡに関わらず、磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）の観点から絶縁障壁層１６の膜厚Ｈ１の調整を図ることが出来る。
【００２７】
そして、上記のようにＭｇ−Ｏで形成された絶縁障壁層１６の膜厚Ｈ１を１６Å〜４０Åの範囲内とすることで、ＴＭＲ素子の磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）を１００％以上、好ましくは１５０％以上、さらに好ましくは２００％以上に出来る。ここでΔＲは、Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎであり、Ｒｍａｘは、図３に示す第２固定磁性層２２の磁化方向と、フリー磁性層２４の磁化方向とが反平行となったときの電気抵抗値であり、Ｒｍｉｎは、図３に示す第２固定磁性層２２の磁化方向と、フリー磁性層２４の磁化方向とが平行になったときの電気抵抗値である。
【００２８】
また本実施形態では、ＴＭＲ素子１個のＢＤＶ（絶縁破壊電圧、break down voltage）を１Ｖ以上に出来る。
【００２９】
次に本実施形態では、図１に示すように、ＴＭＲ素子３を構成する各層の界面と平行な面（Ｘ−Ｙ面）は、円形状である。このため形状異方性が小さく、外部磁界がどの方向から及んでも（例えば３６０度の回転磁場が作用する場合でも）、ＴＭＲ素子３を構成するフリー磁性層２４が、感度良く反応し、検知精度の向上を図ることが出来る。
【００３０】
そして、ＴＭＲ素子３の円形状で形成されたＸ−Ｙ面の直径Φ（平均値）は、５μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好適である。これにより、ＥＳＤ耐性を向上させることができる。直径Φを１０μｍ以上にすることがより好ましい。
【００３１】
このようにＴＭＲ素子３のＸ−Ｙ面は、円形状であることが好ましいが、本実施形態では、円形状以外であってもよい。ただし、円形状と同様に、角が無い形状にすることがよい。例えば楕円形状や多角形の角をＲ状にした形状である。かかる場合、ＴＭＲ素子３のＸ−Ｙ面の面積Ａ（平均値）は、１９．６μｍ2〜７８５０μｍ2の範囲内であることが好適である。この数値範囲は、直径Φを５〜１００μｍとした円形状のＸ−Ｙ面の面積Ａに対応している。また、ＴＭＲ素子３のＸ−Ｙ面の面積Ａは、７８．５μｍ2以上であることがより好ましい。この数値は、直径Φを１０μｍとした円形状のＸ−Ｙ平面の面積に対応している。
【００３２】
次に本実施形態では、高ＢＤＶ及び高ＥＳＤ耐性を有するＴＭＲ素子３が８個以上、直列接続される。図１では１２個のＴＭＲ素子３が直列接続される。これにより、より効果的に、ＤＣ耐圧性を向上でき、且つ、磁気抵抗変化率の電圧依存係数（ＶＣΔＲ／Ｒ）及び抵抗値の電圧依存係数（ＶＣＲ）を小さくできる。具体的には、磁気抵抗変化率の電圧依存係数（ＶＣΔＲ／Ｒ）及び抵抗値の電圧依存係数（ＶＣＲ）を共に絶対値で２０ｐｐｍ／ｍＶ以下に抑えることができ、優れた電圧依存特性を得ることが出来る。
【００３３】
このように優れた電圧依存性を得ることができることで、印加電圧の増加に伴う磁気抵抗変化率の劣化を抑制することが出来る。換言すれば、ＴＭＲ素子３の直列素子数を増やすことで、素子一個当たりの印加電圧を小さくでき、磁気抵抗変化率をより効果的に増大させることが可能である。
【００３４】
図４は本実施形態の磁気センサを用いて構成される２線式スイッチの回路図である。図４の素子部３０は、図１に示すように複数のＴＭＲ素子３が直列接続された構成である。例えば印加電圧は５ｖである。各ＴＭＲ素子３（磁気抵抗変化率＝１６２％）のＸ−Ｙ面を直径Φ＝５μｍの円形状で形成し、３２個のＴＭＲ素子３を直列接続した構成では、ＤＣ耐圧を４５Ｖに出来た。また固定磁性層（第２固定磁性層２２）とフリー磁性層２４の磁化方向が平行なときの電流値は１１ｍＡ（ＯＮ状態）で、固定磁性層（第２固定磁性層２２）とフリー磁性層２４の磁化方向が反平行なときの電流値は４．２ｍＡ（ＯＦＦ状態）であった。このように、ＯＮ状態での電流値をＯＦＦ状態の電流値の倍以上にでき、本実施形態の磁気センサ１を２線式スイッチに好ましく適用できることがわかった。
【００３５】
図５は本実施形態の磁気センサを用いて構成されるエンコーダの回路図である。
４つの素子部３１〜３４がブリッジ回路を構成している。素子部３１と素子部３２とが第１出力端子（ＯＵＴＡ）を介して直列に接続される。また素子部３３と素子部３４とが第２出力端子（ＯＵＴＢ）を介して直列に接続される。各素子部３１〜３４は図１に示すＴＭＲ素子３にて構成される。図５に示す各素子部３１〜３４の矢印は、ＴＭＲ素子３の固定磁性層（第２固定磁性層２２）の磁化方向を示している。図５の構成により、第１出力端子（ＯＵＴＡ）からはｓｉｎ波が出力され、第２出力端子（ＯＵＴＢ）からはｃｏｓ波が出力される。例えば印加電圧は５Ｖである。
【００３６】
ここで、図５に示す各素子部３１〜３４を構成する各ＴＭＲ素子３（磁気抵抗変化率＝１８２％）のＸ−Ｙ面を直径Φ＝５μｍの円形状で形成し、各素子部３１〜３４を夫々、３２個のＴＭＲ素子３を直列接続した構成（計１２８個）では、ＤＣ耐圧を４５Ｖに出来た。また、Ｖｐｐ（出力波形の最大出力と最小出力の差）を２．３８Ｖ（印加電圧は５Ｖ）に出来た。
【００３７】
このように、本実施形態の磁気センサ１を用いれば、増幅手段（増幅回路）を用いなくても高出力を得ることができる。よって回路構成を容易化でき、また磁気センサ１の小型化を図ることができ、さらにコストも低減できる。
【実施例】
【００３８】
（Ｍｇ−Ｏの膜厚の実験）
ＴＭＲ素子３を以下の層構成にて形成した。
下から、シード層１０；Ｔａ（３０）／Ｒｕ（４０）／反強磁性層１１；Ｉｒ20at%Ｍｎ80at%（８０）／固定磁性層２３［第１固定磁性層１２；Ｃｏ70at%Ｆｅ30at%（１４）／非磁性中間層１３；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層２２；［｛Ｃｏ−Ｆｅ｝70at%Ｂ30at%（７）／Ｃｏ50at%Ｆｅ50at%（６）］］／絶縁障壁層１６；Ｍｇ50at%Ｏ50at%／フリー磁性層２４［Ｃｏ50at%Ｆｅ50at%（１０）／｛Ｃｏ−Ｆｅ｝70at%Ｂ30at%（１５）／Ｔａ（３）／Ｎｉ88at%Ｆｅ12at%（１２０）］／保護層２１；Ｒｕ（２０）／Ｔａ（２８０）の順に積層した。上記各層の括弧内の数値はいずれも膜厚を示し単位はÅである。
【００３９】
また各層の界面と平行な面（Ｘ−Ｙ平面）を円形状で形成し、直径Φを１０〜２０μｍに設定した。
【００４０】
実験では、Ｍｇ−Ｏで形成された絶縁障壁層１６の膜厚Ｈ１を変化させて、ＲＡ、磁気抵抗効変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）、ＢＤＶを測定した。ここでＲＡは、（最小抵抗値Ｒｍｉｎ）×（Ｘ−Ｙ面の面積Ａ）である。
【００４１】
図６は、絶縁障壁層１６の膜厚とＲＡとの関係を示す。図７は、絶縁障壁層１６の膜厚と磁気抵抗効変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）との関係を示す。図８は、絶縁障壁層１６の膜厚とＢＤＶとの関係を示す。
【００４２】
図６に示すように、絶縁障壁層１６の膜厚が厚くあるほど、ＲＡが大きくなることがわかった。なお、ＲＡは膜構成（特に絶縁障壁層１６の膜厚Ｈ１）に依存し、直径Φや直列素子数に依存しない。
【００４３】
また図７に示すように、絶縁障壁層１６の膜厚を厚くすると徐々に磁気抵抗効変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）は大きくなっていったが、途中からさほど磁気抵抗効変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）の上昇が見られなかった。
【００４４】
また図８に示すように、絶縁障壁層１６の膜厚が厚くあるほど、ＢＤＶを大きくできることがわかった。
【００４５】
磁気センサ用途では、抵抗値は大きくてもよい。そこで、上記の実験結果からＭｇ−Ｏで形成された絶縁障壁層１６の膜厚Ｈ１を１６Å〜４０Åとした。これにより、ＴＭＲ素子の磁気抵抗効変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）を１００％以上、好ましくは１５０％以上にでき、またＴＭＲ素子１個のＢＤＶを１Ｖ以上に出来ることがわかった。また膜厚Ｈ１を２０Å以上にすることが好ましいとわかった。また膜厚Ｈ１を３０Å以下にすることが好ましいとわかった。これにより、磁気抵抗効変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）を２００％以上に出来ることがわかった。
【００４６】
（面積Ａ（直径Φ）の実験）
上記した層構成のＴＭＲ素子３を用いた。実験では、Ｍｇ−Ｏから成る絶縁障壁層１６の膜厚Ｈ１を２２Åに設定した。またＴＭＲ素子３のＲｍｉｎ・Ａは１０００Ω・μｍ2であった。８個のＴＭＲ素子３を直列接続した。
【００４７】
実験では、各層の界面と平行な面（Ｘ−Ｙ平面）を円形状で形成し、直径Φを３、５、１０μｍと変化させ、ＨＢＭ（ヒューマンボディモデル）に基づくＥＳＤ耐性を測定した。
【００４８】
図９はＨＢＭ条件を、１５００Ω、１００ｐＦ、２００Ｖとしたときの実験結果である。図９に示すように直径Φを５μｍ、１０μｍとすることで、ストレス印加前とストレス印加後の最小抵抗値Ｒｍｉｎに変化なく、１５００Ω、１００ｐＦの条件で２００ＶのＥＳＤ耐性を実現できることがわかった。
【００４９】
図１０はＨＢＭ条件を図９よりも厳しい３３０Ω、１５０ｐＦとしたときの実験結果である。図１０に示すように直径Φを１０μｍとすることで、ストレス印加前とストレス印加後の最小抵抗値Ｒｍｉｎに変化なく、３３０Ω、１５０ｐＦの条件で２００ＶのＥＳＤ耐性を実現できることがわかった。
【００５０】
上記の実験結果から、直径Φを５μｍ以上（Ｘ−Ｙ面の面積Ａは１９．６μｍ2以上）にすることでＥＳＤ耐性を向上できることがわかった。また直径Φを１０μｍ以上（Ｘ−Ｙ面の面積Ａは７８．５μｍ2以上）にすることで、より効果的にＥＳＤ耐性を向上できることがわかった。
【００５１】
（ＴＭＲ素子３の直列素子数の実験）
上記したＴＭＲ素子３の層構成を用いた。実験では、Ｍｇ−Ｏで形成された絶縁障壁層１６の膜厚Ｈ１を２１Åに設定した。また、各層の界面と平行な面（Ｘ−Ｙ平面）を円形状で形成し、直径Φ１５μｍに設定した。またＴＭＲ素子３のＲｍｉｎ・Ａは、５００Ω・μｍ2であった。
【００５２】
高ＢＤＶ及び高ＥＳＤ耐性を有する複数個のＴＭＲ素子３を直列に接続し、直列素子数と磁気抵抗変化率の電圧依存係数（ＶＣΔＲ／Ｒ）との関係を調べた。その実験結果が図１１に示されている。
【００５３】
続いて、ＴＭＲ素子３の直列素子数を８個、１２個、２０個として、直列素子数と規格化Ｖｐｐとの関係、素子一個当たりの印加電圧と規格化Ｖｐｐとの関係を調べた。その実験結果が図１２及び図１３に示されている。規格化Ｖｐｐは、直列接続数を８個としたサンプルのＶｐｐを１として計算したものである。
【００５４】
高ＢＤＶ及び高ＥＳＤ耐性を有するＴＭＲ素子３の直列接続数を好ましくは８個以上にすることで、より効果的に、ＤＣ耐圧性を向上でき、且つ、磁気抵抗変化率の電圧依存係数（ＶＣΔＲ／Ｒ）（絶対値）及び抵抗値の電圧依存係数（ＶＣＲ）（絶対値）を小さくできる。具体的には、磁気抵抗変化率の電圧依存係数（ＶＣΔＲ／Ｒ）及び抵抗値の電圧依存係数（ＶＣＲ）を絶対値で２０ｐｐｍ／ｍＶ以下に抑えることができ、優れた電圧依存特性を得ることが出来るとわかった。
【００５５】
このように優れた電圧依存性を得ることができることで、印加電圧の増加に伴う磁気抵抗変化率の劣化を抑制することが出来る。換言すれば、ＴＭＲ素子３の直列素子数を増やすことで、素子一個当たりの印加電圧を小さくでき、磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）及び出力波形のＶｐｐをより効果的に、大きくできることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態における磁気センサの部分平面図、
【図２】図１に示すＡ−Ａ線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た部分断面図、
【図３】本実施形態におけるトンネル型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）を膜厚方向から切断して示した拡大断面図、
【図４】本実施形態の磁気センサを用いて構成される２線式スイッチの回路図、
【図５】本実施形態の磁気センサを用いて構成されるエンコーダの回路図、
【図６】ＴＭＲ素子を構成するＭｇ−Ｏで形成された絶縁障壁層の膜厚とＲＡとの関係を示すグラフ、
【図７】ＴＭＲ素子を構成するＭｇ−Ｏで形成された絶縁障壁層の膜厚と磁気抵抗効変化率（ΔＲ／Ｒｍｉｎ）との関係を示すグラフ、
【図８】ＴＭＲ素子を構成するＭｇ−Ｏで形成された絶縁障壁層の膜厚とＢＤＶとの関係を示すグラフ、
【図９】Ｘ−Ｙ面の面積Ａを変えたＴＭＲ素子に対して行った、１５００Ω、１００ｐＦ、２００Ｖの条件のＨＢＭ（ヒューマンボディモデル）に基づくＥＳＤ耐性の実験結果、
【図１０】Ｘ−Ｙ面の面積Ａを変えたＴＭＲ素子に対して行った、３３０Ω、１５０ｐＦ、２００Ｖの条件のＨＢＭ（ヒューマンボディモデル）に基づくＥＳＤ耐性の実験結果、
【図１１】ＴＭＲ素子の直列素子数と磁気抵抗変化率の電圧依存係数（ＶＣΔＲ／Ｒ）との関係を示すグラフ、
【図１２】ＴＭＲ素子の直列素子数と規格化Ｖｐｐとの関係を示すグラフ、
【図１３】素子一個当たりの印加電圧と規格化Ｖｐｐとの関係を示すグラフ、
【符号の説明】
【００５７】
１  磁気センサ
２  下部電極
３  ＴＭＲ素子
４  上部電極
１１  反強磁性層
１２  第１固定磁性層
１３  非磁性中間層
１６  絶縁障壁層
２２  第２固定磁性層
２３  固定磁性層
２４  フリー磁性層
３０〜３４  素子部
【図１】
2010016260.tif 000003
【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】
2010016260.tif 000008
【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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