(57)【要約】  所定の軸上に配された磁路合流分流部と、磁路合流分流部から軸の両側に延伸される少なくとも一対の翼形状部とを備える薄膜の第１磁性体と、上記軸上にあって、第１磁性体の磁路合流分流部と間隔を置いて配される磁路合流分流部と、磁路合流分流部から軸の両側に延伸される少なくとも一対の翼形状部を備えた薄膜の第２磁性体と、第１磁性体に巻回される第１コイルと、第２磁性体に巻回される第２コイルと、第１磁性体の磁路合流分流部と、第２磁性体の磁路合流分流部との間に配される磁気抵抗効果素子と、を含み、第１コイルは、第１磁性体の少なくとも一対の翼形状部のそれぞれから磁路合流分流部に合流あるいは分流される磁路に磁場を印加し、第２コイルは、第２磁性体の磁路合流分流部から少なくとも一対の翼形状部のそれぞれに分流あるいは合流される磁路に磁場を印加し、磁気抵抗効果素子には合流された磁路に沿って磁場が印加される。
2013141124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸上に配された磁路合流分流部と、この磁路合流分流部から前記軸の両側に延伸される少なくとも一対の翼形状部とを備える薄膜の第１磁性体と、
前記所定の軸上にあって、前記第１磁性体の磁路合流分流部と間隔を置いて配される磁路合流分流部と、この磁路合流分流部から前記軸の両側に延伸される少なくとも一対の翼形状部を備えた薄膜の第２磁性体と、
前記第１磁性体に巻回される第１コイルと、
前記第２磁性体に巻回される第２コイルと、
前記第１磁性体の磁路合流分流部と、第２磁性体の磁路合流分流部との間に配される磁気抵抗効果素子と、を含み、
前記第１コイルは、第１磁性体の少なくとも一対の翼形状部のそれぞれから前記磁路合流分流部に合流あるいは分流される磁路に磁場を印加し、
前記第２コイルは、第２磁性体の前記磁路合流分流部から少なくとも一対の翼形状部のそれぞれに分流あるいは合流される磁路に磁場を印加し、
前記磁気抵抗効果素子には、前記合流された磁路に沿って、磁場が印加される磁気センサデバイス。
【請求項２】
請求項１記載の磁気センサデバイスであって、
前記第１磁性体の各翼形状部と、当該各翼形状部にそれぞれ対応する側にある第２磁性体の各翼形状部とが一体的に接続されてなる磁気センサデバイス。
【請求項３】
請求項１記載の磁気センサデバイスであって、
前記第１磁性体の各翼形状部と、当該各翼形状部にそれぞれ対応する側にある第２磁性体の各翼形状部との間には、各翼形状部の磁気的な飽和を抑制する磁気飽和抑制部が形成される磁気センサデバイス。
【請求項４】
請求項３記載の磁気センサデバイスであって、
前記磁気飽和抑制部が、非磁性部材により形成される磁気センサデバイス。
【請求項５】
請求項１，３，４のいずれか一項に記載の磁気センサデバイスであって、
前記第１，第２磁性体の磁路合流分流部はそれぞれ、前記軸上で互いに対向する側に凸部を有し、前記軸上で当該凸部に対する側には凹部が形成されてなる磁気センサデバイス。
【請求項６】
請求項１，３，４，５のいずれか一項に記載の磁気センサデバイスであって、
前記第１コイル及び第２コイルは、それぞれ複数のコイル要素を含んでなり、各コイル要素が形成する磁化方向の傾きが、互いに隣接するコイル要素同士で異なっている磁気センサデバイス。
【請求項７】
環状をなす磁性体と、
当該磁性体に巻回され、前記磁性体の周方向に半周で一回転する方向の磁場を印加するコイルと、
前記磁性体の環状の中心部に配され、測定対象となる磁場の方向に磁化方向が固定された固定層を有する磁気抵抗効果素子と、
を含む磁気センサデバイス。
【請求項８】
請求項７記載の磁気センサデバイスであって、
前記磁性体は、
縦横比の異なる環状をなし、当該環状の中心を通る短径方向に延びる線分に交差する位置における幅が、環状の中心を通る長径方向に延びる線分に交差する位置における幅よりも細く形成されている磁気センサデバイス。
【請求項９】
請求項７または８記載の磁気センサデバイスであって、
前記磁性体は、その中心を通る短径方向に延びる線分に交差する位置に、前記磁気抵抗効果素子に向けた絞りが設けられて、その内外周が亜鈴形状をなし、前記絞りにおいては磁気抵抗効果素子に向けてその幅が狭められたテーパ部が形成されている磁気センサデバイス。
【請求項１０】
請求項９記載の磁気センサデバイスであって、
前記磁性体は、その中心を通る短径方向に延びる線分に交差する位置の外周部に、前記磁気抵抗効果素子に向けた切込みが形成されてなる磁気センサデバイス。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか一項に記載の磁気センサデバイスであって、
前記コイルは、前記磁性体の周方向に対して所定角度範囲の角度で斜めに交わる斜交部を含む磁気センサデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気強度を検出するセンサデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象の磁場に沿って長手方向を有する複数の直線状磁性体を用い、互いに隣接する磁性体の間に、感磁素子としてのＳＶＧＭＲ（スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果）素子を配した電流センサが考えられている。【０００３】
また、略円形の磁性材料枠の２箇所に、内側に突出した部分であって、それぞれの先端部が円形の中心付近で互いに対向するように配された部分を設け、この内側突出部の互いに対向する位置に磁気検知素子を配した電流センサの例が、特許文献１に開示されている。電流センサの駆動方法の例は、たとえば、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７４７５１号公報
【特許文献２】特開２００８−１２８７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の直線状磁性体を用いる構成によると、使い方によっては測定磁束がＳＶＧＭＲ素子に集中し過ぎて、測定可能な範囲の上限に近接しあるいはこれを超えることがあり、却って測定精度を低下させることがある。【０００６】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、測定磁束が感磁素子に集中することを避けて、測定精度を向上できる磁気センサデバイスを提供することを、その目的の一つとする。【０００７】
なお、特許文献１に開示の構造は、外部磁場の影響を低減するためのものである。この特許文献１の例では、検出対象となる電流が流れる導体を、この内側に突出した部分に巻回して、当該電流による磁束が磁気検知素子に集中する構成としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、磁気センサデバイスであって、所定の軸上に配された磁路合流分流部と、この磁路合流分流部から前記軸の両側に延伸される少なくとも一対の翼形状部とを備える薄膜の第１磁性体と、前記所定の軸上にあって、前記第１磁性体の磁路合流分流部と間隔を置いて配される磁路合流分流部と、この磁路合流分流部から前記軸の両側に延伸される少なくとも一対の翼形状部を備えた薄膜の第２磁性体と、前記第１磁性体に巻回される第１コイルと、前記第２磁性体に巻回される第２コイルと、前記第１磁性体の磁路合流分流部と、第２磁性体の磁路合流分流部との間に配される磁気抵抗効果素子と、を含み、前記第１コイルは、第１磁性体の少なくとも一対の翼形状部のそれぞれから前記磁路合流分流部に合流あるいは分流される磁路に磁場を印加し、前記第２コイルは、第２磁性体の前記磁路合流分流部から少なくとも一対の翼形状部のそれぞれに分流あるいは合流される磁路に磁場を印加し、前記磁気抵抗効果素子には、前記合流された磁路に沿って、磁場が印加されることとしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、測定磁束が感磁素子に集中することを避けて、測定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に関連する磁気センサデバイスの概要例を表す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの構成例を表す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスのコイルの各層でのパターンの例を表す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスでのコイルの配線例を表す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの配線例を表す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの一部断面の例を表す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの一部断面の別の例を表す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの一部断面のもう一つの例を表す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスに接続される回路の例を表す概略回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスを直列に接続する場合の接続例を表す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスのまた別の構成例を表す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスを直列に接続する場合の別の接続例を表す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスに接続される回路の別の例を表す概略回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスに接続される回路のまた別の例を表す概略回路図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスで用いられる磁性体の形状の別の例を表す説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスのさらにまた別の構成例を表す平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの一例における磁気抵抗効果素子の形状及び接続例を表す説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの変形概要例を表す説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスのもう一つの変形概要例を表す説明図である。
【図２０】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスのさらに別の変形概要例を表す説明図である。
【図２１】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスのさらにもう一つの変形概要例を表す説明図である。
【図２２】本発明の一実施例に係る磁気センサデバイスによる測定対象磁場の強さに対する磁気抵抗効果素子内の磁束密度の変化例を示す説明図である。
【図２３】本発明の別の実施例に係る磁気センサデバイスによる磁気抵抗変化率の例を表す説明図である。
【図２４】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスのまた別の構成例を表す平面図である。
【図２５】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスのまた別の構成例に係る磁性体の形状例を表す平面図である。
【図２６】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの下部コイルのパターンのまた別の例を表す説明図である。
【図２７】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの上部コイルのパターンのまた別の例を表す説明図である。
【図２８】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスのさらに別の構成例を表す平面図である。
【図２９】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの下部コイルのパターンのさらに別の例を表す説明図である。
【図３０】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの上部コイルのパターンのさらに別の例を表す説明図である。
【図３１】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体のある例を表す説明図である。
【図３２】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体のもう一つの例を表す説明図である。
【図３３】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体のさらにもう一つの例を表す説明図である。
【図３４】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスでの磁気抵抗効果素子の配置例を表す説明図である。
【図３５】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体のまたさらにもう一つの例を表す説明図である。
【図３６】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体を多層とする例を表す説明図である。
【図３７】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体を多層とする例を表す断面図である。
【図３８】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体を多層とする例を表すまた別の断面図である。
【図３９】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体を多層とする例を表すさらに別の図である。
【図４０】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体のもうひとつ別の例を表す説明図である。
【図４１】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスに重ね合わせられるコイルの例を表す説明図である。
【図４２】本発明の実施例に係る磁気センサデバイスによる測定対象磁場の強さに対する磁気抵抗効果素子内の磁束密度の変化例を示す説明図である。
【図４３】本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイスの磁性体の例を表す説明図である。
【図４４】本発明の実施例に係る磁気センサデバイスにおける磁気平衡時の磁束密度分布を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る磁気センサデバイス１を想起する動機付けとなった構成を図１に例示する。図１（ａ），（ｂ）に示すように、この構成は、概念的には、面内に形成した環状の磁性体１１と、その中心部に配された磁気抵抗効果素子１２とを含んだものである。この磁性体１１は周方向に、互いに中心からの角度がθだけずれた位置における磁化方向が２θだけ異なるように磁化されている（図では磁化方向を矢印で示す）。
【００１２】
図１（ａ）の構成では、磁気抵抗効果素子１２は、その幅方向（磁気抵抗効果素子１２自体の長手方向に直交する方向、複数の磁気抵抗効果素子を直列的に接続してつづら折り形状としている場合は、個々の磁気抵抗効果素子の長手方向）が感磁方向となるＳＶＧＭＲ（スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果）素子である。この図１（ａ）の例に係る磁気抵抗効果素子１２は、その幅方向に磁化方向が固定された固定層（外部磁場により磁化方向が変化しない層）を有する。
【００１３】
図１（ａ）の構成では、この磁気抵抗効果素子１２の幅方向と測定対象となる磁場の方向Ｄ（図１（ａ）でＹ軸負の方向）とが一致するよう、磁性体１１と磁気抵抗効果素子１２とを配する。磁性体１１は、Ｘ軸方向における寸法（すなわち横寸法）とＹ軸方向における寸法（すなわち縦寸法）とが１対１である。この図１（ａ）の磁性体１１の形状は、縦横比が同じ環状であり、磁性体１１の外周形状は真円に対応する。
【００１４】
また別の動機付けとなった構成では、図１（ｂ）に例示するように、測定対象となる磁場の方向Ｄ（Ｘ軸方向）と磁気抵抗効果素子１２の幅方向とが、磁性体１１からその中心近傍に配された磁気抵抗効果素子１２に印加される磁束の向き（Ｙ軸方向）に直交するように（つまりＸ軸方向となるように）、磁性体１１と磁気抵抗効果素子１２とを配してもよい。この場合は磁気抵抗効果素子１２の幅方向と、磁性体１１から磁気抵抗効果素子１２に印加される磁束の向きとが直交するようにそれぞれが配される。図１（ａ）の例による磁気センサデバイス１は例えばフィードバック方式の電流センサとして利用する際に適した態様のもととなった構成であり、図１（ｂ）の例による磁気センサデバイス１は、例えば磁気比例方式の電流センサに適した態様のもととなった構成である。
【００１５】
本発明の実施の形態の一例に係る磁気センサデバイス１（以下、他の例と区別する必要のあるときにはこれをタイプ１と呼ぶ）を図２に示す。この例の磁気センサデバイス１は、縦横比の異なる環状をなす磁性体１１と、その中心Ｃの近傍に配された磁気抵抗効果素子１２と、磁性体１１を挟んで積層され、コイル１３の下部パターン１３ａと、及びコイル１３の上部パターン１３ｂをそれぞれ含んだ層とを備える。この磁気センサデバイス１は、図２でＤの方向（Ｙ軸負の方向）へ外部から印加される磁場を測定することが可能なものである。磁性体１１において、Ｘ軸方向における寸法（すなわち横寸法）はＹ軸方向における寸法（すなわち縦寸法）よりも大きい。図２の磁性体１１の形状は、縦横比が異なる環状であり、磁性体１１の外周形状は真円ではない。
【００１６】
ここで磁性体１１や、コイル１３の下部パターン１３ａ及び上部パターン１３ｂは平面視では互いに重なりあって陰となる部分があるので、現実には容易には視認できるものではないが、図２の磁気センサデバイス１の平面図では、説明のために磁性体１１、磁気抵抗効果素子１２、コイル１３の各部を透過した状態を示している。
【００１７】
磁性体１１は、例えば鉄とニッケルの合金（パーマロイ）であり、本実施の形態のある例では、厚さ１μｍ、飽和磁束密度Ｂｓ＝１．４５Ｔ、初透磁率μi＝２０００である。さらにこの磁性体１１は、その中心Ｃ（幅方向及び長手方向の中心）を通って短径方向に延びる線分と、磁性体１１とが交差する位置に、磁気抵抗効果素子１２に向けた絞り部１００が設けられて、その内周及び外周形状が実質的に亜鈴（ダンベル）形状をなす。絞り部１００は、Ｘ軸方向に磁性体の幅を狭めている箇所を指す。亜鈴形状は、Ｃ字状を、その開口で向い合わせて接続した形状、あるいは数字の３の字を向かい合わせて、上側弧の上部と下側弧の下部とを接続した形状に相当する。ここで内周は中心Ｃを通りＹ軸に平行な線に対して線対称であり、絞り部１００に至るまでは、その内周のＹ軸方向の幅ｗは、中心Ｃから離れるほど狭くなるように形成されている。またそのＹ軸に実質的に平行な部分Ｌｙは、他の部分よりも幅広に形成されている。これにより、より大きな外部磁場に対しても飽和しにくくなる。一例としてこの幅が１００μｍであるときには、約３１８２Ａ／ｍ（４０Ｏｅ）、１５０μｍのときには約３４２２Ａ／ｍ（４３Ｏｅ）、２００μｍのときには、約３７４０Ａ／ｍ（４７Ｏｅ）の外部磁場を印加できる。
【００１８】
また磁性体１１の絞り部１００には磁気抵抗効果素子１２に向けてその幅が狭められたテーパ（つまり、磁気抵抗効果素子１２に近接するほど幅が狭くなる部分）が形成されている。Ｘ軸方向における幅が狭められているので、絞り部の側面はＹ軸に対して斜めになって、テーパを為している。さらにこの絞り部１００の外周側（中心を通る短径方向に延びる線分に交差する位置の外周部）には、中心Ｃ、つまり磁気抵抗効果素子１２に向けた切込みＵ（Ｘ軸方向両側で磁場の向きがＹ軸に関して対称となっている部分で、Ｖ字状の凹部をなす部分）が形成されてもよい。この磁性体１１には、その周方向に半周で一回転する方向の磁場を形成するようにコイル１３が巻回される。
【００１９】
また本実施の形態の一例では、この磁性体１１には、中心Ｃを通り短径方向に延びる線分に交差する位置における磁性体１１の幅が、中心Ｃを通り長径方向に延びる線分に交差する位置における磁性体１１の幅よりも細く形成されている。
【００２０】
磁気抵抗効果素子１２は、例えばスピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果素子（ＳＶＧＭＲ素子）であり、ここではその幅方向（長手方向に直交する方向）に固定層が磁化されており、この幅方向の磁場の強さに応じた抵抗値を呈する。本実施の形態の一例では、この磁気抵抗効果素子１２は、その幅方向がＹ軸に平行になるように配される。スピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果素子として、固定層の磁化方向をセルフピンで固定する方式を採用することが好ましい。セルフピン方式の固定層としては、たとえば、強磁性層、Ｒｕ層および強磁性層を積層した構成であって、Ｒｕ層を介して強磁性層同士が反強磁性結合を為すものを用いることができる。
【００２１】
コイル１３は、磁性体１１が形成された面より下層に積層された面に配される下部パターン１３ａと、磁性体１１が形成された面の上層に積層された面に配される上部パターン１３ｂとを含む。この下部パターン１３ａを図３（ａ）に、上部パターン１３ｂを図３（ｂ）にそれぞれ示す。これらの図３（ａ），（ｂ）において、円形で示される部分はいずれもビアホールの位置を示すものであって、上部パターン１３ｂと下部パターン１３ａとの対応する位置に存在し、当該互いに対応する円形部分をビアホールを介して電気的に接続する部分にあたる。また下部パターン１３ａと上部パターン１３ｂとの矩形のパッド部Ｑ１〜Ｑ６は互いに電気的に接続される。なお、以下の説明で、磁性体１１の長径方向をＸ軸（図中右方向をＸ軸正の方向とする）、これに対する方向をＹ軸（図中上方向をＹ軸正の方向とする）とする。
【００２２】
また、配線又はコイルがＸＹ平面上で屈曲して曲がる箇所には、屈曲における角及び凹部を結ぶ横断線を図示している。横断線を介することで、配線又はコイルを複数の矩形状の線を連結したものとして図示している。ただし、ビアホール間、或いはビアホール及びパッド部間において、横断線のない連続的な単一の線によって配線又はコイルを構成してもよい。
【００２３】
またこれらの下部パターン１３ａ及び上部パターン１３ｂは、磁性体１１の環状の中心に対して点対称な部分を含む。
【００２４】
図４（ａ）は、図３（ａ）に示した下部パターン１３ａのうち、磁性体１１の長径に平行な線分（対称軸に相当する線分）からＹ軸正の方向のみを取出した図であり、図４（ｂ）は、図３（ｂ）に示した上部パターン１３ｂのうち、磁性体１１の長径に平行な線分（対称軸に相当する線分）からＹ軸正の方向のみを取出した図である。これらのパターンに含まれる巻線の少なくとも一部は、直線状でなく、Ｘ軸に平行な平行部分Ｌと、これに斜めに交わる部分（磁性体の周方向に対して所定角度範囲の角度で斜めに交わる部分、以下、斜交部と呼ぶ）Ｓとを含む。つまり、このパターンは途中で屈曲している。
【００２５】
図４（ａ）の下部パターン１３ａの巻線Ｔ１は、パッド部Ｑ１からビアホールＨ１−Ｈ１′を介して、図４（ｂ）に示す上部パターン１３ｂの巻線Ｔ１′に接続されている。上部パターン１３ｂの巻線Ｔ１′は、ビアホールＨ１２′−Ｈ１２を介して、下部パターン１３ａの巻線Ｔ２に接続される。
【００２６】
巻線Ｔ２には、斜交部Ｓ２が含まれ、ビアホールＨ２−Ｈ２′を介して、下部パターン１３ｂの巻線Ｔ２′に接続される。この巻線Ｔ２′にも斜交部が含まれる。以下、それぞれ対応するビアホールを通って下部パターン１３ａと上部パターン１３ｂとを往来しつつ、磁性体１１に対して巻線Ｔ３，Ｔ３′，Ｔ４…，Ｔ５′が巻きかかるように形成される。
【００２７】
ここで巻線Ｔ１，Ｔ２…，Ｔ５及びＴ１′，Ｔ２′…，Ｔ５′では、Ｘ軸正の方向にある巻線ほど、斜交部Ｓの長さが長くなる。斜交部ＳのＹ軸に対する角度は一定となっており、その角度は例えば２０度（Ｘ軸に対して７０度）となっている。
【００２８】
また、巻線Ｔ６は、ビアホールＨ６−Ｈ６′を介して上部パターン１３ｂの巻線Ｔ７′に接続される。巻線Ｔ７′は、ビアホールＨ７′−Ｈ７を介して下部パターン１３ａのＺ字状の巻線Ｔ７に接続される。この巻線Ｔ７は、二つの斜交部Ｓ７-1とＳ７-2と、平行部分Ｐ７とを有する。この斜交部Ｓ７-1を延長した延長線は、斜交部Ｓ７-2を延長した延長線とは、Ｙ軸に対して線対称となる。巻線Ｔ７は、ビアホールＨ１７−Ｈ１７′を介して上部パターン１３ｂのΠ字状の巻線Ｔ８′に接続される。以下、それぞれ対応するビアホールを通って下部パターン１３ａと上部パターン１３ｂとを往来しつつ、磁性体１１に対して巻線Ｔ８，Ｔ９′，Ｔ９…，Ｔ１１，Ｔ１２′が巻きかかるように形成される。これらの巻線Ｔ８，Ｔ９…，Ｔ１１、及びＴ８′，Ｔ９′，…Ｔ１１′の少なくとも一部（図４では、Ｔ８，Ｔ９，Ｔ８′，Ｔ９′）は、それぞれ２つの斜交部Ｓを備えたＹ軸に関して、接合箇所等の縁部を除き、概略対称な形状となっている。
【００２９】
なお、ここでの例では、巻線Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１１′，Ｔ１２′は、それぞれの実質的にＸ軸に平行な部分は、磁性体１１の絞り１００に巻きかかるように構成されている。また巻線Ｔ１２′は、ビアホールＨ１１２′−Ｈ１１２を介して巻線Ｔ１２に接続される。巻線Ｔ１２…Ｔ１６，Ｔ１３′…Ｔ１６′は、それぞれ実質的に巻線Ｔ５，Ｔ４…，Ｔ１，Ｔ５′，…Ｔ２′のそれぞれと、Ｙ軸に対して線対称の形状を有するものである。巻線Ｔ１６は、ビアホールＨ１１６−Ｈ１１６′を介して巻線Ｔ１７′に接続され、巻線Ｔ１７′はビアホールＨ１１７′−Ｈ１１７を介してパッド部Ｑ２に接続される。
【００３０】
なお、図３の例では、パッド部Ｑ３は、下部パターン１３ａにおいて配線を介して、磁気抵抗効果素子１２の端子の一端側に接続される。またパッド部Ｑ６は、下部パターン１３ａと同じ層にある配線を介して、磁気抵抗効果素子１２の端子の他端側に接続される。
【００３１】
本実施の形態の一例では、図５に例示するように、パッド部Ｑ４にコイル電流Ｉｃを印加する。またパッド部Ｑ５は、パッド部Ｑ２に接続される。さらにパッド部Ｑ１はコイル電流Ｉｃの共通端子（ＧＮＤ）に接続される。パッド部Ｑ３には磁気抵抗効果素子１２の電源電圧Ｖｃｃを印加し、パッド部Ｑ６を出力端子Ｖout（磁気抵抗効果素子１２の共通端子（ＧＮＤ）からの電位Ｖoutを表す電圧信号の出力端子）とする。このパッド部Ｑ４から印加されるコイル電流Ｉｃがコイル１３に流れることで、コイル１３が磁性体１１に、互いに中心からの角度がθだけずれた位置における磁化方向が２θだけ異なるように磁化する。ここでの例では、絞り部１００において絞りの方向に沿って（つまり磁気抵抗効果素子１２の幅方向に平行に）磁性体１１が磁化される。
【００３２】
図６は、図３に例示した磁気センサデバイス１の一部を、磁性体１１の中心を通る線分（図５のVI-VI線分）に沿って破断したときのその中心近傍（磁気抵抗効果素子１２の近傍）を表す概略の断面図の一例である（図７，図８も同様）。図６では理解の容易のために、コイル１３等はその配置の概要を示しており、巻数等を減らして図示している。図６に例示する、本実施の形態のある例に係る磁気センサデバイス１は、次の要領で製造される。
【００３３】
すなわち、まず基板１０上に２層の絶縁層（SiO2（基板側）及びAl2O3（絶縁膜２２側））２１を形成し、この上に幅１０μmの磁気抵抗効果素子１２（ＳＶＧＭＲ素子の膜）を偶数個、薄膜プロセスにより形成する。そしてさらにこの磁気抵抗効果素子１２の膜よりも厚い絶縁膜２２を形成し、この絶縁膜２２上に、パーマロイ等による磁性体１１と、それに巻回されるアルミニウムのコイル１３の下部パターン１３ａとを形成し、これらを樹脂２３（絶縁体）により封止する。次に樹脂２３の、コイル１３のビアホールＨを形成して下部パターン１３ａのビアホールＨの相当箇所に導体を接続する。次にこれらの導体に対し、それぞれ接続するコイル１３の上部パターン１３ｂを形成し、さらに樹脂２３（絶縁体）により封止する。ただし、コイルに導通するパッド部Ｑは樹脂から露出させる。磁性体１１は、磁気抵抗効果素子１２の磁束の向きに沿った両側に約２μｍほどの幅をとって配する。またこの例では磁気抵抗効果素子１２は、磁性体１１よりも基板１０側（下層側）に配され、磁性体１１はその中心Ｃ近傍において、磁気抵抗効果素子１２に向かって下層側へ延伸されてもよい。
【００３４】
また別の例を図７に例示する。図７の例では、基板１０上に２層の絶縁層（SiO2（基板側）及びAl2O3（絶縁膜２２側））２１を形成した後、この上に磁気抵抗効果素子１２と、パーマロイによる磁性体１１と、それに巻回されるアルミニウムのコイル１３の巻線（下部パターン１３ａ）とを形成する。そして磁気抵抗効果素子１２を磁性体１１と同じ層上に形成してから絶縁膜２２にて絶縁し、その後全体を樹脂２３により封止する。次に樹脂２３の所定位置にビアホールＨを形成して、コイル１３の巻線（下部パターン１３ａ）の各対応箇所に対して導体を接続する。次にこれらの導体に対し、それぞれ接続するコイル１３の巻線（上部パターン１３ｂ）を形成し、さらに樹脂２３（絶縁体）により封止する。
【００３５】
さらに別の例を図８に例示する。図８の例では、基板１０上に２層の絶縁層（SiO2（基板側）及びAl2O3（絶縁膜２２側））２１を形成した後、この上に、パーマロイによる磁性体１１と、それに巻回されるアルミニウムのコイル１３の巻線（下部パターン１３ａ）を形成し、樹脂２３により封止する。その後、薄膜プロセスにより磁気抵抗効果素子１２を形成してから絶縁膜２２を形成し、この絶縁膜２２の所定位置にビアホールＨを形成し、コイル１３の巻線（下部パターン１３ａ）の各対応する位置に導体を接続する。次にこれらの導体に対し、それぞれ接続するコイル１３の巻線の残りの部分（上部パターン１３ｂ）を形成し、樹脂２３により封止する。この場合、磁気抵抗効果素子１２は、磁性体１１よりも上層（基板１０とは反対側の層）に位置する。
【００３６】
これら図６から図８に示したいずれの例においても、磁気抵抗効果素子１２は、図６や図８の例のように、磁性体１１と同じ面に配されなくても構わない。またこれらの例で絶縁層２１は、２層でなくてもよく、SiO2、Al2O3、窒化ケイ素等の１層の膜、またはこれらを積層した多層の膜としても構わない。
【００３７】
本実施の形態の一例に係る磁気センサ回路は、いわゆる磁気平衡型の回路であり、例えば電流センサとして利用できる。この磁気センサ回路は、図９に例示するように、磁気抵抗効果素子１２の一端側は直流のバイアス電源電圧Ｖｃｃの供給を受けるよう接続され、また、コンパレータ１４の負極（−）端子に接続される。また、磁気抵抗効果素子１２の他端側は共通端子（ＧＮＤ）に接続される。なお、コンパレータ１４の正極（＋）端子は、基準電源１５を介して共通端子（ＧＮＤ）に接続される。基準電源１５の出力電位は、磁場のない場所における磁気抵抗効果素子１２の電位とする。
【００３８】
このコンパレータ１４の出力は、コイル１３の一端側（パッド部Ｑ４）に、波形整形部４１とローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２とを介して接続され、また、出力端子ＯＵＴに接続される。さらにコイル１３の他端側（パッド部Ｑ６）は固定抵抗器１６を介して共通端子（ＧＮＤ）に接続される。
【００３９】
本実施の形態のこの一例に係る磁気センサデバイス１は、磁気抵抗効果素子１２が出力する電圧信号を、コンパレータ１４、波形整形部４１及びＬＰＦ４２を通じて得る。このＬＰＦ４２を介して得られた出力は、基準電源の電位と磁気抵抗効果素子１２の出力する電圧信号の電位との差に比例する電圧信号となる。
【００４０】
ここで、この磁気センサデバイス１を被測定電流の流れる導体（例えばバス・バー）の近傍に配すると、この被測定電流により生じる誘導磁場により磁気抵抗効果素子１２の抵抗値が変化する。するとその出力電位が磁場のないときの電位（既に述べたように基準電源の電位はこの電位に等しくしておく）からずれるので（オフセット）、コンパレータ１４、波形整形部４１及びＬＰＦ４２を通じて得られる出力は、この電位のずれ量に応じた大きさの電圧信号となる。この電圧信号が被測定電流（バス・バー内を流れる電流）により生じる誘導磁場の強さを表す。
【００４１】
この電圧信号はコイル１３の一端側に供給され、コイル１３に電流が流れることにより、磁場（キャンセル磁場）を生じる。そしてこのキャンセル磁場による磁束が、被測定電流から生じる誘導磁場とともに、磁性体１１を通って磁気抵抗効果素子１２に印加される。そして磁気抵抗効果素子１２を通る磁束がゼロとなるとき（磁気抵抗効果素子１２の出力電圧が基準電位１５と同じとなるとき）のコイル１３に供給した電流量に比例した電圧信号Ｖを取り出す（ＯＵＴ）。すると、この電圧信号Ｖが、被測定電流（上記の例ではバス・バー内を流れる電流）の電流量に比例した出力信号となる。
【００４２】
なお、この場合に、バス・バーと、本実施の形態の磁気センサデバイス１との間には、適宜磁気シールドを配して、バス・バー内の電流によって生じる磁場を選択的に、磁気センサデバイス１に印加するようにしても構わない。
【００４３】
また、本実施の形態の磁気センサデバイス１は、複数の磁気センサデバイス１を直列に接続したものであってもよい。この場合、磁気センサデバイス１は図１０に例示するように、測定磁場に平行に配列され、一方側の磁気センサデバイス１ａのパッド部Ｑ１′と、他方側の磁気センサデバイス１ｂのパッド部Ｑ４とが電気的に接続され、また一方側の磁気センサデバイス１ａのパッド部Ｑ６′と、他方側の磁気センサデバイス１ｂのパッド部Ｑ３とが電気的に接続される。この例では一方側の磁気センサデバイス１ａのパッド部Ｑ６′または他方側の磁気センサデバイス１ｂのパッド部Ｑ３の電位が、後に述べる検出出力の共通電位からの出力電位Ｖoutとなる。
【００４４】
さらに他方側の磁気センサデバイス１ｂのパッド部Ｑ１はコイル電流Ｉｃの共通端子（ＧＮＤ）に接続され、磁気センサデバイス１ｂのパッド部Ｑ６は、検出出力の共通電位となる。この構成よると、ブリッジ回路を利用する場合に比べて小さい励磁電流で動作させることができるので、動作に必要な消費電力量を小さくできる。
【００４５】
また、ここまでの例ではパッド部Ｑ２とパッド部Ｑ５（及びパッド部Ｑ２′とパッド部Ｑ５′）とを外部導線により電気的に接続していたが、図１１に例示するように、コイル１３の下部パターン１３ａまたは上部パターン１３ｂと同じ層に配線Ｑを形成し、パッド部Ｑ２，Ｑ５（及びＱ２′，Ｑ５′）に対応するコイル１３の各部分を電気的に接続してもよい。
【００４６】
このようにすると、図１１に例示されるように、パッド部Ｑ１，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ６を、磁性体１１に対し、Ｙ軸の一方側（片側）だけに形成できるようになる。この図１２に例示した磁気センサデバイス１を複数、直列に接続する場合は、図１２に例示するようにＹ軸方向に複数配することとしてもよい。
【００４７】
ここで、図１０または図１２に例示したように、磁気センサデバイス１を二つ備える構成とする場合は、それぞれの磁気抵抗効果素子１２の固定層の磁化方向を、外部磁場の方向Ｄに対して、逆向きにする。
【００４８】
この場合は、これらの磁気センサデバイス１を用いた磁気平衡型の回路とすることができ、例えば電流センサとして利用できる。この場合は、図１３に例示するように、一方の磁気センサデバイス１ａの磁気抵抗効果素子１２ａの一端側は直流バイアス電源Ｖｄｄの供給を受けるよう接続され、他端側は、他方の磁気センサデバイス１ｂの磁気抵抗効果素子１２ｂの一端側に接続される。また磁気抵抗効果素子１２ｂの他端側は共通端子（ＧＮＤ）に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子１２ａの一端側から他端側へ向かう方向に直交する固定層の磁化方向と、磁気抵抗効果素子１２ｂの一端側から他端側へ向かう方向に直交する固定層の磁化方向とが互いに逆向きとなるように接続する。また、磁気抵抗効果素子１２ａの他端側、つまり磁気抵抗効果素子１２ｂの一端側を端子ｐとして、この端子ｐは、コンパレータ１４の負極（−）端子に接続される。なお、コンパレータ１４の正極（＋）端子は、基準電源１５を介して共通端子（ＧＮＤ）に接続される。基準電源１５の出力電位は、磁場のない場所における磁気抵抗効果素子１２ａ，ｂの中点電位とする。
【００４９】
一方、各磁性体１１に巻回されるコイル１３は互いに直列に接続されており、このコンパレータ１４の出力は、当該直列に接続されたフィードバックコイル１３の一端側に、波形整形部４１とローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２と定電流出力部（またはインダクタ）４３とを介して接続される。またこのコイル１３の一端側には、三角波発生回路４４が結合容量Ｃを介して接続されている。さらにコイル１３の他端側は固定抵抗器１６を介して共通端子（ＧＮＤ）に接続され、また三角波除去部（ローパスフィルタでよい）４５を介して出力端子ＯＵＴに接続される。
【００５０】
この例に係る磁気センサデバイス１には、三角波発生回路４４の発生する三角波状に変化する電流がコイル１３に常時供給される。従って、この三角波状の電流による誘導磁場が磁性体１１を通じて磁気抵抗効果素子１２に印加され、磁気抵抗効果素子１２の中点電位の出力として、三角波状の電流による誘導磁場を印加しない場合の出力電位（基準電位）を中心として矩形波状に変化する出力が得られる。
【００５１】
この磁気抵抗効果素子１２の中点電位の出力を、コンパレータ１４、波形整形部４１及びＬＰＦ４２を通じて得ると、デューティー比が略１：１の矩形波状の信号が得られることとなる。
【００５２】
ここで、この磁気センサデバイス１を被測定電流の流れる導体の近傍に配すると、この被測定電流により生じる誘導磁場により磁気抵抗効果素子１２ａ，ｂの抵抗値が変化する。すると端子Ｐの電位が中点電位からずれるので（ＤＣオフセット）、三角波状に変化する出力電位が基準電位からずれることとなる。この結果、コンパレータ１４、波形整形部４１及びＬＰＦ４２を通じて得られる中点電位の出力は、電位のずれ量に応じて三角波のデューティー比が１：１からＴｐ：Ｔｎ（Ｔｐ≠Ｔｎ）へ変化したものとなる。このＴｐとＴｎとの差が被測定電流により生じる誘導磁場の強さを表す。
【００５３】
定電流出力部４３は、例えばインダクタであり、中点電位の出力に応じて、基準電位より高い中点電位が得られている区間と、基準電位より低い中点電位が得られている区間とで電流の向きを異ならせた、一定の大きさの電流を出力する。
【００５４】
この電流はコイル１３に供給され、コイル１３が磁場（キャンセル磁場）を生じる。そしてこのキャンセル磁場による磁束が、先の三角波状の電流による磁束や、被測定電流から生じる誘導磁場とともに、磁気ヨーク１１を通って磁気抵抗効果素子１２ａ，ｂに印加される。そして磁気抵抗効果素子１２ａ，ｂを通る磁束がゼロとなるときのコイル１３に供給した電流量に比例した電圧信号Ｖを、三角波除去部４５によって三角波を除去した上で固定抵抗器１６の両端から取り出す（ＯＵＴ）。すると、この電圧信号Ｖが、被測定電流の電流量に比例した出力信号となる。
【００５５】
また本実施の形態の磁気センサデバイス１を複数用いて、ブリッジ回路を形成してもよい。この場合は図１４に例示するように、各磁気センサデバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに含まれる磁気抵抗効果素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄをブリッジに接続する。なお、図１４において磁気抵抗効果素子１２を表す矩形内の矢印は、それぞれの固定層の磁化方向を表す。なお、図９と同じ構成となるものについては、同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。また図１４におけるコイル１３は、各磁気センサデバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄでバイアスを印加する為のコイルをまとめて、１つの符号（１３）を付して表したものである。
【００５６】
さらに図２，図１０，図１１，図１２に例示した磁気センサデバイス１では、その磁性体１１の内周は、中心Ｃから離れるほどＹ軸方向の幅ｗが小さくなるように形成されていた。しかしながら本実施の形態における磁性体１１の形状はこれに限られない。本実施の形態のある例に係る磁性体１１は、例えば図１５に例示するように、絞り部１００を除く内周ＰのＹ軸方向の幅ｗの変化量を小さくしてもよい。つまり、絞り部１００を除く部分を、Ｘ軸に実質的に平行になるよう形成してもよい。なお、図１５では説明のためにコイル１３を省略して図示している。この内周のＹ軸方向の幅ｗは、図２等に示した例で最も狭い部分での幅に合わせる。このように内周を狭めることで、磁気抵抗効果素子１２に対して磁性体１１から印加される磁束の密度が高められる。
【００５７】
また、図３（ａ），（ｂ）等に示したように、コイル１３のパターンは上層パターン１３ｂと、下層パターン１３ａとで必ずしも同じでない部分が存在する（図３においてＡとした部分）。しかしながら、これらの部分を一致させる（上層パターン１３ｂに、下層パターン１３ａを一致させる）こととしてもよい。これにより、コイル１３による印加磁場の強さを大きくできる。
【００５８】
また本実施の形態の一態様によると、磁気センサデバイス１は、図１６（ａ）〜（ｃ）に例示するように磁気抵抗効果素子１２を、その幅方向が、磁性体１１から磁気抵抗効果素子１２に印加される磁束の向きに直交するように配してもよい。この例では、この磁気抵抗効果素子１２の幅方向に向かう外部磁場の強さを測定することが可能になる。なお磁気抵抗効果素子１２は、図１６（ａ），（ｂ）に例示されるように、複数配されてもよい。磁気抵抗効果素子１２を複数配置する場合は、各磁気抵抗効果素子１２ａ，ｂを、図１７（ａ），（ｂ）に例示するように、その長手方向につづら折り（ミアンダ形状）として電気的に、互いに直列に接続してもよい。この場合は、磁気抵抗効果素子１２ａの一方側端（磁気抵抗効果素子１２ｂに接続されない側）に電源電圧Ｖｃｃを印加し、磁気抵抗効果素子１２ｂの一方側端（磁気抵抗効果素子１２ａに接続されない側）を共通端子（ＧＮＤ）に接続する。また、磁気抵抗効果素子１２ａまたは磁気抵抗効果素子１２ｂの他方側端（互いに接続される側）を出力端子とする。つまり一対の磁気抵抗効果素子１２の中点電位を出力電位とする。なお、図１７において、電源電圧Ｖｃｃを印加することを示す矢印は、磁気抵抗効果素子の長手方向に対応している。紙面において、左右の方向は磁気抵抗効果素子に印加される外部磁場の向きに対応している。
【００５９】
また、この場合、磁気抵抗効果素子１２ａ，ｂのそれぞれの固定層の磁化方向は、一定とし（すなわちＸ軸に沿った向きとし）、磁気抵抗効果素子１２ａ，ｂとで互いに対向する方向（逆方向）とする。このとき、屈曲部分において自由層の磁化がスムーズに回転しにくくなる場合には、図１７（ｂ）に例示するように屈曲部を金属による配線Ｗとしてもよい。またこのように配線Ｗを用いると、磁気抵抗効果素子１２のヒステリシスが抑制される。
【００６０】
この例では磁性体１１から磁気抵抗効果素子１２に印加される磁場は、測定対象磁場を相殺するフィードバック磁場ではなく、測定対象磁場に直交するバイアス磁場となる。また磁性体１１の形状は、図１６（ｂ），（ｃ）に例示するように、絞り部１００において切込みＵを有さず、外周側に凸となる形状であってもよい。
【００６１】
さらにこの例では、磁性体１１の形状は、測定対象の磁場の強さＨとバイアス磁場の強さＨｂとの大小に応じて次のように異ならせてもよい。具体的には、測定対象磁場の方向の磁性体１１の外径をｂ、これに直交するバイアス磁場の方向の磁性体１１の外径をａとするとき、
Ｈ＞Ｈｂならば、ａ＞ｂ、
Ｈ＜Ｈｂならば、ａ＜ｂ、
ＨとＨｂとが同等程度ならばａ＝ｂ、
とする。
【００６２】
このようにバイアス磁場を印加することにより、磁気抵抗効果素子１２のヒステリシスが小さくなり、外部の磁場の強さに対してその抵抗値が線形に応答する範囲（レンジ）を広げることができる。
【００６３】
また、ここまでの例に限らず、本実施の形態では、図２に例示した磁性体１１の中心Ｃ近傍に、図１８（ａ）に例示するように、Ｘ軸方向（測定対象の磁場に直交する方向）に沿って、固定層の磁化方向が互いに逆向きの、一対の磁気抵抗効果素子１２（長手方向はＸ軸方向）を配列してもよい。また図１８（ｂ）に例示するように、Ｙ軸方向（測定対象の磁場の方向）に沿って、固定層の磁化方向が互いに逆向きの、一対の磁気抵抗効果素子１２（長手方向はＸ軸方向）を配列してもよい。
【００６４】
さらに、図１５に例示した磁性体１１の中心Ｃ近傍には、図１９（ａ）に例示するように、Ｙ軸方向（測定対象の磁場の方向）に沿って、固定層の磁化方向が互いに逆向きの、一対の磁気抵抗効果素子１２（長手方向はＹ軸方向）を配列してもよいし、図１９（ｂ）に例示するように、Ｘ軸方向（測定対象の磁場に直交する方向）に沿って、固定層の磁化方向が互いに逆向きの、一対の磁気抵抗効果素子１２（長手方向はＹ軸方向）を配列してもよい。
【００６５】
さらに本実施の形態の磁性体１１においては、図２０に例示するように、互いに対向する絞り部１００を２対形成し、互いに対向する絞り部１００によって挟まれる位置に、単数ないし一対の磁気抵抗効果素子１２を配してもよい。この場合の磁気抵抗効果素子１２を配する方向は、図２または図１５、ないしは図１８または図１９に示した例による。ここでそれぞれの位置に単数の磁気抵抗効果素子１２をそれぞれ配する場合はハーフブリッジの回路を構成でき、またそれぞれの位置に一対の磁気抵抗効果素子１２をそれぞれ配する場合はフルブリッジの回路を構成できる。
【００６６】
なお、図１８から図２０では、磁性体１１の形状を視認しやすいように、コイル１３の図示を省略している。
【００６７】
さらに、本実施の形態において、磁性体１１の形状は、ここまでに説明したものに限られない。具体的には図２１に例示するように、Ｙ軸に対して線対称の形状をなし、中心ＣからＸ軸方向に所定距離ｄだけ離れた位置から、Ｘ軸方向負または正の方向に離れるほどその幅が大きくなるように太幅部１０１ａを形成した基部１０１と、基部１０１の中央部から、Ｙ軸の一方側へ先細りつつ突出し、台形状をなす絞り部１０２とを含む形状としてもよい。
【００６８】
この例では、図２１に示したように、一対の磁性体１１が、Ｘ軸に対して対称に、絞り部１０２の頂部が、一定の幅をおいて対向するように配される。そしてこれら一対の磁性体の各絞り部１０２の頂部と頂部との間に、磁気抵抗効果素子１２が単数または複数配される。図２１ではミアンダ形状の磁気抵抗効果素子１２を一対配する場合を示している。
【００６９】
またこの例では、磁性体１１の太幅部１０１ａにはＹ軸に平行にコイル１３を巻きかける。また、基部１０１の太幅部１０１ａ以外の部分では、磁気抵抗効果素子１２（の中心（複数ある場合はすべての磁気抵抗効果素子１２を取り囲む仮想的な矩形状の中心Ｃ））を中心とした同心Π字状に、コイル１３を巻きかける。さらに、絞り部１０２ではＸ軸方向に平行にコイル１３を巻きかけておく。このようにした場合も、磁気抵抗効果素子１２を取り囲んで、図１に概念的に示した配列の磁化の向きを構成するように、磁場を生じさせることができる。
【００７０】
また、ここまでに説明した、本発明の実施の形態の一例に係る磁気センサデバイス１では、磁性体１１が縦横比の異なる環状（外接円が楕円となるような環状）をなすものとしていた。しかしながら本実施の形態は、これに限られるものではない。
【００７１】
本実施の形態の別の例（以下、タイプ２と呼ぶ）に係る磁気センサデバイス１を図２４、図２５に例示する。この磁気センサデバイス１もまた、Ｙ軸方向を向く被測定磁場内に配して、当該被測定磁場（あるいは当該被測定磁場を形成している電流）の大きさを検出するものである。また、この磁気センサデバイス１は、バイアス磁場を印加して当該バイアス磁場と外部磁場との角度を検出する際にも用いることができるものである。図２４は、薄膜を積層して得られるタイプ２の磁気センサデバイス１を、各層を透過した状態で図示した平面図であり、図２５は、第１磁性体１１ａ及び第２磁性体１１ｂの具体的形状（平面視）を示すものである。
【００７２】
この図２４，図２５に例示するように、タイプ２の磁気センサデバイス１は、所定の軸（Ｙ軸とする）上に配された第１の磁路合流分流部１１１ａと、この第１の磁路合流分流部１１１ａから、上記Ｙ軸に直交するＸ軸方向両側に延伸される一対の第１翼形状部１１２ａとを備える第１磁性体１１ａを有する。またこのＹ軸上にあって、第１磁性体の第１の磁路合流分流部１１１ａと間隔を置いて対向して配される第２の磁路合流分流部１１１ｂと、この第２の磁路合流分流部１１１ｂからＸ軸方向両側に延伸される一対の第２翼形状部１１２ｂを備えた第２磁性体１１ｂを有する。これら第１、第２の磁性体１１ａ，ｂは、ここでの例ではＸ軸方向に延びる仮想的な対称軸Γ（以下、単に対称軸Γと呼ぶ）に関して折り返し対称に配される。
【００７３】
この例では、第１，第２磁性体１１ａ，ｂの各翼形状部１１２ａ，ｂの、対称軸Γを挟んで対向する各端部（左側端部及び右側端部）は、各翼形状部の磁気的な飽和を抑制する磁気飽和抑制部として磁気的に間隙が置かれている。すなわち、このタイプ２では磁性体１１が第１、第２の磁性体１１ａ，ｂに分割される。これら第１、第２磁性体１１ａ，ｂは同じ層内に配される。ここでの例では、第１、第２の磁性体１１ａ，ｂはいずれも左右対称で、かつ第１、第２の磁性体１１ａ，ｂは対称軸ΓとＹ軸との交わる点Ｃに関して回転対称となっている。
【００７４】
そしてこの例では、図２５に示すように、第１、第２の磁路合流分流部１１１ａ，ｂの間に、磁気抵抗効果素子１２が、Ｙ軸方向にその感磁方向を向けて配される。この磁気抵抗効果素子１２は、ＳＶＧＭＲ素子であってもよいし、多層ＧＭＲ素子やＡＭＲ素子であってもよい。
【００７５】
ここで第１、第２の磁路合流分流部１１１は、後に説明するコイル１３に流される電流の方向によって、翼形状部から流入する磁力線を合流する合流部となるか、または上記対称軸Γを挟んで対向する磁路合流分流部１１１側から流入する磁力線を、両側の翼形状部へ分流して導く分流部となる。つまり、第１、第２の磁路合流分流部１１１は磁路を分流あるいは合流させる部位であり、その磁気抵抗効果素子１２に沿った部分は、磁気抵抗効果素子１２に対する磁極部として機能する。また翼形状部１１２は、第１、第２の磁性体１１ａ，ｂの胴部にあたる。
【００７６】
本実施の形態のこの例では、基板上に絶縁層を形成し、この絶縁層上に、後で述べる図２６に示すように、例えばアルミニウムによって第１磁性体１１ａに巻回されるべき第１コイル１３ａの下部パターン１３ａ_a及び、第２磁性体１１ｂに巻回されるべき第２コイル１３ｂの下部パターン１３ｂ_aを配して、下部コイル層を形成し、さらに絶縁層（樹脂等でよい）により封止する。その後、薄膜プロセスにより磁気抵抗効果素子１２及び第１、第２磁性体１１ａ，ｂを含む層を形成する。この磁性体１１等を含んだ層を絶縁層で封止し、この絶縁層の所定位置にビアホールＨを形成してコイル１３の巻線（下部パターン１３ａ_a及び１３ｂ_a）の各対応する位置に導体を接続する。次にこれらの導体にそれぞれ接続するコイル１３の巻線の残りの部分（上部パターン１３ａ_b及び１３ｂ_b）を例えばアルミニウムで形成し、樹脂等により封止する。この場合、磁気抵抗効果素子１２は、磁性体１１と実質的に同じ層に位置することとなる。上述のように第１，第２の磁性体１１ａ，ｂを磁路合流分離部１１１と翼形状部１１２とにわけて考える場合は、それぞれに巻回されたコイルが形成され、各コイルが互いに接続されているものとも見ることができる。
【００７７】
第１磁性体１１ａ及び第２磁性体１１ｂは、例えば鉄とニッケルの合金（パーマロイ）であり、本実施の形態のある例では、厚さ４００ｎｍ、飽和磁束密度Ｂｓ＝１Ｔ、初透磁率μi＝２０００である。また各絶縁層は１μｍ厚とする。
【００７８】
図２５に示すように、第１磁性体１１ａ及び第２磁性体１１ｂの第１，第２の磁路合流分流部１１１ａ，ｂは、幅方向（層内でＸ軸に対して直交する方向、以下Ｙ軸方向とする）に、互いに対向する側（対称軸Γ方向）に凸状をなす。なお、この凸状部分は、対称軸Γの方向に向かうほど幅を狭められて（テーパが形成されて）いてもよい。また、第１，第２の各磁路合流分流部１１１ａ，ｂの対称軸Γとは反対側（対向する側に対する側）には凹部が形成される。
【００７９】
次に、第１、第２コイル１３ａ，ｂの下部コイル１３ａ_a及び１３ｂ_aのパターンを図２６に示す。また第１、第２コイル１３ａ，ｂの上部コイル１３ａ_b及び１３ｂ_bのパターンを図２７に示す。これらの図２６，２７において、塗りつぶした矩形状Ｈで示す部分はいずれもビアホールの位置であって、上部コイル１３ａ_bまたは１３ｂ_bと、対応する下部コイル１３ａ_aまたは１３ｂ_aとは、対応する矩形状Ｈの位置にあるビアホールを介して電気的に接続される。
【００８０】
図２６，２７のいずれにおいてもコイル１３の巻線となるパターンの少なくとも一部は、基本的にＹ軸に平行に配される。またこのパターンは、磁路合流分流部１１１ａ，ｂに近いほどＹ軸方向に短くなるように形成されてもよい。なお、Ｙ軸に平行に配されたパターンのさらに一部には、Ｙ軸に斜めに交わる部分（磁性体の周方向に対して所定角度範囲の角度で斜めに交わる部分、以下、斜交部と呼ぶ）が繋げて配されて、隣接するパターンにビアホールを介して接続される。
【００８１】
また、磁路合流分流部１１１に係る部分に巻き掛かるコイル１３の部分のパターンは、図２６，２７に示すように、Ｘ軸に平行な部分ＬＸを含む。またこのＸ軸に平行な部分ＬＸの両端に、それぞれＹ軸に平行な部分を繋げて、全体としてＣ字状のブラケット形状をなすように形成してもよい。つまり本実施の形態では、コイル１３のうち、Ｙ軸に平行に配されるパターンからなる部分（第１コイル要素とする）と、これに隣接し、Ｃ字状のブラケット形状のパターンからなる部分（第２コイル要素とする）とを含む。そして第１コイル要素が形成する磁場の方向はＸ軸に平行であり、第２コイル要素が形成する磁場の方向は、磁路合流分流部１１１の対称軸Γ側の辺に向う方向であってＸ軸に対して傾斜している。つまり、第１コイル要素と第２コイル要素と（互いに隣接するコイル要素）がそれぞれ形成する磁場の方向は、一方に対して他方が傾斜している（互いに隣接するコイル要素同士で異なっている）。なお、コイル要素は、磁性体に対して１回だけ巻回る巻線をコイル片と称することとすると、このコイル片を複数、直列に接続したものをいう。
【００８２】
具体的に図２７に例示した第１コイル１３ａの上部コイル１３ａ_bの巻線Ｔ１′は、パッド部Ｑｂに接続される。この巻線Ｔ１′は、第１磁性体１１ａの第１翼形状部１１２ａをＹ軸方向に横切り、第１磁性体１１ａと第２磁性体１１ｂとの間の間隙に配されたビアホールＨ１ｄ内の導線を介して、図２６に示す下部コイル１３ａ_aの巻線Ｔ１に接続されている。下部コイル１３ａ_aの巻線Ｔ１は、第１磁性体１１ａの第１翼形状部１１２ａをＹ軸方向に横切る。この巻線Ｔ１には斜交部が繋げられており、斜交部の端部において、ビアホールＨ１ｕ内の導線を介して、隣接する上部コイル１３ａ_bの巻線Ｔ２′に接続される。
【００８３】
巻線Ｔ２′はさらに第１磁性体１１ａの第１翼形状部１１２ａをＹ軸方向に横切り、ビアホールＨ２ｄ内の導線を介して、下部コイル１３ａ_aの巻線Ｔ２に接続される。この巻線Ｔ２にも斜交部が繋げられており、当該斜交部の端部において、ビアホールＨ２ｕ内の導線を介して隣接する上部コイル１３ａ_bの巻線Ｔ３′に接続される。以下、それぞれ対応するビアホール内の導線を通って下部コイル１３ａ_aのパターンと上部コイル１３ａ_bのパターンとを往来しつつ、磁性体１１に対して巻線Ｔ３，Ｔ３′，Ｔ４，…，Ｔ１９がＹ軸に平行な向きに巻きかかるようになっている。
【００８４】
また、上部コイル１３ａ_bの巻線Ｔ２０′は、ビアホールＨ２０ｄを介して下部コイル１３ａ_aの巻線Ｔ２０に接続される。この巻線Ｔ２０は第１磁性体１１ａの第１翼形状部１１２ａをＹ軸方向に横切り、次に第１の磁路合流分流部１１１ａの長さ（Ｘ軸方向の長さ）に亘ってＸ軸方向に延び、さらに巻線Ｔ３９からＴ２１の外周に沿って斜めに延びて、巻線Ｔ２１の右側でまたＹ軸方向に平行に、第１磁性体１１ａの第１翼形状部１１２ａ（右側）を横切る。この巻線Ｔ２０は、そして、ビアホールＨ２０ｕを介して上部コイル１３ａ_bの巻線Ｔ２１′に接続される。巻線Ｔ２１′はＹ軸方向に平行に、第１磁性体１１ａの第１翼形状部１１２ａ（右側）を横切り、ビアホールＨ２１ｄを介して下部コイル１３ａ_aの巻線Ｔ２１に接続される。
【００８５】
以下、それぞれ対応するビアホールを通って下部コイル１３ａ_aのパターンと上部コイル１３ａ_bのパターンとを往来しつつ、磁性体１１に対して巻線Ｔ２２′，Ｔ２２，Ｔ２３′，…，Ｔ３９がＹ軸に平行な向きに巻きかかるようになっている。また巻線Ｔ３９はビアホールＨ３９ｕを介して上部コイル１３ａ_bの巻線Ｔ４０′に接続される。この巻線Ｔ４０′は、第１の磁路合流分流部１１１ａをＣ字状に横切って、ビアホールＨ４０ｄを介して下部コイル１３ａ_aの巻線Ｔ４０に接続される。以下、対応するビアホールを通って下部コイル１３ａ_aのパターンと上部コイル１３ａ_bのパターンとを往来しつつ、巻線Ｔ４１′，Ｔ４１，Ｔ４２′，…，Ｔ４４が第１の磁路合流分流部１１１ａに対して実質的にＣ字状に巻き掛かる。下部コイル１３ａ_aの巻線Ｔ４４は、ビアホールＨ４４ｕ内の導線を通って、上部コイル１３ａ_bにおける、第１、第２の磁性体１１ａ，ｂ間を実質的にＸ軸方向に延びる導線Ｔ４５′に接続され、この導線は外部のパッド部Ｑａに接続される。
【００８６】
なお、第２コイル１３ｂは、第２磁性体１１ｂに対してこの第１コイル１３ａと同様に巻掛けられており、第１コイル１３ａを１８０度反転させて（点Ｃに関して回転対称に）第２磁性体１１ｂに巻掛けた状態となっている。
【００８７】
このように第１、第２磁性体１１ａ，ｂにそれぞれコイル１３ａ，ｂが巻掛けられていることにより、例えば第１コイル１３ａに接続されているパッド部Ｑａにコイル電流Ｉｃを印加してパッド部Ｑａからパッド部Ｑｂへ電流を流せば、第１翼形状部１１２ａの両端側から第１の磁路合流分流部１１１ａへ向う磁場が形成され、さらに第１の磁路合流分流部１１１ａにおいて、第１翼形状部１１２ａの両側から流れ込む磁力線が合流し、第１磁性体１１ａの第１の磁路合流分流部１１１ａ部分に巻きかかるコイル１３の部分によって、第２磁性体１１ｂの第２の磁路合流分流部１１１ｂへと向う磁路が得られる。
【００８８】
またこのとき、第２磁性体１１ｂに巻き掛かる第２コイル１３ｂには、第２の磁路合流分流部１１１ｂ側から翼形状部１１２ｂの両端部へそれぞれ向う磁場を形成するよう電流を流す。つまり、第２コイル１３ｂのパッド部Ｑｂと、第１コイル１３ａのパッド部Ｑａを接続し、第２コイル１３ｂのパッド部Ｑａを共通端子（ＧＮＤ）に接続する。そして第１コイル１３ａのパッド部Ｑａにコイル電流Ｉｃを印加する。これにより第１磁性体１１ａ側から流込んだ磁力線が、第２の磁路合流分流部１１１ｂにて分流され、翼形状部１１２ｂの両端部へそれぞれ向う磁路が形成される。
【００８９】
具体的にコイル１３ａ，ｂが形成する磁場を図４３（ａ）に示し、第１，第２磁性体１１ａ，ｂ内の磁化分布を図４３（ｂ）に示す。図４３（ｂ）に示すように、第１，第２磁性体１１ａ，ｂの双方に外接する楕円形状を想定すると、図面左側端から時計回りに、半周で一回転する磁化分布が形成される。また磁気抵抗効果素子１２は合流された磁場内に置かれることとなり、磁気抵抗効果素子１２に対して効率よく磁場をかけることができるようになる。なお、このときの回路は図１３，１４に例示した回路と同様の回路を用いることができるので、ここでは繰り返しての説明を省略する。なお、図４４はタイプ１、タイプ２における各磁性体内の磁束密度の分布を表す参考図である。
【００９０】
なお、これとは逆にそれぞれのコイル１３ａ，ｂに電流を流せば、第２磁性体１１ｂの第２の磁路合流分流部１１１ｂにおいて、第２翼形状部１１２ｂの両側から流れ込む磁力線が合流することとなり、第１磁性体１１ａの第１磁路合流分流部１１１ａにおいて、第２磁性体１１ｂ側から流れ込む磁力線が分流されることとなる。このように、第１、第２磁性体１１ａ，ｂとそれぞれに巻回されるコイル１３ａ，ｂにより磁気抵抗効果素子１２に与えられる磁場（フィードバック磁場）は、被測定磁場の方向とは逆向きになるようにする。
【００９１】
またここまでの説明におけるコイルの巻線の数は図２６，２７に示した例に限られず、より多くてもよいし、図２６，２７の例より少なくてもよい。さらに、図２６，２７においてＹ軸に平行に配されたパターンは、第１，第２の磁路合流分流部１１１ａ，ｂに近いほどＹ軸方向に短くなるように形成されるものとしており、第１，第２の磁路合流分流部１１１ａ，ｂに近い側で磁性体１１を、対称軸Γから離れるように幅細にしており、従ってこれに巻きかかるコイル１３においても第１，第２の磁路合流分流部１１１ａ，ｂに近い側の一部で、対称軸Γ側の端部が対称軸Γから離れるように形成されているが、本実施の形態はこれに限られない。
【００９２】
図２８に本実施の形態のさらに別の例（以下、タイプ３と呼ぶ）に係る磁気センサデバイス１を示す。このタイプ３の磁気センサデバイス１は、タイプ２の磁気センサデバイス１と同様に薄膜を積層して得られるものであり、磁性体１１の形状、並びに各層の積層の態様はタイプ２におけるものと同様であるが、コイル１３の態様がタイプ２とは異なっている。なお、図２８は、薄膜を積層して得られるタイプ３の磁気センサデバイス１を、各層を透過した状態で図示した平面図である。
【００９３】
このタイプ３の磁気センサデバイス１における第１、第２コイル１３ａ，ｂの下部コイル１３ａ_a及び１３ｂ_aのパターンを図２９に例示する。また第１、第２コイル１３ａ，ｂの上部コイル１３ａ_b及び１３ｂ_bのパターンを図３０に例示する。これらの図２９，３０において、塗りつぶした矩形状Ｈで示す部分はいずれもビアホールの位置であって、上部コイル１３ａ_bまたは１３ｂ_bと、対応する下部コイル１３ａ_aまたは１３ｂ_aとは、対応する矩形状Ｈの位置にあるビアホールを介して電気的に接続される。
【００９４】
図２９，３０に示すいずれの例においても、コイル１３の巻線となるパターンの少なくとも一部は、基本的にＹ軸に平行に配される。またこのパターンは、タイプ２の磁気センサデバイス１のものとは異なり、磁性体１１の上下方向の端部から、それぞれ近い側のコイル１３のパターンの端部までの長さを一定にしており、Ｙ軸に平行に配されるパターンのＹ軸方向の長さは実質的に同じになっている。
【００９５】
なお、Ｙ軸に平行に配されたパターンのさらに一部には、Ｙ軸に斜めに交わる部分（磁性体の周方向に対して所定角度範囲の角度で斜めに交わる部分、以下、斜交部と呼ぶ）が繋げて配されて、隣接するパターンにビアホールを介して接続される。
【００９６】
このように第１、第２磁性体１１ａ，ｂにそれぞれコイル１３ａ，ｂが巻掛けられていることにより、例えば第１コイル１３ａに接続されているパッド部ＱａからＱｂへ電流を流せば、第１翼形状部１１２ａの両端側から第１の磁路合流分流部１１１ａへ向う磁場が形成され、さらに第１の磁路合流分流部１１１ａにおいて、第１翼形状部１１２ａの両側から流れ込む磁力線が合流し、第１磁性体１１ａの第１の磁路合流分流部１１１ａ部分に巻きかかるコイル１３の部分によって、第２磁性体１１ｂの第２の磁路合流分流部１１１ｂへと向う磁路が得られる。
【００９７】
またこのとき、第２磁性体１１ｂに巻き掛かる第２コイル１３ｂには、第２の磁路合流分流部１１１ｂ側から翼形状部１１２ｂの両端部へそれぞれ向う磁場を形成するよう電流を流す。これにより第１磁性体１１ａ側から流込んだ磁力線が、第２の磁路合流分流部１１１ｂにて分流され、翼形状部１１２ｂの両端部へそれぞれ向う磁路が形成される。従って、磁気抵抗効果素子１２は合流された磁場内に置かれることとなり、磁気抵抗効果素子１２に対して効率よく磁場をかけることができるようになる。
【００９８】
なお、これとは逆にそれぞれのコイル１３ａ，ｂに電流を流せば、第２磁性体１１ｂの第２の磁路合流分流部１１１ｂにおいて、第２翼形状部１１２ｂの両側から流れ込む磁力線が合流することとなり、第１磁性体１１ａの第１磁路合流分流部１１１ａにおいて、第２磁性体１１ｂ側から流れ込む磁力線が分流されることとなる。
【００９９】
またここまでの説明におけるコイルの巻線の数は図２９，３０に示した例に限られず、より多くてもよいし、少なくてもよい。コイルの形状は巻き回すものではなく、平面コイル形状で磁性体１１の上面または下面のいずれか一方側に配置することとしてもよい。すなわち図２４におけるコイルが形成する磁場と実質的に同等の磁場が形成できれば、その配置や形状は問われない。さらにタイプ２，タイプ３の磁気センサデバイス１の磁性体１１の形状は、図２４や、図２８に例示したものに限られず、図３１に例示するように、翼形状部の幅を一定としたものであってもよいし、図３２に例示するように、対称軸Γ側の翼形状部の辺を直線状としたものであってもよい。さらに、図３３に例示するように、対称軸Γとは異なる側の翼形状部の辺を直線状としたものであってもよい。この図３３の例では対称軸Γ側の翼形状部の辺は磁路合流分流部近傍の所定範囲において、磁路合流分流部に近接するほど対称軸Γから離れるように形成されてもよい。つまり、磁路合流分流部近傍の所定範囲で、翼形状部の幅が磁路合流分流部に近接するほど狭められてもよい。
【０１００】
さらに、タイプ２，タイプ３の磁気センサデバイス１において、第１磁路合流分流部１１１ａと第２磁路合流分流部１１１ｂとの間に配される磁気抵抗効果素子１２は一つでなくてもよい。複数の磁気抵抗素子１２を第１磁路合流分流部１１１ａと第２磁路合流分流部１１１ｂとの間に配する場合は、図３４（ａ）に例示するように、対称軸Γに対して平行になるように配するか、または図３４（ｂ）に例示するように対称軸Γに沿って並列して配するようにすればよい。なお、本発明の実施形態に係る図面のうち、磁気抵抗効果素子の図示を省略したものについては、図３１〜３３のいずれかに図示したように磁気抵抗効果素子を配置することができる。
【０１０１】
さらに、タイプ２，タイプ３の磁気センサデバイス１のここまでの説明では、磁性体１１を含む層を挟んで下部コイル１３ａ，上部コイル１３ｂを含む各層が積層されているものとした。しかしながら本実施の形態はこれに限られない。すなわち、本実施の形態のある例では、コイル１３が巻きかかる磁性体１１と実質的に同一形状の補助磁性体１１′を含む第１層、下部コイル１３ａを含む第２層、磁性体１１を含む第３層、上部コイル１３ｂを含む第４層、コイル１３が巻きかかる磁性体１１と実質的に同一形状の補助磁性体１１′を含む第５層がこの順に積層されてもよい。これはつまり、ここまでに説明した例に係る磁気センサデバイス１を、磁性体１１と実質的に同一形状の補助磁性体１１′を含む層で挟んだものに相当する。
【０１０２】
また各磁性体１１は、左右に一つずつの翼形状部１１２だけでなく、さらに多くの翼形状部１１２を備えてもよい。具体的に図３５に例示するものでは、磁路合流分流部１１１の左右両側にそれぞれ２つずつの翼形状部１１２が形成されている。この例においては、コイル１３は、左右両側のそれぞれにある２つの翼形状部１１２をＹ軸方向に横切るようにして配されることとなる。このように翼形状部が２Ｎ個（Ｎ対）あり、それぞれの翼形状部に磁場を形成するコイルが互いに実質的に同等のものであれば、一対のものに比べ、２Ｎ倍の磁場が磁路合流分流部に導かれる。これにより、より少ない消費電流（コイルへ印加する電流が少なくても）で必要なフィードバック磁場を得ることができる。
【０１０３】
さらに磁性体１１と同じ素材を用いて第１，第２の磁性体１１ａ，ｂのそれぞれに少なくとも一対ずつの翼形状体１１２′を設けてもよい。この翼形状体１１２′の各対は、各磁性体１１の左右の翼形状部１１２と実質的に同一の形状をなす。そしてこの翼形状体１１２′は、磁路合流分流部１１１を形成した層上に絶縁層を介して配置する。なお、翼形状体１１２′は、同一形状の翼形状部１１２と、平面視で重なり合う位置に配しておくものとする。
【０１０４】
翼形状体１１２′と翼形状部１１２との間の絶縁層は、磁路合流分流部１１１の対象軸Γ側の辺近傍にて、磁路合流分流部１１１に近くなるほど薄くなるよう形成される。そして翼形状体１１２′は、対応する磁性体１１の磁路合流分流部１１１の対称軸Γ側の辺に磁気的に接続される。
【０１０５】
具体的に、このような翼形状体１１２′を４つ（第１，第２の磁性体１１ａ，ｂのそれぞれに一対ずつ）だけ含む場合の磁性体１１は、平面視では図３６に示すように図２４に示した例と異ならない。またこの磁性体１１を対称点Ｃを含むＹ軸方向の破断面で破断した断面図を図３７に示し、この磁路合流分流部１１１を、翼形状部１１２との境界付近でＹ軸方向の破断面で破断した断面図を図３８に示し、さらに翼形状部１１２の中央部付近をＸ軸方向の破断面で破断した断面図を図３９に示す。
【０１０６】
さらにここまでの説明では、第１，第２磁性体１１ａ，ｂの各翼形状部１１２ａ，ｂの、対称軸Γを挟んで対向する各端部（左側端部及び右側端部）には、各翼形状部の磁気的な飽和を抑制する磁気飽和抑制部として磁気的な間隙が置かれているものとしたが、本実施の形態において磁気飽和抑制部は、このような間隙に限られない。本実施の形態のある例では、図４０に、本実施の形態の一態様に係る磁性体の形状を例示するように、第１，第２磁性体１１ａ，ｂの各翼形状部１１２ａ，ｂの、対称軸Γを挟んで対向する各端部を、磁気飽和抑制部１１３として、透磁率が比較的低く、磁束密度が大きいもの、例えば組成がＣｏ５０Ｆｅ５０である膜を用いて接続してもよい。このＣｏ５０Ｆｅ５０膜は、Ｂｓ＝２．４Ｔであり、パーマロイの１／１０程度の透磁率を有するものとする。またこの磁気飽和抑制部１１３としては、磁気飽和が比較的しにくい、飽和磁束密度の高い材料で形成した薄膜を用いてもよい。
【０１０７】
さらに本実施の形態では、図４１に例示するように、磁気センサデバイス１に対して、ＸＹ面内に薄膜状のスパイラルコイル１２０を積層して配してもよい。この場合、スパイラルコイル１２０のＹ軸方向に実質的に平行となる部分が、磁気抵抗効果素子１２近傍となるように配しておく。このスパイラルコイル１２０に所定の電流を流すことにより、Ｘ軸方向に沿った（被測定磁場の方向とは逆方向の）バイアス磁場を磁気抵抗効果素子に与えることができるようになる。
【０１０８】
また、タイプ２またはタイプ３の例においても、図１９に例示したのと同様に、磁気抵抗効果素子１２を、感磁方向をＹ軸方向に向けるのではなく、感磁方向（固定層の磁化方向）をＸ軸方向に配してもよい。この場合、図１９（ａ）に例示のように、Ｙ軸方向（測定対象の磁場の方向）に沿って、固定層の磁化方向が互いに逆向きの、一対の磁気抵抗効果素子１２（長手方向はＹ軸方向）を配列してもよいし、図１９（ｂ）に例示したのと同様に、Ｘ軸方向（測定対象の磁場に直交する方向）に沿って、固定層の磁化方向が互いに逆向きの、一対の磁気抵抗効果素子１２（長手方向はＹ軸方向）を配列してもよい。
【実施例】
【０１０９】
図２に例示した本実施の形態の磁気センサデバイス１において、磁気抵抗効果素子１２としてＳＶＧＭＲ素子を用い、測定対象の磁場の強さを０から約３９７８Ａ／ｍ（５０Ｏｅ）まで変化させたときのＳＶＧＭＲ素子内の磁束密度を測定したものを、図２２に示す。【０１１０】
図２２に例示するように、本実施例によると、フィードバック電流（Ｆ．Ｂ．電流）を印加しない場合に比べ、フィードバック電流を１０ｍＡとしたときの動作可能範囲は、約１５９１Ａ／ｍ（２０Ｏｅ）となり、フィードバック電流を２０ｍＡとしたときの動作可能範囲は、約３１８２Ａ／ｍ（４０Ｏｅ）となる。これは測定磁束が感磁素子に集中することが避けられ、磁気飽和する磁場の強さを大きくできたことによるもので、これにより磁気飽和しない範囲を拡大でき、従って測定精度を向上できる。【０１１１】
さらに図１６に例示した磁気センサデバイス１の磁気抵抗変化率ｄＲ／Ｒを図２３に示す。図１６に例示した磁気センサデバイス１では、バイアス磁場がない場合（図２３（ａ））に比べ、バイアス磁場約３９７８Ａ／ｍ（５０Ｏｅ）を印加したときにヒステリシスが小さくなり、変化が直線状になる部分が広がって、動作可能範囲が拡大されることが確かめられた（図２３（ｂ））。【０１１２】
また、本実施の形態によると、磁気抵抗効果素子１２に対して、比較的低い消費電流で、必要な磁場を印加でき、検出可能な磁場の強さの範囲を拡大できる。【０１１３】
また、図２に例示したタイプ１，図２４に例示したタイプ２，図２８に例示したタイプ３は、各磁気センサデバイス１において、外部磁場Ｈex（横軸）に対して、磁気抵抗効果素子１２内のＹ軸方向の磁束密度Ｂy_MRE（Ｔ）を測定したものを図４２に示す。なお、図４２においてはタイプ２が２つ示されているが、このうちタイプ２ａはタイプ２ｂよりも翼形状部のＸ軸方向長さの短いものである。図４２について説明する。一定のフィードバック電流をコイルに印加しながら測定磁場Ｈexを変化させた時にＹ軸方向の素子内磁束密度がゼロになる点がフィードバック可能な磁場となる。フィードバック電流は１０ｍＡとした。【０１１４】
本実施の形態によると、薄膜でない磁性材料枠を用いた電流センサに比べて消費電流を少なくできる。また上記のタイプ１の磁気センサデバイス１は、タイプ２、３の磁気センサデバイス１よりもキャンセルできる外部磁場Ｈexが大きく、検出できる磁場の範囲を広くできる。【０１１５】
このことは、タイプ１の磁気センサデバイス１が、タイプ２，タイプ３の磁気センサデバイス１に比べて低い消費電流で動作させることができることを意味する。一方で図４４に示した磁気平衡時の磁束密度分布図（等高線図）を参照して理解されるように、磁気飽和抑制部があるタイプ２の磁気センサデバイス１は磁性体１１内の磁気飽和を比較的起こしにくいため、測定精度を向上できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  磁気センサデバイス、１０  基板、１１  磁性体、１２  磁気抵抗効果素子、１３  コイル、１４  コンパレータ、１５  基準電源、１６  固定抵抗器、２１  絶縁層、２２  絶縁膜、２３  樹脂、４１  波形整形部、４２  ＬＰＦ、１１１  磁路合流分流部、１１２  翼形状部、１１３  磁気飽和抑制部。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【国際調査報告】
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