(57)【要約】【課題】  特に感度軸と直交する方向への磁気シールド効果を向上でき、さらに、感度軸方向からの外部磁場に対して磁気センサとしての感度を保つことができる磁気センサを提供することを目的とする。【解決手段】  磁気抵抗効果素子２，３は、素子幅Ｗ１に比べて素子長さＬ１が長く形成された細長形状の素子部１２を備え、素子部１２は、固定磁性層と、固定磁性層に非磁性層を介して積層されたフリー磁性層とを有し、固定磁性層の磁化方向は、感度軸方向の素子幅方向（Ｙ方向）に向けられる。また幅寸法Ｗ２及び長さ寸法Ｌ２で形成された第１軟磁性体１８が磁気抵抗効果素子の両側方に非接触にて配置される。長さ寸法Ｌ２は素子長さＬ１より長く、第１軟磁性体１８は、素子部１２の素子長さ方向の両側から素子長さ方向に延出する延出部１８ａを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサであって、
前記磁気抵抗効果素子は、素子幅Ｗ１に比べて素子長さＬ１が長く形成された素子部を備え、前記素子部は、磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性層を介して積層された外部磁場を受けて磁化方向が変動するフリー磁性層とを有し、前記固定磁性層の固定磁化方向は、感度軸方向である素子幅方向に向けられており、
前記素子幅Ｗ１と同方向への幅寸法がＷ２及び素子長さＬ１と同方向への長さ寸法がＬ２で形成された第１軟磁性体が前記磁気抵抗効果素子と非接触にて配置され、
前記第１軟磁性体の前記長さ寸法Ｌ２は前記素子長さＬ１より長く、前記第１軟磁性体は、前記素子部の素子長さ方向の両側から前記素子長さ方向に延出する延出部を備えていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２は、前記素子部の素子幅Ｗ１よりも小さい請求項１記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２は、前記素子部の素子幅Ｗ１以上である請求項１記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記第１軟磁性体は、前記素子部の素子幅方向の両側方に配置されている請求項１記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記第１軟磁性体は、前記素子部の膜厚方向に配置されている請求項１記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記素子部が複数、素子幅方向に間隔を空けて配置され、各素子部の端部間が接続されてミアンダ形状で形成されており、
前記第１軟磁性体は、各素子部ごとに、前記素子部の真上、真下、あるいは前記素子部の両側方の少なくともいずれか一の位置に配置されている請求項１記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記第１軟磁性体の延出部の長さ寸法／各第１軟磁性体間の距離は３以上である請求項６記載の磁気センサ。
【請求項８】
各第１軟磁性体間の間隔は、前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２より大きい請求項６記載の磁気センサ。
【請求項９】
前記第１軟磁性体は、さらに、素子幅方向の両側に位置する前記素子部の両外側面より外側にも少なくとも一つずつ配置されている請求項６記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子に出力取出し部を介して直列接続される固定抵抗素子とを備え、
前記固定抵抗素子は、素子幅に比べて素子長さが長く形成された細長形状の素子部を備え、前記固定磁性層を構成する素子部は、前記固定磁性層と、前記固定磁性層に前記非磁性層を介して積層された前記フリー磁性層とを有しており、
前記固定抵抗素子を構成する素子部に対しては間隔を空けて、前記素子幅と同方向への幅寸法Ｗ３が前記素子幅よりも大きく前記素子部の素子幅の両側から素子幅方向に延出する延出部を備えるとともに、前記素子長さと同方向への長さ寸法Ｌ３が前記素子長さよりも大きく前記素子部の素子長さ方向の両側から素子長さ方向に延出する延出部を備え、且つ前記長さ寸法Ｌ３が前記幅寸法Ｗ３よりも大きい第２軟磁性体が積層配置されている請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１１】
前記固定抵抗素子を構成する前記素子部は、複数個、素子幅方向に間隔を空けて配置され、各素子部の端部間が接続されてミアンダ形状にされており、
前記固定抵抗素子を構成する各素子部に対して個別に前記第２軟磁性体が配置されている請求項１０記載の磁気センサ。
【請求項１２】
前記第２軟磁性体は、さらに、素子幅方向の両側に位置する前記素子部の両外側面より外側にも配置されている請求項１１記載の磁気センサ。
【請求項１３】
前記磁気抵抗効果素子を構成する素子部、及び固定抵抗素子を構成する素子部が、同一の膜構成及び同一の作成プロセスで形成される請求項１０記載の磁気センサ。
【請求項１４】
前記第１軟磁性体と前記第２軟磁性体とが同一の膜構成及び同一の作成プロセスで形成される請求項１０記載の磁気センサ。
【請求項１５】
前記磁気抵抗効果素子における抵抗変化の線形領域が素子幅方向から流入する外乱磁場と感知磁場の積算より大きい請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１６】
前記磁気抵抗効果素子における異方性磁界Ｈｋが２０Ｏｅ以上である請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１７】
素子幅方向から外部磁場を流入させたときに前記素子部に作用する磁界強度の増幅率が、５０％以上で２００％以下となるように、前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２が規制されている請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１８】
素子幅方向から外部磁場を流入させたときに前記磁気抵抗効果素子の単位磁場あたりの抵抗変化率の増幅率が、５０％以上で２００％以下となるように、前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２が規制されている請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれかに記載の磁気センサを複数有し、少なくとも前記複数の磁気センサのうち一組の磁気抵抗効果素子の感度軸が直交するように各磁気抵抗効果素子が配置されていることを特徴とする磁気センサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば地磁気センサとして使用される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。磁気抵抗効果素子は感度軸方向からの磁場の強さに対して電気抵抗値が変動する。【０００３】
地磁気センサでは、２軸または３軸に分解して磁気を検知する必要があるため、それぞれの軸の磁場の強さを検知する磁気センサは、他の軸に対しては感度を持たないようにする必要がある。また、磁場の強さを正確に検知するため、磁界強度に対してリニアな出力を持つセンサが求められる。【０００４】
一方、携帯機器内には地磁気よりも強い磁場を発生する部材、例えばスピーカーなどが搭載されていることが多く、また機器の開閉や、メモリーカードの挿抜などによって機器内の磁場は変動することも多い。そのため、様々な方向から例えば携帯機器内で生じた数Ｏｅ程度の漏洩磁場がかかっても、正確に地磁気を測定できるように制御することが必要である。【０００５】
下記の特許文献１に記載された発明では、複数の帯状の磁気抵抗効果膜を互いに平行に配置し、各磁気抵抗効果素子の端部間を永久磁石膜で接続して、つづら折り形状とした磁気センサが開示されている。【０００６】
しかしながら特許文献１には、上記した地磁気センサに対する従来の課題についての認識がなく当然にそれを解決する手段は示されていない。
【特許文献１】特開２００５−１８３６１４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、特に感度軸と直交する方向への磁気シールド効果を向上でき、さらに、感度軸方向からの外部磁場に対して磁気センサとしての感度を保つことができる磁気センサ及び磁気センサモジュール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、磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサであって、
前記磁気抵抗効果素子は、素子幅Ｗ１に比べて素子長さＬ１が長く形成された細長形状の素子部を備え、前記素子部は、磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性層を介して積層された外部磁場を受けて磁化方向が変動するフリー磁性層とを有し、前記固定磁性層の固定磁化方向は、感度軸方向である素子幅方向に向けられており、
前記素子幅Ｗ１と同方向への幅寸法がＷ２及び素子長さＬ１と同方向への長さ寸法がＬ２で形成された第１軟磁性体が前記磁気抵抗効果素子と非接触にて配置され、
前記第１軟磁性体の前記長さ寸法Ｌ２は前記素子長さＬ１より長く、前記第１軟磁性体は、前記素子部の素子長さ方向の両側から前記素子長さ方向に延出する延出部を備えていることを特徴とするものである。【０００９】
上記の構成により、感度軸と直交する方向への磁気シールド効果を向上できる。よって、感度軸と直交する方向からの磁場を、素子位置で外部磁場の１００％未満に出来る。また、感度軸方向からの漏洩磁場に対しては磁気飽和しないようにでき、磁気センサとしての感度を保つことができる。【００１０】
本発明では、前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２は、前記磁気抵抗効果素子の素子幅Ｗ１よりも小さい形態あるいは前記素子幅Ｗ１以上である形態の双方を提示できる。【００１１】
また本発明では、前記第１軟磁性体は、前記素子部の素子幅方向の両側方に配置されている形態を提示できる。あるいは前記第１軟磁性体は、前記素子部の膜厚方向に配置されている形態を提示できる。【００１２】
本発明では、前記素子部が複数、素子幅方向に間隔を空けて配置され、各素子部の端部間が接続されてミアンダ形状で形成されており、
前記第１軟磁性体は、各素子部ごとに、前記素子部の真上、真下、あるいは前記素子部の両側方の少なくともいずれか一の位置に配置されていることが好ましい。ミアンダ形状とすることで素子抵抗を大きくでき消費電力の低減を図ることができる。各素子部ごとに前記第１軟磁性体を配置したことで、感度軸と直交する方向には磁気シールド効果を適切に向上でき、また、感度軸方向には適切な感度を保つことが出来る。【００１３】
前記第１軟磁性体の延出部の長さ寸法／各第１軟磁性体間の距離は３以上であることが好適である。【００１４】
各第１軟磁性体間の間隔は、前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２より大きいことが好適である。【００１５】
本発明では、前記第１軟磁性体は、さらに、素子幅方向の両側に位置する前記素子部の両外側面より外側にも少なくとも一つずつ配置されていることが、前記磁気シールド効果をより適切に高めることができ好適である。【００１６】
また本発明では、前記磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子に出力取出し部を介して直列接続される固定抵抗素子とを備え、
前記固定抵抗素子は、素子幅に比べて素子長さが長く形成された細長形状の素子部を備え、前記固定抵抗素子を構成する素子部は、前記固定磁性層と、前記固定磁性層に前記非磁性層を介して積層された前記フリー磁性層とを有しており、
前記固定抵抗素子を構成する素子部に対して間隔を空けて、前記素子幅と同方向への幅寸法Ｗ３が前記素子幅よりも大きく前記素子部の素子幅の両側から素子幅方向に延出する延出部を備えるとともに、前記素子長さと同方向への長さ寸法Ｌ３が前記素子長さよりも大きく前記素子部の素子長さ方向の両側から素子長さ方向に延出する延出部を備え、且つ前記長さ寸法Ｌ３が前記幅寸法Ｗ３よりも大きい第２軟磁性体が積層配置されていることが好ましい。【００１７】
また、前記固定抵抗素子を構成する前記素子部は、複数個、素子幅方向に間隔を空けて配置され、各素子部の端部間が接続されてミアンダ形状にされており、
前記固定抵抗素子を構成する各素子部に対して個別に前記第２軟磁性体が配置されていることが好ましい。また、前記第２軟磁性体は、さらに、素子幅方向の両側に位置する前記素子部の両外側面より外側にも配置されていることがより好ましい。【００１８】
上記の構成により、固定抵抗素子及び磁気抵抗効果素子の抵抗変化温度係数（ＴＣＲ）を従来に比べて等しくできる。また、前記固定抵抗素子を構成する素子部の上方に前記第２軟磁性体を配置することで、前記素子部に流入する外部磁場を適切にシールドでき固定抵抗化を図ることが出来る。また、抵抗値を合わせ込む必要がない等、前記固定抵抗素子を従来よりも簡単に製造できる。【００１９】
また本発明では、前記磁気抵抗効果素子を構成する素子部、及び固定抵抗素子を構成する素子部が、同一の膜構成及び同一の作成プロセスで形成されることが好ましい。【００２０】
また本発明では、前記第１軟磁性体と前記第２軟磁性体とが同一の膜構成及び同一の作成プロセスで形成されることが好ましい。【００２１】
本発明では、前記磁気抵抗効果素子における抵抗変化の線形領域が素子幅方向から流入する外乱磁場と感知磁場の積算より大きいことが好ましい。【００２２】
また、前記磁気抵抗効果素子における異方性磁界Ｈｋが２０Ｏｅ以上であることが好ましい。【００２３】
本発明では、素子幅方向から外部磁場を流入させたときに前記素子部に作用する磁界強度の増幅率が、５０％以上で２００％以下となるように、前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２が規制されていることが好ましい。あるいは、本発明では、素子幅方向から外部磁場を流入させたときに前記磁気抵抗効果素子の単位磁場あたりの抵抗変化率の増幅率が、５０％以上で２００％以下となるように、前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２が規制されていることが好ましい。感度軸方向からの磁場の強さに対し、磁気抵抗効果素子の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）が変動する線形領域（感度領域）を広くすることが出来る。【００２４】
本発明における磁気センサモジュールは、上記のいずれかに記載の磁気センサを複数有し、少なくとも前記複数の磁気センサのうち一組の磁気抵抗効果素子の感度軸が直交するように各磁気抵抗効果素子が配置されていることを特徴とするものである。例えば、本発明の磁気センサモジュールは地磁気センサとして使用できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の磁気センサによれば、感度軸と直交する方向への磁気シールド効果を向上できる。また、感度軸方向からの漏洩磁場に対しては磁気飽和しないようにでき、磁気センサとしての感度を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は第１実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す図（（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図）であり、図１（ｃ）は、磁場のシミュレーション結果を示すイメージ図、図２は第２実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す図（（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図）、図３は第３実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す図（（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図）、図４は第４実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す部分平面図、図５は第５実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す図（（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図、図６（ａ）は、図１に示す磁気抵抗効果素子と固定抵抗素子とを備える磁気センサの磁気センサの部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図、図７（ａ）は、図６とは異なる構成の磁気抵抗効果素子と固定磁性層とを備える磁気センサの部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図、図８は、好ましい実施形態の固定抵抗素子の構成を示す部分平面図と磁場のシミュレーション結果を示すイメージ図、図９は、第６実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す部分平面図、図１０は、第７実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す部分平面図、図１１は、第８実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す平面図、図１２は、第９実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す平面図、図１３は、図１２に示すＤ−Ｄ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分拡大断面図、図１４は好ましい磁気抵抗効果素子の形態の特に素子部の部分を示す部分拡大平面図、図１５は、第１０実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す平面図、図１６は、第１１実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す平面図、図１７は、磁気抵抗効果素子の固定磁性層の固定磁化方向及びフリー磁性層の磁化方向と、電気抵抗値との関係を説明するための図、図１８は、磁気抵抗効果素子を膜厚方向から切断した際の切断面を示す断面図、図１９は、本実施形態の磁気センサの回路図、である。【００２７】
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１を用いた磁気センサモジュール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使用される。【００２８】
前記地磁気センサ１は、図１９に示すように、磁気抵抗効果素子２，３と固定抵抗素子４，５とがブリッジ接続されてなるセンサ部６と、前記センサ部６と電気接続された入力端子７、グランド端子８、差動増幅器９及び外部出力端子１０等を備えた集積回路（ＩＣ）１１とで構成される。【００２９】
前記磁気抵抗効果素子２，３は、図１に示すように、素子幅Ｗ１に比べて素子長さＬ１が長く形成された図示Ｘ方向に細長い形状の複数の素子部１２がＸ方向に直交するＹ方向に所定の間隔を空けて並設され、各素子部１２の端部間が接続電極部１３により電気的に接続されてミアンダ形状となっている。ミアンダ形状に形成された両端にある素子部１２の一方には入力端子７、グランド端子８、出力取出し部１４（図６、図７、図１９参照）に接続される電極部１５が接続されている。前記接続電極部１３及び電極部１５は、Ａｌ、Ｔａ、Ａｕ等の非磁性導電材料である。従来のように、前記接続電極部１３及び電極部１５を硬磁性材料で形成しなくてもよい。前記接続電極部１３及び電極部１５はスパッタやメッキで形成される。【００３０】
前記磁気抵抗効果素子２，３を構成する各素子部１２は、全て図１８に示す同じ積層構造で構成される。なお図１８は、素子幅Ｗ１と平行な方向から膜厚方向に切断した切断面を示している。【００３１】
前記素子部１２は、例えば下から反強磁性層３３、固定磁性層３４、非磁性層３５、およびフリー磁性層３６の順に積層されて成膜され、フリー磁性層３６の表面が保護層３７で覆われている。前記素子部１２は例えばスパッタにて形成される。【００３２】
反強磁性層３３は、Ｉｒ−Ｍｎ合金（イリジウム−マンガン合金）などの反強磁性材料で形成されている。固定磁性層３４はＣｏ−Ｆｅ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。非磁性層３５はＣｕ（銅）などである。フリー磁性層３６は、Ｎｉ−Ｆｅ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３７はＴａ（タンタル）などである。上記構成では非磁性層３５がＣｕ等の非磁性導電材料で形成された巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）であるが、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁材料で形成されたトンネル型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）であってもよい。また図１８に示す素子部１２の積層構成は一例であって他の積層構成であってもよい。例えば、下からフリー磁性層３６、非磁性層３５、固定磁性層３４、反強磁性層３３及び保護層３７の順に積層されてもよい。【００３３】
素子部１２では、反強磁性層３３と固定磁性層３４との反強磁性結合により、固定磁性層３４の磁化方向が固定されている。図１及び図１８に示すように、前記固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）は、素子幅方向（Ｙ方向）に向いている。すなわち固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）は、素子部１２の長手方向と直交している。【００３４】
一方、前記フリー磁性層３６の磁化方向（Ｆ方向）は、外部磁場により変動する。
図１７に示すように、固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）と同一方向から外部磁場Ｙ１が作用して前記フリー磁性層３６の磁化方向（Ｆ方向）が前記外部磁場Ｙ１方向に向くと、前記固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層３６の磁化方向（Ｆ方向）とが平行に近づき電気抵抗値が低下する。【００３５】
一方、図１７に示すように、固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）と反対方向から外部磁場Ｙ２が作用して前記フリー磁性層３６の磁化方向（Ｆ方向）が前記外部磁場Ｙ２方向に向くと、前記固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層３６の磁化方向（Ｆ方向）とが反平行に近づき電気抵抗値が増大する。【００３６】
図１（ｂ）に示すように前記磁気抵抗効果素子２，３は基板１６上に形成される。前記磁気抵抗効果素子２，３上はＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2等の絶縁層１７に覆われる。また前記磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子部１２間も前記絶縁層１７で埋められる。前記絶縁層１７は例えばスパッタにて形成される。【００３７】
図１（ｂ）のように前記絶縁層１７の上面は、例えばＣＭＰ技術を用いて平坦面に形成されている。ただし、前記絶縁層１７の上面は、前記素子部１２と前記基板１６間の段差に倣って、凹凸面で形成されていてもよい。図２（ｂ）、図３（ｂ）、図５（ｂ）についても同様である。【００３８】
図１に示すように、磁気抵抗効果素子２，３を構成する各素子部１２の間、及び最も外側に位置する素子部１２の外側に第１軟磁性体１８が設けられている。前記第１軟磁性体１８は例えばスパッタやメッキにて薄膜形成される。前記第１軟磁性体１８は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＳｉＢやＣｏＺｒＮｂ等で形成される。この形態では前記第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２は前記素子部１２の素子幅Ｗ１より小さくなっている。また、前記第１軟磁性体１８の長さ寸法Ｌ２は前記素子部１２の素子長さＬ１よりも長く、図１（ａ）に示すように、第１軟磁性体１８は、前記素子部１２の長手方向（Ｘ方向）の両側から前記長手方向に延出する延出部１８ａを備える。【００３９】
図１（ｂ）に示すように、前記第１軟磁性体１８は、前記素子部１２間にある絶縁層１７上に形成される。また図示しないが前記第１軟磁性体１８上及び前記第１軟磁性体１８間は絶縁性の保護層にて覆われている。【００４０】
図１（ｃ）は、感度軸と直交する方向（Ｘ方向）から５Ｏｅの外部磁場を作用させたときの磁場のシミュレーション結果である。図１（ｃ）に示す斜線で示す箇所が、他の領域より磁場の磁束密度Ｂが強い領域であり、具体的には８．８７５ｅ-4（Ｔ）以上の磁束密度であった。このシミュレーション結果から、前記延出部１８ａの長さ寸法をＴ８、各第１軟磁性体１８間の距離をＴ３としたとき、Ｔ８／Ｔ３は、３以上であることが、感度軸と直交する方向への磁気シールド効果を適切に向上できて好適である。【００４１】
本実施形態では、感度軸と直交する方向からの磁場を、素子位置で外部磁場の１００％未満に出来る。【００４２】
各寸法について説明する。
前記磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子部１２の素子幅Ｗ１は、地磁気センサとして使用する場合は形状異方性を利用するため２〜６μｍの範囲内である（図１（ａ）参照）。また前記素子部１２の素子長さＬ１は、６０〜１００μｍの範囲内である（図１（ａ）参照）。また、前記素子部１２の膜厚Ｔ１は、２００〜３００Åの範囲内である（図１（ｂ）参照）。また前記第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２は、この実施形態では、地磁気センサとして使用する場合、１〜６μｍの範囲内である（図１（ａ）参照）。また前記第１軟磁性体１８の長さ寸法Ｌ２は、８０〜２００μｍの範囲内である（図１（ａ）参照）。また、前記第１軟磁性体１８の膜厚Ｔ２は、０．２〜１μｍの範囲内である（図１（ｂ）参照）。前記素子部１２のアスペクト比（素子長さＬ１／素子幅Ｗ１）は、地磁気センサとして使用する場合は１０以上である。また第１軟磁性体１８のアスペクト比（長さ寸法Ｌ２／幅寸法Ｗ２）は、素子部１２のアスペクト比以上であると好適である。また前記第１軟磁性体１８の延出部１８ａの長さ寸法Ｔ８は、２０μｍ以上である（図１（ａ）参照）。【００４３】
図１の実施形態における各第１軟磁性体１８間の距離（Ｙ方向への距離）Ｔ３は、第１軟磁性の幅Ｗ２以上で２〜８μｍである（図１（ｂ）参照）。また、前記素子部１２と隣接した位置にある第１軟磁性体１８とのＹ方向への距離Ｔ４は、０＜Ｔ４＜３μｍである（図１（ｂ）参照）。また、前記第１軟磁性体１８と素子部１２間の高さ方向（Ｚ方向）への距離Ｔ５は、０．１〜１μｍである（図１（ｂ）参照）。【００４４】
次に、図２に示す実施形態では、図１と異なって、前記第１軟磁性体１８が各素子部１２の真上に前記絶縁層１７を介して配置されている。また図３に示す実施形態では、図１と異なって、前記第１軟磁性体１８が各素子部１２の真下に絶縁層１７を介して配置されている。図３では基板１６上に前記第１軟磁性体１８が形成され、前記第１軟磁性体１８上から前記第１軟磁性体１８間の基板１６上にかけて前記絶縁層１７が形成され、前記絶縁層１９上に前記磁気抵抗効果素子２，３が形成された構成である。図３のように素子部１２の真下に第１軟磁性体１８を配置する形態では、前記第１軟磁性体１８に対して例えばアニール処理を施したいとき素子部１２を形成する前に前記処理を行うことができ素子部１２に対する影響を抑制できる。【００４５】
図２，図３に示す実施形態でも図１と同様に、第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２は素子幅Ｗ１より小さくなっている。また第１軟磁性体１８の長さ寸法Ｌ２は素子長さＬ１より長く前記第１軟磁性体１８には前記素子部１２の長手方向（Ｘ方向）の両側から長手方向に延出する延出部１８ａが形成されている。【００４６】
図２，図３に示す実施形態では、前記幅寸法Ｗ２が素子幅Ｗ１より小さい第１軟磁性体１８が平面視にて前記素子部１２の素子幅Ｗ１内に収まるように（素子幅Ｗ１方向にはみ出さないように）配置されている。【００４７】
図２，図３に示す形態における前記磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子部１２の素子幅Ｗ１は、５〜８μｍの範囲内である。前記第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２は、地磁気センサとして使用する場合、Ｗ１より狭く、且つ２〜６μｍの範囲内である（図２（ａ）、図３（ａ）参照）。【００４８】
図２（ｂ），図３（ｂ）に示す前記第１軟磁性体１８間の距離（Ｙ方向への距離）Ｔ６は、６〜１０μｍである。また第１軟磁性体１８と素子部１２間の高さ方向（Ｚ方向）への距離Ｔ７は、０．１〜１μｍである。【００４９】
図１ないし図３に示す磁気センサ１は、図示Ｙ方向（素子幅方向）と平行な方向からの地磁気を検知するためのものである。よって図示Ｙ方向が感度軸方向であり、図示Ｙ方向に直交するＸ方向（素子長さ方向）が素子部１２の長手方向である。固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）は感度軸方向である図示Ｙ方向に向けられている。【００５０】
本実施形態では、前記素子部１２と非接触の第１軟磁性体１８を設けている。前記第１軟磁性体１８は、素子部１２と同様に、素子長さ方向（図示Ｘ方向）に細長い形状で、前記素子部１２及び前記第１軟磁性体１８には磁化容易軸方向が共に同じ方向となる形状異方性が付与される。また第１軟磁性体１８の透磁率は素子部１２の透磁率よりも大きい。【００５１】
さらに本実施形態における前記第１軟磁性体１８は、前記磁気抵抗効果素子２，３を構成する各素子部１２の素子長さ方向（Ｘ方向）の両側から前記素子長さ方向に延出する延出部１８ａを備える。【００５２】
このため、前記感度軸と直交する素子長さ方向（Ｘ方向）からの外部磁場が作用しても、前記外部磁場は、前記第１軟磁性体１８を優先的に通過しやすい。したがって、感度軸と直交する素子長さ方向への磁気シールド効果を適切に向上できる。すなわち、感度軸と直交する方向からの磁場を、素子位置で外部磁場の１００％未満に出来る。【００５３】
上記したように、前記延出部１８ａの長さ寸法をＴ８、各第１軟磁性体１８間の距離をＴ３としたとき、Ｔ８／Ｔ３は、３以上であることが、感度軸と直交する方向への磁気シールド効果を適切に向上できて好適である。【００５４】
一方、磁気センサ１が地磁気センサとして使用されるとき、携帯機器内で発する機器内部の漏洩磁場の量は地磁気量よりも大きくなりやすい。コンマ数Ｏｅ程度の地磁気に対して漏洩磁界は数Ｏｅ以上（５〜１０Ｏｅ程度）と想定される。そして本実施形態では、このような漏洩磁場が、感度軸方向から作用しても、磁気飽和しないようにでき、磁気センサ１としての感度を適切に保つことができる。【００５５】
本実施形態では、磁気抵抗効果素子２，３における抵抗変化の線形領域が、素子幅方向（感度軸方向）から流入する外乱磁場と感知磁場の積算より大きくなることが好適である。このとき、磁気抵抗効果素子２，３における異方性磁界Ｈｋは２０Ｏｅ以上であることが好適である。異方性磁界Ｈｋは、素子部１２のアスペクト比に影響を受ける。素子長さＬ１に対して素子幅Ｗ１を小さくすることで、異方性磁界Ｈｋを大きくできるが、異方性磁界Ｈｋを大きくしすぎると、単位磁場あたりの抵抗変化率が非常に小さくなってしまう。このとき、第１軟磁性体１８を設けることで、センサとしての感度を適切に保つことが可能になる。【００５６】
図２０は、感度軸方向からの磁場の強度Ｈと磁気抵抗効果素子２，３の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）との関係を示すグラフである。素子部１２のアスペクト比は一定である。図２０に示す一点鎖線Ｘは、前記第１軟磁性体１８が設けられていない従来構造での結果である。単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）が最大あるいは最小となったときの外部磁場Ｈの大きさが異方性磁界Ｈｋ１の大きさである。【００５７】
磁気抵抗効果素子２，３に作用する感度軸方向からの磁場の強度Ｈが実際の大きさよりも第１軟磁性体１８により増幅されてしまうと磁気抵抗効果素子２，３は早い段階で磁気飽和に達してしまう。すなわち図２０の点線Ｙに示すように、異方性磁界Ｈｋ２は見かけ上小さくなり、磁場の強度変化に対して磁気抵抗効果素子２，３の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）が変動する線形領域（感度領域）は狭くなってしまう。よって地磁気に対する検知精度が低下しやすい。【００５８】
一方、磁気抵抗効果素子２，３に作用する感度軸方向からの磁場の強度Ｈが実際の大きさよりも第１軟磁性体１８により小さくなると図２０の実線Ｚに示すように磁気抵抗効果素子２，３の異方性磁界Ｈｋ３は見かけ上大きくなり、前記線形領域（感度領域）を広げることが可能になる。すなわち感度軸方向からの磁場に対して磁気飽和しない状態にできる。【００５９】
本実施形態では、磁気抵抗効果素子２，３に作用する感度軸方向からの磁場の強度Ｈが実際の大きさより増幅されることを除外するものではない。すなわち、増幅されたとしても、上記のように、素子部１２自体の異方性磁界Ｈｋの調整等により、磁気抵抗効果素子２，３における抵抗変化の線形領域を、素子幅方向（感度軸方向）から流入する外乱磁場と感知磁場の積算より大きくすることが可能である。【００６０】
また、本実施形態では、素子幅方向から外部磁場を流入させたときに前記素子部１２に作用する磁界強度の増幅率を、５０％以上で１００％以下にすることも可能である。「増幅率」は、ある強度の外部磁場を感度軸である素子幅方向に流入させたときに、前記第１軟磁性体１８を設けていない形態にて前記磁気抵抗効果素子２，３に作用する外部磁場の強度をＢ、前記第１軟磁性体１８を設けた本実施形態にて磁気抵抗効果素子２，３に作用する外部磁場の強度をＣとしたとき、（強度Ｃ／強度Ｂ）×１００（％）で示される。【００６１】
あるいは換言すれば、感度軸方向から外部磁場を流入させた際、前記第１軟磁性体１８が設けられていない形態における前記磁気抵抗効果素子２，３の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の図２０に示す線形領域での傾きをＸ、前記第１軟磁性体１８を設けた本実施形態における前記磁気抵抗効果素子２，３の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の図２０に示す線形領域での傾きをＺとしたとき、前記単位磁場あたりの抵抗変化率の増幅率［（傾きＺ／傾きＸ）×１００（％）］は、５０％以上で１００％以下であることが好ましい。すなわち前記増幅率が１００％以下ということは、図２０に示す線形領域の傾きが小さくなり前記線形領域が広がることを意味する。一方、前記増幅率が５０％より小さくなると、感度の低下により、検知精度が低下するので、前記増幅率は５０％以上とする。【００６２】
なお、素子幅方向から外部磁場を流入させたときに前記素子部１２に作用する磁界強度が増幅あるいは減衰されると、前記磁気抵抗効果素子２，３の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）が増幅あるいは減衰する。【００６３】
また本実施形態では、感度軸方向と直交する素子長さ方向から外部磁場を流入させたときに前記素子部１２に作用する磁界強度の減衰率が、１００％以下が必須であり、さらには２０％以下であることが好ましい。「減衰率」は、ある強度の外部磁場を感度軸に対して直交する素子長さ方向に流入させたときに、前記第１軟磁性体１８を設けていない形態にて前記磁気抵抗効果素子２，３に作用する外部磁場の強度をＦ、前記第１軟磁性体１８を設けた本実施形態にて磁気抵抗効果素子２，３に作用する外部磁場の強度をＧとしたとき、[［（強度Ｆ−強度Ｇ）／強度Ｆ］×１００（％）]で示される。【００６４】
あるいは換言すれば、感度軸と直交する方向から外部磁場を流入させた際、前記第１軟磁性体１８が設けられていない形態における前記磁気抵抗効果素子２，３の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）Ｈと、前記第１軟磁性体１８を設けた本実施形態における前記磁気抵抗効果素子２，３の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）Ｉとしたとき、前記単位磁場あたりの抵抗変化率の減衰率［（Ｈ−Ｉ／Ｈ）×１００（％）］は、１００％以下が必須であり、さらには２０％以下であることが好ましい。【００６５】
そして、［直交磁場での単位磁場あたりの抵抗変化率／感度軸方向での単位磁場あたりの抵抗変化率]×１００（％）＝１０％以下が望ましい。【００６６】
本実施形態では、上記した増幅率を５０％以上で１００％以下とするには、前記第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２を前記素子部１２の素子幅Ｗ１より小さくすることが好適である。ただし、前記第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２を前記素子部１２の素子幅Ｗ１と同じあるいは、前記幅寸法Ｗ２を前記素子幅Ｗ１より大きくする形態を除外するものではない。【００６７】
また本実施形態では、各第１軟磁性体間の間隔Ｔ３は、前記第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２より大きいことが好ましい。【００６８】
また、例えば前記第１軟磁性体１８間の距離Ｔ３，Ｔ６に対して前記第１軟磁性体１８の延出部１８ａの長さ寸法Ｔ８が長くなりすぎると前記増幅率が上昇してしまい、逆に前記延出部１８ａの長さ寸法Ｔ８が短すぎると、感度軸に直交する素子長さ方向からの外部磁場に対するシールド効果が十分でなくなる。よって、第１軟磁性体１８間の距離Ｔ３、Ｔ６や、前記第１軟磁性体１８の延出部１８ａの長さ寸法Ｔ８を上記した数値範囲内に収め、また、第１軟磁性体１８間の距離Ｔ３と延出部１８ａの長さ寸法Ｔ８のアスペクト比（Ｔ８／Ｔ３）を３以上とすることで、感度軸に直交する素子長さ方向からの外部磁場に対するシールド効果を十分とすることが出来、減衰率を２０％以下とすることが出来る。【００６９】
また図１に示す実施形態のように、素子部１２の側方に第１軟磁性体１８を配置する構成において、前記増幅率を調整するには、前記第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２以外に、素子部１２と第１軟磁性体１８とのＹ方向への距離Ｔ４（図１（ｂ）参照）や素子部１２と第１軟磁性体１８との高さ方向への距離Ｔ５（図１（ｂ）も重要なパラメータである。【００７０】
また図４のように、第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２が前記素子部１２の素子幅Ｗ１と同じでも、あるいは、図５のように第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２が前記素子部１２の素子幅Ｗ１より大きくても、素子部１２と第１軟磁性体１８とのＹ方向への距離Ｔ９（図５（ｂ））や素子部１２と第１軟磁性体１８との高さ方向への距離Ｔ１０（図５（ｂ））を併せて適切に調整することで、前記増幅率を５０％〜１００％の範囲内に収めることが出来る。【００７１】
図４、図５のように、前記第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２を素子幅Ｗ１以上にする場合、寸法Ｗ１は、２≦Ｗ１≦４μｍの範囲内、前記幅寸法Ｗ２は、２＜Ｗ２＜６μｍの範囲内であることが好ましい。このとき、（幅寸法Ｗ２／素子幅Ｗ１）は１〜３であることが好ましい。また前記第１軟磁性体１８と前記素子部１２とのＹ方向への距離Ｔ９は、０〜３μｍの範囲内であることが好ましい。また、素子部１２と第１軟磁性体１８との高さ方向への距離Ｔ１０は、０．１〜１μｍの範囲内であることが好ましい。第１軟磁性体１８間のＹ方向への距離Ｔ１２は、２≦Ｔ１２≦６μｍの範囲内であることが好ましい。【００７２】
各実施形態の好ましい一例を下記に示す。
図１の実施形態の場合、素子部１２の素子幅Ｗ１は、５μｍ、素子長さＬ１は、６０μｍ、第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２は、２μｍ、長さ寸法Ｌ２は、１００μｍ、各第１軟磁性体１８間のＹ方向への距離Ｔ３は、９μｍ、素子部１２と第１軟磁性体１８とのＹ方向への距離Ｔ４は２μｍ、素子部１２と第１軟磁性体１８との高さ方向への距離Ｔ５は、０．３μｍである。【００７３】
図２の実施形態の場合、素子部１２の素子幅Ｗ１は、６μｍ、素子長さＬ１は、６０μｍ、第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２は、２μｍ、長さ寸法Ｌ２は、１００μｍ、各第１軟磁性体１８間のＹ方向への距離Ｔ６は、６μｍ、素子部１２と第１軟磁性体１８との高さ
方向への距離Ｔ７は、０．３μｍである。【００７４】
図３の実施形態の場合、素子部１２の素子幅Ｗ１は、６μｍ、素子長さＬ１は、６０μｍ、第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２は、２μｍ、長さ寸法Ｌ２は、１００μｍ、各第１軟磁性体１８間のＹ方向への距離Ｔ６は、６μｍ、素子部１２と第１軟磁性体１８との高さ方向への距離Ｔ７は、０．３μｍである。【００７５】
また図５の実施形態の場合、素子部１２の素子幅Ｗ１は、３μｍ、素子長さＬ１は、６０μｍ、第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２は、４μｍ、長さ寸法Ｌ２は、１００μｍ、各第１軟磁性体１８間のＹ方向への距離Ｔ１２は、７μｍ、素子部１２と第１軟磁性体１８とのＹ方向への距離Ｔ９は２μｍ、素子部１２と第１軟磁性体１８との高さ方向への距離Ｔ１０は、０．３μｍである。【００７６】
以上により、感度軸に直交する方向からの数Ｏｅ程度の磁場に対して適切にシールド効果を発揮して単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）をほぼゼロ％に出来るとともに、感度軸方向から数Ｏｅ程度の漏洩磁場が作用しても磁気飽和せず、感度を適切に保つ。【００７７】
図６（ａ）（ｂ），図７（ａ）（ｂ）には、磁気抵抗効果素子２，３に直列接続される固定抵抗素子４，５が図示されている。図６，図７に示す磁気抵抗効果素子２，３の形態は図１と同じであるので特に説明しない。なお図６，図７では、第１軟磁性体１８を素子部１２の側方に位置させているが、図２のように素子部１２の真上、あるいは図３のように素子部１２の真下に位置させてもよい。【００７８】
前記固定抵抗素子４，５も前記磁気抵抗効果素子２，３と同じ素子部１２を備える。すなわち、図１８で説明した積層構造を備え、素子幅がＷ１で、素子長さがＬ１である。素子幅Ｗ１は、地磁気センサとして使用する場合は２〜６μｍ程度である。また前記固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２も端部どうしが接続電極部１３を介して接続されミアンダ形状となっている。【００７９】
図６の実施形態では、前記固定抵抗素子４，５のミアンダ形状は、前記磁気抵抗効果素子２，３のミアンダ形状を反時計方向に９０°回転させた形状に一致している。前記固定抵抗素子４，５上も絶縁層１７にて覆われ、前記固定抵抗素子４，５の上方には前記絶縁層１７を介して第２軟磁性体２３が配置されている。前記第１軟磁性体１８と前記第２軟磁性体２３とが同一の膜構成及び同一の作成プロセスで形成されることが好適である。【００８０】
前記第２軟磁性体２３は、前記固定抵抗素子４，５を構成する素子幅Ｗ１と同方向（Ｘ方向）に幅寸法Ｗ３で、前記素子長さＬ１と同方向（Ｙ方向）に長さ寸法Ｌ３で形成される。前記幅寸法Ｗ３は素子幅Ｗ１より大きく、前記第２軟磁性体２３は前記素子部１２の素子幅の両側から素子幅方向に延出する延出部２３ａを備える。また、前記長さ寸法Ｌ３は前記素子長さＬ１よりも大きく、前記第２軟磁性体２３は、前記素子部１２の素子長さ方向（Ｙ方向）の両側から素子長さ方向に延出する延出部２３ｂを備える。また前記長さ寸法Ｌ３は前記幅寸法Ｗ３より大きい。すなわち前記第２軟磁性体２３は図示Ｙ方向に細長い形状で形成されている。【００８１】
上記したように、前記磁気抵抗効果素子２，３の固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）は、素子幅方向（Ｙ方向）に向けられている。また、図６の形態では固定抵抗素子４，５の固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）は、素子長さ方向（Ｙ方向）に向けられている。図６の形態では、磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子部１２と、固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２が直交する関係にあるため、前記磁気抵抗効果素子２，３の固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）と、前記固定抵抗素子４，５の固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）とは一致している。【００８２】
前記第２軟磁性体２３の幅寸法Ｗ３は、６〜１０μｍかつ素子幅Ｗ１より大である。また前記第２軟磁性体２３の長さ寸法Ｌ３は、素子長さＬ１より長くかつ、８０〜２００μｍである。前記第２軟磁性体２３のアスペクト比（長さ寸法Ｌ２／幅寸法Ｗ２）は、１０以上である。また各第２軟磁性体２３間の距離（Ｘ方向への距離）Ｔ１１は、２μｍ以上である。隣接した第２軟磁性体間の幅Ｔ１１と第２軟磁性体の幅Ｗ３との関係は、Ｔ１１＜Ｗ３である。【００８３】
前記第２軟磁性体２３の膜厚は、第１軟磁性体１８の膜厚と同じであり、前記第２軟磁性体２３と素子部１２間の高さ方向（Ｚ方向）への距離は、前記第１軟磁性体１８と素子部１２間の高さ方向（Ｚ方向）への距離と同じである。【００８４】
図６の実施形態では、磁気抵抗効果素子２，３及び固定抵抗素子４，５に同じ素子部１２を用いるので、磁気抵抗効果素子２，３と固定抵抗素子４，５の抵抗変化温度係数（ＴＣＲ）を等しく出来る。また抵抗値も同じであるため抵抗値を合わせ込むためのパターニング工程が必要ない。【００８５】
また前記固定抵抗素子４，５の上方には、前記固定抵抗素子４，５の素子部１２を平面視にて完全に覆うとともに、幅寸法Ｗ３より長さ寸法Ｌ３を長く形成した細長形状の第２軟磁性体２３を対向させることで、前記固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２に流入する外部磁場を適切にシールドできる。また第２軟磁性体２３の透磁率は素子部１２の透磁率よりも大きい。このため、前記外部磁場のほとんどが第２軟磁性体２３側を流れ、素子部１２に流入する外部磁場を非常に小さくでき、固定抵抗素子４，５を構成する前記素子部１２での単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）を非常に小さくできる。磁気センサ１が地磁気センサの場合、地磁気と機器内部で発生する漏洩磁場とを併せた外部磁場は５〜１０Ｏｅ程度であり、このとき、固定抵抗素子４，５の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）を０．２％以下に抑えることが可能になる。【００８６】
ここで前記固定抵抗素子４，５を構成する上で重要な点は、前記固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２の固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）を素子長さ方向に向け、さらに上記したように、前記素子部１２の上方に配置される第２軟磁性体２３を、素子部１２を平面視にて完全に覆う大きさで、しかも素子部１２の長手方向に向けて細長形状で形成している点にある。これにより、素子部１２、及び第２軟磁性体２３に磁化容易軸方向が共に同じ方向の形状異方性が付与される。また、磁化容易軸方向に固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）及びフリー磁性層の磁化方向が向けられる。このような構成により、適切に固定抵抗化できることがわかっている。【００８７】
一方、図７の実施形態の固定抵抗素子４，５は、図６に示す固定抵抗素子４，５を時計方向に９０°回転させた形状と同一である。図７では、磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子部１と、固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２とが共に図示Ｘ方向を素子長さ方向（長手方向）として配置されている。前記固定抵抗素子４，５を構成する固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）は、磁気抵抗効果素子２，３と同じ素子幅方向であるＹ方向である。【００８８】
図７の実施形態での寸法関係は図６と同じであり、すなわち第２軟磁性体２３の幅寸法Ｗ３は素子幅Ｗ１より大でかつ、６〜１０μｍの範囲内、長さ寸法Ｌ３は素子長さＬ１より長くかつ、８０〜２００μｍの範囲内である。隣接した第２軟磁性体間の幅Ｔ１１と第２軟磁性体の幅Ｗ３との関係は、Ｔ１１＜Ｗ３である。【００８９】
図７の実施形態でも素子部１２の上方に、前記素子部１２を完全に覆う大きさの第２軟磁性体２３を設け、前記第２軟磁性体２３の幅寸法Ｗ３や長さ寸法Ｌ３を調整することで前記第２軟磁性体２３のシールド効果により固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２を適切に固定抵抗化できる。【００９０】
上記では磁気抵抗効果素子２，３と固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２が同一の膜構成及び同一の作成プロセスにて形成されることが双方の抵抗値を同一とするためには好ましいが、例えば固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２の素子幅Ｗ１と、磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子部１２の素子幅Ｗ１とが異なっていてもよいし、前記固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２の素子長さＬ１と、前記磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子長さＬ１とが異なっていてもよい。【００９１】
なお本実施形態では固定抵抗素子４，５を、従来のように非磁性の抵抗材料で形成してもよいし、あるいは磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子部１２の積層順を代えて、例えば下から反強磁性層３３、固定磁性層３４、フリー磁性層３６、非磁性層３５、保護層３７の順に積層して固定抵抗化してもよい（いずれの場合も第２軟磁性体２３の形成は必要ない）。【００９２】
また、第２軟磁性体２３は素子部１２の下方に位置してもよい。また第２軟磁性体２３は、素子部１２の上下両方あるいは片方に形成される。【００９３】
図９に示す他の実施形態は、図１（ａ）に示す磁気センサ１の構成を一部改良したものである。図９では、磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子幅方向の両側の素子部１２より外側に位置する第１軟磁性体１８のさらに外側に第１軟磁性体２４が形成されている。【００９４】
また図１０に示す他の実施形態は、図２（ａ）に示す磁気センサ１の構成を一部改良したものである。図１０では、磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子幅方向の両側に位置する素子部１２の両外側面１２ａよりもさらに外側に第１軟磁性体２４が形成されている。【００９５】
図９，図１０のように、素子部１２のさらに外側に第１軟磁性体２４を設けることで、感度軸方向と直交する方向からの磁場に対する磁気シールド効果をより効果的に向上できる。【００９６】
図３〜図５のいずれの実施形態にも前記第１軟磁性体２４を設ける構成を適用できる。
また、図６及び図７の実施形態においては、固定抵抗素子４，５を構成する素子幅方向の両側に位置する素子部１２の両外側面１２ａよりもさらに外側に第２軟磁性体２５が形成されていると（例えば図６（ａ）の点線、及び図６（ｂ）参照）、より効果的に、磁場が前記素子部１２に侵入しにくくなり、固定抵抗としての性能を向上させることが可能である。【００９７】
図８には前記固定抵抗素子４，５に対する磁場のシミュレーション結果が示されている。シミュレーションでは５Ｏｅの外部磁場を作用させ、斜線で示す箇所が、他の領域より磁場の磁束密度Ｂが強い領域であり、具体的には７．７５ｅ-4（Ｔ）以上の磁束密度であった。図８に示すように、固定抵抗素子４，５を構成する素子幅方向の両側に位置する素子部１２の両外側面１２ａよりもさらに外側に第２軟磁性体２５を形成すると、磁場の磁束密度が強い領域が最も外側に位置する素子部１２に効果的に及ばないように出来る。【００９８】
図１１に示す他の実施形態では、複数の素子部１２が素子長さ方向に間隔を空けて並設され、各素子部１２の間の間隔内に永久磁石層６０が設けられている。これにより各素子部１２と前記永久磁石層６０とで構成される素子連結体６１が図示Ｘ方向に帯状に延びている。また、素子連結体６１の図示Ｘ方向の両側に位置する素子部１２の両側にも永久磁石層６０が設けられている。素子連結体６１の素子長さＬ１は素子幅Ｗ１よりも大きく形成されている。前記素子連結体６１は、素子幅方向（Ｙ方向）に間隔を空けて複数本並設され、各素子連結体６１の端部間が接続層６２にて接続されてミアンダ形状の磁気抵抗効果素子２，３が構成されている。なお前記接続層６２は永久磁石ではなく非磁性の電極とすることが寄生抵抗を小さくでき好ましい。【００９９】
本実施形態では、複数の素子部１２を、永久磁石層６０及び接続層６２にて連結してトータルの素子長さが長くなるミアンダ形状としているため、素子抵抗を大きくでき、消費電力の低減を図ることが可能である。【０１００】
また本実施形態では、複数の素子部１２と永久磁石層６０とで素子連結体６１を形成し、複数の素子連結体６１を素子幅方向に並設して、各素子連結体６１の端部間を接続層６２により接続している。よって、全ての素子部１２を素子幅方向（Ｙ方向）に間隔を空けて並設し、各素子部１２の端部間を接続層６２で連結した形態に比べて（永久磁石層６０を設けない形態）、素子幅方向（Ｙ方向）への磁気抵抗効果素子２，３の長さ寸法を小さくできる。【０１０１】
この図１１に示す実施形態でも図１と同様に各素子連結体６１間、及び素子幅方向にて最も外側に位置する素子連結体６１の外側に第１軟磁性体１８が形成されている。図１１に示すように第１軟磁性体１８の長さ寸法Ｌ２は、素子連結体６１の素子長さＬ１より長い。また第１軟磁性体１８は、素子連結体６１の素子長さ方向の両側から素子長さ方向に延出する延出部１８ａを備える。【０１０２】
図１２は図１１の変形例である。図１２に示す実施形態では、磁気抵抗効果素子２，３は、素子連結体６１の端部間を接続する接続層６２が、Ｙ方向に直線状（帯状）で形成され、前記接続層６２が、絶縁層を介し前記第１軟磁性体１８の下側を通っている。すなわち、接続層６２と第１軟磁性体１８とが高さ方向（図示Ｚ方向）にて交差している。前記接続層６２は、Ａｌ、Ａｕ、あるいはＣｕ等の良導体で形成される。【０１０３】
電極層６２は軟磁性体１８と電気的に絶縁されていればよく、軟磁性体１８の上部に形成されてもよい。【０１０４】
図１１では、接続層６２が平面的に第１軟磁性体１８を迂回するように形成されていたが、図１２では、接続層６２と第１軟磁性体１８とを高さ方向（図示Ｚ方向）にて交差させているため、磁気抵抗効果素子２，３の図示Ｘ方向への長さ寸法を小さくできるとともに、磁気抵抗効果に関与しない電極層６２の配線抵抗も低減でき、センサの特性が向上する。また接続層６２と第１軟磁性体１８間の絶縁性が低く、仮にショートしたとしても、ミアンダ形状の為電極層１９と交差する側と反対側でショートすることが無く、バイパス回路が発生しないため、センサ特性にさほどの影響は無い。また接続層６２を非磁性の良導体で形成することで、接続層６２を永久磁石層で形成する形態に比べて寄生抵抗を低減できるし、永久磁石層で形成するとバイアス磁界の影響が第１軟磁性体１８に影響しシールド効果が低下するが、本実施形態では、そのような問題も生じない。【０１０５】
図１３の断面図に示すように、各素子部１２を構成する反強磁性層３３、固定磁性層３４及び非磁性層３５は永久磁石層６０の形成位置で分断されておらず一体化している。すなわち、永久磁石層６０の形成位置では、素子部１２を構成する保護層３７及びフリー磁性層３６がイオンミリング等で削られて凹部６３が形成される。よって凹部６３の底面６３ａには非磁性層３５が露出している。なお非磁性層３５の一部まで削られて凹部６３が形成されてもよい。そして、この凹部６３内に永久磁石層６０が設けられている。図１３の構成により固定磁性層３４が分断されないため、固定磁性層３４の磁化を図示Ｙ方向に安定化でき、一軸異方性を向上させることができる。また固定磁性層３４及び反強磁性層３３まで分断して各素子部１２間に永久磁石層６０を設けた構成では、永久磁石層６０と素子部１２との電気的コンタクトは各側面となるため寄生抵抗が大きくなりやすいが、本実施形態のように永久磁石層６０と素子部１２との電気的コンタクトが平面接触となることで寄生抵抗を低減させることが出来る。【０１０６】
また図１３に示すように永久磁石６０の上面には、永久磁石層６０よりも抵抗値が小さい低抵抗層６４が重ねて形成されている。低抵抗層６４はＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ等の非磁性の良導体で形成されることが好適である。低抵抗層６４は、永久磁石層６０と同様にスパッタあるいはメッキ等で形成される。図１３に示すように永久磁石層６０上に低抵抗層６４を重ねて形成することで、より効果的に、磁気抵抗変化に寄与しない寄生抵抗成分を低減できる。【０１０７】
また永久磁石層６０間に挟まれた部分の素子部１２のアスペクト比（素子長さＬ４／素子幅Ｗ１）（図１４参照）が大きくなると、永久磁石層６０からのバイアス磁界が素子部１２の全体に適切に供給されなくなる。このため感度軸方向に対して直交方向（Ｘ方向）から磁界を作用させ、磁界強度を徐々に強くしていったときの抵抗変化領域にヒステリシスが生じやすくなる。よって直交方向からの磁界（外乱磁場）に対する抵抗変化領域が広がることで、外乱磁場耐性が低下しやすくなる。したがって、素子部１２の全体に適切にバイアス磁界を供給して外乱磁場耐性を向上させるため素子部１２のアスペクト比は小さいことが好ましい。具体的には素子部１２のアスペクト比は３以下であることが好ましく、１より小さいことがより好ましい。【０１０８】
図１１、図１２のように素子部と永久磁石層とを組み合わせた構成では、素子幅方向から外部磁場を流入させたときに前記素子部に作用する磁界強度の増幅率を、５０％以上で２００％以下に調整できる。また、素子幅方向から外部磁場を流入させたときに前記磁気抵抗効果素子の単位磁場あたりの抵抗変化率の増幅率を、５０％以上で２００％以下に調整できる。【０１０９】
図１５に示す他の実施形態では、感度軸方向（Ｙ方向）の両側に位置する第１軟磁性体１８の外面間距離をＴ１４としたときに、外面間距離Ｔ１４は、第１軟磁性体１８の長さ寸法Ｌ２よりも大きい。すなわち第１軟磁性体１８の最外面を囲んで成る領域（点線で囲んだ領域）は、感度軸方向（Ｙ方向）に長く形成される。【０１１０】
図８にも示すように素子長さ方向（Ｘ方向）からの外乱磁場の磁束密度は、感度軸方向（Ｙ方向）の両側に位置する第１軟磁性体１８の素子長さ方向（Ｘ方向）の両側付近で最も強くなりやすい。すなわち図１５のように、第１軟磁性体１８の最外面を囲んで成る領域（点線で囲んだ領域）の端部領域でのシールド効果が弱くなる。図１５に示すように、第１軟磁性体１８の最外面を囲んで成る領域（点線で囲んだ領域）を、感度軸方向（Ｙ方向）に長く形成することでシールド効果の低下領域の素子部１２に対する影響を全体的に小さくできる。【０１１１】
また図１６のように、感度軸方向（Ｙ方向）の両側に位置する第１軟磁性体２７の幅寸法Ｗ４（ここでは内側に位置する第１軟磁性体と区別するため符号を変更した）を、それよりも内側に位置する第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２に比べて大きくすることで、シールド効果の低下領域の素子部１２に対する影響をより効果的に小さくできる。【０１１２】
前記第１軟磁性体１８は、各素子部１２に対して全て同位置に設けなくてもよい。例えば真ん中付近に位置する素子部１２には、その真上に第１軟磁性体１８を設け、側方に位置する素子部１２には、前記素子部１２の両側方に前記第１軟磁性体１８を設ける如くである。また各素子部１２に対してその上下に第１軟磁性体１８を配置する形態や、各素子部１２の側方と膜厚方向とに前記第１軟磁性体１８を配置する形態等を除外するものではない。【０１１３】
磁気抵抗効果素子２，３及び固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２はそれぞれ一つだけでもよいが、複数設けてミアンダ形状にすることで、素子抵抗を大きくでき消費電力の低減を図ることができ好適である。【０１１４】
また、磁気抵抗効果素子２，３及び固定抵抗素子４，５は一つずつでもよいが、図１９のようにブリッジ回路を構成し、出力取出し部１４から得られた出力を差動増幅器９にて差動出力とすることで、出力値を大きくでき高精度な磁場検知を行うことが出来る。【０１１５】
固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）を、同チップ内で変えたり、あるいは、同じ固定磁化方向（Ｐ方向）を備えるチップを２つ用いてフルブリッジの構成とすることも可能である。【０１１６】
本実施形態における磁気センサ１は例えば、図２１に示す地磁気センサ（磁気センサモジュール）として使用される。Ｘ軸磁場検知部５０、Ｙ軸磁場検知部５１、Ｚ軸磁場検知部５２では、いずれも図１９に示すブリッジ回路のセンサ部が設けられている。Ｘ軸磁場検知部５０では磁気抵抗効果素子２，３の素子部１２の固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）が感度軸であるＸ方向を向いており、また、Ｙ軸磁場検知部５１では磁気抵抗効果素子２，３の素子部１２の固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）が感度軸であるＹ方向を向いており、さらに、Ｚ軸磁場検知部５２では磁気抵抗効果素子２，３の素子部１２の固定磁性層３４の固定磁化方向（Ｐ方向）が感度軸であるＺ方向を向いている。【０１１７】
Ｘ軸磁場検知部５０、Ｙ軸磁場検知部５１、Ｚ軸磁場検知部５２、及び集積回路（ＡＳＩＣ）５４はいずれも基台５３上に設けられる。Ｘ軸磁場検知部５０、及びＹ軸磁場検知部５１の磁気抵抗効果素子２，３の形成面はいずれもＸ−Ｙ平面であるが、Ｚ軸磁場検知部５２の磁気抵抗効果素子２，３の形成面はＸ−Ｚ平面であり、Ｚ軸磁場検知部５２の磁気抵抗効果素子２，３の形成面は、Ｘ軸磁場検知部５０、及びＹ軸磁場検知部５１の磁気抵抗効果素子２，３の形成面に対して直交した関係にある。【０１１８】
本実施形態では感度軸方向と直交する方向に対して磁気シールド効果があり、また感度軸方向に対しては適切な感度を備える。したがって、Ｘ軸磁場検知部５０、Ｙ軸磁場検知部５１、及びＺ軸磁場検知部５２のうち２以上の検知部を基台５３上に設けても、各検知部において、感度軸方向と直交方向からの磁場を適切に磁気シールドできるとともに、各検知部の感度軸方向からの地磁気を適切に検知できる。【０１１９】
図２１の構成以外に、図２１に示す地磁気センサと加速度センサ等を組み合わせたモジュールとすることもできる。
【実施例】
【０１２０】
図１に示す磁気抵抗効果素子を形成した。素子部１２を６本形成し、ミアンダ形状とした。前記素子部１２の素子幅Ｗ１を５μｍ、素子長さＬ１を６０μｍ、膜厚Ｔ１を２５０Å、第１軟磁性体（ＣｏＦｅＳｉＢ）の幅寸法Ｗ２を２μｍ、長さ寸法Ｌ２を１００μｍ、膜厚Ｔ２を５０００Å、第１軟磁性体１８と前記磁気抵抗効果素子の素子部１２間の高さ方向への間隔Ｔ５を０．３μｍ、前記素子部１２と前記第１軟磁性体１８とのＹ方向への距離Ｔ４を１μｍ、前記第１軟磁性体１８の延出部１８ａの長さ寸法Ｔ８を１０μｍ、第１軟磁性体１８と隣接した素子部１２との間隔Ｔ４を２μｍ、前記第１軟磁性体１８間の距離Ｔ３を９μｍとした。磁場中アニールにて、固定磁性層３４を素子幅方向（Ｙ方向）に固定磁化した。【０１２１】
図２２に感度軸方向に±６Ｏｅの範囲の外部磁場をかけた、磁気抵抗効果素子２，３の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）を示す。図２２では重なってしまっているが、実際には３種類の実験を行っている。一つ目は、感度軸方向に±６Ｏｅの範囲内のみの外部磁場をかけた場合、二つ目は、感度軸と直交する素子長さ方向に＋５Ｏｅの外部磁場をかけつつ、感度軸方向に±６Ｏｅの範囲内の外部磁場を作用させた場合、三つ目は、感度軸と直交する素子長さ方向に−５Ｏｅの外部磁場をかけつつ、感度軸方向に±６Ｏｅの範囲内の外部磁場を作用させた場合である。【０１２２】
いずれの実験結果も、外部磁場に対する単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の挙動が直線的で且つほぼ同じグラフ上に位置している。このため、感度軸方向からの外部磁場に対して適切な感度を保ち、一方、感度軸と直交する方向の外部磁場を適切にシールドしていることがわかった。【０１２３】
次に、図２２の実験で使用した磁気抵抗効果素子２，３を構成する素子部１２の素子幅Ｗ１や、第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２を変えて、感度軸方向からの外部磁場に対する単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の増幅率を調べた（図２３）。なお前記素子幅Ｗ１や幅寸法Ｗ２以外は、図１７の実験での寸法と同じに設定した。前記素子部１２と前記第１軟磁性体１８とのＹ方向への距離Ｔ４を１μｍとした。【０１２４】
図２３に示すように、増幅率を１６０％以下にできた。また、第１軟磁性体１８の幅寸法Ｗ２を素子部１２の素子幅Ｗ１よりも小さくすることで、増幅率を１００％以下に調整しやすいことがわかった。【０１２５】
次に、図２に示す磁気抵抗効果素子２，３を形成した。素子部１２を６本形成し、ミアンダ形状とした。前記素子部１２の素子幅Ｗ１を５μｍ、素子長さＬ１を６０μｍ、膜厚Ｔ１を２５０Å、第１軟磁性体（ＣｏＦｅＳｉＢ）の幅寸法Ｗ２を２μｍ、長さ寸法Ｌ２を８０μｍ、膜厚Ｔ２を５０００Å、第１軟磁性体１８と前記磁気抵抗効果素子の素子部１２間の高さ方向への間隔Ｔ７を０．３μｍ、前記第１軟磁性体１８の延出部１８ａの長さ寸法Ｔ８を１０μｍ、前記第１軟磁性体１８間の距離Ｔ６を５μｍとした。磁場中アニールにて、固定磁性層３４を素子幅方向（Ｙ方向）に固定磁化した。【０１２６】
実験では、感度軸方向にのみ±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合、感度軸に直交する方向に＋５Ｏｅの外部磁場をかけつつ感度軸方向に±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合、感度軸に直交する方向に−５Ｏｅの外部磁場をかけつつ感度軸方向に±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合、感度軸に直交する方向にのみ±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合の夫々にて、磁気抵抗効果素子２，３の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）を調べた。その実験結果が図２４に示されている。【０１２７】
図２４に示すように、感度軸方向にのみ±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合、感度軸に直交する方向に＋５Ｏｅの外部磁場をかけつつ感度軸方向に±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合、及び感度軸に直交する方向に−５Ｏｅの外部磁場をかけつつ感度軸方向に±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合では、外部磁場に対する単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の挙動がほぼ一致している。また、感度軸に直交する方向にのみ±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合では単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）がほぼゼロであった。これにより感度軸に直交する方向から作用する外部磁場を適切にシールドしており、しかも、感度軸方向からの外部磁場に対して適切な感度を備えていることがわかった。【０１２８】
次に図６，図７に示す磁気抵抗効果素子２，３と直列接続される固定抵抗素子４，５について実験を行った。【０１２９】
図６に示す固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２を６本形成し、ミアンダ形状とした。また前記素子部１２の素子幅Ｗ１を３μｍ、素子長さＬ１を６０μｍ、第２軟磁性体２３の幅寸法Ｗ３を６μｍ、長さ寸法Ｌ３を１００μｍ、各第２軟磁性体２３の距離Ｔ１１を２μｍ、素子部１２と第２軟磁性体２３の高さ方向での距離Ｔ１３（図６（ｂ）参照）を０．３μｍとした。各素子部１２の固定磁性層３４を素子長さ方向（Ｙ方向）に磁化固定した。【０１３０】
一方、図７に示す固定抵抗素子４，５を構成する素子部１２を６本形成し、ミアンダ形状とした。また前記素子部１２の素子幅Ｗ１を３μｍ、素子長さＬ１を６０μｍ、第２軟磁性体２３の幅寸法Ｗ３を６μｍ、長さ寸法Ｌ３を１００μｍ、各第２軟磁性体２３の距離Ｔ１１を２μｍ、素子部１２と第２軟磁性体２３の高さ方向での距離Ｔ１３（図７（ｂ）参照）を０．３μｍとした。各素子部１２の固定磁性層３４を素子幅方向（Ｙ方向）に磁化固定した。【０１３１】
実験では、前記第２軟磁性体２３を形成する前に、ミアンダ形状に連結された素子部１２に対して、図６，図７に示すＹ方向、及びＸ方向に外部磁場を作用させて前記素子部１２の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）を調べた。そして次に、前記第２軟磁性体２３を設けた状態で、Ｙ方向、及びＸ方向に外部磁場を作用させて前記素子部１２の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）を調べた。その実験結果を図２５及び図２６に示す。【０１３２】
図２５は、図６に示す固定抵抗素子４，５に対する実験結果で、図２６は、図７に示す固定抵抗素子４，５に対する実験結果である。【０１３３】
図２５，図２６に示すように、第２軟磁性体２３を設けることで適切にシールド効果が発揮され外部磁場がＸ方向及びＹ方向の夫々から作用しても単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）をほぼゼロ（％）（０．０２％）にできた。【０１３４】
ただし、図２６の実験に用いられた図７の固定抵抗素子４，５の形態に比べて図２５の実験に用いられた図６の固定抵抗素子４，５のほうが外部磁場が作用する数Ｏｅの全範囲内にて単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）をより確実にゼロ（％）に近づけることができ好適であることがわかった。【０１３５】
図２７は、図７の固定抵抗素子４，５を用いて実験を行った外部磁場と電気抵抗値との関係を示すグラフである。【０１３６】
まず実験では、前記第２軟磁性体２３を形成する前に、ミアンダ形状に連結された素子部１２に対して、図７に示すＹ方向、及びＸ方向に外部磁場を作用させて前記素子部１２の電気抵抗値を調べた。そして次に、前記第２軟磁性体２３を設けた状態で、Ｙ方向、及びＸ方向に外部磁場を作用させて前記素子部１２の電気抵抗値を調べた。【０１３７】
図７に示す素子部１２の固定磁性層の固定磁化方向（Ｐ方向）は長手方向である素子長さ方向に対して直交する素子幅方向に向いており、フリー磁性層の磁化方向は、形状異方性により外部磁場が作用しない状態では素子長さ方向に向いている。このような素子形態とすることで、前記素子部１２の保磁力Ｈｃを比較的小さくできる。このため、第２軟磁性体２３を設けて固定抵抗素子４，５としたときに、数Ｏｅ程度の低磁場に対する固定抵抗素子４，５の電気抵抗値を一定値に保ちやすく、磁気抵抗効果素子２，３とブリッジ回路を組んだときに中点電位ずれを抑制しやすい。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】第１実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す図（（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図）、
【図２】第２実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す図（（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図）、
【図３】第３実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す図（（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図）、
【図４】第４実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す部分平面図、
【図５】第５実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す図（（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図）、
【図６】図６（ａ）は、図１に示す磁気抵抗効果素子と固定抵抗素子とを備える磁気センサの磁気センサの部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図、
【図７】図７（ａ）は、図６とは異なる構成の磁気抵抗効果素子と固定磁性層とを備える磁気センサの部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分断面図、
【図８】好ましい実施形態の固定抵抗素子の構成を示す部分平面図と磁場のシミュレーション結果を示すイメージ図、
【図９】第６実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す部分平面図、
【図１０】第７実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す部分平面図、
【図１１】第８実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す平面図、
【図１２】第９実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す平面図、
【図１３】図１２に示すＤ−Ｄ線に沿って高さ方向（図示Ｚ方向）に切断し矢印方向から見た部分拡大断面図、
【図１４】好ましい磁気抵抗効果素子の形態の特に素子部の部分を示す部分拡大平面図、
【図１５】第１０実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す平面図、
【図１６】第１１実施形態における磁気センサの特に磁気抵抗効果素子の部分を示す平面図、
【図１７】磁気抵抗効果素子の固定磁性層の固定磁化方向及びフリー磁性層の磁化方向と、電気抵抗値との関係を説明するための図、
【図１８】磁気抵抗効果素子を膜厚方向から切断した際の切断面を示す断面図、
【図１９】本実施形態の磁気センサの回路図、
【図２０】感度軸方向からの磁場の強度Ｈと磁気抵抗効果素子の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）との関係を示すグラフ、
【図２１】本実施形態における地磁気センサモジュールの部分斜視図、
【図２２】図１に示す磁気抵抗効果素子を用いて、感度軸方向に±６Ｏｅの範囲内のみの外部磁場をかけた場合、感度軸と直交する素子長さ方向に＋５Ｏｅの外部磁場をかけつつ、感度軸方向に±６Ｏｅの範囲内の外部磁場を作用させた場合、感度軸と直交する素子長さ方向に−５Ｏｅの外部磁場をかけつつ、感度軸方向に±６Ｏｅの範囲内の外部磁場を作用させた場合の夫々にて、磁気抵抗効果素子の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の測定結果を示すグラフ、
【図２３】図１７の実験で使用した磁気抵抗効果素子を構成する素子部の素子幅Ｗ１や、第１軟磁性体の幅寸法Ｗ２を変えたときの、感度軸方向からの外部磁場に対する単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の増幅率を示すグラフ、
【図２４】図２に示す磁気抵抗効果素子を用いて、感度軸方向にのみ±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合、感度軸に直交する方向に＋５Ｏｅの外部磁場をかけつつ感度軸方向に±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合、感度軸に直交する方向に−５Ｏｅの外部磁場をかけつつ感度軸方向に±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合、感度軸に直交する方向にのみ±５Ｏｅの範囲内の磁場をかけた場合の夫々にて、磁気抵抗効果素子の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の測定結果を示すグラフ、
【図２５】図６に示す固定抵抗素子（実験では第２軟磁性体を設けた形態のものと設けない形態の双方を用いている）を用いて、Ｙ方向、及びＸ方向に外部磁場を作用させたときの固定抵抗素子の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の測定結果を示すグラフ、
【図２６】図７に示す固定抵抗素子（実験では第２軟磁性体を設けた形態のものと設けない形態の双方を用いている）を用いて、Ｙ方向、及びＸ方向に外部磁場を作用させたときの固定抵抗素子の単位磁場あたりの抵抗変化率（ＭＲ比）の測定結果を示すグラフ、
【図２７】図７に示す固定抵抗素子（実験では第２軟磁性体を設けた形態のものと設けない形態の双方を用いている）を用いて、Ｙ方向、及びＸ方向に外部磁場を作用させたときの固定抵抗素子の電気抵抗値の測定結果を示すグラフ、
【符号の説明】
【０１３９】
１  磁気センサ
２、３  磁気抵抗効果素子
４、５  固定抵抗素子
６  ブリッジ回路
７  入力端子
８  グランド端子
９  差動増幅器
１０  外部出力端子
１１  集積回路
１２  素子部
１３  接続電極部
１４  出力取出し部
１６  基板
１７  絶縁層
１８、２４  第１軟磁性体
２３、２５  第２軟磁性体
３３  反強磁性層
３４  固定磁性層
３６  フリー磁性層
３７  保護層
５０  Ｘ軸磁場検知部
５１  Ｙ軸磁場検知部
５２  Ｚ軸磁場検知部
６０  永久磁石層
６１  素子連結体
６２  接続層
６３  凹部
６４  低抵抗層
Ｌ１  素子長さ
Ｌ２  （第１軟磁性体の）長さ寸法
Ｌ３  （第２軟磁性体の）長さ寸法
Ｌ４  （永久磁石層間に挟まれた部分の）素子長さ
Ｗ１  素子幅
Ｗ２  （第１軟磁性体の）幅寸法
Ｗ３  （第２軟磁性体の）幅寸法
【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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【国際調査報告】
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