(57)【要約】【課題】検知精度を向上できるセンサを提供する。【解決手段】実施形態によれば、センサは、第１膜と、第１センサ部と、駆動部と、処理部と、を含む。前記第１センサ部は、前記第１膜に設けられる。前記第１センサ部は、第１磁性層と、前記第１膜と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、を含む。前記駆動部は、前記第１膜を第１周波数で変形させる。前記処理部は、前記第１膜を第１周波数で変形させる駆動部と、前記第１周波数に関する第１信号と前記第１センサ部から出力される第２信号とに基づいた第３信号を出力する。【選択図】図１
2018132412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１膜と、
前記第１膜に設けられ、
第１磁性層と、
前記第１膜と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
を含む第１センサ部と、
前記第１膜を第１周波数で変形させる駆動部と、
前記第１周波数に関する第１信号と前記第１センサ部から出力される第２信号とに基づいた第３信号を出力する処理部と、
を備えたセンサ。
【請求項２】
前記駆動部は、前記第１膜に応力を印加する、請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
前記駆動部は、前記第１膜に向けて前記第１周波数の圧力波を発する、請求項２記載のセンサ。
【請求項４】
前記第１膜を支持する支持部をさらに備え、
前記支持部は、前記駆動部に固定され、
前記駆動部は、前記第１周波数で振動する、請求項２記載のセンサ。
【請求項５】
前記処理部は、前記駆動部に前記第１信号を供給し、
前記駆動部は、前記第１信号に基づいて前記第１膜を変形させる、請求項１〜４のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項６】
前記処理部は、前記第１信号を前記駆動部から取得する、請求項１〜４のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項７】
前記第２信号は、前記第１膜の変形によって変調された信号であり、
前記処理部は、前記第２信号を復調して前記第３信号を出力する、請求項１〜６のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項８】
圧電体層と、
前記圧電体層に設けられ、
第１磁性層と、
前記圧電体層と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
を含む第１センサ部と、
前記圧電体層に第１周波数の電圧を印加し、前記第１周波数に関する第１信号と前記第１センサ部から出力される第２信号とに基づいて、第３信号を出力する処理部と、
を備えたセンサ。
【請求項９】
前記第２信号は、前記圧電体の変形によって変調された信号であり、
前記処理部は、前記第２信号を復調して前記第３信号を出力する、請求項８記載のセンサ。
【請求項１０】
前記第１センサ部は、第２周波数で振動する磁界が印加され、
前記第３信号は、前記第２周波数の成分を含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１１】
前記第２周波数は、前記第１周波数よりも低い、請求項１０記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
外部から加わる磁界を電気信号に変換する磁界センサなどのセンサがある。センサにおいて、検知精度の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０９０９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、検知精度を向上できるセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、センサは、第１膜と、第１センサ部と、駆動部と、処理部と、を含む。前記第１センサ部は、前記第１膜に設けられる。前記第１センサ部は、第１磁性層と、前記第１膜と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、を含む。前記駆動部は、前記第１膜を第１周波数で変形させる。前記処理部は、前記第１膜を第１周波数で変形させる駆動部と、前記第１周波数に関する第１信号と前記第１センサ部から出力される第２信号とに基づいた第３信号を出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
【図２】第１の実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、第１の実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
【図４】第１の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
【図５】第１の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
【図７】第２の実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
【図８】実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
【図９】実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
【図１０】実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
【図１１】実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
【図１２】実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
【図１３】実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
【図１４】実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係るセンサを例示する模式図である。  
図１（ａ）は、斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印ＡＲからみたときのセンサの一部を示す平面図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。
【０００９】
本実施形態に係るセンサ１１０は、第１膜７１と、第１センサ部５１と、駆動部４０と、処理部６０と、を含む。センサ１１０は、例えば磁界センサである。
【００１０】
第１膜７１は、変形可能である。第１膜７１は、例えば、支持部７０ｓに支持される。例えば、第１膜７１及び支持部７０ｓとなる基板の一部に凹部７０ｈが形成される。基板のうちの薄い部分が第１膜７１となる。基板のうちの厚い部分が支持部７０ｓとなる。この例では、支持部７０ｓは、第１膜７１の外縁と接続されている。第１膜７１の平面形状は、例えば、略四角形（長方形などを含む）または円形（偏平円を含む）などである。変形可能な上記の膜は、自由端を有しても良い。
【００１１】
第１膜７１は、例えば、シリコン、窒化シリコン、及び、酸化アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【００１２】
第１センサ部５１は、第１膜７１に設けられる。第１センサ部５１は、例えば、第１膜７１の一部の面上に設けられる。この面の表裏（上下）は任意である。
【００１３】
図１（ｃ）に示すように、第１センサ部５１は、第１磁性層１１と、第２磁性層１２と、第１中間層１１ｉと、を含む。第２磁性層１２は、第１膜７１と第１磁性層１１との間に設けられる。第１中間層１１ｉは、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間に設けられる。
【００１４】
第１の実施形態において、第１膜７１と第１センサ部５１とを結ぶ方向（第１方向）をＺ軸方向とする。例えば、第１膜７１の一部に第１センサ部５１が設けられている。このとき、第１膜７１のこの一部と、第１センサ部５１と、を最短で結ぶ方向が、第１方向に対応する。
【００１５】
Ｚ軸方向に対して垂直な１つの軸をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。この例では、第２磁性層１２から第１磁性層１１に向かう方向は、Ｚ軸方向に対応する。
【００１６】
この例では、複数のセンサ部（例えば、第２センサ部５２、第３センサ部５３、センサ部５１Ｐ、センサ部５２Ｐ、及び、センサ部５３Ｐなど）が設けられている。複数のセンサ部のそれぞれのＸ−Ｙ平面上の面積は、第１膜７１のＸ−Ｙ平面上の面積よりも小さい。第２センサ部５２の少なくとも一部は、Ｘ軸方向に沿って、第１センサ部５１の少なくとも一部と重なる。第２センサ部５２と第３センサ部５３との間に、第１センサ部５１が設けられている。センサ部５１Ｐの少なくとも一部は、Ｙ軸方向に沿って、第１センサ部５１の少なくとも一部と重なる。センサ部５２Ｐの少なくとも一部は、Ｙ軸方向に沿って、第２センサ部５２の少なくとも一部と重なる。センサ部５３Ｐの少なくとも一部は、Ｙ軸方向に沿って、第３センサ部５３の少なくとも一部と重なる。
【００１７】
第２センサ部５２は、第３磁性層１３と、第４磁性層１４と、第２中間層１２ｉと、を含む。第４磁性層１４は、第１膜７１と第３磁性層１３との間に設けられる。第２中間層１２ｉは、第３磁性層１３と第４磁性層１４との間に設けられる。
【００１８】
第３センサ部５３は、第５磁性層１５と、第６磁性層１６と、第３中間層１３ｉと、を含む。第６磁性層１６は、第１膜７１と第５磁性層１５との間に設けられる。第３中間層１３ｉは、第５磁性層１５と第６磁性層１６との間に設けられる。
【００１９】
センサ部５１Ｐ〜５３Ｐの構成は、第１〜第３センサ部５１〜５３と同様である。
【００２０】
図１（ｃ）に示すように、第１センサ導電層５８ｅと第１膜７１との間に上記の磁性層が設けられる。上記の磁性層と第１膜７１との間に第２センサ導電層５８ｆが設けられる。
【００２１】
第１センサ部５１と電気的に接続された第１センサ導電層５８ｅが、第１センサ電極ＥＬ１と電気的に接続される。第１センサ部５１と電気的に接続された第２センサ導電層５８ｆが、第２センサ電極ＥＬ２と電気的に接続される。
【００２２】
第１磁性層１１及び第２磁性層１２の少なくともいずれかの磁化は、第１センサ部５１に印加される磁界に応じて変化する。第１磁性層１１の磁化と、第２磁性層１２の磁化と、の間の角度は、第１センサ部５１に印加される磁界に応じて変化する。この角度の変化により、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の電気抵抗（第１センサ部５１の電気抵抗）が変化する。例えば、第１センサ電極ＥＬ１と第２センサ電極ＥＬ２との間の電気抵抗の変化を検知することで、第１センサ部５１に加わる磁界を検知できる。
【００２３】
第１磁性層１１及び第２磁性層１２の少なくともいずれかの磁化は、第１膜７１の変形に応じて変化する。第１磁性層１１の磁化と、第２磁性層１２の磁化と、の間の角度は、第１膜７１の変形に応じて変化する。この角度の変化により、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の電気抵抗（第１センサ部５１の電気抵抗）が変化する。
【００２４】
実施形態において、電気的に接続される状態は、複数の導体が直接接する状態の他に、複数の導体が他の導体を介して接続される場合を含む。電気的に接続される状態は、複数の導体が、スイッチング及び増幅などの機能を有する素子を介して接続される場合を含む。例えば、第１センサ電極ＥＬ１と第１磁性層１１との間の電流経路、及び、第２センサ電極ＥＬ２と第２磁性層１２との間の電流経路の少なくともいずれかに、スイッチ素子及びアンプ素子の少なくともいずれかが挿入されていても良い。
【００２５】
例えば、第１磁性層１１が磁化自由層であり、第２磁性層１２が磁化参照層である。例えば、第１磁性層１１が磁化参照層であり、第２磁性層１２が磁化自由層でも良い。第１磁性層１１及び第２磁性層１２の両方が磁化自由層でも良い。上記の第１センサ部５１に関する説明は、他のセンサ部（第２センサ部５１、第３センサ部５３、センサ部５１Ｐ、センサ部５２Ｐ、及び、センサ部５３Ｐなど）にも適用される。
【００２６】
駆動部４０は、第１膜７１を第１周波数で変形させる。例えば、駆動部４０は、第１膜７１に第１周波数で振動する応力を加え、第１膜７１を第１周波数で振動させる。第１膜７１には、第１周波数で変化する歪が生じる。後述するように、駆動部４０は、例えば、スピーカ又はアクチュエータである。
【００２７】
処理部６０は、駆動部４０と電気的に接続される。この例では、処理部６０は、駆動部４０の動作を制御する制御回路を含む。例えば、処理部６０は、駆動部４０に第１周波数に関する第１信号Ｓｉｇ１を供給する。第１信号Ｓｉｇ１は、第１周波数の情報を含む。例えば、第１信号Ｓｉｇ１は、第１周波数で振動する成分を含む。駆動部４０は、第１信号Ｓｉｇ１に基づいて第１膜７１を第１周波数で変形させる。
【００２８】
処理部６０は、センサ部（第１センサ部５１など）と電気的に接続される。処理部６０は、第１センサ電極ＥＬ１及び第２センサ電極ＥＬ２と電気的に接続される。処理部６０は、センサ部（第１センサ部５１など）から出力される第２信号Ｓｉｇ２を取得する。
【００２９】
第２信号Ｓｉｇ２は、センサ部（第１センサ部５１など）の電気抵抗の情報を含む。第２信号Ｓｉｇ２は、センサ部の（第１センサ部５１など）のそれぞれに印加される検知対象の磁界と、第１膜７１の変形と、に応じて変化する。検知対象の磁界は、第１周波数とは異なる第２周波数で振動する。この場合、第２信号Ｓｉｇ２は、第２周波数で振動する信号が、第１膜７１の変形（振動）によって変調された信号と考えることができる。
【００３０】
処理部６０は、第１信号Ｓｉｇ１と第２信号Ｓｉｇ２とに基づいた第３信号Ｓｉｇ３を出力する。例えば、処理部６０は、第１膜７１の振動によって変調されたセンサ部の出力を復調して、第３信号Ｓｉｇ３を出力する。第３信号Ｓｉｇ３は、第２周波数の成分を含む。これにより、センサ部に外部から加えられた磁界を検知できる。
【００３１】
磁性層を用いたセンサ部においては、検知対象の磁界の周波数によっては、検知精度が低い場合がある。これに対して、実施形態においては、第１センサ部５１は、第１周波数で変形する第１膜７１に設けられる。これにより、第１センサ部５１において検知される電気抵抗の周波数は、第２周波数から変化する。これにより、例えば、第１センサ部５１は、検知精度の高い周波数の範囲で検知を行うことができる。
【００３２】
例えば、第２周波数は、第１周波数よりも低い。第１周波数は、例えば、１キロヘルツ（ｋＨｚ）以上１００ｋＨｚ以下である。第２周波数は、例えば、１ヘルツ（Ｈｚ）以上１０００Ｈｚ以下である。この第２周波数のように検知対象が低周波数を有する場合には、センサ部における１／ｆノイズによって、検知精度が低下することがある。これに対して、実施形態は、高周波数で変形する第１膜７１により、高周波重畳を行う。これにより、１／ｆノイズの影響を抑制することができ、検知精度を向上させることができる。
【００３３】
図２及び図３（ａ）〜図３（ｃ）は、第１の実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。  
図２に示すように、処理部６０は、第１信号Ｓｉｇ１を駆動部４０に供給する。この場合、第１信号Ｓｉｇ１は、例えば、駆動部４０の動作を制御する信号（第１信号Ｓｉｇ１ａ）である。但し、駆動部４０は、処理部６０によって制御されなくてもよい。この場合、処理部６０は、駆動部４０又は駆動部４０を制御する別の回路から第１周波数に関する信号（第１信号Ｓｉｇ１ｂ）を取得してもよい。
【００３４】
駆動部４０は、第１周波数で変化する応力Ｐｃを第１膜７１に加える。これにより、第１膜７１に歪ε１が生じる。図３（ａ）は、応力Ｐｃ（又は歪ε１）の時間的変化を例示する。横軸は時間ｔを表し、縦軸は応力Ｐｃを表す。図３（ａ）に示すように、応力Ｐｃは、第１周波数ｆ１で振動する。第１信号Ｓｉｇ１は、図３（ａ）のように第１周波数ｆ１で振動するアナログ信号であってもよいし、第１周波数ｆ１の情報を含むデジタル信号であってもよい。
【００３５】
図２に示すように、検知の対象である磁界Ｈ１がセンサ部に加わる。例えば、磁界Ｈ１は、第１周波数ｆ１よりも低い第２周波数ｆ２で振動する。磁界Ｈ１及び歪ε１により、センサ部（第１〜第３センサ部５１〜５３など）において電気抵抗の変化が生じる。例えば、これらのセンサ部の２つ以上が直列に接続されても良い。電気抵抗の変化が第２信号Ｓｉｇ２として、処理部６０により検知される。
【００３６】
図３（ｂ）は、第２信号Ｓｉｇ２の時間的変化を例示する。横軸は時間ｔを表し、縦軸は第２信号Ｓｉｇ２を表す。第２信号Ｓｉｇ２の時間的変化は、例えば、第１周波数ｆ１の余弦波と第２周波数ｆ２の余弦波との積によって表される。これにより、第２信号Ｓｉｇ２は、例えば、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との差の周波数（ｆ１−ｆ２）で振動する成分と、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との和の周波数（ｆ１＋ｆ２）で振動する成分と、を含む。
【００３７】
処理部６０は、第１信号Ｓｉｇ１と第２信号Ｓｉｇ２とに基づいた第３信号Ｓｉｇ３を出力する。例えば、処理部６０は、第２信号Ｓｉｇ２に第１周波数ｆ１で振動する余弦波をさらに乗じた信号を算出する。この信号は、第２周波数ｆ２で振動する成分を含む。この信号から、ローパスフィルタ等によって、第２周波数ｆ２で振動する第３信号Ｓｉｇ３が出力される。図３（ｃ）は、第３信号Ｓｉｇ３の時間的変化を例示する。横軸は時間ｔを表し、縦軸は第３信号Ｓｉｇ３を表す。以上により、第２周波数で変化する磁界Ｈ１を検知することができる。
【００３８】
図４は、第１の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。  
図４に示したセンサ１１１は、前述の駆動部４０として駆動部４１を含む。駆動部４１は圧力波ＡＷを発する。圧力波ＡＷは、例えば音波及び超音波の少なくともいずれかを含む。駆動部４１は、例えば音波を発する音響装置（スピーカ）である。これ以外については、センサ１１１には、センサ１１０と同様の説明を適用できる。
【００３９】
この例では、第１膜７１は、駆動部４１とセンサ部（第１センサ部５１など）との間に設けられる。例えば、駆動部４１の振動板（コーン）４１ｃは、第１膜７１のＸ−Ｙ平面における中心ＣｎｔとＺ軸方向において並ぶ。複数のセンサ部は、第１膜７１の外縁７１ｅに沿って設けられている。
【００４０】
駆動部４１と第１膜７１との間には、空気Ａｒが存在する。空気Ａｒは、駆動部４１が発する振動（圧力波）を第１膜７１へ伝達する媒質となる。実施形態において圧力波の媒質は、空気に限られず、別の気体や液体等であってもよい。
【００４１】
駆動部４１（振動板４１ｃ）は、第１周波数で振動する。これにより、駆動部４１は、第１膜７１の例えば中心Ｃｎｔへ向けて、第１周波数の圧力波ＡＷを発する。
【００４２】
第１膜７１は、圧力波ＡＷを受ける。圧力波ＡＷによって第１膜７１に応力が加えられ、第１膜７１は、第１周波数で振動する。第１膜７１の変形は、Ｚ軸方向の成分を含む。例えば、第１膜７１の位置（例えば中心Ｃｎｔの位置）は、Ｚ軸方向において第１周波数で変位する。
【００４３】
図５は、第１の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。  
図５に示したセンサ１１２は、前述の駆動部４０として駆動部４２を含む。駆動部４２は、例えばアクチュエータである。アクチュエータは、例えば、ソレノイド、モータ又は圧電体などを含む。これ以外については、センサ１１２には、センサ１１０と同様の説明を適用できる。
【００４４】
この例では、第１膜７１は、駆動部４２とセンサ部（第１センサ部５１など）との間に設けられる。例えば、支持部７０ｓは、駆動部４２の一部に固定されている。支持部７０ｓは、駆動部４２に直接固定されても良い。支持部７０ｓは、別の部材を介して駆動部４２に間接的に固定されてもよい。駆動部４０の少なくとも一部に対する支持部７０ｓの相対的位置は、例えば一定である。
【００４５】
図５に示すように、駆動部４２の振動はＺ軸方向の成分を含む。例えば、駆動部４２は、例えばＺ軸方向において第１周波数で振動する。これにより、第１膜７１の変形はＺ軸方向の成分を含む。例えば、支持部７０ｓ及び第１膜７１は、Ｚ軸方向において第１周波数で振動する。第１膜７１には、Ｚ軸方向の成分を含む慣性力が働く。例えば、第１膜７１には、第１周波数で振動する慣性力（応力）が働く。
【００４６】
（第２の実施形態）  
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２の実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。  
図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部を拡大して表す。  
第２の実施形態に係るセンサ１１３は、第１素子部４３と、センサ部（第１センサ部５１など）と、処理部６０と、を含む。
【００４７】
第１センサ部５１は、第１素子部４３（第１圧電層４３ｃ）に設けられる。例えば、第１センサ部５１は、第１素子部４３の一部の面上に設けられる。この面の表裏（上下）は任意である。
【００４８】
第１素子部４３は、第１素子導電層４３ａと、第２素子導電層４３ｂと、第１圧電層（圧電体層）４３ｃと、を含む。第２磁性層１２は、第１圧電層４３ｃと第１磁性層１１との間に設けられる。第１中間層１１ｉは、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間に設けられる。第１素子導電層４３ａは、第２素子導電層４３ｂと第１センサ部５１との間に設けられる。第１圧電層４３ｃは、第１素子導電層４３ａと第２素子導電層４３ｂとの間に設けられる。
【００４９】
第１圧電層４３ｃは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＫＮＮ（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）、ＢａＴｉＯ３、及び、ＢｉＦｅＯ３の少なくともいずれかを含む。第１圧電層４３ｃは、高分子を含んでも良い。
【００５０】
第２の実施形態においては、第１圧電層４３ｃと第１センサ部５１とを結ぶ方向（第１方向）をＺ軸方向とする。例えば、第１素子部４３と第１センサ部５１とを最短で結ぶ方向が、第１方向に対応する。
【００５１】
第１素子部４３は、例えばＸ−Ｙ平面に沿って広がる膜状である。第１素子部４３は、支持部７０ｓに支持される。第１素子部４３は、Ｚ軸方向において支持部７０ｓと重ならない第１素子領域Ｒ１と、Ｚ軸方向において支持部７０ｓと重なる第２素子領域Ｒ２と、を含む。第２素子領域Ｒ２は、例えば支持部７０ｓに固定されている。第１素子領域Ｒ１の外縁は、第２素子領域Ｒ２と接続されている。第１素子領域Ｒ１の平面形状は、第１の実施形態に関して説明した第１膜７１と同様に、略四角形または円形などである。
【００５２】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す第１センサ部５１は、第１の実施形態において第１膜７１に設けられた第１センサ部５１と同様に、第１素子領域Ｒ１の一部に設けられる。第１の実施形態において第１膜７１に設けられた複数のセンサ部と同様に、第１素子領域Ｒ１の一部に複数のセンサ部が設けられてもよい。センサ部と第１素子領域Ｒ１との間には、適宜、絶縁層が設けられる。
【００５３】
第１素子導電層４３ａ及び第２素子導電層４３ｂのそれぞれは、電源回路６２と電気的に接続される。例えば、電源回路６２が第１素子導電層４３ａと第２素子導電層４３ｂとの間に電圧Ｖａを印加すると、第１圧電層４３ｃに電圧が印加される。この電圧に応じて第１圧電層４３ｃに歪が生じる。この歪により、第１素子部４３（第１圧電層４３ｃ）は、変形する。
【００５４】
処理部６０は、電源回路６２と電気的に接続される。例えば、処理部６０は、電源回路６２に第１周波数に関する第１信号Ｓｉｇ１を供給する。電源回路６２は、この第１信号Ｓｉｇ１に基づいて、第１周波数で振動する電圧Ｖａを供給する。これにより、第１圧電層４３ｃ（第１素子領域Ｒ１）は、第１周波数で変形する。
【００５５】
第１磁性層１１及び第２磁性層１２の少なくともいずれかの磁化は、第１圧電層４３ｃの変形（歪）に応じて変化する。第１磁性層１１の磁化と、第２磁性層１２の磁化と、の間の角度は、第１圧電層４３ｃの変形に応じて変化する。この角度の変化により、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の電気抵抗（第１センサ部５１の電気抵抗）が変化する。
【００５６】
図７は、第２の実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。  
処理部６０は、第１圧電層４３ｃに第１周波数の電圧を印加する。例えば、図７に示すように、処理部６０は、電源回路６２に第１周波数に関する第１信号Ｓｉｇ１を供給する。この例では、第１信号Ｓｉｇ１は、第１周波数で振動する電圧Ｖａを制御する信号（第１信号Ｓｉｇ１ｃ）である。
【００５７】
実施形態において、電源回路６２は、処理部６０の一部であってもよい。第１信号Ｓｉｇ１は、電源回路６２に直接供給される信号（第１信号Ｓｉｇ１ｃ）でなくてもよい。第１信号Ｓｉｇ１は、第１周波数の情報を含めばよい。
【００５８】
電圧Ｖａにより、第１圧電層４３ｃには、第１周波数で変化する歪ε１が生じる。図７に示すように、磁界Ｈ１がセンサ部に加わる。磁界Ｈ１及び歪ε１により、センサ部において電気抵抗の変化が生じる。電気抵抗の変化は第２信号Ｓｉｇ２として、処理部６０により検知される。
【００５９】
処理部６０は、第１の実施形態と同様にして、第１信号と第２信号とに基づいた第３信号を出力する。例えば、処理部６０は、第１圧電層４３ｃの振動によって変調されたセンサ部の出力を復調して、第３信号Ｓｉｇ３を出力する。第３信号Ｓｉｇ３は、第２周波数の成分を含む。これにより、第２周波数で変化する磁界Ｈ１を検知することができる。実施形態によれば、検知精度を向上させることができる。
【００６０】
以下、実施形態において用いられるセンサ部の例について説明する。以下の説明において、「材料Ａ／材料Ｂ」の記載は、材料Ａの層の上に、材料Ｂの層が設けられている状態を示す。
【００６１】
図８は、実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的斜視図である。  
図８に示すように、センサ部５０Ａにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、ピニング層２０６と、第２磁化参照層２０７と、磁気結合層２０８と、第１磁化参照層２０９と、中間層２０３と、磁化自由層２１０と、キャップ層２１１と、上部電極２１２と、が、この順で並ぶ。センサ部５０Ａは、例えば、ボトムスピンバルブ型である。磁化参照層は、例えば、磁化固定層である。
【００６２】
下地層２０５には、例えば、タンタルとルテニウムの積層膜（Ｔａ／Ｒｕ）が用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ナノメートル（ｎｍ）である。このＲｕ層の厚さは、例えば、２ｎｍである。ピニング層２０６には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。第２磁化参照層２０７には、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ７５Ｆｅ２５層が用いられる。磁気結合層２０８には、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。第１磁化参照層２０９には、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０層が用いられる。中間層２０３には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。磁化自由層２１０には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＴａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。
【００６３】
下部電極２０４及び上部電極２１２には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム銅合金（Ａｌ−Ｃｕ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、及び、金（Ａｕ）の少なくともいずれかが用いられる。下部電極２０４及び上部電極２１２として、このような電気抵抗が比較的小さい材料を用いることで、センサ部５０Ａに効率的に電流を流すことができる。下部電極２０４及び上部電極２１２には、非磁性材料が用いられる。
【００６４】
下部電極２０４及び上部電極２１２は、例えば、下部電極２０４及び上部電極２１２用の下地層（図示せず）と、下部電極２０４及び上部電極２１２用のキャップ層（図示せず）と、それらの間に設けられたＡｌ、Ａｌ−Ｃｕ、Ｃｕ、Ａｇ、及び、Ａｕの少なくともいずれかの層とを含んでいても良い。例えば、下部電極２０４及び上部電極２１２には、タンタル（Ｔａ）／銅（Ｃｕ）／タンタル（Ｔａ）などが用いられる。下部電極２０４及び上部電極２１２の下地層としてＴａを用いることで、例えば、基板（例えば膜）と下部電極２０４及び上部電極２１２との密着性が向上する。下部電極２０４及び上部電極２１２用の下地層として、チタン（Ｔｉ）、または、窒化チタン（ＴｉＮ）などを用いても良い。
【００６５】
下部電極２０４及び上部電極２１２のキャップ層としてＴａを用いることで、そのキャップ層の下の銅（Ｃｕ）などの酸化が抑制される。下部電極２０４及び上部電極２１２用のキャップ層として、チタン（Ｔｉ）、または、窒化チタン（ＴｉＮ）などを用いても良い。
【００６６】
下地層２０５には、例えば、バッファ層（図示せず）と、シード層（図示せず）とを含む積層構造が用いられる。このバッファ層は、例えば、下部電極２０４や膜等の表面の荒れを緩和し、このバッファ層の上に積層される層の結晶性を改善する。バッファ層として、例えば、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びクロム（Ｃｒ）よりなる群から選択された少なくともいずれかが用いられる。バッファ層として、これらの材料から選択された少なくとも１つの材料を含む合金を用いても良い。
【００６７】
下地層２０５のうちのバッファ層の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。バッファ層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下がより好ましい。バッファ層の厚さが薄すぎると、バッファ効果が失われる。バッファ層の厚さが厚すぎると、センサ部５０Ａの厚さが過度に厚くなる。バッファ層の上にシード層が形成され、例えば、そのシード層がバッファ効果を有する。この場合、バッファ層は省略しても良い。バッファ層には、例えば、３ｎｍの厚さのＴａ層が用いられる。
【００６８】
下地層２０５のうちのシード層は、このシード層の上に積層される層の結晶配向を制御する。このシード層は、このシード層の上に積層される層の結晶粒径を制御する。このシード層として、ｆｃｃ構造（face-centered cubic structure：面心立方格子構造）、ｈｃｐ構造（hexagonal close-packed structure：六方最密格子構造）またはｂｃｃ構造（body-centered cubic structure：体心立方格子構造）の金属等が用いられる。
【００６９】
下地層２０５のうちのシード層として、ｈｃｐ構造のルテニウム（Ｒｕ）、または、ｆｃｃ構造のＮｉＦｅ、または、ｆｃｃ構造のＣｕを用いることにより、例えば、シード層の上のスピンバルブ膜の結晶配向をｆｃｃ（１１１）配向にすることができる。シード層には、例えば、２ｎｍの厚さのＣｕ層、または、２ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。シード層の上に形成される層の結晶配向性を高める場合には、シード層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。シード層の厚さは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下がより好ましい。これにより、結晶配向を向上させるシード層としての機能が十分に発揮される。
【００７０】
一方、例えば、シード層の上に形成される層を結晶配向させる必要がない場合（例えば、アモルファスの磁化自由層を形成する場合など）には、シード層は省略しても良い。シード層としては、例えば、２ｎｍの厚さのＣｕ層が用いられる。
【００７１】
ピニング層２０６は、例えば、ピニング層２０６の上に形成される第２磁化参照層２０７（強磁性層）に、一方向異方性（unidirectional anisotropy）を付与して、第２磁化参照層２０７の磁化を固定する。ピニング層２０６には、例えば反強磁性層が用いられる。ピニング層２０６には、例えば、Ｉｒ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｍｎ、Ｒｈ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｒｈ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｃｒ−Ｍｎ−ＰｔおよびＮｉ−Ｏよりなる群から選択された少なくともいずれかが用いられる。Ｉｒ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｍｎ、Ｒｈ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｒｈ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｃｒ−Ｍｎ−ＰｔおよびＮｉ−Ｏよりなる群から選択された少なくともいずれかに、さらに添加元素を加えた合金を用いても良い。ピニング層２０６の厚さは適切に設定される。これにより、例えば、十分な強さの一方向異方性が付与される。
【００７２】
例えば、磁界印加中での熱処理が行われる。これにより、例えば、ピニング層２０６に接する強磁性層の磁化の固定が行われる。熱処理時に印加されている磁界の方向にピニング層２０６に接する強磁性層の磁化が固定される。熱処理温度（アニール温度）は、例えば、ピニング層２０６に用いられる反強磁性材料の磁化固着温度以上である。Ｍｎを含む反強磁性層を用いる場合、ピニング層２０６以外の層にＭｎが拡散してＭＲ変化率を低減する場合がある。熱処理温度は、Ｍｎの拡散が起こる温度以下に設定することが望ましい。熱処理温度は、例えば２００℃以上５００℃以下である。熱処理温度は、例えば、好ましくは、２５０℃以上４００℃以下である。
【００７３】
ピニング層２０６として、ＰｔＭｎまたはＰｄＰｔＭｎが用いられる場合には、ピニング層２０６の厚さは、８ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。ピニング層２０６の厚さは、１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下がより好ましい。ピニング層２０６としてＩｒＭｎを用いる場合には、ピニング層２０６としてＰｔＭｎを用いる場合よりも薄い厚さで、一方向異方性を付与することができる。この場合には、ピニング層２０６の厚さは、４ｎｍ以上１８ｎｍ以下が好ましい。ピニング層２０６の厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下がより好ましい。ピニング層２０６には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒ２２Ｍｎ７８層が用いられる。
【００７４】
ピニング層２０６として、ハード磁性層を用いても良い。ハード磁性層として、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｄ、または、Ｆｅ−Ｐｄなどを用いても良い。これらの材料においては、例えば、磁気異方性および保磁力が比較的高い。これらの材料は、ハード磁性材料である。ピニング層２０６として、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｄ、または、Ｆｅ−Ｐｄにさらに添加元素を加えた合金を用いても良い。例えば、ＣｏＰｔ（Ｃｏの比率は、５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下）、（ＣｏｘＰｔ１００−ｘ）１００−ｙＣｒｙ（ｘは、５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下であり、ｙは、０ａｔ．％以上４０ａｔ．％以下）、または、ＦｅＰｔ（Ｐｔの比率は、４０ａｔ．％以上６０ａｔ．％以下）などを用いても良い。
【００７５】
第２磁化参照層２０７には、例えば、ＣｏｘＦｅ１００−ｘ合金（ｘは、０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下）、または、ＮｉｘＦｅ１００−ｘ合金（ｘは、０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下）が用いられる。これらの材料に非磁性元素を添加した材料が用いられても良い。第２磁化参照層２０７として、例えば、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉよりなる群から選択された少なくともいずれかが用いられる。第２磁化参照層２０７として、これらの材料から選択された少なくとも１つの材料を含む合金を用いても良い。第２磁化参照層２０７として、（ＣｏｘＦｅ１００−ｘ）１００−ｙＢｙ合金（ｘは、０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下であり、ｙは、０ａｔ．％以上３０ａｔ．％以下）を用いることもできる。第２磁化参照層２０７として、（ＣｏｘＦｅ１００−ｘ）１００−ｙＢｙのアモルファス合金を用いることで、センサ部のサイズが小さい場合にも、センサ部５０Ａの特性のばらつきを抑制することができる。
【００７６】
第２磁化参照層２０７の厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。これにより、例えば、ピニング層２０６による一方向異方性磁界の強度をより強くすることができる。例えば、第２磁化参照層２０７の上に形成される磁気結合層を介して、第２磁化参照層２０７と第１磁化参照層２０９との間の反強磁性結合磁界の強度をより強くすることができる。例えば、第２磁化参照層２０７の磁気膜厚（飽和磁化と厚さとの積）は、第１磁化参照層２０９の磁気膜厚と、実質的に等しいことが好ましい。
【００７７】
薄膜でのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０の飽和磁化は、約１．９Ｔ（テスラ）である。例えば、第１磁化参照層２０９として、３ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０層を用いると、第１磁化参照層２０９の磁気膜厚は、１．９Ｔ×３ｎｍであり、５．７Ｔｎｍとなる。一方、Ｃｏ７５Ｆｅ２５の飽和磁化は、約２．１Ｔである。上記と等しい磁気膜厚が得られる第２磁化参照層２０７の厚さは、５．７Ｔｎｍ／２．１Ｔであり、２．７ｎｍとなる。この場合、第２磁化参照層２０７には、約２．７ｎｍの厚さのＣｏ７５Ｆｅ２５層を用いることが好ましい。第２磁化参照層２０７として、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ７５Ｆｅ２５層が用いられる。
【００７８】
センサ部５０Ａにおいては、第２磁化参照層２０７と磁気結合層２０８と第１磁化参照層２０９とにより、シンセティックピン構造が用いられている。その代わりに、１層の磁化参照層のシングルピン構造を用いても良い。シングルピン構造を用いる場合には、磁化参照層として、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０層が用いられる。シングルピン構造の磁化参照層に用いる強磁性層として、上述した第２磁化参照層２０７の材料と同じ材料を用いても良い。
【００７９】
磁気結合層２０８は、第２磁化参照層２０７と第１磁化参照層２０９との間において、反強磁性結合を生じさせる。磁気結合層２０８は、シンセティックピン構造を形成する。磁気結合層２０８の材料として、例えば、Ｒｕが用いられる。磁気結合層２０８の厚さは、例えば、０．８ｎｍ以上１ｎｍ以下であることが好ましい。第２磁化参照層２０７と第１磁化参照層２０９との間に十分な反強磁性結合を生じさせる材料であれば、磁気結合層２０８としてＲｕ以外の材料を用いても良い。磁気結合層２０８の厚さは、例えば、ＲＫＫＹ（Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida）結合のセカンドピーク（２ｎｄピーク）に対応する０．８ｎｍ以上１ｎｍ以下の厚さに設定される。さらに、磁気結合層２０８の厚さは、ＲＫＫＹ結合のファーストピーク（１ｓｔピーク）に対応する０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下の厚さに設定しても良い。磁気結合層２０８の材料として、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕが用いられる。これにより、高信頼性の結合がより安定して得られる。
【００８０】
第１磁化参照層２０９に用いられる磁性層は、ＭＲ効果に直接的に寄与する。第１磁化参照層２０９として、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金が用いられる。具体的には、第１磁化参照層２０９として、（ＣｏｘＦｅ１００−ｘ）１００−ｙＢｙ合金（ｘは、０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下であり、ｙは、０ａｔ．％以上３０ａｔ．％以下）を用いることもできる。第１磁化参照層２０９として、（ＣｏｘＦｅ１００−ｘ）１００−ｙＢｙのアモルファス合金を用いた場合には、例えば、センサ部５０Ａのサイズが小さい場合においても、結晶粒に起因した素子間のばらつきを抑制することができる。
【００８１】
第１磁化参照層２０９の上に形成される層（例えばトンネル絶縁層（図示せず））を平坦化することができる。トンネル絶縁層の平坦化により、トンネル絶縁層の欠陥密度を減らすことができる。これにより、より低い面積抵抗で、より大きいＭＲ変化率が得られる。例えば、トンネル絶縁層の材料としてＭｇＯを用いる場合には、第１磁化参照層２０９として、（ＣｏｘＦｅ１００−ｘ）１００−ｙＢｙのアモルファス合金を用いることで、トンネル絶縁層の上に形成されるＭｇＯ層の（１００）配向性を強めることができる。ＭｇＯ層の（１００）配向性をより高くすることで、より大きいＭＲ変化率が得られる。（ＣｏｘＦｅ１００−ｘ）１００−ｙＢｙ合金は、アニール時にＭｇＯ層の（１００）面をテンプレートとして結晶化する。このため、ＭｇＯと（ＣｏｘＦｅ１００−ｘ）１００−ｙＢｙ合金との良好な結晶整合が得られる。良好な結晶整合を得ることで、より大きいＭＲ変化率が得られる。
【００８２】
第１磁化参照層２０９として、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金以外に、例えば、Ｆｅ−Ｃｏ合金を用いても良い。
【００８３】
第１磁化参照層２０９がより厚いと、より大きなＭＲ変化率が得られる。第１磁化参照層２０９が薄いと、例えば、より大きな固定磁界が得られる。ＭＲ変化率と固定磁界との間には、第１磁化参照層２０９の厚さにおいてトレードオフの関係が存在する。第１磁化参照層２０９としてＣｏ−Ｆｅ−Ｂ合金を用いる場合には、第１磁化参照層２０９の厚さは、１．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。第１磁化参照層２０９の厚さは、２．０ｎｍ以上４ｎｍ以下がより好ましい。
【００８４】
第１磁化参照層２０９には、上述した材料の他に、ｆｃｃ構造のＣｏ９０Ｆｅ１０合金、または、ｈｃｐ構造のＣｏ、または、ｈｃｐ構造のＣｏ合金が用いられる。第１磁化参照層２０９として、例えば、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つが用いられる。第１磁化参照層２０９として、これらの材料から選択された少なくとも１つの材料を含む合金が用いられる。第１磁化参照層２０９として、ｂｃｃ構造のＦｅＣｏ合金材料、５０％以上のコバルト組成を含むＣｏ合金、または、５０％以上のＮｉ組成の材料（Ｎｉ合金）を用いることで、例えば、より大きなＭＲ変化率が得られる。
【００８５】
第１磁化参照層２０９として、例えば、Ｃｏ２ＭｎＧｅ、Ｃｏ２ＦｅＧｅ、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＦｅＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＡｌ、Ｃｏ２ＦｅＡｌ、Ｃｏ２ＭｎＧａ０．５Ｇｅ０．５、及び、Ｃｏ２ＦｅＧａ０．５Ｇｅ０．５などのホイスラー磁性合金層を用いることもできる。例えば、第１磁化参照層２０９として、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０層が用いられる。
【００８６】
中間層２０３は、例えば、第１磁化参照層２０９と磁化自由層２１０との間の磁気的な結合を分断する。
【００８７】
中間層２０３の材料には、例えば、金属、絶縁体または半導体が用いられる。金属としては、例えば、Ｃｕ、ＡｕまたはＡｇ等が用いられる。中間層２０３として金属を用いる場合、中間層の厚さは、例えば、１ｎｍ以上７ｎｍ以下程度である。この絶縁体または半導体としては、例えば、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ等）、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３等）、チタン酸化物（ＴｉＯ等）、亜鉛酸化物（ＺｎＯ等）、または、ガリウム酸化物（Ｇａ−Ｏ）などが用いられる。中間層２０３として絶縁体または半導体を用いる場合は、中間層２０３の厚さは、例えば０．６ｎｍ以上２．５ｎｍ以下程度である。中間層２０３として、例えば、ＣＣＰ（Current-Confined-Path）スペーサ層を用いても良い。スペーサ層としてＣＣＰスペーサ層を用いる場合には、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の絶縁層中に銅（Ｃｕ）メタルパスが形成された構造が用いられる。例えば、中間層として、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。
【００８８】
磁化自由層２１０には、強磁性体材料が用いられる。磁化自由層２１０には、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを含む強磁性体材料が用いられる。磁化自由層２１０の材料として、例えばＦｅＣｏ合金、ＮｉＦｅ合金等が用いられる。さらに、磁化自由層２１０には、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ合金、λｓ（磁歪定数）が大きいＦｅ−Ｇａ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｇａ合金、Ｔｂ−Ｍ−Ｆｅ合金、Ｔｂ−Ｍ１−Ｆｅ−Ｍ２合金、Ｆｅ−Ｍ３−Ｍ４−Ｂ合金、Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、または、フェライト等が用いられる。これらの材料においては、例えば、λｓ（磁歪定数）が大きい。上記のＴｂ−Ｍ−Ｆｅ合金において、Ｍは、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ及びＥｒよりなる群から選択された少なくとも１つである。上記のＴｂ−Ｍ１−Ｆｅ−Ｍ２合金において、Ｍ１は、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ及びＥｒよりなる群から選択された少なくとも１つである。Ｍ２は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ及びＴａよりなる群から選択された少なくとも１つである。上記のＦｅ−Ｍ３−Ｍ４−Ｂ合金において、Ｍ３は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ及びＴａよりなる群から選択された少なくとも１つである。Ｍ４は、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ及びＥｒよりなる群から選択された少なくとも１つである。上記のフェライトとしては、Ｆｅ３Ｏ４、（ＦｅＣｏ）３Ｏ４などが挙げられる。磁化自由層２１０の厚さは、例えば２ｎｍ以上である。
【００８９】
磁化自由層２１０には、ホウ素を含む磁性材料が用いられても良い。磁化自由層２１０には、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択される少なくとも一つの元素と、ホウ素（Ｂ）とを含む合金が用いられても良い。磁化自由層２１０には、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金、または、Ｆｅ−Ｂ合金が用いられる。例えば、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０合金が用いられる。磁化自由層２１０に、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択される少なくとも一つの元素と、ホウ素（Ｂ）とを含む合金を用いる場合、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、または、Ｗなどを添加しても良い。これらの元素を添加することで、例えば、高磁歪が促進される。磁化自由層２１０として、例えば、Ｆｅ−Ｇａ−Ｂ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｇａ−Ｂ合金、または、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ合金を用いても良い。このようなホウ素を含有する磁性材料を用いることで磁化自由層２１０の保磁力（Ｈｃ）が低くなり、歪に対する磁化方向の変化が容易となる。これにより、高い感度が得られる。
【００９０】
磁化自由層２１０におけるホウ素濃度（例えば、ホウ素の組成比）は、５ａｔ．％（原子パーセント）以上が好ましい。これにより、アモルファス構造が得易くなる。磁化自由層におけるホウ素濃度は、３５ａｔ．％以下が好ましい。ホウ素濃度が高すぎると、例えば、磁歪定数が減少する。磁化自由層におけるホウ素濃度は、例えば、５ａｔ．％以上３５ａｔ．％以下が好ましく、１０ａｔ．％以上３０ａｔ．％以下がさらに好ましい。
【００９１】
磁化自由層２１０の磁性層の一部に、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）、または（ＦｅｚＸ１−ｚ）１−ｙＢｙ（Ｘは、ＣｏまたはＮｉ、０．８≦ｚ＜１、０＜ｙ≦０．３）用いる場合、大きい磁歪定数λと低い保磁力を両立することが容易となる。このため、高いゲージファクタを得る観点で、特に好ましい。例えば、磁化自由層２１０として、Ｆｅ８０Ｂ２０（４ｎｍ）が用いられる。磁化自由層として、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０（０．５ｎｍ）／Ｆｅ８０Ｂ２０（４ｎｍ）が用いられる。
【００９２】
磁化自由層２１０は多層構造を有しても良い。中間層２０３としてＭｇＯのトンネル絶縁層を用いる場合には、磁化自由層２１０のうちの中間層２０３に接する部分には、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金の層を設けることが好ましい。これにより、高い磁気抵抗効果が得られる。この場合、中間層２０３の上には、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金の層が設けられ、そのＣｏ−Ｆｅ−Ｂ合金の層の上には、磁歪定数の大きい他の磁性材料が設けられる。磁化自由層２１０が多層構造を有する場合、磁化自由層２１０には、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ（２ｎｍ）／Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ（４ｎｍ）などが用いられる。
【００９３】
キャップ層２１１は、キャップ層２１１の下に設けられる層を保護する。キャップ層２１１には、例えば、複数の金属層が用いられる。キャップ層２１１には、例えば、Ｔａ層とＲｕ層との２層構造（Ｔａ／Ｒｕ）が用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば１ｎｍであり、このＲｕ層の厚さは、例えば５ｎｍである。キャップ層２１１として、Ｔａ層やＲｕ層の代わりに他の金属層を設けても良い。キャップ層２１１の構成は、任意である。例えば、キャップ層２１１として、非磁性材料が用いられる。キャップ層２１１の下に設けられる層を保護可能なものであれば、キャップ層２１１として、他の材料を用いても良い。
【００９４】
磁化自由層２１０にホウ素を含有する磁性材料を用いる場合、酸化物材料や窒化物材料の拡散抑制層（図示しない）を磁化自由層２１０とキャップ層２１１との間に設けても良い。これにより、例えば、ホウ素の拡散が抑制される。酸化物層または窒化物層を含む拡散抑制層を用いることにより、磁化自由層２１０に含まれるホウ素の拡散を抑制し、磁化自由層２１０のアモルファス構造を保つことができる。拡散抑制層に用いられる酸化物材料や窒化物材料として、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｎ、ＣｄまたはＧａなどの元素を含む酸化物材料または窒化物材料が用いられる。拡散抑制層は、磁気抵抗効果には寄与しない層である。拡散抑制層の面積抵抗は、低いほうが好ましい。例えば、拡散抑制層の面積抵抗は、磁気抵抗効果に寄与する中間層の面積抵抗よりも低く設定されることが好ましい。拡散抑制層の面積抵抗を下げる観点では、拡散抑制層には、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｇａの酸化物または窒化物が好ましい。これらの材料において、バリアハイトは低い。ホウ素の拡散を抑制する機能としては、より化学結合の強い酸化物のほうが好ましい。例えば、１．５ｎｍのＭｇＯ層が用いられる。酸窒化物は、酸化物及び窒化物のいずれかに含まれる。
【００９５】
拡散抑制層に酸化物または窒化物を用いる場合、拡散抑制層の厚さは、例えば、０．５ｎｍ以上が好ましい。これより、ホウ素の拡散抑制機能が十分に発揮される。拡散抑制層の厚さは、５ｎｍ以下が好ましい。これにより、例えば、低い面積抵抗が得られる。拡散抑制層の厚さは、０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上３ｎｍ以下が好ましい。
【００９６】
拡散抑制層として、マグネシウム（Ｍｇ）、シリコン（Ｓｉ）及びアルミニウム（Ａｌ）よりなる群から選択された少なくともいずれかを用いても良い。拡散抑制層として、これらの軽元素を含む材料が用いられる。これらの軽元素は、ホウ素と結合して化合物を生成する。拡散抑制層と磁化自由層２１０との界面を含む部分に、例えば、Ｍｇ−Ｂ化合物、Ａｌ−Ｂ化合物、及び、Ｓｉ−Ｂ化合物の少なくともいずれかが形成される。これらの化合物が、ホウ素の拡散を抑制する。
【００９７】
拡散抑制層と磁化自由層２１０との間に他の金属層などが挿入されていても良い。拡散抑制層と磁化自由層２１０との距離が離れすぎていると、その間でホウ素が拡散して磁化自由層２１０中のホウ素濃度が下がってしまう。このため、拡散抑制層と磁化自由層２１０との間の距離は、１０ｎｍ以下が好ましく３ｎｍ以下がさらに好ましい。
【００９８】
図９は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。  
図９に示すように、センサ部５０ＡＡにおいて、絶縁層２１３が設けられるこれ以外は、センサ部５０Ａと同様である。絶縁層２１３は、下部電極２０４と上部電極２１２との間に設けられる。絶縁層２１３は、下部電極２０４と上部電極２１２とを結ぶ方向と交差する方向において、磁化自由層２１０及び第１磁化参照層２０９と並ぶ。絶縁層２１３を除く部分は、センサ部５０Ａと同様なので説明を省略する。
【００９９】
絶縁層２１３には、例えば、アルミニウム酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３）、または、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ２）などが用いられる。絶縁層２１３により、センサ部５０ＡＡのリーク電流が抑制される。絶縁層２１３は、後述するセンサ部に設けられても良い。
【０１００】
図１０は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。  
図１０に示すように、センサ部５０ＡＢにおいて、ハードバイアス層２１４がさらに設けられる。これ以外は、センサ部５０Ａと同様である。ハードバイアス層２１４は、下部電極２０４と上部電極２１２との間に設けられる。下部電極２０４と上部電極２１２との間とを結ぶ方向と交差する方向において、磁化自由層２１０及び第１磁化参照層２０９は、ハードバイアス層２１４の２つの部分の間に設けられる。これ以外は、センサ部５０ＡＡと同様である。
【０１０１】
ハードバイアス層２１４は、ハードバイアス層２１４の磁化により、磁化自由層２１０の磁化方向を設定する。ハードバイアス層２１４により、外部からの圧力が膜に印加されていない状態において、磁化自由層２１０の磁化方向は、所望の方向に設定される。
【０１０２】
ハードバイアス層２１４には、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｄ、または、Ｆｅ−Ｐｄなどが用いられる。これらの材料においては、例えば、磁気異方性および保磁力が比較的高い。これらの材料は、例えば、ハード磁性材料である。ハードバイアス層２１４には、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−ＰｄまたはＦｅ−Ｐｄに、さらに添加元素を加えた合金を用いても良い。ハードバイアス層２１４には、例えば、ＣｏＰｔ（Ｃｏの比率は、５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下）、（ＣｏｘＰｔ１００−ｘ）１００−ｙＣｒｙ（ｘは５０ａｔ．％以上８５ａｔ．％以下、ｙは０ａｔ．％以上４０ａｔ．％以下）、または、ＦｅＰｔ（Ｐｔの比率は４０ａｔ．％以上６０ａｔ．％以下）などが用いられても良い。このような材料を用いる場合、ハードバイアス層２１４の磁化の方向は、ハードバイアス層２１４の保磁力よりも大きい外部磁界を加えることで、外部磁界を加えた方向に設定（固定）される。ハードバイアス層２１４の厚さ（例えば、下部電極２０４から上部電極に向かう方向に沿った長さ）は、例えば５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【０１０３】
下部電極２０４と上部電極２１２の間に絶縁層２１３を設ける場合、絶縁層２１３の材料として、ＳｉＯｘまたはＡｌＯｘが用いられる。さらに、絶縁層２１３とハードバイアス層２１４の間に、図示しない下地層を設けても良い。ハードバイアス層２１４にＣｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｄ、または、Ｆｅ−Ｐｄなどのハード磁性材料を用いる場合には、ハードバイアス層２１４用の下地層の材料として、ＣｒやＦｅ−Ｃｏなどが用いられる。
【０１０４】
ハードバイアス層２１４は、図示しないハードバイアス層用ピニング層に積層された構造を有していても良い。この場合、ハードバイアス層２１４とハードバイアス層用ピニング層の交換結合により、ハードバイアス層２１４の磁化の方向を設定（固定）できる。この場合、ハードバイアス層２１４には、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくともいずれか、または、これらの少なくとも１種を含む合金の強磁性材料が用いられる。この場合、ハードバイアス層２１４には、例えば、ＣｏｘＦｅ１００−ｘ合金（ｘは０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下）、ＮｉｘＦｅ１００−ｘ合金（ｘは０ａｔ．％以上１００ａｔ．％以下）、または、これらに非磁性元素を添加した材料が用いられる。ハードバイアス層２１４として、上記の第１磁化参照層２０９と同様の材料が用いられる。ハードバイアス層用ピニング層には、上記のセンサ部５０Ａ中のピニング層２０６と同様の材料が用いられる。ハードバイアス層用ピニング層を設ける場合、下地層２０５に用いる材料と同様の下地層をハードバイアス層用ピニング層の下に設けても良い。ハードバイアス層用ピニング層は、ハードバイアス層の下部に設けても良いし、上部に設けても良い。この場合のハードバイアス層２１４の磁化方向は、ピニング層２０６と同様に、磁界中熱処理により決定される。
【０１０５】
上記のハードバイアス層２１４及び絶縁層２１３は、実施形態に係るセンサ部のいずれにも適用できる。ハードバイアス層２１４とハードバイアス層用ピニング層との積層構造を用いると、大きな外部磁界がハードバイアス層２１４に短い時間で加わった場合においても、ハードバイアス層２１４の磁化の向きを容易に保持することができる。
【０１０６】
図１１は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。  
図１１に示すように、センサ部５０Ｂにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、磁化自由層２１０と、中間層２０３と、第１磁化参照層２０９と、磁気結合層２０８と、第２磁化参照層２０７と、ピニング層２０６と、キャップ層２１１と、上部電極２１２と、が、順に積層される。センサ部５０Ｂは、例えば、トップスピンバルブ型である。
【０１０７】
下地層２０５には、例えば、タンタルと銅の積層膜（Ｔａ／Ｃｕ）が用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ｎｍである。このＣｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。磁化自由層２１０には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０が用いられる。中間層２０３には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。第１磁化参照層２０９には、例えば、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０／Ｆｅ５０Ｃｏ５０が用いられる。このＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０層の厚さは、例えば２ｎｍである。このＦｅ５０Ｃｏ５０層の厚さは、例えば１ｎｍである。磁気結合層２０８には、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。第２磁化参照層２０７には、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ７５Ｆｅ２５層が用いられる。ピニング層２０６には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＴａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。
【０１０８】
センサ部５０Ｂに含まれる各層の材料は、センサ部５０Ａに含まれる各層の材料を上下反転させて用いることができる。上記の拡散抑制層を、センサ部５０Ｂの下地層２０５と磁化自由層２１０の間に設けても良い。
【０１０９】
図１２は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。  
図１２に示すように、センサ部５０Ｃにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、ピニング層２０６と、第１磁化参照層２０９と、中間層２０３と、磁化自由層２１０と、キャップ層２１１と、が、この順で積層される。センサ部５０Ｃは、例えば、単一の磁化参照層を用いたシングルピン構造を有する。
【０１１０】
下地層２０５には、例えば、Ｔａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、２ｎｍである。ピニング層２０６には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。第１磁化参照層２０９には、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０層が用いられる。中間層２０３には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。磁化自由層２１０には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＴａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。
【０１１１】
センサ部５０Ｃの各層の材料には、例えば、センサ部５０Ａの各層の材料と同様のものが用いられる。
【０１１２】
図１３は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。  
図１３に示すように、センサ部５０Ｄにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、下部ピニング層２２１と、下部第２磁化参照層２２２と、下部磁気結合層２２３と、下部第１磁化参照層２２４と、下部中間層２２５と、磁化自由層２２６と、上部中間層２２７と、上部第１磁化参照層２２８と、上部磁気結合層２２９と、上部第２磁化参照層２３０と、上部ピニング層２３１と、キャップ層２１１とが、順に積層される。
【０１１３】
下地層２０５には、例えば、Ｔａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ナノメートル（ｎｍ）である。このＲｕ層の厚さは、例えば、２ｎｍである。下部ピニング層２２１には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。下部第２磁化参照層２２２には、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ７５Ｆｅ２５層が用いられる。下部磁気結合層２２３には、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。下部第１磁化参照層２２４には、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０層が用いられる。下部中間層２２５には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。磁化自由層２２６には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０が用いられる。上部中間層２２７には、例えば、１．６ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。上部第１磁化参照層２２８には、例えば、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０／Ｆｅ５０Ｃｏ５０が用いられる。このＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０層の厚さは、例えば２ｎｍである。このＦｅ５０Ｃｏ５０層の厚さは、例えば１ｎｍである。上部磁気結合層２２９には、例えば、０．９ｎｍの厚さのＲｕ層が用いられる。上部第２磁化参照層２３０には、例えば、２．５ｎｍの厚さのＣｏ７５Ｆｅ２５層が用いられる。上部ピニング層２３１には、例えば、７ｎｍの厚さのＩｒＭｎ層が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＴａ／Ｒｕが用いられる。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。
【０１１４】
センサ部５０Ｄの各層の材料には、例えば、センサ部５０Ａの各層の材料と同様のものが用いられる。
【０１１５】
図１４は、実施形態に係る別のセンサの一部を例示する模式的斜視図である。  
図１４に示すように、センサ部５０Ｅにおいて、下部電極２０４と、下地層２０５と、第１磁化自由層２４１と、中間層２０３と、第２磁化自由層２４２と、キャップ層２１１と、上部電極２１２と、が、この順で積層される。
【０１１６】
下地層２０５には、例えば、Ｔａ／Ｃｕが用いられる。このＴａ層の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、３ｎｍである。このＣｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。第１磁化自由層２４１には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０が用いられる。中間層２０３には、例えば、４ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０が用いられる。キャップ層２１１には、例えばＣｕ／Ｔａ／Ｒｕが用いられる。このＣｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。このＴａ層の厚さは、例えば、１ｎｍである。このＲｕ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。
【０１１７】
センサ部５０Ｅの各層の材料は、センサ部５０Ａの各層の材料と同様のものが用いられる。第１磁化自由層２４１及び第２磁化自由層２４２の材料として、例えばセンサ部５０Ａの磁化自由層２１０と同様のものを用いても良い。第１磁化自由層２４１の磁歪極性と、第２磁化自由層２４２の磁歪極性とは、逆でもよい。
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。  
（構成１）  
第１膜と、
前記第１膜に設けられ、
第１磁性層と、
前記第１膜と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
を含む第１センサ部と、
前記第１膜を第１周波数で変形させる駆動部と、
前記第１周波数に関する第１信号と前記第１センサ部から出力される第２信号とに基づいた第３信号を出力する処理部と、
を備えたセンサ。  
（構成２）  
前記駆動部は、前記第１膜に応力を印加する、構成１記載のセンサ。  
（構成３）
前記駆動部は、前記第１膜に向けて前記第１周波数の圧力波を発する、構成２記載のセンサ。  
（構成４）  
前記第１膜を支持する支持部をさらに備え、
前記支持部は、前記駆動部に固定され、
前記駆動部は、前記第１周波数で振動する、構成２記載のセンサ。
（構成５）  
前記処理部は、前記駆動部に前記第１信号を供給し、
前記駆動部は、前記第１信号に基づいて前記第１膜を変形させる、構成１〜４のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成６）  
前記処理部は、前記第１信号を前記駆動部から取得する、構成１〜４のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成７）  
前記第１膜は、前記駆動部と前記第１センサ部との間に設けられた、構成３記載のセンサ。  
（構成８）  
第１センサ導電層と第２センサ導電層とをさらに備え、
前記第１センサ部は、前記第１センサ導電層と前記第１膜との間に設けられ、
前記第２センサ導電層は、前記第１センサ部と前記第１膜との間に設けられた、構成１〜７のいずれか１つに記載のセンサ。  
（構成９）  
前記第１膜の前記変形は、前記第１磁性層から前記第２磁性層に向かう第１方向の成分を含む、構成１〜８のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１０）  
前記第２信号は、前記第１膜の変形によって変調された信号であり、
前記処理部は、前記第２信号を復調して前記第３信号を出力する、構成１〜９のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１１）  
圧電体層と、
前記圧電体層に設けられ、
第１磁性層と、
前記圧電体層と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１中間層と、
を含む第１センサ部と、
前記圧電体層に第１周波数の電圧を印加し、前記第１周波数に関する第１信号と前記第１センサ部から出力される第２信号とに基づいて、第３信号を出力する処理部と、
を備えたセンサ。  
（構成１２）  
第１素子導電層と第２素子導電層とをさらに備え、
前記第１素子導電層は、前記第２素子導電層と前記第１センサ部との間に設けられ、
前記圧電体層は、前記第１素子導電層と前記第２素子導電層との間に設けられた、構成１１記載のセンサ。  
（構成１３）  
前記圧電体層、前記第１素子導電層及び前記第２素子導電層を含む第１素子部を支持する支持部をさらに備え、
前記第１素子部は、第１素子領域と第２素子領域とを含み、
前記第２素子領域は、前記支持部に固定され、
前記第１素子領域は、前記第２素子領域と接続され、
前記センサ部は、前記第１素子領域に設けられた、構成１２記載のセンサ。  
（構成１４）  
前記第２信号は、前記圧電体の変形によって変調された信号であり、
前記処理部は、前記第２信号を復調して前記第３信号を出力する、構成１１〜１３のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１５）
前記第１センサ部は、第２周波数で振動する磁界が印加され、
前記第３信号は、前記第２周波数の成分を含む、構成１〜１４のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１６）  
前記第２周波数は、前記第１周波数よりも低い、構成１５記載のセンサ。
（構成１７）  
前記第２周波数は、１ヘルツ以上１０００ヘルツ以下である、構成１５または１６記載のセンサ。
（構成１８）  
前記第１周波数は、１キロヘルツ以上１００キロヘルツ以下である、構成１〜１７のいずれか１つに記載のセンサ。  
上記の「センサ」は、例えば、「センサ装置」でも良い。「センサ装置」と処理部とを含む構成が「センサ」と見なされても良い。
【０１１８】
実施形態によれば、検知精度を向上センサが提供される。
【０１１９】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【０１２０】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、センサに含まれるセンサ部、磁性層、導電層、電極、膜、支持部、駆動部、素子部、処理部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【０１２１】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１２２】
その他、本発明の実施の形態として上述したセンサを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのセンサも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１２３】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１２４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２５】
１１…第１磁性層、  １１ｉ…第１中間層、  １２…第２磁性層、  １２ｉ…第２中間層、  １３…第３磁性層、  １３ｉ…第３中間層、  １４…第４磁性層、  １５…第５磁性層、  １６…第６磁性層、  ４０、４１、４２…駆動部、  ４１ｃ…振動板、  ４３…第１素子部、  ４３ａ…第１素子導電層、  ４３ｂ…第２素子導電層、  ４３ｃ…第１圧電層、  ５０Ａ、５０ＡＡ、５０ＡＢ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ…センサ部、  ５１…第１センサ部、  ５１Ｐ…センサ部、  ５２…第２センサ部、  ５２Ｐ…センサ部、  ５３…第３センサ部、  ５３Ｐ…センサ部、  ５８ｅ…第１センサ導電層、  ５８ｆ…第２センサ導電層、  ６０…処理部、  ６２…電源回路、  ７０ｈ…凹部、  ７０ｓ…支持部、  ７１…第１膜、  ７１ｅ…外縁、  ε１…歪、  １１０〜１１３…センサ、  ２０３…中間層、  ２０４…下部電極、  ２０５…下地層、  ２０６…ピニング層、  ２０７…磁化参照層、  ２０８…磁気結合層、  ２０９…磁化参照層、  ２１０…磁化自由層、  ２１１…キャップ層、  ２１２…上部電極、  ２１３…絶縁層、  ２１４…ハードバイアス層、  ２２１…下部ピニング層、  ２２２…磁化参照層、  ２２３…下部磁気結合層、  ２２４…磁化参照層、  ２２５…下部中間層、  ２２６…磁化自由層、  ２２７…上部中間層、  ２２８…磁化参照層、  ２２９…上部磁気結合層、  ２３０…磁化参照層、  ２３１…上部ピニング層、  ２４１、２４２…磁化自由層、  ＡＷ…圧力波、  Ａｒ…空気、  Ｃｎｔ…中心、  ＥＬ１…第１センサ電極、  ＥＬ２…第２センサ電極、  Ｈ１…磁界、  Ｐｃ…応力、  Ｒ１…第１素子領域、  Ｒ２…第２素子領域、  Ｓｉｇ１、Ｓｉｇ１ａ、Ｓｉｇ１ｂ、Ｓｉｇ１ｃ…第１信号、  Ｓｉｇ２…第２信号、  Ｓｉｇ３…第３信号、  ｆ１…第１周波数、  ｆ２…第２周波数、  ｔ…時間
【図１】
2018132412.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】
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【図７】
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【図８】
2018132412.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2018132412.tif 000013
【図１２】
2018132412.tif 000014
【図１３】
2018132412.tif 000015
【図１４】
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