(57)【要約】【課題】感度の向上を図ることができるセンサ及びマイクロフォンを提供する。【解決手段】実施形態によれば、センサは、検知素子を含む。前記検知素子は、第１磁性層と、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）を含む第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中間層と、を含む。【選択図】図１
2018160685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１磁性層と、
Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）を含む第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中間層と、
を含む検知素子を備えたセンサ。
【請求項２】
第１磁性層と、
（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）を含む第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中間層と、
を含む検知素子を備えたセンサ。
【請求項３】
前記検知素子は、変形可能な基板に設けられた、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項４】
プリント基板と、
カバーと、
前記プリント基板と前記カバーとの間に設けられた支持部と、
をさらに備え、
前記基板は、前記プリント基板と前記カバーとの間において前記支持部に支持された、請求項３記載のセンサ。
【請求項５】
前記検知素子の電気抵抗は、前記センサに加わる音波または超音波に応じて変化する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の記載のセンサ。
【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】
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いた圧力センサには、例えば、ピエゾ抵抗変化型と静電容量型とがある。一方、スピン技術を用いた圧力センサが提案されている。スピン技術を用いた圧力センサにおいては、歪に応じた抵抗変化が検知される。歪に応じた抵抗変化の感度は、例えば、スピンバルブ膜の材料に依存する。例えば、スピン技術を用いた圧力センサなどに用いられる歪検知素子において、感度の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“D. Meyners et al., ”Pressure sensor based on magnetic tunnel junctions”, J. Appl. Phys. 105, 07C914 (2009)”
【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、感度の向上を図ることができるセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、センサは、検知素子を含む。前記検知素子は、第１磁性層と、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）を含む第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中間層と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る歪検知素子を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｃ）は、第１の実施形態に係る歪検知素子の動作を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の実験結果の例を表すグラフ図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｄ）は、歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。
【図１０】実施形態に係る歪検知素子の歪センサ特性の結果の例を示すグラフ図である。
【図１１】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の歪検知素子を示す模式図である。
【図１２】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第２の実施形態に係る圧力センサを例示する模式的斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）〜図１３（ｅ）は、実施形態に係る圧力センサの製造方向を例示する工程順模式的断面図である。
【図１４】第３の実施形態に係るマイクロフォンを例示する模式的平面図である。
【図１５】第４の実施形態に係る音響マイクを例示する模式的断面図である。
【図１６】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第５の実施形態に係る血圧センサを例示する模式図である。
【図１７】第６の実施形態に係るタッチパネルを例示する模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の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の実施形態に係る歪検知素子を例示する模式図である。  
図１（ａ）は、歪検知素子の模式的斜視図である。図１（ｂ）は、歪検知素子の模式的断面図である。図１（ｃ）は、歪検知素子が用いられる圧力センサを例示する模式的断面図である。図１（ｂ）では、説明の便宜上、第１電極および第２電極を省略している。
【０００９】
図１（ａ）に表したように、実施形態に係る歪検知素子１００は、第１磁性層１０と、第２磁性層２０と、中間層３０と、を含む。この例では、歪検知素子１００は、非磁性層４０と、第１電極Ｅ１と、第２電極Ｅ２と、をさらに含む。非磁性層４０は、必ずしも設けられていなくともよい。
【００１０】
例えば、第１磁性層１０から第２磁性層２０に向かう方向をＺ軸方向（積層方向）とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１１】
この例では、第２電極Ｅ２は、積層方向において第１電極Ｅ１とは離隔して設けられる。第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に、第１磁性層１０が設けられる。第１磁性層１０と第２電極Ｅ２との間に、中間層３０が設けられる。中間層３０と第２電極Ｅ２との間に、第２磁性層２０が設けられる。第２磁性層２０と第２電極Ｅ２との間に、非磁性層４０が設けられる。
【００１２】
第１磁性層１０と第２磁性層２０は、中間層３０を挟んで、互いに入れ替わって配置されても良い。その場合、非磁性層４０は、第２磁性層２０と第１電極Ｅ１との間に設けられる。
【００１３】
第１磁性層１０は、例えば参照層である。参照層として、磁化固定層、または、磁化自由層が用いられる。図１（ａ）および図１（ｂ）に表した例では、第１磁性層１０は、磁化固定層である。例えば、第１磁性層１０には、シンセティックピン構造またはシングルピン構造が用いられる。この例では、第１磁性層１０には、シンセティックピン構造が用いられている。後述するように、第１磁性層１０は、磁化自由層であってもよい。
【００１４】
図１（ａ）および図１（ｂ）に表した例では、第１磁性層１０は、第１磁化固定層１１と、第２磁化固定層１２と、磁気結合層１３と、を含む。磁気結合層１３は、第１磁化固定層１１と、第２磁化固定層１２と、の間に設けられる。
【００１５】
第２磁化固定層１２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。第２磁化固定層１２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磁化固定層１２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磁化固定層１２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磁性層１０にシングルピン構造が用いられる場合には、シングルピン構造の磁化固定層に用いる強磁性層として、上述した第２磁化固定層１２の材料と同じ材料を用いても良い。
【００１６】
磁気結合層１３は、第２磁化固定層１２と第１磁化固定層１１との間において、反強磁性結合を生じさせる。磁気結合層１３として、例えば、Ｒｕが用いられる。第１磁化固定層１２と第１磁化固定層１１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１３としてＲｕ以外の材料を用いても良い。磁気結合層１３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。
【００１７】
第１磁化固定層１１に用いられる磁性層は、磁気抵抗効果（ＭＲ効果）に直接的に寄与する。第１磁化固定層１１として、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金が用いられる。具体的には、第１磁化固定層１１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磁化固定層１１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。
【００１８】
第１磁化固定層１１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磁化固定層１１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磁化固定層１１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磁化固定層１１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。
【００１９】
第１磁化固定層１１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磁化固定層１１として、例えば、３ｎｍの厚さのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０層が用いられる。
【００２０】
第２磁性層２０は、例えば、磁化自由層である。歪検知素子１００に応力が加わり、歪検知素子１００に歪が生ずると、第２磁性層２０の磁化が変化する。例えば、第２磁性層２０の磁化の変化は、第１磁性層１０の磁化の変化よりも容易である。これにより、第１磁性層１０の磁化と第２磁性層１０の磁化との間の相対角度は、変化する。
【００２１】
第２磁性層２０には、強磁性体材料が用いられる。  
実施形態では、第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）を含む。第２磁性層２０の全体が、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）により形成されていてもよい。例えば、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）は、第２磁性層２０のうちで第２磁性層２０と中間層３０との間の境界面２０ｓを含む領域に設けられる。
【００２２】
第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）のうちのＦｅの一部がＣｏもしくはＮｉに置換された材料、すなわち、（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）を含んでいてもよい。前述した（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙにおいて、Ｘは、ＣｏまたはＮｉである。つまり、第２磁性層２０は、（ＦｅａＣｏ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）または（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）を含んでいてもよい。
【００２３】
第２磁性層２０の全体が、（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）により形成されていてもよい。つまり、第２磁性層２０の全体が、（ＦｅａＣｏ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）により形成されていてもよい。または、第２磁性層２０の全体が、（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）により形成されていてもよい。例えば、（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）は、境界面２０ｓを含む領域に設けられる。
【００２４】
第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）および（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）の両方を含んでいてもよい。ＸがＣｏである場合には、（ＦｅａＣｏ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）が境界面２０ｓを含む領域に設けられることがより好ましい。
【００２５】
第２磁性層２０は、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０を含んでいてもよい。この場合、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０は、境界面２０ｓを含む領域に設けられる。  
例えば、第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）およびＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０の両方を含む。Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０は、境界面２０ｓを含む領域に設けられる。あるいは、例えば、第２磁性層２０は、（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）およびＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０の両方を含む。Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０は、境界面２０ｓを含む領域に設けられる。
【００２６】
第２磁性層２０は、アモルファス部分を含む。例えば、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）は、アモルファス状態を含む。例えば、（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）は、アモルファス状態を含む。  
第２磁性層２０は、アモルファス部分と、結晶部分と、を含んでも良い。例えば、境界面２０ｓを含む領域が結晶状態を含み、境界面２０ｓを含まない領域がアモルファス状態を含む。
【００２７】
中間層３０は、例えば、第１磁性層１０と第２磁性層２０との磁気的な結合を分断する。中間層３０には、例えば、金属または絶縁体または半導体が用いられる。この金属としては、例えば、Ｃｕ、ＡｕまたはＡｇ等が用いられる。中間層３０として金属を用いる場合、中間層３０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（Ｍｇ−Ｏ等）、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３等）、チタン酸化物（Ｔｉ−Ｏ等）、亜鉛酸化物（Ｚｎ−Ｏ等）、または、ガリウム酸化物（Ｇａ−Ｏ）などが用いられる。中間層３０として絶縁体または半導体を用いる場合は、中間層３０の厚さは、例えば０．６ｎｍ以上２．５ｎｍ以下程度である。中間層３０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３０として、１．５ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。
【００２８】
非磁性層４０には、例えば、酸化物、窒化物および酸窒化物の少なくともいずれかが用いられる。非磁性層４０は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、カドミウム（Ｃｄ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる第１群から選択された少なくともいずれかの酸化物、及び、上記の第１群から選択された少なくともいずれかの窒化物の少なくともいずれかを含む。
【００２９】
非磁性層４０は、例えば、マグネシウム、チタン、バナジウム、亜鉛、錫、カドミウム及びガリウムよりなる第２群から選択された少なくともいずれかの酸化物を含んでも良い。非磁性層４０には、例えば、低抵抗が得られやすい酸化マグネシウムが用いられる。
【００３０】
第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２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。第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２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、歪検知素子１００に効率的に電流を流すことができる。第１電極Ｅ１には、非磁性材料を用いることができる。
【００３１】
第１電極Ｅ１は、例えば、第１電極Ｅ１用の下地層（図示せず）と、第１電極Ｅ１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、を含んでもよい。例えば、第１電極Ｅ１には、タンタル（Ｔａ）／銅（Ｃｕ）／タンタル（Ｔａ）などが用いられる。第１電極Ｅ１用の下地層としてＴａを用いることで、例えば、基板２１０と第１電極Ｅ１との密着性が向上する。第１電極Ｅ１用の下地層として、チタン（Ｔｉ）、または、窒化チタン（ＴｉＮ）などを用いてもよい。
【００３２】
第１電極Ｅ１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）などの酸化を防ぐことができる。第１電極Ｅ１用のキャップ層として、チタン（Ｔｉ）、または、窒化チタン（ＴｉＮ）などを用いてもよい。
【００３３】
第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に電圧を印加することで、第１磁性層１０、中間層３０、第２磁性層２０を含む積層体に電流を流すことができる。電流は、第１磁性層１０と第２磁性層２０との間において、例えば、Ｚ軸方向に沿っている。
【００３４】
第１電極Ｅと第１磁性層１０との間に、図示しないピニング層が設けられていてもよい。ピニング層は、例えば、ピニング層の上に形成される第１磁性層１０（強磁性層）に、一方向異方性（unidirectional anisotropy）を付与して、第１磁性層１０の磁化を固定する。ピニング層には、例えば、反強磁性層が用いられる。ピニング層には、例えば、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＰｄＰｔＭｎ及びＲｕＲｈＭｎ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。十分な強さの一方向異方性を付与するために、ピニング層の厚さは適切に設定される。
【００３５】
図１（ｃ）に表したように、歪検知素子１００は、圧力センサ２００に用いられる。圧力センサ２００は、基板２１０と、歪検知素子１００と、を含む。基板２１０は、可撓性の領域を有する。歪検知素子１００は、基板２１０の一部の上に設けられる。
【００３６】
本願明細書において、「上に設けられる」状態は、直接接して設けられる状態の他に、間に他の要素が挿入されて設けられる状態も含む。
【００３７】
基板２１０に力８０１が加わると、基板２１０は変形する。基板２１０の変形に伴い、歪検知素子１００に歪みが生ずる。  
実施形態にかかる歪検知素子１００において、例えば、外部からの力に対して基板２１０が変形すると、歪検知素子１００に歪みが生ずる。歪検知素子１００は、この歪の変化を電気抵抗の変化に変換する。
【００３８】
歪検知素子１００が歪センサとして機能する動作は、「逆磁歪効果」と「磁気抵抗効果」との応用に基づく。「逆磁歪効果」は、磁化自由層に用いられる強磁性層において得られる。「磁気抵抗効果」は、磁化自由層と中間層と参照層（例えば磁化固定層）との積層膜において発現する。
【００３９】
「逆磁歪効果」は、強磁性体の磁化が強磁性体に生じた歪によって変化する現象である。すなわち、歪検知素子１００の積層体に外部歪が印加されると、磁化自由層の磁化方向が変化する。その結果、磁化自由層の磁化と参照層（例えば磁化固定層）の磁化との間の相対角度が変化する。この際に「磁気抵抗効果（ＭＲ効果）」により、電気抵抗の変化が引き起こされる。ＭＲ効果は、例えば、ＧＭＲ（Giant magnetoresistance）効果、または、ＴＭＲ(Tunneling magnetoresistance)効果などを含む。積層体に電流を流すことで、磁化の向きの相対角度の変化を電気抵抗変化として読み取ることで、ＭＲ効果が発現する。例えば、積層体（歪検知素子１００）に歪が生じ、歪によって磁化自由層の磁化の向きが変化し、磁化自由層の磁化の向きと、参照層（例えば磁化固定層）の磁化の向きと、の相対角度が変化する。すなわち、逆磁歪効果によりＭＲ効果が発現する。
【００４０】
磁化自由層に用いられる強磁性材料が正の磁歪定数を有する場合は、磁化の方向と引張歪の方向との角度が小さくなり、磁化の方向と圧縮歪の方向との角度が大きくなるように、磁化の方向が変化する。磁化自由層に用いられる強磁性材料が負の磁歪定数を有する場合は、磁化の方向と引張歪の方向との角度が大きくなり、磁化の方向と圧縮歪の方向との角度が小さくなるように、磁化の方向が変化する。
【００４１】
以下、磁化自由層と、参照層（例えば磁化固定層）と、に用いられる強磁性材料が、それぞれ正の磁歪定数を有し、磁化自由層と中間層と参照層（例えば磁化固定層）との磁化の相対角度が小さいときに抵抗が減少する場合の例に関して、磁化の変化の例について説明する。
【００４２】
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、第１の実施形態に係る歪検知素子の動作を例示する模式図である。  
図２（ａ）は、歪検知素子１００に引張応力ｔｓが印加されたときの状態（引張状態ＳＴｔ）に対応する。図２（ｂ）は、歪検知素子１００が歪を有しないときの状態（無歪状態ＳＴ０）に対応する。図２（ｃ）は、歪検知素子１００に圧縮応力ｃｓが印加されたときの状態（圧縮状態ＳＴｃ）に対応する。
【００４３】
図２（ａ）〜図２（ｃ）においては、図を見やすくするために、第１磁性層１０と、第２磁性層２０と、中間層３０と、が描かれ、非磁性層４０、第１電極Ｅ１および第２電極Ｅ２は省略されている。この例では、第２磁性層２０は磁化自由層であり、第１磁性層１０は磁化固定層である。
【００４４】
図２（ｂ）に表したように、歪が無い無歪状態ＳＴ０（例えば初期状態）においては、第２磁性層２０の磁化２０ｍと、第１磁性層１０（例えば磁化固定層）の磁化１０ｍと、間の相対角度は、所定の値に設定されている。初期状態の磁性層の磁化の方向は、例えば、外部磁場、ハードバイアス、または、磁性層の形状異方性などにより、設定される。この例では、第２磁性層２０（磁化自由層）の磁化２０ｍと、第１磁性層１０（例えば磁化固定層）の磁化１０ｍと、は交差している。
【００４５】
図２（ａ）に表したように、引張状態ＳＴｔにおいて、引張応力ｔｓが印加されると、歪検知素子１００に引張応力ｔｓに応じた歪が生じる。このとき、第２磁性層２０（磁化自由層）の磁化２０ｍは、磁化２０ｍと引張応力ｔｓの方向との角度が小さくなるように、無歪状態ＳＴ０から変化する。図２（ａ）に示した例では、引張応力ｔｓが加わった場合は、無歪状態ＳＴ０に比べて、第２磁性層２０（磁化自由層）の磁化２０ｍと、第１磁性層１０（例えば磁化固定層）の磁化１０ｍと、の間の相対角度が小さくなる。これにより、歪検知素子１００における電気抵抗は、無歪状態ＳＴ０の時の電気抵抗に比べて減少する。
【００４６】
図２（ｃ）に表したように、圧縮状態ＳＴｃにおいて、圧縮応力ｃｓが印加されると、第２磁性層２０（磁化自由層）の磁化２０ｍは、磁化２０ｍと圧縮応力ｃｓの方向との角度が大きくなるように、無歪状態ＳＴ０から変化する。図２（ｃ）に示した例では、圧縮応力ｃｓが加わった場合は、無歪状態ＳＴ０に比べて、第２磁性層２０（磁化自由層）の磁化２０ｍと、第１磁性層１０（例えば磁化固定層）の磁化１０ｍと、の間の相対角度が大きくなる。これにより、歪検知素子１００における電気抵抗は、増大する。
【００４７】
このように、歪検知素子１００においては、歪検知素子１００に生じた歪の変化が、電気抵抗の変化に変換される。上記の動作において、単位歪（ｄε）あたりの、電気抵抗の変化量（ｄＲ／Ｒ）をゲージファクター（ＧＦ：gauge factor）という。ゲージファクターの高い歪検知素子を用いることで、高感度な歪センサが得られる。
【００４８】
ここで、前述したように、歪検知素子１００における電気抵抗の変化は、歪検知素子１００に生じた歪により、第２磁性層２０（磁化自由層）の磁化２０ｍと、第１磁性層１０（例えば磁化固定層）の磁化１０ｍと、の間の相対角度に対応する抵抗変化として検出される。よって、歪による磁化の変化を大きくすることと、第１磁性層１０の磁化と第２磁性層２０の磁化との間の相対角度の差に依存する抵抗変化を大きくすることと、が高感度な歪センサの実現に求められる。
【００４９】
磁化自由層の磁化を動きやすくするためには、磁化自由層が強い異方性を持たない軟磁気特性を示すことが望ましい。磁化自由層の磁化を動きやすくするためには、磁化自由層が結晶磁気異方性を持たない構造を含むことが望ましい。  
一方、一定以上の高い磁気抵抗効果を示すためには、磁化自由層が一定の結晶構造を含むことが望ましい。  
このような特性のトレードオフは、歪検知素子１００および圧力センサ２００の感度の向上の実現を阻むことがある。
【００５０】
歪検知素子１００の感度は、例えば、第１磁性層１０および第２磁性層２０の材料などに依存する。このため、わずかな歪でもより大きい抵抗変化を生ずる磁性材料が求められる。しかし、磁歪、軟磁気特性および磁気抵抗効果のそれぞれについて優れた特性を示す磁性材料は比較的多い一方で、磁歪、軟磁気特性および磁気抵抗効果のすべてについて優れた特性を示す磁性材料はあまり知られていない。したがって、歪検知素子の感度を向上させることが困難な場合がある。
【００５１】
これに対して、実施形態に係る歪検知素子１００では、第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）を含む。または、第２磁性層２０は、（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）を含む。または、第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）および（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）の両方を含む。（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙにおいて、Ｘは、ＣｏまたはＮｉである。
【００５２】
これによれば、磁歪、軟磁気特性および磁気抵抗効果を並立させ、歪検知素子１００の感度の向上を図ることができる。この詳細については、後述する。
【００５３】
アモルファス状態は、理想的には結晶磁気異方性を持たず、優れた軟磁気特性を示す。Ｆｅベースのアモルファスは、比較的大きな磁歪を示すことが知られている。一方で、磁気抵抗効果を示すためには、第２磁性層２０と中間層３０との間の境界面２０ｓにおいて結晶性が求められる。第２磁性層２０のうちの境界面２０ｓを含む領域が結晶性を有すると、より高い磁気抵抗効果を得ることができる。
【００５４】
このため、第２磁性層２０のうちの境界面２０ｓを含む領域が結晶性を有し、第２磁性層２０のうちの境界面２０ｓを含まない領域がアモルファス状態である場合には、磁歪、軟磁気特性および磁気抵抗効果を並立させることができる。第２磁性層２０がＦｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）および（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）の両方を含む場合であって、ＸがＣｏである場合において、（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）が境界面２０ｓを含む領域に設けられると、一定の磁気抵抗効果を示しながら、軟磁気特性と磁歪とを並立させることができる。これによれば、歪検知素子１００の感度のさらなる向上を図ることができる。
【００５５】
第２磁性層２０におけるホウ素（Ｂ）濃度の分布に関する情報は、ＳＩＭＳ分析（secondary ion mass spectrometry）により得られる。断面ＴＥＭとＥＤＸとの組み合わせにより、この情報が得られる。ＥＥＬＳ分析により、この情報が得られる。３次元アトムプローブ分析によっても、この情報が得られる。
【００５６】
実施形態に係る歪検知素子１００においては、第２磁性層２０は、中間層３０と非磁性層４０との間に設けられる。非磁性層４０に用いられる材料は、例えば、前述した通りである。これによれば、ホウ素（Ｂ）の拡散が抑制され、第２磁性層２０におけるホウ素濃度が維持される。そのため、第２磁性層２０の特性の劣化を抑制することができる。例えば、歪検知素子１００において、より小さい保磁力Ｈｃと、より大きな磁歪による磁化変化によってより高いゲージファクターと、を得ることができる。
【００５７】
次に、実施形態に係る歪検知素子１００の実験結果の例について、図面を参照しつつ説明する。  
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の実験結果の例を表すグラフ図である。  
図３（ａ）〜図３（ｃ）の実験結果の例における歪検知素子１００の第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙを含む。このときのホウ素（Ｂ）の原子量比ｙに関する実験結果の例は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に表した通りである。
【００５８】
図３（ａ）は、実施形態に係る歪検知素子において、ＭＲ変化率とホウ素の原子量比ｙとの関係の例を表す。図３（ｂ）は、実施形態に係る歪検知素子において、保磁力Ｈｃとホウ素の原子量比ｙとの関係の例を表す。図３（ｃ）は、ゲージファクターＢ（ＧＦＢ）とホウ素の原子量比ｙとの関係の例を表す。
【００５９】
本発明者は、ゲージファクターＢ（ＧＦＢ）という指標を用いて、実施形態に係る歪検知素子１００の評価を行う。ＧＦＢは、ＭＲと歪による磁化変化率の乗数で表され、ゲージファクター（ＧＦ）に比例する。つまり、ＧＦＢが相対的に大きいと、相対的に高いＧＦが得られる。ＧＦＢが相対的に小さいと、相対的に低いＧＦが得られる。図２（ａ）〜図２（ｃ）に関して前述したように、ゲージファクターの高い歪検知素子を用いることで、高感度な歪センサが得られる。高感度な歪センサを得るために、より高いＧＦ（より大きいＧＦＢ）が望まれる。
【００６０】
保磁力Ｈｃは、磁化回転の容易さを示す特性指標である。高感度な歪センサを得るために、より小さい保磁力Ｈｃが望まれる。  
図１（ａ）〜図１（ｃ）に関して前述したように、ＭＲ効果は、磁化の向きの相対角度の変化を電気抵抗変化として読み取ることで得られる効果である。高感度な歪センサを得るために、すなわち、第１磁性層１０の磁化と第２磁性層２０の磁化との間の相対角度の差に依存する抵抗変化を大きくするために、より高いＭＲ変化率が望まれる。
【００６１】
図３（ａ）に表したように、ホウ素の原子量比ｙが０．３よりも大きくなると、ＭＲが比較的小さくなることが分かる。図３（ｂ）に表したように、ホウ素の原子量比ｙが０．３である場合には、比較的小さい保磁力Ｈｃが得られることが分かる。図３（ｃ）に表したように、ホウ素の原子量比ｙが０．３である場合には、歪による磁化変化が十分に生じ、４０００以上のＧＦＢが得られることが分かる。これにより、第２磁性層２０のホウ素の原子量比ｙは、０．３以下であることが好ましい。
【００６２】
一方で、図３（ａ）に表したように、第２磁性層２０がホウ素を含まない場合（ｙ＝０の場合）には、ＭＲが比較的小さくなることが分かる。図３（ｂ）に表したように、第２磁性層２０がホウ素を含まない場合（ｙ＝０の場合）には、保磁力Ｈｃが比較的大きいことが分かる。図３（ｃ）に表したように、第２磁性層２０がホウ素を含まない場合（ｙ＝０の場合）には、歪による磁化変化がほとんどなく、ＧＦＢが約０程度であることが分かる。これにより、第２磁性層２０のホウ素の原子量比ｙは、０よりも大きいことが好ましい。
【００６３】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に表したように、第２磁性層２０のホウ素の原子量比ｙは、０よりも大きく０．３以下であることが好ましい。図３（ａ）〜図３（ｃ）に表したように、第２磁性層２０のホウ素の原子量比ｙは、０．１以上０．３以下であることがより好ましい。
【００６４】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。  
図４（ａ）〜図４（ｃ）の実験結果の例における歪検知素子１００の第２磁性層２０は、（ＦｅａＣｏ１−ａ）１−ｙＢｙを含む。このときの鉄（Ｆｅ）の原子量比ａ、言い換えれば、このときのコバルト（Ｃｏ）の原子量比１−ａに関する実験結果の例は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に表した通りである。
【００６５】
図４（ａ）は、実施形態に係る歪検知素子において、ＭＲ変化率と鉄の原子量比ａとの関係の例を表す。図４（ｂ）は、実施形態に係る歪検知素子において、保磁力Ｈｃと鉄の原子量比ａとの関係の例を表す。図４（ｃ）は、ゲージファクターＢ（ＧＦＢ）と鉄の原子量比ａとの関係の例を表す。  
なお、本検討においては、ホウ素の原子量比ｙは、０．１≦ｙ＜０．３である。
【００６６】
図４（ｃ）に表したように、鉄の原子量比ａが約０．８以上である場合に、４０００以上のＧＦＢが得られることが分かる。言い換えれば、コバルトの原子量比１−ａが約０．２以下である場合に、４０００以上のＧＦＢが得られることが分かる。このとき、図４（ａ）に表したように、比較的大きいＭＲが得られることが分かる。図４（ｂ）に表したように、比較的小さい保磁力Ｈｃが得られることが分かる。これにより、第２磁性層２０の鉄の原子量比ａは、０．８以上であることが好ましい。言い換えれば、第２磁性層２０のコバルトの原子量比１−ａは、０．２以下であることが好ましい。
【００６７】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。  
図５（ａ）〜図５（ｃ）の実験結果の例における歪検知素子１００の第２磁性層２０は、（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙを含む。このときの鉄（Ｆｅ）の原子量比ａ、言い換えれば、このときのニッケル（Ｎｉ）の原子量比１−ａに関する実験結果の例は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に表した通りである。
【００６８】
図５（ａ）は、実施形態に係る歪検知素子において、ＭＲ変化率と鉄の原子量比ａとの関係の例を表す。図５（ｂ）は、実施形態に係る歪検知素子において、保磁力Ｈｃと鉄の原子量比ａとの関係の例を表す。図４（ｃ）は、ゲージファクターＢ（ＧＦＢ）と鉄の原子量比ａとの関係の例を表す。  
なお、本検討においては、ホウ素の原子量比ｙは、０．１≦ｙ＜０．３である。
【００６９】
図５（ｃ）に表したように、鉄の原子量比ａが約０．８以上である場合に、４０００以上のＧＦＢが得られることが分かる。言い換えれば、ニッケルの原子量比１−ａが約０．２以下である場合に、４０００以上のＧＦＢが得られることが分かる。このとき、図５（ａ）に表したように、比較的大きいＭＲが得られることが分かる。図５（ｂ）に表したように、比較的小さい保磁力Ｈｃが得られることが分かる。これにより、第２磁性層２０の鉄の原子量比ａは、０．８以上であることが好ましい。言い換えれば、第２磁性層２０のニッケルの原子量比１−ａは、０．２以下であることが好ましい。
【００７０】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。  
図６（ａ）〜図６（ｃ）の実験結果の例における歪検知素子１００の第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙを含む。このときのＦｅ１−ｙＢｙの厚さｔに関する実験結果の例は、図６（ａ）〜図６（ｃ）に表した通りである。
【００７１】
図６（ａ）は、実施形態に係る歪検知素子において、ＭＲ変化率とＦｅ１−ｙＢｙの厚さｔとの関係の例を表す。図６（ｂ）は、実施形態に係る歪検知素子において、保磁力ＨｃとＦｅ１−ｙＢｙの厚さｔとの関係の例を表す。図６（ｃ）は、ゲージファクターＢ（ＧＦＢ）とＦｅ１−ｙＢｙの厚さｔとの関係の例を表す。
【００７２】
図６（ａ）に表したように、Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔが２ナノメートル（ｎｍ）以上である場合に、比較的大きいＭＲが得られることが分かる。Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔが２ｎｍよりも小さくなると、ＭＲが減少する。すると、十分な磁気特性が得られない場合がある。図６（ｂ）に表したように、Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔが２ｎｍ以上である場合に、比較的小さい保磁力Ｈｃが得られることが分かる。図６（ｃ）に表したように、Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔが２ｎｍ以上である場合に、４０００以上のＧＦＢが得られることが分かる。これにより、Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔは、２ｎｍ以上であることが好ましい。
【００７３】
Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔが２ｎｍ以上である場合には、第２磁性層２０のうちの境界面２０ｓを含む領域が結晶性を有することを維持し、第２磁性層２０のうちの境界面２０ｓを含まない領域がアモルファス状態であることを維持することができる。
【００７４】
一方で、図６（ｃ）に表したように、Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔが１２ｎｍよりも厚くなると、ＧＦＢが４０００よりも小さくなり、比較的小さい値となることが分かる。これにより、Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔは、１２ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００７５】
図６（ａ）〜図６（ｃ）に表したように、Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔは、２ｎｍ以上であることが好ましい。図６（ａ）〜図６（ｃ）に表したように、Ｆｅ１−ｙＢｙの厚さｔは、２ｎｍ以上１２ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００７６】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。  
図７（ａ）〜図７（ｃ）の実験結果の例における歪検知素子１００の第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙおよびＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０の両方を含む。Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０は、境界面２０ｓを含む領域に設けられる。このときのＦｅ１−ｙＢｙの厚さｔに関する実験結果の例は、図７（ａ）〜図７（ｃ）に表した通りである。本実験では、Ｃｏ４０Ｆｅ２０Ｂ２０の厚さｌを０ｎｍ、０．５ｎｍ、１ｎｍにそれぞれ設定する。
【００７７】
図７（ａ）は、実施形態に係る歪検知素子において、ＭＲ変化率とＦｅ１−ｙＢｙの厚さｔとの関係の例を表す。図７（ｂ）は、実施形態に係る歪検知素子において、保磁力ＨｃとＦｅ１−ｙＢｙの厚さｔとの関係の例を表す。図７（ｃ）は、ゲージファクターＢ（ＧＦＢ）とＦｅ１−ｙＢｙの厚さｔとの関係の例を表す。
【００７８】
図７（ｃ）に表したように、数ｎｍのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０を境界面２０ｓに設けた場合でも、４０００以上のＧＦＢが得られることがわかる。これは、図７（ａ）に表したように、ＦｅＢのみの場合よりも大きなＭＲが得られ、図７（ｂ）に表したように、比較的小さい保磁力Ｈｃが得られるためである。これより、Ｆｅ１−ｙＢｙおよびＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０の両方が第２０磁性層に含まれる場合、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０は、境界面２０ｓを含む領域に設けられるのが望ましい。結晶化しやすいＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０を境界面に設けることでＭＲを増大させ、スピンの向きの変化に敏感な歪センサを実現することが可能となる。
【００７９】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。  
図８（ａ）〜図８（ｃ）の実験結果の例における歪検知素子１００の第２磁性層２０は、（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）およびＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０の両方を含む。Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０は、境界面２０ｓを含む領域に設けられる。このときの（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）の厚さｔに関する実験結果の例は、図８（ａ）〜図８（ｃ）に表した通りである。本実験では、Ｃｏ４０Ｆｅ２０Ｂ２０の厚さｌを０ｎｍ、０．５ｎｍ、１ｎｍにそれぞれ設定する。
【００８０】
図８（ａ）は、実施形態に係る歪検知素子において、ＭＲ変化率と（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）の厚さｔとの関係の例を表す。図８（ｂ）は、実施形態に係る歪検知素子において、保磁力Ｈｃと（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）の厚さｔとの関係の例を表す。図８（ｃ）は、ゲージファクターＢ（ＧＦＢ）と（ＦｅａＮｉ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）の厚さｔとの関係の例を表す。
【００８１】
図８（ｃ）に表したように、数ｎｍのＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０を境界面２０ｓに設けた場合でも、４０００以上のＧＦＢが得られ、(ＦｅａＮｉ１-ａ)１−ｙＢｙのみの構成を上回ることも可能なことがわかる。これは、図８（ａ）に表したように、(ＦｅａＮｉ１-ａ)１−ｙＢｙのみの場合よりも大きなＭＲが得られ、図８（ｂ）に表したように、比較的小さい保磁力Ｈｃを維持できる。言い換えれば、保磁力Ｈｃの微増分をＭＲの増加分で購うことが可能なためである。これより、(ＦｅａＮｉ１-ａ)１−ｙＢｙおよびＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０の両方が第２磁性層２０に含まれる場合、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０は、境界面２０ｓを含む領域に設けられるのが望ましい。結晶化しやすいＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０を境界面に設けることでＭＲを増大させ、スピンの向きの変化に敏感な歪センサを実現することが可能となる。
【００８２】
図９（ａ）〜図９（ｄ）は、歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。  
図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施形態に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。  
図９（ｃ）および図９（ｄ）は、比較例に係る歪検知素子の別の実験結果の例を表すグラフ図である。
【００８３】
図９（ａ）および図９（ｃ）の縦軸は、磁気膜厚（飽和磁化Ｂｓと厚さｔとの積（Ｂｓ・ｔ））を表す。図９（ａ）および図９（ｃ）の横軸は、磁場を表す。つまり、図９（ａ）および図９（ｃ）は、いわゆるＢ−Ｈ曲線（Ｂ−Ｈループ）を表す。  
図９（ｂ）および図９（ｄ）の縦軸は、定磁場（この例では０磁場）を表す。図９（ｂ）および図９（ｄ）の横軸は、歪を表す。
【００８４】
図９（ａ）および図９（ｂ）の実験結果の例における実施形態に係る歪検知素子１００の第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙを含む。  
図９（ｃ）および図９（ｃ）の実験結果の例における比較例に係る歪検知素子の第２磁性層２０は、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０を含む。
【００８５】
図９（ａ）のグラフ図と、図９（ｃ）のグラフ図と、を比較すると、第２磁性層２０がＦｅ１−ｙＢｙを含む場合において、歪が加わったときのＢ−Ｈが大きく変化する。これにより、図９（ｂ）のグラフ図と、図９（ｄ）のグラフ図と、を比較すると、第２磁性層２０がＦｅ１−ｙＢｙを含む場合において、定磁場でのＢを歪により大きく変化させることができる。したがって、この磁性材料（Ｆｅ１−ｙＢｙを含む材料）によれば、一定のホウ素量を含む条件の下で、高い感度を持つ歪センサを実現することが可能となる。  
なお、比較例に係る歪検知素子のＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０のＧＦＢは、約１５００程度である。
【００８６】
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、実施形態の歪検知素子の歪センサ特性の結果の例を示すグラフ図である。  
図１０（ａ）に表した例では、素子サイズが２０μｍ×２０μｍの歪検知素子１００について、歪検知素子１００に加わる歪を−０．８（％０）以上０．８（％０）以下の間で、０．２（％０）刻みで固定値として設定する。図１０（ａ）は、それぞれの歪で電気抵抗の磁場依存性を測定した結果の例をそれぞれ示している。図１０（ａ）より、印加歪の値によりＲ−Ｈループ形状が変化していることがわかる。これは、逆磁歪効果によって、磁化自由層の面内磁気異方性が変化していることを示している。
【００８７】
図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）は、歪検知素子１００について、外部磁場は固定し、歪を−０．８（％０）以上０．８（％０）以下の間で連続的に掃引する場合の電気抵抗の変化を示す。歪については、−０．８（％０）から０．８（％０）へ掃引させ、続いて、０．８（％０）から−０．８（％０）へ掃引させる。これらの結果が、歪センサ特性を示している。図１０（ｂ）では、５Ｏｅの外部磁場を加えて評価を行う。図１０（ｃ）では、２Ｏｅの外部磁場を加えて評価を行う。図１０（ｄ）では、０Ｏｅで評価を行う。
【００８８】
実施形態の歪検知素子１００では、適切なバイアス磁界を加えることで高いゲージファクターを得ることができる。外部磁界については、ハードバイアスを歪検知素子の側壁に設けたり、磁化自由層の上部にインスタックバイアスを設けることによっても加えることができる。実施形態の歪検知素子１００では、簡易的に外部磁場をコイルによって与えて評価する。図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）より、ゲージファクターを、歪に対する電気抵抗の変化から見積もる。
【００８９】
ゲージファクターは、次式で表される。  
ＧＦ＝（ｄＲ／Ｒ）／ｄε  
図１０（ｂ）より、外部磁界が５Ｏｅであるときのゲージファクターは、３０８６である。図１０（ｃ）より、外部磁界が２Ｏｅであるときのゲージファクターは、４４１８である。図１０（ｄ）より、外部磁界が０Ｏｅであるときのゲージファクターは、５２９０である。この結果より、バイアス磁界が０Ｏｅの場合に、最大ゲージファクター（５２９０）が得られる。
【００９０】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の歪検知素子を例示する模式図である。  
図１１（ａ）は、歪検知素子の模式的斜視図である。図１１（ｂ）は、歪検知素子の模式的断面図である。図１１（ｂ）では、説明の便宜上、第１電極および第２電極を省略している。
【００９１】
図１１（ａ）に表したように、実施形態に係る歪検知素子１００ａは、第１磁性層１０と、第２磁性層２０と、中間層３０と、を含む。この例では、歪検知素子１００ａは、第１非磁性層５１と、第２非磁性層５２と、第１電極Ｅ１と、第２電極Ｅ２と、をさらに含む。第１非磁性層５１および第２非磁性層５２は、必ずしも設けられていなくともよい。
【００９２】
図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した歪検知素子１００では、第１磁性層１０は、磁化固定層である。  
これに対して、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に表した歪検知素子１００ａでは、第１磁性層１０は、磁化自由層である。
【００９３】
この例では、第２電極Ｅ２は、積層方向において第１電極Ｅ１とは離隔して設けられる。第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に、第１非磁性層５１が設けられる。第１非磁性層５１と第２電極Ｅ２との間に、第１磁性層１０が設けられる。第１磁性層１０と第２電極Ｅ２との間に、中間層３０が設けられる。中間層３０と第２電極Ｅ２との間に、第２磁性層２０が設けられる。第２磁性層２０と第２電極Ｅ２との間に、第２非磁性層５２が設けられる。
【００９４】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）に表した歪検知素子１００ａでは、第１磁性層１０には、強磁性体材料が用いられる。第１磁性層１０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した第２磁性層２０と同じ材料を含む。  
すなわち、この例では、第１磁性層１０は、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）を含む。または、第１磁性層１０は、（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）を含む。または、第１磁性層１０は、Ｆｅ１−ｙＢｙ（０＜ｙ≦０．３）および（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙ（０．８≦ａ＜１、０＜ｙ≦０．３）の両方を含む。（ＦｅａＸ１−ａ）１−ｙＢｙにおいて、Ｘは、ＣｏまたはＮｉである。
【００９５】
第１非磁性層５１は、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した非磁性層４０と同じ材料を含む。第２非磁性層５２は、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した非磁性層４０と同じ材料を含む。  
第２磁性層２０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した通りである。中間層３０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した通りである。第１電極Ｅ１は、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した通りである。図２電極Ｅ２は、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した通りである。
【００９６】
実施形態に係る歪検知素子１００ａにおいても、実施形態に係る歪検知素子１００と同様に、磁歪、軟磁気特性および磁気抵抗効果を並立させ、歪検知素子１００ａの感度の向上を図ることができる。  
なお、第１非磁性層５１と第１電極Ｅ１との間、および第２非磁性層５２と第２電極Ｅ２との間の少なくともいずれかに、図１に関して前述した図示しない磁化固定層およびピニング層が設けられていてもよい。
（第２の実施形態）  
実施形態は、圧力センサに係る。圧力センサにおいては、第１の実施形態の歪検知素子１００、１００ａ、及び、その変形の歪検知素子の少なくともいずれかが用いられる。以下では、歪検知素子として、歪検知素子１００を用いる場合について説明する。
【００９７】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第２の実施形態に係る圧力センサを例示する模式的斜視図である。  
図１２（ａ）は、模式的斜視図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。  
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に表したように、実施形態に係る圧力センサ２００は、基板２１０と、歪検知素子１００と、を含む。
【００９８】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）に表したように、実施形態に係る圧力センサ２００は、支持部２０１と、基板２１０と、歪検知素子１００と、を含む。
【００９９】
基板２１０は、支持部２０１に支持される。基板２１０は、例えば、可撓性領域を有する。基板２１０は、例えば、ダイアフラムである。基板２１０は、支持部２０１と一体的でも良く、別体でも良い。基板２１０には、支持部２０１と同じ材料を用いても良く、支持部２０１とは異なる材料を用いても良い。支持部２０１の一部を除去して、支持部２０１のうちの厚さが薄い部分が基板２１０となっても良い。
【０１００】
基板２１０の厚さは、支持部２０１の厚さよりも薄い。基板２１０と支持部２０１とに同じ材料が用いられ、これらが一体的である場合は、厚さが薄い部分が基板２１０となり、厚い部分が支持部２０１となる。
【０１０１】
支持部２０１が、支持部２０１を厚さ方向に貫通する貫通孔２０１ｈを有しており、貫通孔２０１ｈを覆うように基板２１０が設けられても良い。このとき、例えば、基板２１０となる材料の膜が、支持部２０１の貫通孔２０１ｈ以外の部分の上にも延在している場合がある。このとき、基板２１０となる材料の膜のうちで、貫通孔２０１ｈと重なる部分が基板２１０となる。
【０１０２】
基板２１０は、外縁２１０ｒを有する。基板２１０と支持部２０１とに同じ材料が用いられ、これらが一体的である場合は、厚さが薄い部分の外縁が、基板２１０の外縁２１０ｒとなる。支持部２０１が、支持部２０１を厚さ方向に貫通する貫通孔２０１ｈを有しており、貫通孔２０１ｈを覆うように基板２１０が設けられている場合は、基板２１０となる材料の膜のうちで、貫通孔２０１ｈと重なる部分の外縁が基板２１０の外縁２１０ｒとなる。
【０１０３】
支持部２０１は、基板２１０の外縁２１０ｒを連続的に支持しても良く、基板２１０の外縁２１０ｒの一部を支持しても良い。
【０１０４】
歪検知素子１００は、基板２１０の上に設けられる。例えば、歪検知素子１００は、基板２１０の一部の上に設けられる。この例では、基板２１０上に、複数の歪検知素子１００が設けられる。膜部上に設けられる歪検知素子の数は、１でも良い。
【０１０５】
図１２に表した圧力センサ２００においては、第１配線２２１及び第２配線２２２が設けられている。第１配線２２１は、歪検知素子１００に接続される。第２配線２２２は、歪検知素子１００に接続される。例えば、第１配線２２１と第２配線２２２との間には、層間絶縁膜が設けられ、第１配線２２１と第２配線２２２とが電気的に絶縁される。第１配線２２１と第２配線２２２との間に電圧が印加され、この電圧が、第１配線２２１及び第２配線２２２を介して、歪検知素子１００に印加される。圧力センサ２００に圧力が加わると、基板２１０が変形する。歪検知素子１００においては、基板２１０の変形に伴って電気抵抗Ｒが変化する。電気抵抗Ｒの変化を第１配線２２１及び第２配線２２２を介して検知することで、圧力を検知できる。
【０１０６】
支持部２０１には、例えば、板状の基板を用いることができる。基板の内部には、例えば、空洞部（貫通孔２０１ｈ）が設けられている。
【０１０７】
支持部２０１には、例えば、シリコンなどの半導体材料、金属などの導電材料、または、絶縁性材料を用いることができる。支持部２０１は、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどを含んでも良い。空洞部（貫通孔２０１ｈ）の内部は、例えば減圧状態（真空状態）である。空洞部（貫通孔２０１ｈ）の内部に、空気などの気体、または、液体が充填されていても良い。空洞部（貫通孔２０１ｈ）の内部は、基板２１０が撓むことができるように設計される。空洞部（貫通孔２０１ｈ）の内部は、外部の大気とつながっていてもよい。
【０１０８】
空洞部（貫通孔２０１ｈ）の上には、基板２１０が設けられている。基板２１０には、例えば、支持部２０１の一部が薄く加工され部分が用いられる。基板２１０の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、支持部２０１の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）よりも薄い。
【０１０９】
基板２１０に圧力が印加されると、基板２１０は変形する。この圧力は、圧力センサ２００が検知すべき圧力に対応する。印加される圧力は、音波または超音波などによる圧力も含む。音波または超音波などによる圧力を検知する場合は、圧力センサ２００は、マイクロフォンとして機能する。
【０１１０】
基板２１０には、例えば、絶縁性材料が用いられる。基板２１０は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン及び酸窒化シリコンの少なくともいずれかを含む。基板２１０には、例えば、シリコンなどの半導体材料を用いても良い。基板２１０には、例えば、金属材料を用いても良い。
【０１１１】
基板２１０の厚さは、例えば、０．１マイクロメートル（μｍ）以上３μｍ以下である。この厚さは、０．２μｍ以上１．５μｍ以下であることが好ましい。基板２１０には、例えば、厚さが０．２μｍの酸化シリコン膜と、厚さが０．４μｍのシリコン膜と、の積層体を用いても良い。
【０１１２】
以下、実施形態に係る圧力センサの製造方法の例について説明する。以下は、圧力センサの製造方法の例である。  
図１３（ａ）〜図１３（ｅ）は、実施形態に係る圧力センサの製造方向を例示する工程順模式的断面図である。
【０１１３】
図１３（ａ）に表したように、基体２４１（例えばＳｉ基板）の上に薄膜２４２を形成する。基体２４１は、支持部２０１となる。薄膜２４２は、基板２１０となる。  
例えば、Ｓｉ基板上に、ＳｉＯｘ／Ｓｉの薄膜２４２をスパッタにより形成する。薄膜２４２として、ＳｉＯｘ単層、ＳｉＮ単層、または、Ａｌなどの金属層を用いても良い。また、薄膜２４２として、ポリイミドまたはパラキシリレン系ポリマーなどのフレキシブルプラスティック材料を用いても良い。ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を、基体２４１及び薄膜２４２として用いても良い。ＳＯＩにおいては、例えば、基板の貼り合わせによってＳｉ基板上にＳｉＯ２／Ｓｉの積層膜が形成される。
【０１１４】
図１３（ｂ）に表したように、第２配線２２２を形成する。この工程においては、第２配線２２２となる導電膜を形成し、その導電膜を、フォトリソグラフィー及びエッチングにより加工する。第２配線２２２の周辺を絶縁膜で埋め込む場合、リフトオフ処理を適用しても良い。リフトオフ処理においては、例えば、第２配線２２２のパターンのエッチング後、レジストを剥離する前に、絶縁膜を全面に成膜して、その後レジストを除去する。
【０１１５】
図１３（ｃ）に表したように、歪検知素子１００を形成する。この工程においては、歪検知素子１００となる積層体を形成し、その積層体を、フォトリソグラフィー及びエッチングにより加工する。歪検知素子１００の積層体の側壁を絶縁層で埋め込む場合、リフトオフ処理を適用しても良い。リフトオフ処理において、例えば、積層体の加工後、レジストを剥離する前、絶縁層を全面に成膜して、その後レジストを除去する。
【０１１６】
図１３（ｄ）に表したように、第１配線２２１を形成する。この工程においては、第１配線２２１となる導電膜を形成し、その導電膜を、フォトリソグラフィー及びエッチングにより加工する。第１配線２２１の周辺を絶縁膜で埋め込む場合、リフトオフ処理を適用しても良い。リフトオフ処理において、第１配線２２１の加工後、レジストを剥離する前に、絶縁膜を全面に成膜して、その後レジストを除去する。
【０１１７】
図１３（ｅ）に表したように、基体２４１の裏面からエッチングを行い、空洞部２０１ａを形成する。これにより、基板２１０及び支持部２０１が形成される。例えば、基板２１０となる薄膜２４２として、ＳｉＯｘ／Ｓｉの積層膜を用いる場合は、薄膜２４２の裏面（下面）から表面（上面）へ向かって、基体２４１の深堀加工を行う。これにより、空洞部２０１ａが形成される。空洞部２０１ａを形成においては、例えば両面アライナー露光装置を用いることができる。これにより、表面の歪検知素子１００の位置に合わせて、レジストのホールパターンを裏面にパターニングできる。
【０１１８】
Ｓｉ基板のエッチングにおいて、例えばＲＩＥを用いたボッシュプロセスが用いることができる。ボッシュプロセスでは、例えば、ＳＦ６ガスを用いたエッチング工程と、Ｃ４Ｆ８ガスを用いた堆積工程と、を繰り返す。これにより、基体２４１の側壁のエッチングを抑制しつつ、基体２４１の深さ方向（Ｚ軸方向）に選択的にエッチングが行われる。エッチングのエンドポイントとして、例えば、ＳｉＯｘ層が用いられる。すなわち、エッチングの選択比がＳｉとは異なるＳｉＯｘ層を用いてエッチングを終了させる。エッチングストッパ層として機能するＳｉＯｘ層は、基板２１０の一部として用いられても良い。ＳｉＯｘ層は、エッチングの後に、例えば、無水フッ化水素及びアルコールなどの処理などで除去されても良い。
【０１１９】
このようにして、実施形態に係る圧力センサ２００が形成される。実施形態に係る他の圧力センサも同様の方法により製造できる。
【０１２０】
（第３の実施形態）  
図１４は、第３の実施形態に係るマイクロフォンを例示する模式的平面図である。  
図１４に示すように、マイクロフォン４１０は、前述した各実施形態に係る任意の圧力センサ（例えば、圧力センサ２００）や、それらの変形に係る圧力センサを有する。以下においては、一例として、圧力センサ２００を有するマイクロフォン４１０について例示をする。
【０１２１】
マイクロフォン４１０は、携帯情報端末４２０の端部に組み込まれている。マイクロフォン４１０に設けられた圧力センサ２００の基板２１０は、例えば、携帯情報端末４２０の表示部４２１が設けられた面に対して実質的に平行とすることができる。なお、基板２１０の配置は例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。  
マイクロフォン４１０は、圧力センサ２００などを備えているので、広域の周波数に対して高感度とすることができる。
【０１２２】
なお、マイクロフォン４１０が携帯情報端末４２０に組み込まれている場合を例示したがこれに限定されるわけではない。マイクロフォン４１０は、例えば、ＩＣレコーダーやピンマイクロフォンなどにも組み込むことができる。
【０１２３】
（第４の実施形態）  
実施形態は、上記の各実施形態の圧力センサを用いた音響マイクに係る。  
図１５は、第４の実施形態に係る音響マイクを例示する模式的断面図である。  
実施形態に係る音響マイク４３０は、プリント基板４３１と、カバー４３３と、圧力センサ２００と、を含む。プリント基板４３１は、例えばアンプなどの回路を含む。カバー４３３には、アコースティックホール４３５が設けられる。音４３９は、アコースティックホール４３５を通って、カバー４３３の内部に進入する。
【０１２４】
圧力センサ２００として、上記の各実施形態に関して説明した圧力センサのいずれか、及び、その変形が用いられる。
【０１２５】
音響マイク４３０は、音圧に対して感応する。高感度な圧力センサ２００を用いることにより、高感度な音響マイク４３０が得られる。例えば、圧力センサ２００をプリント基板４３１の上に搭載し、電気信号線を設ける。圧力センサ２００を覆うように、プリント基板４３１の上にカバー４３３を設ける。  
実施形態によれば、高感度な音響マイクを提供することができる。
【０１２６】
（第５の実施形態）  
実施形態は、上記の各実施形態の圧力センサを用いた血圧センサに係る。  
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第５の実施形態に係る血圧センサを例示する模式図である。  
図１６（ａ）は、ヒトの動脈血管の上の皮膚を例示する模式的平面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＨ１−Ｈ２線断面図である。
【０１２７】
実施形態においては、圧力センサ２００は、血圧センサ４４０として応用される。この圧力センサ２００には、上記の各実施形態に関して説明した圧力センサのいずれか、及び、その変形が用いられる。
【０１２８】
これにより、小さいサイズの圧力センサで高感度な圧力検知が可能となる。圧力センサ２００を動脈血管４４１の上の皮膚４４３に押し当てることで、血圧センサ４４０は、連続的に血圧測定を行うことができる。  
本実施形態によれば、高感度な血圧センサを提供することができる。
【０１２９】
（第６の実施形態）  
実施形態は、上記の各実施形態の圧力センサを用いたタッチパネルに係る。  
図１７は、第６の実施形態に係るタッチパネルを例示する模式的平面図である。  
実施形態においては、圧力センサ２００が、タッチパネル４５０として用いられる。この圧力センサ２００には、上記の各実施形態に関して説明した圧力センサのいずれか、及び、その変形が用いられる。タッチパネル４５０においては、圧力センサ２００が、ディスプレイの内部及びディスプレイの外部の少なくともいずれかに搭載される。
【０１３０】
例えば、タッチパネル４５０は、複数の第１配線４５１と、複数の第２配線４５２と、複数の圧力センサ２００と、制御部４５３と、を含む。
【０１３１】
この例では、複数の第１配線４５１は、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。複数の第１配線４５１のそれぞれは、Ｘ軸方向に沿って延びる。複数の第２配線４５２は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。複数の第２配線４５２のそれぞれは、Ｙ軸方向に沿って延びる。
【０１３２】
複数の圧力センサ２００のそれぞれは、複数の第１配線４５１と複数の第２配線４５２とのそれぞれの交差部に設けられる。圧力センサ２００の１つは、検出のための検出要素２００ｅの１つとなる。ここで、交差部は、第１配線４５１と第２配線４５２とが交差する位置及びその周辺の領域を含む。
【０１３３】
複数の圧力センサ２００のそれぞれの一端２６１は、複数の第１配線４５１のそれぞれと接続される。複数の圧力センサ２００のそれぞれの他端２６２は、複数の第２配線４５２のそれぞれと接続される。
【０１３４】
制御部４５３は、複数の第１配線４５１と複数の第２配線４５２とに接続される。  
例えば、制御部４５３は、複数の第１配線４５１に接続された第１配線用回路４５３ａと、複数の第２配線４５２に接続された第２配線用回路４５３ｂと、第１配線用回路４５３ａと第２配線用回路４５３ｂとに接続された制御回路４５５と、を含む。
【０１３５】
圧力センサ２００は、小型で高感度な圧力センシングが可能である。そのため、高精細なタッチパネルを実現することが可能である。
【０１３６】
上記の各実施形態に係る圧力センサは、上記の応用の他に、気圧センサ、または、タイヤの空気圧センサなどのように、様々な圧力センサデバイスに応用することができる。
【０１３７】
実施形態によれば、高感度の歪検知素子、圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルを提供することができる。
【０１３８】
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、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、歪検知素子、圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルに含まれる基板、歪検知素子、第１磁性層、第２磁性層、中間層および非磁性層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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
その他、本発明の実施の形態として上述した歪検知素子、圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての歪検知素子、圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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】
【０１４３】
１０…第１磁性層、  １０ｍ…磁化、  １１…第１磁化固定層、  １２…第２磁化固定層、  １３…磁気結合層、  ２０…第２磁性層、  ２０ｍ…磁化、  ２０ｓ…境界面、  ３０…中間層、  ４０…非磁性層、  ５１…第１非磁性層、  ５２…第２非磁性層、  １００、１００ａ…歪検知素子、  ２００…圧力センサ、  ２００ｅ…検出要素、  ２０１…支持部、  ２０１ａ…空洞部、  ２０１ｈ…貫通孔、  ２１０…基板、  ２１０ｒ…外縁、  ２２１…第１配線、  ２２２…第２配線、  ２４１…基体、  ２４２…薄膜、  ２６１…一端、  ２６２…他端、  ４１０…マイクロフォン、  ４２０…携帯情報端末、  ４２１…表示部、  ４３０…音響マイク、  ４３１…プリント基板、  ４３３…カバー、  ４３５…アコースティックホール、  ４３９…音、  ４４０…血圧センサ、  ４４１…動脈血管、  ４４３…皮膚、  ４５０…タッチパネル、  ４５１…第１配線、  ４５２…第２配線、  ４５３…制御部、  ４５３ａ…第１配線用回路、  ４５３ｂ…第２配線用回路、  ４５５…制御回路、  ８０１…力、  Ｅ１…第１電極、  Ｅ２…第２電極、  Ｈｃ…保磁力、  Ｒ…電気抵抗、  ＳＴ０…無歪状態、  ＳＴｃ…圧縮状態、  ＳＴｔ…引張状態、  ａ…原子量比、  ｃｓ…圧縮応力、  ｔ…厚さ、  ｔｓ…引張応力、  ｙ…原子量比
【図１】
2018160685.tif 000003
【図２】
2018160685.tif 000004
【図３】
2018160685.tif 000005
【図４】
2018160685.tif 000006
【図５】
2018160685.tif 000007
【図６】
2018160685.tif 000008
【図７】
2018160685.tif 000009
【図８】
2018160685.tif 000010
【図９】
2018160685.tif 000011
【図１０】
2018160685.tif 000012
【図１１】
2018160685.tif 000013
【図１２】
2018160685.tif 000014
【図１３】
2018160685.tif 000015
【図１４】
2018160685.tif 000016
【図１５】
2018160685.tif 000017
【図１６】
2018160685.tif 000018
【図１７】
2018160685.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月15日(2018.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
磁気結合層１３は、第２磁化固定層１２と第１磁化固定層１１との間において、反強磁性結合を生じさせる。磁気結合層１３として、例えば、Ｒｕが用いられる。第１磁化固定層１１と第２磁化固定層１２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１３としてＲｕ以外の材料を用いても良い。磁気結合層１３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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
中間層３０は、例えば、第１磁性層１０と第２磁性層２０との磁気的な結合を分断する。中間層３０には、例えば、金属または絶縁体または半導体が用いられる。この金属としては、例えば、Ｃｕ、ＡｕまたはＡｇ等が用いられる。中間層３０として金属を用いる場合、中間層３０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（Ｍｇ−Ｏ等）、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３等）、チタン酸化物（Ｔｉ−Ｏ等）、亜鉛酸化物（Ｚｎ−Ｏ等）、または、ガリウム酸化物（Ｇａ−Ｏ）などが用いられる。中間層３０として絶縁体または半導体を用いる場合は、中間層３０の厚さは、例えば０．６ｎｍ以上２．５ｎｍ以下程度である。中間層３０として、例えば、ＣＣＰ（Current-Confined-Path）スペーサ層を用いても良い中間層３０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３０として、１．５ｎｍの厚さのＭｇＯ層が用いられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
非磁性層４０には、例えば、酸化物、窒化物および酸窒化物の少なくともいずれかが用いられる。非磁性層４０は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、カドミウム（Ｃｄ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる第１群から選択された少なくともいずれかの酸化物、及び、上記の第１群から選択された少なくともいずれかの窒化物の少なくともいずれかを含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
図５（ａ）は、実施形態に係る歪検知素子において、ＭＲ変化率と鉄の原子量比ａとの関係の例を表す。図５（ｂ）は、実施形態に係る歪検知素子において、保磁力Ｈｃと鉄の原子量比ａとの関係の例を表す。図５（ｃ）は、ゲージファクターＢ（ＧＦＢ）と鉄の原子量比ａとの関係の例を表す。  
なお、本検討においては、ホウ素の原子量比ｙは、０．１≦ｙ＜０．３である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
図９（ａ）および図９（ｂ）の実験結果の例における実施形態に係る歪検知素子１００の第２磁性層２０は、Ｆｅ１−ｙＢｙを含む。  
図９（ｃ）および図９（ｄ）の実験結果の例における比較例に係る歪検知素子の第２磁性層２０は、Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０を含む。