(57)【要約】【課題】測定対象となる磁界が微弱であってもクローズドループ制御によって磁界を検出可能な磁気センサを提供する。【解決手段】磁気ギャップＧ２を介して互いに対向する磁性体層６１，６２と、磁気ギャップＧ２によって形成される磁路上に配置された感磁素子Ｒ２と、磁気ギャップＧ２間に配置され、感磁素子Ｒ２に印加される磁束を打ち消す補償コイル７０と備える。本発明によれば、磁性体層６１，６２を備えていることから、磁束を効率よく感磁素子Ｒ２に印加することができる。しかも、磁気ギャップＧ２間に補償コイル７０が配置されていることから、磁性体層６１，６２と補償コイル７０の両方を感磁素子に近づけることができ、これにより補償コイルから発生する磁界を感磁素子に効率的に印加することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の磁気ギャップを介して互いに対向する第１及び第２の磁性体層と、
前記第１の磁気ギャップによって形成される磁路上に配置された感磁素子と、
少なくとも一部が前記第１の磁気ギャップ間に配置され、前記感磁素子に印加される磁束を打ち消す補償コイルと、備えることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記第１の磁性体層、前記第２の磁性体層、前記感磁素子及び前記補償コイルは、いずれもセンサ基板上に形成されており、
前記感磁素子は、前記第１の磁性体層、前記第２の磁性体層及び前記補償コイルよりも下層に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記第１及び第２の磁性体層と前記補償コイルは、センサ基板上の同層に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記感磁素子は、平面視で、前記第１の磁性体層、前記第２の磁性体層及び前記補償コイルと重なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記補償コイルは、前記第１の磁気ギャップ間に配置された複数の導体パターンを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項６】
それぞれ前記第１及び第２の磁性体層と重なり、第２の磁気ギャップを介して互いに対向する第３及び第４の磁性体層をさらに備え、
前記感磁素子の積層位置は、前記第１及び第２の磁性体層と前記第３及び第４の磁性体層の間にあり、
前記感磁素子は、前記第１及び第２の磁気ギャップによって形成される磁路上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記第１及び第２の磁性体層は、前記第１の磁気ギャップに近づくほど膜厚が薄くなる形状を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項８】
前記第１及び第２の磁性体層は、いずれも、積層位置が前記感磁素子から遠い第１層と、積層位置が前記感磁素子に近い第２層が積層された構造を有し、
前記第１の磁気ギャップの近傍においては、前記第１層に覆われることなく前記第２層が露出していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項９】
前記第１層は、前記第２層よりも厚いことを特徴とする請求項８に記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記第１層と前記第２層は、互いに異なる磁性材料からなることを特徴とする請求項８又は９に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気センサに関し、特に、感磁素子に印加される磁束を打ち消す補償コイルを備えた磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサの中には、感磁素子に印加される磁束を打ち消す補償コイルを設けることによって、クローズドループ制御を行うタイプの磁気センサが存在する。例えば、特許文献１に記載された磁気センサは、感磁素子と、測定対象となる磁界をシールドする磁気シールドと、磁気シールドと感磁素子の間に配置された補償コイルとを備えている。磁気シールドは、感磁素子に印加される磁界を減衰させる役割を果たし、これにより、測定対象となる磁界が強い場合であっても、補償コイルに流す電流を小さく抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５７２２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された磁気センサは、補償コイルと感磁素子との距離が遠いため、補償コイルから発生する磁界を感磁素子に効率的に印加することが困難であるという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明は、補償コイルから発生する磁界を感磁素子に効率的に印加することが可能な磁気センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による磁気センサは、第１の磁気ギャップを介して互いに対向する第１及び第２の磁性体層と、第１の磁気ギャップによって形成される磁路上に配置された感磁素子と、少なくとも一部が第１の磁気ギャップ間に配置され、感磁素子に印加される磁束を打ち消す補償コイルと備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、第１の磁気ギャップを形成する第１及び第２の磁性体層を備えていることから、磁束を効率よく感磁素子に印加することができる。しかも、第１の磁気ギャップ間に補償コイルが配置されていることから、第１及び第２の磁性体層と補償コイルの両方を感磁素子に近づけることができ、これにより補償コイルから発生する磁界を感磁素子に効率的に印加することが可能となる。
【０００８】
本発明において、第１の磁性体層、第２の磁性体層、感磁素子及び補償コイルは、いずれもセンサ基板上に形成されており、感磁素子は、第１の磁性体層、第２の磁性体層及び補償コイルよりも下層に形成されていても構わない。これによれば、感磁素子の下地面をより平坦な状態とすることができるため、下地面の凹凸に起因する感磁素子の特性ばらつきを低減することが可能となる。この場合、第１及び第２の磁性体層と補償コイルは、センサ基板上の同層に形成されていても構わない。これによれば、第１の磁気ギャップ間に補償コイルを容易に配置することが可能となる。
【０００９】
本発明において、感磁素子は、平面視で、第１の磁性体層、第２の磁性体層及び補償コイルと重なっても構わない。これによれば、第１及び第２の磁性体層に流れる磁束と、補償コイルによって生成されるキャンセル磁束の両方を効率よく感磁素子に印加することが可能となる。
【００１０】
本発明において、補償コイルは、第１の磁気ギャップ間に配置された複数の導体パターンを含むものであっても構わない。これによれば、少ない電流でより多くのキャンセル磁束を発生させることが可能となる。
【００１１】
本発明による磁気センサは、それぞれ第１及び第２の磁性体層と重なり、第２の磁気ギャップを介して互いに対向する第３及び第４の磁性体層をさらに備え、感磁素子の積層位置は、第１及び第２の磁性体層と第３及び第４の磁性体層の間にあり、感磁素子は、第１及び第２の磁気ギャップによって形成される磁路上に配置されていても構わない。これによれば、感磁素子が２つの磁気ギャップによって上下方向から挟まれる構成となることから、より多くの磁束が感磁素子に印加される。これにより、微弱な磁界をより高感度に検出することが可能となる。
【００１２】
本発明において、第１及び第２の磁性体層は、第１の磁気ギャップに近づくほど膜厚が薄くなる形状を有していても構わない。これによれば、磁束を感磁素子により集中させることが可能となる。
【００１３】
本発明において、第１及び第２の磁性体層は、いずれも、積層位置が感磁素子から遠い第１層と、積層位置が感磁素子から近い第２層が積層された構造を有し、第１の磁気ギャップの近傍においては、第１層に覆われることなく第２層が露出していても構わない。これによれば、磁性体層の磁気抵抗をより低減しつつ、磁束を感磁素子に集中させることが可能となる。この場合、第１層は第２層よりも厚くても構わないし、第１層と第２層は、互いに異なる磁性材料からなるものであっても構わない。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明によれば、補償コイルから発生する磁界を感磁素子に効率的に印加することができる。これにより、補償コイルに流す電流を少なくすることが可能となり、その結果、磁気センサの電気回路ノイズを低減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による磁気センサ１０の外観を示す略斜視図である。
【図２】図２は、磁気センサ１０に含まれるセンサチップ２０の略上面図である。
【図３】図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った略断面図である。
【図４】図４は、端子電極５１〜５６と感磁素子Ｒ１〜Ｒ４及び補償コイル７０との接続関係を説明するための回路図である。
【図５】図５は、磁気センサ１０の第１の変形例を説明するための略断面図である。
【図６】図６は、磁気センサ１０の第２の変形例を説明するための略断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図である。
【図８】図８は、第２の実施形態による磁気センサの製造工程を説明するための工程図である。
【図９】図９は、第２の実施形態による磁気センサの製造工程を説明するための工程図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態による磁気センサの製造工程を説明するための工程図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態による磁気センサの製造工程を説明するための工程図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態による磁気センサの製造工程を説明するための工程図である。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図である。
【図１５】図１５は、本発明の第５の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図である。
【図１６】図１６は、本発明の第６の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態による磁気センサ１０の外観を示す略斜視図である。また、図２は、磁気センサ１０に含まれるセンサチップ２０の略上面図であり、図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った略断面図である。
【００１８】
図１〜図３に示すように、本実施形態による磁気センサ１０は、センサチップ２０と、センサチップ２０に付加された外部磁性体３０，４０とを備えている。センサチップ２０は、センサ基板２１と、センサ基板２１上に設けられた感磁素子Ｒ１〜Ｒ４、端子電極５１〜５６、磁性体層６１〜６３、補償コイル７０を備えている。センサチップ２０の作製方法としては、集合基板に多数のセンサチップ２０を同時に形成し、これらを分離することによって多数個取りする方法が一般的であるが、本発明がこれに限定されるものではなく、個々のセンサチップ２０を別個に作製しても構わない。
【００１９】
外部磁性体３０，４０は、フェライトなど透磁率の高い軟磁性材料からなるブロックである。外部磁性体３０，４０は、接着剤などを用いてセンサチップ２０に接着されていても構わないし、センサチップ２０とともに図示しない他の基板に搭載され、センサチップ２０との相対的な位置関係が固定されているものであっても構わない。本発明において外部磁性体３０，４０を用いることは必須でないが、これらを用いることにより、特にｚ方向の磁界を高感度に検出することが可能となる。
【００２０】
外部磁性体３０は平面視で、つまりｚ方向から見て、感磁素子Ｒ１，Ｒ３と感磁素子Ｒ２，Ｒ４との間に配置されており、ｚ方向を長手方向とする直方体形状を有している。外部磁性体３０はｚ方向の磁束を集め、これを磁性体層６１に沿ってｘ方向における両側にスプリットさせる役割を果たす。外部磁性体３０のｚ方向における高さについては特に限定されないが、ｚ方向における高さをより高くすることによって、ｚ方向の磁束の選択性を高めることができる。
【００２１】
外部磁性体４０は、センサチップ２０の側面（ｙｚ面）及び裏面（ｘｙ面）を覆っている。外部磁性体４０は、ｚ方向における位置がセンサチップ２０の表面を超えるよう、センサチップ２０の側面を覆う第１及び第２の部分４１，４２がｚ方向に延長され、さらにこの延長された部分からセンサチップ２０側に折り曲げられたオーバーハング部分ＯＨ１，ＯＨ２を有している。
【００２２】
感磁素子Ｒ１〜Ｒ４は、磁束密度によって物理特性の変化する素子であれば特に限定されないが、磁界の向きに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子であることが好ましい。本実施形態においては、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４の感度方向（固定磁化方向）は、図２の矢印Ｐが示す方向（ｘ方向におけるプラス側）に全て揃えられている。感磁素子Ｒ１〜Ｒ４は、センサ基板２１の表面を覆う絶縁層２２上に形成されている。絶縁層２２は、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４が形成される下地面を平滑化する役割を果たす。これにより、本実施形態においては感磁素子Ｒ１〜Ｒ４を非常に平滑な表面に形成することができ、下地面の凹凸に起因する感磁素子Ｒ１〜Ｒ４の特性ばらつきを低減することが可能となる。
【００２３】
感磁素子Ｒ１〜Ｒ４は絶縁層２３で覆われる。絶縁層２３の表面には、磁性体層６１〜６３及び補償コイル７０が形成され、これらはさらに絶縁層２４で覆われる。磁性体層６１は、平面視でセンサチップ２０の略中央に位置し、そのｘ方向における両側に磁性体層６２，６３が配置される。磁性体層６１の中央部は外部磁性体３０によって覆われ、磁性体層６２，６３の端部は外部磁性体４０のオーバーハング部分ＯＨ２，ＯＨ１によってそれぞれ覆われる。特に限定されるものではないが、磁性体層６１〜６３としては、樹脂材料に磁性フィラーが分散された複合磁性材料からなる膜であっても構わないし、ニッケル又はパーマロイなどの軟磁性材料からなる薄膜もしくは箔であっても構わないし、フェライトなどからなる薄膜又はバルクシートであっても構わない。
【００２４】
磁性体層６１と磁性体層６２は磁気ギャップＧ２，Ｇ４を介して対向し、磁性体層６１と磁性体層６３は磁気ギャップＧ１，Ｇ３を介して対向している。そして、これら磁気ギャップＧ１〜Ｇ４間を通過するよう、スパイラル状の補償コイル７０が配置される。特に、本実施形態においては、磁性体層６１〜６３と補償コイル７０が同層に形成されている。さらに、平面視で磁気ギャップＧ１〜Ｇ４と重なる位置には、それぞれ感磁素子Ｒ１〜Ｒ４が配置される。これにより、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４にはそれぞれ磁気ギャップＧ１〜Ｇ４を介して流れる磁束が印加されるとともに、補償コイル７０によって生じる磁束も印加される。
【００２５】
図４は、端子電極５１〜５６と感磁素子Ｒ１〜Ｒ４及び補償コイル７０との接続関係を説明するための回路図である。
【００２６】
図４に示すように、感磁素子Ｒ１は端子電極５３，５４間に接続され、感磁素子Ｒ２は端子電極５１，５３間に接続され、感磁素子Ｒ３は端子電極５１，５２間に接続され、感磁素子Ｒ４は端子電極５２，５４間に接続されている。端子電極５４には電源電位Ｖｃｃが与えられ、端子電極５１には接地電位ＧＮＤが与えられる。そして、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４は全て同一の磁化固定方向を有していることから、外部磁性体３０からみて一方側に位置する感磁素子Ｒ１，Ｒ３の抵抗変化量と、外部磁性体３０からみて他方側に位置する感磁素子Ｒ２，Ｒ４の抵抗変化量との間には差が生じる。これにより、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４は差動ブリッジ回路を構成し、磁束密度に応じた感磁素子Ｒ１〜Ｒ４の電気抵抗の変化が端子電極５２，５３に現れることになる。
【００２７】
端子電極５２，５３から出力される差動信号は、本実施形態による磁気センサ１０が搭載される実装基板に設けられた差動アンプ８１に入力される。差動アンプ８１の出力信号は、端子電極５６にフィードバックされる。図４に示すように、端子電極５５と端子電極５６との間には補償コイル７０が接続されており、これにより、補償コイル７０は差動アンプ８１の出力信号に応じたキャンセル磁界を発生させる。かかる構成により、外部磁束の磁束密度に応じた感磁素子Ｒ１〜Ｒ４の電気抵抗の変化が端子電極５２，５３に現れると、これに応じた電流が補償コイル７０に流れ、逆方向の磁束を発生させる。これにより、外部磁束が打ち消される。そして、差動アンプ８１から出力される電流を検出回路８２によって電流電圧変換すれば、外部磁束の強さを検出することが可能となる。
【００２８】
そして、図３に示すように、本実施形態においては、磁性体層６１〜６３によって形成される磁気ギャップＧ１〜Ｇ４間に補償コイル７０が配置されていることから、磁性体層６１〜６３を流れる磁束と、補償コイル７０によって発生する磁束の両方を効率よく感磁素子Ｒ１〜Ｒ４に印加することが可能となる。しかも、本実施形態においては、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４が磁性体層６１〜６３及び補償コイル７０の下方に位置しており、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４とセンサ基板２１との間には絶縁層２２が介在しているのみであることから、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４が形成される下地面を非常に平坦な状態とすることが可能となる。
【００２９】
さらに、本実施形態においては、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４のｘ方向における幅Ｗ１が磁気ギャップＧ１〜Ｇ４のｘ方向における幅Ｗ２よりも広い。これにより、平面視で、磁気ギャップＧ１〜Ｇ４のｘ方向における全幅が感磁素子Ｒ１〜Ｒ４と重なるとともに、磁性体層６１〜６３のｘ方向における端部が感磁素子Ｒ１〜Ｒ４と重なる。これにより、磁気ギャップＧ１〜Ｇ４によって形成される磁路を通過する磁束の大部分が感磁素子Ｒ１〜Ｒ４に印加されることから、高い検出感度を得ることができる。また、よりいっそう高い検出感度を得るためには、磁性体層６１〜６３と感磁素子Ｒ１〜Ｒ４の重なり幅Ｗ３を感磁素子Ｒ１〜Ｒ４のｘ方向における幅Ｗ１の０．１倍以上、０．３倍以下とすることが好ましく、０．２倍程度とすることが最も好ましい。一例として、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４のｘ方向における幅Ｗ１が５μｍである場合、重なり幅Ｗ３は１μｍ程度であることが最も好ましい。
【００３０】
尚、図３に示す例では、磁性体層６１〜６３の膜厚と補償コイル７０の膜厚がほぼ同じであるが、本発明においてこの点は必須でない。したがって、図５に示すように、磁性体層６１〜６３の膜厚Ｔ１が補償コイル７０の膜厚Ｔ２よりも厚くても構わないし（Ｔ１＞Ｔ２）、図６に示すように、磁性体層６１〜６３の膜厚Ｔ１が補償コイル７０の膜厚Ｔ２よりも薄くても構わない（Ｔ１＜Ｔ２）。つまり、磁性体層６１〜６３によって形成される磁気ギャップＧ１〜Ｇ４間に補償コイル７０が配置されていれば足りる。
【００３１】
以下、本発明の他の実施形態について説明する。
【００３２】
＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図であり、図２に示すＡ−Ａ線に沿った断面に対応している。
【００３３】
図７に示すように、本実施形態においては、磁性体層６１〜６３によって形成される磁気ギャップＧ１〜Ｇ４間に、補償コイル７０を構成する複数の導体パターン７１〜７３が配置されている。つまり、本実施形態においては、補償コイル７０のターン数が１ターンではなく、３ターン構成であり、より少ない電流でより多くのキャンセル磁束を発生可能に構成されている。本実施形態においても、磁性体層６１〜６３と補償コイル７０が同層に形成されている。
【００３４】
さらに、本実施形態においては、磁性体層６１〜６３のｘ方向におけるエッジが磁気ギャップＧ１〜Ｇ４に近づくほど膜厚が薄くなるよう、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４に向かって斜め方向にカットされた形状を有している。つまり、磁性体層６１〜６３のｘ方向における先端が絶縁層２３の表面で尖っており、その先端が感磁素子Ｒ１〜Ｒ４に向いている。これにより、磁気ギャップＧ１〜Ｇ４を介して流れる磁束が感磁素子Ｒ１〜Ｒ４により印加されやすくなることから、より高い検出感度を得ることが可能となる。また、磁性体層６１〜６３の上記形状に合わせ、補償コイル７０を構成する導体パターン７１，７３のエッジも斜め方向にカットされた形状となっている。
【００３５】
その他の構成は、第１の実施形態による磁気センサと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３６】
本実施形態が例示するように、本発明において磁気ギャップ間に配置する補償コイルの導体パターン数については限定されず、複数本の導体パターンが磁気ギャップ間に配置されていても構わない。
【００３７】
本実施形態による磁気センサは、次の工程によって作製することができる。
【００３８】
まず、図８に示すように、センサ基板２１の表面に絶縁層２２、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４及び絶縁層２３をこの順に形成した後、全面に磁性体層６０を形成し、さらに、磁性体層６０の表面にレジスト膜９１を形成する。レジスト膜９１は、フォトリソグラフィー法を用い、最終的に磁性体層６１〜６３となる部分を覆う位置に形成する。感磁素子Ｒ１〜Ｒ４の上部にはレジスト膜９１が形成されず、磁性体層６０が露出した状態とされる。
【００３９】
次に、図９に示すように、レジスト膜９１をマスクとして磁性体層６０をミリング又はエッチングする。これにより、レジスト膜９１で覆われていない部分の磁性体層６０が除去され、１つの磁性体層６０が３つの磁性体層６１〜６３に分離される。この時、ミリング条件又はエッチング条件の設定により、エッジ部を斜めにカットすることが可能である。
【００４０】
次に、レジスト膜９１を全て除去した後、図１０に示すように、全面に薄い絶縁層２７を形成し、さらに、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４を通過するよう、平面視でスパイラル状のレジスト膜９２を形成する。この状態で電解めっきを行うことにより、図１１に示すように、補償コイル７０を構成する複数の導体パターン７１〜７３を形成する。隣接する導体パターン７１〜７３間はレジスト膜９２によって分離され、これにより、スパイラル状の導体パターン７１〜７３が形成される。
【００４１】
次に、図１２に示すように、レジスト膜９２を全て除去した後、全面に絶縁層２８を形成する。この状態で、磁性体層６１〜６３が露出するまで研磨を行うことにより、磁性体層６１〜６３の表面に形成されている不要な導体パターンを除去する。そして、全面に絶縁層２７を形成すれば、図７に示した第２の実施形態による磁気センサが完成する。
【００４２】
このような工程により、磁性体層６１〜６３のエッジを感磁素子Ｒ１〜Ｒ４に向かって斜めにカットした形状とすることが可能となる。
【００４３】
＜第３の実施形態＞
図１３は、本発明の第３の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図であり、図２に示すＡ−Ａ線に沿った断面に対応している。
【００４４】
図１３に示すように、本実施形態においては、磁性体層６１〜６３の下部に磁性体層６１ａ〜６３ａ（磁性体層６３ａは図示せず）が配置されており、これら磁性体層６１ａ〜６３ａによって、磁気ギャップＧ１〜Ｇ４と重なる別の磁気ギャップＧ１ａ〜Ｇ４ａ（磁気ギャップＧ１ａ，Ｇ３ａ，Ｇ４ａは図示せず）が形成されている。センサ基板２１と磁性体層６１ａ〜６３ａの間には、絶縁層２５，２６が介在している。感磁素子Ｒ１〜Ｒ４は、上方に磁気ギャップＧ１〜Ｇ４が位置し、下方に磁気ギャップＧ１ａ〜Ｇ４ａが位置するよう、磁性体層６１〜６３と磁性体層６１ａ〜６３ａによって積層方向に挟まれた構成を有している。磁性体層６１ａ〜６３ａについても、ｘ方向におけるエッジが磁気ギャップＧ１〜Ｇ４に近づくほど膜厚が薄くなる形状を有している。
【００４５】
その他の構成は、第２の実施形態による磁気センサと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４６】
本実施形態によれば、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４が磁気ギャップＧ１〜Ｇ４によって形成される磁路上のみならず、磁気ギャップＧ１ａ〜Ｇ４ａによって形成される磁路上にも位置していることから、磁性体層６１〜６３を流れる磁束のみならず、磁性体層６１ａ〜６３ａを流れる磁束も感磁素子Ｒ１〜Ｒ４に印加される。これにより、外部磁性体３０によって集磁された磁束のより多くが感磁素子Ｒ１〜Ｒ４に印加されることから、より高い検出感度を得ることが可能となる。
【００４７】
図示しないが、磁性体層６１ａ〜６３ａを斜めにカットした形状とする方法としては、絶縁層２６を斜めにエッチングした後、全面に磁性体層を形成し、さらに、絶縁層２６が露出するまで研磨する方法が挙げられる。
【００４８】
＜第４の実施形態＞
図１４は、本発明の第４の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図であり、図２に示すＡ−Ａ線に沿った断面に対応している。
【００４９】
図１４に示すように、本実施形態においては、補償コイル７０を構成する複数の導体パターン７１〜７３が磁気ギャップＧ１ａ〜Ｇ４ａ間に配置されている点において、第３の実施形態による磁気センサと相違している。その他の構成は、第３の実施形態による磁気センサと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５０】
本実施形態が例示するように、本発明において感磁素子と補償コイルの上下位置については限定されず、磁気ギャップ間に補償コイルが配置されていれば足りる。
【００５１】
＜第５の実施形態＞
図１５は、本発明の第５の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図であり、図２に示すＡ−Ａ線に沿った断面に対応している。
【００５２】
図１５に示すように、本実施形態においては、磁性体層６１〜６３がそれぞれ磁性体層６１１〜６３１（磁性体層６３１は図示せず）と磁性体層６１２〜６３２（磁性体層６３２は図示せず）の積層膜からなり、磁性体層６１ａ〜６３ａがそれぞれ磁性体層６１ａ１〜６３ａ１（磁性体層６３ａ１は図示せず）と磁性体層６１ａ２〜６３ａ２（磁性体層６３ａ２は図示せず）の積層膜からなる点において、第３の実施形態と相違している。その他の構成は、第３の実施形態による磁気センサと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５３】
磁性体層６１１〜６３１，６１ａ１〜６３ａ１は積層位置が感磁素子Ｒ１〜Ｒ４から遠い第１層を構成し、磁性体層６１２〜６３２，６１ａ２〜６３ａ２は積層位置が感磁素子Ｒ１〜Ｒ４から近い第２層を構成する。そして、磁気ギャップＧ１〜Ｇ４，Ｇ１ａ〜Ｇ４ａの近傍においては、磁性体層６１２〜６３２，６１ａ２〜６３ａ２が磁性体層６１１〜６３１，６１ａ１〜６３ａ１に覆われることなく露出している。これによれば、第３の実施形態と同様、磁気ギャップＧ１〜Ｇ４，Ｇ１ａ〜Ｇ４ａを介して流れる磁束がより感磁素子Ｒ１〜Ｒ４に印加されやすくなることから、より高い検出感度を得ることが可能となる。
【００５４】
特に、第１層を構成する磁性体層６１１〜６３１，６１ａ１〜６３ａ１の膜厚を厚くし、第２層を構成する磁性体層６１２〜６３２，６１ａ２〜６３ａ２の膜厚を薄く設定すれば、全体の磁気抵抗を低く抑えつつ、感磁素子Ｒ１〜Ｒ４に磁束をより集中させることが可能となる。この場合、第１層を構成する磁性体層６１１〜６３１，６１ａ１〜６３ａ１の材料と、第２層を構成する磁性体層６１２〜６３２，６１ａ２〜６３ａ２の材料については、互いに異なる磁性材料を用いても構わない。一例として、第１層を構成する磁性体層６１１〜６３１，６１ａ１〜６３ａ１の材料として磁歪の少ないＮｉＦｅ系材料を用い、第２層を構成する磁性体層６１２〜６３２，６１ａ２〜６３ａ２の材料として残留磁束密度の大きいＣｏＦｅ系材料を用いることができる。
【００５５】
＜第６の実施形態＞
図１６は、本発明の第６の実施形態による磁気センサの構造を説明するための図であり、図２に示すＡ−Ａ線に沿った断面に対応している。
【００５６】
図１６に示すように、本実施形態においては、補償コイル７０が磁気ギャップＧ１ａ〜Ｇ４ａ間に配置されている点において、第５の実施形態による磁気センサと相違している。その他の構成は、第５の実施形態による磁気センサと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５７】
本実施形態が例示するように、磁性体層を積層構造とする場合においても、感磁素子と補償コイルの上下位置については特に限定されない。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５９】
１０    磁気センサ
２０    センサチップ
２１    センサ基板
２２〜２８    絶縁層
３０，４０    外部磁性体
４１    外部磁性体の第１の部分
４２    外部磁性体の第２の部分
５１〜５６    端子電極
６０〜６３，６１ａ〜６３ａ    磁性体層
７０    補償コイル
７１〜７３    導体パターン
８１    差動アンプ
８２    検出回路
９１，９２    レジスト膜
Ｇ１〜Ｇ４，Ｇ１ａ〜Ｇ４ａ    磁気ギャップ
ＯＨ１，ＯＨ２    オーバーハング部分
Ｒ１〜Ｒ４    感磁素子
【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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