(57)【要約】【課題】感度を向上できるセンサ、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。【解決手段】実施形態によれば、センサは、変形可能な膜部と、膜部に設けられた第１検知素子と、を含む。第１検知素子は、第１磁性層と、第２磁性層と、第１磁性層と第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、を含む。第１磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む第１膜と、Ｆｅ及びＣｏを含む第２膜と、第３膜と、第４膜と、を含む。第３膜は、第１膜と第２膜との間に設けられ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＯｓよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第４膜は、第３膜と第２膜との間に設けられ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。【選択図】図１
2019152480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形可能な膜部と、
前記膜部に設けられた第１検知素子と、
を備え、
前記第１検知素子は、
第１磁性層と、
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非磁性の第１中間層と、
を含み、
前記第１磁性層は、
Ｆｅ及びＣｏを含む第１膜と、
Ｆｅ及びＣｏを含む第２膜と、
前記第１膜と前記第２膜との間に設けられ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＯｓよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第３膜と、
前記第３膜と前記第２膜との間に設けられ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第４膜と、
を含む、センサ。
【請求項２】
前記第１検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する、請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
前記第１磁性層のＸ線回折において、角度２θが４３度以上４５度以下の範囲における第１ピーク強度は、前記角度２θが４０度以上４２度以下の範囲における第２ピーク強度の１．５倍未満である、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記第１ピーク強度は、前記第２ピーク強度の１．３倍以下である、請求項３記載のセンサ。
【請求項５】
前記第１磁性層のＸ線回折において、角度２θが４３度以上４７度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との第１差は、前記角度２θが４０度以上４２度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との第２差の１．５倍未満である、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項６】
前記第１差は、前記第２差の１．３倍以下である、請求項４記載のセンサ。
【請求項７】
前記第３膜の厚さは、０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下である、請求項１〜６のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項８】
前記第４膜の厚さは、０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下である、請求項１〜７のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項９】
前記第４膜は、前記第２膜と接した、請求項１〜８のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１０】
前記第３膜は、前記第１膜と接した、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３膜は、前記第４膜と接した、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１２】
前記第１膜におけるＣｏの組成比は、２０ａｔｍ％以上８０ａｔｍ％以下である、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１３】
前記第２膜は、Ｂをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１４】
前記第１磁性層の磁歪定数は、１×１０−５以上である、請求項１〜１３のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１５】
前記第１磁性層の保磁力は、８０Ｏｅ以下である、請求項１〜１４のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１６】
前記第２磁性層の磁化は、前記第２膜から前記第１膜への第１方向と交差した、請求項１〜１５のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１７】
Ｍｎを含む第３磁性層と、
Ｍｎを含む第４磁性層と、
をさらに備え、
前記第２磁性層は、前記第３磁性層と前記第１中間層との間に設けられ、
前記第１磁性層は、前記第４磁性層と前記第１中間層との間に設けられた、請求項１〜１６のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１８】
前記第３磁性層の厚さと、前記第４磁性層の厚さと、の差は、３ｎｍ以上である、請求項１７記載のセンサ。
【請求項１９】
前記第１磁性層と前記第４磁性層との間に設けれ非磁性の第２中間層をさらに備え、
前記第２中間層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＯｓよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１７または１８に記載のセンサ。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１つに記載のセンサを備えたマイクロフォン。
【請求項２１】
請求項１〜１９のいずれか１つに記載のセンサを備えた血圧センサ。
【請求項２２】
請求項１〜１９のいずれか１つに記載のセンサを備えたタッチパネル。
【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、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性層を用いたセンサが提案されている。センサは、例えば、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルなどに応用される。センサにおいて、高い感度が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５２３６０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、感度を向上できるセンサ、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。
【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、変形可能な膜部と、前記膜部に設けられた第１検知素子と、を含む。前記第１検知素子は、第１磁性層と、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非磁性の第１中間層と、を含む。前記第１磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含む第１膜と、Ｆｅ及びＣｏを含む第２膜と、第３膜と、第４膜と、を含む。前記第３膜は、前記第１膜と前記第２膜との間に設けられ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＯｓよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。前記第４膜は、前記第３膜と前記第２膜との間に設けられ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１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２】図２は、実験試料を例示する模式的断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、センサの特性を例示するグラフ図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、試料の特性を例示するグラフ図である。
【図５】図５は、試料の断面ＴＥＭ像である。
【図６】図６は、第２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】図７は、実験試料を例示する模式的断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｈ）は、試料の測定結果を例示するグラフ図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｈ）は、試料の測定結果を例示するグラフ図である。
【図１０】図１０は、第２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１１】図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
【図１２】図１２は、実施形態に係る電子機器を例示する模式図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、実施形態に係る電子機器を例示する模式的断面図である。
【図１４】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、実施形態に係る別の電子機器を例示する模式図である。
【図１５】図１５は、実施形態に係る別の電子機器を例示する模式図である。
【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。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実施形態）
図１は、第１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１に示すように、本実施形態に係るセンサ１１０は、膜部７０ｄ及び第１検知素子５１を含む。
【０００９】
膜部７０ｄは、変形可能である。例えば、膜部７０ｄは、支持部７０ｓに支持される。膜部７０ｄに加わる力（例えば音など）に応じて、膜部７０ｄは変形する。膜部７０ｄは、片持ち梁でも良く、両持ち梁でも良い。
【００１０】
第１検知素子５１は、膜部７０ｄに設けられる。第１検知素子５１は、膜部７０ｄの一部に設けられている。この一部は、例えば、膜部７０ｄのうちの支持部７０ｓに近い部分である。
【００１１】
第１検知素子５１は、第１磁性層１０、第２磁性層２０及び第１中間層３０を含む。第１磁性層１０及び第２磁性層２０は、例えば、強磁性層である。
【００１２】
本願明細書において、「磁性層」は、互いに積層された磁性膜及び非磁性膜を含んでも良い。積層された磁性膜及び非磁性膜を含む部分は、磁化を有している。積層された磁性膜及び非磁性膜を含む部分は、「磁性層」に含まれる。
【００１３】
第１中間層３０は、第１磁性層１０と第２磁性層２０との間に設けられる。第１中間層３０は、例えば、非磁性である。第１中間層は、例えば、Ｍｇ−Ｏなどを含む。第１中間層の他の例については、後述する。
【００１４】
第１磁性層１０は、第１〜第４膜１０ａ〜１０ｄを含む。第１膜１０ａは、Ｆｅ及びＣｏを含む。第１膜１０ａは、例えば、ＦｅＣｏ膜である。
【００１５】
第２膜１０ｂは、Ｆｅ及びＣｏを含む。第２膜１０ｂは、Ｂをさらに含んでも良い。第２膜１０ｂは、例えば、ＣｏＦｅＢ膜である。
【００１６】
第３膜１０ｃは、第１膜１０ａと第２膜１０ｂとの間に設けられる。第３膜１０ｃは、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＯｓよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第３膜１０ｃは、例えば、Ｃｕ膜である。
【００１７】
第４膜１０ｄは、第３膜１０ｃと第２膜１０ｂとの間に設けられる。第４膜１０ｄは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第４膜１０ｄは、例えばＴａ膜である。
【００１８】
第２膜１０ｂから第１膜１０ａへの方向を第１方向とする。第１方向をＺ軸方向とする。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軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１９】
上記の第１〜第４膜１０ａ〜１０ｄは、例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿って広がる。上記の膜部７０ｄは、例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿って広がる。この例では、第２磁性層２０は、第１磁性層１０と膜部７０ｄとの間に設けられている。第１磁性層１０が、第２磁性層２０と膜部７０ｄとの間に設けられても良い。
【００２０】
図１に示すように、この例では、第１電極５８ａ及び第２電極５８ｂが設けられている。これらの電極の間に、第１磁性層１０、第２磁性層２０及び第１中間層３０が設けられる。これらの電極に、処理部６８が電気的に接続される。
【００２１】
第１検知素子５１の電気抵抗は、膜部７０ｄの変形に応じて変化する。第１検知素子５１の電気抵抗の変化は、例えば、第１電極５８ａと第２電極５８ｂとの間の電気抵抗の変化に対応する。第１検知素子５１の電気抵抗の変化は、例えば、第１磁性層１０と第２磁性層２０との間の電気抵抗の変化に対応する。
【００２２】
この電気抵抗の変化は、例えば、第１磁性層１０の磁化と、第２磁性層２０の磁化と、の間の角度の変化に応じる。例えば、膜部７０ｄの変形に応じて、第１磁性層１０の磁化の向きが変化する。これは、例えば、磁歪に基づく。例えば、第１磁性層１０は、磁化自由層として機能する。
【００２３】
一方、例えば、第２磁性層２０の磁化の向きは、第１磁性層１０の磁化の向きよりも変化し難い。例えば、膜部７０ｄが変形したときに、第２磁性層２０の磁化の向きが実質的に変化しない。第２磁性層２０は、例えば、磁化固定層として機能する。
【００２４】
膜部７０ｄが変形したときに、第１磁性層１０の磁化と、第２磁性層２０の磁化と、の間の角度が変化する。この角度の変化に応じて、第１磁性層１０と第２磁性層２０との間の電気抵抗が変化する。この電気抵抗の変化は、例えば、ＭＲ効果に基づく。
【００２５】
このように、実施形態に係るセンサ１１０においては、膜部７０ｄの変形を、第１検知素子５１の電気抵抗の変化により検出できる。処理部６８は、電気抵抗の変化に応じた値（電気抵抗の変化、電流の変化、及び、電圧の変化の少なくともいずれか）を検出する。
【００２６】
センサ１１０は、例えば、圧力センサである。センサ１１０は、例えば、磁性装置である。上記において、第２磁性層２０も磁化自由層でも良い。
【００２７】
センサ１１０において、膜部７０ｄの変形の検出感度は、磁歪定数λ、保磁力Ｈｃ及びＭＲ比などに依存する。例えば、磁歪定数λが高いと、膜部７０ｄの変形に対する磁性層の磁化の向きが変化し易い。保磁力Ｈｃが小さいと、磁化の向きが変化し易い。ＭＲ比が高いと、２つの磁化の間の角度の変化に対する電気抵抗の変化が大きくなる。
【００２８】
実施形態においては、第１磁性層１０が、上記の第１〜第４膜１０ａ〜１０ｄを含む。これにより、以下に説明するように、例えば、高い磁歪定数が得られる。例えば、小さい保磁力Ｈｃが得られる。例えば、高いＭＲ比が得られる。例えば、感度を向上できるセンサが提供できる。
【００２９】
以下、本発明者が行った実験について説明する。  
図２は、実験試料を例示する模式的断面図である。  
図２に示すように、実験の第１試料Ｓ０１においては、第１電極５８ａと第２電極５８ｂとの間に、膜４１、膜４２、第３磁性層４３、第２磁性層２０、第１中間層３０、第１磁性層１０、膜４７が、この順で設けられている。この例では、第２磁性層２０は、第５膜２０ｅ、第６膜２０ｆ及び第７膜２０ｇを含む。第６膜２０ｆと第１中間層３０との間に、第５膜２０ｅが設けられる。第５膜２０ｅと第６膜２０ｆとの間に、第７膜２０ｇが設けられる。
【００３０】
試料Ｓ０１の構成は、以下である。以下の記載において、括弧の中の数字は、厚さである。  
膜４１            ：Ｔａ（１ｎｍ）
膜４２            ：Ｒｕ（２ｎｍ）
第３磁性層４３    ：Ｉｒ２２Ｍｎ７８（７ｎｍ）
第６膜２０ｆ      ：Ｃｏ５０Ｆｅ５０（２．５ｎｍ）
第７膜２０ｇ      ：Ｒｕ（０．９ｎｍ）
第５膜２０ｅ      ：Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０（３ｎｍ）
第１中間層３０    ：Ｍｇ−Ｏ（１．８ｎｍ）
第２膜１０ｂ      ：Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０（１．５ｎｍ）
第４膜１０ｄ      ：Ｔａ(０．４ｎｍ)
第３膜１０ｃ      ：Ｃｕ(０．４ｎｍ)
第１膜１０ａ      ：Ｃｏ５０Ｆｅ５０（６．０ｎｍ）
膜４７            ：Ｍｇ−Ｏ（１．５ｎｍ）／Ｃｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）／Ｒｕ（２００ｎｍ）
膜４７において、Ｒｕ膜と第１膜１０ａとの間に、Ｔａ膜が設けられる。Ｔａ膜と第１膜１０ａとの間に、Ｃｕ膜が設けられる。Ｃｕ膜と第１膜１０ａとの間に、Ｍｇ−Ｏ膜が設けられる。
【００３１】
第２電極５８ｂは、第１Ｔａ膜（３ｎｍ）／Ｃｕ膜（３３ｎｍ）／第２Ｔａ膜（２０ｎｍ）の積層構造を有する。このＣｕ膜と膜４１との間に第２Ｔａ膜が設けられる。
【００３２】
第５膜２０ｅの磁化と、第６膜２０ｆの磁化と、は、互いに磁気的に結合されている。第５膜２０ｅの磁化と、第６膜２０ｆの磁化と、は、例えば、反平行である。
【００３３】
第１試料Ｓ０１は、例えば、実施形態に係るセンサ１１１に対応する。
【００３４】
第２試料Ｓ０２においては、第４膜１０ｄ（Ｔａ膜）が設けられていない。第３試料Ｓ０３においては、第３膜１０ｃ（Ｃｕ膜）が設けられていない。第２試料Ｓ０２及び第３試料Ｓ０３において、上記以外の構成は、第１試料Ｓ０１と同じである。
【００３５】
第１試料Ｓ０１〜第３試料Ｓ０３のそれぞれについて、３２０℃で１時間の磁場中熱処理が行われる。熱処理中に印加される磁場の大きさは、６５００エルステッドである。
【００３６】
熱処理後の第１〜第３試料Ｓ０１〜Ｓ０３の磁化特性が、試料振動型磁力計（Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ：ＶＳＭ）で測定される。ＶＳＭの測定では、外部磁場Ｈを加えて試料の磁気モーメントＭが求められる。＋２５０Ｏｅ〜−２５０Ｏｅの間の１往復（低磁場）で、外部磁場Ｈが変化される。第１〜第３試料Ｓ０１〜Ｓ０３の平面形状は正方形である。正方形の１つの辺の長さは、１０ｍｍである。
【００３７】
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、センサの特性を例示するグラフ図である。  
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、第１〜第３試料Ｓ０１〜Ｓ０３にそれぞれ対応する。これらの図の横軸は、外部磁場Ｈ（Ｏｅ）である。縦軸は、磁気モーメントＭである。
【００３８】
第１膜１０ａに含まれるＣｏ５０Ｆｅ５０の飽和磁化は、約２．１Ｔ（テスラ）である。第１膜１０ａの磁気膜厚（飽和磁化と厚さとの積）は２．１Ｔ×６ｎｍであり、１２．６Ｔｎｍである。一方、第２膜１０ｂに含まれるＣｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０の飽和磁化は、約１．９Ｔである。第２膜１０ｂの磁気膜厚（飽和磁化と厚さとの積）は１．９Ｔ×１．５ｎｍであり、２．８５Ｔｎｍである。第１膜１０ａの磁気膜厚は、第２膜１０ｂの磁気膜厚の４．４倍以上である。従って、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示される磁気モーメントＭの変化は、第１膜１０ａの磁気モーメントの変化に、主に対応すると考えられる。
【００３９】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、第１試料Ｓ０１及び第２試料Ｓ０２に比べて、第３試料Ｓ０３における保磁力Ｈｃは大きい。第１試料Ｓ０１における保磁力Ｈｃは、１８Ｏｅである。第２試料Ｓ０２における保磁力Ｈｃは、１２Ｏｅである。第３試料Ｓ０３における保磁力Ｈｃは、１７８Ｏｅである。
【００４０】
例えば、第３膜１０ｃ（Ｃｕ膜）を設けることで、保磁力Ｈｃを小さく維持できると考えられる。第３膜１０ｃ（Ｃｕ膜）を設けることで、例えば、第１膜１０ａ（Ｃｏ５０Ｆｅ５０膜）の保磁力Ｈｃを小さくすることができると考えられる。
【００４１】
以下、上記の第１〜第３試料Ｓ０１〜Ｓ０３に関しての、ＭＲ比及び磁歪定数の測定結果について説明する。ＭＲ比は、ＣＩＰＴ（Current In-Plane-Tunneling）法により測定される。磁歪定数は、歪印加時の異方性磁界の変化の観測により測定される。
【００４２】
第１試料Ｓ０１におけるＭＲ比は、１４９％である。第１試料Ｓ０１におけ磁歪定数は、４２．２ｐｐｍである。  
第２試料Ｓ０２におけるＭＲ比は、１７％である。第２試料Ｓ０２におけ磁歪定数は、４２．６ｐｐｍである。  
第３試料Ｓ０３におけるＭＲ比は、１５０％である。第３試料Ｓ０３におけ磁歪定数は、４０．７ｐｐｍである。
【００４３】
上記の結果から、第４膜１０ｄ（Ｔａ膜）を設けることで、高いＭＲ比が得られると考えられる。例えば、第１試料Ｓ０１及び第３試料Ｓ０３においては、第２膜１０ｂ（Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０膜）は、第４膜１０ｄ（Ｔａ膜）と第１中間層３０（Ｍｇ−Ｏ膜）との間に設けられる。第１試料Ｓ０１及び第３試料Ｓ０３においては、第２膜１０ｂは、第１中間層３０の（１００）面をテンプレートとして結晶化していると考えられる。これにより、第１試料Ｓ０１及び第３試料Ｓ０３において、高いＭＲ比が得られると考えられる。例えば、第４膜１０ｄ（Ｔａ膜）は、第２膜１０ｂの第１中間層３０をテンプレートとした結晶化を促進する（または妨げない）と考えられる。
【００４４】
一方、第２試料Ｓ０２においては、第２膜１０ｂ（Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０膜）は、第３膜１０ｃ（Ｃｕ膜）と第１中間層３０（Ｍｇ−Ｏ膜）との間に設けられる。第２試料Ｓ０２においては、第２膜１０ｂは、第３膜１０ｃ（Ｃｕ膜）をテンプレートとして結晶化している可能性がある。例えば、第３膜１０ｃ（Ｃｕ膜）は、第２膜１０ｂの第１中間層３０をテンプレートとした結晶化を妨げる可能性がある。
【００４５】
上記のように、第１試料Ｓ０１においては、高い磁歪定数、及び、低い保磁力Ｈｃが得られる。これにより、磁化が、歪に対して容易に変化できる。さらに、第１試料Ｓ０１においては、高いＭＲ比が得られる。これにより、電気抵抗の大きな変化が得られる。第１試料Ｓ０１（例えば、センサ１１０及び１１１）においては、感度を向上できる。
【００４６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、試料の特性を例示するグラフ図である。  
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、以下に説明する第５試料Ｓ０５及び第４試料Ｓ０４のＸ線回折（ＸＲＤ）解析結果をそれぞれ例示している。
【００４７】
第４試料Ｓ０４は、
Ｓｉ膜：
第４膜１０ｄ      ：Ｔａ(０．４ｎｍ)
第３膜１０ｃ      ：Ｃｕ(０．４ｎｍ)
第１膜１０ａ      ：Ｃｏ５０Ｆｅ５０（６．０ｎｍ）
膜４７            ：Ｃｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）
の構成を有する。第４試料Ｓ０４は、第１試料Ｓ０１の一部の構成を有する。
【００４８】
第５試料Ｓ０４は、第４試料Ｓ０４において、第３膜１０ｃが設けられない。第５試料Ｓ０５においては、第４膜１０ｄ（Ｔａ膜）と、第１膜１０ａ（Ｃｏ５０Ｆｅ５０膜）と、が接する。
【００４９】
図４（ａ）及び図４（ｂ）の横軸は、ＸＲＤ解析における角度２θである。図４（ａ）及び図４（ｂ）の縦軸は、検出される強度Ｉｎｔ（任意単位）である。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、第５試料Ｓ０５においては、角度２θが約４４度において、強度Ｉｎｔにピークが観察される。このピークは、ＦｅＣｏ膜の（１１０）配向に対応するピークである。これに対して、図４（ｂ）に示すように、第４試料Ｓ０４においては、ピークが観察されない。
【００５１】
第５試料Ｓ０５においては、ＦｅＣｏ膜が（１１０）配向を有するため、保磁力Ｈｃが大きいと考えられる。第４試料Ｓ０４においては、ＦｅＣｏ膜が（１１０）配向を有しないため、保磁力Ｈｃが小さいと考えられる。第４試料Ｓ０４と同様の構成（第４膜１０ｄ及び第３膜１０ｃ）を有する第１試料Ｓ０１でも、ＦｅＣｏ膜が（１１０）配向を有しないと考えられる。このことが、第１試料Ｓ０１において、保磁力Ｈｃが小さい原因であると考えられる。
【００５２】
このように、第４膜１０ｄ及び第３膜１０ｃを設けることで、ＦｅＣｏ膜における（１１０）配向が抑制できる。これにより、保磁力Ｈｃを小さくすることができる。
【００５３】
図４（ａ）に示すように、第５試料Ｓ０５においては、角度２θが４３度以上４５度以下の範囲におけるピーク強度（第１ピーク強度）は、約６０００である。角度２θが４０度以上４２度以下の範囲におけるピーク強度（第２ピーク強度）は、約４０００である。第５試料Ｓ０５においては、第１ピーク強度は、第２ピーク強度の約１．５倍である。
【００５４】
一方、図４（ｂ）に示すように、第４試料Ｓ０４においては、角度２θが４３度以上４５度以下の範囲におけるピーク強度（第１ピーク強度）は、約６４００である。角度２θが４０度以上４２度以下の範囲におけるピーク強度（第２ピーク強度）は、約６０００である。第５試料Ｓ０５においては、第１ピーク強度は、第２ピーク強度の約１．１倍である。
【００５５】
実施形態においては、例えば、第１磁性層１０のＸ線回折において、角度２θが４３度以上４５度以下の範囲における第１ピーク強度は、角度２θが４０度以上４２度以下の範囲における第２ピーク強度の１．５倍未満である。第１ピーク強度は、第２ピーク強度の１．３倍以下でも良い。
【００５６】
図４（ａ）に示すように、第５試料Ｓ０５においては、角度２θが４３度以上４７度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との差（第１差）は、約３０００である。角度２θが４０度以上４２度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との差（第２差）は、約２０００である。第５試料Ｓ０５においては、第１差は、第２差の約１．５倍である。
【００５７】
一方、図４（ｂ）に示すように、第４試料Ｓ０４においては、角度２θが４３度以上４７度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との差（第１差）は、約２５００である。角度２θが４０度以上４２度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との差（第２差）は、約２１００である。第５試料Ｓ０５においては、第１差は、第２差の約１．２倍である。
【００５８】
実施形態においては、例えば、第１磁性層１０のＸ線回折において、角度２θが４３度以上４７度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との差（第１差）は、角度２θが４０度以上４２度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との差（第２差）は、約１．５倍未満である。前者は、後者の１．３倍以下でも良い。
【００５９】
図５は、試料の断面ＴＥＭ像である。  
図５は、第４試料Ｓ０４と同じ条件の試料の断面ＴＥＭ像である。図５に示すように、第１膜１０ａにおいて、結晶性が観察される。この結晶は、（１１０）方向以外の結晶配向を有している。
【００６０】
実施形態において、第１膜１０ａと第２膜１０ｂとは、互いに磁気的に結合する。例えば、第１膜１０ａの磁化と、第２膜１０ｂの磁化と、は、互いに平行である。
【００６１】
第３膜１０ｃの厚さは、例えば、０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下である。これにより、例えば、第１膜１０ａと第２膜１０ｂとの間の磁気的な結合が安定になる。
【００６２】
第４膜１０ｄの厚さは、例えば、０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下である。これにより、例えば、第１膜１０ａと第２膜１０ｂとの間の磁気的な結合が安定になる。
【００６３】
実施形態において、例えば、第４膜１０ｄは、第２膜１０ｂと接する。第３膜１０ｃは、第１膜１０ａと接する。第３膜１０ｃは、第４膜１０ｄと接する。
【００６４】
第１膜１０ａにおけるＣｏの組成比は、例えば、２０ａｔｍ％以上８０ａｔｍ％以下である。これにより、例えば、高い磁歪定数が得られる。
【００６５】
実施形態において、第１磁性層１０の磁歪定数は、例えば、１×１０−５以上である。
【００６６】
実施形態において、第１磁性層１０の保磁力は、例えば、８０Ｏｅ以下である。第１磁性層１０の保磁力は、例えば、５０Ｏｅ以下でも良い。
【００６７】
第２膜１０ｂは、Ｆｅ及びＣｏに加えて、Ｂをさらに含んでも良い。これにより、例えば、高いＭＲ比が得られる。
【００６８】
実施形態において、第２磁性層２０の磁化は、第１方向Ｚ軸方向）と交差する。第１方向は、第２膜１０ｂから第１膜１０ｂへの方向である。第２磁性層２０は、例えば、面内磁化膜である。
【００６９】
（第２実施形態）  
図６は、第２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に示すように、本実施形態に係るセンサ１２０も、膜部７０ｄ及び第１検知素子５１を含む。第１検知素子５１は、第１磁性層１０、第２磁性層２０及び第１中間層３０に加えて、第３磁性層４３及び第４磁性層４４を含む。センサ１２０におけるこれ以外の構成は、センサ１１０（またはセンサ１１１）と同様とすることができる。以下、第３磁性層４３及び第４磁性層４４の例について説明する。
【００７０】
第２磁性層２０は、第３磁性層４３と第１中間層３０との間に設けられる。第１磁性層１０は、第４磁性層４４と第１中間層３０との間に設けられる。
【００７１】
第３磁性層４３及び第４磁性層４４は、例えば、Ｍｎを含む。第３磁性層４３及び第４磁性層４４は、例えば、Ｉｒ−Ｍｎを含む。
【００７２】
第３磁性層４３及び第４磁性層４４の少なくともいずれかは、例えば、Ｉｒ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｍｎ、Ｒｈ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｒｈ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、及び、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｐｔよりなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。第３磁性層４３及び第４磁性層４４は、例えば、反強磁性層である。
【００７３】
例えば、第３磁性層４３は、第２磁性層２０に磁気バイアスを印加する。第２磁性層２０の磁化が、実質的に固定される。第３磁性層４３は、例えば、ピン層として機能する。
【００７４】
例えば、第４磁性層４４は、第１磁性層１０に磁気バイアスを印加する。第１磁性層１０の磁化が、緩やかに制御される。第４磁性層４４は、例えば、ソフトピン層として機能する。
【００７５】
例えば、第４磁性層４４により第１磁性層１０の磁化が緩やかに制御される。例えば、センサ１２０の特性を安定にすることができる。
【００７６】
以下、センサ１２０に関する実験について説明する。
【００７７】
図７は、実験試料を例示する模式的断面図である。  
図７に示すように、第６試料Ｓ０６は、以下の構造を有する。第６試料Ｓ０６は、実施形態に係るセンサ１２１に対応する。  
膜４１            ：Ｔａ（１ｎｍ）
膜４２            ：Ｒｕ（２ｎｍ）
第３磁性層４３    ：Ｉｒ２２Ｍｎ７８（１２ｎｍ）
第６膜２０ｆ      ：Ｃｏ５０Ｆｅ５０（２．５ｎｍ）
第７膜２０ｇ      ：Ｒｕ（０．９ｎｍ）
第５膜２０ｅ      ：Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０（３ｎｍ）
第１中間層３０    ：Ｍｇ−Ｏ（１．８ｎｍ）
第２膜１０ｂ      ：Ｃｏ４０Ｆｅ４０Ｂ２０  （１．５ｎｍ）
第４膜１０ｄ      :Ｔａ(０．４ｎｍ)
第３膜１０ｃ      ：Ｃｕ(０．４ｎｍ)
第１膜１０ａ      ：Ｃｏ５０Ｆｅ５０（６．０ｎｍ）
第２中間層３２    :Ｃｕ（１ｎｍ）
第４磁性層４４    ：Ｉｒ２２Ｍｎ７８（４ｎｍ）
膜４７            ：Ｃｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）／Ｒｕ（２００ｎｍ）
第６試料Ｓ０６においては、既に説明した第１試料Ｓ０１において、第２中間層３２及び第４磁性層４４がさらに設けられている。
【００７８】
第２中間層３２は、第４磁性層４４と第１膜１０ａとの間に設けられる。第６試料Ｓ０６においては、第３磁性層４３の厚さは１２ｎｍであり、第４磁性層４４の厚さは４ｎｍである。
【００７９】
一方、第７試料Ｓ０７においては、第３磁性層４３の厚さは４ｎｍであり、第４磁性層４４の厚さは１２ｎｍである。第５試料Ｓ０５におけるこれ以外の構成は、第６試料Ｓ０６の構成と同様である。
【００８０】
第６試料Ｓ０６及び第７試料Ｓ０７のそれぞれについて、以下に説明する、第１熱処理第１ＶＳＭ測定、第２熱処理、及び、第２ＶＳＭ測定が行われる。第１及び第２熱処理は、例えば、着磁処理である。
【００８１】
第１熱処理では、第１軸方向に沿う第１外部磁場が、着磁温度３２０℃で１時間、試料に加えられる。第２熱処理は、第１熱処理の後に行われる。第２熱処理では、第２軸方向に沿う第２外部磁場が、着磁温度１５０℃で１時間、試料に加えられる。第１外部磁場及び第２外部磁場のそれぞれは、６５００Ｏｅである。第１軸方向、及び、第２軸方向は、Ｘ−Ｙ平面に対して平行であり、互いに直交している。
【００８２】
第１ＶＳＭ測定及び第２ＶＳＭ測定のそれぞれにおいて、第１軸方向の外部磁場Ｈを加えた測定と、第２軸方向の外部磁場Ｈを加えた測定と、が行われる。これらの測定において、外部磁場Ｈは２種類の範囲で変更される。１つの範囲（狭範囲）では、−２００Ｏｅ〜＋２００Ｏｅの範囲で変更される。別の１つの範囲（広範囲）では、外部磁場Ｈは、−５０００Ｏｅ〜＋５０００Ｏｅの範囲で測定される。このような２つの範囲の外部磁場Ｈで測定することで、例えば、第４磁性層４４から磁気バイアスを印加される第１磁性層１０の磁気特性と、第３磁性層４３から磁気バイアスを印加される第２磁性層２０の磁気特性と、をそれぞれ評価できる。
【００８３】
図８（ａ）〜（ｈ）及び図９（ａ）〜（ｈ）は、試料の測定結果を例示するグラフ図である。  
図８（ａ）〜（ｈ）は、第６試料Ｓ０６の測定に対応する。図９（ａ）〜（ｈ）は、第７試料Ｓ０７の測定結果に対応する。図８（ａ）及び図９（ａ）は、第１軸方向の外部磁場Ｈ（狭範囲）を用いた第１ＶＳＭ測定欠結果に対応する。図８（ｂ）及び図９（ｂ）は、第１軸方向の外部磁場Ｈ（広範囲）を用いた第１ＶＳＭ測定欠結果に対応する。図８（ｃ）及び図８（ｃ）は、第２軸方向の外部磁場Ｈ（狭範囲）を用いた第１ＶＳＭ測定欠結果に対応する。図８（ｄ）及び図９（ｄ）は、第２軸方向の外部磁場Ｈ（広範囲）を用いた第１ＶＳＭ測定欠結果に対応する。図８（ｅ）及び図９（ｅ）は、第１軸方向の外部磁場Ｈ（狭範囲）を用いた第２ＶＳＭ測定欠結果に対応する。図８（ｆ）及び図９（ｆ）は、第１軸方向の外部磁場Ｈ（広範囲）を用いた第２ＶＳＭ測定結果に対応する。図８（ｇ）及び図９（ｇ）は、第２軸方向の外部磁場Ｈ（狭範囲）を用いた第２ＶＳＭ測定欠結果に対応する。図８（ｈ）及び図９（ｈ）は、第２軸方向の外部磁場Ｈ（広範囲）を用いた第２ＶＳＭ測定欠結果に対応する。これらの図の横軸は、外部磁場Ｈ（Ｏｅ）である。縦軸は、磁気モーメントＭである
図８（ａ）〜図８（ｄ）の結果から、第１磁性層１０及び第２磁性層２０のそれぞれの容易磁化軸が第１軸方向に沿っていることが分かる。
【００８４】
図８（ｅ）〜図８（ｈ）の結果から、第１磁性層１０の容易磁化軸が第２軸方向に沿っていることが分かる。一方、第２磁性層２０の容易磁化軸は、第１ＶＳＭ測定結果と変わらず、第１軸方向に沿っていることが分かる。
【００８５】
第６試料Ｓ０６において、第４磁性層４４から第１磁性層１０に第１磁気バイアスが生じる。一方、第３磁性層４３から第２磁性層２０に第２磁気バイアスが生じる。第６試料Ｓ０６においては、第１磁気バイアスの向きが、第２熱処理後に第２軸方向に変化している。第２磁気バイアスの向きは、第２熱処理後も変わらない。
【００８６】
第６試料Ｓ０６においては、第３磁性層４３及び第４磁性層４４を設け、第２熱処理の外部磁場Ｈの向きを調節することで、第１磁気バイアスを制御できる。第１磁性層１０の容易磁化軸と第２磁性層２０の容易磁化軸との間の角度を所望に制御できる。
【００８７】
第１磁性層１０の容易磁化軸と、第２磁性層２０の容易磁化軸と、の間の角度を制御することで、例えば、センサの感度を向上できる。例えば、センサの入力に対する線形応答性を向上できる。
【００８８】
図９（ａ）〜図９（ｄ）の結果から、第１磁性層１０及び第２磁性層２０のそれぞれの容易磁化軸が第１軸方向に沿っていることが分かる。
【００８９】
図９（ｅ）〜図９（ｈ）の結果から、第２磁性層２０の容易磁化軸が第２軸方向に沿っていることが分かる。一方、第１磁性層１０の容易磁化軸は、第１ＶＳＭ測定結果と変わらず、第１軸方向に沿っている。
【００９０】
第７試料Ｓ０７においては、第２磁気バイアスの向きが、第２熱処理後に第２軸方向に変化する。第１磁気バイアスの向きは、第２熱処理後も変わらない。
【００９１】
第６試料Ｓ０６においては、第３磁性層４３及び第４磁性層４４を設け、第２熱処理の外部磁場Ｈの向きを調節することで、第２磁気バイアスを制御できる。第１磁性層１０の容易磁化軸と第２磁性層２０の容易磁化軸との間の角度を所望に制御できる。
【００９２】
第１磁性層１０の容易磁化軸と、第２磁性層２０の容易磁化軸と、の間の角度を制御す、例えば、センサの感度を向上できる。例えば、センサの入力に対する線形応答性を向上さできる。
【００９３】
例えば、アモルファス性が高い磁性膜（例えばＣｏ−Ｆｅ−Ｂ合金）において、低い保磁力Ｈｃが得られる。アモルファス性が高い磁性膜を第１磁性層１０に使用した場合は、例えば、第１磁性層１０の上に形成される第４磁性層４４において結晶性が低くなる。このため、第４磁性層４４から第１磁性層１０へのバイアス磁界が不十分になりやすい。
【００９４】
これに対して、第１〜第４膜１０ａ〜１０ｄの構造を第１磁性層１０に適用することで、第１磁性層１０は、アモルファスではなく、結晶性を有するようになる。この結晶は、（１１０）方向以外の結晶配向を有している（図５参照）。このため、第１磁性層１０に形成される第４磁性層４４において、良質な結晶性が得られる。その結果、第６試料Ｓ０６及び第７試料Ｓ０７に関して説明したように、２つの容易磁化軸の間の角度の制御が容易になる。
【００９５】
例えば、第３磁性層４３の厚さは、第４磁性層４４の厚さよりも厚い。第３磁性層４３の厚さと、第４磁性層４４の厚さと、の差は、例えば、３ｎｍ以上である。これにより、例えば、第１磁性層１０の磁化を緩やかに制御できる。
【００９６】
例えば、第４磁性層４４の厚さは、第３磁性層４３の厚さよりも厚い。第４磁性層４４の厚さと、第３磁性層４３の厚さと、の差は、例えば、３ｎｍ以上である。これにより、例えば、第２磁性層２０の磁化を緩やかに制御できる。これにより、歪に対して線形応答する高感度な歪センサが得られる。
【００９７】
本実施形態において、第２中間層３２をさらに設けても良い。第２中間層３２は、第１磁性層１０と第４磁性層４４との間に設けれる。第２中間層３２は、非磁性である。第２中間層３２は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＯｓよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２中間層３２は、例えば、０．８ｎｍ以上１．５ｎｍ以下のＣｕ膜である。例えば、第４磁性層４４から磁場（バイアス磁場）を、適度な大きさで、第１磁性層１０に加えることができる。例えば、感度を向上できるセンサが提供できる。
【００９８】
図１０は、第２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１０に示すように、実施形態に係るセンサ１２２は、膜４５及び膜４６をさらに含む。膜４５と第２磁性層２０との間に、第３磁性層４３が設けられる。膜４５と第３磁性層４３との間に膜４６が設けられる。
【００９９】
膜４５は、例えば、ＴａｘＭ１００−ｘを含む。膜４５は、例えば、Ｔａ膜でも良い。膜４５の厚さは、例えば、０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下である。
【０１００】
膜４６は、例えば、Ｒｕを含む。膜４６の厚さは、例えば、１ｎｍ以上３ｎｍ以下である。
【０１０１】
このような膜４５及び膜４６を設けることで、例えば、耐熱性を向上することができる。
【０１０２】
以下、実施形態に含まれる種々の層（または膜）の例について、説明する。
【０１０３】
第２膜１０ｂは、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金、または、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ合金を含む。第２膜１０ｂにおけるホウ素濃度は、例えば、５原子％（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。第２膜１０ｂにおけるホウ素濃度は、３５原子％以下が好ましい。ホウ素濃度が高すぎると、例えば、磁歪定数が減少し易い。例えば、第２膜１０ｂのうちの第１中間層３０の側の部分には、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。
【０１０４】
第４膜１０ｄにより、例えば、第２膜１０ｂにおいて、第１中間層３０との良好な結晶整合が得られる。より高いＭＲ比が得られる。
【０１０５】
第３膜１０ｃにより、例えば、アニール時に、第１膜１０ａにおいて、第３膜１０ｃまたは膜４７をテンプレートとした結晶が得られる。例えば、第１膜１０ａにおいては、高い磁歪定数を維持しつつ、低い保磁力が得られる。
【０１０６】
第３膜１０ｃと第４膜１０ｄとの間に、別の膜（例えば、ＮｉＦｅ膜）が設けられても良い。
【０１０７】
第１膜１０ａは、例えば、ＣｏｘＦｅ１００−ｘを含む。組成比ｘは、例えば、２０原子％以上８０原子％以下である。高い磁歪係数が得やすくなる。組成比ｘは、例えば、３０原子％以上７０原子％以下でも良い。
【０１０８】
第１膜１０ａは、Ｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ，Ｔｂ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。例えば、高い磁歪定数が得易くなる。例えば、低い保磁力が得得やすくなる。
【０１０９】
第３磁性層４３及び第４磁性層４４の少なくともいずれかは、例えば、Ｍｎを含む。第３磁性層４３及び第４磁性層４４の少なくともいずれかにおけるＭｎの組成比は、例えば、７０％以上である。
【０１１０】
第４磁性層４４が、ＩｒＭｎを含む場合、第４磁性層４４の厚さは、例えば、４ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。
【０１１１】
第３磁性層４３がＩｒＭｎを含む場合、第３磁性層４３の厚さは、例えば、４ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。
【０１１２】
実施形態に係るセンサの製造工程において上記の第１処理及び第２処理により、第１膜１０ａの磁化と、第２膜１０ｂの磁化と、の間の角度を制御できる。
【０１１３】
反強磁性層の着磁温度は反強磁性材料の種類と厚さによって変化する。例えば、Ｐｔを含む反強磁性層における着磁温度は、Ｉｒを含む反強磁性層における着磁温度よりも高い。例えば、同じ反強磁性材料の場合、厚い反強磁性層における着磁温度は、薄い反強磁性層における着磁温度よりも高くなる。
【０１１４】
第３磁性層４３の反強磁性材料と、第３磁性層４３の反強磁性材料とが互いに異なる場合、第１処理及び第２処理により、第２磁性層２０の磁化の向きと、第１膜１０ａの磁化の向きと、の間の角度を調節できる。例えば、センサにおける感度が制御できる。例えば、センサにおける応答の線形成を制御できる。
【０１１５】
例えば、第１処理における温度は、第３磁性層４３の着磁温度及び第４磁性層４４の着磁温度よりも高い。第２処理における温度は、第３磁性層４３の着磁温度と、第４磁性層４４の着磁温度と、の間である。例えば、第１処理の温度は３２０℃である。第２処理の温度は、１５０℃である。第１処理における外部磁場の方向は、第２処理における外部磁場の方向と交差する。
【０１１６】
膜４１は、例えば、Ｔａを含む、膜４１の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。膜４２は、例えば、Ｒｕを含む。膜４２の厚さは、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。膜４１及び膜４２の合計の厚さは、例えば、４ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。
【０１１７】
膜４２は、例えば、六方最密充填（hexagonal close-packed：ｈｃｐ）構造のＲｕ層でもよい。膜４２は、例えば、面心立方格子（face-centered cubic structure：ｆｃｃ）構造のＮｉＦｅ層、ｆｃｃ構造のＣｕ層、または、体心立方格子（body-centered cubic structure：ｂｃｃ）構造のＣｒ層でも良い。
【０１１８】
第２磁性層２０は、上記のように、第５膜２０ｅ、第６膜２０ｆ及び第７膜２０ｇを含んでも良い。第６膜２０ｆは、例えば、ＦｅＣｏを含む。第６膜２０ｆの厚さは、例えば、２ｎｍ以上４ｎｍ以下である。第７膜２０ｇは、例えば、Ｒｕを含む。第７膜２０ｇの厚さは、例えば、０．７ｎｍ以上１ｎｍ以下である。第５膜２０ｅは、例えば、ＣｏＦｅＢを含む。第５膜２０ｅの厚さは、例えば、２ｎｍ以上４ｎｍ以下である。
【０１１９】
第２磁性層２０は、１つの磁性膜でも良い。この場合、第２磁性層２０は、例えば、Ｃｏ、ＦｅおよびＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２磁性層２０は、例えば、ＣｏｘＦｅ１００−ｘ合金層（０原子％≦ｘ≦１００原子％）である。または、第２磁性層２０は、ＮｉｘＦｅ１００−ｘ合金層（０原子％≦ｘ１００原子％）であっても良い。これらの材料には、非磁性元素が添加されても良い。第２磁性層２０の厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上５ｎｍ以下である。
【０１２０】
第１中間層３０は、例えば、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＺｎＯ及びＧａ−Ｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１中間層３０の厚さは、例えば、０．６ｎｍ以上５ｎｍ以下である。
【０１２１】
第１電極５８ａ及び第２電極５８ｂの少なくともいずれかは、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）、タンタル（Ｔａ）、および金（Ａｕ）よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１電極５８ａ及び第２電極５８ｂの少なくともいずれかは、例えば、ＴａＭｏ、Ｔｉ及びＴｉＮよりなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。
【０１２２】
実施形態において、複数の検知素子が設けられても良い。
【０１２３】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、実施形態に係るセンサを例示する模式図である。  
図１１（ａ）は、斜視図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）の矢印ＡＲから見た平面図である。図１１（ｄ）は、センサの一部を例示する断面図である。
【０１２４】
図１１（ａ）に示すように、実施形態に係るセンサ１３０は、膜部７０ｄと、第１検知素子５１と、第２検知素子５２と、を含む。
【０１２５】
第１検知素子５１及び第２検知素子５２は、膜部７０ｄに固定されている。この例では、第１検知素子５１は、膜部７０ｄの第１位置（第１領域）に固定されている。第２検知素子５２は、膜部７０ｄの第２位置（第２領域）に固定されている。
【０１２６】
この例では、複数の第１検知素子５１、及び、複数の第２検知素子５２が設けられる。この例では、複数の第１検知素子５１は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。この例では、複数の第２検知素子５２は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。例えば、複数の第１検知素子５１は、互いに直列に接続される。例えば、複数の第２検知素子５２は、互いに直列に接続される。実施形態において、第１検知素子５１の数は、任意である。第２検知素子５２の数は、任意である。
【０１２７】
膜部７０ｄは、支持部７０ｓに保持される。膜部７０ｄは、外縁７０ｒを有する。支持部７０ｓは、外縁７０ｒを保持する。例えば、膜部７０ｄ及び支持部７０ｓとなる基板が設けられる。基板は、例えば、シリコン基板である。基板の一部が除去され、基板に空洞７０ｈが設けられる（図１１（ｂ）参照）。基板のうちの薄い部分が膜部７０ｄとなる。基板のうちの厚い部分が支持部７０ｓとなる。
【０１２８】
図１１（ｂ）に示すように、第１検知素子５１は、第１磁性膜１１ａと、第１対向磁性膜１１ｂと、第１中間膜１１ｃと、を含む。第１中間膜１１ｃは、第１磁性膜１１ａと第１対向磁性膜１１ｂとの間に設けられる。第２検知素子５２は、第２磁性膜１２ａと、第２対向磁性膜１２ｂと、第２中間膜１２ｃと、を含む。第２中間膜１２ｃは、第２磁性膜１２ａと第２対向磁性膜１２ｂとの間に設けられる。
【０１２９】
第１磁性膜１１ａ及び第２磁性膜１２ａは、例えば、第１磁性層１０に対応する。第１対向磁性膜１１ｂ及び第２対向磁性膜１２ｂは、例えば、第２磁性層２０に対応する。第１中間膜１１ｃ及び第２中間膜１２ｃは、例えば、第１中間層３０に対応する。
【０１３０】
図１１（ｂ）に例示するように、例えば、第１電極５８ａ及び第２電極５８ｂが設けられる。例えば、第１電極５８ａと第２電極５８ｂとの間に、第１磁性膜１１ａ、第１対向磁性膜１１ｂ及び第１中間膜１１ｃが配置される。
【０１３１】
図１１（ｄ）に例示するように、例えば、第３電極５８ｃ及び第４電極５８ｄが設けられる。例えば、第３電極５８ｃと第４電極５８ｄとの間に、第２磁性膜１２ａ、第２対向磁性膜１２ｂ及び第２中間膜１２ｃが配置される。
【０１３２】
図１１（ｂ）に例示するように、この例では、第１電極５８ａと膜部７０ｄとの間に絶縁層５８ｉが設けられている。絶縁層５８ｉは、例えば、第１電極５８ａと第２電極５８ｂとの間にも設けられる。絶縁層５８ｉは、例えば、第３電極５８ｃと第４電極５８ｄとの間にも設けられる。絶縁層５８ｉにより、電極どうしの電気的な絶縁が得られる。
【０１３３】
図１１（ｃ）に示すように、センサ１３０は、処理部６８（例えば処理回路）をさらに含んでも良い。処理部６８は、第１検知素子５１及び第２検知素子５２と電気的に接続される。例えば、処理部６８は、第１電極５８ａ、第２電極５８ｂ、第３電極５８ｃ及び第４電極５８ｄと電気的に接続される。処理部６８は、第１検知素子５１から得られる信号に応じた信号を出力する。処理部６８は、第２検知素子５２から得られる信号に応じた信号を出力する。処理部６８は、検知素子に生じる電気抵抗の変化に対応する信号を出力する。
【０１３４】
図１１（ｃ）に示すように、この例では、膜部７０ｄ（外縁７０ｒ）は、実質的に多角形（四角形、具体的には長方形）である。膜部７０ｄの外縁７０ｒは、第１辺７０ｓ１と、第２辺７０ｓ２と、第３辺７０ｓ３と、第４辺７０ｓ４と、を含む。
【０１３５】
膜部７０ｄ（外縁７０ｒ）には、種々の形状が適用できる。膜部７０ｄ（外縁７０ｒ）は、例えば、略真円状でも良く、偏平円状（楕円状を含む）でも良く、略正方形状でも良く、長方形状でも良い。例えば、膜部７０ｄ（外縁７０ｒ）が略正方形状または略長方形状の場合は、４隅の部分（コーナ部）は、曲線状でも良い。
【０１３６】
第１辺７０ｓ１は、第１方向（この例では、Ｘ軸方向）に延びる。第２辺７０ｓ２は、第２方向において第１辺７０ｓ１と離間する。第２方向は、第１方向と交差する。この例では、第２方向は、Ｙ軸方向である。第２辺７０ｓ１は、第１方向（Ｘ軸方向）に延びる。第３辺７０ｓ３は、第２方向（Ｙ軸方向）に延びる。第４辺７０ｓ４は、第１方向（Ｘ軸方向）において第３辺７０ｓ３と離間し、第２方向（Ｙ軸方向）に延びる。
【０１３７】
この例では、第３辺７０ｓ３と第４辺７０ｓ４との間の第１方向に沿った距離は、第１辺７０ｓ１と第２辺７０ｓ２との間の第２方向に沿った距離よりも長い。膜部７０ｄは、実質的に長方形であり、第１辺７０ｓ１及び第２辺７０ｓ２は、長辺である。第３辺７０ｓ３及び第４辺７０ｓ４は、短辺である。
【０１３８】
膜部７０ｄに応力が加わったときに、膜部７０ｄの外縁７０ｒの近傍において、大きな歪（異方性歪）が生じる。検知素子を膜部７０ｄの外縁７０ｒの近傍に配置することで、大きな歪が検知素子に加わり、高い感度が得られる。
【０１３９】
この例では、複数の第１検知素子５１は、第１辺７０ｓ１に沿って並ぶ。複数の第２検知素子５２は、第２辺７０ｓ２に沿って並ぶ。
【０１４０】
複数の検知素子を直列に接続することで、ＳＮ比を改善することができる。実施形態において、圧力が印加されたときに同じ極性の電気信号が得られる複数の検知素子を配置することができる。これにより、ＳＮ比が向上する。
【０１４１】
実施形態は、電子機器を含んでも良い。電子機器は、例えば、上記の実施形態に係るセンサ及びその変形のセンサを含む。電子機器は、例えば、情報端末を含む。情報端末は、レコーダなどを含む。電子機器は、マイクロフォン、血圧センサ、タッチパネルなどを含む。
【０１４２】
図１２は、実施形態に係る電子機器を例示する模式図である。  
図１２に示すように、本実施形態に係る電子機器７５０は、例えば、情報端末７１０である。情報端末７１０には、例えば、マイクロフォン６１０が設けられる。
【０１４３】
マイクロフォン６１０は、例えば、センサ３１０を含む。膜部７０ｄは、例えば、情報端末７１０の表示部６２０が設けられた面に対して実質的に平行である。膜膜７０ｄの配置は、任意である。センサ３１０には、上記の実施形態に関して説明した任意のセンサが適用される。
【０１４４】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、実施形態に係る電子機器を例示する模式的断面図である。  
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、電子機器７５０（例えば、マイクロフォン３７０（音響マイクロフォン））は、筐体３６０と、カバー３６２と、センサ３１０と、を含む。筐体３６０は、例えば、基板３６１（例えばプリント基板）と、カバー３６２と、を含む。基板３６１は、例えばアンプなどの回路を含む。
【０１４５】
筐体３６０（基板３６１及びカバー３６２の少なくともいずれか）には、アコースティックホール３２５が設けられる。図３３（ｂ）に示す例においては、アコースティックホール３２５は、カバー３６２に設けられている。図３３（ｂ）に示す例においては、アコースティックホール３２５は、基板３６１に設けられている。音３２９は、アコースティックホール３２５を通って、カバー３６２の内部に進入する。マイクロフォン３７０は、音圧に対して感応する。
【０１４６】
例えば、センサ３１０を基板３６１の上に置き、電気信号線（図示しない）を設ける。センサ３１０を覆うように、カバー３６２が設けられる。センサ３１０の周りに筐体３６０が設けられる。センサ３１０の少なくとも一部は、筐体３６０の中に設けられる。例えば、第１検知素子５１及び膜部７０ｄは、基板３６１とカバー３６２との間に設けられる。例えば、センサ３１０は、基板３６１とカバー３６２との間に設けられる。
【０１４７】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、実施形態に係る別の電子機器を例示する模式図である。  
これらの図の例では、電子機器７５０は、血圧センサ３３０である。図１４（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１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＨ１−Ｈ２線断面図である。
【０１４８】
血圧センサ３３０においては、センサとしてセンサ３１０が用いられている。センサ３１０が動脈血管３３１の上の皮膚３３３に接触される。これにより、血圧センサ３３０は、連続的に血圧測定を行うことができる。
【０１４９】
図１５は、実施形態に係る別の電子機器を例示する模式図である。  
この図の例では、電子機器７５０は、タッチパネル３４０である。タッチパネル３４０において、センサ３１０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設けられる。
【０１５０】
例えば、タッチパネル３４０は、複数の第１配線３４６と、複数の第２配線３４７と、複数のセンサ３１０と、制御回路３４１と、を含む。
【０１５１】
この例では、複数の第１配線３４６は、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。複数の第１配線３４６のそれぞれは、Ｘ軸方向に沿って延びる。複数の第２配線３４７は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。複数の第２配線３４７のそれぞれは、Ｙ軸方向に沿って延びる。
【０１５２】
複数のセンサ３１０の１つは、複数の第１配線３４６と複数の第２配線３４７との交差部に設けられる。センサ３１０の１つは、検知のための検知要素Ｅｓの１つとなる。交差部は、第１配線３４６と第２配線３４７とが交差する位置及びその周辺の領域を含む。
【０１５３】
複数のセンサ３１０の１つの一端Ｅ１は、複数の第１配線３４６の１つと接続される。複数のセンサ３１０の１つの他端Ｅ２は、複数の第２配線３４７の１つと接続される。
【０１５４】
制御回路３４１は、複数の第１配線３４６及び複数の第２配線３４７と接続される。例えば、制御回路３４１は、複数の第１配線３４６と接続された第１配線用回路３４６ｄと、複数の第２配線３４７と接続された第２配線用回路３４７ｄと、第１配線用回路３４６ｄ及び第２配線用回路３４７ｄと接続された制御信号回路３４５と、を含む。  
実施形態によれば、感度を向上できるセンサを用いた電子機器が提供できる。
【０１５５】
実施形態は、以下の構成（技術案）を含んでも良い。  
（構成１）  
変形可能な膜部と、
前記膜部に設けられた第１検知素子と、
を備え、
前記第１検知素子は、
第１磁性層と、
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非磁性の第１中間層と、
を含み、
前記第１磁性層は、
Ｆｅ及びＣｏを含む第１膜と、
Ｆｅ及びＣｏを含む第２膜と、
前記第１膜と前記第２膜との間に設けられ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＯｓよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第３膜と、
前記第３膜と前記第２膜との間に設けられ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第４膜と、
を含む、センサ。
（構成２）  
前記第１検知素子の電気抵抗は、前記膜部の変形に応じて変化する、構成１記載のセンサ。
（構成３）  
前記第１磁性層のＸ線回折において、角度２θが４３度以上４５度以下の範囲における第１ピーク強度は、前記角度２θが４０度以上４２度以下の範囲における第２ピーク強度の１．５倍未満である、構成１または２に記載のセンサ。
（構成４）
前記第１ピーク強度は、前記第２ピーク強度の１．３倍以下である、構成３記載のセンサ。
（構成５）  
前記第１磁性層のＸ線回折において、角度２θが４３度以上４７度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との第１差は、前記角度２θが４０度以上４２度以下の範囲におけるピーク強度の最大値と最小値との第２差の１．５倍未満である、構成１または２に記載のセンサ。
（構成６）  
前記第１差は、前記第２差の１．３倍以下である、構成４記載のセンサ。
（構成７）  
前記第３膜の厚さは、０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下である、構成１〜６のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成８）  
前記第４膜の厚さは、０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下である、構成１〜７のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成９）  
前記第４膜は、前記第２膜と接した、構成１〜８のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１０）  
前記第３膜は、前記第１膜と接した、構成１〜９のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１１）  
前記第３膜は、前記第４膜と接した、構成１〜１０のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１２）  
前記第１膜におけるＣｏの組成比は、２０ａｔｍ％以上８０ａｔｍ％以下である、構成１〜１１のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１３）  
前記第２膜は、Ｂをさらに含む、構成１〜１２のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１４）  
前記第１磁性層の磁歪定数は、１×１０−５以上である、構成１〜１３のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１５）  
前記第１磁性層の保磁力は、８０Ｏｅ以下である、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磁性層の磁化は、前記第２膜から前記第１膜への第１方向と交差した、構成１〜１５のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１７）  
前記第２磁性層の磁化の向きは、前記第１磁性層の磁化の向きよりも変化し難い、構成１〜１６のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１８）  
Ｍｎを含む第３磁性層と、
Ｍｎを含む第４磁性層と、
をさらに備え、
前記第２磁性層は、前記第３磁性層と前記第１中間層との間に設けられ、
前記第１磁性層は、前記第４磁性層と前記第１中間層との間に設けられた、構成１〜１７のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１９）  
前記第３磁性層の厚さと、前記第４磁性層の厚さと、の差は、３ｎｍ以上である、構成１８記載のセンサ。
（構成２０）  
前記第１磁性層と前記第４磁性層との間に設けれ非磁性の第２中間層をさらに備え、
前記第２中間層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＯｓよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１８または１９に記載のセンサ。
（構成２１）  
構成１〜２０のいずれか１つに記載のセンサを備えたマイクロフォン。
（構成２２）  
構成１〜２０のいずれか１つに記載のセンサを備えた血圧センサ。
（構成２３）  
構成１〜２０のいずれか１つに記載のセンサを備えたタッチパネル。
【０１５６】
実施形態によれば、感度を向上できるセンサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネルが提供される。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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、センサに含まれる膜部、検知素子、磁性層、中間層、膜、電極、及び、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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
その他、本発明の実施の形態として上述したセンサ、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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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】
【０１６３】
１０…第１磁性層、  １０ａ〜１０ｄ…第１〜第４膜、  １１ａ…第１磁性膜、  １１ｂ…第２対向磁性膜、  １１ｃ…第１中間膜、  １２ａ…第２磁性膜、  １２ｂ…第２対向磁性膜、  １２ｃ…第２中間膜、  ２０…第２磁性層、  ２０ｅ〜２０ｇ…第５〜第７膜、  ３０…第１中間層、  ３２…第２中間層、  ４１、４２…第１、第２膜、  ４３…第３磁性層、  ４４…第４磁性層、  ４５〜４７…膜、  ５１、５２…検知素子、  ５８ａ〜５８ｄ…第１〜第４電極、  ５８ｉ…絶縁層、  ６８…処理部、  ７０ｄ…膜部、  ７０ｈ…空洞、  ７０ｒ…外縁、  ７０ｓ  支持部、  ７０ｓ１〜７０ｓ４…第１〜第４辺、  １１０、１１１、１２０、１２１、１３０、３１０…センサ、  ３２５…アコースティックホール、  ３２９…音、  ３３０…血圧センサ、  ３３１…動脈血管、  ３３３…皮膚、  ３４０…タッチパネル、  ３４１…制御回路、  ３４５…制御信号回路、  ３４６…第１配線、  ３４６ｄ…第１配線用回路、  ３４７…第２配線、  ３４７ｄ…第２配線用回路、  ３６０…筐体、  ３６１…基板、  ３６２…カバー、  ３７０…マイクロフォン、  ６１０…マイクロフォン、  ６２０…表示部、  ７１０…情報端末、  ７５０…電子機器、  ＡＲ…矢印、  Ｅ１…一端、  Ｅ２…他端、  Ｅｓ…検知要素、  Ｈ…外部磁場、  Ｈｃ…保磁力、  Ｍ…磁気モーメント、  Ｓ０１〜Ｓ０４…第１〜第４試料
【図１】
2019152480.tif 000003
【図２】
2019152480.tif 000004
【図３】
2019152480.tif 000005
【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】
2019152480.tif 000010
【図９】
2019152480.tif 000011
【図１０】
2019152480.tif 000012
【図１１】
2019152480.tif 000013
【図１２】
2019152480.tif 000014
【図１３】
2019152480.tif 000015
【図１４】
2019152480.tif 000016
【図１５】
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