(57)【要約】【課題】コンパクトな構成でありながら磁場の検出感度および検出精度に優れた磁気検出素子を提供する。【解決手段】この磁気検出素子１は、＋Ｘ方向の外部磁場Ｈｅｘを検出する。磁化自由層、およびこれに近い側から順に＋Ｘ方向の磁化Ｊ２５１を有する第１の強磁性層と、結合層と、結合層を介して第１の強磁性層と反強磁性結合した第２の強磁性層とを含むシンセティック構造の磁化固着層、を有するＭＲ素子２と、ＭＲ素子２に対し−Ｙ方向へバイアス磁場Ｈｂを印加するバイアス磁石３Ａ，３Ｂとを有する。【選択図】図３Ｂ
2015133377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向の外部磁場を検出する磁気検出素子であって、
磁化自由層、および前記磁化自由層に近い側から順に前記第１の方向の磁化を有する第１の強磁性層と、結合層と、前記結合層を介して前記第１の強磁性層と反強磁性結合した第２の強磁性層とを含むシンセティック構造の磁化固着層、を有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子に対し前記第１の方向と交差する第２の方向へバイアス磁場を印加するバイアス部分と
を有し、
前記第２の強磁性層は、前記第１の方向および前記第２の方向のいずれとも異なる方向の磁化を有する
磁気検出素子。
【請求項２】
前記第１の方向と前記第２の方向とが直交している
請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項３】
前記第２の強磁性層の磁化は、前記第２の方向のベクトル成分を有する
請求項１または請求項２記載の磁気検出素子。
【請求項４】
ギヤと、
前記ギヤへ向けて第１のバイアス磁場を付与する第１のバイアス部分と、
前記ギヤの回転に伴う前記第１のバイアス磁場の第１の方向の成分の変化を検出する磁気検出素子と
を備え、
前記磁気検出素子は、
磁化自由層、および前記磁化自由層に近い側から順に前記第１の方向の磁化を有する第１の強磁性層と、結合層と、前記結合層を介して前記第１の強磁性層と反強磁性結合した第２の強磁性層とを含むシンセティック構造の磁化固着層、を有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子に対し前記第１の方向と交差する第２の方向へ第２のバイアス磁場を印加する第２のバイアス部分と
を有し、
前記第２の強磁性層は、前記第１の方向および前記第２の方向のいずれとも異なる方向の磁化を有する
を有する回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁場の変化を検出する磁気検出素子およびそれを用いた回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、非接触でギヤホイールの回転速度を検出するものとして、磁気検出素子が使用されている。このような磁気検出素子としては、従来、ホール素子が広く用いられていたが、近年、より小型で、かつ、より高感度の磁気抵抗効果素子が用いられるようになっている。
【０００３】
ところが磁気抵抗効果素子は磁性体を含むことから、外部磁場に対する挙動がヒステリシスを生じる。また、ホール素子では外部磁場の変化に対して出力が直線的に変化するが、磁気抵抗効果素子の出力は外部磁場の変化に対して直線的な変化を示すものではない。
【０００４】
そこで、例えば検出対象とする磁場の方向と直交する方向にバイアス磁場を印加し、磁気抵抗効果素子におけるフリー層を飽和させることでヒステリシスの発生を抑制したり直線性を向上させたりする手法が知られている。なお、例えば特許文献１には、これに関連する技術が開示されている。特許文献１は、例えば薄膜磁気ヘッドに用いられるスピンバルブ型の磁気抵抗効果素子において、検出対象の外部磁場が存在しないとき、フリー層の感度が最も高い方向と直交する方向へピンド層を磁化するものである。相互作用磁界Ｈinなどの不要な磁界の影響がフリー層の磁化方向に及ぶのを抑制するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６８４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された磁気抵抗効果素子では、ピンド層の磁化方向が検出対象とする外部磁場の方向と異なるため、その外部磁場についての検出感度が低下してしまうと考えられる。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、磁場の検出感度および検出精度に優れた磁気検出素子およびそれを用いた回転検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の磁気検出素子は、第１の方向の外部磁場を検出するものであって、磁化自由層、および磁化自由層に近い側から順に第１の方向の磁化を有する第１の強磁性層と、結合層と、この結合層を介して第１の強磁性層と反強磁性結合した第２の強磁性層とを含むシンセティック構造の磁化固着層、を有する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子に対し第１の方向と交差する第２の方向へバイアス磁場を印加するバイアス部分とを有する。また、第２の強磁性層は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向の磁化を有する。
【０００９】
本発明の回転検出装置は、ギヤと、このギヤへ向けて第１のバイアス磁場を付与する第１のバイアス部分と、ギヤの回転に伴う第１のバイアス磁場の第１の方向の成分の変化を検出する磁気検出素子とを備えたものである。磁気検出素子は、磁化自由層、および磁化自由層に近い側から順に第１の方向の磁化を有する第１の強磁性層と、結合層と、結合層を介して第１の強磁性層と反強磁性結合した第２の強磁性層とを含むシンセティック構造の磁化固着層、を有する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子に対し第１の方向と交差する第２の方向へ第２のバイアス磁場を印加する第２のバイアス部分とを有する。また、第２の強磁性層は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向の磁化を有する。
【００１０】
本発明の磁気検出素子および回転検出装置では、磁気抵抗効果素子の磁化固着層がシンセティック構造を有し、磁化自由層の近くに位置する第１の強磁性層が、外部磁場（または第１のバイアス磁場の第１の方向の成分）と同じ第１の方向に磁化を有する。このため、外部磁場等の強度に対する出力の変化がより高い直線性を示すと共に、より高い出力が得られる。ここで、第１の強磁性層が、外部磁場等と同じ第１の方向に磁化を有する、とは、第１の強磁性層の磁化の方向が外部磁場等の方向と実質的に一致していることを意味し、例えば製造誤差等の多少のずれを許容するものである。また、バイアス磁場の付与により、高い直線性が確保される。
【００１１】
本発明の磁気検出素子および回転検出装置では、第１の方向と第２の方向とが直交しているとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の磁気検出素子によれば、外部磁場について優れた検出感度および検出精度を発揮することができる。また、この磁気検出素子を備えた本発明の回転検出装置によれば、ギヤの回転角を高い精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての磁気検出素子の全体構成を表す概略図である。
【図２】図１に示した磁気検出素子の要部構成を拡大して表す断面図である。
【図３Ａ】図１に示した磁気検出素子の磁化固着層における磁化方向を説明するための模式図である。
【図３Ｂ】図１に示した磁気検出素子の磁化固着層における磁化方向を説明するための他の模式図である。
【図４】ＭＲ素子に印加される外部磁場の強さとＭＲ素子の出力（抵抗）の大きさとの関係を表す特性図である。
【図５Ａ】比較例としての磁気検出素子の磁化固着層における磁化方向を説明するための模式図である。
【図５Ｂ】比較例としての磁気検出素子の磁化固着層における磁化方向を説明するための他の模式図である。
【図６】図１に示した磁気検出素子の、比較例に対する感度の向上を説明するための特性図である。
【図７】図１に示した磁気検出素子の、磁化固着層における磁化方向を求める際の手順を説明する説明図である。
【図８】図１に示した磁気検出素子の、磁化固着層における磁化方向を求める際の手順を説明する他の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態としての回転検出装置の全体構成を表す概略図である。
【図１０Ａ】図９に示した回転検出装置の要部構成、およびその動作を表す第１の拡大図である。
【図１０Ｂ】図９に示した回転検出装置の要部構成、およびその動作を表す第２の拡大図である。
【図１０Ｃ】図９に示した回転検出装置の要部構成、およびその動作を表す第３の拡大図である。
【図１０Ｄ】図９に示した回転検出装置の要部構成を表す他の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
磁気抵抗効果素子を有する磁気検出素子。
２．第２の実施の形態
磁気検出素子を備えた回転速度検出装置。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
［磁気検出素子の構成］
最初に、図１などを参照して、本発明における第１の実施の形態としての磁気検出素子１の構成について説明する。図１は、磁気検出素子１の全体構成を表す上面図である。また、図２は、磁気検出素子１の要部構成を拡大して表す概略断面図である。さらに、図３Ａ，３Ｂは、後述する磁化固着層２５の磁化方向を説明するための模式図である。
【００１６】
磁気検出素子１は、例えば＋Ｘ方向（第１の方向）の外部磁場Ｈｅｘを検出するものであり、磁気抵抗効果（ＭＲ；Magneto-Resistive effect）素子２と、それを例えばＹ方向（第２の方向）に挟んで対向配置された一対のバイアス磁石３Ａ，３Ｂとを有する。これらのＭＲ素子２および一対のバイアス磁石３Ａ，３Ｂは、例えば図示しない非磁性の基体に共通に設けられており、相対位置が固定されている。
【００１７】
一対のバイアス磁石３Ａ，３Ｂは、例えば永久磁石であり、ＭＲ素子２に対し＋Ｙ方向へバイアス磁場Ｈｂを印加するものである。バイアス磁石３Ａ，３Ｂは、Ｘ軸方向の寸法（以下、長さという。）およびＹ軸方向の寸法（以下、幅という。）が例えばいずれも１μｍ〜１００μｍ程度であり、かつＺ軸方向の寸法（以下、厚さという。）が例えば１０ｎｍ〜１μｍ程度である薄板状をなすものである。
【００１８】
ＭＲ素子２は、例えば図２に示したように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に垂直なＺ軸方向において積層された多層のスピンバルブ構造２０と、それをＺ軸方向に挟む上部電極２１および下部電極２２とを有する。具体的には、スピンバルブ構造２０は、磁化自由層２３と、介在層２４と、磁化固着層２５と、反強磁性層２６とを、上部電極２１から下部電極２２へ向けて順に有する。なお、スピンバルブ構造２０の長さ、幅および厚さは、それぞれ、例えば０.１μｍ〜１０μｍ、０．１μｍ〜１０μｍ、１０ｎｍ〜１μｍ程度である。
【００１９】
磁化自由層２３は、外部磁場Ｈｅｘに応じて磁化Ｊ２３の向きが変化する軟質強磁性層であり、例えばＹ軸方向の磁化容易軸を有するものである。磁化自由層２３は、例えばＣｏＦｅ（コバルト鉄合金）、ＮｉＦｅ（ニッケル鉄合金）あるいはＣｏＦｅＢ（コバルト鉄硼素合金）などによって構成される。なお、図２では、磁化Ｊ２３の向きが＋Ｘ方向となっているが、その方向に固定されるわけではない。
【００２０】
介在層２４は、例えばＡｌ2 Ｏ3 （酸化アルミニウム）やＭｇＯ （酸化マグネシウム）などの絶縁性材料によって構成されるトンネルバリア層である。
【００２１】
磁化固着層２５は、介在層２４の側から順に第１の強磁性層としてのピンド層２５１と、結合層２５２と、第２の強磁性層としてのピンド層２５３とを含むシンセティック構造を有する。ピンド層２５１は、結合層２５２を介してピンド層２５３と反強磁性結合している。よって、バイアス磁場Ｈｂが存在しない状態、すなわち一対のバイアス磁石３Ａ，３Ｂが存在せず、あるいは着磁されていない状態（消磁状態）において、ピンド層２５１の磁化Ｊ２５１の向きはピンド層２５３の磁化Ｊ２５３の向きと正反対となる（図３Ａ参照）。ここで、磁化Ｊ２５１および磁化Ｊ２５３は、Ｚ軸と直交する面内（ＸＹ面内）においてＸ軸方向およびＹ軸方向の双方と異なった方向に向いている。具体的には、磁化Ｊ２５１の向きおよび磁化Ｊ２５３の向きは、例えばＹ軸に対して角度θだけ傾いた状態で固定されている。消磁状態における磁化Ｊ２５１，Ｊ２５３の向きを、便宜上、それぞれ２５１Ａ，２５３Ａとする。なお、図２は、磁化Ｊ２５１および磁化Ｊ２５３の向きがＸＹ面内において固定されていることを表すものであり、磁化Ｊ２５１および磁化Ｊ２５３の向きが＋Ｘ方向および−Ｘ方向にそれぞれ固定されることを表すものではない。
【００２２】
一方、着磁された一対のバイアス磁石３Ａ，３Ｂにより−Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂが磁化固着層２５に対して印加された状態（着磁状態）では、ピンド層２５１の磁化Ｊ２５１の向きはピンド層２５３の磁化Ｊ２５３の向きと反平行とはならない（図３Ｂ参照）。バイアス磁場Ｈｂの影響により、磁化Ｊ２５１および磁化Ｊ２５３の向きが傾くからである。このとき、磁化Ｊ２５１は、例えば＋Ｘ方向に沿って固定されるとよい。着磁状態における磁化Ｊ２５１，Ｊ２５３の向きを、便宜上、それぞれ２５１Ｂ，２５３Ｂとする。なお、磁化Ｊ２５１，Ｊ２５３の向きは、検出対象とする外部磁場Ｈｅｘによって変化しないものとする。磁化Ｊ２５１，Ｊ２５３の向きに影響を与える程度の強度の大きな外部磁場Ｈｅｘについては正確な検出を行うことが事実上困難であるからである。
【００２３】
ピンド層２５１，２５３は、Ｃｏ（コバルト），ＣｏＦｅまたはＣｏＦｅＢなどの強磁性材料からなり、結合層２５２は、Ｒｕ（ルテニウム）などの非磁性の高導電性材料からなる。ピンド層２５１，２５３は、単層構造であってもよいし、複数層からなる多層構造であってもよい。
【００２４】
反強磁性層２６は、白金マンガン合金（ＰｔＭｎ）やイリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）などの反強磁性材料により構成されている。反強磁性層２６は、隣接するピンド層２５３の磁化Ｊ２５３の向きを、一定方向へ固定するように作用している。
【００２５】
上部電極２１および下部電極２２は、いずれも、例えば銅（Ｃｕ）などの非磁性の高導電性材料によって構成されている。上部電極２１および下部電極２２は、それぞれ図示しない導線と接続されており、例えば上部電極２１から下部電極２２へ向かう方向（−Ｚ方向）へ電流が流れるようになっている。
【００２６】
［磁気検出素子の作用］
本実施の形態の磁気検出素子１は、一対のバイアス磁石３Ａ，３Ｂが着磁された状態、すなわちバイアス磁場ＨｂがＭＲ素子２に印加された状態で外部磁場Ｈｅｘの検出が行われる。ここで、ＭＲ素子２の磁化固着層２５がシンセティック構造を有し、磁化自由層２３の近くに位置するピンド層２５１が、外部磁場Ｈｅｘに沿った磁化Ｊ２５１を有する。このため、磁化Ｊ２５１が外部磁場Ｈｅｘの方向から大きくずれている場合と比較して、外部磁場Ｈｅｘの強度に対する出力の変化がより高い直線性を示すと共に、より高い出力が得られる。
【００２７】
一般に、ＭＲ素子に印加される外部磁場の強さとＭＲ素子の出力（抵抗）の大きさとの関係は、例えば図４に示したグラフＧ１のような曲線で表される。しかし、外部磁場の変化を検出する磁気検出素子に用いられるＭＲ素子としては、外部磁場の強さに対し、その出力変化（抵抗変化）が図４に示したグラフＧ２のような直線に近いことが望ましい。このような高い直線性は、ＭＲ素子に対し、より強度の大きなバイアス磁場を印加することで得られる。
【００２８】
しかしながら、そのような強い強度のバイアス磁場の印加は、ＭＲ素子の感度を低下させることとなる。磁化自由層の磁化の回転が強力なバイアス磁場により抑制されるからである。さらに、強い強度のバイアス磁場は、外部磁場の影響を本来は受けにくい磁化固着層の磁化の向きをも変えてしまうこととなる。例えば、図５Ａに示したように、バイアス磁石３Ａ，３Ｂが着磁されていない状態（消磁状態）において、磁化Ｊ２５１の向きを外部磁場Ｈｅｘの向きと一致させるとする。その場合、バイアス磁場Ｈｂの強度によっては、例えば図５Ｂに示したように、ピンド層２５１の磁化Ｊ２５１の向きが外部磁場Ｈｅｘの向きと大きく異なることとなる。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、磁化Ｊ２５１の向きを、バイアス磁場Ｈｂを印加した状態（着磁状態）で外部磁場Ｈｅｘの向きと一致させるようにした。これにより、外部磁場Ｈｅｘが零（Ｈｅｘ＝０）の場合、磁化自由層２３の磁化Ｊ２３の向きがバイアス磁場Ｈｂと一致するので、磁化Ｊ２３の向きと磁化Ｊ２５１の向きとが実質的に直交することとなる。その結果、ＭＲ素子２は、外部磁場Ｈｅｘに対する出力変化がより高い直線性を示す領域において、外部磁場Ｈｅｘの変化を検出することができる。すなわち、磁気検出素子１の感度が向上する。
【００３０】
ここで、下記の式（１）を満たす場合、本実施の形態の磁気検出素子１の感度は、比較例としての磁気検出素子１０１の感度を基準としてｎ％以上の向上が見込まれる。図６に、θ２−θ１とθとの関係において、１％以上の感度向上が見込まれる領域Ｒ１と、５％以上の感度向上が見込まれる領域Ｒ５とを例示する。図６では、実線よりもθ２−θ１が大きい領域が領域Ｒ１であり、破線よりもθ２−θ１が大きい領域が領域Ｒ５である。
【００３１】
ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ×ｔａｎ（θ２−θ１）≧１＋０．０１×ｎ  ……（１）
【００３２】
式（１）において、θは消磁状態での磁化Ｊ２５３の向き２５３Ａと、その後に印加するバイアス磁場Ｈｂの向きとのなす角度である。またθ１は、消磁状態での磁化Ｊ２５３の向き２５３Ａと、着磁状態での磁化Ｊ２５３の向き２５３Ｂとのなす角度である。さらにθ２は、バイアス磁場Ｈｂの影響を受けない場合の磁化Ｊ２５１の向き２５１ＢＢと、着磁状態での磁化Ｊ２５１の向き２５１Ｂとのなす角度である（図７参照）。なお、磁化Ｊ２５１の向き２５１ＢＢは、着磁状態での磁化Ｊ２５３の向き２５３Ｂと正反対の向き（１８０°反転した向き）である。
【００３３】
なお、角度θ２と角度θ１との差分の角度（θ２−θ１）は、以下のようにして求めることができる。まず、−Ｙ方向へのバイアス磁場ＨｂをＭＲ素子２に対して印加した状態での、通常時の感度Ｓ１を求める（図７参照）。感度Ｓ１は、図７に示した角度θ４などを用いて
Ｓ１∝ｃｏｓ（θ４）
＝ｃｏｓ（θ３−θ２）
＝ｃｏｓ[（π/２−θ＋θ１）−θ２]
＝ｃｏｓ[π/２−θ−（θ２−θ１）]  ……（２）
と表すことができる。
【００３４】
次に、一対のバイアス磁石３Ａ，３Ｂの消磁を行うことにより、角度θを求める。
【００３５】
そののち、例えば図８に示したように、通常と反対向きの＋Ｙ方向へバイアス磁石３Ａ，３Ｂを着磁し、＋Ｙ方向へのバイアス磁場ＨｂをＭＲ素子２に対して印加する。ここでθ１は、消磁状態での磁化Ｊ２５３の向き２５３Ａと、着磁状態での磁化Ｊ２５３の向き２５３Ｃとのなす角度である。さらにθ２は、バイアス磁場Ｈｂの影響を受けない場合の磁化Ｊ２５１の向き２５１ＣＣと、着磁状態での磁化Ｊ２５１の向き２５１Ｃとのなす角度である（図８参照）。なお、磁化Ｊ２５１の向き２５１ＣＣは、着磁状態での磁化Ｊ２５３の向き２５３Ｃと正反対の向き（１８０°反転した向き）である。
その状態で、感度Ｓ２を求めると、感度Ｓ２は、図８に示した角度θ６を用いて、
Ｓ２∝ｃｏｓ（θ６）
＝ｃｏｓ（θ５＋θ２）
＝ｃｏｓ[（π/２−θ１−θ）＋θ２]
＝ｃｏｓ[π/２−θ＋（θ２−θ１）]  ……（３）
と表すことができる。
【００３６】
ここで、Ｓ３＝ｔａｎ（π/２−θ）とすると、
上記の式（２）および式（３）から
ｔａｎ（θ２−θ１）＝（Ｓ１−Ｓ２）／[Ｓ３×（Ｓ１＋Ｓ２）]  ……（４）
となる。
【００３７】
角度θは既知であるから、式（４）からθ２−θ１が求められる。ここで、θ２−θ１は８°以上（θ２−θ１≧８°）であることが望ましい。図６に示したように、１％以上の感度の向上が見込めるからである。
【００３８】
［磁気検出素子の効果］
このように、本実施の形態の磁気検出素子１によれば、その寸法を拡大することなく、外部磁場Ｈｅｘについて優れた検出感度および検出精度を発揮することができる。
【００３９】
＜第２の実施の形態＞
［回転検出装置の構成］
続いて、図９などを参照して、本発明における第２の実施の形態としての回転検出装置１０の構成について説明する。図９は、回転検出装置１０を側方から眺めたときの全体構成を表す概略図である。また、図１０Ａ〜１０Ｃは、回転検出装置１０における主要な構成要素の配置位置や寸法比を表すと共に、回転検出装置１０の動作を表す拡大図である。
【００４０】
回転検出装置１０は、上記第１の実施の形態で説明した磁気検出素子１を備え、いわゆるギヤトゥースセンサや歯車センサと呼ばれるものでる。回転検出装置１０は、ギヤ１１と、このギヤ１１に対向して配置されると共に磁気検出素子１および磁石１２を内蔵する検出部１３とを備える。回転検出装置１０は、ギヤ１１の回転速度や回転角を、磁気検出素子１によって求めるものである。磁石１２は、磁気検出素子１を挟んでギヤ１１と反対側に位置する。ここで、磁気検出素子１では、バイアス磁石３Ａ，３ＢがＭＲ素子２に対して＋Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂを印加している。一方、磁石１２は、ギヤ１１および磁気検出素子１に向けて第３の方向（＋Ｚ方向）のバックバイアス磁場Ｈｂｂ（図１０Ａ〜１０Ｃ参照）を付与する。磁気検出素子１は、ＭＲ素子２によって、バックバイアス磁場Ｈｂｂの変化（Ｘ軸成分の変化）を検出する。また、図１０Ｄは、ギヤ１１から眺めたＭＲ素子２および磁石１２の位置関係を表す。図１０Ａ〜１０Ｄに示したように、磁石１２は、ＭＲ素子２よりも十分に大きい。ＭＲ素子２は、例えば長さ（Ｘ軸方向の寸法）が１ｍｍ、幅（Ｙ軸方向の寸法）が０．４ｍｍ、厚さ（Ｚ軸方向の寸法）が０．４ｍｍである。これに対し、磁石１２は、例えば長さが４ｍｍ、幅が３ｍｍ、厚さが２ｍｍである。
【００４１】
ギヤ１１は、円盤状をなす周縁部に、磁性体からなる凸部１１Ｔと凹部１１Ｕとが交互に例えば２〜７ｍｍ程度のピッチで配置されたものであり、矢印１１Ｒの方向に回転する。ギヤ１１の回転動作により、検出部１３におけるＭＲ素子２と最も近い位置に凸部１１Ｔと凹部１１Ｕとが交互に位置することとなる。凸部１１Ｔの頭頂部とＭＲ素子２との間隔ＡＧは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００４２】
［回転検出装置の動作］
この回転検出装置１０では、例えば図１０Ａの状態からギヤ１１が矢印１１Ｒの方向に回転すると、検出部１３におけるＭＲ素子２に対し、ギヤ１１における凸部１１Ｔと凹部１１Ｕとが交互に対向することとなる。その際、例えば図１０Ｂに示したように磁性体からなる凸部１１ＴがＭＲ素子２に近づくと、その背後に位置する磁石１２からのバックバイアス磁場Ｈｂｂの磁束が凸部１１Ｔに集中する。すなわちＸ軸方向の磁束の広がりは小さいので、バックバイアス磁場ＨｂｂのＸ軸成分は比較的小さい。一方、例えば図１０Ｃに示したように凸部１１ＴがＭＲ素子２から離れ、凹部１１ＵがＭＲ素子２に近づくと、バックバイアス磁場Ｈｂｂの磁束の一部はその凹部１１Ｕの両隣の凸部１１Ｔに向かう。すなわちＸ軸方向の磁束の広がりは大きくなるので、バックバイアス磁場ＨｂｂのＸ軸成分が比較的大きくなる。このバックバイアス磁場ＨｂｂのＸ軸成分の変化に応じて、ＭＲ素子２における磁化自由層２３の磁化Ｊ２３の向きが変化する。この変化に伴うＭＲ素子２の抵抗変化を利用して、ギヤ１１の回転角や回転速度を検出することができる。なお、検出部１３には、図９に示したように、ＭＲ素子２に対する電源電圧を供給する電源端子Ｖccや接地端子GND、およびＭＲ素子２からの出力を取り出すための出力端子Ｖoutが設けられている。
【００４３】
［回転検出装置の効果］
このように、本実施の形態の回転検出装置１０によれば、磁気検出素子１を備えるようにしたので、全体構成のコンパクト化を図りつつ、ギヤ１１の回転角や回転速度を高い精度で検出することができる。
【００４４】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、ＭＲ素子としてトンネルＭＲ素子を例に挙げて説明するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＣＰＰ型のＧＭＲ素子を採用することもできる。その場合、介在層２４を、例えばＡｕ（金），Ａｇ（銀）またはＣｕ（銅）などの高導電性かつ非磁性の材料からなる非磁性導電層とすればよい。
【００４５】
また、上記第２の実施の形態では、磁気検出素子を、ギヤトゥースセンサなどの回転検出装置について適用する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の磁気検出素子は、例えば、オープンタイプの電流センサなどの他のセンサに適用することもできる。このような電流センサは、導体を流れる電流により発生する磁場を検出することで、その電流の電流値を測定するものである。本発明の磁気検出素子を用いることで、電流値の測定をより正確に行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１…磁気検出素子、１０…回転検出装置、１１…ギヤ、１２…磁石、１３…検出部、２…磁気抵抗効果（ＭＲ）素子、２０…スピンバルブ構造、２１…上部電極、２２…下部電極、２３…磁化自由層、２４…介在層、２５…磁化固着層、２５１…ピンド層（第１の強磁性層）、２５２…結合層、２５３…ピンド層（第２の強磁性層）、２６…反強磁性層、３（３Ａ，３Ｂ）…バイアス磁石。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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