(57)【要約】【課題】  磁気抵抗効果素子を使用した磁気検出装置において、多層構造の膜の抵抗値をダメージを与えることなく、簡単に調整できるようにする。【解決手段】  基板の表面に、磁気抵抗効果素子層１１と参照抵抗層２１とが直列に接続されて形成され、参照抵抗層２２と磁気抵抗効果素子層１２とが直列に接続されて形成されている。そして、電力供給層３１と接地層３２との間に電圧が印加される。第１の出力導電層３３と参照抵抗層２１とが平行に延び、その一部が接続層３５で導通されている。また、参照抵抗層２２と第２の出力導電層３４とが平行に延び、その一部が接続層３６で導通されている。接続層３５と３６の位置を可変することにより、参照抵抗層２１，２２の抵抗値を調整できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界で電気抵抗が変化する磁気抵抗効果素子層と、外部磁界で電気抵抗が変化しない参照抵抗層とが直列に接続され、直列の前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層に電圧が印加されるとともに、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との中点電位を得る出力導電層が設けられている磁気検出装置において、
前記出力導電層は、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層の少なくとも一方の長手方向に沿って延び、且つ前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層の少なくとも一方と間隔を開けて並んで形成され、
前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、導電性の接続層を介して導通されており、前記接続層はその位置が選択されて形成されたものであることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、各層の幅方向に間隔を空けて形成されている請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、各層の厚み方向に間隔を空けて重ねられて形成されている請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項４】
外部磁界で電気抵抗が変化する第１の磁気抵抗効果素子層と、同じく外部磁界で電気抵抗が変化する第２の磁気抵抗効果素子層とが直列に接続され、直列の前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層に電圧が印加されるとともに、前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との中点電位を得る出力導電層が設けられている磁気検出装置において、
前記出力導電層は、前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層の少なくとも一方の長手方向に沿って延び、且つ前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層の少なくとも一方と間隔を開けて並んで形成され、
前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、導電性の接続層を介して導通されており、前記接続層はその位置が選択されて形成されたものであることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項５】
前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、各層の幅方向に間隔を空けて形成されている請求項４記載の磁気検出装置。
【請求項６】
前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、各層の厚み方向に間隔を空けて重ねられて形成されている請求項４記載の磁気検出装置。
【請求項７】
前記磁気抵抗効果素子層は、磁化方向が固定された固定磁性層と、外部磁界によって磁化方向が変化する自由磁性層と、前記固定磁性層と前記自由磁性層との間に位置する非磁性導電層とを有しており、
前記参照抵抗層は、前記磁気抵抗効果素子層の前記非磁性導電層と前記自由磁性層とが逆の順で積層されたものである請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気検出装置。
【請求項８】
前記第１の磁気抵抗効果素子層は、第１の方向の磁界が与えられたときに電気抵抗が変化し、第１の方向と逆向きである第２の方向磁界が与えられたときに電気抵抗が変化しないものであり、
前記第２の磁気抵抗効果素子層は、第２の方向の磁界が与えられたときに電気抵抗が変化し、第１の方向の磁界が与えられたときに電気抵抗が変化しないものである請求項４ないし６のいずれかに記載の磁気検出装置。
【請求項９】
外部磁界で電気抵抗が変化する磁気抵抗効果素子層と、外部磁界で電気抵抗が変化しない参照抵抗層とを直列に接続し、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との中点電位を得る出力導電層を形成する磁気検出装置の製造方法において、
前記出力導電層を、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層の少なくとも一方の長手方向に沿うように、且つ前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層の少なくとも一方と間隔を開けて並んで形成し、
前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との少なくとも一方と、前記出力導電層との間を、その位置を選択して形成した導電性の接続層を介して導通させることを特徴とする磁気検出装置の製造方法。
【請求項１０】
外部磁界で電気抵抗が変化する第１の磁気抵抗効果素子層と、同じく外部磁界で電気抵抗が変化する第２の磁気抵抗効果素子層とを直列に接続し、前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との中点電位を得る出力導電層を形成する磁気検出装置の製造方法において、
前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層の少なくとも一方の長手方向に沿って延び、且つ前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層の少なくとも一方と間隔を開けて並ぶ前記出力導電層を形成し、
前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との少なくとも一方と、前記出力導電層との間を、その位置を選択して形成した導電性の接続層を介して導通させることを特徴とする磁気検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗効果素子を使用して外部磁界の有無を検出する磁気検出装置に係り、特に抵抗値を修正して高精度な磁気検出を可能とした磁気検出装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
【背景技術】
【０００２】
外部環境によって抵抗値が変化する可変抵抗層を使用して、前記外部環境の変化を検出する場合に、通常は、前記可変抵抗層と、抵抗値が変化しない参照抵抗層とが直列に接続されて、直列の前記可変抵抗層と前記参照抵抗層に電圧が印加される。前記可変抵抗層と前記参照抵抗層の中点の電位を検出することで、使用環境温度の影響を大きく受けることなく、可変抵抗層の抵抗値の変化を検出することができる。
【０００３】
この種の検出装置では、参照抵抗層の抵抗値を調整して、可変抵抗層と参照抵抗層との中点電位を調整することが必要であり、好ましくは、参照抵抗層を調整して、前記中点電位が電源電圧の１／２の値に設定される。
【０００４】
前記参照抵抗層の抵抗値の調整は、前記参照抵抗層を形成した後に、参照抵抗層をトリミングして、参照抵抗層の抵抗値を所望の値に設定しているのが一般的である。
【特許文献１】特開２００１−１６７９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記参照抵抗層をトリミングして抵抗値の調整を行うのは、その調整作業が煩雑である。さらに前記参照抵抗が、単一の抵抗材料の層で形成されている場合には、前記参照抵抗層をトリミングしたときに、参照抵抗層に与えられるダメージはさほど問題にならない。
【０００６】
しかしながら、抵抗値を調整すべき抵抗層が、多層構造の磁気抵抗効果素子層であったり、または、磁気抵抗効果素子層と抵抗値を合わせるために、抵抗値を調整すべき参照抵抗層が磁気抵抗効果素子層と同様の多層構造である場合には、これら抵抗層をトリミングすると、多層構造の層間に過大な応力が作用するなどして、抵抗層の構造が部分的に破壊されて、温度特性が変化したり、磁気抵抗効果が劣化するおそれがある。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、抵抗値を自由に調整することができ、しかも抵抗値を調整した抵抗層にダメージを与えるのを防止できる磁気検出装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、外部磁界で電気抵抗が変化する磁気抵抗効果素子層と、外部磁界で電気抵抗が変化しない参照抵抗層とが直列に接続され、直列の前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層に電圧が印加されるとともに、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との中点電位を得る出力導電層が設けられている磁気検出装置において、
前記出力導電層は、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層の少なくとも一方の長手方向に沿って延び、且つ前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層の少なくとも一方と間隔を開けて並んで形成され、
前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、導電性の接続層を介して導通されており、前記接続層はその位置が選択されて形成されたものであることを特徴とするものである。
【０００９】
例えば、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、各層の幅方向に間隔を空けて形成されているものであり、あるいは、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、各層の厚み方向に間隔を空けて重ねられて形成されているものである。
【００１０】
また本発明は、外部磁界で電気抵抗が変化する第１の磁気抵抗効果素子層と、同じく外部磁界で電気抵抗が変化する第２の磁気抵抗効果素子層とが直列に接続され、直列の前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層に電圧が印加されるとともに、前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との中点電位を得る出力導電層が設けられている磁気検出装置において、
前記出力導電層は、前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層の少なくとも一方の長手方向に沿って延び、且つ前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層の少なくとも一方と間隔を開けて並んで形成され、
前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、導電性の接続層を介して導通されており、前記接続層はその位置が選択されて形成されたものであることを特徴とするものである。
【００１１】
例えば、前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、各層の幅方向に間隔を空けて形成されているものであり、あるいは、前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との少なくとも一方と、前記出力導電層とが、各層の厚み方向に間隔を空けて重ねられて形成されているものである。
【００１２】
本発明の磁気検出装置は、前記磁気抵抗効果素子層は、磁化方向が固定された固定磁性層と、外部磁界によって磁化方向が変化する自由磁性層と、前記固定磁性層と前記自由磁性層との間に位置する非磁性導電層とを有しており、
前記参照抵抗層は、前記磁気抵抗効果素子層の前記非磁性導電層と前記自由磁性層とが逆の順で積層されたものである場合に有効である。
【００１３】
また本発明は、前記第１の磁気抵抗効果素子層は、第１の方向の磁界が与えられたときに電気抵抗が変化し、第１の方向と逆向きである第２の方向磁界が与えられたときに電気抵抗が変化しないものであり、
前記第２の磁気抵抗効果素子層は、第２の方向の磁界が与えられたときに電気抵抗が変化し、第１の方向の磁界が与えられたときに電気抵抗が変化しないものである場合に有効である。
【００１４】
本発明は、多層構造の参照抵抗層や磁気抵抗効果素子層を、トリミングすることなく、その上に接続層を設置することで、抵抗値の調整が可能である。よって、抵抗値を調整した後に、特性が劣化することを避けることができる。
【００１５】
また、本発明は、外部磁界で電気抵抗が変化する磁気抵抗効果素子層と、外部磁界で電気抵抗が変化しない参照抵抗層とを直列に接続し、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との中点電位を得る出力導電層を形成する磁気検出装置の製造方法において、
前記出力導電層を、前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層の少なくとも一方の長手方向に沿うように、且つ前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層の少なくとも一方と間隔を開けて並んで形成し、
前記磁気抵抗効果素子層と前記参照抵抗層との少なくとも一方と、前記出力導電層との間を、その位置を選択して形成した導電性の接続層を介して導通させることを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、本発明は、外部磁界で電気抵抗が変化する第１の磁気抵抗効果素子層と、同じく外部磁界で電気抵抗が変化する第２の磁気抵抗効果素子層とを直列に接続し、前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との中点電位を得る出力導電層を形成する磁気検出装置の製造方法において、
前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層の少なくとも一方の長手方向に沿って延び、且つ前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層の少なくとも一方と間隔を開けて並ぶ前記出力導電層を形成し、
前記第１の磁気抵抗効果素子層と前記第２の磁気抵抗効果素子層との少なくとも一方と、前記出力導電層との間を、その位置を選択して形成した導電性の接続層を介して導通させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、調整すべき抵抗層と、その側方に位置する出力導電層との間に、場所を選んで接続層を設置するという簡単な方法で抵抗値を調整することが可能である。また抵抗層をトリミングしないため、抵抗層にダメージを与えることがなく、多層構造の磁気抵抗効果素子層や多層構造の参照抵抗層を、その特性を劣化させることなく抵抗値を調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態の磁気検出装置およびその製造方法を示す平面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線の拡大断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の拡大断面図である。また、図５は、図１に示す磁気検出装置の回路図である。
【００１９】
図１と図５に示す磁気検出装置１は、磁気抵抗効果素子層１１と参照抵抗層２１とが直列に接続され、参照抵抗層２２と磁気抵抗効果素子層１２とが直列に接続されている。直列に接続された磁気抵抗効果素子層１１と参照抵抗層２１に電圧が印加され、直列に接続された参照抵抗層２２と磁気抵抗効果素子層１２に電圧が印加される。そして、磁気抵抗効果素子層１１と参照抵抗層２１との中間から第１の出力（ＯＵＴ１）が得られ、参照抵抗層２２と磁気抵抗効果素子層１２との中間から第２の出力（ＯＵＴ２）が得られる。
【００２０】
磁気抵抗効果素子層１１と磁気抵抗効果素子層１２とは、同じ構造で且つ同じ平面パターン形状となるように形成されている。磁気抵抗効果素子層１１，１２の平面パターンはミアンダ形状であり、その実質的な長さ寸法を大きくして、基本となる抵抗値を高く確保できるようにしている。
【００２１】
図２に示すように、磁気抵抗効果素子層１１，１２は多層構造である。磁気抵抗効果素子層１１，１２は、磁気検出装置１の全体の基板２の上に、反強磁性層１３、固定磁性層１４、非磁性導電層１５、および自由磁性層１６の順に積層されて成膜されており、自由磁性層１６の表面が保護層１７で覆われている。
【００２２】
反強磁性層１３は、Ｉｒ−Ｍｎ合金（イリジウム−マンガン合金）などの反強磁性材料で形成されている。固定磁性層１４はＣｏ−Ｆｅ合金（コバルト−鉄合金）などの軟磁性材料で形成されている。非磁性導電層１５はＣｕ（銅）などである。自由磁性層１６は、Ｎｉ−Ｆｅ合金（ニッケル−鉄合金）などの軟磁性材料で形成されている。保護層１７はＴａ（タンタル）の層である。
【００２３】
磁気抵抗効果素子層１１，１２では、反強磁性層１３と固定磁性層１４との反強磁性結合により、固定磁性層１４の磁化の方向が固定されている。この実施の形態では、固定磁性層１４の磁化の方向がＸ２方向に向けられて固定されている。また、非磁性導電層１５を挟んで、固定磁性層１４と自由磁性層１６とが磁気的に結合され、外部磁界が作用していないときに、自由磁性層１６の磁化の方向がＸ２方向へ向けられて安定している。
【００２４】
図７は、前記磁気抵抗効果素子層１１，１２の特性線図を示している。縦軸は抵抗値であり、横軸が磁界の方向である。磁界の向きは、Ｘ１方向を（＋）で示し、Ｘ２方向を（−）で示している。磁気抵抗効果素子層１１，１２に対して、外部磁界の作用する方向が（−）方向、すなわちＸ２方向のときには、磁気抵抗効果素子層１１，１２の抵抗値は変化しない。（＋）方向、すなわちＸ１方向へ磁界が与えられ、この磁界の強さが所定値以上になると、抵抗値が上昇する。
【００２５】
また、抵抗値が上昇した後に、（＋）方向の磁界が弱まっていくと、抵抗値は低下するが、抵抗値の上昇と抵抗値の下降の際にヒステリシスを伴なう。ヒステリシス曲線の中間となる磁界の強さを、Ｈｉｎで示している。
【００２６】
参照抵抗層２１と参照抵抗層２２は、同じ構造で且つ同じ平面パターン形状となるように形成されている。参照抵抗層２１，２２の平面パターンはミアンダ形状である。図３に示すように、参照抵抗層２１，２２は、磁気抵抗効果素子層１１，１２と同様に多層構造であり、各層の材質と厚みは磁気抵抗効果素子層１１，１２と同じである。ただし、参照抵抗層２１，２２と磁気抵抗効果素子層１１，１２とでは、非磁性導電層１５と自由磁性層１６の積層の順番が逆であり、参照抵抗層２１，２２の層構造は、基板２側から順に、反強磁性層１３、固定磁性層１４、自由磁性層１６、非磁性導電層１５、そして保護層１７の順となっている。
【００２７】
参照抵抗層２１，２２と、磁気抵抗効果素子層１１，１２は、同じ基板２上に成膜されるため、参照抵抗層２１，２２内の固定磁性層１４は、磁気抵抗効果素子層１１，１２と同様に、磁化方向がＸ２方向へ固定されている。しかし、参照抵抗層２１，２２では、固定磁性層１４の上に自由磁性層１６が重ねられているため、外部磁界が作用しても抵抗値は変化しない。
【００２８】
しかも、参照抵抗層２１，２２と磁気抵抗効果素子層１１，１２とでは、層の構造および膜厚が同じであるため、環境温度の変化などに伴なう特性の変化を同じにできる。
【００２９】
図１に示すように、磁気抵抗効果素子層１１のＹ１側の一端１１ａと、その左側に位置する参照抵抗層２２のＹ１側の一端２２ａには、電力供給層３１が接続されている。下側に位置する磁気抵抗効果素子層１２のＹ２側の他端１２ｂと、参照抵抗層２１のＹ２側の他端２１ｂには、接地層３２が接続されている。接地層３２は、接地電位に設定され、接地層３２と電力供給層３１との間に所定の電源電圧が印加される。
【００３０】
前記磁気抵抗効果素子層１１のＹ２側の他端１１ｂには、第１の出力導電層３３が接続され、磁気抵抗効果素子層１２のＹ１側の一端１２ａには、第２の出力導電層３４が接続されている。前記電力供給層３１と接地層３２、および第１の出力導電層３３と第２の出力導電層３４は、前記磁気抵抗効果素子層１１，１２や、参照抵抗層２１，２２よりも電気抵抗が低い層であり、銅層、銀層、金層、あるいは銀粉や金粉を含む導電性インキなどで形成されている。
【００３１】
図１に示すように、ミアンダ型のパターンで形成された参照抵抗層２１は、Ｙ方向に直線的に延びる直線部２１ａを有している。前記第１の出力導電層３３の一部には、同じくＹ方向に直線状に延びる直線部３３ａが形成されている。参照抵抗層２１の直線部２１ａと、第１の出力導電層３３の直線部３３ａは、互いに離れて平行に配置されている。
【００３２】
そして、前記直線部２１ａと直線部３３ａとの間が、導電性の接続層３５を介して接続されている。この接続層３５は、図１において符号３５ａ，３５ｂで示すように、その位置を任意に選択して形成される。図２と図３に示すように、磁気抵抗効果素子層１１，１２と、参照抵抗層２１，２２は、被覆層１８で覆われている。この被覆層１８は非磁性で非導電性であり、例えば、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などの無機材料層、あるいは有機材料層で形成されている。
【００３３】
図３に示すように、所定の位置において、被覆層１８の一部が除去され、被覆層１８の上に、低抵抗の導電性材料により前記接続層３５が形成され、この接続層３５により、参照抵抗層２１の直線部２１ａと、第１の出力導電層３３の直線部３３ａとが導通される。接続層３５は、第１の出力導電層３３と同種の低抵抗材料で形成される。
【００３４】
図１に示すように、参照抵抗層２２は、Ｙ方向に直線的に延びる直線部２２ｂを有している。前記第２の出力導電層３４には、Ｙ方向に直線状に延びる直線部３４ａが形成され、直線部３４ａと直線部２２ｂは、互いに間隔を開けて平行に形成されている。そして、前記接続層３５と同様に、被覆層１８の上に形成される接続層３６によって、前記直線部２２ｂと直線部３４ａとが導通される。このときに、接続層３６は、その位置を任意に選択して形成される。よって、符号３６ａ，３６ｂで示す位置などに形成することが可能である。
【００３５】
図１に示す磁気検出装置１の製造過程では、同じ基板２上に、図１に示す磁気検出装置１が複数組同時に成膜して形成される。このとき同時に、基板２上に、モニター用の磁気抵抗効果素子層１１，１２と、モニター用の参照抵抗層２１，２２が形成される。モニター用の磁気抵抗効果素子層１１，１２およびモニター用の参照抵抗層２１，２２と、複数組の磁気検出装置１の各層は、同じプロセスで成膜される。よって、複数の磁気検出装置１を構成しているそれぞれの磁気抵抗効果素子層１１，１２とモニター用の磁気抵抗効果素子層１１，１２とでは、特性が同じであり、これはモニター用の参照抵抗層２１，２２においても同じである。
【００３６】
よって、モニター用の磁気抵抗効果素子層１１，１２とモニター用の参照抵抗層２１，２２の、それぞれの抵抗値を測定しておくことにより、参照抵抗層２１と参照抵抗層２２とで設定すべき抵抗値の好ましい値を算出することができる。例えば、磁界が与えられていないときの磁気抵抗効果素子層１１，１２の抵抗値を測定し、第１の出力導電層３３と第２の出力導電層３４が、共に電源電圧の中点の電位となるように、参照抵抗層２１，２２の抵抗値が決められる。この決められた抵抗値に基づいて、直線部２１ａにおいて、接続層３５を接続すべき位置を算出し、同様に直線部２２ｂにおいて、接続層３６を接続すべき位置を算出する。
【００３７】
この算出位置に基づいて、同じ基板２上に形成されている複数の磁気検出装置１のそれぞれに対して、接続層３５，３６を形成する位置を同じ位置に決定する。そして、決定された位置に対応して、図３に示すように、被覆層１８の一部が除去され、その上に接続層３５，３６が形成される。被覆層１８を除去する工程は、被覆層１８の表面にレジスト層を形成し、ステッパーによる露光さらには現像を行って、レジスト層の一部を除去し、その除去された部分において、ミリングやエッチングで被覆層１８を除去すればよい。または、被覆層１８を形成せずに、レジスト層を形成し、ステッパ−による露光と現像によって、レジストの一部を除去し、その部分に接続層３５，３６を成膜し、接続層３５，３６を成膜した後に、被覆層１８を形成してもよい。
【００３８】
なお、図１において、符号３５ｂおよび３６ａに示すように、接続層３５を、参照抵抗層２１，２２の直線部２１ａ，２２ｂよりも内側の直線部に導通させることも可能である。
【００３９】
図１と図５に示す磁気検出装置１では、外部から（＋）方向で所定の強度の磁界が与えられて、図７に示すように、磁気抵抗効果素子層１１，１２の抵抗値が上昇すると、第１の出力（ＯＵＴ１）の電圧が低下し、第２の出力（ＯＵＴ２）の電圧が上昇し、差動増幅器３により、第１の出力（ＯＵＴ１）と第２の出力（ＯＵＴ２）の２倍の電圧変化を得ることができる。差動増幅器３からの出力が所定のしきい値を越えるか否かでＯＮ−ＯＦＦの出力を切換えることにより、（＋）方向の所定の強度の磁界を検出することができる。
【００４０】
図４は本発明の第２の実施の形態の磁気検出装置１０１を示す平面図である。図６はその磁気検出装置１０１の回路図である。
【００４１】
この磁気検出装置１０１は、基板２の表面に、２つの第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２と、２つの第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２が形成されている。第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２と、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２は、図１に示した磁気抵抗効果素子層１１，１２および参照抵抗層２１，２２と同じミアンダパターンで形成されている。また、第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２と、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２の膜構成は、基本的に、図２に示すものと同じである。
【００４２】
すなわち、第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２と、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２は、共に基板２側から、反強磁性層１３、固定磁性層１４、非磁性導電層１５、自由磁性層１６、保護層１７の順に形成されている。
【００４３】
そして、反強磁性層１３と固定磁性層１４との反強磁性結合により、第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２と、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２の全てにおいて、固定磁性層１４の磁化方向が（−）方向、すなわちＸ２方向へ固定されている。ただし、外部磁界が作用していないときの自由磁性層１６の磁化の安定方向は、第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２で（−）方向であり、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２で（＋）方向である。
【００４４】
上記のように、固定磁性層１４の磁化の方向が全て（−）方向であって、自由磁性層１６の磁気の安定方向を（＋）方向とするか、（−）方向にするかは、例えば、非磁性導電層１５の膜厚を変化させることにより設定することが可能である。
【００４５】
図８は、外部磁界が与えられたときの第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２の抵抗値の変化を線図（ｉ）で示し、外部磁界が与えられたときの第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２の抵抗値の変化を線図（ｉｉ）で示している。縦軸が、それぞれの磁気抵抗効果素子層の抵抗値であり、横軸が磁界の強さを示している。
【００４６】
図８に示すように、磁気検出装置１０１に作用する（＋）方向の磁界が所定値を越えると、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２の抵抗値が変化することなく、第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２の抵抗値が上昇する。よって、（＋）方向の磁界が作用するときには、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２が参照抵抗として機能し、（＋）方向の磁界が所定以上の値になると、第１の出力（ＯＵＴ１）の電圧が低下し、第２の出力（ＯＵＴ２）の電圧が上昇する。図６の回路図に示すように、差動増幅器４により、第１の出力または第２の出力の２倍の電圧変化を得ることができる。
【００４７】
図８に示すように、磁気検出装置１０１に作用する（−）方向の磁界が所定値を越えると、第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２の抵抗値が変化することなく、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２の抵抗値が下降する。よって、（−）方向の磁界が作用するときには、第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２が参照抵抗として機能する。この場合も、（−）方向の磁界が所定以上の値になると、第１の出力（ＯＵＴ１）の電圧が低下し、第２の出力（ＯＵＴ２）の電圧が上昇する。図６の回路図に示すように、差動増幅器４により、第１の出力または第２の出力の２倍の電圧変化を得ることができる。
【００４８】
すなわち、この磁気検出装置１０１は、（＋）方向の磁界が与えられたときと、（−）方向の磁界が与えられたときとで、同じ磁気検出出力が得られる。
【００４９】
図４に示すように、第１の磁気抵抗効果素子層１１１の一端１１１ａと、第２の磁気抵抗効果素子層１２２の一端１２１ａに、電力供給層３１が接続されている。また、第２の磁気抵抗効果素子層１２１の他端１２１ｂと、第１の磁気抵抗効果素子層１１２の他端１１２ｂには、接地層３２が接続されている。
【００５０】
図４に示すように、第１の磁気抵抗効果素子層１１１にはＹ２方向に延びる直線部１１１ｂが形成され、第２の磁気抵抗効果素子層１２１にもＹ１方向に延びる直線部１２１ｂが形成されている。第１の出力導電層１３３には、前記直線部１１１ｂと間隔を空けて平行に延びる直線部１３３ａと、前記直線部１２１ｂと間隔を空けて平行に延びる直線部１３３ｂを有している。そして、直線部１１１ｂと直線部１３３ａとの間が、接続層１３５で接続され、直線部１２１ｂと直線部１３３ｂとの間が、接続層１３６で接続されている。
【００５１】
また、第２の磁気抵抗効果素子層１２２にはＹ２方向に延びる直線部１２２ｂが形成され、第１の磁気抵抗効果素子層１１２にはＹ１方向に延びる直線部１１２ａが形成されている。第２の出力導電層１３４には、前記直線部１２２ｂと平行に延びる直線部１３４ａと、前記直線部１１２ａと平行に延びる直線部１３４ｂが形成されている。そして、直線部１２２ｂと直線部１３４ａとが接続層１３７で接続され、直線部１１２ａと直線部１３４ｂとが接続層１３８で接続されている。
【００５２】
図４に示すように、前記各接続層１３５，１３６，１３７，１３８は、破線で示すように、いずれもその位置を選択して形成することができ、その結果、第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２と、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２の双方の、磁界が作用していないときの抵抗値を調整できるようになっている。
【００５３】
なお、図１の実施の形態では、参照抵抗層２１，２２の抵抗値を調整しているが、磁気抵抗効果素子層１１，１２の抵抗値を調整してもよく、双方の調整ができるようにしてもよい。また図４の実施の形態において、第１の磁気抵抗効果素子層１１１，１１２のみの抵抗値を調整できるようにしてもよいし、第２の磁気抵抗効果素子層１２１，１２２のみの抵抗値を調整できるようにしてもよい。
【００５４】
図９は、図１ないし図３に示した第１の実施の形態の変形例を示す断面図である。図９では、第１の実施の形態と同じ構成部分には、同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００５５】
この磁気検出装置２０１では、参照抵抗層２１の上に被覆層１８が形成されており、この被覆層１８の上に第１の出力導電層３３の直線部３３ａが形成されている。よって、参照抵抗層２１と、第１の出力導電層３３の直線部３３ａは、両層の厚み方向に間隔を空け、且つ厚み方向に重複するように重ねられて形成されている。そして、参照抵抗層２１と、第１の出力導電層３３の直線部３３ａは、互いに平行に形成されている。
【００５６】
参照抵抗層２１と、第１の出力導電層３３の直線部３３ａとは、接続層３５ｄにより接続されている。この接続層３５ｄは、図１に示した実施の形態と同様に、参照抵抗層２１の長手方向に沿ういずれかの位置に選択して形成され、接続層３５ｄを形成する位置を選択することにより、磁気抵抗効果素子層１１と参照抵抗層２１との抵抗値の比を適正に決めることができる。
【００５７】
接続層３５ｄは、第１の出力導電層３３の直線部３３ａと一体に形成してもよいし、別体に形成してもよい。図１に示した実施の形態と同様に、同じロットごとに接続層３５ｄを形成する位置を予め決めておき、その位置において、被覆層１８の一部をミリングやエッチングなどにより除去し、その部分に接続層３５ｄを形成する。そして、その上に直線部３３ａを形成すればよい。
【００５８】
また、図４以下に示す第２の実施の形態においても、第２の磁気抵抗効果素子層１２１と直線部１３３ｂとを、その厚さ方向に重なるように形成し、直線部１３３ｂを形成する前の工程で接続層を形成してもよい。
【００５９】
上記各実施の形態では、多層膜の積層構造である磁気抵抗効果素子層や参照抵抗層にダメージを与えることなく、それぞれの抵抗値を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気検出装置を示す平面図、
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図、
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図、
【図４】本発明の第２の実施の形態の磁気検出装置を示す平面図、
【図５】第１の実施の形態の磁気検出装置の回路図、
【図６】第２の実施の形態の磁気検出装置の回路図、
【図７】第１の実施の形態の磁気抵抗効果素子層の特性線図、
【図８】第２の実施の形態の第１の磁気抵抗効果素子層と第２の磁気抵抗効果素子層の特性線図、
【図９】第１の実施の形態の磁気検出装置の変形例を示す断面図、
【符号の説明】
【００６１】
１  磁気検出装置
２  基板
３，４  差動増幅器
１１，１２  磁気抵抗効果素子層
２１，２２  参照抵抗層
２１ａ，２２ｂ  直線部
３１  電力供給層
３２  接地層
３３  第１の出力導電層
３３ａ  直線部
３４  第２の出力導電層
３４ａ  直線部
３５，３６  接続層
１０１  磁気検出装置
１１１，１１２  第１の磁気抵抗効果素子層
１１１ｂ，１１２ａ  直線部
１２１，１２２  第２の磁気抵抗効果素子層
１２１ａ，１２２ｂ  直線部
１３３  第１の出力導電層
１３３ａ，１３３ｂ  直線部
１３４  第２の出力導電層
１３４ａ，１３４ｂ  直線部
１３５，１３６，１３７，１３８  接続層
２０１  磁気検出装置
【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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