(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブリッジが載せられた基板と、
複数の磁束ガイドを含んでいるセットと、を備え、
前記ブリッジは、互いに電気的に接続された交互に配置されたプッシュアームおよびプルアームから構成され、
前記プッシュアームと前記プルアームは、それぞれ、Ｘ軸方向の磁界の成分を検出するための互いに電気的に接続された少なくとも１つの磁気抵抗検出素子を含んでおり、
前記磁束ガイドのすべてからなる前記セットが前記ブリッジのすべての前記磁気抵抗検出素子を覆っており、前記磁気抵抗検出素子の全体が前記磁束ガイドの下に配置されており、
前記プッシュアームの前記磁気抵抗検出素子と前記プルアームの前記磁気抵抗検出素子は間隔を置いて配置され、且つ前記プッシュアームの前記磁気抵抗検出素子と前記プルアームの前記磁気抵抗検出素子はそれぞれ前記磁束ガイドの中央長軸の下方の両側に位置しており、
前記磁束ガイドの長軸がＹ軸に平行であり、前記磁束ガイドの短軸がＸ軸に平行であり、
前記磁気抵抗検出素子がＧＭＲまたはＴＭＲ検出素子であり、そのＧＭＲまたはＴＭＲ検出素子のピン層が同じ磁化方向を有する、単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項２】
左右の最外側と中央に位置する３つの前記磁束ガイドの下方には前記磁気抵抗検出素子が配置されていない、請求項１に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項３】
前記磁気抵抗検出素子の長さと幅との間の比が１よりも大きい、請求項１または２に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項４】
外部磁界がもたらされていないときに、前記磁気抵抗検出素子の強磁性フリー層の磁化方向がＹ軸に平行であり、前記ピン層の磁化方向がＸ軸に平行である、請求項１または２に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項５】
前記磁気抵抗検出素子の前記強磁性フリー層の磁化方向は、永久磁石バイアス、二重交換バイアス、形状異方性、あるいは永久磁石バイアス、二重交換バイアスまたは形状異方性のうちの少なくとも２つからなる組み合わせによって、Ｙ軸に平行に向けられている、請求項４に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項６】
前記ピン層の磁化方向はＸ軸に平行になるようにされていて、前記強磁性フリー層の磁化方向は、形状異方性の使用によってＹ軸に平行に向けられており、前記磁気抵抗検出素子の長さと幅との間の比が３よりも大きい、請求項５に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項７】
前記プッシュアームと前記プルアームが同じ数の磁気抵抗検出素子を有し、その磁気抵抗検出素子の長軸がＹ軸に平行である、請求項１に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項８】
前記ブリッジが、ハーフブリッジ、フルブリッジまたは疑似ブリッジである、請求項１に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項９】
前記磁束ガイドは、幅Ｌｘよりも大きく且つ厚さＬｚよりも大きい長さＬｙを有し、前記磁束ガイドは、２つの隣り合う磁束ガイドの間の空間Ｓが前記幅Ｌｘ以上であるアレイにて配置され、前記磁束ガイドの材料は、Ｎｉ、Ｆｅ、ＣｏおよびＡｌのうちの１つ以上の元素を含む軟磁性合金である、請求項１に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項１０】
前記２つの隣り合う磁束ガイドの間の空間Ｓが２Ｌｘ〜３Ｌｘの範囲である、請求項９に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項１１】
前記ブリッジは、ワイヤボンドによって半導体パッケージのリードフレームへと接続され、標準的な半導体パッケージを形成するようにプラスチックに包まれている、請求項１に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項１２】
前記半導体パッケージの方法が、ワイヤボンディング、フリップチップ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージング、ウエハレベルパッケージング（ＷＬＰ）、またはチップオンボード（ＣＯＢ）パッケージングを含む、請求項１１に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項１３】
前記基板は、前記ブリッジに電気的に接続された集積回路を備える、請求項１に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項１４】
前記磁気抵抗検出素子は、前記磁束ガイドの下縁と前記磁束ガイドの中央との間の任意の位置に位置する、請求項１に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【請求項１５】
前記磁気抵抗検出素子は、前記磁束ガイドの縁から中心線までの距離の１／３〜２／３の間の任意の位置（１／３および２／３の地点を含む）に位置する、請求項１４に記載の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ技術の分野に関し、とくには単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗センサの技術が発展するにつれ、磁気抵抗センサは、ますます広く利用されるようになってきている。現在、磁気センサは、携帯電話機および他のモバイルデバイスにおいて電子コンパスとして広く使用されており、そのような製品の市場は、コストやパッケージングサイズに極めて敏感である。Ｘ−Ｙ平面における二次元の磁界に関して、平面内の磁界のＸおよびＹ成分の測定は、２つの直交するセンサを使用して実行できるが、Ｚ軸方向の磁界の測定については、多数の困難が存在するため、以下の技術的解決策が典型的に利用される。
【０００３】
（１）別個の単軸平面磁気抵抗センサを、２軸の平面センサに対して垂直に設置する。しかし、このやり方は以下の欠点を抱える。
【０００４】
１．Ｘ−Ｙの２軸の磁気抵抗センサとＺ軸の磁気抵抗センサが、設置される前はそれぞれ別々の素子である。即ち、このセンサは、パッケージングされるまでは単一のダイへと集積されておらず、したがって複雑な製造プロセスが必要とされる。
【０００５】
２．集積された製造プロセスに比べると、別々のセンサチップから組み立てられる３軸の磁気抵抗センサシステムにおける各々のセンサは整列の精度が悪く、したがってセンサの測定精度に悪影響が及ぶ。
【０００６】
３．Ｘ−Ｙの２軸の磁気抵抗センサに対してＺ軸の磁気抵抗センサが垂直であるため、Ｚ方向における組み立て後の３軸の磁気抵抗センサのパッケージのサイズが大きくなり、それによりデバイスのサイズが大きくなってパッケージングがより困難になる。
【０００７】
（２）Ｚ軸方向からの磁界をＸおよびＹ軸方向の磁界成分へと変換するために、磁束ガイドが当分野においてすでに使用されている。例えば、中国特許出願第２０１１１００９８２８６．８号が、面内のセンサの上方に磁束ガイドを配置することによってＺ軸方向の磁界の測定を実行する単一チップの３軸ＡＭＲセンサを開示している。しかし、その面内のセンサのすべてを磁束ガイドが完全には覆っていないので、Ｚ軸方向の磁界が、完全にはＸおよびＹ軸方向に変換されない。さらに、この出願に開示されているセンサの設計は、面内のセンサを、ノイズを減らすべく密にパッケージングすることを可能にしておらず、センサの温度補償とオフセットを制御することも困難である。加えて、中国特許出願第２０１３１０２０２８０１．１号は、平面に垂直なＺ軸の磁界成分を磁束ガイドのひずみ効果によってＸ−Ｙ平面における磁界成分へと変換し、次いで特定のアルゴリズムを用いて外部磁界のＸ、ＹおよびＺ軸の磁界成分を分離し、その後に算出された成分をデジタル信号出力へと変換する３軸のデジタルコンパスを開示している。この設計は、Ｚ軸方向の磁界を算出するために特定のアルゴリズムの使用を必要とするため、センサの設計がより複雑になるし、この設計は、参照のブリッジ構造を利用し、得られるセンサが非対称な出力特性を有するため、センサの出力にオフセットが生じる。
【０００８】
（３）Ｚ軸方向の磁界を部分的に感知するセンサが載せられる傾斜した平面を形成するように、基板を微細機械加工する。かかるプロセスは、極めて複雑であり、空間効率が低く、センサの配置においてセンサの性能を損ないかねない何らかのシャドウイング効果を引き起こし得る。
【０００９】
（４）Ｚ軸方向の磁界を、直交磁気異方性を持つ磁性材料を利用して測定する。例えば、米国特許出願第２０１３／０１６８７８７号Ａ１明細書は、直交磁気異方性材料を使用して外部磁界のＺ軸成分を測定する磁気センサを開示しているが、直交磁気異方性材料は、高い飽和保磁力を有し、磁気抵抗も小さい。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目標は、先行技術に存在する上述の問題を克服し、体積が小さく、コストが低く、感度が高く、線形性が良好であり、単純な製造プロセスで製造され、強い磁界を測定できる単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサを提供することにある。
【００１１】
上述の技術的目標を達成するために、本発明を、以下の技術的解決策によって実現することができる。
【００１２】
ブリッジが載せられた基板と、
少なくとも１つの磁束ガイドを備えた磁束ガイドのセットと、を備え、
ブリッジは、互いに電気的に接続された交互に配置されたプッシュアームおよびプルアームによって構成され、
プッシュアームとプルアームは、Ｘ軸方向の磁界の成分を検出するための互いに電気的に接続された少なくとも１つの磁気抵抗検出素子をそれぞれ含んでおり、
磁束ガイドのすべてからなるセットがブリッジの全体を覆っており、
磁束ガイドの長軸がＹ軸に平行であり、磁束ガイドの短軸がＸ軸に平行である、単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサ。
【００１３】
好ましくは、磁気抵抗検出素子がＧＭＲまたはＴＭＲ検出素子であり、そのＧＭＲまたはＴＭＲ検出素子のピン層が同じ磁化方向を有する。
【００１４】
好ましくは、磁気抵抗検出素子の長さと幅との間の比が１よりも大きい。
【００１５】
好ましくは、外部磁界がもたらされていないときに、磁気抵抗検出素子の強磁性フリー層の磁化方向がＹ軸に平行であり、ピン層の磁化方向がＸ軸に平行である。
【００１６】
好ましくは、磁気抵抗検出素子が、永久磁石バイアス、二重交換バイアス、形状異方性、あるいは永久磁石バイアス、二重交換バイアスまたは形状異方性のうちの少なくとも２つからなる組み合わせの使用を通じて、Ｙ軸に平行に向けられた磁化方向を持つ強磁性フリー層を有する。
【００１７】
好ましくは、ピン層の磁化方向がＸ軸に平行に設定され、強磁性フリー層の磁化方向は、形状異方性によってＹ軸に平行な方向に向けられ、磁気抵抗検出素子の長さと幅との間の比が３よりも大きい。
【００１８】
好ましくは、プッシュアームとプルアームが同じ数の磁気抵抗検出素子を有し、磁気抵抗検出素子の長軸がＹ軸に平行である。
【００１９】
好ましくは、ブリッジが、ハーフブリッジ、フルブリッジまたは疑似ブリッジである。
【００２０】
好ましくは、磁束ガイドが、幅Ｌｘよりも大きく且つ厚さＬｚよりも大きい長さＬｙを有し、磁束ガイドは、２つの隣り合う磁束ガイドの間の空間Ｓが幅Ｌｘ以上であるようにアレイにて配置される。磁束ガイドの材料は、Ｎｉ、Ｆｅ、ＣｏまたはＡｌのうちの１つ以上の元素を含む軟磁性合金である。
【００２１】
好ましくは、隣り合う２つの磁束ガイドの間の空間Ｓが２Ｌｘ〜３Ｌｘの範囲である。
【００２２】
好ましくは、ブリッジは、ワイヤボンドによって半導体パッケージのリードフレームへと接続され、標準的な半導体パッケージを形成するようにプラスチックに包まれている。
【００２３】
好ましくは、半導体パッケージの方法が、ワイヤボンディング、フリップチップ、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）パッケージング、ウエハ・レベル・パッケージング（ＷＬＰ）、またはチップ・オン・ボード（ＣＯＢ）パッケージングを含む。
【００２４】
好ましくは、基板が、ブリッジに電気的に接続された集積回路を備える。
【００２５】
好ましくは、磁気抵抗検出素子が、磁束ガイドの下縁と磁束ガイドの中央との間の任意の位置に位置する。
【００２６】
好ましくは、磁気抵抗検出素子が、磁束ガイドの縁に対して下部の外側の両側に位置する。
【００２７】
好ましくは、磁気抵抗検出素子が、磁束ガイドの縁から中心線までの距離の１／３〜２／３の間の任意の位置（１／３および２／３の地点を含む）に位置する。
【００２８】
好ましくは、単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサの感度を高めるために、磁気抵抗検出素子が磁束ガイドの下縁に近付くように動かされていて、磁束ガイドの厚さＬｚが増やされ、あるいは磁束ガイドの幅Ｌｘが減らされている。
【００２９】
先行技術と比べて、本出願は、以下の有益な効果を有する。
【００３０】
（１）小さいヒステリシス、良好な線形性および高い感度をセンサが有することができるように、且つ、センサの出力を強い磁界で飽和させることによりセンサの動作のダイナミックレンジを広げることができるように、細長い帯形状を有する複数の磁束ガイドが採用される。
【００３１】
（２）すべての磁気抵抗検出素子が磁束ガイドの下方に位置することで、面内の磁界成分の遮へいが促進され、必要なＺ軸方向の磁界がアルゴリズム的手法を使用することなく直接検出される。
【００３２】
（３）本発明の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサの動作磁界が２００ガウスを超えることができる。
【００３３】
（４）本発明の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサは、斜めの基板または傾けられたチップのパッケージングを必要とせず、製造が単純であり、パッケージングのプロセスが簡単であり、完全に集積化された製造に適合する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
本発明の実施形態の技術的解決策と技術をより分かりやすく説明するため、好ましい実施形態の説明に必要な添付の図面を以下で簡単に紹介する。当然ながら、以下の説明における図面は、本発明について考えられるすべての実施形態を挙げるものではなく、当業者であれば、創造的な努力を必要とすることなく、これらの図面から他の図面を導出することが可能である。
【００３５】
【図１】本発明の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサの概略的な構造図である。
【図２】磁束ガイドの周囲に分布したＺ軸方向の磁界の断面図である。
【図３】本発明の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサの概略的な回路図である。
【図４】磁束ガイドの周囲のＸ軸の磁界分布の断面図である。
【図５】磁束ガイドの周囲のＹ軸の磁界分布の断面図である。
【図６】Ｘ、ＹおよびＺ軸方向の磁界に対するセンサの出力電圧の推移の曲線である。
【図７】２つの隣り合う磁束ガイドの間の空間が５ミクロンである場合の磁気抵抗検出素子の位置に対するＸおよびＺ軸方向の測定磁界成分の曲線を示している。
【図８】２つの隣り合う磁束ガイドの間の空間が１５ミクロンである場合の磁気抵抗検出素子の位置に対するＸおよびＺ軸方向の測定磁界成分の曲線を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、実施形態との組み合わせにおいて図面を参照し、本発明を詳しく説明する。
【００３７】
実施形態
図１は、本発明の単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサの概略的な構造図である。センサが、基板１と、複数の磁気抵抗検出素子２および３と、複数の磁束ガイド４と、電気的に接続された導体５と、はんだパッド６〜９とを備えることを、図１から見て取ることができる。はんだパッド６〜９は、それぞれ電源端子ＶＢｉａｓ、接地端子ＧＮＤ、および電圧出力端子Ｖ＋およびＶ−として機能する。磁気抵抗検出素子２および３は、それぞれ磁束ガイド４の下方の長軸の各側に位置しており、磁束ガイド４は、すべての磁気抵抗検出素子を完全に覆うことができる。当然ながら、磁気抵抗検出素子２および３は、それぞれ磁束ガイド４の下方の長軸の両側において縁の外側に位置してもよい。この実施形態では、左右の最外側と中央に位置する３つの磁束ガイドの下方には磁気抵抗検出素子が配置されていないが、必要であれば、すべての磁束ガイドの下方に磁気抵抗検出素子を配置することもできる。すべての磁気抵抗検出素子２は、ブリッジのプッシュアームを形成するように互いに電気的に接続され、すべての磁気抵抗検出素子３は、ブリッジのプルアームを形成するように互いに電気的に接続され、プッシュアームとプルアームは間隔を置いて配置され、プッシュアーム、プルアームおよびはんだパッド６〜９は、電気的に接続された導体５によってブリッジを形成するように接続される。考えられる１つの実施形態においては、磁気抵抗検出素子が、磁束ガイドの短軸方向、即ちＸ軸方向に沿い、中央を含む磁束ガイドの下縁と磁束ガイドの中央との間の任意の位置に位置する場合に、単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサの線形動作の範囲を大きくできる。
【００３８】
磁気抵抗検出素子２および３は、ＧＭＲまたはＴＭＲ検出素子であってよく、この実施形態ではＴＭＲ検出素子が採用されている。磁気抵抗検出素子２および３は、正方形、ひし形または楕円の形状であってよいが、上記の形状に限られず、幅に対する長さの比が１よりも大きく、この例においては、長さが１５ミクロンであり、幅が１．５ミクロンである。磁気抵抗検出素子２および３は、同じ数を有し、その長軸の方向はＹ軸に平行であり、これらの磁気抵抗検出素子のピン層は、同じ磁化方向、即ち１１０を有する。外部磁界がもたらされていないとき、磁気抵抗検出素子２および３は、永久磁石のバイアス、二重交換相互作用、形状異方性、またはこれらの任意の組み合わせによって、強磁性のフリー層の磁化方向１１１がＹ軸に平行になり、ピン層の磁化方向１１０がＸ軸に平行になることを可能にする。Ｚ軸方向における外部磁界のＸ軸方向の成分の間の差を検出するために、磁化方向１１０と１１１は互いに垂直である。強磁性のフリー層の磁化方向を形状異方性によってピン層の磁化方向に垂直にできるようにすることが選択される場合、磁気抵抗検出素子２、３の長さと幅との間の比は、すべて３よりも大きい。
【００３９】
磁束ガイド４は矩形のアレイであるが、上述の形状に限られるわけではない。磁束ガイド４の長さＬｙは、幅Ｌｘよりも大きく、且つ厚さＬｚよりも大きく、隣り合う２つの磁束ガイドの間の空間Ｓは幅Ｌｘ以上であり、好ましくは空間Ｓの値は２Ｌｘ〜３Ｌｘである。磁束ガイド４の構成材料は、Ｎｉ、Ｆｅ、ＣｏおよびＡｌからなる群から選択される１つ以上の元素で構成される軟磁性合金であるが、上述の材料に限られるわけではない。好ましくは、幅Ｌｘが１〜２０ミクロンであり、長さＬｙが１０〜１０００ミクロンであり、厚さＬｚが１〜２０ミクロンであり、隣り合う２つの磁束ガイドの間の空間が１〜６０ミクロンである。
【００４０】
この実施形態では、入力と出力との接続、ならびにセンサチップとパッケージの引き出し端との間の電気的接続を達成するためにはんだパッドが採用されており、フリップチップ、ボール・グリッド・アレイ・パッケージング、ウエハ・レベル・パッケージング、およびチップ・オン・ボード・パッケージングなどの他の半導体パッケージング方法も使用可能である。さらには、ブリッジへと電気的に接続された集積回路が基板１上にさらに具現化されてもよい。
【００４１】
図２は、磁束ガイド４の周囲に分布したＺ軸方向の外部磁界１００の断面図である。磁束ガイド４の付近にて外部磁界のひずみが引き起こされてＸ軸方向の磁界成分が生じることが、この図の磁力線の分布状況から見て取ることができ、磁束ガイド４の下方に位置する磁気抵抗検出素子２および３がこの成分を正確に検出できるものの、その磁気抵抗検出素子２および３によって検出される磁界成分は反対の方向、即ちそれぞれ１０１と１０２である。検出されたＸ軸の磁界成分によって、加えられた外部磁界の大きさを知ることができる。磁束ガイド４を通過する外部磁界の磁界強度の大きさは、大きく減衰させられ得るため、強い強度（例えば、２００ガウス）の外部磁界が印加される場合であっても、それがセンサの動作磁界の範囲内である限りにおいて、センサは正常に作動し得る。
【００４２】
磁気抵抗検出素子の理想的な位置は、予想される用途に依存する。具体的には、本発明において提供されるセンサの感度が、主として以下のいくつかの因子、即ち磁束ガイド４の幅Ｌｘ、厚さＬｚおよび長さＬｙ、ならびに磁気抵抗検出素子２および３と磁束ガイド４の下縁との間の距離Ｌｅｄｇｅに依存する。磁気抵抗検出素子２および３が磁束ガイド４の縁から遠ざかり、あるいは磁束ガイド４の中央に近付くと、センサの感度が低くなるが、センサの飽和磁界は高くなり、例えばこの場合には、５００ガウスを上回る磁界においてセンサが正常に作動し得る。磁気抵抗検出素子２および３が磁束ガイド４の下縁に近付き、あるいは磁束ガイド４の厚さＬｚが大きくなり、もしくは幅Ｌｘが小さくなると、センサの感度を高めることができる。本発明において提供されるセンサは、全体としてのフォトリソグラフィ用マスクの組を変更することなく種々の用途に容易に適用することができる。
【００４３】
図３は、図２に対応する概略的な回路原理図である。いくつかの磁気抵抗検出素子２が、同等な磁気抵抗検出アームＲ２およびＲ２’を形成するように互いに電気的に接続され、いくつかの磁気抵抗検出素子３が、２つの同等な磁気抵抗Ｒ３およびＲ３’を形成するように互いに電気的に接続され、４つの検出アームが、フルブリッジを形成するように接続されている。Ｚ軸方向の外部磁界が印加されるとき、磁気抵抗検出アームＲ２、Ｒ２’およびＲ３、Ｒ３’の抵抗変化は反対の状況であり、したがってプッシュ−プルの出力を形成する。一般に、Ｒ２’＝Ｒ２であり、Ｒ３’＝Ｒ３である。回路の出力電圧が
【数１】
0006438959.tif 000002
であることを、図３から得ることができる。
【００４４】
図４は、磁束ガイド４の周囲に分布したＸ軸方向の外部磁界１０４の断面図である。この図から、磁気抵抗検出素子２および３が、磁気抵抗検出アームＲ２、Ｒ２’およびＲ３、Ｒ３’の抵抗変化を同じ状況にし得る同じ磁界を検出し、したがってプッシュ−プルの出力が形成されなくなり、センサが応答を生成しなくなることを、見て取ることができる。センサそれ自体の構造の説明に関しては、プッシュアームおよびプルアームが、ブリッジがきわめて良好なバランスの磁場勾配計の役割を果たし、したがってセンサがＸ軸方向の交差磁場に応答しないように、間隔を置いて配置される。
【００４５】
図５は、磁束ガイド４の周囲に分布したＹ軸方向の外部磁界１０３の断面図である。この図から、磁束ガイド４がＹ軸方向の外部磁界を完全に遮へいし、磁気抵抗検出素子がＹ軸方向の磁界に反応せず、したがって磁気抵抗検出素子がいかなる磁界成分も検出せず、よってセンサが応答しないことを、見て取ることができる。
【００４６】
図６は、Ｘ、ＹおよびＺ軸方向における磁界に対するセンサの出力電圧の関係の曲線である。図中の曲線上のデータは、実測されたデータである。ＸおよびＹ軸方向の磁界が印加されるときに、センサの出力電圧は０であり、図４と図５で得られる結論と一致していることが図６から見て取れる。Ｚ軸方向の磁界が印加されるときには、−２００〜２００ガウスの磁界の範囲において、センサによって生成される出力電圧が外部磁界の大きさとほぼ線形な関係にあり、センサの線形性が極めて良好であることが看取され得る。
【００４７】
図７は、隣り合う２つの磁束ガイドの間の空間が５ミクロンである場合の磁気抵抗検出素子の位置に対するＸおよびＺ軸方向の検出磁界成分の関係の曲線を示している。印加された外部磁界の大きさはすべて１０ガウスであり、曲線１６は、磁気抵抗検出素子の位置に対するＺ軸方向の外部磁界の関係の曲線である。磁束ガイドに進入する外部磁界が大きく減衰させられ、磁束ガイドの下方の磁気抵抗素子２および３によって検出される磁界はそれぞれＢＸ＋＝２．５Ｇ、ＢＸ−＝−２．５Ｇであるので、利得係数Ａｘｚ＝Ｂｘ／Ｂｚ＝（ＢＸ＋−ＢＸ−）／Ｂｚ＝０．５が得られることを曲線１６から見て取ることができ、Ｘ軸方向の外部磁界に曲線１７が対応しており、曲線１７によって、利得係数Ａｘｘ＝（ＢＸ＋−ＢＸ−）／Ｂｘ＝（−６＋６）／１０＝０を得ることができる。
【００４８】
図８は、隣り合う２つの磁束ガイドの間の空間が１５ミクロンである場合の磁気抵抗検出素子の位置に対するＺおよびＸ軸方向の検出磁界成分の関係の曲線１８および１９を示している。印加された外部磁界は、依然として１０ガウスである。曲線１８および１９から、利得係数Ａｘｚ＝（ＢＸ＋−ＢＸ−）／Ｂｚ＝（４＋４）／１０＝０．８、Ａｘｘ＝（ＢＸ＋−ＢＸ−）／Ｂｘ＝（−２．５＋２．５）／１０＝０を得ることができる。
【００４９】
図７および図８を比較することによって得られる結果から、隣り合う２つの磁束ガイドの間の空間に利得係数Ａｘｚが関係していることを知ることができる。空間が大きいほど、Ａｘｚの値は大きくなる。したがって、空間は、通常は磁束ガイド４の幅の２倍よりも大きくなるように設計される。
【００５０】
上記の検討はブリッジがフルブリッジである場合であり、ハーフブリッジおよび疑似ブリッジはフルブリッジと同じ動作原理を有するため、本明細書において詳しく繰り返すことはしないが、上記において得られた結論は、ハーフブリッジまたは疑似ブリッジ構造を有する単一チップＺ軸線形磁気抵抗センサにも当てはまる。上記は、あくまでも本発明の好ましい実施形態にすぎず、本発明を限定しようとするものではなく、当業者にとって、本発明は種々の変更形態および変形形態を有することができる。本発明の技術的思想および原理の範囲内で行われるあらゆる変更、均等な置き換え、改善などは、本発明の保護範囲に含まれる。
【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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