(57)【要約】【課題】  センサ感度が高くなりすぎないように制御できるとともに、検知磁界とは異なる方向からの外乱磁界に対する外乱磁界耐性を向上させ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。【解決手段】  間隔を空けて配置された第１軟磁性部材１２ａと第２軟磁性部材１２ｂとを備える。磁気抵抗効果素子は、第１軟磁性部材と垂直方向（Ｚ）にて一部が対向する第１素子部１１ａと、第２軟磁性部材と垂直方向にて一部が対向する第２素子部１１ｂとを有する。第１素子部１１ａは第１軟磁性部材のＸ２端部１４側にて配置され、第２素子部１１ｂは第２軟磁性部材のＸ１端部１５側に配置されている。各素子部１１ａ，１１ｂのオーバーラップ寸法は、同一寸法Ｗ１である。各素子部の感度軸方向Ｐは同一方向であり、検知磁界Ｈ３に対して感度を備える。第１素子部と前記第２素子部とは直列に接続されている。【選択図】図１
2013210335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に磁性層と非磁性層とが積層されて成る磁気抵抗効果を発揮する磁気抵抗効果素子と、前記基板のなす面に対して垂直方向に前記磁気抵抗効果素子と間隔を空けて配置された軟磁性体と、を有し、
前記基板のなす面に水平な面内にて直交する２方向を、Ｘ１−Ｘ２方向とＹ１−Ｙ２方向としたとき、
前記軟磁性体は、前記Ｘ１−Ｘ２方向に間隔を空けて配置された第１軟磁性部材と第２軟磁性部材とを備え、
前記磁気抵抗効果素子は、前記第１軟磁性部材と前記垂直方向にて少なくとも一部が対向する第１素子部と、前記第２軟磁性部材と前記垂直方向にて少なくとも一部が対向する第２素子部とを有し、
前記第１素子部は前記第１軟磁性部材のＸ２端部側にて配置され、前記第２素子部は前記第２軟磁性部材のＸ１端部側に配置されており、前記垂直方向からの矢視にて、前記第１軟磁性部材のＸ２端部から前記第１素子部のＸ１端部までの前記Ｘ１−Ｘ２方向への距離と、前記第２軟磁性部材のＸ１端部から前記第２素子部のＸ２端部までの前記Ｘ１−Ｘ２方向への距離とが同一寸法であり、
前記第１素子部と前記第２素子部の感度軸方向は前記Ｘ１−Ｘ２方向で且つ同一方向であり、前記第１素子部及び前記第２素子部は、前記Ｘ１−Ｘ２方向からの検知磁界に対して感度を備えており、
前記第１素子部と前記第２素子部とは直列に接続されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記第１素子部のＸ２端部と、前記第１軟磁性部材のＸ２端部とが前記垂直方向にて一致しているか、あるいは、前記第１素子部のＸ２端部は、前記第１軟磁性部材のＸ２端部よりもＸ２側にはみ出しており、
前記第２素子部のＸ１端部と、前記第２軟磁性部材のＸ１端部とが前記垂直方向にて一致しているか、あるいは、前記第２素子部のＸ１端部は、前記第２軟磁性部材のＸ１端部よりもＸ１側にはみ出している請求項１記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記第１軟磁性部材及び前記第２軟磁性部材は、前記Ｘ１−Ｘ２方向への幅寸法に比べてＹ１−Ｙ２方向の長さ寸法のほうが長く形成されており、
前記第１素子部及び前記第２素子部は、前記Ｘ１−Ｘ２方向への幅寸法に比べてＹ１−Ｙ２方向の長さ寸法のほうが長く形成されている請求項１又は２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記第１軟磁性部材及び前記第２軟磁性部材の前記Ｙ１−Ｙ２方向への長さ寸法は、前記第１素子部及び前記第２素子部の前記Ｙ１−Ｙ２方向への長さ寸法より長く、前記第１軟磁性部材及び前記第２軟磁性部材の各Ｙ１側端部及び各Ｙ２側端部は、夫々、前記第１素子部及び前記第２素子部の各Ｙ１側端部及び各Ｙ２側端部よりもＹ１−Ｙ２方向にはみ出している請求項３記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記磁気抵抗効果素子と固定抵抗素子とを組み合わせて、あるいは、前記感度軸方向が互いに異なる複数の前記磁気抵抗効果素子を組み合わせて、ブリッジ回路が構成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記第１素子部と前記第２素子部からなる組が複数、積層されており、前記第１軟磁性部材のＸ２端部から前記第１素子部のＸ１端部までの前記Ｘ１−Ｘ２方向への距離及び前記第２軟磁性部材のＸ１端部から前記第２素子部のＸ２端部までの前記Ｘ１−Ｘ２方向への距離が、各組で異なっている請求項１ないし５のいずれか１項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、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子と非接触の軟磁性体とを備える磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来における磁気センサの一部を示す部分拡大平面図である。
符号１は磁気抵抗効果素子であり、図９（ｂ）に示すように磁気抵抗効果素子１は基板２上に形成される。磁気抵抗効果素子１の表面は絶縁層３で覆われており、軟磁性体４が絶縁層３の表面に形成される。磁気抵抗効果素子１と軟磁性体４とは非接触である。
【０００３】
磁気抵抗効果素子１のＹ１−Ｙ２方向の両端には電極５，５が接続されている。軟磁性体４は、Ｘ１−Ｘ２方向に間隔を空けて第１軟磁性部材４ａと第２軟磁性部材４ｂとに分けられる。
【０００４】
図９（ａ）に示す平面視（基板２のなす面（表面）に対して垂直方向（Ｚ）からの矢視Ｄ）にて磁気抵抗効果素子１は、第１軟磁性部材４ａと第２軟磁性部材４ｂとの間であってＸ１−Ｘ２方向の略中心に位置している。
【０００５】
磁気抵抗効果素子１の感度軸方向は、Ｘ１−Ｘ２方向と平行な方向である。したがって図９（ａ）（ｂ）に示すように、磁気抵抗効果素子１はＸ１−Ｘ２方向に向く検知磁界Ｈ１に反応して電気抵抗が変化する。
【０００６】
一方、図９（ａ）（ｂ）に示すＹ１−Ｙ２方向に向く外乱磁界Ｈ２は、軟磁性体４内を通り磁気抵抗効果素子１に対してシールドされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１６２４９９号公報
【特許文献２】特開２００３−２９４８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図９に示す従来の磁気センサの構造では、地磁気のように検知磁界Ｈ１が微弱であっても図９（ｂ）に示すように検知磁界Ｈ１は軟磁性体４内を通って磁気抵抗効果素子１に流入する磁路Ｍ１が構成される。このとき磁路Ｍ１は、各軟磁性部材４ａ，４ｂの端部間に生じており、磁気抵抗効果素子１に印加される磁界強度は見かけ上、増幅される。
【０００９】
これにより、センサ感度（出力）が高くなりすぎて、検知磁界Ｈ１に対する測定レンジが非常に小さくなってしまう問題があった。
【００１０】
特許文献１，２の構成では、図９と同様に、磁気抵抗効果素子１に印加される検知磁界の磁界強度は増幅されることになり、上記した従来課題を解決できない。
【００１１】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、センサ感度が高くなりすぎないように制御できるとともに、検知磁界とは異なる方向からの外乱磁界に対する外乱磁界耐性を向上させ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】
【００１２】
本発明における磁気センサは、
基板上に磁性層と非磁性層とが積層されて成る磁気抵抗効果を発揮する磁気抵抗効果素子と、前記基板のなす面に対して垂直方向に前記磁気抵抗効果素子と間隔を空けて配置された軟磁性体と、を有し、
前記基板のなす面に水平な面内にて直交する２方向を、Ｘ１−Ｘ２方向とＹ１−Ｙ２方向としたとき、
前記軟磁性体は、前記Ｘ１−Ｘ２方向に間隔を空けて配置された第１軟磁性部材と第２軟磁性部材とを備え、
前記磁気抵抗効果素子は、前記第１軟磁性部材と前記垂直方向にて少なくとも一部が対向する第１素子部と、前記第２軟磁性部材と前記垂直方向にて少なくとも一部が対向する第２素子部とを有し、
前記第１素子部は前記第１軟磁性部材のＸ２端部側にて配置され、前記第２素子部は前記第２軟磁性部材のＸ１端部側に配置されており、前記垂直方向からの矢視にて、前記第１軟磁性部材のＸ２端部から前記第１素子部のＸ１端部までの前記Ｘ１−Ｘ２方向への距離と、前記第２軟磁性部材のＸ１端部から前記第２素子部のＸ２端部までの前記Ｘ１−Ｘ２方向への距離とが同一寸法であり、
前記第１素子部と前記第２素子部の感度軸方向は前記Ｘ１−Ｘ２方向で且つ同一方向であり、前記第１素子部及び前記第２素子部は、前記Ｘ１−Ｘ２方向からの検知磁界に対して感度を備えており、
前記第１素子部と前記第２素子部とは直列に接続されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明では、感度軸方向が同じ方向の第１素子部と第２素子部とを直列に接続しており、Ｘ１−Ｘ２方向からの検知磁界を検知することができる。このとき本発明では、少なくとも第１素子部の一部及び少なくとも第２素子部の一部を、夫々、第１軟磁性部材及び第２軟磁性部材と垂直方向にて対向させている。このような構成にすることで、各軟磁性部材の端部間で生じる強い磁界強度が各素子部に影響しにくくなり、第１素子部及び第２素子部に印加される磁界強度を従来よりも減衰できる。よって本発明では、磁気センサのセンサ感度（出力）が高くなりすぎないように制御でき、検知磁界の測定レンジを広げることができる。
【００１４】
加えて本発明では、Ｙ１−Ｙ２方向に作用する外乱磁界を第１軟磁性部材及び第２軟磁性部材によりシールドできる。しかも少なくとも第１素子部の一部及び少なくとも第２素子部の一部を、夫々、第１軟磁性部材及び第２軟磁性部材と垂直方向にて対向させることでシールド効果をより高めることができる。さらに本発明では、垂直方向からの矢視にて、第１軟磁性部材のＸ２端部から第１素子部のＸ１端部までの幅寸法と、第２軟磁性部材のＸ１端部から第２素子部のＸ２端部までの幅寸法とを同一寸法としている。このため、垂直方向からの外乱磁界を、第１素子部と第２素子部との間で適切にキャンセルすることができる。以上により、本発明ではセンサ感度が高くなり過ぎないように適度に制御でき、従来よりも広い測定レンジを得ることができるとともに、優れた外乱磁界耐性を備える磁気センサにできる。
【００１５】
本発明では、前記第１素子部のＸ２端部と、前記第１軟磁性部材のＸ２端部とが前記垂直方向にて一致しているか、あるいは、前記第１素子部のＸ２端部は、前記第１軟磁性部材のＸ２端部よりもＸ２側にはみ出しており、
前記第２素子部のＸ１端部と、前記第２軟磁性部材のＸ１端部とが前記垂直方向にて一致しているか、あるいは、前記第２素子部のＸ１端部は、前記第２軟磁性部材のＸ１端部よりもＸ１側にはみ出していることが好ましい。これにより、センサ感度と検知磁界の測定レンジの双方を適度に制御できる。
【００１６】
また本発明では、前記第１軟磁性部材及び前記第２軟磁性部材は、前記Ｘ１−Ｘ２方向への幅寸法に比べてＹ１−Ｙ２方向の長さ寸法のほうが長く形成されており、
前記第１素子部及び前記第２素子部は、前記Ｘ１−Ｘ２方向への幅寸法に比べてＹ１−Ｙ２方向の長さ寸法のほうが長く形成されていることが好ましい。Ｙ１−Ｙ２方向の外乱磁界に対するシールド効果を高めることができる。また第１素子部及び第２素子部に形状異方性を付与でき、ヒステリシス及びリニアリティを効果的に改善することができる。
【００１７】
また本発明では、前記第１軟磁性部材及び前記第２軟磁性部材の前記Ｙ１−Ｙ２方向への長さ寸法は、前記第１素子部及び前記第２素子部の前記Ｙ１−Ｙ２方向への長さ寸法より長く、前記第１軟磁性部材及び前記第２軟磁性部材の各Ｙ１側端部及び各Ｙ２側端部は、夫々、前記第１素子部及び前記第２素子部の各Ｙ１側端部及び各Ｙ２側端部よりもＹ１−Ｙ２方向にはみ出していることが好ましい。これにより、軟磁性体のシールド効果を高めることができる。
【００１８】
また本発明では、前記磁気抵抗効果素子と固定抵抗素子とを組み合わせて、あるいは、前記感度軸方向が互いに異なる複数の前記磁気抵抗効果素子を組み合わせて、ブリッジ回路が構成されていることが好ましい。
【００１９】
また本発明では、前記第１素子部と前記第２素子部からなる組が複数、積層されており、前記第１軟磁性部材のＸ２端部から前記第１素子部のＸ１端部までの前記Ｘ１−Ｘ２方向への距離及び前記第２軟磁性部材のＸ１端部から前記第２素子部のＸ２端部までの前記Ｘ１−Ｘ２方向への距離が、各組で異なっている構成にもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、センサ感度が高くなり過ぎないように適度に制御でき、従来よりも検知磁界の測定レンジを広げることができるとともに、優れた外乱磁界耐性を備える磁気センサにできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（ａ）は、第１実施形態における磁気センサの部分平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す磁気センサをＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た部分縦断面図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）は、いずれも図１（ｂ）と同じ部分縦断面を示し、特に、図２（ａ）は、検知磁界Ｈ３が印加されたときの磁気センサ内での磁路を説明するための説明図であり、図２（ｂ）は、垂直方向からの外乱磁界Ｈ５が印加されたときの磁気センサ内での磁路を説明するための説明図である。
【図３】図３は、第２実施形態における磁気センサの部分平面図である。
【図４】図４は、第３実施形態における磁気センサの部分縦断面図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）は、本実施形態における磁気センサの回路図を示す。
【図６】図６は、磁気抵抗効果素子の部分拡大縦断面図を示す。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｅ）は、第１素子部及び第２素子部の軟磁性体に対するオーバーラップ寸法を変化させたときの検知磁界とセンサ出力との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、オーバーラップ寸法とセンサ感度との関係を示すグラフである。
【図９】図９（ａ）は、従来における磁気センサの一部を示す部分平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す磁気センサをＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向から見た部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１（ａ）は、第１実施形態における磁気センサの部分平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す磁気センサをＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た部分縦断面図である。図２（ａ）（ｂ）は、いずれも図１（ｂ）と同じ部分縦断面を示し、特に、図２（ａ）は、検知磁界Ｈ３が印加されたときの磁気センサ内での磁路を説明するための説明図であり、図２（ｂ）は、垂直方向からの外乱磁界Ｈ５が印加されたときの磁気センサ内での磁路を説明するための説明図である。図３は、第２実施形態における磁気センサの部分平面図である。図４は、第３実施形態における磁気センサの部分縦断面図である。図５（ａ）（ｂ）は、本実施形態における磁気センサの回路図を示す。図６は、磁気抵抗効果素子の部分拡大縦断面図を示す。
【００２３】
各図に示すＸ１−Ｘ２方向、及びＹ１−Ｙ２方向は、基板１０のなす面に水平な面内にて直交する２方向を示し、Ｚ１−Ｚ２方向は前記基板１０のなす面に対して直交する方向を示している。
【００２４】
磁気センサＳは、図１に示すように、シリコン等の基板１０上に形成された磁気抵抗効果素子１１と、軟磁性体１２とを有して構成される。磁気抵抗効果素子１１と軟磁性体１２との間には絶縁層１３が設けられ、磁気抵抗効果素子１１と軟磁性体１２とは基板１０のなす面（表面）に垂直方向（高さ方向；Ｚ１−Ｚ２）にて間隔を空けて配置されている。
【００２５】
絶縁層１３の膜厚は特に限定されるものでないが、例えば０．３μｍ以上である。磁気抵抗効果素子１１と軟磁性体１２間に絶縁層１３を介することで磁気抵抗効果素子１１と軟磁性体１２間の電気的な絶縁性を向上させることができる。
【００２６】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、磁気抵抗効果素子１１は、第１素子部１１ａと第２素子部１１ｂとを備える。第１素子部１１ａ及び第２素子部１１ｂは同形状であり、各素子部１１ａ，１１ｂの素子幅（Ｘ１−Ｘ２方向への幅寸法）はＴ１で、素子長さ（Ｙ１−Ｙ２方向への長さ寸法）はＬ１である。各素子部１１ａ，１１ｂは、素子長さＬ１のほうが素子幅Ｔ１よりも大きい帯状で形成される。
【００２７】
図６を用いて磁気抵抗効果素子の積層構造について説明する。なお図６は、第１素子部１１ａおよび第２素子部１１ｂの双方の積層構造に該当する。
【００２８】
図６に示すように、磁気抵抗効果素子１１は、基板１０上に、例えば下から非磁性下地層６０、固定磁性層６１、非磁性層６２、フリー磁性層６３及び保護層６４の順に積層されて成膜される。磁気抵抗効果素子１１を構成する各層は、例えばスパッタにて成膜される。
【００２９】
図６に示す実施形態では、固定磁性層６１は第１磁性層６１ａと第２磁性層６１ｂと、第１磁性層６１ａ及び第２磁性層６１ｂ間に介在する非磁性中間層６１ｃとの人工反強磁性構造（ＡＡＦ；Artificial AntiFerro magnetic structure）である。各磁性層６１ａ，６１ｂはＣｏＦｅ合金などの軟磁性材料で形成されている。非磁性中間層６１ｃはＲｕ等である。非磁性層６２はＣｕなどの非磁性材料で形成される。フリー磁性層６３は、ＮｉＦｅ合金などの軟磁性材料で形成されている。保護層６４はＴａなどである。
【００３０】
本実施形態では固定磁性層６１を人工反強磁性構造として、第１磁性層６１ａと第２磁性層６１ｂとが反平行に磁化固定されたセルフピン止め型である。図６に示すセルフピン止め型では、反強磁性層を用いず、よって磁場中熱処理を施すことなく固定磁性層６１を構成する各磁性層６１ａ，６１ｂを磁化固定している。なお、各磁性層６１ａ，６１ｂの磁化固定力は、外部磁界が作用したときでも磁化揺らぎが生じない程度の大きさであれば足りる。
【００３１】
ただし図６の磁気抵抗効果素子１１の積層構造は一例である。例えば下から反強磁性層、固定磁性層、非磁性層、フリー磁性層及び保護層の順に積層された積層構造を有する構成とすることもできる。かかる構成では、反強磁性層と固定磁性層との間で交換結合磁界（Hex）を生じさせて固定磁性層の磁化方向を固定することが可能である。また、下からフリー磁性層６３、非磁性材料層６２、固定磁性層６１、及び保護層６４の順に積層された積層構造とされてもよい。また固定磁性層６１は、第１の磁性層６１ａと第２の磁性層６１ｂとの磁化の大きさが同じで磁化方向が反平行である構成にできる。
【００３２】
磁気抵抗効果素子１１を構成する第２磁性層６１ｂの固定磁化方向（Ｐ；感度軸方向）はＸ１方向である（図１（ａ）、図２、図６参照）。この固定磁化方向（Ｐ）が固定磁性層６１の固定磁化方向である。図１（ａ）等に示すように、第１素子部１１ａ及び第２素子部１１ｂの感度軸方向Ｐは共に同じ方向である。なお第１素子部１１ａと第２素子部１１ｂの感度軸方向ＰはＸ２方向であってもよい。
【００３３】
図１（ａ）に示すように、軟磁性体１２は、第１軟磁性部材１２ａと第２軟磁性部材１２ｂとを有して構成される。第１軟磁性部材１２ａ及び第２軟磁性部材１２ｂは、同形状である。各軟磁性部材１２ａ，１２ｂは、Ｘ１−Ｘ２方向への幅寸法がＴ２で、Ｙ１−Ｙ２方向への長さ寸法がＬ２である。各軟磁性部材１２ａ，１２ｂは、長さ寸法Ｌ２のほうが幅寸法Ｔ２よりも大きい矩形状あるいは帯状で形成される。
【００３４】
ここで、各素子部１１ａ，１１ｂの素子幅Ｔ１は、０．５〜８μｍ程度で、素子長さＬ１は、３〜３００μｍ程度である。また、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの幅寸法Ｔ２は、１０〜５０μｍ程度で、長さ寸法Ｌ２は、センサ長さＬ１の１．３倍以上である。また、各素子部１１ａ，１１ｂの厚さ寸法は、２０〜４０ｎｍ程度であり、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの厚さ寸法は、０．５〜１０μｍ程度である。
【００３５】
軟磁性体１２は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＳｉＢやＣｏＺｒＮｂ等で形成される。軟磁性体１２をスパッタ法、蒸着法、めっき法等で形成することができる。
【００３６】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、第１軟磁性部材１２ａは、Ｘ１側に配置され、第２軟磁性部材１２ｂはＸ２側に配置される。第１軟磁性部材１２ａ及び第２軟磁性部材１２ｂはＹ１−Ｙ２方向に沿って平行に配置され、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂ間にはＸ１−Ｘ２方向への一定の間隔Ｔ３が空いている。
【００３７】
図１（ａ）（ｂ）に示すように第１素子部１１ａは、第１軟磁性部材１２ａの下方であって、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４側に配置される。図１に示すように、第１素子部１１ａは、その一部１１ａ１が第１軟磁性部材１２ａと垂直方向にて対向している（重なっている）。また第１素子部１１ａの残りの部分は第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４よりもＸ２側にはみ出しており、第１素子部１１ａのＸ２端部３０は、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４よりもＸ２側に位置している。
【００３８】
また図１（ａ）（ｂ）に示すように第２素子部１１ｂは、第２軟磁性部材１２ｂの下方であって、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５側に配置される。図１に示すように、第２素子部１１ｂは、その一部１１ｂ１が第２軟磁性部材１２ｂと垂直方向にて対向している（重なっている）。また第２素子部１１ｂの残りの部分は第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５よりもＸ１側にはみ出しており、第２素子部１１ｂのＸ１端部３１は、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５よりもＸ１側に位置している。
【００３９】
図１（ａ）に示すように、第１素子部１１ａと第２素子部１１ｂは、Ｙ１−Ｙ２方向に沿って平行に配置される。
【００４０】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、平面視（垂直方向（Ｚ１−Ｚ２）からの矢視Ｃ）にて、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４から第１素子部１１ａのＸ１端部３４までのＸ１−Ｘ２方向への距離と、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５から第２素子部１１ｂのＸ２端部３５までのＸ１−Ｘ２方向への距離とは、共に同じ大きさＷ１である。なお、距離Ｗ１は、各素子部１１ａ，１１ｂの各軟磁性部材１２ａ，１２ｂに対するオーバーラップ寸法であり、特に断らない限り、オーバーラップ寸法Ｗ１として説明する。
【００４１】
図１（ａ）に示すように、第１素子部１１ａのＹ１端部１６と第２素子部１１ｂのＹ１端部１６とが導電層１７により電気的に接続される。これにより第１素子部１１ａと第２素子部１１ｂとが直列に接続される。
【００４２】
図１（ａ）に示すように第１素子部１１ａのＹ２端部１８及び第２素子部１１ｂのＹ２端部１８には夫々、導電層１９，２０が電気的に接続されている。例えば、導電層１９は、後述する出力端子に繋がっており、導電層２０は、入力端子あるいはグランド端子に繋がっている。
【００４３】
今、図２（ａ）に示すように検知磁界Ｈ３がＸ２方向に作用したとする。検知磁界Ｈ３は、第１軟磁性部材１２ａと第２軟磁性部材１２ｂとの間に磁路Ｍ２を形成する。図２（ａ）には代表的な磁路Ｍ２を図示した。
【００４４】
図２（ａ）に示すように、磁路Ｍ２は、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４と第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５間をほぼ直線状に進行する磁路Ｍ３のほかに第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４と第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５間にて垂直方向（Ｚ１−Ｚ２）に広がる磁路Ｍ４や、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの下面付近間にて漏れる磁路Ｍ５に分岐される。
【００４５】
本実施形態では、図２（ａ）に示すように、第１素子部１１ａの一部１１ａ１は、第１軟磁性部材１２ａと垂直方向（Ｚ１−Ｘ２）にて対向（平面視にて重なっている）しており、第２素子部１１ｂの一部１１ｂ１は、第２軟磁性部材１２ｂと垂直方向（Ｚ１−Ｚ２）にて対向している。すなわち、各素子部１１ａ，１１ｂの一部１１ａ１，１１ｂ１は、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの下方に入り込んでいる。このため、図２（ａ）の部分拡大図に示すように、各素子部１１ａ，１１ｂには、磁路Ｍ５のＸ２方向に向く磁界Ｈ５が作用する。第１素子部１１ａ及び第２素子部１１ｂは、Ｘ１方向の感度軸方向Ｐを有し、Ｘ１−Ｘ２方向からの検知磁界に対して感度を備えている。ここで「感度」とは、磁界によってフリー磁性層６３の磁化方向が変動し、フリー磁性層６３の磁化方向と、感度軸方向Ｐ（固定磁性層６１の固定磁化方向）との間の角度が変動することで、電気抵抗値が変動することを指す。換言すれば磁気抵抗効果が発揮される状態を指す。なお、フリー磁性層６３の磁化方向は、外部磁界（検知磁界や外乱磁界）が作用しない無磁場状態では、Ｙ１−Ｙ２方向を向いている。特に本実施形態では、各素子部１１ａ，１１ｂをＹ１−Ｙ２方向に細長い形状で形成しているため、形状異方性効果により、無磁場のときに、Ｘ１−Ｘ２方向を向く異方性をフリー磁性層６３に付与できる。そして検知磁界が作用することで、フリー磁性層６３の磁化方向が変動し電気抵抗値を変化させることができる。
【００４６】
図２（ａ）では、第１素子部１１ａと第２素子部１１ｂとの電気抵抗値が共に大きくなり、第１素子部１１ａと第２素子部１１ｂとを直列に接続してなる磁気抵抗効果素子１１の電気抵抗値は大きくなる。
【００４７】
例えば図５（ａ）に示すように、図１（ａ）と同様の構成による２つの磁気抵抗効果素子１１と、２つの固定抵抗素子２２とを用いてブリッジ回路を構成することができる。固定抵抗素子２２は外部磁界の作用によって電気抵抗値が変動しない素子である。固定抵抗素子２２の材質や構造を特に限定するものでない。図５（ａ）に示す符号２３は入力端子、符号２４、２５は出力端子、符号２６はグランド端子である。
【００４８】
図５（ａ）に示すブリッジ回路により、２つの磁気抵抗効果素子１１の電気抵抗値が変動することで、センサ出力を得ることができる。
【００４９】
このように本実施形態に示す磁気抵抗効果素子１１によりＸ１−Ｘ２方向の検知磁界を検知することができる。
【００５０】
あるいは図５（ｂ）に示すように、２つの磁気抵抗効果素子１１と、２つの磁気抵抗効果素子２７を用いてブリッジ回路を構成することができる。各磁気抵抗効果素子２７も、各磁気抵抗効果素子１１と同様に、第１素子部２７ａと第２素子部２７ｂとを備え、これら素子部２７ａ，２７ｂが直列に接続した構成となっている。ただし、各磁気抵抗効果素子２７の各素子部２７ａ，２７ｂの感度軸方向は、各磁気抵抗効果素子１１の各素子部１１ａ，１１ｂの感度軸方向とは反対方向となっている。これは、磁気抵抗効果素子１１と、磁気抵抗効果素子２７における固定磁性層の第２磁性層の固定磁化方向を反対方向に向けることで実現できる。
【００５１】
ところで本実施形態では、第１素子部１１ａおよび第２素子部１１ｂの一部１１ａ１，１１ｂ１を夫々、第１軟磁性部材１２ａ及び第２軟磁性部材１２ｂと垂直方向（高さ方向；Ｚ１−Ｚ２）にて対向させている（重ねている）。このため図２（ａ）で示したように、検知磁界Ｈ３が第１軟磁性部材１２ａと第２軟磁性部材１２ｂ間に流入したことにより形成される磁路Ｍ２のうち、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４側の下面付近、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５側の下面付近に漏れる磁路Ｍ５のＸ２方向に向く磁界Ｈ５の影響を、第１素子部１１ａ及び第２素子部１１ｂが受ける。この磁界Ｈ５の磁界強度は、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの端部１４，１５間で生じる磁路Ｍ３，Ｍ４上の磁界よりも弱い。一方、従来では、磁路Ｍ４上のＸ２方向に向く磁界が作用する位置に磁気抵抗効果素子を配置していた。
【００５２】
このため、本実施形態では、Ｘ２方向に検知磁界Ｈ３が作用した際、第１素子部１１ａおよび第２素子部１１ｂに印加される検知磁界Ｈ３の見かけ上の磁界強度（磁界Ｈ５の強度）を従来よりも低減でき、従来と比べて、磁気センサＳのセンサ感度が高くなりすぎないように制御できる。ここで「センサ感度」とは、例えば１ｍＴ当たり１Ｖ印加したときの出力（ｍＶ）で規定される。
【００５３】
検知磁界Ｈ３が作用した際、本実施形態のように各素子部１１ａ，１１ｂを磁路Ｍ５上の位置に配置した場合と、従来のように磁路Ｍ４上の位置に配置した場合とでは、各素子部１１ａ，１１ｂに作用するＸ２方向に向く磁界の強度は異なる。すなわち、各素子部１１ａ，１１ｂの配置により、各素子部１１ａ，１１ｂに作用する検知磁界Ｈ３の磁界強度が、見かけ上、変化する。従来の磁路Ｍ４の位置に磁気抵抗効果素子を配置すると、磁路Ｍ４は、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの端部１４，１５間で生じており、磁気抵抗効果素子に作用するＸ２方向を向く磁界の強度は非常に強くなる。つまり、従来では、磁気抵抗効果素子に作用する検知磁界Ｈ３の見かけ上の磁界強度が大きくなってしまう。一方、各素子部１２ａ，１２ｂの下面１２ａ３，１２ｂ３間にも多少、磁界は漏れ出るが、その磁界の磁界強度は、端部１４，１５間での磁界強度に比べて十分に低い。したがって、磁路Ｍ５の位置に各素子部１１ａ，１１ｂを配置すると、Ｘ２方向に向く弱い磁界Ｈ５が各素子部１１ａ，１１ｂに作用する状態となり、したがって、本実施形態では、各素子部１１ａ，１１ｂに作用する検知磁界Ｈ３の見かけ上の磁界強度を小さくすることができる。
【００５４】
このように、磁気抵抗効果素子の軟磁性部材１２ａ，１２ｂに対する配置を代えることで、従来では、磁気抵抗効果素子に作用する検知磁界Ｈ３の磁界強度が見かけ上強まり、したがって、出力が大きく出てしまい、センサ感度は高い状態になる。一方、本実施形態では、各素子部１１ａ，１１ｂに作用する検知磁界Ｈ３の磁界強度を従来よりも見かけ上小さくでき、したがって従来に比べて出力を小さくでき、センサ感度を低い状態にできる。
【００５５】
ここで「見かけ上」という表現を使用したのは、素子部１１ａ，１１ｂに作用する検知磁界Ｈ３の磁界強度が、軟磁性部材１２ａ、１２ｂを介すことで、検知磁界Ｈ３そのものの磁界強度（軟磁性部材１２ａ，１２ｂに入る前の磁界強度）から変化してしまうことを意味する。
【００５６】
検知磁界の測定レンジ（検知範囲）は、磁気センサＳの出力変動が生じる範囲である。出力は、磁界強度が大きくなればなるほど、いずれ磁気飽和に達して変動しなくなる。磁気センサＳのセンサ感度が高ければ、同じ磁界強度の検知磁界Ｈ３が作用しても、出力が高くなってしまう。このためセンサ感度が高くなるほど、小さい磁界強度（ここでいう磁界強度とは、各素子部１１ａ，１１ｂに作用する見かけ上の磁界強度ではなく、検知磁界Ｈ３そのものの大きさである）で出力が変動しなくなる。よって測定レンジはセンサ感度が高いほど小さくなる。
【００５７】
従来の磁気抵抗効果素子と軟磁性体との配置では、センサ感度が高くなりすぎて測定レンジが非常に狭くなった。
【００５８】
これに対し本実施形態では、各素子部１１ａ，１１ｂの各軟磁性部材１２ａ，１２ｂに対する配置を従来と変えて、磁気センサＳのセンサ感度（出力）が高くなりすぎないように制御している。このため本実施形態では従来よりも検知磁界の測定レンジを広げることができる。
【００５９】
なお、図２（ａ）では、Ｘ２方向への検知磁界Ｈ３について説明したが、Ｘ１方向への検知磁界Ｈ３が作用した場合も同様である。
【００６０】
加えて本実施形態では、Ｙ１−Ｙ２方向に作用する外乱磁界Ｈ４（図１（ａ）参照）を第１軟磁性部材１２ａ、及び第２軟磁性部材１２ｂによりシールドできる。すなわち外乱磁界Ｈ４は、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂ内を通るため、各素子部１１ａ，１１ｂに対する外乱磁界Ｈ４の影響を小さくできる。特に図１（ａ）に示すように、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの長さ寸法Ｌ２を幅寸法Ｔ２よりも長くしており、外乱磁界Ｈ４が各軟磁性部材１２ａ，１２ｂ内にてＹ１−Ｙ２方向に平行に通り抜けやすくなっている。また、従来のように、第１軟磁性部材１２ａと第２軟磁性部材１２ｂとの間の間隔Ｔ３内の略中心に磁気抵抗効果素子を配置するよりも、図１（ａ）（ｂ）に示すように、各素子部１１ａ，１１ｂの一部１１ａ１，１１ｂ１を、第１軟磁性部材１２ａおよび第２軟磁性部材１２ｂと垂直方向（Ｚ１−Ｚ２；高さ方向）にて対向させることで、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂのシールド効果を高めることができる。シールド効果をより高めるには、図１に示す第１軟磁性部材１２ａと第２軟磁性部材１２ｂ間のＸ１−Ｘ２方向への間隔Ｔ３を狭めることが好ましい。例えば、間隔Ｔ３は、１．５〜６．０μｍ程度である。
【００６１】
また本実施形態では、第１軟磁性部材１２ａ及び第２軟磁性部材１２ｂのＹ１−Ｙ２方向への長さ寸法Ｌ２は、第１素子部１１ａおよび第２素子部１１ｂのＹ１−Ｙ２方向への長さ寸法Ｌ１よりも長い。そして第１軟磁性部材１２ａおよび第２軟磁性部材１２ｂの各Ｙ１端部１２ａ１，１２ｂ１及び各Ｙ２端部１２ａ２，１２ｂ２は、夫々、第１素子部１１ａおよび第２素子部１１ｂの各Ｙ１側端部１６，１６および各Ｙ２側端部１８，１８よりもＹ１−Ｙ２方向にはみ出している。このように、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂを、各素子部１１ａ，１１よりも長く形成することで、Ｙ１−Ｙ２方向への外乱磁界Ｈ４が各素子部１１ａ，１１ｂに作用するよりも先に効果的に各軟磁性部材１２ａ，１２ｂ内を通過させることができ、より優れたシールド効果を得ることができる。
【００６２】
次に、垂直方向（高さ方向；Ｚ１−Ｚ２）からの外乱磁界Ｈ５について図２（ｂ）を用いて説明する。
【００６３】
図２（ｂ）に示すように垂直方向からの外乱磁界Ｈ５は、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂを通り、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの下方に配置された各素子部１１ａ，１１ｂに作用する磁路Ｍ６，Ｍ７を形成する。図２（ｂ）に示すように、磁路Ｍ６は、第１軟磁性部材１２ａの下面１２ａ３から漏れ出て、第１軟磁性部材１２ａの下方であってＸ２端部１４側に配置された第１素子部１１ａに対して略Ｘ２方向に作用する。一方、図２（ｂ）に示すように、磁路Ｍ７は、第２軟磁性部材１２ｂの下面１２ｂ３から漏れ出て、第２軟磁性部材１２ｂの下方であってＸ１端部１５側に配置された第２素子部１１ｂに対して略Ｘ１方向に作用する。
【００６４】
図２（ｂ）に示すように各素子部１１ａ，１１ｂの感度軸方向Ｐは共にＸ１方向である。よって垂直方向からの外乱磁界Ｈ５が作用したことで、第１素子部１１ａには感度軸方向Ｐと反対方向の磁界（磁路Ｍ６上を通るＸ２方向に向く磁界）が作用して第１素子部１１ａの電気抵抗値は大きくなる。一方、第２素子部１１ｂには感度軸方向Ｐと同じ方向の磁界（磁路Ｍ７上を通るＸ１方向に向く磁界）が作用して第２素子部１１ｂの電気抵抗値は小さくなる。
【００６５】
ところで本実施形態では、図１（ａ）（ｂ）に示すように、第１素子部１１ａの第１軟磁性部材１２ａに対するオーバーラップ寸法と、第２素子部１１ｂの第２軟磁性部材１２ｂに対するオーバーラップ寸法とが共に同じ大きさＷ１となっている。このため図２（ｂ）に示すように、垂直方向（高さ方向；Ｚ１−Ｚ２）からの外乱磁界Ｈ５が作用した際、第１素子部１１ａにおける基準状態（検知磁界や外乱磁界が作用しない無磁場状態における素子部の電気抵抗値）からの電気抵抗値の上昇分と、第２素子部１１ｂにおける基準状態（検知磁界や外乱磁界が作用しない無磁場状態における素子部の電気抵抗値）からの電気抵抗値の減少分とを略同一にできる。そして、第１素子部１１ａと第２素子部１１ｂとを直列に接続しているため、垂直方向から外乱磁界Ｈ５が作用しても電気抵抗を、無磁場状態とほぼ同じにできる。このように本実施形態では、垂直方向からの外乱磁界Ｈ５を、第１素子部１１ａと第２素子部１１ｂとの間でキャンセルできる。
【００６６】
以上により、本実施形態では、センサ感度を適度に制御でき、検知磁界の測定レンジを広げることができると共に、優れた外乱磁場耐性を備える磁気センサＳにできる。
【００６７】
また、第１素子部１１ａ及び第２素子部１１ｂは、Ｘ１−Ｘ２方向への幅寸法Ｔ１に比べてＹ１−Ｙ２方向の長さ寸法Ｌ１のほうが長く形成されている。これにより第１素子部１１ａ及び第２素子部１１ｂに形状異方性を付与でき、無磁場のときに、Ｘ１−Ｘ２方向を向く異方性をフリー磁性層６３に付与できる。これによりヒステリシス及びリニアリティを効果的に改善することができる。
【００６８】
図１に示す第１素子部１１ａおよび第２素子部１１ｂは、ハードバイアス層（永久磁石層）が設けられていない非バイアス構造であるが、ハードバイアス層を設けてもよい。
【００６９】
図１に示す実施形態では、第１素子部１１ａのＸ２端部３０は、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４よりもＸ２側にはみ出している。また、第２素子部１１ｂのＸ１端部３１は、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５よりもＸ１側にはみ出している。本実施形態では、第１素子部１１ａおよび第２素子部１１ｂの一部１１ａ１，１１ｂ１を、第１軟磁性部材１２ａ及び第２軟磁性部材１２ｂと垂直方向（高さ方向）にて対向させ、残り部分を第１軟磁性部材１２ａ及び第２軟磁性部材１２ｂからはみ出させている。これによりセンサ感度と検知磁界の測定レンジの双方を適度に制御することができる。
【００７０】
図３では、第１素子部１１ａの全体および第２素子部１１ｂの全体が、第１軟磁性部材１２ａおよび第２軟磁性部材１２ｂと垂直方向（高さ方向）にて対向した状態となっている。また、図３では、第１素子部１１ａのＸ１−Ｘ２方向における素子幅の中心線Ｏ１を、第１軟磁性部材１２ａのＸ１−Ｘ２方向における磁性幅の中心線Ｏ２よりもＸ２側にずらしている。また、第２素子部１１ｂのＸ１−Ｘ２方向における素子幅の中心線Ｏ３を、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１−Ｘ２方向における磁性幅の中心線Ｏ４よりもＸ１側にずらしている。これにより、第１素子部１１ａは第１軟磁性部材１２ａのＸ１端部３２よりもＸ２端部１４側に配置される。また、第２素子部１１ｂは第２軟磁性部材１２ｂのＸ２端部３３よりもＸ１端部１６側に配置される。
【００７１】
また図３の実施形態においても、垂直方向からの矢視にて、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４から第１素子部１１ａのＸ１端部３４までのＸ１−Ｘ２方向の距離と、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１６から第２素子部１１ｂのＸ２端部３５までのＸ１−Ｘ２方向の距離とは同じ寸法Ｗ２である。
【００７２】
図３に示すように、各素子部１１ａ，１１ｂ全体を各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの下方に対向させても、第１素子部１１ａの中心線Ｏ１を、第１軟磁性部材１２ａの中心線Ｏ２よりもＸ２側にずらし、第２素子部１１ｂの中心線Ｏ３を、第２軟磁性部材１２ｂの中心線Ｏ４よりもＸ１側にずらすことで、Ｘ１−Ｘ２方向からの検知磁界を適切に検知できる。本実施形態によれば、センサ感度を低減させ、検知磁界の測定レンジを広げることができる。
【００７３】
また図３に示す実施形態においても、Ｙ１−Ｙ２方向への外乱磁界に対する外乱磁界耐性を備えるとともに、垂直方向（Ｚ１−Ｚ２方向）からの外乱磁界を、第１素子部１１ａと第２素子部１１ｂとの間でキャンセルでき、垂直方向からの外乱磁界に対する外乱磁界耐性を適切に備える。
【００７４】
図３に示すように、素子部１１ａ，１１ｂ全体を軟磁性部材１２ａ，１２ｂの下方に対向させると、検知磁界Ｈ３が作用したときの素子部１１ａ，１１ｂに作用する見かけ上の磁界強度を図１の構成よりも低減させることができる。ただし、素子部１１ａ，１１ｂ全体を軟磁性部材１２ａ，１２ｂの下方に対向させるとともに、第１素子部１１ａのＸ２端部３０を、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４からＸ１方向にずらし、第２素子部１１ｂのＸ１端部３１を、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１６からＸ２方向にずらすと、見かけ上の磁界強度が低下しすぎて、適度なセンサ感度が得られず、逆に検出精度が低下する恐れがある。このため、第１素子部１１ａのＸ２端部３０を、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４と垂直方向（高さ方向；Ｚ１−Ｚ２）にて、一致させるか、あるいは、図１のように、第１素子部１１ａのＸ２端部３０を、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４よりもＸ２側にはみ出させ、第１素子部１１ａの一部１１ａ１が第１軟磁性部材１１ａと垂直方向（高さ方向）にて対向した状態とすることが好ましい。同様に、、第２素子部１１ｂのＸ１端部３１を、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１６と垂直方向（高さ方向）にて一致させるか、あるいは、図１のように、第２素子部１１ｂのＸ１端部３１を、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１６よりもＸ１側にはみ出させ、第２素子部１１ｂの一部１１ｂ１が第２軟磁性部材１２ｂと垂直方向（高さ方向）にて対向した状態とすることが好ましい。これにより、センサ感度と測定レンジの双方を適度に調整でき、検知磁界に対する優れた検知精度及び外乱磁界耐性を備える磁気センサにできる。
【００７５】
本実施形態では、距離（オーバーラップ寸法）（図１や図３に示す寸法Ｗ１，Ｗ２）／素子幅Ｔ１は０．２５〜１．２５の範囲内であることが好ましく、０．２５〜１の範囲内であることがより好ましく、０．５〜１の範囲内であることが更に好ましい。本実施形態では、少なくとも第１素子部及び第２素子部の一部を軟磁性部材の下に配置することで、シールド効果を適切に得ることができる。
【００７６】
また図４に示す実施形態では、二組の第１素子部及び第２素子部を絶縁層４０を介して積層している。そして一組目の第１素子部４１ａと第２素子部４１ｂとの各軟磁性部材１２ａ，１２ｂに対するオーバーラップ寸法Ｗ３と、二組目の第１素子部４２ａと第２素子部４２ｂとの各軟磁性部材１２ａ，１２ｂに対するオーバーラップ寸法Ｗ４とは異なる寸法となっている。そして、一組目の第１素子部４１ａと第２素子部４１ｂとは直列に接続されており、また二組目の第１素子部４２ａと第２素子部４２ｂとは直列に接続されている。図４に示す、一組目の第１素子部４１ａと第２素子部４１ｂ、及び二組目の第１素子部４２ａと第２素子部４２ｂの少なくともいずれか一方の各素子部の全部が、図３のように各軟磁性部材１２ａ，１２ｂと垂直方向（高さ方向）にて重ねられていてもよい。
【００７７】
一組目の第１素子部４１ａと第２素子部４１ｂからなる磁気抵抗効果素子４１と、二組目の第１素子部４２ａと第２素子部４２ｂからなる磁気抵抗効果素子４２とでは、素子構造としては同じでありながら見かけ上、感度を異ならせることができる。一組目の第１素子部４１ａと第２素子部４１ｂからなる磁気抵抗効果素子４１と、二組目の第１素子部４２ａと第２素子部４２ｂからなる磁気抵抗効果素子４２とを、別々のセンサ回路に組み込んでもよいし、あるいは、同じセンサ回路に組み込むこともできる。なお、第１素子部と第２素子部との組は３組以上、積層されていてもよい。各組の見かけ上の感度は異なっている。
【００７８】
本実施形態における磁気センサＳは、例えば地磁気センサとして使用できる。かかる場合、検知磁界Ｈ３は地磁気である。また外乱磁界Ｈ４，Ｈ５は、地磁気センサを組み込んだ携帯機器内におけるスピーカ等からの外部磁界である。ただし本実施形態における磁気センサは地磁気センサ以外の用途にも適用可能である。
【実施例】
【００７９】
実験では、各素子部１１ａ，１１ｂのオーバーラップ寸法Ｗ１が異なる、図１に示す複数の磁気センサＳを作製した。
【００８０】
実験では、各素子部１１ａ，１１ｂの素子幅Ｔ１を２μｍとした。また各軟磁性部材１２ａ、１２ｂの幅寸法Ｔ２を、２４μｍとした。
【００８１】
実験では、Ｘ１−Ｘ２方向からの検知磁界Ｈ３を作用させたときの磁気センサＳの出力を測定した。
【００８２】
図７（ａ）では、オーバーラップ寸法を２．５μｍとしているが、各素子部１１ａ，１１ｂの素子幅Ｔ１は２μｍであるため、図７（ａ）の状態は、図３と同様に、各素子部１１ａ，１１ｂの全部が、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの下方に対向し、且つ第１素子部１１ａのＸ２端部３０が、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４よりもＸ１側に０．５μｍだけ入りこみ、第２素子部１１ｂのＸ１端部３１が、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５よりもＸ２側に０．５μｍだけ入りこんだ状態である。
【００８３】
図７（ｂ）では、オーバーラップ寸法Ｗ１を２．０μｍとしているが、各素子部１１ａ，１１ｂの素子幅Ｔ１は２μｍであるため、各素子部１１ａ、１１ｂの端部３０，３１と、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの端部１４，１５とが垂直方向（高さ方向）にて一致した状態である。
【００８４】
図７（ｃ）から図７（ｄ）の状態は、図１のように、各素子部１１ａ，１１ｂの一部１１ａ１，１１ｂ１が、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂと垂直方向（高さ方向）で対向し、第１素子部１１ａのＸ２端部３０が、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４よりもＸ２側にはみ出し、第２素子部１１ｂのＸ１端部３１が、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５よりもＸ１側にはみ出した状態である。
【００８５】
図７（ｅ）では、オーバーラップ寸法ｔ１を０．０μｍとしており、すなわち、第１素子部１１ａのＸ１端部３４が、第１軟磁性部材１２ａのＸ２端部１４と垂直方向（高さ方向）にて一致し、第２素子部１１ｂのＸ２端部３５が、第２軟磁性部材１２ｂのＸ１端部１５と垂直方向（高さ方向）にて一致している。このように図７（ｅ）では、各素子部１１ａ，１１ｂの全体が、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂと垂直方向（高さ方向）で重なっていない状態であり、比較例に該当する。
【００８６】
図７（ａ）から図７（ｅ）にかけて、徐々に出力曲線が急峻に変化していることがわかる。
【００８７】
図８は、図７の各図より求めた、オーバーラップ寸法とセンサ感度及び測定レンジとの関係を示すグラフである。
図８に示すようにセンサ感度が低下すると、測定レンジが大きくなることがわかった。
【００８８】
各素子部全体と各軟磁性部材とが垂直方向にて対向していない比較例（図７（ｅ））よりも、センサ感度を落とし、且つ測定レンジを広げるには、少なくとも各素子部の一部を、各軟磁性部材と垂直方向にて対向させることが必要であるとわかった。
【００８９】
またオーバーラップ寸法を２．５μｍ（図７（ａ））とした場合、測定レンジは効果的に広くなるが、かなりセンサ感度が落ち込んでおり、逆に検知精度が悪化しやすくなる。よって、各素子部１１ａ、１１ｂの端部３０，３１と、各軟磁性部材１２ａ，１２ｂの端部１４，１５とを垂直方向（高さ方向）にて一致させるか（図７（ｂ））、あるいは、各素子部の一部を各軟磁性部材と垂直方向で対向させることで、センサ感度と測定レンジの双方を適度に調整しやすくなる。
【符号の説明】
【００９０】
Ｈ１、Ｈ３  検知磁界
Ｈ２、Ｈ４、Ｈ５  外乱磁界
Ｍ１〜Ｍ７  磁路
Ｐ  感度軸方向
Ｓ  磁気センサ
Ｗ１〜Ｗ４  距離（オーバーラップ寸法）
１、１１、２７，４１、４２  磁気抵抗効果素子
４、１２  軟磁性体
４ａ、１２ａ、２７ａ、４１ａ、４２ａ  第１軟磁性部材
４ｂ、１２ｂ、２７ｂ、４１ｂ、４２ｂ  第２軟磁性部材
１０  基板
１１ａ  第１素子部
１１ｂ  第２素子部
１４  （第１軟磁性部材の）Ｘ２端部
１５  （第２軟磁性部材の）Ｘ１端部
１９、２０  導電層
２２  固定抵抗素子
３０  （第１素子部の）Ｘ２端部
３１  （第２素子部の）Ｘ１端部
３２  （第１軟磁性部材の）Ｘ１端部
３３  （第２軟磁性部材の）Ｘ２端部
３４  （第１素子部の）Ｘ１端部
３５  （第２素子部の）Ｘ２端部
６１  固定磁性層
６２  非磁性層
６３  フリー磁性層
【図１】
2013210335.tif 000003
【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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