JP5021764B2 - Magnetic sensor - Google Patents
Magnetic sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5021764B2 JP5021764B2 JP2009546221A JP2009546221A JP5021764B2 JP 5021764 B2 JP5021764 B2 JP 5021764B2 JP 2009546221 A JP2009546221 A JP 2009546221A JP 2009546221 A JP2009546221 A JP 2009546221A JP 5021764 B2 JP5021764 B2 JP 5021764B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetoresistive effect
- layer
- effect element
- resistance
- cpp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims description 106
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 62
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 24
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 13
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 170
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 8
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005293 ferrimagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 229910019236 CoFeB Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910002546 FeCo Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
本発明は、従来に比べて、素子部の抵抗温度係数(TCR)をゼロに近づけることができ動作安定性を向上させることが可能な磁気センサに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor that can make the temperature coefficient of resistance (TCR) of an element portion closer to zero and improve the operational stability as compared with the prior art.
外部磁界に対して電気抵抗値が変動する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子は磁気センサとして使用できる。 A magnetoresistive element using a magnetoresistive effect whose electric resistance value varies with respect to an external magnetic field can be used as a magnetic sensor.
従来では、前記磁気抵抗効果素子が持つ抵抗温度係数(TCR)により、温度変化があると抵抗値が変動してしまう。このため、広い温度範囲で安定した動作が得られないといった問題があった。 Conventionally, the resistance value fluctuates when there is a temperature change due to the temperature coefficient of resistance (TCR) of the magnetoresistive element. For this reason, there has been a problem that a stable operation cannot be obtained in a wide temperature range.
例えば下記の特許文献1に記載された発明には、「式(5)および(6)による信号は次いでそれ自体は公知の仕方で適当な回路を用いて温度補償され・・」(特許文献1の[0023]欄参照)との記載がある。
For example, in the invention described in the following
また特許文献2に記載された発明は、温度補償用巨大磁気抵抗効果素子を非平坦部に形成するものである。
In the invention described in
また特許文献3に記載された発明では、磁気抵抗効果素子に並列に分流器が接続され、前記分流器の抵抗温度係数は前記磁気抵抗効果素子と異符号にしている。 In the invention described in Patent Document 3, a shunt is connected in parallel to the magnetoresistive effect element, and the resistance temperature coefficient of the shunt is different from that of the magnetoresistive effect element.
しかしながら上記した各特許文献に記載された発明では、寄生抵抗が増大したり、あるいは、温度補償用磁気抵抗効果素子の形成が複雑化したり、または回路構成が複雑化する等の問題があった。 However, the inventions described in the above-mentioned patent documents have problems such as increased parasitic resistance, complicated formation of the temperature compensating magnetoresistive effect element, and complicated circuit configuration.
また、磁気抵抗効果素子が外部磁界により抵抗変化し、R−H曲線上での最小抵抗値Rmin、最大抵抗値Rmax、あるいは、最小抵抗値Rminから最大抵抗値Rmaxの間のいずれの抵抗値のときでも抵抗温度係数(TCR)がゼロに近づくように調整しなければならないが、かかる点について上記の特許文献では何ら考慮がなされていない。
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、磁気抵抗効果素子を備える素子部の抵抗温度係数(TCR)(絶対値)をR−H曲線上における全抵抗範囲に対して従来よりも簡単且つ適切に小さくできる磁気センサを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is for solving the above-described conventional problems, and in particular, the temperature coefficient of resistance (TCR) (absolute value) of the element portion including the magnetoresistive effect element with respect to the entire resistance range on the RH curve. An object of the present invention is to provide a magnetic sensor that can be made smaller and easier than before.
本発明は、外部磁界に対して電気抵抗値が変動する磁気抵抗効果を利用した素子部を備える磁気センサであって、
前記素子部は、反強磁性層、磁化方向が固定される固定磁性層、非磁性導電層及び磁化方向が外部磁界により変動可能なフリー磁性層を順に積層して成る巨大磁気抵抗効果素子と、R−H曲線上での最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数及びR−H曲線上での最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数が前記巨大磁気抵抗効果素子と異符号であり、前記反強磁性層、前記固定磁性層、絶縁障壁層、及び前記フリー磁性層を順に積層して成るトンネル型磁気抵抗効果素子とを少なくとも一つずつ備え、
前記巨大磁気抵抗効果素子及び前記トンネル型磁気抵抗効果素子は直列接続されていることを特徴とするものである。The present invention is a magnetic sensor including an element portion using a magnetoresistance effect in which an electric resistance value varies with respect to an external magnetic field,
The element unit includes an antiferromagnetic layer, a pinned magnetic layer whose magnetization direction is fixed, a nonmagnetic conductive layer, and a giant magnetoresistive effect element in which a magnetization direction is fluctuated by an external magnetic field, and a giant magnetic resistance effect element. The temperature coefficient of resistance with respect to the minimum resistance value Rmin on the RH curve and the resistance temperature coefficient with respect to the maximum resistance value Rmax on the RH curve are different from those of the giant magnetoresistive element, and the antiferromagnetic layer, At least one tunnel-type magnetoresistive effect element formed by sequentially laminating the pinned magnetic layer, the insulating barrier layer, and the free magnetic layer;
The giant magnetoresistive effect element and the tunnel type magnetoresistive effect element are connected in series.
これにより、素子部の抵抗温度係数(TCR)(絶対値)をR−H曲線上における全抵抗範囲に対して従来よりも簡単且つ適切に小さくできる。また余分な寄生抵抗が増大することもない。 As a result, the temperature coefficient of resistance (TCR) (absolute value) of the element portion can be made smaller and easier than before with respect to the entire resistance range on the RH curve. Further, extra parasitic resistance does not increase.
また本発明では、前記素子部を構成する前記巨大磁気抵抗効果素子及び前記トンネル型磁気抵抗効果素子の前記固定磁性層の固定磁化方向が同一方向である構成に好適に適用される。 Further, the present invention is preferably applied to a configuration in which the fixed magnetization directions of the fixed magnetic layer of the giant magnetoresistive effect element and the tunnel type magnetoresistive effect element constituting the element portion are the same direction.
また本発明では、基板上に前記巨大磁気抵抗効果素子及び前記トンネル型磁気抵抗効果素子が間隔を空けて形成され、前記巨大磁気抵抗効果素子及び前記トンネル型磁気抵抗効果素子とが非磁性導電材料より成る電極層を介して直列接続されていることが好ましい。 In the present invention, the giant magnetoresistive effect element and the tunnel type magnetoresistive effect element are formed on a substrate with a space therebetween, and the giant magnetoresistive effect element and the tunnel type magnetoresistive effect element are nonmagnetic conductive materials. It is preferable that the electrodes are connected in series via an electrode layer.
本発明では、前記巨大磁気抵抗効果素子と前記トンネル型磁気抵抗効果素子は、上面同士あるいは下面同士が前記電極層を介して直列接続されることが好ましい。巨大磁気抵抗効果素子は、膜面に対して垂直方向に電流が流されるCPP−GMR素子である。このような構成にすることで前記巨大磁気抵抗効果素子及びトンネル型磁気抵抗効果素子を適切且つ容易に直列接続できる。 In the present invention, it is preferable that the giant magnetoresistive effect element and the tunnel type magnetoresistive effect element are connected in series with each other between upper surfaces or lower surfaces thereof via the electrode layer. The giant magnetoresistive element is a CPP-GMR element in which a current flows in a direction perpendicular to the film surface. With such a configuration, the giant magnetoresistive element and the tunnel type magnetoresistive element can be appropriately and easily connected in series.
また本発明では、前記巨大磁気抵抗効果素子、前記トンネル型磁気抵抗効果素子及び前記電極層を有して成る前記素子部の平面形状が折り返し形状となるように、前記巨大磁気抵抗効果素子及び前記トンネル型磁気抵抗効果素子が配置されていることが好ましい。所定の設置面積内に、前記巨大磁気抵抗効果素子及びトンネル型磁気抵抗効果素子の双方を効率よく配置できる。 In the present invention, the giant magnetoresistive effect element, the tunnel type magnetoresistive effect element, and the giant magnetoresistive effect element, It is preferable that a tunnel type magnetoresistive effect element is disposed. Both the giant magnetoresistive effect element and the tunnel type magnetoresistive effect element can be efficiently arranged within a predetermined installation area.
また本発明では、基板表面と平行な面方向からの前記巨大磁気抵抗効果素子の断面積は、基板表面と平行な面方向からの前記トンネル型磁気抵抗効果素子の断面積に比べて小さいことが好ましい。これにより、前記巨大磁気抵抗効果素子と前記トンネル型磁気抵抗効果素子との抵抗値が一致するように合わせ込みやすい。特に、本発明では、基板上に、巨大磁気抵抗効果素子及び前記トンネル型磁気抵抗効果素子を間隔を空けて配置することで、各素子の断面積を調整しやすい。 In the present invention, the cross-sectional area of the giant magnetoresistive element from the plane direction parallel to the substrate surface is smaller than the cross-sectional area of the tunnel-type magnetoresistive element from the plane direction parallel to the substrate surface. preferable. Thereby, it is easy to match so that the resistance values of the giant magnetoresistive effect element and the tunnel type magnetoresistive effect element coincide. In particular, in the present invention, it is easy to adjust the cross-sectional area of each element by arranging the giant magnetoresistive element and the tunnel type magnetoresistive element at a distance on the substrate.
また本発明では、基板表面と平行な面方向からの前記巨大磁気抵抗効果素子及び前記トンネル型磁気抵抗効果素子の断面形状は略円形状であることが好ましい。形状異方性を小さくでき、どの方向からの外部磁場に対しても適切に抵抗変化が生じ、検知精度を向上させることが可能である。 In the present invention, the giant magnetoresistive effect element and the tunnel type magnetoresistive effect element from the plane direction parallel to the substrate surface preferably have a substantially circular cross section. It is possible to reduce the shape anisotropy, appropriately change resistance with respect to an external magnetic field from any direction, and improve detection accuracy.
本発明の磁気センサによれば、素子部の抵抗温度係数(TCR)(絶対値)をR−H曲線上での全抵抗範囲に対して従来よりも簡単且つ適切に小さくできる。また余分な寄生抵抗が増大することもない。 According to the magnetic sensor of the present invention, the temperature coefficient of resistance (TCR) (absolute value) of the element portion can be made smaller and easier than before with respect to the entire resistance range on the RH curve. Further, extra parasitic resistance does not increase.
図1(a)は、本実施形態における磁気センサを構成する一つの素子部の部分平面図、図1(b)は図1(a)に示す一点鎖線上を膜厚方向から切断しその切断面を示す部分断面図、図2は、前記素子部を構成するトンネル型磁気抵抗効果素子(TMR素子)を膜厚方向から切断しその切断面を示す部分断面図、図3は、前記素子部を構成する巨大磁気抵抗効果素子(GMR素子)を膜厚方向から切断しその切断面を示す部分断面図、図4は、本実施形態における磁気センサの回路構成図、図5は、図1とは別の本実施形態における磁気センサを構成する一つの素子部を膜厚方向から切断しその切断面を示す部分断面図、図6は、図5の素子部を構成するトンネル型磁気抵抗効果素子と巨大磁気抵抗効果素子とが積層された積層素子を膜厚方向から切断しその切断面を示す部分断面図、図7は、トンネル型磁気抵抗効果素子及び巨大磁気抵抗効果素子のR−H曲線図、である。 FIG. 1A is a partial plan view of one element part constituting the magnetic sensor in the present embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line shown in FIG. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a cut surface of a tunnel-type magnetoresistive effect element (TMR element) constituting the element portion, and FIG. 3 shows the cut portion. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the cut surface of the giant magnetoresistive effect element (GMR element) that constitutes the structure, FIG. 4 is a circuit configuration diagram of the magnetic sensor in this embodiment, and FIG. FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a cut surface of one element part constituting a magnetic sensor in another embodiment according to the present invention, and FIG. 6 is a tunnel type magnetoresistive effect element constituting the element part of FIG. Layer thickness element with a giant magnetoresistive effect element laminated Partial cross-sectional view showing a cut the cut surface from 7, R-H curves of the tunneling magnetoresistive element and a giant magnetoresistive effect element, a.
図4に示すように本実施形態の磁気センサSは、4つの素子部1〜4がブリッジ回路を構成している。
As shown in FIG. 4, in the magnetic sensor S of the present embodiment, the four
図4に示すように、第1素子部1と第2素子部2は出力取出し部6を介して直列接続されている。また第3素子部3と第4素子部4は出力取出し部7を介して直列接続されている。図4に示すように出力取出し部6,7は差動増幅器8に接続される。図4に示すように第2素子部2と第3素子部3は入力端子9を介して接続されており、第1素子部1と第4素子部4はグランド端子10を介して接続されている。また前記差動増幅器8の出力側には外部出力端子11が接続されている。
As shown in FIG. 4, the
この実施形態での第1素子部1は、複数個のトンネル型磁気抵抗効果素子(以下、TMR素子という)と、巨大磁気抵抗効果素子(以下、CPP−GMR素子という)とが直列に接続された構成である。第2素子部2、第3素子部3及び第4素子部4も、第1素子部1と同じ構成である。
In the
以下では第1素子部1の構成として説明するが、第2素子部2、第3素子部3及び第4素子部4にも当てはまる。
In the following, the configuration of the
図1に示すように、第1素子部1は、基板20上にTMR素子21及びCPP−GMR素子22が複数個、間隔を空けて配置されている。
As shown in FIG. 1, in the
図1(a)の構成では、図示X方向にTMR素子21及びCPP−GMR素子22を合わせて3個配列し、図示Y方向に、TMR素子21及びCPP−GMR素子22を1個ずつ配列して、計6個のTMR素子21及びCPP−GMR素子22を備える。
In the configuration of FIG. 1A, three
図1(a)(b)に示すように、基板20上には、図示Y方向に延びる下側電極層23が図示X方向に所定の間隔を空けて形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a
各下側電極層23上には、図示Y方向に間隔を空けて前記TMR素子21及びCPP−GMR素子22が1個ずつ形成されている。
One
図1(a)に示すように最も図示左側にある下側電極層23上には図示上側にCPP−GMR素子22、図示下側にTMR素子21が形成される。図示真ん中にある下側電極層23上には図示上側にTMR素子21、図示下側にCPP−GMR素子22が形成される。最も図示右側にある下側電極層23上には図示上側にCPP−GMR素子22、図示下側にTMR素子21が形成される。
As shown in FIG. 1A, a CPP-
そして図1(a)(b)に示すように、隣合う下側電極層23上のTMR素子21の上面とCPP−GMR素子22の上面間が上側電極層24にて接続され、前記TMR素子21及びCPP−GMR素子22とが前記下側電極層23及び上側電極層24を介して交互に直列接続された構成となっている(図4も参照)。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the upper surface of the
なお図1(b)には図示しないが、下側電極層23の周囲、CPP−GMR素子22やTMR素子21の周囲、及び上側電極層24の周囲は絶縁層で埋められている。
Although not shown in FIG. 1B, the periphery of the
CPP(Current perpendicular to the plane)−CPP−GMR素子22は、その上下に電極層23、24が設けられ、電流がCPP−GMR素子22内を膜厚方向(Z方向)に流れる。一方、電流がGMR素子内を膜面と平行な方向に流れるタイプをCIP(Current In the Plane)−GMR素子と呼ぶ。一方、TMR素子21は、必ずその上下に電極層23,24を設けて、電流がTMR素子21内を膜厚方向に流れるようにしないと機能しない素子である。
A CPP (Current perpendicular to the plane) -CPP-
図2に示すように、TMR素子21は、例えば下から下地層30、反強磁性層31、固定磁性層32、絶縁障壁層33、フリー磁性層34及び保護層35の順に積層される。例えば下地層30はTa、反強磁性層31はIrMn、固定磁性層32は、CoFeB、絶縁障壁層33はMgO、フリー磁性層34はCoFeB、保護層35はTaである。積層構造は図2の構成に限定されない。例えば固定磁性層32は第1磁性層/非磁性中間層/第2磁性層の積層フェリ構造に出来る。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、CPP−GMR素子22は、例えば、下から下地層40、下側反強磁性層41、下側固定磁性層42、下側非磁性導電層43、フリー磁性層44、上側非磁性導電層45、上側固定磁性層46、上側反強磁性層47及び保護層48の順に積層される。例えば下地層30はTa、反強磁性層41,47はIrMn、固定磁性層42,46は、FeCo、非磁性導電層43,45は、Cu、フリー磁性層44は、CoMnGe、保護層48はTaである。積層構造は図2の構成に限定されない。例えば固定磁性層42,46は第1磁性層/非磁性中間層/第2磁性層の積層フェリ構造に出来る。また図3の構成では、フリー磁性層44を中心にその上下に非磁性導電層、固定磁性層、反強磁性層が1層ずつ積層されたデュアル型のGMR素子であるが、反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層、フリー磁性層が1層ずつ形成されたシングル型のGMR素子であっても当然によい。
As shown in FIG. 3, the CPP-
図3のように、CPP−GMR素子22をデュアル型にした一つの理由は、CPP−GMR素子22の素子抵抗がTMR素子21の素子抵抗に近づくように、CPP−GMR素子22の素子抵抗を大きくするためである。
As shown in FIG. 3, one reason why the CPP-
また図1に示すように、基板表面と平行な平面(CPP−GMR素子22の膜面と平行な面(X−Y面))方向からのCPP−GMR素子22の断面積は、基板表面と平行な平面方向からのTMR素子21の断面積よりも小さい。これによりCPP−GMR素子22の素子抵抗を大きくでき、CPP−GMR素子22の素子抵抗を、絶縁障壁層33を備えることで大きいTMR素子21の素子抵抗に、より効果的に近づけることができる。
Further, as shown in FIG. 1, the cross-sectional area of the CPP-
また、図1(a)に示すように、基板表面と平行な面(X−Y面)方向からのCPP−GMR素子22及びTMR素子21の断面形状はいずれも略円形状である。このため形状異方性が小さく、外部磁界がどの方向から及んでも、CPP−GMR素子22及びTMR素子21を構成するフリー磁性層34,44が、感度良く反応し、検知精度の向上を図ることが出来る。
Further, as shown in FIG. 1A, the cross-sectional shapes of the CPP-
CPP−GMR素子22及びTMR素子21を構成する固定磁性層32,42,46の固定磁化方向(P方向)は共に同じ方向である。図1(a)では、前記固定磁性層32,42,46の固定磁化方向(P方向)を例えば図示Y方向に設定している。
The fixed magnetization directions (P direction) of the fixed
よってCPP−GMR素子22及びTMR素子21のR−H曲線は共に図7のような図となる。図7のR−H曲線での横軸は外部磁界Hの磁界強度を示す。正値と負値があるのは外部磁界が反平行であることを意味する。縦軸の抵抗値Rは抵抗変化率(R/R)であってもよい。図7に示すように、外部磁界Hの強度変化によりCPP−GMR素子22やTMR素子21の電気抵抗値は変動し、ある外部磁界Hの磁界強度のときに、最大抵抗値Rmaxあるいは最小抵抗値Rminとなる。
Therefore, the RH curves of the CPP-
TMR素子21及びCPP−GMR素子22は夫々、固有の抵抗温度係数(TCR;Temperature Coefficient of Resistivity)を備えている。ただしTMR素子21及びCPP−GMR素子22共に、抵抗温度係数(TCR)は、R−H曲線上の抵抗値が異なると異なる値となる。
Each of the
本実施形態では、CPP−GMR素子22のR−H曲線上での最小抵抗値Rmin(図7参照)に対する抵抗温度係数(TCR)及び最大抵抗値Rmax(図7参照)に対する抵抗温度係数(TCR)は、いずれも正値である。一方、TMR素子21の最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)、及び最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)はいずれも負値である。
In the present embodiment, the temperature coefficient of resistance (TCR) with respect to the minimum resistance value Rmin (see FIG. 7) and the resistance temperature coefficient (TCR) with respect to the maximum resistance value Rmax (see FIG. 7) on the RH curve of the CPP-GMR element 22. ) Are positive values. On the other hand, the resistance temperature coefficient (TCR) for the minimum resistance value Rmin of the
ここで最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)は、(Rmin(85℃)−Rmin(25℃))/Rmin(25℃)/(85−25)×106(ppm/℃)で定義される。一方、最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)は、(Rmax(85℃)−Rmax(25℃))/Rmax(25℃)/(85−25)×106(ppm/℃)で定義される。Here, the temperature coefficient of resistance (TCR) with respect to the minimum resistance value Rmin is defined as (Rmin (85 ° C.) − Rmin (25 ° C.)) / Rmin (25 ° C.) / (85-25) × 10 6 (ppm / ° C.). Is done. On the other hand, the temperature coefficient of resistance (TCR) with respect to the maximum resistance value Rmax is defined as (Rmax (85 ° C.) − Rmax (25 ° C.)) / Rmax (25 ° C.) / (85-25) × 10 6 (ppm / ° C.). Is done.
CPP−GMR素子22のR−H曲線上での最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)は100〜2000ppm/℃程度の範囲内であり、TMR素子21のR−H曲線上での最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)は−100〜−1000ppm/℃程度の範囲内である。また、CPP−GMR素子22のR−H曲線上での最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)は100〜2000ppm/℃程度の範囲内であり、TMR素子21のR−H曲線上での最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)は−500〜−2000ppm/℃程度の範囲内である。
The resistance temperature coefficient (TCR) with respect to the minimum resistance value Rmin on the RH curve of the CPP-
本実施形態では、第1素子部1は、CPP−GMR素子22及びTMR素子21が直列接続された構成で、R−H曲線上での最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)、及び、最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)がCPP−GMR素子22とTMR素子21とでは夫々、異符号であるため、第1素子部1としての前記最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)、及び、前記最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)を、夫々、ゼロに近づけることが可能となる。そして最小抵抗値Rminから最大抵抗値Rmaxの間の抵抗値に対する抵抗温度係数は、最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数から最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数の間の値をとる。よって、本実施形態のように、第1素子部1のR−H曲線上での最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)、及び、最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)の双方が小さくなるように調整することで、第1素子部1の抵抗温度係数(TCR)(絶対値)をR−H曲線上での全抵抗範囲に対して従来よりも簡単且つ適切に小さくすることができる。
In the present embodiment, the
例えば後述する実験で示すように、第1素子部1をTMR素子22とTa層とを直列接続した構成では、Ta層の抵抗温度係数(TCR)は、正値であり、TMR素子22の抵抗温度係数(TCR)とは異符号である。
For example, as shown in an experiment to be described later, in the configuration in which the
しかしながら、Ta層には当然ながら図7に示すようなR−H曲線を描く特性は無いから(外部磁界に対して抵抗変化しない)、例えば、Ta層の抵抗温度係数(TCR)を、第1素子部1のR−H曲線上での最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)が小さくなるように調整しても、第1素子部1のR−H曲線上での最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)は依然として大きいままであり、第1素子部1の抵抗温度係数(TCR)(絶対値)をR−H曲線上での全抵抗範囲に対して適切に小さくできない。
However, since the Ta layer does not have the characteristic of drawing the RH curve as shown in FIG. 7 (the resistance does not change with respect to the external magnetic field), for example, the resistance temperature coefficient (TCR) of the Ta layer is the first Even if the temperature coefficient of resistance (TCR) (absolute value) with respect to the minimum resistance value Rmin on the RH curve of the
これに対して本実施形態のように、CPP−GMR素子22とTMR素子21とを直列接続して第1素子部1を構成することで、第1素子部1の抵抗温度係数(TCR)(絶対値)をR−H曲線上での全抵抗範囲に対して小さくすることが可能になる。
On the other hand, as in this embodiment, the CPP-
第1素子部1の抵抗温度係数は、TMR素子21及びCPP−GMR素子22の抵抗値や素子数により調整できる。例えば素子数については、図1(a)のようにTMR素子21及びCPP−GMR素子22が同数である必要はない。第1素子部1の抵抗温度係数が上記範囲内に入れば、最低、CPP−GMR素子22及びTMR素子21が1つずつあれば素子数は関係ない。また、素子の繋ぎ方も任意である。図1(a)では、CPP−GMR素子22とTMR素子21とを交互に直列接続しているが、交互に接続する必要性はない。例えばCPP−GMR素子22−CPP−GMR素子22−TMR素子21−TMR素子21のように接続してもよい。
The temperature coefficient of resistance of the
なお、CPP−GMR素子22の抵抗温度係数(TCR)(絶対値)とTMR素子21抵抗温度係数(TCR)(絶対値)とでは、近い値になり、素子部の抵抗温度係数が小さくなるように調整しやすい。
Note that the resistance temperature coefficient (TCR) (absolute value) of the CPP-
また、本実施形態では、寄生抵抗となるべき部分が下側電極層23や上側電極層24の部分しかなく、前記下側電極層23及び上側電極層24をAlやAu等の良導体で形成すれば寄生抵抗を非常に小さくできるため、前記第1素子部1の抵抗温度係数にほとんど影響を与えない。
Further, in the present embodiment, there are only portions of the
ここで寸法等について説明する。TMR素子21の膜面と平行な面(X−Y面)での断面積は、10〜100μm2の範囲内である(図1(a)参照)。CPP−GMR素子22の膜面と平行な面(X−Y面)での断面積は、1〜10μm2の範囲内である(図1(a)参照)。TMR素子21の膜厚は500〜1000Åの範囲内である(図1(b)参照)。CPP−GMR素子22の膜厚は500〜1000Åの範囲内である(図1(b)参照)。X方向にて隣り合う素子間の距離T1及びY方向にて隣り合う素子間の距離T2は、5〜100μmである。CPP−GMR素子22及びTMR素子21のR−H曲線上での最小抵抗値Rmin(25℃のとき)は、10〜10kΩの範囲内であり、CPP−GMR素子22及びTMR素子21のR−H曲線上での最大抵抗値Rmax(25℃のとき)は、12〜30kΩの範囲内である。Here, dimensions and the like will be described. The cross-sectional area on the plane (XY plane) parallel to the film surface of the
第2素子部2、第3素子部3及び第4素子部4も図1〜図3で説明した第1素子部1の構成と同じである。ここで、第3素子部3を構成するTMR素子21やCPP−GMR素子22の固定磁性層の固定磁化方向(P方向)は第1素子部1と同じであるが、第2素子部2及び第4素子部4を構成するTMR素子21やCPP−GMR素子22の固定磁性層の固定磁化方向(P方向)は第1素子部1とは反対方向である(図4参照)。
The
これにより図4に示すブリッジ回路において、第1素子部1及び第3素子部3の電気抵抗値が上昇するときは、第2素子部2及び第4素子部4の電気抵抗値は低下する関係にあり、第1素子部1及び第3素子部3の電気抵抗値が低下するときは、第2素子部2及び第4素子部4の電気抵抗値は上昇する関係にある。よって差動増幅器8にて大きい差動出力を得ることができる。なおブリッジ回路でなく、出力取出し部6を介して直列接続された第1素子部1と第2素子部2を備える回路構成でもよいが、ブリッジ回路を構成して差動出力を得ることで出力値を大きくでき、検知精度の向上を図ることが可能である。
Accordingly, in the bridge circuit shown in FIG. 4, when the electrical resistance values of the
図1に示す実施形態では、基板20上に、CPP−GMR素子22とTMR素子21が間隔を空けて形成された形態である。CPP−GMR素子22とTMR素子21とを別々の基板を用いて形成することも可能であるが、共通の基板20上に形成することも可能である。ただしCPP−GMR素子22とTMR素子21とでは積層構造が異なるため、例えばCPP−GMR素子22を先に形成した後、前記CPP−GMR素子22をレジスト等でマスクした状態で、TMR素子21を形成し、その後、マスクを除去する。なお図1、図4に示す第1素子部1及び第3素子部3を構成するCPP−GMR素子22及びTMR素子21の固定磁性層の固定磁化方向(P方向)は同じ方向であるから、第1素子部1及び第3素子部3を構成するCPP−GMR素子22及びTMR素子21を成膜後、同じ磁場中アニール工程により固定磁性層の固定磁化できる。第2素子部2及び第4素子部4を、第1素子部1及び第3素子部3と別の工程にて別の基板上に形成した後、第1素子部1及び第3素子部3を備える基板と、第2素子部2及び第4素子部4を備える基板とを接合して図4に示すブリッジ回路を形成する。あるいは、第1素子部1〜第4素子部4までを共通の基板上に形成し、第1素子部1及び第3素子部3と、第2素子部2及び第4素子部4とに分けて基板を切断し、その後、第2素子部2及び第4素子部4を備える基板を、180度反転させて、第1素子部1及び第3素子部3を備える基板と、第2素子部2及び第4素子部4を備える基板とを接合して図4に示すブリッジ回路を形成してもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, a CPP-
基板20上にCPP−GMR素子22とTMR素子21を間隔を空けて形成する形態では、CPP−GMR素子22とTMR素子21とを別々に形成できるため、図1に示すように、基板表面と平行な面方向(X−Y面)からのTMR素子21の断面積がCPP−GMR素子22の前記断面積より大きくなるように、CPP−GMR素子22及びTMR素子21を形成しやすい。
In the embodiment in which the CPP-
また、図1(a)に示すように、TMR素子21、CPP−GMR素子22、下側電極層23、及び上側電極層24を備えて成る第1素子部1の平面形状は折り返し形状となっている。図1(a)では、複数回、折り返されて、前記第1素子部1の平面形状はつづら折り形状となっている。このように第1素子部1の平面形状が折り返し形状となるように、TMR素子21及びCPP−GMR素子22を配置することで、所定の設置面積内に、効率良く、複数のTMR素子21及びCPP−GMR素子22を配置できる。
Further, as shown in FIG. 1A, the planar shape of the
また、CPP−GMR素子22に代えて、CIP−GMR素子を用いてもよいが、CPP−GMR素子22であるとTMR素子21と同じ電極配置となるので、簡単且つ適切にCPP−GMR素子22とTMR素子21間を電極層23,24を介して直列接続できる。
Further, a CIP-GMR element may be used instead of the CPP-
本実施形態では、図5に示すように、CPP−GMR素子22とTMR素子21とを積層して形成してもよい。図5では、TMR素子21上にCPP−GMR素子22を積層した積層素子50を形成している。前記積層素子50をCPP−GMR素子22上にTMR素子21を積層した構成としてもよい。図5に示すように前記積層素子50を複数設け、各積層素子50を、下側電極層23あるいは上側電極層24を介して直列に接続している。この図5の構成でも図4に示す第1素子部1の回路構成となる。
In the present embodiment, the CPP-
図5に示す積層素子50は、TMR素子21を構成するフリー磁性層と、CPP−GMR素子22を構成するフリー磁性層とが共通の層として設けられている(図5での符号58の層)。
In the
各積層素子50は図6に示す層構造である。前記積層素子50は、下から下地層51、シード層52、反強磁性層53、固定磁性層65、絶縁障壁層57、フリー磁性層58、非磁性導電層59、固定磁性層66、反強磁性層63、及び保護層64の順に積層される。シード層52は反強磁性層53の結晶配向を整える層である。固定磁性層65,66の固定磁化方向は共に同じ方向である。また積層素子50の膜面と平行な面(X−Y面)での断面は、図1(a)に示すTMR素子21やCPP−GMR素子22と同様に略円形状であることが好適である。各層の材質については、図2,図3での説明を参照されたい。
Each
図6に示すように、固定磁性層65,66はいずれも、第1磁性層54,62、非磁性中間層55,61及び第2磁性層56,60の積層フェリ構造である。
As shown in FIG. 6, each of the pinned
図6に示すように、フリー磁性層58を共通の層として、前記フリー磁性層58の下側にTMR素子21を構成する反強磁性層53、固定磁性層65及び絶縁障壁層57が積層されている。また前記フリー磁性層58の上側にCPP−GMR素子22を構成する非磁性導電層59、固定磁性層66及び反強磁性層63が積層されている。
As shown in FIG. 6, with the free
CPP−GMR素子22をTMR素子21の上側に配置すると、CPP−GMR素子22の膜面(X−Y面)と平行な面方向からの断面積を、TMR素子21の膜面(X−Y面)と平行な面方向からの断面積より小さく形成しやすい。図6に示す積層素子50の側面は図6の形態では図示Z方向と平行であるが、実際には下方に向かうほど積層素子50の幅寸法(X方向への寸法)が広がるように傾斜している。
When the CPP-
ただし、図1の実施形態ほど、CPP−GMR素子22の膜面(X−Y面)と平行な面方向からの断面積を、TMR素子21の膜面(X−Y面)と平行な面方向からの断面積より小さく形成することは困難である。よって、図6の実施形態では例えば非磁性導電層59内に電流制限層67を設ける。電流制限層67は複数の貫通孔が形成された絶縁物であることが好適である。電流制限層67は、Al,Mg,Cu等の酸化物、窒化物等である。電流制限層67により電流経路が小さくなることで見かけ上、CPP−GMR素子22の断面積を小さくできる。
However, in the embodiment of FIG. 1, the cross-sectional area from the plane direction parallel to the film plane (XY plane) of the CPP-
なおCPP−GMR素子22とTMR素子21とを積層した積層素子は、例えば図2に示す積層構造のTMR素子21上に図3に示す積層構造のCPP−GMR素子22を積層した構成でもよい。この場合、TMR素子21及びCPP−GMR素子22の夫々に個別にフリー磁性層を備える。
The laminated element in which the CPP-
本実施形態の磁気センサSは、特に用途を限定しない。外部磁界を検知する用途であれば磁気スイッチやポテンショメータ等として使用可能である。 The application of the magnetic sensor S of the present embodiment is not particularly limited. Any application that detects an external magnetic field can be used as a magnetic switch or a potentiometer.
TMR素子21、及びCPP−GMR素子22を以下の層構成にて形成した。
(TMR素子21の層構成)
下から、下地層30;Ta(200)/シード層;Ru(40)/反強磁性層31;Ir20at%Mn80at%(80)/固定磁性層32[第1磁性層;Co70at%Fe30at%(22)/非磁性中間層;Ru(9.1)/第2磁性層;[{Co50Fe50}70at%B30at%(18)/Co50at%Fe50at%(8)]]/絶縁障壁層33;Mg50at%O50at%/フリー磁性層34[Co50at%Fe50at%(10)/{Co50Fe50}70at%B30at%(15)]/保護層35;[Ru(20)/Ta(360)]の順に積層した。上記各層の括弧内の数値はいずれも膜厚を示し単位はÅである。TMR素子21の総膜厚は800Åであった。The
(Layer structure of TMR element 21)
From below,
なお、膜面と平行な面方向からの断面積(素子面積)が10μm2(3.57μmφ)、R−H曲線上での最小抵抗値Rmin(25℃のとき)が10Ωとなるように設計した。The cross-sectional area (element area) from the plane direction parallel to the film surface is 10 μm 2 (3.57 μmφ), and the minimum resistance value Rmin (at 25 ° C.) on the RH curve is 10Ω. did.
(CPP−GMR素子22の層構成)
下から、下地層30;Ta(30)/シード層;{Ni80Fe20}64at%Cr36at%(50)/下側反強磁性層41;Ir20at%Mn80at%(70)/下側固定磁性層42[第1磁性層;Co70at%Fe30at%(30)/非磁性中間層;Ru(9.1)/第2磁性層;[Co60at%Fe40at%(10)/Co50at%Mn25at%Ge25at%(40)]]/下側非磁性導電層43;Cu(50)/フリー磁性層44;Co50at%Mn25at%Ge25at%(80)/上側非磁性導電層45;Cu(50)/上側固定磁性層46[[第2磁性層;Co50at%Mn25at%Ge25at%(40)/Co60at%Fe40at%(10)/非磁性中間層;Ru(9.1)/第1磁性層;Co60at%Fe40at%(30)]/上側反強磁性層47;Ir20at%Mn80at%(70)/保護層48;Ta(222)の順に積層した。上記各層の括弧内の数値はいずれも膜厚を示し単位はÅである。CPP−GMR素子22の総膜厚は800Åであった。(Layer structure of CPP-GMR element 22)
From bottom,
なお、膜面と平行な面方向からの断面積(素子面積)が0.01μm2(0.113μmφ)、R−H曲線上での最小抵抗値Rmin(25℃のとき)が10Ωとなるように設計した。The cross-sectional area (element area) from the plane direction parallel to the film surface is 0.01 μm 2 (0.113 μmφ), and the minimum resistance value Rmin (at 25 ° C.) on the RH curve is 10Ω. Designed.
また、TMR素子21及びCPP−GMR素子22とは別にTa層を800Åの膜厚で形成した。Ta層を、膜面と平行な面方向からの断面積(素子面積)が0.015μm2(0.14μmφ)、素子抵抗(25℃のとき)が10Ωとなるように設計した。Ta層にもTMR素子21やCPP−GMR素子22と同様に膜厚方向から電流を流した。In addition to the
図8は、TMR素子21における温度と、規格化抵抗との関係を示すグラフである。25℃のときの抵抗値を1として規格化した。規格化抵抗は、図7に示すR−H曲線上での最小抵抗値Rmin及び最大抵抗値Rmaxの双方について測定した。図8に示す温度と規格化抵抗との実験結果から、TMR素子21の最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)(図8にはTCRminと記載)は、−148.3ppm/℃であった。また、TMR素子21の最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)(図8にはTCRmaxと記載)は、−484.1ppm/℃であった。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature in the
図9は、CPP−GMR素子22における温度と、規格化抵抗との関係を示すグラフである。25℃のときの抵抗値を1として規格化した。規格化抵抗は、図7に示すR−H曲線上えの最小抵抗値Rmin及び最大抵抗値Rmaxの双方について測定した。図9に示す温度と規格化抵抗との実験結果から、CPP−GMR素子22の最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)(図9にはTCRminと記載)は、280.9ppm/℃であった。また、CPP−GMR素子22の最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)(図9にはTCRmaxと記載)は、226.3ppm/℃であった。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the temperature in the CPP-
図10は、Ta層における温度と、規格化抵抗との関係を示すグラフである。25℃のときの抵抗値を1として規格化した。図10に示す温度と規格化抵抗との実験結果から、Ta層の抵抗温度係数(TCR)は、3472.7ppm/℃であった。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the temperature in the Ta layer and the normalized resistance. The resistance value at 25 ° C. was normalized as 1. From the experimental results of the temperature and normalized resistance shown in FIG. 10, the resistance temperature coefficient (TCR) of the Ta layer was 3472.7 ppm / ° C.
実験では、TMR素子21とCPP−GMR素子22とを2つずつ直列に接続した。TMR素子21とCPP−GMR素子22間を接続する電極層にはCuを使用した。ちなみに電極層の抵抗温度係数はほぼゼロppm/℃であった。
In the experiment, two
図11は、TMR素子21とCPP−GMR素子22とを直列に接続した素子部(実施例)に対する温度と規格抵抗との関係を示すグラフである。25℃のときの抵抗値を1として規格化した。図11に示すように温度変化によっても規格化された最小抵抗値Rmin及び最大抵抗値Rmaxの変化を小さくできた。図11に示すように、素子部の最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)(図11にはTCRminと記載)は、38.2ppm/℃で、素子部の最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)(図11にはTCRmaxと記載)は、−109.1ppm/℃であった。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the temperature and the standard resistance for the element portion (example) in which the
図12は、TMR素子21とTa層とを2つずつ直列に接続した素子部(比較例)に対する温度と規格抵抗との関係を示すグラフである。ここでTa層の抵抗温度係数(TCR)の絶対値はTMR素子21の最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCRmin)よりも一桁大きいので、Ta層の膜厚及び膜面と平行な面方向からの断面積(素子面積)を調整することでTa層の抵抗値はTMRそし21の抵抗より小さくなるように設計した。25℃のときの抵抗値を1として規格化した。なおTMR素子21とTa層間を接続する電極層にはCuを使用した。図12に示すように規格化された最小抵抗値Rminの変化は温度変化に対して小さくなるように調整されているが、このとき規格化された最大抵抗値Rmaxの変化は温度変化に対して大きいままであった。図12に示すように、素子部の最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)(図12にはTCRminと記載)は、−49.2ppm/℃で、素子部の最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)(図12にはTCRmaxと記載)は、−333.7ppm/℃であった。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the temperature and the standard resistance for an element part (comparative example) in which two
このようにTa層をTMR素子21と直列接続しても、最小抵抗値Rminあるいは最大抵抗値Rmaxの一方の抵抗値に対する抵抗温度係数(TCR)の改善を図ることは出来るが、他方の抵抗値に対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)は依然として大きいままであった。
Even if the Ta layer is connected in series with the
一方、TMR素子21とCPP−GMR素子22とを直列接続した本実施例では、最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)及び最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)の双方を適切に小さくできる。最小抵抗値Rminから最大抵抗値Rmaxの間の抵抗値に対する抵抗温度係数は、最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数から最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数の間の値となる。よって、本実施例のように、素子部の最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)及び最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)の双方を適切に小さくすることで、素子部のR−H曲線上での全抵抗範囲に対する抵抗温度係数(TCR)(絶対値)を従来に比べて適切に小さくできる。
On the other hand, in this embodiment in which the
1 第1素子部
2 第2素子部
3 第3素子部
4 第4素子部
20 基板
21 TMR素子
22 CPP−GMR素子
23 下側電極層
24 上側電極層
31、41、47、53、63 反強磁性層
32、42、46、65、66 固定磁性層
33、57 絶縁障壁層
34、44、58 フリー磁性層
35、48、64 保護層
43、45、59 非磁性導電層
50 積層素子
67 電流制限層DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記素子部は、反強磁性層、磁化方向が固定される固定磁性層、非磁性導電層及び磁化方向が外部磁界により変動可能なフリー磁性層を順に積層して成る巨大磁気抵抗効果素子と、R−H曲線上での最小抵抗値Rminに対する抵抗温度係数及びR−H曲線上での最大抵抗値Rmaxに対する抵抗温度係数が前記巨大磁気抵抗効果素子と異符号であり、前記反強磁性層、前記固定磁性層、絶縁障壁層、及び前記フリー磁性層を順に積層して成るトンネル型磁気抵抗効果素子とを少なくとも一つずつ備え、
前記巨大磁気抵抗効果素子及び前記トンネル型磁気抵抗効果素子は直列接続されていることを特徴とする磁気センサ。A magnetic sensor including an element portion using a magnetoresistance effect in which an electric resistance value varies with respect to an external magnetic field,
The element unit includes an antiferromagnetic layer, a pinned magnetic layer whose magnetization direction is fixed, a nonmagnetic conductive layer, and a giant magnetoresistive effect element in which a magnetization direction is fluctuated by an external magnetic field, and a giant magnetic resistance effect element. The temperature coefficient of resistance with respect to the minimum resistance value Rmin on the RH curve and the resistance temperature coefficient with respect to the maximum resistance value Rmax on the RH curve are different from those of the giant magnetoresistive element, and the antiferromagnetic layer, At least one tunnel-type magnetoresistive effect element formed by sequentially laminating the pinned magnetic layer, the insulating barrier layer, and the free magnetic layer;
The giant magnetoresistive effect element and the tunnel type magnetoresistive effect element are connected in series.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009546221A JP5021764B2 (en) | 2007-12-14 | 2008-12-08 | Magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007323078 | 2007-12-14 | ||
| JP2007323078 | 2007-12-14 | ||
| PCT/JP2008/072235 WO2009078296A1 (en) | 2007-12-14 | 2008-12-08 | Magnetic sensor |
| JP2009546221A JP5021764B2 (en) | 2007-12-14 | 2008-12-08 | Magnetic sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2009078296A1 JPWO2009078296A1 (en) | 2011-04-28 |
| JP5021764B2 true JP5021764B2 (en) | 2012-09-12 |
Family
ID=40795412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009546221A Expired - Fee Related JP5021764B2 (en) | 2007-12-14 | 2008-12-08 | Magnetic sensor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5021764B2 (en) |
| WO (1) | WO2009078296A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12607653B2 (en) | 2023-03-30 | 2026-04-21 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Magnetic sensor and current detection device |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8427144B2 (en) * | 2009-07-28 | 2013-04-23 | Tdk Corporation | Magnetic sensor that includes magenetoresistive films and conductors that combine the magnetoresistive films |
| JP5464237B2 (en) * | 2012-07-05 | 2014-04-09 | Tdk株式会社 | Magnetic sensor |
| JP6216598B2 (en) * | 2013-10-07 | 2017-10-18 | 大同特殊鋼株式会社 | Unit element pair and thin film magnetic sensor |
| JP6105817B2 (en) | 2013-11-01 | 2017-03-29 | 中国科学院物理研究所 | Nanomagnetic multilayer film for temperature sensor and its manufacturing method |
| JP6581516B2 (en) * | 2016-01-26 | 2019-09-25 | 株式会社東芝 | Magnetic sensor and magnetic sensor device |
| EP3415691A4 (en) | 2016-02-10 | 2019-10-09 | Aichi Steel Corporation | MAGNETIC MARKER INSTALLATION METHOD AND CONSTRUCTION MACHINE SYSTEM |
| SG11201806864UA (en) | 2016-02-16 | 2018-09-27 | Aichi Steel Corp | Work vehicle system and magnetic marker work method |
| JP7012421B2 (en) | 2016-06-17 | 2022-01-28 | 愛知製鋼株式会社 | Magnetic marker and marker system |
| JP6280610B1 (en) | 2016-10-03 | 2018-02-14 | Tdk株式会社 | Magnetoresistive element, manufacturing method thereof, and position detection apparatus |
| JP6477752B2 (en) * | 2017-03-13 | 2019-03-06 | Tdk株式会社 | Magnetic sensor |
| JP2019056685A (en) * | 2017-09-21 | 2019-04-11 | Tdk株式会社 | Magnetic sensor |
| WO2019171715A1 (en) * | 2018-03-08 | 2019-09-12 | Tdk株式会社 | Spin element and magnetic memory |
| US11193989B2 (en) * | 2018-07-27 | 2021-12-07 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistance assembly having a TMR element disposed over or under a GMR element |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11112054A (en) * | 1997-10-01 | 1999-04-23 | Fujitsu Ltd | Magnetic sensor and device using this magnetic sensor |
| JP2001102658A (en) * | 1999-01-04 | 2001-04-13 | Yamaha Corp | Magnetoresistance element |
| JP2004117367A (en) * | 2003-10-10 | 2004-04-15 | Yamaha Corp | Magnetic sensor and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002071775A (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-12 | Yamaha Corp | Magnetometrioc sensor |
| JP2003215222A (en) * | 2002-01-23 | 2003-07-30 | Denso Corp | Magnetoresistive sensor |
| JP4739963B2 (en) * | 2006-01-18 | 2011-08-03 | アルプス電気株式会社 | In-vehicle GMR angle sensor |
-
2008
- 2008-12-08 WO PCT/JP2008/072235 patent/WO2009078296A1/en not_active Ceased
- 2008-12-08 JP JP2009546221A patent/JP5021764B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11112054A (en) * | 1997-10-01 | 1999-04-23 | Fujitsu Ltd | Magnetic sensor and device using this magnetic sensor |
| JP2001102658A (en) * | 1999-01-04 | 2001-04-13 | Yamaha Corp | Magnetoresistance element |
| JP2004117367A (en) * | 2003-10-10 | 2004-04-15 | Yamaha Corp | Magnetic sensor and method of manufacturing the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12607653B2 (en) | 2023-03-30 | 2026-04-21 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Magnetic sensor and current detection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2009078296A1 (en) | 2011-04-28 |
| WO2009078296A1 (en) | 2009-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5021764B2 (en) | Magnetic sensor | |
| JP5066579B2 (en) | Magnetic sensor and magnetic sensor module | |
| JP4899877B2 (en) | Magnetic field detector | |
| JP4930627B2 (en) | Magnetic sensor | |
| US8451003B2 (en) | Magnetic sensor having magneto-resistive elements on a substrate | |
| JP5244805B2 (en) | Magnetic detector | |
| JP5888402B2 (en) | Magnetic sensor element | |
| JP5686635B2 (en) | Magnetic sensor and manufacturing method thereof | |
| JP2011064653A (en) | Magnetic sensor and method of manufacturing the same | |
| JP5174911B2 (en) | Magnetic sensor and magnetic sensor module | |
| US7495434B2 (en) | Magnetoresistive sensor element for sensing a magnetic field | |
| JP2009175120A (en) | Magnetic sensor and magnetic sensor module | |
| WO2018079404A1 (en) | Magnetic sensor and method for manufacturing said magnetic sensor | |
| WO2009151024A1 (en) | Magnetic sensor and magnetic sensor module | |
| WO2018037634A1 (en) | Magnetic sensor and current sensor | |
| EP2618169B1 (en) | Magnetic Sensor | |
| JP6039697B2 (en) | Giant magnetoresistive effect element and current sensor using the same | |
| JP2018096895A (en) | Magnetic field detection device | |
| JP5413866B2 (en) | Current sensor with magnetic sensing element | |
| JP2016206006A (en) | Magnetic sensor | |
| JP5223001B2 (en) | Magnetic sensor | |
| JP2017040628A (en) | Magnetic sensor | |
| US20120032673A1 (en) | Magnetic sensor | |
| JP5015966B2 (en) | Magnetic detection device and manufacturing method thereof | |
| JP6580357B2 (en) | Magnetic sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120612 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120614 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5021764 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150622 Year of fee payment: 3 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |