JP7496089B2 - 磁気センサ及び検査装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気センサ及び検査装置に関する。

磁性層を用いた磁気センサがある。磁気センサを用いた検査装置がある。磁気センサにおいて、感度の向上が望まれる。

特開２０１８－１５５７１９号公報

本発明の実施形態は、感度の向上が可能な磁気センサ及び検査装置を提供する。

本発明の実施形態によれば、磁気センサは、第１センサ部を含む。第１センサ部は、第１磁性部材と、第１対向磁性部材であって、前記第１磁性部材から前記第１対向磁性部材への方向は第１方向に沿う、前記第１対向磁性部材と、１または複数の第１延在部を含む第１磁気素子と、を含む。前記第１延在部は、第１磁性層、第１対向磁性層及び第１非磁性層を含む。前記第１磁性層は、第１部分と、第１対向部分と、第１中間部分と、を含む。前記第１部分から前記第１対向部分への方向は、前記第１方向に沿う。前記第１中間部分は、前記第１部分と前記第１対向部分との間にある。前記第１非磁性層は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１中間部分の少なくとも一部と前記第１対向磁性層との間にある。前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に第１磁界が印加されたときに第１値である。前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第２磁界が印加されたときに第２値である。前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第３磁界が印加されたときに第３値である。前記第１磁界の絶対値は、前記第２磁界の絶対値よりも小さく、前記第３磁界の絶対値よりも小さい。前記第２磁界の向きは、前記第３磁界の向きと逆である。前記第１値は、前記第２値よりも高く、前記第３値よりも高い。

図１（ａ）～図１（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図２は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサの一部を例示する模式的断面図である。 図４（ａ）～図４（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図５（ａ）～図５（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図６は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。 図７（ａ）～図７（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図９は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。 図１４は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１５は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１６（ａ）～図１６（ｃ）は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１７は、第４実施形態に係る検査装置を例示する模式図である。 図１８は、第３実施形態に係る検査装置を例示する模式図である。 図１９は、第４実施形態に係る検査装置を示す模式的斜視図である。 図２０は、第４実施形態に係る検査装置を示す模式的平面図である。 図２１は、第４実施形態に係る磁気センサ及び検査装置を示す模式図である。 図２２は、第４実施形態に係る検査装置を示す模式図である。 図２３は、磁気センサに関する実験結果を示すグラフ図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
図１（ａ）～図１（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図１（ｂ）は、平面図である。図１（ｃ）は、断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１０は、第１センサ部１０Ａを含む。第１センサ部１０Ａは、第１磁性部材５１と、第１対向磁性部材５１Ａと、第１磁気素子１１Ｅと、を含む。

第１磁性部材５１から第１対向磁性部材５１Ａへの方向は、第１方向に沿う。第１方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

第１磁気素子１１Ｅは、１または複数の第１延在部１１ｘを含む。この例では、第１延在部１１ｘの数は１である。図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すように、第１延在部１１ｘは、第１磁性層１１、第１対向磁性層１１ｏ及び第１非磁性層１１ｎを含む。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１磁性層１１は、第１部分ｐ１と、第１対向部分ｐＡ１と、第１中間部分ｐＭ１と、を含む。

第１部分ｐ１から第１対向部分ｐＡ１への方向は、第１方向（Ｘ軸方向）に沿う。第１中間部分ｐＭ１は、第１部分ｐ１と第１対向部分ｐＡ１との間にある。第１非磁性層１１ｎは、第２方向において、第１中間部分ｐＭ１の少なくとも一部と、第１対向磁性層１１ｏと、の間にある。第２方向は、第１方向と交差する。第２方向は、例えば、Ｚ軸方向である。第１部分ｐ１から第１磁性部材５１への方向は、第２方向に沿う。第１対向部分ｐＡ１から第１対向磁性部材５１Ａへの方向は、第２方向に沿う。

図１（ａ）に示すように、第１センサ部１０Ａは、第１絶縁部材６５ａをさらに含んでも良い。第１絶縁部材６５ａの少なくとも一部は、第１部分ｐ１と第１磁性部材５１との間、及び、第１対向部分ｐＡ１と第１対向磁性部材５１Ａとの間にある。第１絶縁部材６５ａは、第１磁気素子１１Ｅ、第１磁性部材５１及び第１対向磁性部材５１Ａの周りに設けられても良い。図１（ｂ）においては、第１絶縁部材６５ａが省略されている。

図１（ａ）に示すように、例えば、第１非磁性層１１ｎの第１方向（Ｘ軸方向）における位置は、第１磁性部材５１の第１方向における位置と、第１対向磁性部材５１Ａの第１方向における位置と、の間にある。第１非磁性層１１ｎは、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１磁性部材５１と第１対向磁性部材５１Ａとの間の領域６６ａと重なる。領域６６ａは、例えば、第１絶縁部材６５ａの一部でも良い。

第１磁性層１１において、第１中間部分ｐＭ１、第１非磁性層１１ｎ及び第１対向磁性層１１ｏは、例えば、検出部となる。検出部の電気抵抗は、検出対象の磁界に応じて変化する。

実施形態において、第１磁性部材５１及び第１対向磁性部材５１Ａにより、磁界（検出対象の外部磁界）が集められる。集められた磁界が、第１磁気素子１１Ｅ（検出部）に効率的に印加できる。第１磁性部材５１及び第１対向磁性部材５１Ａは、例えば、ＭＦＣ（Magnetic Field Concentrator）として機能する。

実施形態においては、第１磁性層１１の第１部分ｐ１は、Ｚ軸方向において第１磁性部材５１と重なる。第１磁性層１１の第１対向部分ｐＡ１は、Ｚ軸方向において第１対向磁性部材５１Ａと重なる。これにより、集められた磁界（外部磁界）が、第１部分ｐ１及び第１対向部分ｐＡ１に効率良く加わる。集められた磁界が、より効果的に第１磁気素子１１Ｅ（検出部）に印加される。これにより高い感度が得られる。実施形態によれば、例えば、感度の向上が可能な磁気センサを提供できる。

以下、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗の変化の例について説明する。
図２は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。
図２の横軸は、第１磁気素子１１Ｅに印加される外部磁界Ｈｅｘの強度である。図２の縦軸は、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘである。図２は、Ｒ－Ｈ特性に対応する。外部磁界Ｈｅｘは、Ｘ軸方向の成分を有する。

図２に示すように、電気抵抗Ｒｘは、外部磁界Ｈｅｘに対して偶関数の特性を有する。例えば、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに第１磁界Ｈｅｘ１が印加されたときに第１値Ｒ１である。電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに第２磁界Ｈｅｘ２が印加されたときに第２値Ｒ２である。電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに第３磁界Ｈｅｘ３が印加されたときに第３値Ｒ３である。第１磁界Ｈｅｘ１の絶対値は、第２磁界Ｈｅｘ２の絶対値よりも小さく、第３磁界Ｈｅｘ３の絶対値よりも小さい。第２磁界Ｈｅｘ２の向きは、第３磁界Ｈｅｘ３の向きと逆である。第１値Ｒ１は、第２値Ｒ２よりも高く、第３値Ｒ３よりも高い。

例えば、第１磁界Ｈｅｘ１は、実質的に０である。第１磁気素子１１Ｅに外部磁界Ｈｅｘが印加されないときに、電気抵抗Ｒｘは、第４値Ｒ４である。第１値Ｒ１は、外部磁界Ｈｅｘが印加されないときの第４値Ｒ４と実質的に同じで良い。例えば、第１値Ｒ１と第４値Ｒ４との差の絶対値の第４値Ｒ４に対する比は、０．０１以下である。正負の外部磁界に対して、実質的に偶関数の特性が得られる。このような特性により、後述するように、ノイズが抑制でき、高い感度が得られる。感度の向上が可能な磁気センサを提供できる。

図２に例示した特性において、電気抵抗Ｒｘは、外部磁界Ｈｅｘに対して山型状（上凸状）に変化する。一方、電気抵抗Ｒｘが外部磁界Ｈｅｘに対して谷型状（下凸状）に変化する構成が考えられる。山型状の構成においては、谷型状の構成に比べて、小さな磁界で抵抗が急峻に変化して、高い感度が得やすいことを実験により見出した（図２３参照）。

図２３は、磁気センサに関する実験結果を示すグラフ図である。
図２３の横軸は、磁界Ｈである。縦軸は抵抗Ｒである。図２３には、２種類の磁気センサの特性が例示されている。山型状の構成においては、谷型状の構成に比べて、絶対値が小さい磁界Ｈで、抵抗Ｒが急峻に変化する。

磁気センサ１１０において、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘの変化は、例えば、第１磁性層１１の磁化の向きと、第１対向磁性層１１ｏの磁化の向きと、の間の角度の変化に応じている。

例えば、外部磁界Ｈｅｘが実質的に０のときに、第１磁性層１１の磁化の向きは、第１対向磁性層１１ｏの磁化の向きに対して逆向きの成分を有する。例えば、外部磁界Ｈｅｘが実質的に０のときに、第１磁性層１１の磁化の向きは、第１対向磁性層１１ｏの磁化の向きに対して逆平行でも良い。逆平行の状態において、第１磁性層１１の磁化の向きと、第１対向磁性層１１ｏの磁化の向きと、の間の角度は実質的に１８０度である。外部磁界Ｈｅｘが０でない場合に、第１磁性層１１の磁化の向きと、第１対向磁性層１１ｏの磁化の向きと、の間の角度が小さくなる。例えば、これらの磁化が、逆平行配列から直交配列に向けて変化する。これより、図２に例示した特性が得られる。

図１（ａ）に示すように、第１導電層１１Ｌが設けられても良い。第１中間部分ｐＭ１と第１導電層１１Ｌとの間に第１対向磁性層１１ｏが設けられる。第１導電層１１Ｌは、第１対向磁性層１１ｏと電気的に接続される。

図１（ｂ）に示すように、この例では、第１延在部１１ｘは、第２対向磁性層１２ｏ及び第２非磁性層１２ｎを含む。この例では、第１非磁性層１１ｎは、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１中間部分ｐＭ１の一部と、第１対向磁性層１１ｏと、の間にある。第２非磁性層１２ｎは、第２方向において、第１中間部分ｐＭ１の別の一部と、第２対向磁性層１２ｏと、の間にある。第２非磁性層１２ｎから第１非磁性層１１ｎへの方向は、第３方向に沿う。第３方向は、第１方向及び第２方向を含む平面（Ｚ－Ｘ平面）と交差する。第３方向は、例えば、Ｙ軸方向である。第１中間部分ｐＭ１の別の一部、第２非磁性層１２ｎ、及び、第２対向磁性層１２ｏは、１つの検出部となる。

第２対向磁性層１２ｏと電気的に接続された別の第１導電層１１Ｌがさらに設けられても良い。

第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘは、第１対向磁性層１１ｏ、第１非磁性層１１ｎ、第１磁性層１１、第２非磁性層１２ｎ及び第２対向磁性層１２ｏを含む電流経路の電気抵抗に対応する。第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘは、第１対向磁性層１１ｏと電気的に接続された第１導電層１１Ｌと、第２対向磁性層１２ｏと電気的に接続された別の第１導電層１１Ｌと、の間の電気抵抗に対応する。

図１（ｃ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅは、第１端部１１Ｅｅ及び第１他端部１１Ｅｆを含む。第１端部１１Ｅｅは、例えば、上記の別の第１導電層１１Ｌに対応する。第１他端部１１Ｅｆは、例えば、上記の第１導電層１１Ｌに対応する。電気抵抗Ｒｘは、例えば、第１磁気素子１１Ｅの第１端部１１Ｅｅと、第１磁気素子１１Ｅの第１他端部１１Ｅｆと、の間の電気抵抗に対応する。

図１（ｂ）に示すように、磁気センサ１１０は、素子電流回路７５を含んでも良い。素子電流回路７５は、第１磁気素子１１Ｅに素子電流Ｉｄを供給可能である。素子電流回路７５は、例えば、第１磁気素子１１Ｅの第１端部１１Ｅｅ、及び、第１磁気素子１１Ｅの第１他端部１１Ｅｆと電気的に接続される。素子電流回路７５は、例えば、第１端部１１Ｅｅと第１他端部１１Ｅｆとの間の電流経路に素子電流Ｉｄを供給する。素子電流Ｉｄにより、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗が検出できる。素子電流回路７５は、制御部７０に含まれても良い。

図１（ａ）に示すように、第１磁性層１１の第１方向（Ｘ軸方向）に沿う長さを第１磁性層長さＬ１１とする。第１磁性部材５１と第１対向磁性部材５１Ａとの間の第１方向に沿う距離を第１距離ｇ１とする。例えば、第１磁性層長さＬ１１は、第１距離ｇ１の２倍以上であることが好ましい。これにより、検出対象の磁界が検出部により効率的に印加される。より高い感度が得られる。

第１非磁性層１１ｎの第１方向（Ｘ軸方向）に沿う長さを第１非磁性層長さＬ１１ｎとする。第１非磁性層長さＬ１１ｎは、例えば、第１距離ｇ１以下であることが好ましい。これにより、より高い感度が得易い。

第１部分ｐ１の第１方向（Ｘ軸方向）に沿う長さを第１部分長さＬｐ１とする。第１部分長さＬｐ１は、第１磁性層１１の、第１磁性部材５１と重なる領域の長さに対応する。１つの例において、第１部分長さＬｐ１は、第１距離ｇ１よりも長いことが好ましい。高い感度が得易い。第１対向部分ｐＡ１の第１方向（Ｘ軸方向）に沿う長さを第１対向部分長さＬｐＡ１とする。第１対向部分長さＬｐＡ１は、第１磁性層１１の、第１対向磁性部材５１Ａと重なる領域の長さに対応する。１つの例において、第１対向部分長さＬｐＡ１は、第１距離ｇ１よりも長いことが好ましい。高い感度が得易い。

図１（ａ）に示すように、第１部分ｐ１と第１磁性部材５１との間の第２方向（Ｚ軸方向）に沿う距離を距離ｄ１とする。距離ｄ１は、例えば、第１距離ｇ１よりも短いことが好ましい。距離ｄ１は、例えば、第１部分ｐ１の第１方向（Ｘ軸方向）に沿う長さ（第１部分長さＬｐ１）以下であることが好ましい。より高い感度が得易い。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサの一部を例示する模式的断面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１磁気素子１１Ｅの第１延在部１１ｘを例示している。図３（ａ）は、図１（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面に対応する断面図である。図３（ｂ）は、図１（ｂ）のＡ３－Ａ４線断面に対応する断面図である。

図３（ａ）に示すように、第１延在部１１ｘは、第１磁性層１１、第１対向磁性層１１ｏ及び第１非磁性層１１ｎに加えて第１層１１Ｍａを含んでも良い。第１層１１Ｍａは、例えば、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１層１１Ｍａは、例えば、反強磁性層である。第１磁性層１１は、第１層１１Ｍａと第１非磁性層１１ｎとの間に設けられる。

例えば、第１磁性層１１の磁化は、例えば、第１層１１Ｍａにより制御されても良い。例えば、第１磁性層１１の磁化は、Ｙ軸方向に沿っても良い。第１磁性層１１の磁化の向きは、第１対向磁性層１１ｏの磁化の向きの逆方向の成分を有する。

図３（ａ）に示すように、第１延在部１１ｘは、第２層１１Ｍｂ及び中間層１１Ｍｍを含んでも良い。第２層１１Ｍｂは、例えば、第１層１１Ｍａと第１磁性層１１との間に設けられる。中間層１１Ｍｍは、第１層１１Ｍａと第２層１１Ｍｂとの間に設けられる。中間層１１Ｍｍは、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２層１１Ｍｂは、例えば、合金を含む。第２層１１Ｍｂは、例えば、Ａｇ及びＣｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２層１１Ｍｂは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、及びＰｂよりなる群から選択された少なくとも１つの元素（第１元素）をさらに含んでも良い。第２層１１Ｍｂにおける第１元素の濃度は、５０原子％未満である。第２層１１Ｍｂが第１元素を含むことで、例えば、第２層１１Ｍｂの上面（第１磁性層１１に対向する面）が平坦になりやすい。第２層１１Ｍｂが第１元素を含むことで、例えば、第１層１１Ｍａに含まれる元素が第１磁性層１１に移動（例えば拡散）することが抑制される。中間層１１Ｍｍの厚さは、例えば、１ｎｍ以上３ｎｍ以下である。第２層１１Ｍｂの厚さは、例えば、２ｎｍ以上５ｎｍ以下である。これらの厚さは、Ｚ軸方向に沿う長さである。

例えば、第２層１１Ｍｂは、Ａｇ及びＳｎを含む合金、Ａｇ及びＭｇを含む合金、Ａｇ及びＩｎを含む合金、または、Ａｇ及びＧａを含む合金を含む。

例えば、第１層１１Ｍａ及び第２層１１Ｍｂにより、第１磁性層１１の磁化が良好に制御される。例えば、第１層１１Ｍａにより、中間層１１Ｍｍの磁化が１つの方向に制御される。第２層１１Ｍｂを介して、中間層１１Ｍｍと第１磁性層１１との間に、強磁性カップリングが存在する。これにより第１磁性層１１の磁化の方向は、中間層１１Ｍｍの磁化の方向に沿うように制御される。

図３（ａ）に示すように、第１延在部１１ｘは、第３層１１Ｍｃ及び第４層１１Ｍｄをさらに含んでも良い。第１対向磁性層１１ｏは、第１磁性層１１と第３層１１Ｍｃとの間に設けられる。第３層１１Ｍｃは、第１対向磁性層１１ｏと第４層１１Ｍｄとの間に設けられる。第３層１１Ｍｃは、例えば、Ｒｕを含む。第４層１１Ｍｄは、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１対向磁性層１１ｏは、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。例えば、第１対向磁性層１１ｏ及び第４層１１Ｍｄは、互いに反強磁性カップリングする。例えば、磁気センサに含まれる層を形成した後に、Ｙ軸方向に沿った磁界中で熱処理が行われる。上記のような反強磁性カップリングにより、第１対向磁性層１１ｏの磁化と、第１磁性層１１の磁化と、を互いに逆方向に安定化できる。

図３（ａ）に示すように、第１延在部１１ｘは、第５層１１Ｍｅを含む。第５層１１Ｍｅは、たとえば、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第５層１１Ｍｅは、例えば、反強磁性層である。第１対向磁性層１１ｏは、第１磁性層１１と第５層１１Ｍｅとの間に設けられる。第４層１１Ｍｄは、第１対向磁性層１１ｏと第５層１１Ｍｅとの間に設けられる。例えば、第５層１１Ｍｅにより、第４層１１Ｍｄの磁化が制御される。第４層１１Ｍｄにより、第１対向磁性層１１ｏの磁化が制御される。第１対向磁性層１１ｏの磁化の向きは、第１磁性層１１の磁化の向きよりも変化し難い。第１対向磁性層１１ｏは、例えば、参照層である。例えば、第１磁性層１１は、磁化自由層である。例えば、第１層１１Ｍａにより、交換結合磁界が第１磁性層１１に加わる。交換結合磁界の大きさは、例えば、１Ｏｅ以上１００Ｏｅ以下である。例えば、第１磁性層１１の磁化の動き易さを低下させないで、第１磁性層１１を単磁区化できる。例えば、感度を低下させないで、低いノイズが得られる。

図３（ｂ）に示すように、第１延在部１１ｘは、第２対向磁性層１２ｏ及び第２非磁性層１２ｎの位置においても、第１層１１Ｍａ及び第２層１１Ｍｂが設けられて良い。図３（ｂ）に示すように、第１延在部１１ｘは、別の第３層１２Ｍｃ、別の第４層１２Ｍｄ及び別の第５層１２Ｍｅを含んでも良い。第２対向磁性層１２ｏは、第１磁性層１１と別の第３層１２Ｍｃとの間に設けられる。別の第３層１２Ｍｃは、第２対向磁性層１２ｏと別の第４層１２Ｍｄとの間に設けられる。別の第３層１２Ｍｃは、例えば、Ｒｕを含む。別の第４層１２Ｍｄは、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２対向磁性層１２ｏは、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。例えば、第２対向磁性層１２ｏ及び別の第４層１２Ｍｄは、互いに反強磁性カップリングする。

図３（ｂ）に示すように、第１延在部１１ｘは、別の第５層１２Ｍｅを含んでも良い。別の第５層１２Ｍｅは、たとえば、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。別の第５層１２Ｍｅは、例えば、反強磁性層である。第２対向磁性層１２ｏは、第１磁性層１１と別の第５層１２Ｍｅとの間に設けられる。別の第４層１２Ｍｄは、第２対向磁性層１２ｏと別の第５層１２Ｍｅとの間に設けられる。例えば、別の第５層１２Ｍｅにより、別の第４層１２Ｍｄの磁化が制御される。別の第４層１２Ｍｄにより、第２対向磁性層１２ｏの磁化が制御される。第２対向磁性層１２ｏの磁化の向きは、第１磁性層１１の磁化の向きよりも変化し難い。第２対向磁性層１２ｏは、例えば、参照層である。

実施形態において、第１非磁性層１１ｎ及び第２非磁性層１２ｎは、非磁性で良い。第１非磁性層１１ｎ及び第２非磁性層１２ｎは、例えば、酸化物を含む。第１非磁性層１１ｎ及び第２非磁性層１２ｎは、例えば、ＭｇＯを含む。高いＭＲ比が得られる。例えば、第１磁気素子１１Ｅ（検出部）は、例えば、ＭＴＪ（Magnetic tunnel junction）素子である。

第１対向磁性層１１ｏ及び第２対向磁性層１２ｏは、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１磁性層１１は、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｂ及びＴａを含む。１つの例において、第１磁性層１１は、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｂ及びＴａを含む層と、Ｔａ層と、ＣｏＦｅＮ層と、を含む積層体を含む。これらの層は、Ｚ軸方向に沿って積層される。第１磁性層１１、第１対向磁性層１１ｏ、第２対向磁性層１２ｏ、第４層１１Ｍｄ、及び、別の第４層１２Ｍｄは、例えば、強磁性層である。第１磁性部材５１及び第１対向磁性部材５１Ａは、例えば、ＮｉＦｅ及びＦｅＡｌＳｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１磁性部材５１及び第１対向磁性部材５１Ａは、例えば、軟磁性材料である。第１磁性部材５１及び第１対向磁性部材５１Ａの比透磁率は、例えば、１０００以上である。

図４（ａ）～図４（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図４（ａ）は、図４（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図４（ｂ）は、平面図である。図４（ｃ）は、断面図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１１においても、第１センサ部１０Ａは、第１磁性部材５１と、第１対向磁性部材５１Ａと、第１磁気素子１１Ｅと、を含む。図４（ｂ）に示すように、磁気センサ１１１においては、第１磁気素子１１Ｅは、複数の第１延在部１１ｘを含む。

複数の第１延在部１１ｘは、第３方向に並ぶ。第３方向は、第１方向及び第２方向を含む平面（Ｘ－Ｚ平面）と交差する。第３方向は、例えば、Ｙ軸方向である。

図４（ｃ）に示すように、複数の第１延在部１１ｘの１つの第１非磁性層１１ｎから複数の第１延在部１１ｘの別の１つの第１非磁性層１１ｎへの方向は、第３方向（Ｙ軸方向）に沿う。

図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅは、第１接続部材ＣＮ１をさらに含んでも良い。例えば、１つの第１導電層１１Ｌが第１接続部材ＣＮ１となっても良い。第１接続部材ＣＮ１は、複数の第１延在部１１ｘの１つの第２対向磁性層１２ｏと、複数の第１延在部１１ｘの別の１つの第１対向磁性層１１ｏと、を電気的に接続する。

例えば、複数の第１延在部１１ｘのそれぞれに含まれる検出部が、直列に電気的に接続される。例えば、ノイズが抑制される。例えば、検出に適した電気抵抗が得られる。より高い感度が得易い。

複数の第１延在部１１ｘのそれぞれは、図３に例示した第１延在部１１ｘの構成と同様の構成を有して良い。

図５（ａ）～図５（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図５（ａ）は、図５（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図５（ｂ）は、平面図である。図５（ｃ）は、断面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１２において、第１センサ部１０Ａは、第１磁性部材５１、第１対向磁性部材５１Ａ及び第１磁気素子１１Ｅを含む。磁気センサ１１２は、導電部材２０をさらに含む。導電部材２０は、第１対応部２１を含む。磁気センサ１１２におけるこれ以外の構成は、磁気センサ１１０の構成と同様で良い。

第１対応部２１の少なくとも一部は、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１磁性部材５１と第１対向磁性部材５１Ａとの間の領域６６ａと重なる。交流成分を含む第１電流Ｉ１が第１対応部２１に流れることが可能である。第１電流Ｉ１は、第３方向に沿って第１対応部２１を流れる。第３方向は、第１方向及び第２方向を含む平面（Ｚ－Ｘ平面）と交差する。第３方向は、例えば、Ｙ軸方向である。

磁気センサ１１２は、第１電流回路７１を含んでも良い。第１電流回路７１は、第１電流Ｉ１を導電部材２０に供給可能である。第１電流回路７１は、第１電流Ｉ１を第１対応部２１に供給可能である。第１電流回路７１は、制御部７０に含まれても良い。

例えば、第１対応部２１は、第１導電部分２１ｅ及び第１他導電部分２１ｆを含む。第１導電部分２１ｅは、例えば、Ｚ軸方向において第１端部１１Ｅｅと重なる。第１他導電部分２１ｆは、例えば、Ｚ軸方向において第１他端部１１Ｅｆと重なる。第１電流回路７１は、第１導電部分２１ｅ及び第１他導電部分２１ｆと電気的に接続される。第１電流Ｉ１は、第１導電部分２１ｅと第１他導電部分２１ｆとの間に流れる。第１導電部分２１ｅから第１他導電部分２１ｆへの方向は、Ｙ軸方向に沿う。

交流成分を含む第１電流Ｉ１が第１対応部２１に流れることで、第１電流Ｉ１に基づく磁界（交流磁界）が第１磁気素子１１Ｅの検出部に印加される。交流磁界は、例えば、Ｘ軸方向に沿う成分を含む。交流磁界は、第１磁性部材５１及び第１対向磁性部材５１Ａにより集められる。集められた交流磁界が、検出部に印加される。交流磁界が効率良く検出部に印加される。後述するように、交流磁界を用いることで不要なノイズが抑制される。より高い感度が得られる。

図６は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。
図６の横軸は、導電部材２０（第１対応部２１）に供給される第１電流Ｉ１である。図６の縦軸は、第１磁気素子１１Ｅ電気抵抗Ｒｘである。図６に示すように、電気抵抗Ｒｘは、第１電流Ｉ１に対して偶関数の特性を有する。

例えば、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘは、導電部材２０（第１対応部２１）に第１値電流Ｉａ１が供給されたときに第１値Ｒ１である。電気抵抗Ｒｘは、導電部材２０（第１対応部２１）に第２値電流Ｉａ２が供給されたときに第２値Ｒ２である。電気抵抗Ｒｘは、導電部材２０（第１対応部２１）に第３値電流Ｉａ３が供給されたときに第３値Ｒ３である。第１値電流Ｉａ１の絶対値は、第２値電流Ｉａ２の絶対値よりも小さく、第３値電流Ｉａ３の絶対値よりも小さい。第１値電流Ｉａ１は、例えば、実質的に０で良い。第２値電流Ｉａ２の向きは、第３値電流Ｉａ３の向きと逆である。第１値Ｒ１は、第２値Ｒ２よりも高く、第３値Ｒ３よりも高い。

例えば、第１値電流Ｉａ１は、実質的に０である。例えば、第１対応部２１に電流が流れないときに、電気抵抗Ｒｘは、第４値Ｒ４である。例えば、第１値Ｒ１は、電流が流れないときの第４値Ｒ４と実質的に同じである。例えば、第１値Ｒ１と第４値Ｒ４との差の絶対値の第４値Ｒ４に対する比は、０．０１以下である。比は、０．００１以下でも良い。正負の電流に対して、実質的に偶関数の特性が得られる。

このような偶関数の特性を利用して、以下のように、高感度の検出が可能である。
以下では、第１電流Ｉ１は交流電流であり、直流成分を実質的に含まない場合の例について説明する。第１対応部２１に第１電流Ｉ１（交流電流）が供給され、交流電流による交流磁界が第１磁気素子１１Ｅに印加される。このときの電気抵抗Ｒｘの変化の例について説明する。

図７（ａ）～図７（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。
図７（ａ）は、第１磁気素子１１Ｅに印加される信号磁界Ｈｓｉｇ（外部磁界）が０のときの特性を示す。図７（ｂ）は、信号磁界Ｈｓｉｇが正のときの特性を示す。図７（ｃ）は、信号磁界Ｈｓｉｇが負のときの特性を示す。これらの図は、磁界Ｈと抵抗Ｒ（電気抵抗Ｒｘに対応）との関係を示す。

図７（ａ）に示すように、信号磁界Ｈｓｉｇが０のときは、抵抗Ｒは、正負の磁界Ｈに対して対称な特性を示す。交流磁界Ｈａｃがゼロのときに、抵抗Ｒは、高い抵抗Ｒｏである。例えば磁化自由層の磁化が、正負の磁界Ｈに対して実質的に同じように回転する。このため、対称な抵抗の変化が得られる。交流磁界Ｈａｃに対する抵抗Ｒの変動は、正負の極性で同じ値になる。抵抗Ｒの変化の周期は、交流磁界Ｈａｃの周期の１／２倍となる。抵抗Ｒの変化は、交流磁界Ｈａｃの周波数成分を実質的に有しない。

図７（ｂ）に示すように、正の信号磁界Ｈｓｉｇが加わると、抵抗Ｒの特性は、正の磁界Ｈの側にシフトする。正側の交流磁界Ｈａｃにおいて、例えば抵抗Ｒが高くなる。負側の交流磁界Ｈａｃにおいて、抵抗Ｒは低くなる。

図７（ｃ）に示すように、負の信号磁界Ｈｓｉｇが加わると、抵抗Ｒの特性は、負の磁界Ｈの側にシフトする。正側の交流磁界Ｈａｃにおいて、例えば、抵抗Ｒが低くなる。負側の交流磁界Ｈａｃにおいて、抵抗Ｒは高くなる。

所定の大きさの信号磁界Ｈｓｉｇが加わったときに、交流磁界Ｈａｃの正負に対して、互いに異なる抵抗Ｒの変動が生じる。交流磁界Ｈａｃの正負に対する抵抗Ｒの変動の周期は、交流磁界Ｈａｃの周期と同じである。信号磁界Ｈｓｉｇに応じた交流周波数成分の出力電圧が発生する。

信号磁界Ｈｓｉｇが時間的に変化しない場合に上記の特性が得られる。信号磁界Ｈｓｉｇが時間的に変化する場合は、以下となる。信号磁界Ｈｓｉｇの周波数を信号周波数ｆｓｉｇとする。交流磁界Ｈａｃの周波数を交流周波数ｆａｃとする。このとき、ｆａｃ±ｆｓｉｇの周波数において、信号磁界Ｈｓｉｇに応じた出力が発生する。

信号磁界Ｈｓｉｇが時間的に変化する場合において、信号周波数ｆｓｉｇは、例えば、１ｋＨｚ以下である。一方、交流周波数ｆａｃは、信号周波数ｆｓｉｇよりも十分に高い。例えば、交流周波数ｆａｃは、信号周波数ｆｓｉｇの１０倍以上である。

例えば、交流磁界Ｈａｃの周期（周波数）と同じ周期（周波数）の成分（交流周波数成分）の出力電圧を抽出することで、信号磁界Ｈｓｉｇを高い精度で検出できる。実施形態に係る磁気センサ（磁気センサ１１２または磁気センサ１１３）においては、このような特性を利用して、検出対象である外部磁界Ｈｅｘ（信号磁界Ｈｓｉｇ）を高い感度で検出することができる。実施形態においては、第１磁性部材５１及び第１対向磁性部材５１Ａにより、外部磁界Ｈｅｘ（信号磁界Ｈｓｉｇ）、及び、第１電流Ｉ１による交流磁界Ｈａｃを、効率良く第１磁気素子１１Ｅに印加できる。高い感度が得られる。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図８（ａ）は、図８（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図８（ｂ）は、平面図である。
図９は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１３において、第１センサ部１０Ａは、第１磁性部材５１、第１対向磁性部材５１Ａ及び第１磁気素子１１Ｅを含む。磁気センサ１１３は、導電部材２０をさらに含む。導電部材２０は、第１対応部２１を含む。磁気センサ１１３におけるこれ以外の構成は、磁気センサ１１１の構成と同様で良い。例えば、図８（ａ）及び図９に示すように、磁気センサ１１３において、複数の第１延在部１１ｘが設けられる。

磁気センサ１１３においても、第１対応部２１の少なくとも一部は、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１磁性部材５１と第１対向磁性部材５１Ａとの間の領域６６ａと重なる。交流成分を含む第１電流Ｉ１が、第３方向（Ｙ軸方向）に沿って第１対応部２１に流れることが可能である。第１電流Ｉ１に基づく交流磁界が、第１磁性部材５１及び第１対向磁性部材５１Ａにより集められる。集められた交流磁界が、検出部に効率良く印加される。より高い感度が得られる。

第１実施形態に係る磁気センサ（例えば磁気センサ１１０～１１３など）において、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗は、第１磁気素子１１Ｅに印加される磁界に対して偶関数の特性を有する。磁界は、例えば、検出対象の外部磁界を含む。磁界は、交流成分を含む第１電流Ｉ１に基づく磁界（交流磁界）を含んでも良い。例えば、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗は、第１対応部２１に供給される第１電流Ｉ１に対して偶関数の特性を有する。既に説明したように、磁界は、Ｘ軸方向に沿う成分を含む。

磁気センサ１１３においても、電気抵抗Ｒｘは、磁気センサ１１２関して説明した特性と同様の特性を有して良い。磁気センサ１１１～１１３において、第１延在部１１ｘは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に関して説明した構成を有して良い。

（第２実施形態）
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図１０（ａ）は、図１０（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図１０（ｂ）は、平面図である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１４は、第１センサ部１０Ａを含む。第１センサ部１０Ａは、第１磁性部材５１、第１対向磁性部材５１Ａ及び第１磁気素子１１Ｅに加えて、別の第１対向磁性部材５１Ｂをさらに含む。

第１対向磁性部材５１Ａは、第１方向（Ｘ軸方向）において、第１磁性部材５１と、別の第１対向磁性部材５１Ｂとの間にある。

図１０（ａ）に示すように、第１延在部１１ｘは、第１磁性層１１、第１対向磁性層１１ｏ及び第１非磁性層１１ｎに加えて、第２対向磁性層１２ｏ及び第２非磁性層１２ｎをさらに含む。第１磁性層１１は、第１部分ｐ１、第１対向部分ｐＡ１及び第１中間部分ｐＭ１に加えて、第２対向部分ｐＡ２及び第２中間部分ｐＭ２をさらに含む。第１対向部分ｐＡ１は、第１方向（Ｘ軸方向）において、第１部分ｐ１と第２対向部分ｐＡ２との間にある。第２中間部分ｐＭ２は、第１対向部分ｐＡ１と第２対向部分ｐＡ２との間にある。

図１０（ａ）に示すように、第１非磁性層１１ｎは、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１中間部分ｐＭ１の少なくとも一部と、第１対向磁性層１１ｏとの間にある。第２非磁性層１２ｎは、第２方向（Ｚ軸方向）において、第２中間部分ｐＭ２の少なくとも一部と、第２対向磁性層１２ｏとの間にある。

第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗は、第１磁性層１１、第１対向磁性層１１ｏ、第１非磁性層１１ｎ、第２非磁性層１２ｎ及び第２対向磁性層１２ｏを含む電流経路の電気抵抗に対応する。

図１０（ｂ）に示すように、この例では、第１磁気素子１１Ｅは、複数の第１延在部１１ｘと、第１接続部材ＣＮ１と、を含む。複数の第１延在部１１ｘは、第３方向に沿って並ぶ。第３方向は、第１方向及び第２方向を含む平面（Ｚ－Ｘ平面）と交差する。第３方向は、例えば、Ｙ軸方向である。

図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示すように、第１接続部材ＣＮ１は、複数の第１延在部１１ｘの１つの第２対向磁性層１２ｏと、複数の第１延在部１１ｘの別の１つの第２対向磁性層１２ｏと、を電気的に接続する。

例えば、複数の第１延在部１１ｘの別の１つの第１対向磁性層１１ｏは、第１磁気素子１１Ｅの第１端部１１Ｅｅとなる。複数の第１延在部１１ｘの１つの第１対向磁性層１１ｏは、第１磁気素子１１Ｅの第１他端部１１Ｅｆとなる。

図１０（ｂ）に示すように、例えば、素子電流回路７５が、第１磁気素子１１Ｅの第１端部１１Ｅｅと、第１磁気素子１１Ｅの第１他端部１１Ｅｆと、の間の電流経路に素子電流Ｉｄを供給する。素子電流Ｉｄの変化により、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗に対応する値を検出できる。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図１２（ａ）は、図１２（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図１３（ｂ）は、平面図である。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的断面図である。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１５において、第１センサ部１０Ａは、第１磁性部材５１、第１対向磁性部材５１Ａ、第１磁気素子１１Ｅ、及び、別の第１対向磁性部材５１Ｂを含む。磁気センサ１１５は、導電部材２０を含む。導電部材２０は、第１対応部２１を含む。磁気センサ１１５におけるこれ以外の構成は、磁気センサ１１４の構成と同様で良い。

磁気センサ１１５において、第１対応部２１は、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１磁性部材５１と第１対向磁性部材５１Ａとの間の領域６６ａ、及び、第１対向磁性部材５１Ａと別の第１対向磁性部材５１Ｂとの間の領域６６ａＡと重なる。

第１電流回路７１は、第１対応部２１の第１導電部分２１ｅ、及び、第１対応部２１の第１他導電部分２１ｆと電気的に接続される。第１電流回路７１から、交流成分を含む第１電流Ｉ１が第１対応部２１に供給される。

（第３実施形態）
図１４、図１５、及び、図１６（ａ）～図１６（ｃ）は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図１４及び図１５は、平面図である。図１６（ａ）～図１６（ｃ）は、断面図である。

図１４に示すように、実施形態に係る磁気センサ１２０は、第１磁気素子１１Ｅを含む第１センサ部１０Ａに加えて、第２磁気素子１２Ｅを含む第２センサ部１０Ｂと、第３磁気素子１３Ｅを含む第３センサ部１０Ｃと、第４磁気素子１４Ｅを含む第４センサ部１０Ｄと、素子電流回路７５と、をさらに含む。

第２～第４磁気素子１２Ｅ～１４Ｅのそれぞれは、第１磁気素子１１Ｅの構成を有して良い。この例では、これらの磁気素子は、磁気センサ１１３における第１磁気素子１１Ｅの構成を有する。

第１磁気素子１１Ｅは、第１端部１１Ｅｅ及び第１他端部１１Ｅｆを含む。第２磁気素子１２Ｅは、第２端部１２Ｅｅ及び第２他端部１２Ｅｆを含む。第３磁気素子１３Ｅは、第３端部１３Ｅｅ及び第３他端部１３Ｅｆを含む。第４磁気素子１４Ｅは、第４端部１４Ｅｅ及び第４他端部１４Ｅｆを含む。

この例では、第１端部１１Ｅｅは、第３端部１３Ｅｅと電気的に接続される。第１他端部１１Ｅｆは、第２端部１２Ｅｅと電気的に接続される。第３他端部１３Ｅｆは、第４端部１４Ｅｅと電気的に接続される。第２他端部１２Ｅｆは、第４他端部１４Ｅｆと電気的に接続される。

図１４に示すように、素子電流回路７５は、第１端部１１Ｅｅ及び第３端部１３Ｅｅの第１接続点ＣＰ１と、第２他端部１２Ｅｆ及び第４他端部１４Ｅｆの第２接続点ＣＰ２と、の間に素子電流Ｉｄを供給可能である。

図１４に示すように、磁気センサ１２０は、検出回路７３をさらに含んでも良い。検出回路７３は、第１他端部１１Ｅｆ及び第２端部１２Ｅｅの第３接続点ＣＰ３と、第３他端部１３Ｅｆ及び第４端部１４Ｅｅの第４接続点ＣＰ４と、の間の電位の変化を検出可能である。

第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅは、ブリッジ接続される。ブリッジ回路における２つの中点（第３接続点ＣＰ３及び第４接続点ＣＰ４）の間の電位の変化が検出回路７３により検出される。ブリッジ回路により、より高い感度の検出が可能になる。

磁気センサ１２０において、導電部材２０は、第１対応部２１を含む。既に説明したように、第１対応部２１の少なくとも一部は、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１磁性部材５１と第１対向磁性部材５１Ａとの間の領域６６ａと重なる。

図１６（ａ）に示すように、第２センサ部１０Ｂは、第２磁性部材５２及び第２対向磁性部材５２Ａを含む。導電部材２０は、第２対応部２２を含む。第２対応部２２の少なくとも一部は、第２方向（Ｚ軸方向）において、第２磁性部材５２と第２対向磁性部材５２Ａとの間の領域６６ｂと重なる。領域６６ｂは、第２絶縁部材６５ｂの一部で良い。

図１６（ｂ）に示すように、第３センサ部１０Ｃは、第３磁性部材５３及び第３対向磁性部材５３Ａを含む。導電部材２０は、第３対応部２３を含む。第３対応部２３の少なくとも一部は、第２方向（Ｚ軸方向）において、第３磁性部材５３と第３対向磁性部材５３Ａとの間の領域６６ｃと重なる。領域６６ｃは、第３絶縁部材６５ｃの一部で良い。

図１６（ｃ）に示すように、第４センサ部１０Ｄは、第４磁性部材５４及び第４対向磁性部材５４Ａを含む。導電部材２０は、第４対応部２４を含む。第４対応部２４の少なくとも一部は、第２方向（Ｚ軸方向）において、第４磁性部材５４と第４対向磁性部材５４Ａとの間の領域６６ｄと重なる。領域６６ｄは、第４絶縁部材６５ｄの一部で良い。

第１対応部２１は、第１導電部分２１ｅ及び第１他導電部分２１ｆを含む。第２対応部２２は、第２導電部分２２ｅ及び第２他導電部分２２ｆを含む。第３対応部２３は、第３導電部分２３ｅ及び第３他導電部分２３ｆを含む。第４対応部２４は、第４導電部分２４ｅ及び第４他導電部分２４ｆを含む。

第１導電部分２１ｅは、例えば、Ｚ軸方向において第１端部１１Ｅｅと重なる。第１他導電部分２１ｆは、例えば、Ｚ軸方向において第１他端部１１Ｅｆと重なる。第２導電部分２２ｅは、例えば、Ｚ軸方向において第２端部１２Ｅｅと重なる。第２他導電部分２２ｆは、例えば、Ｚ軸方向において第２他端部１２Ｅｆと重なる。第３導電部分２３ｅは、例えば、Ｚ軸方向において第３端部１３Ｅｅと重なる。第３他導電部分２３ｆは、例えば、Ｚ軸方向において第３他端部１３Ｅｆと重なる。第４導電部分２４ｅは、例えば、Ｚ軸方向において第４端部１４Ｅｅと重なる。第４他導電部分２４ｆは、例えば、Ｚ軸方向において第４他端部１４Ｅｆと重なる。

図１５に示すように、この例では、第１導電部分２１ｅは、第３導電部分２３ｅと電気的に接続される。第１他導電部分２１ｆは、第２導電部分２２ｅと電気的に接続される。第３他導電部分２３ｆは、第４導電部分２４ｅと電気的に接続される。第２他導電部分２２ｆは、第４他導電部分２４ｆと電気的に接続される。

図１５に示すように、第１電流回路７１は、第１他導電部分２１ｆ及び第２導電部分２２ｅとの第５接続点ＣＰ５と、第３他導電部分２３ｆ及び第４導電部分２４ｅの第６接続点ＣＰ６と、の間に交流成分を含む第１電流Ｉ１を供給可能である。交流成分を含む第１電流Ｉ１が用いられることで、ノイズ成分がより抑制される。より高い感度が得られる。

例えば、導電部材２０に第１電流Ｉ１が供給されたときの１つの時刻を第１時刻とする。第１時刻において、素子電流Ｉｄは、第１端部１１Ｅｅから第１他端部１１Ｅｆへの向きに第１磁気素子１１Ｅを流れる。第１時刻において、素子電流Ｉｄは、第２端部１２Ｅｅから第２他端部１２Ｅｆへの向きに第２磁気素子１２Ｅを流れる。第１時刻において、素子電流Ｉｄは、第３端部１３Ｅｅから第３他端部１３Ｅｆへの向きに第３磁気素子１３Ｅを流れる。第１時刻において、素子電流Ｉｄは、第４端部１４Ｅｅから第４他端部１４Ｅｆへの向きに第４磁気素子１４Ｅを流れる。

第１時刻において、第１電流Ｉ１は、第１他導電部分２１ｆから第１導電部分２１ｅへの向きに、第１対応部２１を流れる。第１時刻において、第１電流Ｉ１は、第２導電部分２２ｅから第２他導電部分２２ｆへの向きに、第２対応部２２を流れる。第１時刻において、第１電流Ｉ１は、第３導電部分２３ｅから第３他導電部分２３ｆへの向きに、第３対応部２３を流れる。第１時刻において、第１電流Ｉ１は、第４他導電部分２４ｆから第４導電部分２４ｅへの向きに、第４対応部２４を流れる。

第１センサ部１０Ａにおける第１磁気素子１１Ｅに流れる電流の向きと、第１対応部２１に流れる電流の向きと、の関係（位相）は、第３センサ部１０Ｃにおける第３磁気素子１３Ｅに流れる電流の向きと、第３対応部２３に流れる電流の向きと、の関係（位相）と逆である。第２センサ部１０Ｂにおける第２磁気素子１２Ｅに流れる電流の向きと、第２対応部２２に流れる電流の向きと、の関係（位相）は、第４センサ部１０Ｄにおける第４磁気素子１４Ｅに流れる電流の向きと、第４対応部２４に流れる電流の向きと、の関係（位相）と逆である。第１センサ部１０Ａにおける第１磁気素子１１Ｅに流れる電流の向きと、第１対応部２１に流れる電流の向きと、の関係（位相）は、第２センサ部１０Ｂにおける第２磁気素子１２Ｅに流れる電流の向きと、第２対応部２２に流れる電流の向きと、の関係（位相）と逆である。

例えば、図１６（ａ）に示すように、第２磁性部材５２から第２対向磁性部材５２Ａへの方向は第１方向（Ｘ軸方向）に沿う。第２磁気素子１２Ｅは、１または複数の第２延在部１２ｘを含む（図１４参照）。図１６（ａ）に示すように、第２延在部１２ｘは、第２磁性層１２、第２対向磁性層１２ｏ及び第２非磁性層１２ｎを含む。第２磁性層１２は、第２部分ｐ２と、第２対向部分ｐＡ２と、第２中間部分ｐＭ２と、を含む。第２部分ｐ２から第２対向部分ｐＡ２への方向は、第２方向（Ｚ軸方向）に沿う。第２中間部分ｐＭ２は、第２部分ｐ２と第２対向部分ｐＡ２との間にある。第２非磁性層１２ｎは、第２方向において、第２中間部分ｐＭ２の少なくとも一部と第２対向磁性層１２ｏとの間にある。

例えば、図１６（ｂ）に示すように、第３磁性部材５３から第３対向磁性部材５３Ａへの方向は第１方向（Ｘ軸方向）に沿う。第３磁気素子１３Ｅは、１または複数の第３延在部１３ｘを含む（図１４参照）。図１６（ｂ）に示すように、第３延在部１３ｘは、第３磁性層１３、第３対向磁性層１３ｏ及び第３非磁性層１３ｎを含む。第３磁性層１３は、第３部分ｐ３と、第３対向部分ｐＡ３と、第３中間部分ｐＭ３と、を含む。第３部分ｐ３から第３対向部分ｐＡ３への方向は、第２方向（Ｚ軸方向）に沿う。第３中間部分ｐＭ３は、第３部分ｐ３と第３対向部分ｐＡ３との間にある。第３非磁性層１３ｎは、第２方向において、第３中間部分ｐＭ３の少なくとも一部と第３対向磁性層１３ｏとの間にある。

例えば、図１６（ｃ）に示すように、第４磁性部材５４から第４対向磁性部材５４Ａへの方向は第１方向（Ｘ軸方向）に沿う。第４磁気素子１４Ｅは、１または複数の第４延在部１４ｘを含む（図１４参照）。図１６（ｃ）に示すように、第４延在部１４ｘは、第４磁性層１４、第４対向磁性層１４ｏ及び第４非磁性層１４ｎを含む。第４磁性層１４は、第４部分ｐ４と、第４対向部分ｐＡ４と、第４中間部分ｐＭ４と、を含む。第４部分ｐ４から第４対向部分ｐＡ４への方向は、第２方向（Ｚ軸方向）に沿う。第４中間部分ｐＭ４は、第４部分ｐ４と第４対向部分ｐＡ４との間にある。第４非磁性層１４ｎは、第２方向において、第４中間部分ｐＭ４の少なくとも一部と第４対向磁性層１４ｏとの間にある。

第２磁気素子１２Ｅ、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅは、第１磁気素子１１Ｅと同様の構成を有して良い。第２磁気素子１２Ｅ、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅの電気抵抗は、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗Ｒｘと同様の特性を有して良い。

（第４実施形態）
第４実施形態は、検査装置に係る。後述するように、検査装置は、診断装置を含んでも良い。

図１７は、第４実施形態に係る検査装置を例示する模式図である。
図１７に示すように、実施形態に係る検査装置５５０は、実施形態に係る磁気センサ（図１７の例では、磁気センサ１１０）と、処理部７８と、を含む。処理部７８は、磁気センサ１１０から得られる出力信号ＳｉｇＸを処理する。この例では、処理部７８は、センサ制御回路部７５ｃ、第１ロックインアンプ７５ａ、及び、第２ロックインアンプ７５ｂを含む。例えば、センサ制御回路部７５ｃにより、第１電流回路７１が制御され、第１電流回路７１から、交流成分を含む第１電流Ｉ１がセンサ部１０Ｓに供給される。第１電流Ｉ１の交流成分の周波数は、例えば、１００ｋＨｚ以下である。素子電流回路７５から、素子電流Ｉｄがセンサ部１０Ｓに供給される。センサ部１０Ｓは、例えば、第１センサ部１０Ａなどを含む。センサ部１０Ｓは、第１～第４センサ部１０Ａ～１０Ｄなどを含んでも良い。検出回路７３により、センサ部１０Ｓにおける電位の変化が検出される。例えば、検出回路７３の出力が、出力信号ＳｉｇＸとなる。

この例では、検査装置５５０は、磁界印加部７６Ａを含む。磁界印加部７６Ａは、検出対象８０に磁界を印加可能である。検出対象８０は、例えば、検査対象である。検出対象８０は、少なくとも、金属などの検査導電部材８０ｃを含む。磁界印加部７６Ａによる磁界が検査導電部材８０ｃに印加されると、例えば、検査導電部材８０ｃにおいて渦電流が発生する。検査導電部材８０ｃに傷などがあると、渦電流の状態が変化する。渦電流による磁界が、磁気センサ（例えば磁気センサ１１０など）により検出されることで、検査導電部材８０ｃの状態（例えば傷など）が検査できる。磁界印加部７６Ａは、例えば、渦電流発生部である。

この例では、磁界印加部７６Ａは、印加制御回路部７６ａ、駆動アンプ７６ｂ及びコイル７６ｃを含む。印加制御回路部７６ａによる制御により、駆動アンプ７６ｂに電流が供給される。電流は、例えば、交流である。電流の周波数は、例えば、渦電流励起周波数である。渦電流励起周波数は、例えば、１０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下である。渦電流励起周波数は、例えば、１００ｋＨｚ未満でも良い。

例えば、センサ制御回路部７５ｃから、第１電流Ｉ１の交流成分の周波数に関する情報（例えば信号でも良い）が、参照波（参照信号）として、第１ロックインアンプ７５ａに供給される。第１ロックインアンプ７５ａの出力が第２ロックインアンプ７５ｂに供給される。印加制御回路部７６ａから、渦電流励起周波数に関する情報（例えば信号でも良い）が、参照波（参照信号）として、第２ロックインアンプ７５ｂに供給される。第２ロックインアンプ７５ｂは、渦電流励起周波数に応じた信号成分を出力可能である。

このように、例えば、処理部７８は、第１ロックインアンプ７５ａを含む。第１ロックインアンプ７５ａには、磁気センサ１１０から得られる出力信号ＳｉｇＸと、第１電流Ｉ１に含まれる交流成分の周波数に対応する信号ＳｉｇＲ１と、が入力される。第１ロックインアンプ７５ａは、第１電流Ｉ１に含まれる交流成分の周波数に対応する信号ＳｉｇＲ１を参照波（参照信号）とした出力信号ＳｉｇＸ１を出力可能である。第１ロックインアンプ７５ａが設けられることで、ノイズを抑制して、高感度の検出が可能になる。

処理部７８は、第２ロックインアンプ７５ｂをさらに含んでも良い。第２ロックインアンプ７５ｂには、第１ロックインアンプ７５ａの出力信号ＳｉｇＸ１と、検出対象８０（検査対象）に向けて供給される供給信号（この例では磁界印加部７６Ａによる磁界）の周波数（渦電流励起周波数）に対応する信号ＳｉｇＲ２と、が入力される。第２ロックインアンプ７５ｂは、検出対象８０（検査対象）に向けて供給される供給信号の周波数に対応する信号ＳｉｇＲ２を参照波（参照信号）とした出力信号ＳｉｇＸ２を出力可能である。第２ロックインアンプ７５ｂが設けられることで、ノイズをさらに抑制して、さらに高感度の検出が可能になる。

検査装置５５０により、検出対象８０の検査導電部材８０ｃの傷などの異常を検査できる。

図１８は、第３実施形態に係る検査装置を例示する模式図である。
図１８に示すように、実施形態に係る検査装置５５１は、実施形態に係る磁気センサ（例えば磁気センサ１１０）と、処理部７８と、を含む。検査装置５５１における、磁気センサ及び処理部７８の構成は、検査装置５５０におけるそれらの構成と同様で良い。この例においては、検査装置５５１は、検出対象駆動部７６Ｂを含む。検出対象駆動部７６Ｂは、検出対象８０に含まれる検査導電部材８０ｃに電流を供給可能である。検査導電部材８０ｃは、例えば、検出対象８０に含まれる配線である。検査導電部材８０ｃに流れる電流８０ｉによる磁界が磁気センサ１１０により検出される。磁気センサ１１０による検出結果による異常に基づいて、検査導電部材８０ｃを検査できる。検出対象８０は、例えば、半導体装置などの電子装置でも良い。検出対象８０は、例えば、電池などでも良い。

この例では、検出対象駆動部７６Ｂは、印加制御回路部７６ａ及び駆動アンプ７６ｂを含む。印加制御回路部７６ａによる制御により、駆動アンプ７６ｂが制御され、駆動アンプ７６ｂから、検査導電部材８０ｃに電流が供給される。電流は、例えば、交流である。電流の周波数は、例えば、検査導電部材８０ｃに交流電流を供給する。交流電流の周波数は、例えば、１０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下である。周波数は、例えば、１００ｋＨｚ未満でも良い。この例においても、第１ロックインアンプ７５ａ及び第２ロックインアンプ７５ｂが設けられることで、例えば、ノイズを抑制して、高感度の検出が可能になる。検査装置５５１の１つの例において、複数の磁気センサ（例えば複数の磁気センサ１１０）が設けられても良い。複数の磁気センサは、例えば、センサアレイである。センサアレイにより、検査導電部材８０ｃを短時間で検査できる。検査装置５５１の１つの例において、磁気センサ（例えば磁気センサ１１０）がスキャンされて、検査導電部材８０ｃが検査されても良い。

図１９は、第４実施形態に係る検査装置を示す模式的斜視図である。
図１９に示すように、実施形態に係る検査装置７１０は、磁気センサ１５０ａと、処理部７７０と、を含む。磁気センサ１５０ａは、第１～第３実施形態のいずれかに係る磁気センサ及びその変形で良い。処理部７７０は、磁気センサ１５０ａから得られる出力信号を処理する。処理部７７０において、磁気センサ１５０ａから得られた信号と、基準値と、の比較などが行われても良い。処理部７７０は、処理結果に基づいて、検査結果を出力可能である。

例えば、検査装置７１０により、検査対象６８０が検査される。検査対象６８０は、例えば、電子装置（半導体回路などを含む）である。検査対象６８０は、例えば、電池６１０などでも良い。

例えば、実施形態に係る磁気センサ１５０ａは、電池６１０とともに用いられても良い。例えば、電池システム６００は、電池６１０及び磁気センサ１５０ａを含む。磁気センサ１５０ａは、電池６１０に流れる電流により生じる磁界を検出できる。

図２０は、第４実施形態に係る検査装置を示す模式的平面図である。
図２０に示すように、磁気センサ１５０ａは、例えば、実施形態に係る複数の磁気センサを含む。この例では、磁気センサ１５０ａは、複数の磁気センサ（例えば、磁気センサ１１０など）を含む。複数の磁気センサは、例えば、２つの方向（例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に沿って並ぶ。複数の磁気センサ１１０は、例えば、基板の上に設けられる。

磁気センサ１５０ａは、検査対象６８０（例えば電池６１０でも良い）に流れる電流により生じる磁界を検出できる。例えば、電池６１０が異常な状態に近づくと、電池６１０に異常な電流が流れる場合がある。磁気センサ１５０ａにより異常な電流を検出することで、電池６１０の状態の変化を知ることができる。例えば、電池６１０に近づけて磁気センサ１５０ａが置かれた状態で、２つの方向のセンサ群駆動手段を用いて、電池６１０の全体を短時間で検査できる。磁気センサ１５０ａは、電池６１０の製造における、電池６１０の検査に用いられても良い。

実施形態に係る磁気センサは、例えば、診断装置などの検査装置７１０に応用できる。 図２１は、第４実施形態に係る磁気センサ及び検査装置を示す模式図である。
図２１に示すように、検査装置７１０の例である診断装置５００は、磁気センサ１５０を含む。磁気センサ１５０は、第１～第５実施形態に関して説明した磁気センサ、及び、それらの変形を含む。

診断装置５００において、磁気センサ１５０は、例えば、脳磁計である。脳磁計は、脳神経が発する磁界を検出する。磁気センサ１５０が脳磁計に用いられる場合、磁気センサ１５０に含まれる磁気素子のサイズは、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ未満である。このサイズは、例えば、ＭＦＣを含めた長さである。

図２１に示すように、磁気センサ１５０（脳磁計）は、例えば、人体の頭部に装着される。磁気センサ１５０（脳磁計）は、センサ部３０１を含む。磁気センサ１５０（脳磁計）は、複数のセンサ部３０１を含んでも良い。複数のセンサ部３０１の数は、例えば、約１００個（例えば５０個以上１５０個以下）である。複数のセンサ部３０１は、柔軟性を有する基体３０２に設けられる。

磁気センサ１５０は、例えば、差動検出などの回路を含んでも良い。磁気センサ１５０は、磁気センサとは別のセンサ（例えば、電位端子または加速度センサなど）を含んでも良い。

磁気センサ１５０のサイズは、従来のＳＱＵＩＤ磁気センサのサイズに比べて小さい。このため、複数のセンサ部３０１の設置が容易である。複数のセンサ部３０１と、他の回路と、の設置が容易である。複数のセンサ部３０１と、他のセンサと、の共存が容易である。

基体３０２は、例えばシリコーン樹脂などの弾性体を含んでも良い。基体３０２に、例えば、複数のセンサ部３０１が繋がって設けられる。基体３０２は、例えば、頭部に密着できる。

センサ部３０１の入出力コード３０３は、診断装置５００のセンサ駆動部５０６及び信号入出力部５０４と接続される。センサ駆動部５０６からの電力と、信号入出力部５０４からの制御信号と、に基づいて、センサ部３０１において、磁界測定が行われる。その結果は、信号入出力部５０４に入力される。信号入出力部５０４で得た信号は、信号処理部５０８に供給される。信号処理部５０８において、例えば、ノイズの除去、フィルタリング、増幅、及び、信号演算などの処理が行われる。信号処理部５０８で処理された信号が、信号解析部５１０に供給される。信号解析部５１０は、例えば、脳磁計測のための特定の信号を抽出する。信号解析部５１０において、例えば、信号位相を整合させる信号解析が行われる。

信号解析部５１０の出力（信号解析が終了したデータ）が、データ処理部５１２に供給される。データ処理部５１２では、データ解析が行われる。このデータ解析において、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging)などの画像データが取り入られることが可能である。このデータ解析においては、例えば、ＥＥＧ（Electroencephalogram)などの頭皮電位情報などが取り入れられることが可能である。例えば、ＭＲＩまたはＥＥＧなどのデータ部５１４がデータ処理部５１２と接続される。データ解析により、例えば、神経発火点解析、または、逆問題解析などが行われる。

データ解析の結果は、例えば、画像化診断部５１６に供給される。画像化診断部５１６において、画像化が行われる。画像化により、診断が支援される。

上記の一連の動作は、例えば、制御機構５０２によって制御される。例えば、一次信号データ、または、データ処理途中のメタデータなどの必要なデータは、データサーバに保存される。データサーバと制御機構とは、一体化されても良い。

実施形態に係る診断装置５００は、磁気センサ１５０と、磁気センサ１５０から得られる出力信号を処理する処理部と、を含む。この処理部は、例えば、信号処理部５０８及びデータ処理部５１２の少なくともいずれかを含む。処理部は、例えば、コンピュータなどを含む。

図２１に示す磁気センサ１５０では、センサ部３０１は、人体の頭部に設置されている。センサ部３０１は、人体の胸部に設置されても良い。これにより、心磁測定が可能となる。例えば、センサ部３０１を妊婦の腹部に設置しても良い。これにより、胎児の心拍検査を行うことができる。

被験者を含めた磁気センサ装置は、シールドルーム内に設置されるのが好ましい。これにより、例えば、地磁気または磁気ノイズの影響が抑制できる。

例えば、人体の測定部位、または、センサ部３０１を局所的にシールドする機構を設けても良い。例えば、センサ部３０１にシールド機構を設けても良い。例えば、信号解析またはデータ処理において、実効的なシールドを行っても良い。

実施形態において、基体３０２は、柔軟性を有しても良く、柔軟性を実質的に有しなくても良い。図２１に示す例では、基体３０２は、連続した膜を帽子状に加工したものである。基体３０２は、ネット状でも良い。これにより、例えば、良好な装着性が得られる。例えば、基体３０２の人体への密着性が向上する。基体３０２は、ヘルメット状で、硬質でも良い。

図２２は、第４実施形態に係る検査装置を示す模式図である。
図２２は、心磁計の一例である。この例では、平板状の硬質の基体３０５上にセンサ部３０１が設けられる。

図２２に示した例において、センサ部３０１から得られる信号の入出力は、図２１に関して説明した入出力と同様である。図２２に示した例において、センサ部３０１から得られる信号の処理は、図２１に関して説明した処理と同様である。

生体から発生する磁界などの微弱な磁界を計測する装置として、SQUID (Superconducting Quantum Interference Device：超伝導量子干渉素子)磁気センサを用いる参考例がある。この参考例においては、超伝導を用いるため、装置が大きく、消費電力も大きい。測定対象(患者)の負担が大きい。

実施形態によれば、装置が小型にできる。消費電力を抑制できる。測定対象(患者)の負担が軽減できる。実施形態によれば、磁界検出のＳＮ比を向上できる。感度を向上できる。

実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
第１磁性部材と、
第１対向磁性部材であって、前記第１磁性部材から前記第１対向磁性部材への方向は第１方向に沿う、前記第１対向磁性部材と、
１または複数の第１延在部を含む第１磁気素子と、
を含む第１センサ部を備え、
前記第１延在部は、第１磁性層、第１対向磁性層及び第１非磁性層を含み、
前記第１磁性層は、第１部分と、第１対向部分と、第１中間部分と、を含み、
前記第１部分から前記第１対向部分への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１中間部分は、前記第１部分と前記第１対向部分との間にあり、
前記第１非磁性層は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１中間部分の少なくとも一部と前記第１対向磁性層との間にあり、
前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に第１磁界が印加されたときに第１値であり、
前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第２磁界が印加されたときに第２値であり、
前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第３磁界が印加されたときに第３値であり、
前記第１磁界の絶対値は、前記第２磁界の絶対値よりも小さく、前記第３磁界の絶対値よりも小さく、
前記第２磁界の向きは、前記第３磁界の向きと逆であり、
前記第１値は、前記第２値よりも高く、前記第３値よりも高い、磁気センサ。

（構成２）
前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に印加される磁界に対して偶関数の特性を有する、構成１記載の磁気センサ。

（構成３）
前記第１磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｂ及びＴａを含む、構成１または２に記載の磁気センサ。

（構成４）
前記第１延在部は、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１層をさらに含み、
前記第１磁性層は、前記第１層と前記第１非磁性層との間に設けられた、構成１～３のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成５）
前記第１延在部は、
前記第１層と前記第１磁性層との間に設けられた第２層と、
前記第１層と前記第２層との間に設けられ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む中間層と、
をさらに含む、構成４記載の磁気センサ。

（構成６）
前記第２層は、Ａｇ及びＣｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成５記載の磁気センサ。

（構成７）
前記第１延在部は、第３層及び第４層をさらに含み、
前記第１対向磁性層は、前記第１磁性層と前記第４層との間に設けられ、
前記第３層は、前記第１対向磁性層と前記第４層との間に設けられ、
前記第３層は、Ｒｕを含み、
前記第４層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成８）
前記第１延在部は、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第５層をさらに含み、
前記第１対向磁性層は、前記第１磁性層と前記第５層との間に設けられ、
前記第４層は、前記第１対向磁性層と前記第５層との間に設けられた、構成７記載の磁気センサ。

（構成９）
前記第１非磁性層は、酸化物を含む、構成１～８のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成１０）
前記第１非磁性層は、絶縁性である、構成１～９のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成１１）
第１対応部を含む導電部材をさらに備え、
前記第１対応部の少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第１磁性部材と前記第１対向磁性部材との間の領域と重なり、
交流成分を含む第１電流が前記第１対応部に流れることが可能であり、
前記第１電流は、第３方向に沿って前記第１対応部を流れ、前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差した、構成１～１０のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成１２）
前記第１延在部は、第２対向磁性層及び第２非磁性層を含み、
前記第１非磁性層は、前記第２方向において、前記第１中間部分の一部と前記第１対向磁性層との間にあり、
前記第２非磁性層は、前記第２方向において、前記第１中間部分の別の一部と前記第２対向磁性層との間にあり、
前記第２非磁性層から前記第１非磁性層への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿う、構成１～１０のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成１３）
前記第１磁気素子は、前記複数の第１延在部を含み、
前記複数の第１延在部は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿って並ぶ、構成１２記載の磁気センサ。

（構成１４）
前記第１磁気素子は、第１接続部材をさらに含み、
前記第１接続部材は、前記複数の第１延在部の１つの前記第２対向磁性層と、前記複数の第１延在部の別の１つの前記第１対向磁性層と、を電気的に接続する、構成１３記載の磁気センサ。

（構成１５）
前記第１センサ部は、別の第１対向磁性部材をさらに含み、
前記第１対向磁性部材は、前記第１方向において、前記第１磁性部材と前記別の第１対向磁性部材との間にあり、
前記第１延在部は、第２対向磁性層及び第２非磁性層をさらに含み、
前記第１磁性層は、第２対向部分と、第２中間部分と、をさらに含み、
前記第１対向部分は、前記第１方向において、前記第１部分と前記第２対向部分との間にあり、
前記第２中間部分は、前記第１対向部分と前記第２対向部分との間にあり、
前記第２非磁性層は、前記第２方向において、前記第２中間部分の少なくとも一部と前記第２対向磁性層との間にある、構成１～１０のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成１６）
前記第１磁気素子は、前記複数の第１延在部と、第１接続部材と、を含み、
前記複数の第１延在部は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿って並び、
前記第１接続部材は、前記複数の第１延在部の１つの前記第２対向磁性層と、前記複数の第１延在部の別の１つの前記第２対向磁性層と、を電気的に接続する、構成１５記載の磁気センサ。

（構成１７）
第２磁気素子を含む第２センサ部と、
第３磁気素子を含む第３センサ部と、
第４磁気素子を含む第４センサ部と、
素子電流回路と、
をさらに備え、
前記第１磁気素子は、第１端部及び第１他端部を含み、
前記第２磁気素子は、第２端部及び第２他端部を含み、
前記第３磁気素子は、第３端部及び第３他端部を含み、
前記第４磁気素子は、第４端部及び第４他端部を含み、
前記第１端部は、前記第３端部と電気的に接続され、
前記第１他端部は、前記第２端部と電気的に接続され、
前記第３他端部は、前記第４端部と電気的に接続され、
前記第２他端部は、前記第４他端部と電気的に接続され、
前記素子電流回路は、前記第１端部及び前記第３端部の第１接続点と、前記第２他端部と前記第４他端部の第２接続点と、の間に素子電流を供給可能である、構成１１記載の磁気センサ。

（構成１８）
前記第２センサ部は、第２磁性部材及び第２対向磁性部材を含み、
前記第３センサ部は、第３磁性部材及び第３対向磁性部材を含み、
前記第４センサ部は、第４磁性部材及び第４対向磁性部材を含み、
前記導電部材は、第２対応部、第３対応部及び第４対応部をさらに含み、
前記第２対応部の少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第２磁性部材と前記第２対向磁性部材との間の領域と重なり、
前記第３対応部の少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第３磁性部材と前記第３対向磁性部材との間の領域と重なり、
前記第４対応部の少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第４磁性部材と前記第４対向磁性部材との間の領域と重なり、
前記第１対応部は、第１導電部分及び第１他導電部分を含み、
前記第２対応部は、第２導電部分及び第２他導電部分を含み、
前記第３対応部は、第３導電部分及び第３他導電部分を含み、
前記第４対応部は、第４導電部分及び第４他導電部分を含み、
前記導電部材に前記第１電流が供給されたときの第１時刻において、
前記素子電流は、前記第１端部から前記第１他端部への向きに前記第１磁気素子を流れ、
前記素子電流は、前記第２端部から前記第２他端部への向きに前記第２磁気素子を流れ、
前記素子電流は、前記第３端部から前記第３他端部への向きに前記第３磁気素子を流れ、
前記素子電流は、前記第４端部から前記第４他端部への向きに前記第４磁気素子を流れ、
前記第１電流は、前記第１他導電部分から前記第１導電部分への向きに、前記第１対応部を流れ、
前記第１電流は、前記第２導電部分から前記第２他導電部分への向きに、前記第２対応部を流れ、
前記第１電流は、前記第３導電部分から前記第３他導電部分への向きに、前記第３対応部を流れ、
前記第１電流は、前記第４他導電部分から前記第４導電部分への向きに、前記第４対応部を流れ、構成１７記載の磁気センサ。

（構成１９）
前記導電部材に前記第１電流を供給可能な第１電流回路をさらに備え、
前記第１端部は、前記第３端部と電気的に接続され、
前記第１他端部は、前記第２端部と電気的に接続され、
前記第３他端部は、前記第４端部と電気的に接続され、
前記第２他端部は、前記第４他端部と電気的に接続され、
前記第１電流回路は、前記第１他端部及び前記第２端部の第５接続点と、前記第３他端部及び前記第４端部の第６接続点と、の間に前記第１電流を供給可能である、構成１８記載の磁気センサ。

（構成２０）
構成１～１９のいずれか１つに記載の磁気センサと、
前記磁気センサから出力される信号を処理可能な処理部と、
を備えた検査装置。

実施形態によれば、感度の向上が可能な磁気センサ及び検査装置が提供できる。

本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気センサに含まれるセンサ部、磁気素子、磁性層、非磁性層、磁性部材、及び回路などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した磁気センサ及び検査装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気センサ及び検査装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０Ａ～１０Ｄ…第１～第４センサ部、 １０Ｓ…センサ部、 １１～１４…第１～第４磁性層、 １１Ｅ～１４Ｅ…第１～第４磁気素子、 １１Ｅｅ～１４Ｅｅ…第１～第４端部、 １１Ｅｆ～１４Ｅｆ…第１～第４他端部、 １１Ｌ…第１導電層、 １１Ｍａ～１１Ｍｅ…第１～第５層、 １２Ｍｃ～１２Ｍｅ…第３～第５層、 １１Ｍｍ…中間層、 １１ｎ～１４ｎ…第１～第４非磁性層、 １１ｏ～１４ｏ…第１～第４対向磁性層、 １１ｘ～１４ｘ…第１～第４延在部、 ２０…導電部材、 ２１～２４…第１～第４対応部、 ２１ｅ～２４ｅ…第１導電部分、 ２１ｆ～２４ｆ…第１導電他部分、 ５１～５４…第１～第４磁性部材、 ５１Ａ～５４Ａ…第１～第４対向磁性部材、 ５１Ｂ…別の第１対向磁性部材、 ６５ａ～６５ｄ…第１～第４絶縁部材、 ６６ａ～６６ｄ、６６ａＡ…領域、 ７０…制御回路部、 ７１…第１電流回路、 ７３…検出回路、 ７５…素子電流回路、 ７５ａ、７５ｂ…第１、第２ロックインアンプ、 ７５ｃ…センサ制御回路部、 ７６Ａ…磁界印加部、 ７６Ｂ…検出対象駆動部、 ７６ａ…印加制御回路部、 ７６ｂ…駆動アンプ、 ７６ｃ…コイル、 ７８…処理部、 ８０…検出対象、 ８０ｃ…検査導電部材、 ８０ｉ…電流、 １１０～１１５、１２０、１５０、１５０ａ…磁気センサ、 ３０１…センサ部、 ３０２…基体、 ３０３…入出力コード、 ３０５…基体、 ５００…診断装置、 ５０２…制御機構、 ５０４…信号入出力部、 ５０６…センサ駆動部、 ５０８…信号処理部、 ５１０…信号解析部、 ５１２…データ処理部、 ５１４…データ部、 ５１６…画像化診断部、 ５５０、５５１…検査装置、 ６００…電池システム、 ６１０…電池、 ６８０…検査対象、 ７１０…検査装置、 ７７０…処理部、 ＢＰ…磁束密度、 ＣＮ１…第１接続部材、 ＣＰ１～ＣＰ６…第１～第６接続点、 Ｈ…磁界、 Ｈａｃ…交流磁界、 Ｈｅｘ…外部磁界、 Ｈｅｘ１～Ｈｅｘ３…第１～第３磁界、 Ｈｓｉｇ…信号磁界、 Ｉ１…第１電流、 Ｉａ１～Ｉａ３…第１～第３値電流、 Ｉｄ…素子電流、 Ｌ１１…第１磁性層長さ、 Ｌ１１ｎ…第１非磁性層長さ、 Ｌｐ１…第１部分長さ、 ＬｐＡ１…第１対向部分長さ、 ＰＬ…層、 Ｒ、Ｒｏ…抵抗、 Ｒ１～Ｒ４…第１～第４値、 Ｒｘ…電気抵抗、 ＳｉｇＲ１、ＳｉｇＲ２…信号、 ＳｉｇＸ、ＳｉｇＸ１、ＳｉｇＸ２…出力信号、 ｄ１…距離、 ｇ１…第１距離、 ｐ１～ｐ４…第１～第４部分、 ｐＡ１～ｐＡ４…第１～第４対向部分、 ｐＭ１～ｐＭ４…第１～第４中間部分

Claims (8)

1. 第１磁性部材と、
   第１対向磁性部材であって、前記第１磁性部材から前記第１対向磁性部材への方向は第１方向に沿う、前記第１対向磁性部材と、
   １または複数の第１延在部を含む第１磁気素子と、
   を含む第１センサ部を備え、
   前記第１延在部は、第１磁性層、第１対向磁性層及び第１非磁性層を含み、
   前記第１磁性層は、第１部分と、第１対向部分と、第１中間部分と、を含み、
   前記第１部分から前記第１対向部分への方向は、前記第１方向に沿い、
   前記第１中間部分は、前記第１部分と前記第１対向部分との間にあり、
   前記第１非磁性層は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１中間部分の少なくとも一部と前記第１対向磁性層との間にあり、
   前記第１磁気素子の電気抵抗は、前記第１磁気素子に第１磁界が印加されたときに第１値であり、
   前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第２磁界が印加されたときに第２値であり、
   前記電気抵抗は、前記第１磁気素子に第３磁界が印加されたときに第３値であり、
   前記第１磁界の絶対値は、前記第２磁界の絶対値よりも小さく、前記第３磁界の絶対値よりも小さく、
   前記第２磁界の向きは、前記第３磁界の向きと逆であり、
   前記第１値は、前記第２値よりも高く、前記第３値よりも高く、
   前記第１延在部は、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１層をさらに含み、
   前記第１磁性層は、前記第１層と前記第１非磁性層との間に設けられ、
   前記第１延在部は、
   前記第１層と前記第１磁性層との間に設けられた第２層と、
   前記第１層と前記第２層との間に設けられ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む中間層と、
   をさらに含み、
   前記第２層は、Ａｇ及びＣｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
   前記第２層は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、及びＰｂよりなる群から選択された少なくとも１つの元素をさらに含む、磁気センサ。
2. 第１対応部を含む導電部材をさらに備え、
   前記第１対応部の少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第１磁性部材と前記第１対向磁性部材との間の領域と重なり、
   交流成分を含む第１電流が前記第１対応部に流れることが可能であり、
   前記第１電流は、第３方向に沿って前記第１対応部を流れ、前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差した、請求項１に記載の磁気センサ。
3. 前記第１延在部は、第２対向磁性層及び第２非磁性層を含み、
   前記第１非磁性層は、前記第２方向において、前記第１中間部分の一部と前記第１対向磁性層との間にあり、
   前記第２非磁性層は、前記第２方向において、前記第１中間部分の別の一部と前記第２対向磁性層との間にあり、
   前記第２非磁性層から前記第１非磁性層への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿う、請求項１に記載の磁気センサ。
4. 前記第１磁気素子は、前記複数の第１延在部を含み、
   前記複数の第１延在部は、前記第３方向に沿って並ぶ、請求項３に記載の磁気センサ。
5. 前記第１磁気素子は、第１接続部材をさらに含み、
   前記第１接続部材は、前記複数の第１延在部の１つの前記第２対向磁性層と、前記複数の第１延在部の別の１つの前記第１対向磁性層と、を電気的に接続する、請求項４に記載の磁気センサ。
6. 前記第１センサ部は、別の第１対向磁性部材をさらに含み、
   前記第１対向磁性部材は、前記第１方向において、前記第１磁性部材と前記別の第１対向磁性部材との間にあり、
   前記第１延在部は、第２対向磁性層及び第２非磁性層をさらに含み、
   前記第１磁性層は、第２対向部分と、第２中間部分と、をさらに含み、
   前記第１対向部分は、前記第１方向において、前記第１部分と前記第２対向部分との間にあり、
   前記第２中間部分は、前記第１対向部分と前記第２対向部分との間にあり、
   前記第２非磁性層は、前記第２方向において、前記第２中間部分の少なくとも一部と前記第２対向磁性層との間にある、請求項１に記載の磁気センサ。
7. 前記第１磁気素子は、前記複数の第１延在部と、第１接続部材と、を含み、
   前記複数の第１延在部は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿って並び、
   前記第１接続部材は、前記複数の第１延在部の１つの前記第２対向磁性層と、前記複数の第１延在部の別の１つの前記第２対向磁性層と、を電気的に接続する、請求項６に記載の磁気センサ。
8. 請求項１～７のいずれか１つに記載の磁気センサと、
   前記磁気センサから出力される信号を処理可能な処理部と、
   を備えた検査装置。

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