磁阻元件、磁传感器以及电流传感器制造技术

本发明专利技术涉及磁阻元件、磁传感器以及电流传感器。磁阻元件(1)具备基板(10)、被设置在基板(10)的上方且将反强磁性体层(14)和强磁性体层(15)从基板(10)侧起按顺序层叠而成的层叠体(12)、以及被设置在层叠体(12)的两端的电极部(18)。强磁性体层(15)被设置在反强磁性体层(14)上以便覆盖反强磁性体层(14)的主面整体，通过强磁性体层(15)与反强磁性体层(14)之间所产生的交换耦合磁场而被固定的强磁性体层(15)的磁化方向和以最短距离连接电极部(18)间的方向交叉。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁阻元件、磁传感器以及电流传感器。
技术介绍
以往，作为使用了各向异性磁阻效应的磁阻效应元件，已知AMR(AnisotropicMagnetoResistance：各向异性磁电阻效应)元件。AMR元件具有表现各向异性磁阻效应的强磁性体层。一般而言，各向异性磁阻效应由在磁阻元件中流动的电流的方向和强磁性体层的磁化方向等来决定。图25是表示在磁阻元件中流动的电流的方向和强磁性体层的磁化方向的一个例子的图。图26是表示一般的磁阻元件的输出特性的图。如图25所示，如果将在磁阻元件中流动的电流I的移动方向与强磁性体层的磁化M的方向交叉的角度设为θ，则如图26所示，磁阻元件的电阻R表示为R＝R0+ΔRcos2θ。此处，R0是电阻的固定值部分，ΔR是变化部分的最大值。在没有外部磁场的情况下，由于磁化被制造成朝向长边方向(易磁化轴)，所以AMR元件的特性以磁场0为对称具有偶函数特性。AMR元件大多被使用于磁记录介质的磁头或磁传感器。该情况下，通过对强磁性体层施加偏置磁场来对偶函数特性进行奇数函数化。由此，AMR元件的磁电阻变化对外部磁场呈线形地响应。作为对这样的强磁性体层施加偏置磁场以外的奇数函数化的方法，提出一种通过在强磁性体层上形成相对于长边方向(容易轴)倾斜的导电膜(螺旋条纹电极)，从而使在强磁性体层中流动的电流的方向倾斜的螺旋条纹偏置方法。作为公开了设置有螺旋条纹电极的磁阻元件的文献，例如例举“THEBARBERPOLE，ALINEARMAGNETORESISTIVEHEAD”，K.E.Kuijk，W.J.vanGestelandF.W.Gorter，IEEETransactionsonMagnetics，vol.Mag－11，no.5，September1975(非专利文献1)。非专利文献1:“THEBARBERPOLE，ALINEARMAGNETORESISTIVEHEAD”，K.E.Kuijk，W.J.vanGestelandF.W.Gorter，IEEETransactionsonMagnetics，vol.Mag－11，no.5，September1975然而，如非专利文献1所公开的磁阻元件那样，在强磁性体层上设置螺旋条纹电极的情况下，由于位于螺旋条纹电极正下方的强磁性体不检测磁信号，所以感磁区域减少。另外，螺旋条纹电极的电阻被加到强磁性体的电阻。因此，会有磁阻元件的磁电阻变化率变小的顾虑。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述那样的问题而完成的，本专利技术的目的在于提供一种能够抑制感磁区域的减少，并提高磁电阻变化率的、磁阻元件、磁传感器以及电流传感器。基于本专利技术的磁阻元件具备基板、被设置在上述基板的上方且由反强磁性体层和强磁性体层层叠而成的层叠体、以及被设置在上述层叠体的两端的电极部。上述强磁性体层以及上述反强磁性体层的一方被设置在上述强磁性体层以及上述反强磁性体层的另一方上以便覆盖上述强磁性体层以及上述反强磁性体层的另一方的主面整体，通过上述强磁性体层与上述反强磁性体层之间所产生的交换耦合磁场而被固定的上述强磁性体层的磁化方向和以最短距离连接上述电极部间的方向交叉。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，可以在上述层叠体中从上述基板侧起按顺序层叠上述反强磁性体层和上述强磁性体层。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，可以在上述层叠体中从上述基板侧起按顺序层叠上述强磁性体层和上述反强磁性体层。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，优选通过上述交换耦合磁场被固定的上述强磁性体层的上述磁化方向和以最短距离连接上述电极部间的方向交叉的角度是45度。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，优选上述反强磁性体层由包含Ni、Fe、Pd、Pt以及Ir中的任意一种的元素和Mn的合金、包含Pd、Pt和Mn的合金或者包含Cr、Pt和Mn的合金构成。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，优选上述强磁性体层由包含Ni和Fe的合金或者包含Ni和Co的合金构成。优选基于上述本专利技术的磁阻元件还具备交换耦合磁场调整层，上述交换耦合磁场调整层被设置在上述反强磁性体层与上述强磁性体层之间，对上述反强磁性体层与上述强磁性体层之间所产生的交换耦合磁场的大小进行调整。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，优选上述交换耦合磁场调整层由Co或包含Co的合金构成。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，上述层叠体可以设置有多个。此时，优选多个上述层叠体的各个具有从层叠方向观察的情况下具有相互对置的2组对边的矩形形状，优选多个上述层叠体相互分离地设置成上述强磁性体层的磁化方向一致。并且，由于在从上述层叠方向观察的情况下，沿着上述2组对边中的一组对边延伸的方向，上述电极部和上述层叠体交替地排列。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，上述层叠体可以在从层叠方向观察的情况下，具有大致正方形形状。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，多个上述层叠体可以沿着上述2组对边中的一组对边延伸的方向呈直线状地并列设置。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，多个上述层叠体可以在上述2组对边中的另一组对边延伸的方向上错开地设置。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，上述层叠体可以包括上述磁化方向一致且形成为曲折状的部分。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，上述层叠体还可以包括分别与形成为上述曲折状的部分的两端侧连接的电极基底部。此时，优选上述电极部被设置在上述电极基底部上。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，形成为上述曲折状的部分可以由平行地排列的多个线状部和使相互相邻的上述线状部的端部彼此交替地连接的多个折回部构成。此时，优选在上述多个折回部上分别设置电阻比上述强磁性体层低的导电层。在基于上述本专利技术的磁阻元件中，上述层叠体可以设置有多个。此时，优选上述磁阻元件通过以磁化方向一致的方式平行地并列设置多个上述层叠体、且上述电极部使相互相邻的上述层叠体的端部彼此交替地连接，从而形成为曲折状。基于本专利技术的磁传感器具备上述磁阻元件。基于本专利技术的电流传感器具备测量对象的电流流动的母线和上述磁传感器。根据本专利技术，能够提供一种能够抑制感磁区域的减少，并提高磁电阻变化率的磁阻元件、磁传感器以及电流传感器。附图说明图1是实施方式1所涉及的磁阻元件的示意剖视图。图2是示意性地表示图1所示的反强磁性体层和强磁性体层交换耦合的状态的剖视图。图3是通过来自反强磁性体层的交换耦合磁场被固定的强磁性体层的磁化方向、和以最短距离连接电极部间的方向的俯视图。图4是表示图1所示的磁阻元件的磁电阻与磁场的关系的图。图5是使用多个图1所示的磁阻元件构成的磁传感器的俯视图。图6是表示第一变形例中的磁传感器的俯视图。图7是实施方式2所涉及的磁阻元件的示意剖视图。图8是具有比较例所涉及的磁阻元件的磁传感器的俯视图。图9是表示实施例1所涉及的磁传感器的桥电压变化率与磁场的关系的图。图10是表示比较例所涉及的磁传感器的桥电压变化率与磁场的关系的图。图11是表示实施方式3所涉及的电流传感器的示意图。图12是示意性地表示在从图11所示的XII－XII线箭头方向观察的剖视图中产生的磁场的图。图13是实施方式4所涉及的磁阻元件的示意剖视图。图14是实施方式5所涉及的磁阻元件的俯视图。图15是沿着图14所示的XV－XV线的剖视图。图16是用于对形状各向异性进行说明的图。图17是表示磁化的方向根据形状各向异性而变化的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁阻元件，具备：基板；被设置在所述基板的上方且由反强磁性体层和强磁性体层层叠而成的层叠体；以及被设置在所述层叠体的两端的电极部，所述强磁性体层以及所述反强磁性体层的一方被设置在所述强磁性体层以及所述反强磁性体层的另一方上以便覆盖所述强磁性体层以及所述反强磁性体层的另一方的主面整体，通过在所述强磁性体层与所述反强磁性体层之间产生的交换耦合磁场而被固定的所述强磁性体层的磁化方向和以最短距离连接所述电极部间的方向交叉。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 JP 2014-1130511.一种磁阻元件，具备：基板；被设置在所述基板的上方且由反强磁性体层和强磁性体层层叠而成的层叠体；以及被设置在所述层叠体的两端的电极部，所述强磁性体层以及所述反强磁性体层的一方被设置在所述强磁性体层以及所述反强磁性体层的另一方上以便覆盖所述强磁性体层以及所述反强磁性体层的另一方的主面整体，通过在所述强磁性体层与所述反强磁性体层之间产生的交换耦合磁场而被固定的所述强磁性体层的磁化方向和以最短距离连接所述电极部间的方向交叉。2.根据权利要求1所述的磁阻元件，其中，在所述层叠体中从所述基板侧起按顺序层叠所述反强磁性体层和所述强磁性体层。3.根据权利要求1所述的磁阻元件，其中，在所述层叠体中从所述基板侧起按顺序层叠所述强磁性体层和所述反强磁性体层。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁阻元件，其中，通过所述交换耦合磁场而被固定的所述强磁性体层的所述磁化方向和以最短距离连接所述电极部间的方向交叉的角度是45度。5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的磁阻元件，其中，所述反强磁性体层由包含Ni、Fe、Pd、Pt以及Ir中的任意一种的元素和Mn的合金、包含Pd、Pt和Mn的合金或者包含Cr、Pt和Mn的合金构成。6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的磁阻元件，其中，所述强磁性体层由包含Ni和Fe的合金或者包含Ni和Co的合金构成。7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的磁阻元件，其中，还具备交换耦合磁场调整层，所述交换耦合磁场调整层被设置在所述反强磁性体层与所述强磁性体层之间，对在所述反强磁性体层与所述强磁性体层之间产生的交换耦合磁场的大小进行调整。8.根据权利要求7所述的磁阻元件，其中，所述交换耦合磁场调整层是由Co或包含Co的...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛见义光，米田年麿，岛津武仁，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP