JPS6280572A - 磁気検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔４既　　要〕 磁気検出器であって、婁磁気抵抗素子の近傍に１以上の
スリットを有する軟磁性体を配置することにより微小磁
界により動作可能とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は強磁性磁気抵抗素子を用いた磁気検出器に関す
るもので、さらに詳しく言えば、微小な磁界により動作
することができる磁気検出器に関するものである。

〔従来の技術〕

強磁性磁気抵抗素子は半導体材料を用いたホール素子と
共に広く磁気検出器として使われている。

従来磁気抵抗素子で磁界検知を行なう方法として次の２
つの方法がある。その第１は第３図に示すようにつづら
折り状の磁性薄帯ｌの磁化方向Ｍを反転させて磁界を検
知する方法であり、第２は測定磁界を印加しない状態で
、磁化と電流が略３０〜６０度を成す磁気抵抗素子、例
えばバーバーポール型の磁気抵抗素子を用いる方法であ
る。バーバーポール型磁気抵抗素子は第４図に示すよう
に一軸磁気異方性を付与されたつづら折りの軟磁性薄帯
２の上に一定の間隔で且つ斜に導電性薄帯３を付着して
いわゆるバーバーポール状としたちので、磁化の方向は
Ｍで示されるようにつづら折り状のパターンと平行にな
っている。そしてこれと直角方向に外部磁界Ｈｅｘをか
けると最初パターンと平行になっていた磁化Ｍが外部磁
界Ｈｅｘの増大にともなって次第に傾き、強い磁界をか
けると最終的には外部磁界Ｈｅｘと同じ磁化Ｈｓとなる
。第５図はこのときの磁化の方向Ｍと磁気抵抗効果との
関係を示す図で（ａｌのようにつづら折り状パターンに
流れる電流ｉに対し、外部磁界Ｈｅｘによる磁化の方向
Ｍの成す角度θが、（ｂ）のように０度からπ／４→π
／２→π３／４−π・・・と増大すると、磁化の方向Ｍ
と電流ｉの成す角度θが０度と１８０度すなわち平行と
なる状態で磁気抵抗効果は最大となり、９０度のところ
すなわち互いに直角を成す状態で最小の磁気抵抗効果と
なる。このようなつづら折り状のパターンの再出力端子
間の電位差を測定することで磁界の大きさ及び極性を検
出することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来の磁気検出方法において、第１の磁気抵抗素子
による方法では磁化の反転が起った時に出力が得られる
°がその状態を保持したり、判別することができないと
いう欠点があり、また第２のバーバーポール型等の磁気
抵抗素子では微弱な磁界では出力が小さいという問題が
あった。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、微小
な磁界で動作し、しかも履歴及び磁界の方向をも検知で
きる磁気検出器を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明においては、測定磁界を印加しない状態
で磁化と電流が略３０〜６０度を成す磁気抵抗素子を用
いた磁気検出器であって、前記磁気抵抗素子１１の両側
又は片側に１以上のスリット１２で分割された軟磁性体
１３を素子と軟磁性体の長軸が直交する様に配置したこ
とを特徴としている。

〔作　用〕

測定磁界を印加しない状態で磁化と電流が略４５度を成
すバーバーポール型磁気抵抗素子等の素子の両側又は片
側に直交する様に配置した軟磁性体に外部磁界が加わる
と、該軟磁性体は磁化し、その端部より磁束が発生し、
その磁束が素子を横切るため従来に比して大きな検出力
が得られる。

また磁化状態はそのまま保持されるので外部磁界の方向
も検知することが可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す図であり、ａは平面図、
ｂは正面図である。同図において１０は基板、１１はバ
ーバーポール型磁気抵抗素子、１２はスリット、１３は
軟磁性体をそれぞれ示している。

本実施例は第１図に示すように、基板１０の上にバーバ
ーポール型磁気抵抗素子１１（第４図の従来例で説明し
たものと同様のもの）を形成し、その両側又は片側に（
図においては両側）にスリット１２で分割された短冊形
の軟磁性体１３を配置したものである。但しスリット１
２の方向は磁気抵抗素子１１のパターンの長手方向に対
して垂直方向とする。

なお本実施例は次のようにして作製することができる。

先ず表面を酸化させたシリコン基板１０上にパーマロイ
からなる厚さ約５００人のつづら折り状の薄帯をリソグ
ラフィ技術を用いて形成し、この薄帯の上に密着層のＴ
ｉやＣｒを介し３０〜６０度（主に４５度）傾いたＡｕ
パターンを等間隔に形成し、その上にＳｉｎｇ　、　５
ｉ３Ｎｎ等の保護膜を付着させてバーバーポール型磁気
抵抗素子１１を作製する。次にこの素子１１の両側又は
片側に軟磁性体１３としてパーマロイやＣｏ−Ｚｒ等の
軟磁性材料を厚さ数μｍに蒸着又はスパッタして形成す
るのである。なお軟磁性体１３は薄膜に限らず、Ｍｎ　
−Ｚｎフェライト材等のブロックでも良い。

このように構成された本実施例は、外部磁界が加わると
、軟磁性体１３が磁化し、その端部より磁束が発生し、
この磁束がバーバーポール型磁気抵抗素子１１を横切る
ため、小さな動作磁界でバーバーポール型磁気抵抗素子
１１からは大きな出力が得られる。

第２図はその出力特性を示す図である。同図において、
横軸には外部磁界を、縦軸には出力をとり、実線Ａで本
実施例の、点線Ｂで軟磁性体がない場合のそれぞれ特性
を示した。図より、外部磁界がＨのとき、軟磁性体がな
い場合の出力はａ′であるが、本実施例の場合はａ′よ
り大きいａが得られる。また本実施例の場合磁化状はそ
のまま保持されるので、外部磁界の方向も検知すること
が可能となる。また逆向きの磁界−Ｈが加われば第２図
において、ｂ点の出力が得られる。

この際、軟磁性体１３に設けたスリンｌ−１２は軟磁性
体１３の反磁界を小さくするため、より微弱な磁界で磁
化し大きな出力が得られる。（反磁界はその幅にほぼ逆
比例して小さくなる）同時に軟磁性体材料の長さを短縮
できるので小型化することができる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、掻めて簡易な
構成で、微小な磁界及びその方向を検知することができ
、実用的には極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、 第２図は本発明の実施例の出力特性を示す図、第３図は
従来の磁気抵抗素子を示す図、第４図は従来のバーバー
ポール型磁気抵抗素子を示す図、 第５図はバーバーポール型磁気抵抗素子の磁気検出作用
を示す図である。 第１図において、 １０は基板、 １１はバーバーポール型磁気抵抗素子、１２はスリット
、 １３は軟磁性体である。 →外部磁界 本発明の実施例を示す図 第１国 本発明の実施例の出力特性を示す図 第２図 従来の磁気抵抗素子を示す図 ネ７３図 １・・・つづら折り状磁性薄帯

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定磁界が印加されない状態で、磁化と電流が略３
   ０〜６０度の角度を成す磁気抵抗素子を用いた磁気検出
   器であって、 上記磁気抵抗素子（１１）の両側又は片側に１以上のス
   リット（１２）で分割された軟磁性体（１３）を素子と
   軟磁性体の長軸が直交する様に配置したことを特徴とす
   る磁気検出器。 ２、磁気抵抗素子としてバーバーポール型素子を用いた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気検出
   器。