Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH0730170A - 強磁性磁気抵抗素子 - Google Patents

強磁性磁気抵抗素子

Info

Publication number
JPH0730170A
JPH0730170A JP5170225A JP17022593A JPH0730170A JP H0730170 A JPH0730170 A JP H0730170A JP 5170225 A JP5170225 A JP 5170225A JP 17022593 A JP17022593 A JP 17022593A JP H0730170 A JPH0730170 A JP H0730170A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ferromagnetic
magnetoresistive element
magnetic field
magnetoresistive
elements
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.)
Granted
Application number
JP5170225A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2576763B2 (ja
Inventor
Izumi Fukui
泉 福井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5170225A priority Critical patent/JP2576763B2/ja
Publication of JPH0730170A publication Critical patent/JPH0730170A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2576763B2 publication Critical patent/JP2576763B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感磁部の面積が小さく、作製マージンの大き
な強磁性磁気抵抗素子を提供する。 【構成】 磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜からなる
磁気抵抗要素12A と12B がそれぞれ形成された2枚
の非磁性絶縁体基板16A と16B を重ね合わせて強磁
性磁気抵抗素子を形成する。これにより、感磁部の面積
を小さくすることができ、磁界が一様でないときの、磁
界強度(方向)に対する分解能が向上する。また、複数
の磁気抵抗要素を形成した基板から、磁気抵抗要素の抵
抗値が近いもの同士を組み合わせて強磁性磁気抵抗素子
を作製することができるため、作製マージンが大きくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強磁性磁気抵抗素子に
係わり、たとえば、回転検出や、位置検出に用いられる
強磁性磁気抵抗素子に関する。
【0002】
【従来の技術】強磁性磁気抵抗素子は、強磁性金属の電
気抵抗が外部磁界によって変化する現象(磁気抵抗効
果)を利用して、磁界の強度を検出する素子である。強
磁性磁気抵抗体の抵抗は、磁化の大きさに依存するの
で、外部磁界変化に対する抵抗変化は、磁化曲線に対応
した飽和特性を示す。このため、ある強度以上の磁界の
検出には用いることができず、通常、100Oe(エル
ステッド)程度までの磁界の測定か、磁界の変化を測定
することにより、被検出対象の回転角や位置を検出する
センサとして用いられる。
【0003】図4を用いて、強磁性磁気抵抗素子で磁界
の方向を検出する場合の動作原理を簡単に説明する。こ
の図は、磁気抵抗要素を2つ組み合せた素子の電気的接
続を簡略化して示したものである。強磁性磁気抵抗素子
11は、2つの磁気抵抗要素12A と12B で構成され
る。磁気抵抗要素12A と12B は、磁化されていない
状態で同一の抵抗を有する薄膜状の強磁性体であり、そ
れらは互いに直交して配置され、直列に接続される。こ
れらの磁気抵抗要素には、定電圧電源15から一定の電
圧V0 が供給される。
【0004】ここで、強磁性磁気抵抗素子11が、一定
強度の外部磁界13下におかれた場合を考えると、各磁
気抵抗要素12A 、12B の抵抗RA 、RB と電極14
1 で測定される電圧Vは、次式で外部磁界の回転角θと
関係づけられる。
【0005】
【数1】
【0006】ここで、θは、磁気抵抗要素12A の電流
方向と磁界のなす角であり、R1 は、θ=π/2のとき
の磁気抵抗要素12A 、12B の抵抗、R2 は、θ=0
のときの抵抗である。(3)式の右辺、第2項が外部磁
界の角度の変化による電圧変化である。このように、θ
に応じて電圧Vが変化するため、電圧Vから、磁界の方
向が検出できる。
【0007】原理上は、1つの磁気抵抗要素から磁界の
方向を検出することができるにも関わらず、図4のよう
に、磁気抵抗要素を組み合わせて強磁性磁気抵抗素子を
構成するのは、以下の理由による。まず、(1)、
(2)式が成立するため、2つの磁気抵抗要素の抵抗の
和、RA +RB が、磁界の回転角に依存せず一定値、R
1+R2 になる。このため、定電圧電源15の負荷抵抗
が常に一定値であることになり、簡単な回路で定電圧を
供給することができるようになる。また、(3)式から
明らかなように、抵抗の比を測定することになり、温度
変化による抵抗変化の影響をキャンセルすることができ
る。このため、従来の強磁性磁気抵抗素子は、2つの磁
気抵抗要素を同一平面上に形成することにより作製され
ていた。
【0008】図5に、実際の強磁性磁気抵抗素子の外観
を示す。強磁性磁気抵抗素子11は、2つの磁気抵抗要
素12A と12B が、互いにその電流方向が直交するよ
うな形で、たとえばシリコン(Si)のような非磁性絶
縁基板16上に形成される。図4では、磁気抵抗要素を
直線で示したが、実際には、この図のように、折れ線状
に形成される。これは、磁気抵抗要素の抵抗値を、使用
に適当な値にするためである。
【0009】図6に、強磁性磁気抵抗素子の他の構成例
を示す。この強磁性磁気抵抗素子11では、4つの磁気
抵抗要素121 〜124 が設けられている。この強磁性
磁気抵抗素子11では、電圧は、電極142 と143
間に印加され、電極141 または電極144 における電
圧を測定することにより、磁界の変化の検出が行われ
る。なお、この素子では、これら2つの電極から、位相
が180度異なる2つの検出信号を得ることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述の動作説明におい
ては、外部磁界が一様な強度を有するものとして説明を
行ったが、強磁性磁気抵抗素子が、一様な磁界の測定に
用いられることはないといってよい。たとえば、回転角
の検出では、被検出対象の周囲に異なる極性の磁力源を
交互に配置して、その回転に伴う磁界変化を、側方から
検出する。この場合には、その被検出対象である回転体
から離れた位置の磁界は弱くなるため、一つの磁気抵抗
要素内で、磁界の強度分布に応じた抵抗率分布が生じて
しまう。このような抵抗率分布が発生すると、磁気抵抗
要素の抵抗と磁界の方向との関係が複雑になり、測定さ
れた電圧から磁界の方向を算出することが困難になる。
この問題を解決するためには、磁気抵抗要素が形成され
ている部分、すなわち、感磁部の面積をできるがぎり小
さくすることが必要となる。
【0011】しかし、従来の強磁性磁気抵抗素子では、
同一平面上に2つ以上の磁気抵抗要素を形成していたた
め、感磁部の面積が、1つの磁気抵抗要素の少なくとも
2倍の面積を必要とするといった問題があった。また、
前述のように2つの磁気抵抗要素の抵抗は等しいことが
望まれるため、従来のような、磁気抵抗要素がパターニ
ングにより一括して作製される強磁性磁気抵抗素子で
は、作製時に膜厚分布が生じないように正確に成膜プロ
セスを制御することが必要であった。
【0012】そこで本発明の目的は、感磁部の面積が小
さい強磁性磁気抵抗素子を提供することにある。
【0013】また、本発明の他の目的は、作製マージン
の大きな強磁性磁気抵抗素子を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
【0015】請求項1ないし請求項3記載の発明では、
磁気抵抗効果を有する強磁性体からなる磁気抵抗要素が
形成された第1および第2の非磁性絶縁体基板を重ね合
わせて形成する。すなわち、本発明では、2つの磁気抵
抗要素を異なる基板上に作製し、これらを組み合わせる
ことにより、感磁部の面積を小さくする。
【0016】また、請求項2記載の発明では、用いる2
つの磁気抵抗要素を同一形状とする。これにより、複数
の磁気抵抗要素を形成した基板から、磁気抵抗要素の抵
抗値が近いもの同士を組み合わせて強磁性磁気抵抗素子
を作製することができる。
【0017】
【実施例】以下、実施例につき本発明を詳細に説明す
る。
【0018】図1に、実施例による強磁性磁気抵抗素子
の概要を示す。強磁性磁気抵抗素子は、所定の形状の強
磁性薄膜からなる磁気抵抗要素12A と12B が形成さ
れた2枚の非磁性絶縁体基板16A と16B を、互いに
直交するように配置したものである。磁気抵抗要素12
A と12B は、パーマロイで形成された薄膜パターンで
あり、これらは、同一プロセスにより、同一形状のシリ
コン基板16上に形成したものである。なお、図中の符
号は、図4に示した動作説明図に対応させてあり、電極
142 と電極143 との間に定電圧が印加され、電極1
2 と電極14 1 の間の電圧が外部磁界の検出に用いら
れる。
【0019】この強磁性磁気抵抗素子の特性評価は、素
子をケースに組み込み、実際のセンサ形状にしてから行
った。
【0020】図2に、この強磁性磁気抵抗素子を用いた
センサの概要を示す。強磁性磁気抵抗素子を構成する2
つの磁気抵抗要素が形成された基板16A と16B は、
リードフレーム21上に、積み重ねられ、接着剤により
接続される。リード端子22と強磁性磁気抵抗素子の電
極の接続は、リード線23により行われる。このとき、
基板16A 上の電極141 と、基板16B 上の電極14
2 の電気的接続も合わせて行う。このようにリード端子
22と接続された素子を、エポキシ材等のモールド樹脂
からなるケース24にて封止して、センサを得た。
【0021】実施例の強磁性磁気抵抗素子は、図1およ
び図5から明らかなように、従来例の素子に比べて小さ
いため、ケースも小さくすることができた。また、実施
例と従来例の強磁性磁気抵抗素子を用いて作製したセン
サにより、実際に、周囲に磁力源を配置した回転体の回
転角の測定を行ったところ、実施例の強磁性磁気抵抗素
子では、従来例のそれにくらべ、被検出対象である回転
体からの距離マージンが大きいことが確認できた。
【0022】また、図1に示した強磁性磁気抵抗素子で
は、1つの基板上に1つの磁気抵抗要素を形成したが、
図3に示すように、各基板にそれぞれ2つの磁気抵抗要
素を形成してもよい。この図の強磁性磁気抵抗素子は、
図6に示した構成の素子を、本発明により実現したもの
であり、対応する部分には、図6と同一の符号を付けて
ある。このように、4つ以上の磁気抵抗要素で構成され
る強磁性磁気抵抗素子にも、本発明は、適用可能であ
る。この強磁性磁気抵抗素子も、感磁部が小さくなるた
め、従来の強磁性磁気抵抗素子より、磁界の変化を正確
に検出することができる。
【0023】実施例の強磁性磁気抵抗素子では、2枚の
基板間の電極の接続をリード線を用いて行っているが、
基板にスルーホールを設けて、これにより、電気的接続
を行うようにすることもできる。また、実施例では、強
磁性金属として、パーマロイを用いてたが、CoNi
(コバルトニッケル)合金等の他の磁気抵抗効果を有す
る金属を用いてもよいことは当然である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
2枚の基板上に形成した抵抗成分を重ねて強磁性磁気抵
抗素子を構成しているため、感磁部の面積が小さくな
る。このため、磁界の変化を正確に検出することができ
る。また、センサ形状にした場合の大きさも小さくなる
ため、センサの配置が容易になる。
【0025】また、請求項2および請求項3記載の発明
では、同一形状の磁気抵抗要素を組み合わせて、強磁性
磁気抵抗素子を形成するため、作製マージンが大きくな
る。すなわち、作製したそれぞれの磁気抵抗要素の抵抗
が異なっていても、近い抵抗値をもつ磁気抵抗要素同士
を組み合わせることにより、素子の全抵抗が磁界の方向
に依存しない強磁性磁気抵抗素子を構成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による強磁性磁気抵抗素子の概
要を示す構成図である。
【図2】実施例の強磁性磁気抵抗素子を組み込んだセン
サの概要を示す説明図である。
【図3】実施例による4つの磁気抵抗要素を有する強磁
性磁気抵抗素子の概要を示す構成図である。
【図4】従来例の強磁性磁気抵抗素子の動作原理を示す
ための説明図である。
【図5】従来例による2つの磁気抵抗要素を用いた強磁
性磁気抵抗素子の概要を示す構成図である。
【図6】従来例による4つの磁気抵抗要素を用いた強磁
性磁気抵抗素子の概要を示す構成図である。
【符号の説明】
11…強磁性磁気抵抗素子 12…磁気抵抗要素 13…磁界 14…電極 15…電源 16…基板 21…リードフレーム 22…リード端子 23…リード線 24…ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 10/00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜から
    なる磁気抵抗要素が形成された第1および第2の非磁性
    絶縁体基板を重ね合わせて形成したことを特徴とする強
    磁性磁気抵抗素子。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2の非磁性絶縁体基板
    に形成された前記磁気抵抗要素が同一形状であることを
    特徴とする請求項1記載の強磁性磁気抵抗素子。
  3. 【請求項3】 前記第1および第2の非磁性絶縁体基板
    に形成された前記磁気抵抗要素が、その電流方向が直交
    するように配置された2つの磁気抵抗要素で構成されて
    いることを特徴とする請求項1および請求項2記載の強
    磁性磁気抵抗素子。
JP5170225A 1993-07-09 1993-07-09 強磁性磁気抵抗素子 Expired - Lifetime JP2576763B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5170225A JP2576763B2 (ja) 1993-07-09 1993-07-09 強磁性磁気抵抗素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5170225A JP2576763B2 (ja) 1993-07-09 1993-07-09 強磁性磁気抵抗素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0730170A true JPH0730170A (ja) 1995-01-31
JP2576763B2 JP2576763B2 (ja) 1997-01-29

Family

ID=15900993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5170225A Expired - Lifetime JP2576763B2 (ja) 1993-07-09 1993-07-09 強磁性磁気抵抗素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2576763B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001159542A (ja) * 1999-12-03 2001-06-12 Hitachi Metals Ltd 回転角度センサー及び回転角度センサーユニット
CN100440565C (zh) * 2004-09-17 2008-12-03 日本电产三协株式会社 磁阻元件
JP2009052963A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Denso Corp 磁気ベクトル分布測定プローブ
JP2011517766A (ja) * 2007-06-27 2011-06-16 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド 多次元位置センサ
WO2015083601A1 (ja) * 2013-12-02 2015-06-11 コニカミノルタ株式会社 三次元磁気センサー

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5750863A (en) * 1980-09-09 1982-03-25 Koichi Ogawa Non-caloric food

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5750863A (en) * 1980-09-09 1982-03-25 Koichi Ogawa Non-caloric food

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001159542A (ja) * 1999-12-03 2001-06-12 Hitachi Metals Ltd 回転角度センサー及び回転角度センサーユニット
JP4543350B2 (ja) * 1999-12-03 2010-09-15 日立金属株式会社 回転角度センサー及び回転角度センサーユニット
CN100440565C (zh) * 2004-09-17 2008-12-03 日本电产三协株式会社 磁阻元件
JP2011517766A (ja) * 2007-06-27 2011-06-16 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド 多次元位置センサ
JP2009052963A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Denso Corp 磁気ベクトル分布測定プローブ
WO2015083601A1 (ja) * 2013-12-02 2015-06-11 コニカミノルタ株式会社 三次元磁気センサー

Also Published As

Publication number Publication date
JP2576763B2 (ja) 1997-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3623367B2 (ja) 巨大磁気抵抗効果素子を備えたポテンショメータ
US5049809A (en) Sensing device utilizing magneto electric transducers
JP3560821B2 (ja) 巨大磁気抵抗効果素子を備えたエンコーダ
JP3465059B2 (ja) 磁化反転導体と一又は複数の磁気抵抗レジスタとからなる磁界センサ
US10184959B2 (en) Magnetic current sensor and current measurement method
KR960018612A (ko) 자계 센서, 브리지 회로 자계 센서 및 그 제조 방법
JPH11513128A (ja) 磁気抵抗ブリッジを有する磁場センサ
TW201908760A (zh) 磁場感測元件以及磁場感測裝置
JP2005529338A (ja) 荷電粒子の流れを測定するためのセンサおよび方法
JP2001159542A (ja) 回転角度センサー及び回転角度センサーユニット
JP2576763B2 (ja) 強磁性磁気抵抗素子
US11009569B2 (en) Magnetic field sensing device
JP2000193407A (ja) 磁気式位置検出装置
JP2000180524A (ja) 磁界センサ
JP2008209224A (ja) 磁気センサ
JP3705702B2 (ja) 磁気デバイス
JPH0329875A (ja) 強磁性体磁気抵抗素子
JP3449160B2 (ja) 磁気抵抗効果素子及びそれを用いた回転センサ
JP4237855B2 (ja) 磁界センサ
JPH10170619A (ja) 磁気センサとその交番バイアス磁界印加方法
CN104880678B (zh) 一种磁传感装置及其制备工艺
JPH08316548A (ja) 磁気抵抗素子
JP3555412B2 (ja) 磁気抵抗センサ
JP2923959B2 (ja) 磁気方位検出装置
JPH03223685A (ja) 外部磁界検出センサ