DE102022124075A1

DE102022124075A1 - Magnetsensor

Info

Publication number: DE102022124075A1
Application number: DE102022124075.4A
Authority: DE
Inventors: Hidekazu Kojima; Kenzo Makino; Hiraku Hirabayashi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2021-09-21
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2023-03-23
Also published as: US20230093647A1; CN115840174A; US11892527B2; US12248040B2; US20240125873A1

Abstract

Ein Magnetsensor weist ein Substrat auf, das eine obere Fläche aufweist; eine Isolationsschicht, die auf dem Substrat aufgebracht ist, wobei die Isolationsschicht eine erste und eine zweite geneigte Fläche aufweist, die jeweils in Bezug auf die obere Fläche des Substrats geneigt sind; und ein MR Element. Das MR Element ist auf der ersten geneigten Fläche oder der zweiten geneigten Fläche aufgebracht. Das MR Element weist eine erste Seitenfläche auf, die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt unterschiedliche Winkel in Bezug auf die erste geneigte Fläche oder die zweite geneigte Fläche haben.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Magnetsensor, der magnetoresistive Elemente aufweist, die jeweils auf einer geneigten Fläche aufgebracht sind.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Magnetsensoren mit magnetoresistiven Elementen sind in den letzten Jahren für verschiedene Anwendungen eingesetzt worden. Ein System, das einen Magnetsensor aufweist, kann dazu bestimmt sein, ein Magnetfeld zu detektieren, das eine Komponente in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche eines Substrats enthält, indem ein magnetoresistives Element verwendet wird, das auf dem Substrat vorgesehen ist. In einem solchen Fall kann das Magnetfeld, das die Komponente in der Richtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats enthält, durch Bereitstellung eines weichmagnetischen Körpers zur Umwandlung eines Magnetfelds in der Richtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats in ein Magnetfeld in der Richtung parallel zur Oberfläche des Substrats oder durch Anordnen des magnetoresistiven Elements auf einer geneigten Oberfläche, die auf dem Substrat ausgebildet ist, detektiert werden.
Die US-Patentanmeldung Nr. 2006/0176142 A1 und die US-Patentanmeldung Nr. 2008/0316654 A1 offenbaren jeweils einen Magnetsensor, der magnetoresistive Elemente aufweist, die jeweils auf einer geneigten Fläche aufgebracht sind. Bei dem in der US-Patentanmeldung Nr. 2008/0316654 A1 offenbarten Magnetsensor sind die Seitenflächen jedes magnetoresistiven Elements in Bezug auf die geneigte Fläche nach vorne verjüngt.
Als magnetoresistive Elemente werden zum Beispiel TMR Elemente (tunnel-magnetoresistive Elemente) oder GMR Elemente (riesenmagneotoresistive Elemente) verwendet. Im TMR Element wird ein Strom in einer Richtung fast senkrecht zu einer Oberfläche jeder Schicht, die das TMR Element bilden, zum Fließen gebracht. Als GMR Element ist ein CPP (Strom senkrecht zur Ebene; Englisch: Current Perpendicular to Plane) GMR Element bekannt, bei dem ein Strom in einer Richtung fließt, die nahezu senkrecht zu einer Oberfläche jeder Schicht ist, die das GMR Element bilden. In einem Fall, in dem TMR Elemente oder CPP GMR Elemente als magnetoresistive Elemente verwendet werden, ist die Mehrzahl der magnetoresistiven Elemente durch eine Mehrzahl unterer Elektroden und eine Mehrzahl oberer Elektroden in Reihe geschaltet.
Hier wird ein Fall betrachtet, in dem Seitenflächen eines TMR Elements oder eines CPP GMR Elements verjüngt sind. In einem solchen Fall, wenn der Verjüngungswinkel sanft ist, werden Flächeninhalte groß, in denen die Seitenflächen des magnetoresistiven Elements einer oberen Elektrode gegenüberliegen, mit dem Ergebnis, dass die Seitenflächen des magnetoresistiven Elements mit der oberen Elektrode kurzgeschlossen werden können. In einem Fall, in dem ein magnetoresistives Element in einer Richtung mit einer länglich Form ausgebildet ist, so dass eine freie Schicht eine magnetische Formanisotropie aufweisen kann, wird die magnetische Formanisotropie klein, wenn der Verjüngungswinkel gering ist. Solche Probleme treten auf, wenn das magnetoresistive Element auf einer geneigten Fläche aufgebracht ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Magnetsensor bereitzustellen, der magnetoresistive Elemente aufweist, die jeweils auf einer geneigten Fläche aufgebracht sind, in der die Erzeugung von Problemen , die sich aus den Formen der Seitenflächen der magnetoresistiven Elemente ergeben, unterdrückt werden kann.
Ein Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Substrat auf, das eine Bezugsebene aufweist; ein auf dem Substrat aufgebrachtes Trägerelement, wobei das Trägerelement eine geneigte Fläche aufweist, die in Bezug auf die Bezugsebene geneigt ist; und ein magnetisches Detektionselement, das auf der geneigten Fläche aufgebracht ist, wobei das magnetische Detektionselement eine erste Seitenfläche aufweist, die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt unterschiedliche Winkel in Bezug auf die geneigte Fläche haben.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung weist die erste Seitenfläche des magnetischen Detektionselements den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt mit unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf die geneigte Fläche auf. Dadurch ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, in einem Magnetsensor, der magnetoresistive Elemente aufweist, die jeweils auf einer geneigten Fläche aufgebracht sind, die Erzeugung von Problemen zu unterdrücken, die sich aus den Formen der Seitenflächen der magnetoresistiven Elemente ergeben.
Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung ausführlicher dargestellt.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis der Offenbarung aufweisen und sind in dieser Beschreibung enthalten enthalten und stellen einen Teil dieser Beschreibung dar. Die Zeichnungen zeigen beispielhafte Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Technologie zu erklären.

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Magnetsensors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Magnetsensorvorrichtung zeigt, die den Magnetsensor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung aufweist.
3 ist ein Schaltplan, der eine Schaltungsanordnung einer ersten Detektionsschaltung der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 ist ein Schaltplan, der eine Schaltungsanordnung einer zweiten Detektionsschaltung der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
5 ist eine Draufsicht auf einen Teil des Magnetsensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Magnetsensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
7 ist eine Seitenansicht, die ein magnetoresistives Element der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die ein magnetoresistives Element, eine untere Elektrode und eine geneigte Fläche des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
9 ist eine Schnittansicht, die das magnetoresistive Element und die untere Elektrode aus 8 zeigt.
10 ist eine Schnittansicht, die ein erstes Beispiel für eine vierte Seitenfläche der unteren Elektrode der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
11 ist eine Schnittansicht, die ein zweites Beispiel der vierten Seitenfläche der unteren Elektrode der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
12 ist eine Schnittansicht, die ein magnetoresistives Element, eine untere Elektrode und eine geneigte Fläche eines zweiten Beispiels der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
13 ist eine Schnittansicht, die ein magnetoresistives Element, eine untere Elektrode und eine geneigte Fläche eines dritten Beispiels der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
14 ist eine Schnittansicht, die das magnetoresistive Element und die unteren Elektrode aus 13 zeigt.
15 ist eine Schnittansicht, die ein magnetoresistives Element, eine untere Elektrode und eine geneigte Fläche eines vierten Beispiels der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
16 ist eine Schnittansicht, die ein magnetoresistives Element, eine untere Elektrode und eine geneigte Fläche eines fünften Beispiels der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
17 ist eine Schnittansicht, die das magnetoresistive Element und die untere Elektrode aus 16 zeigt.
18 ist eine Schnittansicht, die ein magnetoresistives Element, eine untere Elektrode und eine geneigte Fläche eines Modifikationsbeispiels des Magnetsensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
19 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Magnetsensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden einige beispielhafte Ausführungsformen und Modifikationsbeispiele der Technologie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Es ist zu beachten, dass die folgende Beschreibung auf illustrative Beispiele der Offenbarung gerichtet ist und nicht als Einschränkung der Technologie zu verstehen ist. Faktoren, die ohne Einschränkung Zahlenwerte, Formen, Materialien, Komponenten, Positionen der Komponenten und die Art und Weise, wie die Komponenten miteinander gekoppelt sind, einschließen, dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung der Technologie auszulegen. Ferner sind Elemente in den folgenden Ausführungsbeispielen, die nicht in einem der allgemeinsten unabhängigen Ansprüche der Offenbarung aufgeführt sind, optional und können je nach Bedarf bereitgestellt werden. Die Zeichnungen sind schematisch und nicht als maßstabsgetreu zu verstehen. Gleichartige Elemente werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um redundante Beschreibungen zu vermeiden. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben wird.
[Erste Ausführungsform]
Zunächst wird eine Konfiguration eines Magnetsensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Magnetsensor gemäß der Ausführungsform zeigt. 2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer magnetischen Sensorvorrichtung zeigt, die den Magnetsensor gemäß der Ausführungsform aufweist.
Wie in 1 gezeigt, hat der Magnetsensor 1 die Gestalt eines Chips mit der Form eines rechteckigen Parallelepipeds. Der Magnetsensor 1 weist eine obere Fläche 1a und eine untere Fläche auf, die einander gegenüberliegen, sowie vier Seitenflächen, die die obere Fläche 1a mit der unteren Fläche verbinden. Der Magnetsensor 1 weist auch eine Mehrzahl von Elektrodenkontaktflächen auf, die auf der oberen Fläche 1a aufgebracht sind.
Im Folgenden wird ein Referenzkoordinatensystem in der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Bezugskoordinatensystem ist ein orthogonales Koordinatensystem, das in Bezug auf einen Magnetsensor 1 fixiert und durch drei Achsen definiert ist. Im Bezugskoordinatensystem sind eine X Richtung, eine Y Richtung und eine Z Richtung definiert. Die X, Y und Z Richtung sind orthogonal zueinander. Insbesondere wird in dieser Ausführungsform eine Richtung, die senkrecht zur oberen Fläche 1a des Magnetsensors 1 ist und von der unteren Fläche zur oberen Fläche 1a des Magnetsensors 1 orientiert ist, als Z Richtung definiert. Die zur X, Y und Z Richtung entgegengesetzten Richtungen werden als -X, -Y, und -Z Richtung bezeichnet. Die drei Achsen, die das Referenzkoordinatensystem definieren, sind eine Achse parallel zur X Richtung, eine Achse parallel zur Y Richtung und eine Achse parallel zur Z Richtung.
Im Folgenden bezieht sich der Begriff „oben“ auf Positionen, die sich in Z Richtung vor einer Referenzposition befinden, und „unten“ bezieht sich auf Positionen, die in Bezug auf die Referenzposition den „oben“ Positionen gegenüberliegen. Für jede Komponente des Magnetsensors 1 bezieht sich der Begriff „obere Fläche“ auf eine Fläche der Komponente, die sich an deren Ende in Z Richtung befindet, und „untere Fläche“ bezieht sich auf eine Fläche der Komponente, die sich an deren Ende in -Z Richtung befindet. Der Ausdruck „in Z Richtung gesehen“ bedeutet, dass ein Objekt von einer Position aus gesehen wird, die sich in Z Richtung in einem gewissen Abstand befindet.
Wie in 2 dargestellt, weist der Magnetsensor 1 eine erste Detektionsschaltung 20 und eine zweite Detektionsschaltung 30 auf. Jede der ersten und zweiten Detektionsschaltungen 20 und 30 weist eine Mehrzahl von magnetischen Detektionselementen auf und ist derart eingerichtet, dass sie ein Zielmagnetfeld detektiert, um zumindest ein Detektionssignal zu erzeugen. Insbesondere handelt es sich bei der Mehrzahl von magnetischen Detektionselementen um eine Mehrzahl von magnetoresistiven Elementen. Die magnetoresistiven Elemente werden im Folgenden als MR Elemente bezeichnet.
Eine Mehrzahl von Detektionssignalen, die von der ersten und zweiten Detektionsschaltung 20 und 30 erzeugt werden, werden von einem Prozessor 40 verarbeitet. Der Magnetsensor 1 und der Prozessor 40 bilden eine Magnetsensorvorrichtung 100. Der Prozessor 40 ist derart eingerichtet, dass er durch Verarbeiten der Mehrzahl von Detektionssignalen, die von der ersten und zweiten Detektionsschaltung 20 und 30 erzeugt werden, einen ersten Detektionswert bzw. einen zweiten Detektionswert erzeugt, die Entsprechungen mit Komponenten eines Magnetfeldes in zwei verschiedenen Richtungen an einer vorbestimmten Referenzposition haben. Insbesondere handelt es sich bei der vorliegenden Ausführungsform bei den vorgenannten zwei verschiedenen Richtungen um eine Richtung parallel zu einer XY Ebene und eine Richtung parallel zur Z Richtung. Der Prozessor 40 ist beispielsweise als ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) ausgebildet.
Der Prozessor 40 kann zum Beispiel in einem Träger enthalten sein, der den Magnetsensor 1 trägt. Der Träger weist eine Mehrzahl von Elektrodenkontaktflächen auf. Die ersten und zweiten Detektionsschaltungen 20 und 30 sind mit dem Prozessor 40 über die Mehrzahl von Elektrodenkontaktflächen des Magnetsensors 1, die Mehrzahl von Elektrodenkontaktflächen des Trägers und beispielsweise eine Mehrzahl von Bonddrähten verbunden. In einem Fall, in dem die Mehrzahl der Elektrodenkontaktflächen des Magnetsensors 1 auf der oberen Fläche 1a des Magnetsensors 1 vorgesehen sind, kann der Magnetsensor 1 auf der oberen Fläche des Trägers in einer derartigen Position montiert werden, dass die untere Fläche des Magnetsensors 1 der oberen Fläche des Trägers zugewandt ist.
Nachfolgend werden die erste und die zweite Detektionsschaltung 20 und 30 unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben. 3 ist ein Schaltplan, der eine Schaltungsanordnung der ersten Detektionsschaltung 20 zeigt. 4 ist ein Schaltplan, der eine Schaltungsanordnung der zweiten Detektionsschaltung 30 zeigt. 5 ist eine Draufsicht auf einen Teil des Magnetsensors 1. 6 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Magnetsensors 1 zeigt.
Wie in 5 gezeigt, sind eine U Richtung und eine V Richtung wie folgt definiert. Die U Richtung ist eine Richtung, die von der X Richtung in die -Y Richtung gedreht ist. Die V Richtung ist eine Richtung, die von der Y Richtung in die X Richtung gedreht ist. Genauer gesagt ist in der vorliegenden Ausführungsform die U Richtung auf eine Richtung festgelegt, die von der X Richtung in die -Y Richtung um α gedreht ist, und die V Richtung ist auf eine Richtung festgelegt, die von der Y Richtung in die X Richtung um α gedreht ist. Es ist zu beachten, dass α ein Winkel größer als 0° und kleiner als 90° ist. Zum Beispiel ist α gleich 45° . -U Richtung bezieht sich auf eine Richtung, die der U Richtung entgegengesetzt ist, und -V Richtung bezieht sich auf eine Richtung, die der V Richtung entgegengesetzt ist.
Wie in 6 gezeigt, sind eine W1 Richtung und eine W2 Richtung wie folgt definiert. Die W1 Richtung ist eine Richtung, die von der V Richtung in die -Z Richtung gedreht ist. Die W2 Richtung ist eine Richtung, die von der V Richtung in die Z Richtung gedreht ist. Genauer gesagt ist in der vorliegenden Ausführungsform die W1 Richtung eine Richtung, die von der V Richtung in die -Z Richtung um β gedreht ist, und die W2 Richtung ist eine Richtung, die von der V Richtung in die Z Richtung um β gedreht ist. Es ist zu beachten, dass β ein Winkel größer als 0° und kleiner als 90° ist. -W1 Richtung bezieht sich auf eine Richtung, die der W1 Richtung entgegengesetzt ist, und -W2 Richtung bezieht sich auf eine Richtung, die der W2 Richtung entgegengesetzt ist. Die W1 Richtung und die W2 Richtung sind beide orthogonal zur U Richtung.
Die erste Detektionsschaltung 20 ist derart eingerichtet, dass sie eine Komponente des Zielmagnetfeldes in einer Richtung parallel zur W1 Richtung detektiert und zumindest ein erstes Detektionssignal erzeugt, das mit der Komponente korrespondiert. Die zweite Detektionsschaltung 30 ist derart eingerichtet, dass sie eine Komponente des Zielmagnetfeldes in einer Richtung parallel zur W2 Richtung detektiert und zumindest ein zweites Detektionssignal erzeugt, das mit der Komponente korrespondiert.
Wie in 3 gezeigt, weist die erste Detektionsschaltung 20 einen Stromversorgungsanschluss V2, einen Masseanschluss G2, Signalausgangsanschlüsse E21 und E22, einen ersten Widerstandsabschnitt R21, einen zweiten Widerstandsabschnitt R22, einen dritten Widerstandsabschnitt R23 und einen vierten Widerstandsabschnitt R24 auf. Die Mehrzahl der MR Elemente der ersten Detektionsschaltung 20 bilden die ersten bis vierten Widerstandsabschnitte R21, R22, R23 und R24.
Der erste Widerstandsabschnitt R21 ist zwischen dem Stromversorgungsanschluss V2 und dem Signalausgangsanschluss E21 vorgesehen. Der zweite Widerstandsabschnitt R22 ist zwischen dem Signalausgangsanschluss E21 und dem Masseanschluss G2 vorgesehen. Der dritte Widerstandsabschnitt R23 ist zwischen dem Signalausgangsanschluss E22 und dem Masseanschluss G2 vorgesehen. Der vierte Widerstandsabschnitt R24 ist zwischen dem Stromversorgungsanschluss V2 und dem Signalausgangsanschluss E22 vorgesehen.
Wie in 4 dargestellt, weist die zweite Detektionsschaltung 30 einen Stromversorgungsanschluss V3, einen Masseanschluss G3, Signalausgangsanschlüsse E31 und E32, einen ersten Widerstandsabschnitt R31, einen zweiten Widerstandsabschnitt R32, einen dritten Widerstandsabschnitt R33 und einen vierten Widerstandsabschnitt R34 auf. Die Mehrzahl der MR Elemente der zweiten Detektionsschaltung 30 bilden die ersten bis vierten Widerstandsabschnitte R31, R32, R33 und R34.
Der erste Widerstandsabschnitt R31 ist zwischen dem Stromversorgungsanschluss V3 und dem Signalausgangsanschluss E31 vorgesehen. Der zweite Widerstandsabschnitt R32 ist zwischen dem Signalausgangsanschluss E31 und dem Masseanschluss G3 vorgesehen. Der dritte Widerstandsabschnitt R33 ist zwischen dem Signalausgangsanschluss E32 und dem Masseanschluss G3 vorgesehen. Der vierte Widerstandsabschnitt R34 ist zwischen dem Stromversorgungsanschluss V3 und dem Signalausgangsanschluss E32 vorgesehen.
An jeden der Stromversorgungsanschlüsse V2 und V3 wird eine Spannung oder ein Strom mit einer vorgegebenen Größe angelegt. Jeder der Masseanschlüsse G2 und G3 ist mit der Masse verbunden.
Die Mehrzahl von MR Elementen der ersten Detektionsschaltung 20 wird als eine Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B bezeichnet. Die Mehrzahl von MR Elementen der zweiten Detektionsschaltung 30 wird als Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C bezeichnet. Da die ersten und zweiten Detektionsschaltungen 20 und 30 die Komponenten des Magnetsensors 1 sind, kann man sagen, dass der Magnetsensor 1 die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C aufweist. Jedes einzelne MR Element wird mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet.
7 ist eine Seitenansicht, die das MR Element 50 zeigt. Das MR Element 50 ist ein Spin-Ventil MR Element, das eine Mehrzahl von magnetischen Schichten aufweist. Das MR Element 50 weist eine magnetisierte Schicht 51 mit einer Magnetisierung, deren Richtung fest ist, eine freie Schicht 53 mit einer Magnetisierung, deren Richtung abhängig von der Richtung eines Zielmagnetfeldes variabel ist, und eine Spaltschicht 52 auf, die sich zwischen der magnetisierten Schicht 51 und der freien Schicht 53 befindet. Das MR Element 50 kann ein tunnel-magnetoresistives (TMR) Element oder ein riesenmagnetoresistives (GMR) Element sein. Bei dem TMR Element ist die Spaltschicht 52 eine Tunnelbarriereschicht. Beim GMR Element ist die Spaltschicht 52 eine nichtmagnetische leitfähige Schicht. Der Widerstand des MR Elements 50 ändert sich mit dem Winkel, den die Magnetisierungsrichtung der freien Schicht 53 in Bezug auf die Magnetisierungsrichtung der magnetisierten Schicht 51 bildet. Der Widerstand des MR Elements 50 hat seinen minimalen Wert, wenn der vorgenannte Winkel 0° beträgt, und seinen maximalen Wert, wenn der vorgenannte Winkel 180° beträgt. In jedem MR Element 50 weist die freie Schicht 53 eine Formanisotropie auf, die die Richtung der leichten Magnetisierungsachse orthogonal zur Magnetisierungsrichtung der magnetisierten Schicht 51 einstellt. Als Verfahren zum Einstellen der leichten Magnetisierungsachse in eine vorbestimmte Richtung in der freien Schicht 53 kann ein Magnet verwendet werden, der derart eingerichtet ist, dass er ein Vormagnetisierungsfeld an die freie Schicht 53 anlegt. Die magnetisierte Schicht 51, die Spaltschicht 52 und die freie Schicht 53 sind in dieser Reihenfolge gestapelt.
Das MR Element 50 kann ferner eine antiferromagnetische Schicht aufweisen, die auf der magnetisierten Schicht 51 auf der Seite, die der Spaltschicht 52 gegenüber liegt, aufgebracht ist. Die antiferromagnetische Schicht ist aus einem antiferromagnetischen Material gebildet und steht in Austauschkopplung mit der magnetisierten Schicht 51, um dadurch die Magnetisierungsrichtung der magnetisierten Schicht 51 zu fixieren. Alternativ kann die magnetisierte Schicht 51 eine so genannte selbstgepinnte Schicht (Englisch: Synthetic Ferri Pinned layer, SFP-Schicht) sein. Die selbstgepinnte Schicht hat eine gestapelte Ferri-Struktur, in der eine ferromagnetische Schicht, eine nichtmagnetische Zwischenschicht und eine ferromagnetische Schicht gestapelt sind, und die beiden ferromagnetischen Schichten antiferromagnetisch gekoppelt sind.
Die Schichten 51 bis 53 jedes MR Elements 50 können in der umgekehrten Reihenfolge wie in 7 gezeigt gestapelt werden.
In den 3 und 4 stellen durchgezogene Pfeile die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der MR Elemente 50 dar. Hohle Pfeile stellen die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 der MR Elemente 50 in einem Fall dar, in dem kein Zielmagnetfeld an die MR Elemente 50 angelegt ist.
In dem in 3 dargestellten Beispiel sind die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 in jedem der ersten und dritten Widerstandsabschnitte R21 und R23 die W1 Richtung. Die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 in jedem der zweiten und vierten Widerstandsabschnitte R22 und R24 sind die -W1 Richtung. Die freie Schicht 53 in jedem der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B weist eine Formanisotropie auf, die die Richtung der leichten Magnetisierungsachse auf eine Richtung parallel zur U Richtung einstellt. Die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 in jedem der ersten und zweiten Widerstandsabschnitte R21 und R22 in einem Fall, in dem kein Zielmagnetfeld an die ersten MR Elemente 50B angelegt wird, sind die U Richtung. Die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 in jedem der dritten und vierten Widerstandsabschnitte R23 und R24 sind im vorgenannten Fall die -U Richtung.
In dem in 4 dargestellten Beispiel sind die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 in jedem der ersten und dritten Widerstandsabschnitte R31 und R33 die W2 Richtung. Die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 in jedem der zweiten und vierten Widerstandsabschnitte R32 und R34 sind die -W2 Richtung. Die freie Schicht 53 in jedem der Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C weist eine Formanisotropie auf, die die Richtung der leichten Magnetisierungsachse auf eine Richtung parallel zur U Richtung einstellt. Die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 in jedem der ersten und zweiten Widerstandsabschnitte R31 und R32 in einem Fall, in dem kein Zielmagnetfeld an die zweiten MR Elemente 50C angelegt wird, sind die U Richtung. Die Magnetisierungsrichtungen der freien Schichten 53 in jedem der dritten und vierten Widerstandsabschnitte R33 und R34 sind im vorgenannten Fall die -U Richtung.
Der Magnetsensor 1 weist einen Magnetfeldgenerator auf, der zum Anlegen eines Magnetfelds in einer vorgegebenen Richtung an die freie Schicht 53 jedes der Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und der Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C eingerichtet ist. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Magnetfeldgenerator eine Spule 80 auf, die ein Magnetfeld in der vorgegebenen Richtung an die freie Schicht 53 in jedem der Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und der Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C anlegt.
Es ist zu beachten, dass die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 und die Richtungen der leichten Magnetisierungsachsen der freien Schichten 53 im Hinblick auf die Genauigkeit der Herstellung der MR Elemente 50 und dergleichen geringfügig von den vorgenannten Richtungen abweichen können. Die magnetisierten Schichten 51 können derart magnetisiert werden, dass sie Magnetisierungskomponenten in den vorgenannten Richtungen als Hauptkomponenten aufweisen. In diesem Fall sind die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen wie die vorgenannten Richtungen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das MR Element 50 derart eingerichtet, dass ein Strom in der Stapelrichtung der Mehrzahl der magnetischen Schichten, also der magnetisierten Schicht 51 und der freien Schicht 53, fließt. Wie im Folgenden beschrieben, weist der Magnetsensor 1 eine untere Elektrode und eine obere Elektrode auf, durch die ein Strom durch das MR Element 50 fließt. Das MR Element 50 ist zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode aufgebracht.
Nachfolgend wird ein spezifischer Aufbau des Magnetsensors 1 unter Bezugnahme auf die 5 und 6 im Detail beschrieben. 6 zeigt einen Teil eines Querschnitts an einer durch die Linie 6-6 in 5 angedeuteten Position.
Der Magnetsensor 1 weist ein Substrat 301 mit einer oberen Fläche 301a, Isolationsschichten 302, 303, 304, 305, 307, 308, 309 und 310, eine Mehrzahl von unteren Elektroden 61B, eine Mehrzahl von unteren Elektroden 61C, eine Mehrzahl von oberen Elektroden 62B, eine Mehrzahl von oberen Elektroden 62C, eine Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 und eine Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82 auf. Es wird davon ausgegangen, dass die obere Fläche 301a des Substrats 301 parallel zur XY Ebene liegt. Die Z Richtung ist auch eine Richtung senkrecht zur oberen Fläche 301a des Substrats 301. Die Spulenelemente sind ein Teil der Spulenwicklung.
Die Isolationsschicht 302 ist auf dem Substrat 301 aufgebracht. Die Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 sind auf der Isolationsschicht 302 aufgebracht. Die Isolationsschicht 303 ist um die Mehrzahl der unteren Spulenelemente 81 auf der Isolationsschicht 302 aufgebracht. Die Isolationsschichten 304 und 305 sind in dieser Reihenfolge auf die Mehrzahl der unteren Spulenelemente 81 und die Isolationsschicht 303 gestapelt.
Die Mehrzahl der unteren Elektroden 61B und die Mehrzahl der unteren Elektroden 61C sind auf der Isolationsschicht 305 aufgebracht. Die Isolationsschicht 307 ist um die Mehrzahl der unteren Elektroden 61B und die Mehrzahl der unteren Elektroden 61C auf der Isolationsschicht 305 aufgebracht. Die Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B sind auf der Mehrzahl der unteren Elektroden 61B aufgebracht. Die Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C sind auf der Mehrzahl der unteren Elektroden 61C aufgebracht. Die Isolationsschicht 308 ist um die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C auf der Mehrzahl der unteren Elektroden 61B, der Mehrzahl der unteren Elektroden 61C und der Isolationsschicht 307 aufgebracht. Die Mehrzahl von oberen Elektroden 62B sind auf der Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und der Isolationsschicht 308 aufgebracht. Die Mehrzahl von oberen Elektroden 62C sind auf der Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C und der Isolationsschicht 308 aufgebracht. Die Isolationsschicht 309 ist um die Mehrzahl der oberen Elektroden 62B und die Mehrzahl der oberen Elektroden 62C auf der Isolationsschicht 308 aufgebracht.
Die Isolationsschicht 310 ist auf der Mehrzahl der oberen Elektroden 62B, der Mehrzahl der oberen Elektroden 62C und der Isolationsschicht 309 aufgebracht. Die Mehrzahl der oberen Spulenelemente 82 sind auf der Isolationsschicht 310 aufgebracht. Der Magnetsensor 1 kann ferner eine nicht dargestellte Isolationsschicht aufweisen, die die Mehrzahl der oberen Spulenelemente 82 und die Isolationsschicht 310 bedeckt.
Der Magnetsensor 1 weist ein Trägerelement auf, das die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C trägt. Das Trägerelement weist zumindest eine geneigte Fläche auf, die in Bezug auf die obere Fläche 301a des Substrats 301 geneigt ist. Insbesondere weist das Trägerelement in dieser Ausführungsform die Isolationsschicht 305 auf. Man beachte, dass in 5 die Isolationsschicht 305, die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B, die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C und die Mehrzahl der oberen Spulenelemente 82 als zu den Komponenten des Magnetsensors 1 gehörend gezeigt sind.
Die Isolationsschicht 305 weist eine Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c auf, die jeweils in einer Richtung (der Z Richtung) weg von der oberen Fläche 301a des Substrats 301 vorstehen. Jede der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c erstreckt sich in einer Richtung parallel zur U Richtung. Die Gesamtform jeder der vorstehenden Flächen 305c ist eine halbzylindrische gekrümmte Fläche, die durch Verschieben der gekrümmten Form (Bogenform) der in 6 gezeigten vorstehenden Fläche 305c entlang der Richtung parallel zur U Richtung gebildet wird. Die Mehrzahl der vorstehenden Flächen 305c sind in vorbestimmten Abständen entlang einer Richtung parallel zur V Richtung angeordnet.
Jede der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c weist einen oberen Endabschnitt auf, der am weitesten von der oberen Fläche 301a des Substrats 301 entfernt ist. In der Ausführungsform erstreckt sich jeder der oberen Endabschnitte der Mehrzahl der vorstehenden Flächen 305c in der Richtung parallel zur U Richtung. Hier liegt der Schwerpunkt auf einer bestimmten vorstehenden Fläche 305c der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c. Die vorstehende Fläche 305c weist eine erste geneigte Fläche 305a und eine zweite geneigte Fläche 305b auf. Die erste geneigte Fläche 305a bezieht sich auf den Teil der vorstehenden Fläche 305c auf der Seite der V Richtung des oberen Endabschnitts der vorstehenden Fläche 305c. Die zweite geneigte Fläche 305b bezieht sich auf den Teil der vorstehenden Fläche 305c auf der Seite der -V Richtung des oberen Endabschnitts der vorstehenden Fläche 305c. In 5 ist eine Grenze zwischen der ersten geneigten Fläche 305a und der zweiten geneigten Fläche 305b durch eine gepunktete Linie dargestellt.
Der obere Endabschnitt der vorstehenden Fläche 305c kann die Grenze zwischen der ersten geneigten Fläche 305a und der zweiten geneigten Fläche 305b sein. In einem solchen Fall zeigt die gestrichelte Linie in 5 den oberen Endabschnitt der vorstehenden Fläche 305c an.
Die obere Fläche 301a des Substrats 301 ist parallel zur XY Ebene. Die erste geneigte Fläche 305a und die zweite geneigte Fläche 305b sind jeweils in Bezug auf die obere Fläche 301a des Substrats 301, d. h. die XY Ebene, geneigt. In einem Querschnitt senkrecht zur oberen Fläche 301a des Substrats 301 wird ein Abstand zwischen der ersten geneigten Fläche 305a und der zweiten geneigten Fläche 305b in einer Richtung weg von der oberen Fläche 301a des Substrats 301 kleiner.
Da in dieser Ausführungsform zwei oder mehr vorstehende Flächen 305c vorhanden sind, ist die Anzahl jeder der ersten geneigten Flächen 305a und der zweiten geneigten Flächen 305b ebenfalls zwei oder mehr. Die Isolationsschicht 305 weist die Mehrzahl der ersten geneigten Flächen 305a und die Mehrzahl der zweiten geneigten Flächen 305b auf.
Die Isolationsschicht 305 weist ferner eine ebene Fläche 305d auf, die um die Mehrzahl der vorstehenden Flächen 305c herum vorhanden ist. Die ebene Fläche 305d ist eine Fläche parallel zur oberen Fläche 301a des Substrats 301. Jede der Mehrzahl der vorstehenden Flächen 305c ragt in Z Richtung aus der ebenen Fläche 305d hervor. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Mehrzahl der vorstehenden Flächen 305c in vorbestimmten Abständen aufgebracht. Somit befindet sich die ebene Fläche 305d zwischen den beiden vorstehenden Flächen 305c, die in V Richtung aneinander angrenzen.
Die Isolationsschicht 305 weist eine Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten, die jeweils in Z Richtung vorstehen, und einen flachen Abschnitt auf, der um die Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte herum vorhanden ist. Jeder der Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte erstreckt sich in der Richtung parallel zur U Richtung und weist die vorstehende Fläche 305c auf. Die Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten sind in vorbestimmten Abständen in der Richtung parallel zur V Richtung angeordnet. Die Dicke (die Abmessung in Z Richtung) des flachen Abschnitts ist im Wesentlichen konstant. Die Isolationsschicht 304 hat eine im Wesentlichen konstante Dicke (d. h. eine Abmessung in der Z Richtung) und ist entlang der unteren Fläche der Isolationsschicht 305 ausgebildet.
Die Mehrzahl der unteren Elektroden 61B sind auf der Mehrzahl der ersten geneigten Flächen 305a aufgebracht. Die Mehrzahl der unteren Elektroden 61C sind auf der Mehrzahl der zweiten geneigten Flächen 305b aufgebracht. Da, wie oben beschrieben, jede der ersten geneigten Flächen 305a und der zweiten geneigten Flächen 305b in Bezug auf die obere Fläche 301a des Substrats 301, d. h. die XY Ebene, geneigt ist, sind jede der oberen Flächen der Mehrzahl der unteren Elektroden 61B und jede der oberen Flächen der Mehrzahl der unteren Elektroden 61C ebenfalls in Bezug auf die XY Ebene geneigt. Man kann also sagen, dass die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C auf den geneigten Flächen aufgebracht sind, die in Bezug auf die XY Ebene geneigt sind. Die Isolationsschicht 305 ist ein Element zum Tragen jedes der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B und der Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C, so dass diese MR Elemente in Bezug auf die XY Ebene geneigt sein können.
Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform die ersten geneigten Flächen 305a gekrümmte Flächen sind. Daher sind die ersten MR Elemente 50B entlang der gekrümmten Flächen (der ersten geneigten Flächen 305a) gekrümmt. Der Einfachheit halber sind in der vorliegenden Ausführungsform die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der ersten MR Elemente 50B als gerade Richtungen definiert, wie oben beschrieben. Die W1 Richtung und die -W1 Richtung, die die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der ersten MR Elemente 50B sind, sind auch Richtungen, in denen sich die Tangenten an die ersten geneigten Flächen 305a in der Nähe der ersten MR Elemente 50B erstrecken.
In ähnlicher Weise sind in dieser Ausführungsform die zweiten geneigten Flächen 305b gekrümmte Flächen. Daher sind die zweiten MR Elemente 50C entlang der gekrümmten Flächen (die zweiten geneigten Flächen 305b) gekrümmt. Der Einfachheit halber sind in der vorliegenden Ausführungsform die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der zweiten MR Elemente 50C als gerade Richtungen definiert, wie oben beschrieben. Die W2 Richtung und die -W2 Richtung, die die Magnetisierungsrichtungen der magnetisierten Schichten 51 der zweiten MR Elemente 50C sind, sind auch Richtungen, in denen sich die Tangenten an die zweiten geneigten Flächen 305b in der Nähe der zweiten MR Elemente 50C erstrecken.
Wie in 5 gezeigt, ist die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B derart aufgebracht, dass zwei oder mehr MR Elemente 50B sowohl in der U Richtung als auch in der V Richtung angeordnet sind. Die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B sind in einer Reihe auf einer ersten geneigten Fläche 305a ausgerichtet. In ähnlicher Weise ist die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C derart aufgebracht, dass zwei oder mehr MR Elemente 50C sowohl in U Richtung als auch in V Richtung angeordnet sind. Die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C sind in einer Reihe auf einer zweiten geneigten Fläche 305b ausgerichtet. In der Ausführungsform sind die Reihe der Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B und die Reihe Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C abwechselnd in der Richtung parallel zur V Richtung angeordnet.
Es ist zu beachten, dass ein erstes MR Element 50B und ein zweites MR Element 50C, die aneinander angrenzen, in der Z Richtung gesehen in der Richtung parallel zur U Richtung abweichen können oder nicht. Zwei erste MR Elemente 50B, die über ein zweites MR Element 50C aneinander angrenzen, können in der Z Richtung gesehen parallel zur U Richtung abweichen oder nicht. Zwei zweite MR Elemente 50C, die über ein erstes MR Element 50B aneinander angrenzen, können in der Z Richtung gesehen parallel zur U Richtung abweichen oder nicht.
Die Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B sind durch die Mehrzahl der unteren Elektroden 61B und die Mehrzahl der oberen Elektroden 62B in Reihe geschaltet. Hier wird ein Verfahren zum Verbinden der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B unter Bezugnahme auf 7 im Detail beschrieben. In 7 bezeichnet das Bezugszeichen 61 eine untere Elektrode, die einem bestimmten MR Element 50 zugeordnet ist, und das Bezugszeichen 62 bezeichnet eine obere Elektrode, die dem bestimmten MR Element 50 zugeordnet ist. Wie in 7 dargestellt, hat jede untere Elektrode 61 eine lange, schlanke Form. Zwei untere Elektroden 61, die in longitudinaler Richtung der unteren Elektroden 61 aneinander angrenzen, haben einen Spalt dazwischen. MR Elemente 50 sind in der Nähe beider longitudinaler Enden auf der oberen Fläche jeder unteren Elektrode 61 aufgebracht. Jede obere Elektrode 62 hat eine lange schlanke Form und verbindet elektrisch zwei benachbarte MR Elemente 50, die auf zwei unteren Elektroden 61 aufgebracht sind, die in longitudinaler Richtung der unteren Elektroden 61 aneinander angrenzen.
Obwohl nicht dargestellt, ist ein MR Element 50, das sich am Ende einer Reihe einer Mehrzahl von ausgerichteten MR Elementen 50 befindet, mit einem anderen MR Element 50 verbunden, das sich am Ende einer anderen Reihe einer Mehrzahl von MR Elementen 50 befindet, die in einer Richtung angrenzen, die sich mit der longitudinalen Richtung der unteren Elektroden 61 schneidet. Diese beiden MR Elemente 50 sind durch eine nicht gezeigte Elektrode miteinander verbunden. Bei der nicht gezeigten Elektrode kann es sich um eine Elektrode handeln, die die unteren Flächen oder die oberen Flächen der beiden MR Elemente 50 miteinander verbindet.
In einem Fall, in dem die in 7 gezeigten MR Elemente 50 die ersten MR Elemente 50B sind, entsprechen die in 7 gezeigten unteren Elektroden 61 den unteren Elektroden 61B, und die in 7 gezeigten oberen Elektroden 62 entsprechen den oberen Elektroden 62B. In einem solchen Fall ist die longitudinale Richtung der unteren Elektroden 61 parallel zur U Richtung.
In ähnlicher Weise wird die Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C durch die Mehrzahl der unteren Elektroden 61C und die Mehrzahl der oberen Elektroden 62C in Reihe geschaltet. Die vorangehende Beschreibung des Verfahrens zum Verbinden der Mehrzahl der ersten MR Elemente 50B gilt auch für das Verfahren zum Verbinden der Mehrzahl der zweiten MR Elemente 50C. In einem Fall, in dem die in 7 gezeigten MR Elemente 50 die zweiten MR Elemente 50C sind, entsprechen die in 7 gezeigten unteren Elektroden 61 den unteren Elektroden 61C, und die in 7 gezeigten oberen Elektroden 62 entsprechen den oberen Elektroden 62C. In einem solchen Fall ist die longitudinale Richtung der unteren Elektroden 61 parallel zur U Richtung.
Jedes der Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82 erstreckt sich in einer Richtung parallel zur Y Richtung. Die Mehrzahl der oberen Spulenelemente 82 sind in X Richtung angeordnet. Insbesondere überlappen in der vorliegenden Ausführungsform, in Z Richtung gesehen, jedes der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B und der Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C zwei obere Spulenelemente 82.
Jedes der Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 erstreckt sich in einer Richtung parallel zur Y Richtung. Die Mehrzahl der unteren Spulenelemente 81 ist in der X Richtung angeordnet. Die Form und die Anordnung der Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 können gleich oder verschieden von denen der Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82 sein. In dem in den 5 und 6 gezeigten Beispiel ist die Abmessung in X Richtung jedes der Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 kleiner als die Abmessung in X Richtung jedes der Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82. Der Abstand zwischen zwei in X Richtung aneinander angrenzenden unteren Spulenelementen 81 ist kleiner als der Abstand zwischen zwei in X Richtung aneinander angrenzenden oberen Spulenelementen 82.
In dem in den 5 und 6 dargestellten Beispiel sind die Mehrzahl von unteren Spulenelementen 81 und die Mehrzahl von oberen Spulenelementen 82 elektrisch derart verbunden, dass sie die Spule 80 bilden, die ein Magnetfeld in einer Richtung parallel zur X Richtung an die freie Schicht 53 in jedem der Mehrzahl von ersten MR Elementen 50B und der Mehrzahl von zweiten MR Elementen 50C anlegt. Alternativ kann die Spule 80 derart eingerichtet sein, dass sie beispielsweise in der Lage ist, ein Magnetfeld in der X Richtung an die freien Schichten 53 in den ersten und zweiten Widerstandsabschnitten R21 und R22 der ersten Detektionsschaltung 20 und den ersten und zweiten Widerstandsabschnitten R31 und R32 der zweiten Detektionsschaltung 30 anzulegen und ein Magnetfeld in der -X Richtung an die freien Schichten 53 in den dritten und vierten Widerstandsabschnitten R23 und R24 der ersten Detektionsschaltung 20 und den dritten und vierten Widerstandsabschnitten R33 und R34 der zweiten Detektionsschaltung 30 anzulegen. Die Spule 80 kann durch den Prozessor 40 gesteuert werden.
Als nächstes werden das erste und das zweite Detektionssignal beschrieben. Zunächst wird das erste Detektionssignal unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wenn sich die Stärke der Komponente des Zielmagnetfeldes in der Richtung parallel zur W1 Richtung ändert, ändert sich der Widerstand jedes der Widerstandsabschnitte R21 bis R24 der ersten Detektionsschaltung 20 entweder derart, dass die Widerstände der Widerstandsabschnitte R21 und R23 zunehmen und die Widerstände der Widerstandsabschnitte R22 und R24 abnehmen, oder derart, dass die Widerstände der Widerstandsabschnitte R21 und R23 abnehmen und die Widerstände der Widerstandsabschnitte R22 und R24 zunehmen. Dadurch ändert sich das elektrische Potential an jedem der Signalausgangsanschlüsse E21 und E22. Die erste Detektionsschaltung 20 erzeugt ein Signal, das dem elektrischen Potential des Signalausgangsanschlusses E21 entspricht, als ein erstes Detektionssignal S21, und erzeugt ein Signal, das dem elektrischen Potential des Signalausgangsanschlusses E22 entspricht, als ein erstes Detektionssignal S22.
Als nächstes wird das zweite Detektionssignal unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wenn sich die Stärke der Komponente des Zielmagnetfeldes in der Richtung parallel zur W2 Richtung ändert, ändert sich der Widerstand jedes der Widerstandsabschnitte R31 bis R34 der zweiten Detektionsschaltung 30 entweder derart, dass die Widerstände der Widerstandsabschnitte R31 und R33 zunehmen und die Widerstände der Widerstandsabschnitte R32 und R34 abnehmen oder derart, dass die Widerstände der Widerstandsabschnitte R31 und R33 abnehmen und die Widerstände der Widerstandsabschnitte R32 und R34 zunehmen. Dadurch ändert sich das elektrische Potential an jedem der Signalausgangsanschlüsse E31 und E32. Die zweite Detektionsschaltung 30 erzeugt ein Signal, das dem elektrischen Potential des Signalausgangsanschlusses E31 entspricht, als zweites Detektionssignal S31, und erzeugt ein Signal, das dem elektrischen Potential des Signalausgangsanschlusses E32 entspricht, als zweites Detektionssignal S32.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Prozessors 40 beschrieben. Der Prozessor 40 ist derart eingerichtet, dass er den ersten Detektionswert und den zweiten Detektionswert basierend auf den ersten Detektionssignalen S21 und S22 und den zweiten Detektionssignalen S31 und S32 erzeugt. Der erste Detektionswert ist ein Detektionswert, der der Komponente des Zielmagnetfeldes in der Richtung parallel zur V Richtung entspricht. Der zweite Detektionswert ist ein Detektionswert, der der Komponente des Zielmagnetfeldes in der Richtung parallel zur Z Richtung entspricht. Der erste Detektionswert wird durch das Symbol Sv dargestellt, und der zweite Detektionswert wird durch das Symbol Sz dargestellt.
Der Prozessor 40 erzeugt die ersten und zweiten Detektionswerte Sv und Sz beispielsweise wie folgt. Zunächst erzeugt der Prozessor 40 einen Wert Sa durch eine Arithmetik, die das Bilden der Differenz S21-S22 zwischen dem ersten Detektionssignal S21 und dem ersten Detektionssignal S22 beinhaltet, und erzeugt einen Wert Sb durch eine Arithmetik, die das Bilden der Differenz S31-S32 zwischen dem zweiten Detektionssignal S31 und dem zweiten Detektionssignal S32 beinhaltet. Als nächstes berechnet der Prozessor 40 die Werte Sc und Sd unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (1) und (2). $Sc = (Sb + Sa) / (2 cos α)$
$Sd = (Sb - Sa) / (2 sin α)$
Der erste Detektionswert Sv kann der Wert Sc selbst sein oder das Ergebnis einer vorbestimmten Korrektur, wie beispielsweise einer Verstärkungsanpassung oder einer Offset-Anpassung, die an dem Wert Sc vorgenommen wurde. In gleicher Weise kann der zweite Detektionswert Sz der Wert Sd selbst sein oder das Ergebnis einer vorbestimmten Korrektur, wie beispielsweise einer Verstärkungsanpassung oder einer Offset-Anpassung, die an dem Wert Sd vorgenommen wurde.
Als nächstes werden Merkmale der Struktur des Magnetsensors 1 gemäß der Ausführungsform beschrieben. Zuerst werden die Strukturmerkmale des MR Elements 50 eines ersten Beispiels beschrieben. 8 ist eine Schnittansicht, die das MR Element 50 des ersten Beispiels, die untere Elektrode 61 und eine geneigte Fläche zeigt. 9 ist eine Schnittansicht, die das MR Element 50 und die untere Elektrode 61 aus 8 zeigt.
8 zeigt einen Querschnitt durch das MR Element 50, das auf einer bestimmten geneigten Fläche 305e und parallel zu einer VZ Ebene aufgebracht ist. Nachfolgend wird ein Querschnitt parallel zur VZ Ebene als VZ Querschnitt bezeichnet. Der in 8 gezeigte VZ Querschnitt kann derjenige sein, bei dem ein Querschnitt des MR Elements 50 von einer Position aus gesehen wird, die wie in 6 in U Richtung vorne liegt. In diesem Fall entsprechen das MR Element 50, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305e jeweils dem zweiten MR Element 50C, der unteren Elektrode 61C und der zweiten geneigten Fläche 305b. Alternativ kann der in 8 gezeigte VZ Querschnitt derjenige sein, bei dem ein Querschnitt des MR Elements 50 von einer Position aus gesehen wird, die in -U Richtung vorne liegt. In diesem Fall entsprechen das MR Element 50, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305e jeweils dem ersten MR Element 50B, der unteren Elektrode 61B und der ersten geneigten Fläche 305a.
Wie in den 8 und 9 gezeigt, werden eine erste Richtung D1 und eine zweite Richtung D2 parallel zur VZ Ebene definiert. Die erste Richtung D1 ist eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305e liegt und ist auch eine Richtung weg von einer Bezugsebene. In der vorliegenden Ausführungsform wird die obere Fläche 301a des Substrats 301 (siehe 6) als Bezugsebene angenommen. Die Z Richtung ist eine Richtung, die senkrecht zur Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) liegt. Die zweite Richtung D2 ist eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305e verläuft und ebenfalls näher an der Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) liegt.
In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305e liegt und parallel zur ersten Richtung D1 ist (eine Richtung parallel zur zweiten Richtung D2), einfach als eine Richtung entlang der geneigten Fläche 305e bezeichnet. Eine solche Richtung ist auch eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305e liegt und in der sich ein Abstand von der Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) ändert.
Das MR Element 50 weist eine untere Fläche 50a, die der geneigten Fläche 305e zugewandt ist, eine obere Fläche 50b auf der der unteren Fläche 50a gegenüberliegenden Seite, eine erste Seitenfläche 50c und eine zweite Seitenfläche 50d auf. Die erste Seitenfläche 50c verbindet einen Endabschnitt der unteren Fläche 50a auf der Seite der ersten Richtung D1 und einen Endabschnitt der oberen Fläche 50b auf der Seite der ersten Richtung D1. Die zweite Seitenfläche 50d ist vor der ersten Seitenfläche 50c in der zweiten Richtung D2 aufgebracht. Die zweite Seitenfläche 50d verbindet einen Endabschnitt der unteren Fläche 50a an der Seite der zweiten Richtung D2 und einen Endabschnitt der oberen Fläche 50b an der Seite der zweiten Richtung D2.
In 8 bezeichnet das Bezugszeichen P1 eine virtuelle Ebene, die das MR Element 50 kreuzt und senkrecht zur geneigten Fläche 305e ist. Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform die obere Fläche 50b des MR Elements 50 gekrümmt. Wenn die obere Fläche 50b des in 8 gezeigten MR Elements 50 als Teil einer zylindrischen Fläche betrachtet wird, beinhaltet die virtuelle Ebene P1 eine Mittelachse C1 der zylindrischen Fläche und schneidet auch das MR Element 50. Die virtuelle Ebene P1 kreuzt die Mitte der oberen Fläche 50b in Richtung der geneigten Fläche 305e.
Wie in 8 gezeigt, ist die erste Seitenfläche 50c derart geneigt, dass ein Abstand zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der virtuellen Ebene P1 an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer wird. In ähnlicher Weise ist die zweite Seitenfläche 50d derart geneigt, dass ein Abstand zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der virtuellen Ebene P1 an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer wird. Der Abstand zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der zweiten Seitenfläche 50d wird an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer.
Im ersten Beispiel sind die Formen der ersten Seitenfläche 50c und der zweiten Seitenfläche 50d des MR Elements 50 in einem gegebenen Querschnitt parallel zur VZ Ebene im Wesentlichen symmetrisch oder nahezu symmetrisch. Insbesondere ist die Form der zweiten Seitenfläche 50d symmetrisch oder nahezu symmetrisch zur Form der ersten Seitenfläche 50c um die virtuelle Ebene P1 als Zentrum. Der Abstand zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der virtuellen Ebene P1 in einem bestimmten Querschnitt parallel zur geneigten Fläche 305e ist gleich oder fast gleich dem Abstand zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der virtuellen Ebene P1.
Wie in 9 gezeigt, weist die erste Seitenfläche 50c einen ersten Abschnitt S1 und einen zweiten Abschnitt S2 mit unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf die geneigte Fläche 305e auf. Der zweite Abschnitt S2 ist an einer Position aufgebracht, die weiter von der geneigten Fläche 305e entfernt ist als eine Position, an der der erste Abschnitt S1 aufgebracht ist. Der Winkel, den der zweite Abschnitt S2 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, ist größer als der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet. Der Winkel, den der zweite Abschnitt S2 in Bezug auf die Richtung parallel zur Z Richtung bildet, ist kleiner als der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die Richtung parallel zur Z Richtung bildet.
Der erste Abschnitt S1 ist derart geneigt, dass ein Abstand zwischen dem ersten Abschnitt S1 und der virtuellen Ebene P1 (siehe 8) an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer wird. In ähnlicher Weise ist der zweite Abschnitt S2 derart geneigt, dass ein Abstand zwischen dem zweiten Abschnitt S2 und der virtuellen Ebene P1 (siehe 8) an Positionen, die näher an der unteren Elektrode 61 liegen, größer wird. Der Abstand zwischen dem zweiten Abschnitt S2 und der virtuellen Ebene P1 ist kleiner als oder gleich dem Mindestabstand zwischen dem ersten Abschnitt S1 und der virtuellen Ebene P1.
In dem in 9 gezeigten Beispiel ist jeder des ersten Abschnitts S1 und des zweiten Abschnitts S2 eine gekrümmte Fläche. Der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, kann ein Winkel sein, der durch eine erste Tangente und eine zweite Tangente gebildet wird, die jeweils parallel zur VZ Ebene sind. Die erste Tangente ist eine Tangente, die in Kontakt mit einem bestimmten ersten Punkt des ersten Abschnitts S1 ist. Die zweite Tangente ist eine Tangente, die in Kontakt mit der geneigten Fläche 305e in der Nähe des ersten Punktes ist. Der Winkel, den der zweite Abschnitt S2 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, kann ebenfalls auf ähnliche Weise definiert werden wie der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet. Es ist zu beachten, dass sowohl der erste Abschnitt S1 als auch der zweite Abschnitt S2 nicht auf eine gekrümmte Fläche beschränkt ist, sondern auch eine ebene Fläche sein kann.
Wie oben beschrieben, weist das MR Element 50 die magnetisierte Schicht 51 als eine erste magnetische Schicht und die freie Schicht 53 als eine zweite magnetische Schicht auf. Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform die magnetisierte Schicht 51 zwischen der geneigten Fläche 305e und der freien Schicht 53 vorgesehen. Zumindest ein Teil des ersten Abschnitts S1 wird durch eine Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 gebildet. Zumindest ein Teil des zweiten Abschnitts S2 wird durch eine Seitenfläche der freien Schicht 53 gebildet. Es ist zu beachten, dass der gesamte erste Abschnitt S1 von der Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 und der gesamte zweite Abschnitt S2 von der Seitenfläche der freien Schicht 53 gebildet werden kann. Alternativ kann jeweils ein Teil des ersten Abschnitts S1 und des zweiten Abschnitts S2 durch eine Seitenfläche der Spaltschicht 52 gebildet werden. In diesem Fall kann eine Grenze zwischen dem ersten Abschnitt S1 und dem zweiten Abschnitt S2 auf der Seitenfläche der Spaltschicht 52 vorhanden sein.
Wie in 9 gezeigt, weist die zweite Seitenfläche 50d einen dritten Abschnitt S3 und einen vierten Abschnitt S4 auf, die unterschiedliche Winkel in Bezug auf die geneigte Fläche 305e haben. Die Beschreibung des ersten und zweiten Abschnitts S1 und S2 der ersten Seitenfläche 50c gilt auch für den dritten und vierten Abschnitt S3 und S4 der zweiten Seitenfläche 50d. Durch Ersetzen des ersten und zweiten Abschnitts S1 und S2 in der vorstehenden Beschreibung durch den dritten und vierten Abschnitt S3 und S4 kann eine Beschreibung des dritten und vierten Abschnitts S3 und S4 bereitgestellt werden.
Wie in 8 gezeigt, weist die untere Elektrode 61 eine untere Fläche 61a, die der geneigten Fläche 305e zugewandt ist, eine obere Fläche 61b auf der der unteren Fläche 61a gegenüberliegenden Seite, eine dritte Seitenfläche 61c und eine vierte Seitenfläche 61d auf. Die dritte Seitenfläche 61c verbindet einen Endabschnitt der unteren Fläche 61a auf der Seite der ersten Richtung D1 und einen Endabschnitt der oberen Fläche 61b auf der Seite der ersten Richtung D1.
Die vierte Seitenfläche 61d ist auf der Seite einer Richtung weg von der dritten Seitenfläche 61c entlang einer oberen Fläche der Isolationsschicht 305 aufgebracht. Nachfolgend werden ein erstes Beispiel und ein zweites Beispiel für die vierte Seitenfläche 61d beschrieben. Zunächst wird das erste Beispiel für die vierte Seitenfläche 61d unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist eine Schnittansicht, die das erste Beispiel der vierten Seitenfläche 61d zeigt. Im ersten Beispiel ist die untere Elektrode 61 in einem Bereich zwischen der geneigten Fläche 305e und der ebenen Fläche 305d ausgebildet. Die vierte Seitenfläche 61d verbindet auf der ebenen Fläche 305d einen Endabschnitt der unteren Fläche 61a und einen Endabschnitt der oberen Fläche 61b, der sich oberhalb der ebenen Fläche 305d befindet.
Als nächstes wird das zweite Beispiel der vierten Seitenfläche 61d unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. 11 ist eine Schnittansicht, die das zweite Beispiel für die vierte Seitenfläche 61d zeigt. Im zweiten Beispiel ist die gesamte untere Elektrode 61 auf der geneigten Fläche 305e aufgebracht. Die vierte Seitenfläche 61d befindet sich auf der geneigten Fläche 305e. Die vierte Seitenfläche 61d verbindet einen Endabschnitt der unteren Fläche 61a auf der Seite der zweiten Richtung D2 und einen Endabschnitt der oberen Fläche 61b auf der Seite der zweiten Richtung D2.
Es ist zu beachten, dass 6 die unteren Elektroden 61 zeigt, die jeweils die in 11 gezeigte vierte Seitenfläche 61d aufweisen. Die unteren Elektroden 61 in 6 können jedoch auch jeweils die in 10 gezeigte vierte Seitenfläche 61d aufweisen.
Hier wird eine Kombination aus dem MR Element 50 und der unteren Elektrode 61 als MR Elementstruktur bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet. Die MR Elementstruktur 70 weist die untere Elektrode 61 und das MR Element 50 auf, das auf der unteren Elektrode 61 aufgebracht ist. Das MR Element 50 weist die magnetisierte Schicht 51 und die freie Schicht 53 auf. Die MR Elementstruktur 70 ist derart eingerichtet, dass ein Strom in der Stapelrichtung der unteren Elektrode 61 und des MR Elements 50 fließt.
Die MR Elementstruktur 70 ist auf der geneigten Fläche 305e aufgebracht. Die MR Elementstruktur 70 weist eine untere Fläche 70a, die der geneigten Fläche 305e zugewandt ist, und eine obere Fläche 70b auf der der unteren Fläche 70a gegenüberliegenden Seite auf. Die untere Fläche 70a der MR Elementstruktur 70 wird durch die untere Fläche 61a der unteren Elektrode 61 gebildet. Die obere Fläche 70b der MR Elementstruktur 70 wird durch die obere Fläche 50b des MR Elements 50 gebildet.
Die MR Elementstruktur 70 weist ferner eine erste Fläche 70c auf, die die untere Fläche 70a und die obere Fläche 70b verbindet. Die erste Fläche 70c ist aus der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50, der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 und einem Teil der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61 gebildet, der nicht mit dem MR Element 50 bedeckt ist. Die erste Fläche 70c weist eine Stufe auf, die sich zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der dritten Seitenfläche 61c befindet.
Die MR Elementstruktur 70 weist ferner eine zweite Fläche 70d auf, die die untere Fläche 70a und die obere Fläche 70b auf der Seite einer Richtung weg von der ersten Fläche 70c entlang der oberen Fläche der Isolationsschicht 305 verbindet. Die zweite Fläche 70d wird durch die zweite Seitenfläche 50d des MR Elements 50, die vierte Seitenfläche 61d der unteren Elektrode 61 und einen anderen Teil der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61 gebildet, der nicht mit dem MR Element 50 bedeckt ist. Die zweite Fläche 70d weist eine Stufe auf, die sich zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der vierten Seitenfläche 61d befindet.
Als nächstes werden strukturelle Merkmale des MR Elements 50 des zweiten Beispiels beschrieben. 12 ist eine Schnittansicht, die das MR Element 50 des zweiten Beispiels, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305e zeigt.
Im zweiten Beispiel unterscheidet sich die Form der zweiten Seitenfläche 50d des MR Elements 50 von der Form im ersten Beispiel. Die Form der zweiten Seitenfläche 50d des MR Elements 50 in einem gegebenen Querschnitt parallel zur VZ Ebene ist anders als die Form der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50. Insbesondere ist die Form der zweiten Seitenfläche 50d asymmetrisch zur Form der ersten Seitenfläche 50c um die virtuelle Ebene P1 als Zentrum. Der Abstand zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der virtuellen Ebene P1 in einem gegebenen Querschnitt parallel zur geneigten Fläche 305e ist größer als der Abstand zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der virtuellen Ebene P1 mit Ausnahme eines Abschnitts nahe der oberen Fläche 50b. In dem Abschnitt nahe der oberen Fläche 50b kann der Abstand zwischen der zweiten Seitenfläche 50d und der virtuellen Ebene P1 gleich dem Abstand zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der virtuellen Ebene P1 sein.
Als nächstes werden die strukturellen Merkmale des MR Elements 50 eines dritten Beispiels beschrieben. 13 ist eine Schnittansicht, die das MR Element 50 des dritten Beispiels, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305e zeigt. 14 ist eine Schnittansicht des MR Elements 50 und der unteren Elektrode 61 aus 13.
Im dritten Beispiel ist die Form der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 anders als die Form im ersten Beispiel. Im dritten Beispiel ist der Winkel, den der erste Abschnitt S1 der ersten Seitenfläche 50c in Bezug auf die geneigte Fläche 305e bildet, kleiner als der Winkel im ersten Beispiel, und der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die Richtung parallel zur Z Richtung bildet, ist größer als der Winkel im ersten Beispiel. Der erste Abschnitt S1 erstreckt sich im Wesentlichen entlang der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61.
Im dritten Beispiel wird der zweite Abschnitt S2 der ersten Seitenfläche 50c durch eine Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 zusätzlich zu einer Seitenfläche der freien Schicht 53 gebildet. Mit anderen Worten, der zweite Abschnitt S2 wird über einen Bereich von der magnetisierten Schicht 51 bis zur freien Schicht 53 gebildet.
Insbesondere im dritten Beispiel ist die Abmessung des ersten Abschnitts S1 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e größer als die Abmessung des zweiten Abschnitts S2 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e. Der erste Abschnitt S1 ist in der ersten Richtung D1 vor dem zweiten Abschnitt S2 aufgebracht.
Im dritten Beispiel ist die Form der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 in einem gegebenen Querschnitt parallel zur VZ Ebene anders als die Form der zweiten Seitenfläche 50d des MR Elements 50. Insbesondere ist die Form der ersten Seitenfläche 50c asymmetrisch zur Form der zweiten Seitenfläche 50d um die virtuelle Ebene P1 als Zentrum.
Im dritten Beispiel wird die erste Fläche 70c der MR Elementstruktur 70 durch die erste Seitenfläche 50c des MR Elements 50 und die dritte Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 gebildet. Die erste Fläche 70c weist eine Stufe auf, die sich zwischen dem zweiten Abschnitt S2 der ersten Seitenfläche 50c und der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 befindet.
Als nächstes werden die strukturellen Merkmale des MR Elements 50 eines vierten Beispiels beschrieben. 15 ist eine Schnittansicht, die das MR Element 50 des vierten Beispiels, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305e zeigt.
Im vierten Beispiel unterscheidet sich die Form der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 von der Form des dritten Beispiels. Im vierten Beispiel wird der erste Abschnitt S1 der ersten Seitenfläche 50c durch eine Seitenfläche der freien Schicht 53 zusätzlich zu einer Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 gebildet. Mit anderen Worten, der erste Abschnitt S1 wird über einen Bereich von der magnetisierten Schicht 51 bis zur freien Schicht 53 gebildet.
Als nächstes werden die strukturellen Merkmale des MR Elements 50 eines fünften Beispiels beschrieben. 16 ist eine Schnittansicht, die das MR Element 50 des fünften Beispiels, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche zeigt. 17 ist eine Schnittdarstellung, die das MR Element 50 und die untere Elektrode 61 aus 16 zeigt.
16 zeigt den VZ Querschnitt, der das MR Element 50 kreuzt, das auf einer bestimmten geneigten Fläche 305f aufgebracht ist. Der VZ Querschnitt kann derjenige sein, bei dem ein Querschnitt des MR Elements 50 von einer Position aus gesehen wird, die sich wie in 6 in U Richtung vorne befindet. In einem solchen Fall entsprechen das MR Element 50, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305f jeweils dem ersten MR Element 50B, der unteren Elektrode 61B und der ersten geneigten Fläche 305a. Alternativ kann der in 16 gezeigte VZ Querschnitt derjenige sein, bei dem ein Querschnitt des MR Elements 50 von einer Position aus gesehen wird, die in -U Richtung vorne liegt. In diesem Fall entsprechen das MR Element 50, die untere Elektrode 61 und die geneigte Fläche 305f jeweils dem zweiten MR Element 50C, der unteren Elektrode 61C und der zweiten geneigten Fläche 305b.
Wie in den 16 und 17 gezeigt, werden hier eine dritte Richtung D3 und eine vierte Richtung D4 parallel zur VZ Ebene definiert. Die dritte Richtung D3 ist eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305f liegt und ist auch eine Richtung weg von einer Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301). Die vierte Richtung D4 ist eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305f liegt und ist auch eine Richtung, die näher an der Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) liegt.
In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305f liegt und parallel zur dritten Richtung D3 (eine Richtung parallel zur vierten Richtung D4) ist, einfach als eine Richtung entlang der geneigten Fläche 305f bezeichnet. Eine solche Richtung ist auch eine Richtung, die entlang der geneigten Fläche 305f liegt und in der sich ein Abstand von der Bezugsebene (der oberen Fläche 301a des Substrats 301) ändert.
In 16 bezeichnet das Bezugszeichen P2 eine virtuelle Ebene, die das MR Element 50 kreuzt und senkrecht zu der geneigten Fläche 305f ist. Wenn die obere Fläche 50b des in 16 gezeigten MR Elements 50 als Teil einer zylindrischen Fläche betrachtet wird, beinhaltet die virtuelle Ebene P2 eine Mittelachse C2 der zylindrischen Fläche und kreuzt auch das MR Element 50. Die virtuelle Ebene P2 kreuzt die Mitte der oberen Fläche 50b in Richtung der geneigten Fläche 305f.
Die Beschreibung des MR Elements 50, der unteren Elektrode 61 und der MR Elementstruktur 70 des ersten Beispiels gilt auch für das MR Element 50, die untere Elektrode 61 und die MR Elementstruktur 70 des fünften Beispiels mit Ausnahme einer Mehrzahl von Punkten, die im Folgenden beschrieben werden. Das Ersetzen der geneigten Fläche 305e, der ersten Richtung D1, der zweiten Richtung D2 und der virtuellen Ebene P1 in der Beschreibung des MR Elements 50, der unteren Elektrode 61 und der MR Elementstruktur 70 des ersten Beispiels durch die geneigte Fläche 305f, die dritte Richtung D3, die vierte Richtung D4 beziehungsweise die virtuelle Ebene P2 kann eine Beschreibung des MR Elements 50, der unteren Elektrode 61 und der MR Elementstruktur 70 des fünften Beispiels liefern.
Im fünften Beispiel ist, wie im dritten Beispiel, der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305f bildet, kleiner als der Winkel im ersten Beispiel, und der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die Richtung parallel zur Z Richtung bildet, ist größer als der Winkel im ersten Beispiel. Insbesondere ist im fünften Beispiel der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305f bildet, 0 oder nahezu 0. Der erste Abschnitt S1 erstreckt sich entlang der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61.
Im fünften Beispiel wird der zweite Abschnitt S2 durch eine Seitenfläche der magnetisierten Schicht 51 zusätzlich zu einer Seitenfläche der freien Schicht 53 wie im dritten Beispiel gebildet. Mit anderen Worten, der zweite Abschnitt S2 wird über einen Bereich von der magnetisierten Schicht 51 bis zur freien Schicht 53 gebildet.
Im fünften Beispiel ist die Abmessung des ersten Abschnitts S1 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305f größer als die Abmessung des zweiten Abschnitts S2 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305f wie im dritten Beispiel. Der erste Abschnitt S1 ist in der dritten Richtung D3 vor dem zweiten Abschnitt S2 aufgebracht.
Im fünften Beispiel weist die erste Seitenfläche 50c ferner einen fünften Abschnitt S5 auf. Der fünfte Abschnitt S5 ist an einer Position aufgebracht, die näher an der geneigten Fläche 305f liegt als eine Position, an der der erste Abschnitt S1 aufgebracht ist. Der fünfte Abschnitt S5 ist in der dritten Richtung D3 vor dem ersten Abschnitt S1 aufgebracht.
Im fünften Beispiel ist die Form der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 in einem gegebenen Querschnitt parallel zur VZ Ebene anders als die Form der zweiten Seitenfläche 50d des MR Elements 50 wie im dritten Beispiel. Insbesondere ist die Form der ersten Seitenfläche 50c asymmetrisch zur Form der zweiten Seitenfläche 50d um die virtuelle Ebene P2 als Zentrum.
Im fünften Beispiel weist die erste Fläche 70c der MR Elementstruktur 70 eine erste Stufe, die zwischen dem zweiten Abschnitt S2 der ersten Seitenfläche 50c und dem fünften Abschnitt S5 der ersten Seitenfläche 50c vorhanden ist, und eine zweite Stufe auf, die zwischen dem fünften Abschnitt S5 der ersten Seitenfläche 50c und der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 vorhanden ist.
Als nächstes werden die Funktionsweise und die Auswirkungen des Magnetsensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform weist die erste Seitenfläche 50c den ersten Abschnitt S1 und den zweiten Abschnitt S2 mit unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf die geneigte Fläche 305e oder 305f auf. Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Winkel, den der zweite Abschnitt S2 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e oder 305f bildet, größer als der Winkel, den der erste Abschnitt S1 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e oder 305f bildet. In einem Fall, in dem die erste Seitenfläche 50c den zweiten Abschnitt S2 nicht aufweist, d. h. in einem Fall, in dem die gesamte erste Seitenfläche 50c im Wesentlichen der erste Abschnitt S1 ist, ist der Winkel, den die erste Seitenfläche 50c in Bezug auf die geneigte Fläche 305e oder 305f bildet, insgesamt klein. In einem solchen Fall hat die erste Seitenfläche 50c eine leicht konische Form. Ein Bereich, in dem die obere Elektrode 62 der ersten Seitenfläche 50c zugewandt ist, ist größer, da die Verjüngung sanfter ist.
Im Gegensatz dazu weist bei der vorliegenden Ausführungsform die erste Seitenfläche 50c zusätzlich zum ersten Abschnitt S1 den zweiten Abschnitt S2 auf. Wenn der Vergleich unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die Abmessung der unteren Fläche 50a des MR Elements 50 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e oder 305f gleich ist, ist ein Bereich, in dem die obere Elektrode 62 der ersten Seitenfläche 50c in der vorliegenden Ausführungsform zugewandt ist, kleiner als in dem Fall, in dem die erste Seitenfläche 50c nicht den zweiten Abschnitt S2 aufweist. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Kurzschluss zwischen der ersten Seitenfläche 50c und der oberen Elektrode 62 unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die magnetisierte Schicht 51 zwischen der geneigten Fläche 305e oder 305f und der freien Schicht 53 vorgesehen. Zumindest ein Teil des ersten Abschnitts S1 wird durch die magnetisierte Schicht 51 gebildet. Zumindest ein Teil des zweiten Abschnitts S2 wird durch die freie Schicht 53 gebildet. Wenn der Vergleich unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die Abmessung der oberen Fläche 50b des MR Elements 50 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e oder 305f gleich ist, ist die Abmessung der freien Schicht 53 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e oder 305f in der vorliegenden Ausführungsform kleiner als in dem Fall, in dem die erste Seitenfläche 50c nicht den zweiten Abschnitt S2 aufweist. Die Richtung entlang der geneigten Fläche 305e oder 305f ist eine Richtung orthogonal zu der longitudinalen Richtung des MR Elements 50 (die Richtung parallel zu der U Richtung) und ist die Richtung einer kurzen Seite des MR Elements 50. Somit kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Abmessung in der Richtung der kurzen Seite des MR Elements 50 verringert werden, und somit kann eine Abnahme der Formanisotropie (magnetische Formanisotropie) der freien Schicht 53 unterdrückt werden.
Die Formanisotropie (magnetische Formanisotropie) der freien Schicht 53 ändert sich auch in Abhängigkeit von dem Winkel, den jede der beiden Seitenflächen (ein Teil der ersten Seitenfläche 50c und ein Teil der zweiten Seitenfläche 50d) der freien Schicht 53 in Bezug auf die geneigte Fläche 305e oder 305f bildet. Mit anderen Worten, je kleiner der vorgenannte Winkel ist, desto kleiner wird die Formanisotropie (magnetische Formanisotropie) der freien Schicht 53. In der vorliegenden Ausführungsform, da der zweite Abschnitt S2 auf der freien Schicht 53 ausgebildet ist, ist der vorgenannte Winkel größer als in dem Fall, in dem der zweite Abschnitt S2 nicht vorhanden ist. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Abnahme der Formanisotropie (magnetische Formanisotropie) der freien Schicht 53 unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist bei einem Vergleich unter der Bedingung, dass die Abmessung der oberen Fläche 50b des MR Elements 50 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e oder 305f gleich ist, die Abmessung der magnetisierten Schicht 51 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e oder 305f größer als in dem Fall, in dem die erste Seitenfläche 50c nicht den ersten Abschnitt S1 aufweist. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Volumen der magnetisierten Schicht 51 vergrößert werden, und somit kann eine Änderung der Magnetisierungsrichtung der magnetisierten Schicht 51 unterdrückt werden. Ein solcher Effekt wird effektiver ausgeübt, wenn die Abmessung des ersten Abschnitts S1 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e oder 305f größer ist als die Abmessung des zweiten Abschnitts S2 in der Richtung entlang der geneigten Fläche 305e oder 305f wie bei den MR Elementen 50 des dritten und fünften Beispiels.
Die Beschreibung der Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform wurde bisher am Beispiel der ersten Seitenfläche 50c vorgenommen. Die vorangehende Beschreibung der ersten Seitenfläche 50c gilt auch für die zweite Seitenfläche 50d.
Dementsprechend kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Entstehung von Problemen, die sich aus den Formen der ersten und zweiten Seitenflächen 50c und 50d des MR Elements 50 ergeben, unterdrückt werden.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Paar von zwei gegebenen MR Elementen 50 unter den MR Elementen 50 des ersten bis fünften Beispiels als ein Paar aus dem ersten MR Element 50B und dem zweiten MR Element 50C der vorliegenden Ausführungsform ausgewählt werden kann. Beispielsweise kann das MR Element 50 des fünften Beispiels als das erste MR Element 50B und eines der MR Elemente 50 des ersten bis vierten Beispiels als das zweite MR Element 50C ausgewählt werden. Alternativ kann zum Beispiel das MR Element 50 des ersten oder zweiten Beispiels jeweils als das erste MR Element 50B und das zweite MR Element 50C ausgewählt werden.
[Modifikationsbeispiel]
Als nächstes wird ein Modifikationsbeispiel des Magnetsensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 18 beschrieben. 18 ist eine Schnittansicht, die das MR Element 50 und die untere Elektrode 61 des vorliegenden Modifikationsbeispiels zeigt.
Die Form des MR Elements 50 des vorliegenden Modifikationsbeispiels ist ähnlich der Form des MR Elements 50 des in 8 gezeigten ersten Beispiels. Im vorliegenden Modifikationsbeispiel unterscheidet sich die Form der unteren Elektrode 61 von den Formen in den ersten bis fünften Beispielen, die in den 8 bis 17 gezeigt sind.
In dem vorliegenden Modifikationsbeispiel weist die obere Fläche 61b der unteren Elektrode 61 einen ersten Abschnitt 61b1, einen zweiten Abschnitt 61b2 und einen dritten Abschnitt 61b3 auf. Das MR Element 50 ist auf dem ersten Abschnitt 61b1 aufgebracht. Der zweite Abschnitt 61b2 ist mit der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 verbunden. Sowohl der erste als auch der zweite Abschnitt 61b1 und 61b2 erstrecken sich entlang der geneigten Fläche 305f. Der zweite Abschnitt 61b2 befindet sich an einer Position, die näher an der geneigten Fläche 305f liegt als die Position, an der sich der erste Abschnitt 61b1 befindet. Der dritte Abschnitt 61b3 verbindet den ersten Abschnitt 61b1 und den zweiten Abschnitt 61b2.
Im vorliegenden Modifikationsbeispiel wird die erste Fläche 70c der MR Elementstruktur 70 durch die erste Seitenfläche 50c des MR Elements 50, einen Teil des ersten Abschnitts 61b1 der oberen Fläche 61b, der nicht mit dem MR Element 50 bedeckt ist, den zweiten und dritten Abschnitt 61b2 und 61b3 der oberen Fläche 61b und die dritte Seitenfläche 61c gebildet. Die erste Fläche 70c weist eine erste Stufe, die zwischen der ersten Seitenfläche 50c des MR Elements 50 und dem dritten Abschnitt 61b3 der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61 vorhanden ist, und eine zweite Stufe auf, die zwischen dem dritten Abschnitt 61b3 der oberen Fläche 61b der unteren Elektrode 61 und der dritten Seitenfläche 61c der unteren Elektrode 61 vorhanden ist.
[Zweite Ausführungsform]
Ein Magnetsensor 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. 19 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Magnetsensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform hat jede der Mehrzahl der vorstehenden Flächen 305c der Isolationsschicht 305 eine dreieckige dachartige Gesamtform, die durch Verschieben der in 19 gezeigten Dreiecksform der vorstehenden Fläche 305c in der Richtung parallel zur U Richtung gebildet wird. Alle der Mehrzahl der ersten geneigten Flächen 305a und der Mehrzahl der zweiten geneigten Flächen 305b der Isolationsschicht 305 sind ebene Flächen. Jede der Mehrzahl der ersten geneigten Flächen 305a ist eine ebene Fläche parallel zur U Richtung und zur W1 Richtung. Jede der Mehrzahl der zweiten geneigten Flächen 305b ist eine ebene Fläche parallel zur U Richtung und zur W2 Richtung.
Wie bei dem in 6 gezeigten Beispiel kann die Isolationsschicht 305 eine Mehrzahl von Vorsprüngen zur Bildung der Mehrzahl von vorstehenden Flächen 305c aufweisen. Alternativ kann die Isolationsschicht 305 eine Mehrzahl von Schrägen aufweisen, die in der Richtung parallel zur V Richtung angeordnet sind. Die Mehrzahl der Schrägen weist jeweils eine erste Wandfläche auf, die einer ersten geneigten Fläche 305a entspricht, und eine zweite Wandfläche, die einer zweiten geneigten Fläche 305b entspricht. Eine vorstehende Fläche 305c wird durch die erste Wandfläche einer Schräge und die zweite Wandfläche einer anderen Schräge gebildet, die auf der Seite der V Richtung an die eine Schräge angrenzt.
In dem in 19 gezeigten Beispiel hat die Mehrzahl der Schrägen jeweils eine untere Fläche, die der ebenen Fläche 305d entspricht. Die Mehrzahl der Schrägen muss jedoch nicht jeweils eine untere Fläche aufweisen.
Der Aufbau, die Funktionsweise und die Auswirkungen der vorliegenden Ausführungsform sind ansonsten die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen daran vorgenommen werden. Zum Beispiel ist die Form jeder der ersten und zweiten Seitenflächen 50c und 50d des MR Elements 50 nicht auf das in jeder Ausführungsform gezeigte Beispiel beschränkt und kann jede beliebige Form haben, solange die Anforderungen der Ansprüche erfüllt sind.
Der Magnetsensor 1 kann ferner eine dritte Detektionsschaltung aufweisen, die Zur Detektion einer Komponente des Zielmagnetfeldes in einer Richtung parallel zur XY Ebene eingerichtet ist und um zumindest ein drittes Detektionssignal zu erzeugen, das mit der Komponente korrespondiert. In einem solchen Fall kann der Prozessor 40 derart eingerichtet sein, dass er auf der Grundlage des zumindest einen dritten Detektionssignals einen Detektionswert erzeugt, der einer Komponente des Zielmagnetfeldes in der Richtung parallel zur U Richtung entspricht. Die dritte Detektionsschaltung kann in die erste und zweite Detektionsschaltung 20 und 30 integriert sein oder kann einen von der ersten und zweiten Detektionsschaltung 20 und 30 getrennten Chip aufweisen.
Wie oben beschrieben, weist der Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung ein Substrat auf, das eine Bezugsebene aufweist; ein auf dem Substrat aufgebrachtes Trägerelement, wobei das Trägerelement eine geneigte Fläche aufweist, die in Bezug auf die Bezugsebene geneigt ist; und ein magnetisches Detektionselement, das auf der geneigten Fläche aufgebracht ist, wobei das magnetische Detektionselement eine erste Seitenfläche aufweist, die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt unterschiedliche Winkel in Bezug auf die geneigte Fläche haben.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann der zweite Abschnitt an einer Position aufgebracht sein, die weiter von der geneigten Fläche entfernt ist als eine Position, an der der erste Abschnitt aufgebracht ist. Ein Winkel, den der zweite Abschnitt in Bezug auf die geneigte Fläche bildet, kann größer sein als ein Winkel, den der erste Abschnitt in Bezug auf die geneigte Fläche bildet.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann jeder des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts eine gekrümmte Fläche sein.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann das magnetische Detektionselement ferner eine zweite Seitenfläche aufweisen, die vor der ersten Seitenfläche in einer Richtung entlang der geneigten Fläche aufgebracht ist, wobei die Richtung eine Richtung ist, die näher an der Bezugsebene ist. Die zweite Seitenfläche kann eine Form haben, die asymmetrisch zu einer Form der ersten Seitenfläche um eine virtuelle Ebene als Zentrum ist, wobei die virtuelle Ebene das magnetische Detektionselement kreuzt und senkrecht zu der geneigten Fläche ist. Alternativ kann die zweite Seitenfläche eine Form haben, die symmetrisch zu einer Form der ersten Seitenfläche um eine virtuelle Ebene als Zentrum ist, wobei die virtuelle Ebene das magnetische Detektionselement kreuzt und senkrecht zu der geneigten Fläche ist.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann das magnetische Detektionselement eine Mehrzahl von gestapelten magnetischen Schichten aufweisen und kann derart eingerichtet sein, dass ein Strom in einer Stapelrichtung der Mehrzahl von magnetischen Schichten fließt. Die Mehrzahl der magnetischen Schichten kann eine freie Schicht und eine magnetisierte Schicht aufweisen, wobei die freie Schicht eine Magnetisierung hat, deren Richtung in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld variabel ist, die magnetisierte Schicht eine Magnetisierung hat, deren Richtung fest ist, und die magnetisierte Schicht zwischen der freien Schicht und der geneigten Fläche vorgesehen ist. Die Mehrzahl der magnetischen Schichten kann eine erste magnetische Schicht und eine zweite magnetische Schicht aufweisen. Das magnetische Detektionselement kann ferner eine Spaltschicht aufweisen, die zwischen der ersten magnetischen Schicht und der zweiten magnetischen Schicht aufgebracht ist. Zumindest ein Teil des ersten Abschnitts kann durch eine Seitenfläche der ersten magnetischen Schicht gebildet werden. Zumindest ein Teil des zweiten Abschnitts kann durch eine Seitenfläche der zweiten magnetischen Schicht gebildet werden.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann die geneigte Fläche eine gekrümmte Fläche sein. Alternativ kann die geneigte Fläche auch eine ebene Fläche sein.
Der Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner eine untere Elektrode aufweisen, die zwischen dem magnetischen Detektionselement und der geneigten Fläche vorgesehen ist, eine obere Elektrode, die an einer Position aufgebracht ist, an der das magnetische Detektionselement zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode eingebettet ist, und eine Isolationsschicht, die um das magnetische Detektionselement herum zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode aufgebracht ist.
In dem Magnetsensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Abmessung des ersten Abschnitts in der Richtung entlang der geneigten Fläche größer sein als eine Abmessung des zweiten Abschnitts in der Richtung entlang der geneigten Fläche, wobei die Richtung entlang der geneigten Fläche eine Richtung ist, in der sich ein Abstand von der Bezugsebene ändert. Der erste Abschnitt kann vor dem zweiten Abschnitt in der Richtung entlang der geneigten Fläche aufgebracht sein, wobei die Richtung entlang der geneigten Fläche eine Richtung weg von der Bezugsebene ist.
Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Modifikationsbeispiele und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich sind. So ist es zu verstehen, dass im Rahmen der beigefügten Ansprüche und Äquivalente davon, die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen als die vorstehenden Ausführungsformen praktiziert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20060176142 A1 [0003]
US 20080316654 A1 [0003]

Claims

Ein Magnetsensor (1) umfassend: ein Substrat (301), das eine Bezugsebene (301a) aufweist; ein auf dem Substrat (301) aufgebrachtes Trägerelement (305), wobei das Trägerelement (305) eine geneigte Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) aufweist, die in Bezug auf die Bezugsebene (301a) geneigt ist; und ein magnetisches Detektionselement (50), das auf der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) aufgebracht ist, wobei das magnetische Detektionselement (50) eine erste Seitenfläche (50c) aufweist, die einen ersten Abschnitt (S1) und einen zweiten Abschnitt (S2) aufweist, wobei der erste Abschnitt (S1) und der zweite Abschnitt (S2) unterschiedliche Winkel in Bezug auf die geneigte Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) haben.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei: der zweite Abschnitt (S2) an einer Position aufgebracht ist, die weiter von der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) entfernt ist als eine Position, an der der erste Abschnitt (S1) aufgebracht ist; und ein Winkel, den der zweite Abschnitt (S2) in Bezug auf die geneigte Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) bildet, größer ist als ein Winkel, den der erste Abschnitt (S1) in Bezug auf die geneigte Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) bildet.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei jeder des ersten Abschnitts (S1) und des zweiten Abschnitts (S2) eine gekrümmte Fläche ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei das magnetische Detektionselement (50) ferner eine zweite Seitenfläche (50d) aufweist, die vor der ersten Seitenfläche (50c) in einer Richtung entlang der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) aufgebracht ist, wobei die Richtung eine Richtung ist, die näher an der Bezugsebene (301a) ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 4, wobei die zweite Seitenfläche (50d) eine Form hat, die symmetrisch zu einer Form der ersten Seitenfläche (50c) um eine virtuelle Ebene (P1) als Zentrum ist, wobei die virtuelle Ebene (P1) das magnetische Detektionselement (50) kreuzt und senkrecht zu der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 4, wobei die zweite Seitenfläche (50d) eine Form hat, die asymmetrisch zu einer Form der ersten Seitenfläche (50c) um eine virtuelle Ebene (P1, P2) als Zentrum ist, wobei die virtuelle Ebene (P1, P2) das magnetische Detektionselement (50) kreuzt und senkrecht zu der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei das magnetische Detektionselement (50) eine Mehrzahl von gestapelten magnetischen Schichten aufweist und derart eingerichtet ist, dass ein Strom in einer Stapelrichtung der Mehrzahl von magnetischen Schichten fließt.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 7, wobei die Mehrzahl der magnetischen Schichten eine freie Schicht (53) und eine magnetisierte Schicht (51) aufweist, wobei die freie Schicht (53) eine Magnetisierung hat, deren Richtung in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld variabel ist, die magnetisierte Schicht (51) eine Magnetisierung hat, deren Richtung fest ist, die magnetisierte Schicht (51) zwischen der freien Schicht (53) und der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) vorgesehen ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 7, wobei: die Mehrzahl von magnetischen Schichten eine erste magnetische Schicht (51) und eine zweite magnetische Schicht (53) aufweist; das magnetische Detektionselement (50) ferner eine Spaltschicht (52) aufweist, die zwischen der ersten magnetischen Schicht (51) und der zweiten magnetischen Schicht (53) aufgebracht ist; zumindest ein Teil des ersten Abschnitts (S1) durch eine Seitenfläche der ersten magnetischen Schicht (51) gebildet wird; und zumindest ein Teil des zweiten Abschnitts (S2) durch eine Seitenfläche der zweiten magnetischen Schicht (53) gebildet wird.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei die geneigte Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) eine gekrümmte Fläche ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei die geneigte Fläche (305a, 305b) eine ebene Fläche ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine untere Elektrode (61), die zwischen dem magnetischen Detektionselement (50) und der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) vorgesehen ist; eine obere Elektrode (62), die an einer Position aufgebracht ist, an der das magnetische Detektionselement (50) zwischen der oberen Elektrode (62) und der unteren Elektrode (61) eingebettet ist; und eine Isolationsschicht (308), die um das magnetische Detektionselement (50) zwischen der unteren Elektrode (61) und der oberen Elektrode (62) aufgebracht ist.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 1, wobei eine Abmessung des ersten Abschnitts (S1) in einer Richtung entlang der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) größer ist als eine Abmessung des zweiten Abschnitts (S2) in der Richtung entlang der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f), wobei die Richtung entlang der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) eine Richtung ist, in der sich ein Abstand von der Bezugsebene (301a) ändert.
Der Magnetsensor (1) nach Anspruch 13, wobei der erste Abschnitt (S1) vor dem zweiten Abschnitt (S2) in der Richtung entlang der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) aufgebracht ist, wobei die Richtung entlang der geneigten Fläche (305a, 305b, 305e, 305f) eine Richtung weg von der Bezugsebene (301a) ist.