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技術 センサ

出願人 株式会社東芝
発明者 東祥弘藤慶彦岡本和晃馬場祥太郎原通子
出願日 2018年9月14日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-172793
公開日 2020年3月26日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-046220
状態 未査定
技術分野 磁気的変量の測定 流体圧力測定 ホール/MR素子
主要キーワード 音響マイクロフォン 電気信号線 素子ブロック 磁性素子 外乱磁場 逆磁歪効果 アコースティックホール キロヘルツ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (16)

課題

ノイズを低減できるセンサを提供する。

解決手段

実施形態によれば、センサは、構造体素子部及び電線を含む。前記構造体は、支持部と、前記支持部に支持された膜部と、を含む。前記膜部は前記支持部に支持され第1方向に沿う端部を含む。前記素子部は、前記膜部に設けられた第1素子を含む。前記第1素子は、第1磁性層と、前記第1磁性層と前記膜部との間に設けられた第1対向磁性層と、前記第1磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、を含む。前記第1対向磁性層から前記第1磁性層への第2方向は、前記第1方向と交差する。前記電線は、前記素子部と電気的に絶縁される。前記電線は、前記第1方向に沿う部分を含む。前記電線の前記沿う部分から前記第1素子への方向は、前記第2方向に沿う。

概要

背景

磁性層を用いたセンサが提案されている。センサは、例えば、マイクロフォンなどに応用される。センサにおいて、ノイズの低減が望まれる。

概要

ノイズを低減できるセンサを提供する。実施形態によれば、センサは、構造体素子部及び電線を含む。前記構造体は、支持部と、前記支持部に支持された膜部と、を含む。前記膜部は前記支持部に支持され第1方向に沿う端部を含む。前記素子部は、前記膜部に設けられた第1素子を含む。前記第1素子は、第1磁性層と、前記第1磁性層と前記膜部との間に設けられた第1対向磁性層と、前記第1磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、を含む。前記第1対向磁性層から前記第1磁性層への第2方向は、前記第1方向と交差する。前記電線は、前記素子部と電気的に絶縁される。前記電線は、前記第1方向に沿う部分を含む。前記電線の前記沿う部分から前記第1素子への方向は、前記第2方向に沿う。

目的

本発明の実施形態は、ノイズを低減できるセンサを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

支持部と、前記支持部に支持された膜部と、を含み、前記膜部は前記支持部に支持され第1方向に沿う端部を含む、構造体と、前記膜部に設けられた第1素子を含む素子部であって、前記第1素子は、第1磁性層と、前記第1磁性層と前記膜部との間に設けられた第1対向磁性層と、前記第1磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、を含み、前記第1対向磁性層から前記第1磁性層への第2方向は、前記第1方向と交差した、前記素子部と、前記素子部と電気的に絶縁された電線であって、前記電線は、前記第1方向に沿う部分を含み、前記電線の前記沿う部分から前記第1素子への方向は、前記第2方向に沿う、前記電線と、を備えたセンサ

請求項2

前記膜部の少なくとも一部は、前記電線と前記第1素子との間に設けられた、請求項1記載のセンサ。

請求項3

前記膜部と前記電線との間に前記第1素子が設けられた、請求項1記載のセンサ。

請求項4

前記電線と電気的に接続され、第1周波数を有する交流成分を含む電流を前記電線に供給する回路部をさらに備えた、請求項1〜3のいずれか1つに記載のセンサ。

請求項5

前記回路部は、前記素子部とさらに電気的に接続され、前記回路部は、前記第1周波数に関する第1信号と、前記素子部から得られる第2信号と、に基づく第3信号を出力可能である、請求項4記載のセンサ。

請求項6

前記電流は、直流成分をさらに含む、請求項5記載のセンサ。

請求項7

支持部と、前記支持部に支持された膜部と、を含み、前記膜部は前記支持部に支持され第1方向に沿う端部を含み、構造体と、前記膜部に設けられた第1素子及び第2素子を含む素子部であって、前記第1素子は、第1磁性層と、前記第1磁性層と前記膜部との間に設けられた第1対向磁性層と、前記第1磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、を含み、前記第1対向磁性層から前記第1磁性層への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2素子は、第2磁性層と、前記第2磁性層と前記膜部との間に設けられた第2対向磁性層と、前記第2磁性層と前記第2対向磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、を含み、前記第2対向磁性層から前記第2磁性層への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1素子から前記第2素子への方向は、前記第1方向に沿う、前記素子部と、前記素子部と電気的に絶縁された第1電線及び第2電線と、を備え、前記第1電線の一部から前記第1素子への方向は、前記第2方向に沿い、前記第2電線の一部から前記第2素子への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1電線の前記一部、及び、前記第2電線の前記一部は、前記第1方向に沿う、センサ。

請求項8

前記第1電線及び前記第2電線と電気的に接続された回路部をさらに備え、前記回路部は、交流成分を含む第1電流を前記第1電線に供給し、前記回路部は、交流成分を含む第2電流を前記第2電線に供給する、請求項7記載のセンサ。

請求項9

前記第1電線は、第1部分及び第2部分を含み、前記第1部分から前記第2部分への方向は、前記第1方向に沿い、前記第2電線は、第3部分及び第4部分を含み、前記第3部分から前記第4部分への方向は、前記第1方向に沿い、前記第1部分と前記第4部分との間に前記第2部分が設けられ、前記第2部分と前記第4部分との間に前記第3部分が設けられ、前記第1電線の前記一部は、前記第1部分と前記第2部分との間にあり、前記第2電線の前記一部は、前記第3部分と前記第4部分との間にあり、前記第1電流が前記第1部分から前記第2部分に向かって流れるときの少なくとも一部において、前記第2電流は前記第4部分から前記第3部分に向かって流れ、前記第1電流が前記第2部分から前記第1部分に向かって流れるときの少なくとも一部において、前記第2電流は前記第3部分から前記第4部分に向かって流れる、請求項8記載のセンサ。

請求項10

前記第1素子は、第3磁性層をさらに含み、前記第1磁性層は、前記第3磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられ、前記第3磁性層は、第1材料及び第2材料の少なくともいずれかを含み、前記第1材料は、Ir−Mn、Pt−Mn、Pd−Pt−Mn及びRu−Rh−Mnよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、前記第2材料は、CoPt(Coの比率は、50at.%以上85at.%以下)、(Cox1Pt100−x1)100−y1Cry1(x1は50at.%以上85at.%以下、y1は0at.%以上40at.%以下)、及び、FePt(Ptの比率は40at.%以上60at.%以下)の少なくともいずれかを含む、請求項1〜9のいずれか1つに記載のセンサ。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、センサに関する。

背景技術

0002

磁性層を用いたセンサが提案されている。センサは、例えば、マイクロフォンなどに応用される。センサにおいて、ノイズの低減が望まれる。

先行技術

0003

特許第5946471号公報

発明が解決しようとする課題

0004

本発明の実施形態は、ノイズを低減できるセンサを提供する。

課題を解決するための手段

0005

本発明の実施形態によれば、センサは、構造体素子部及び電線を含む。前記構造体は、支持部と、前記支持部に支持された膜部と、を含む。前記膜部は前記支持部に支持され第1方向に沿う端部を含む。前記素子部は、前記膜部に設けられた第1素子を含む。前記第1素子は、第1磁性層と、前記第1磁性層と前記膜部との間に設けられた第1対向磁性層と、前記第1磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、を含む。前記第1対向磁性層から前記第1磁性層への第2方向は、前記第1方向と交差する。前記電線は、前記素子部と電気的に絶縁される。前記電線は、前記第1方向に沿う部分を含む。前記電線の前記沿う部分から前記第1素子への方向は、前記第2方向に沿う。

図面の簡単な説明

0006

図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図2は、実施形態に係るセンサを示すブロック図である。
図3(a)〜図3(c)は、実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
図4は、実施形態に係るセンサを示すブロック図である。
図5(a)〜図5(d)は、実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
図6は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図7は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図8は、実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
図9(a)〜図9(c)は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図10は、第2実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図11は、第2実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図12は、第2実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図13(a)〜図13(c)は、実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図14は、実施形態に係る電子機器を例示する模式図である。
図15(a)〜図15(c)は、実施形態に係る電子機器を例示する模式的断面図である。

実施例

0007

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

0008

(第1実施形態)
図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図1(a)は、斜視図である。図1(b)は、図1(a)の矢印ARから見た平面図である。

0009

図1(a)に示すように、本実施形態に係るセンサ110は、構造体70d及び素子部50を含む。この例では、回路部68がさらに設けられている。回路部68は、センサ110に含められても良い。回路部68は、センサ110とは別に設けられても良い。

0010

構造体70dは、支持部70s及び膜部70cを含む。膜部70cは、支持部70sに支持される。膜部70cは、端部70eを含む。端部70eは、支持部70sに支持される。端部70eは、第1方向に沿っている。

0011

第1方向をX軸方向とする。X軸方向に対して垂直な1つの方向をZ軸方向とする。X軸方向及びZ軸方向に対して垂直な方向をY軸方向とする。

0012

膜部70cは、変形可能である。例えば、膜部70cに力(例えば音など)が加わると、膜部70cは変形する。変形は、例えば、Z軸方向に沿う変位を含む。膜部70cの端部70eは固定端である。膜部70c(変形部)は、片持ち梁でも良く、両持ち梁でも良い。例えば、膜部70cのZ軸方向に沿う厚さは、支持部70sのZ軸方向に沿う厚さよりも薄い。膜部70cは、例えば、フレキシブルである。

0013

素子部50は、第1素子51を含む。第1素子51は、膜部70cに設けられる。この例では、素子部50は、第2素子52をさらに含む。このように、素子部50は、複数の素子を含んでも良い。複数の素子(第1素子51及び第2素子52など)は、磁性素子である。

0014

第1素子51及び第2素子52は、膜部70cの一部に設けられている。この一部は、例えば、膜部70cのうちの支持部70sに近い部分である。膜部70cが変形するとき、膜部70cのうちの支持部70sに近い部分において、比較的大きな歪みが生じやすい。

0015

第1素子51は、第1磁性層11、第1対向磁性層11c及び第1非磁性層11nを含む。第1対向磁性層11cは、第1磁性層11と膜部70cとの間に設けられる。第1非磁性層11nは、第1磁性層11と第1対向磁性層11cとの間に設けられる。第1対向磁性層11cから第1磁性層11への方向(第2方向)は、第1方向(X軸方向)と交差する。この例では、第2方向は、Z軸方向である。

0016

第2素子52は、第2磁性層12、第2対向磁性層12c及び第2非磁性層12nを含む。第2対向磁性層12cは、第2磁性層12と膜部70cとの間に設けられる。第2非磁性層12nは、第2磁性層12と第2対向磁性層12cとの間に設けられる。第2対向磁性層12cから第2磁性層12への方向は、第2方向(この例では、Z軸方向)に沿う。

0017

第1磁性層11、第1対向磁性層11c、第2磁性層12及び第2対向磁性層12cは、例えば、強磁性層である。

0018

第1素子51から第2素子52への方向は、第1方向(X軸方向)に沿う。例えば、第1素子51から第2素子52への方向と、第1方向と、の間の角度の絶対値は、20度以下である。

0019

第1磁性層11、第1対向磁性層11c及び第1非磁性層11nは、第1積層体SB1に含まれる。第2磁性層12、第2対向磁性層12c及び第2非磁性層12nは、第2積層体SB2に含まれる。第1積層体SB1は、第1素子51に含まれる。第2積層体SB2は、第2素子52に含まれる。

0020

この例では、第1〜第4導電層58a〜58dが設けられている。第1導電層58aと第2導電層58bとの間に第1積層体SB1が設けられる。第3導電層58cと第4導電層58dとの間に第2積層体SB2が設けられる。第1導電層58aの一部、及び、第2導電層58bの一部が、第1素子51に含まれても良い。第3導電層58cの一部、及び、第4導電層58dの一部が、第2素子52に含まれても良い。

0021

この例では、第2素子52は、第1素子51と電気的に接続される。第2素子52は、第1素子51と直列に接続される。例えば、S/N比を向上できる。この例では、配線68c(導電層でも良い)により、第1導電層58aと第4導電層58dとが電気的に接続される。

0022

この例では、配線68a(導電層でも良い)により、第2導電層58bが、回路部68と電気的に接続される。配線68b(導電層でも良い)により、第3導電層58cが、回路部68と電気的に接続される。

0023

第1素子51及び第2素子52のそれぞれの電気抵抗は、膜部70cの変形に応じて変化する。例えば、膜部70cの変形により、これらの素子に歪み(または応力)が生じる。これにより、第1磁性層11の磁化11Mと第1対向磁性層11cの磁化11cMとの間の角度が、変化する。そして、第2磁性層12の磁化12Mと第2対向磁性層12cの磁化12cMとの間の角度が、変化する。角度の変化は、例えば逆磁歪効果に基づくと考えられる。2つの磁化の間の角度の変化により、電気抵抗が変化する。気抵抗の変化は、例えば、磁気抵抗効果に基づくと考えられる。

0024

例えば、第1対向磁性層11cの磁化11cMの向き、及び、第2対向磁性層12cの磁化12cMの向きは、実質的に固定されている。例えば、第1対向磁性層11c及び第2対向磁性層12cは、参照層である。例えば、第1磁性層11の磁化11Mの向き、及び、第2磁性層12の磁化12Mの向きは、変化し易い。第1磁性層11及び第2磁性層12は、例えば、磁化自由層である。実施形態において、第1対向磁性層11c及び第2対向磁性層12cが磁化自由層で、第1磁性層11及び第2磁性層12が参照層でも良い。以下では、第1対向磁性層11c及び第2対向磁性層12cが参照層で、第1磁性層11及び第2磁性層12が磁化自由層とする。

0025

電線30は、素子部50と電気的に絶縁される。電線30は、第1方向(X軸方向)に沿う部分30pを含む。電線30のこの沿う部分30pから第1素子51への方向は、第2方向(例えばZ軸方向)に沿う。電線30のこの沿う部分30pから第2素子52への方向も、第2方向(例えばZ軸方向)に沿う。部分30pの少なくとも一部は、Z軸方向において、第1素子51及び第2素子52と重なる。

0026

この例では、膜部70cに電線30が設けられる。電線30の上に、第1素子51及び第2素子52を含む素子部50が設けられる。例えば、膜部70cの少なくとも一部は、電線30と第1素子51との間に設けられる。膜部70cの少なくとも一部は、電線30と第2素子52との間に設けられる。後述するように、第1素子51の上に電線30が設けられても良い。

0027

回路部68は、電線30と電気的に接続される。例えば、電線30の端部30aが、配線68pにより、回路部68と電気的に接続される。電線30の別の端部30bが、配線68qにより、回路部68と電気的に接続される。(図1(a)参照)。

0028

回路部68は、電流i30を電線30に供給する。電流i30は、交流成分を含む。交流成分は、第1周波数を有する。

0029

図1(b)に示すように、この電流i30により、電線30から磁界H30(電流磁界)が生じる。磁界H30は、第1素子51及び第2素子52に加わる。既に説明したように、電線30の上記の部分30p(素子と重なる部分)は、第1方向(X軸方向)に沿っている。このため、これらの素子の位置において、磁界H30は、Y軸方向の成分を有する。

0030

磁界H30が印加された状態のこれらの素子から得られる信号が、回路部68により処理される。回路部68は、例えば、フィルタ回路68Hを含んでも良い(図1(a)参照)。例えば、フィルタ回路68Hの出力が、回路部68の出力とされても良い。回路部68の出力部68Oから、処理後の信号が出力される。

0031

以下、回路部68の動作の例について説明する。
図2は、実施形態に係るセンサを示すブロック図である。
図2に示すように、例えば、第1素子51において、検知対象の力に応じた信号「signal」が生じる。一方、回路部68から電線30に供給される電流i30に含まれる第1信号Sig1が、信号「signal」に作用し、第2信号Sig2が生じる。第2信号Sig2は、電流i30が供給されたときに第1素子51に得られる信号に対応する。

0032

第2信号Sig1が回路部68において処理される。例えば、回路部68のフィルタ回路68Hに、第1信号Sig1に対応する信号により作用された第2信号Sig2が入力される。フィルタ回路68Hから第3信号Sig3が出力される。

0033

回路部68は、例えば、AM変調機能を有する。回路部68は、例えば、復調機能を有する。回路部68は、第2信号Sig2に第1信号Sig1を乗じて、復調する。例えば、フィルタ回路68H(例えば、ローパスフィルタ)を介して、第3信号Sig3が得られる。「1/fノイズ」が抑制された電気信号(検知対象の力に応じた電気信号)が得られる。

0034

図3(a)〜図3(c)は、実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
図3(a)は、回路部68から電線30に供給される電流i30に含まれる第1信号Sig1に対応する。第1信号Sig1の変化は、磁界H30の変化に対応する。図3(b)は、素子部50(例えば第1素子51及び第2素子52など)から得られる第2信号Sig2を例示する。第2信号Sig2は、回路部68が、素子部50から取得する。図3(c)は、回路部68から出力される第3信号Sig3を例示する。これらの図の横軸は、時間tmである。これらの図の縦軸は、信号の強度に対応する。

0035

図3(a)に示すように、電流i30(第1信号Sig1)、及び、磁界H30は、第1周波数f1で振動する。第1信号Sig1は、第1周波数f1で振動するアナログ信号でも良く、第1周波数f1の情報を含むデジタル信号でも良い。第1周波数f1の交流成分を含む磁界30Hが素子部50に加わる。

0036

一方、外部から検知対象の力が膜部70cに加わる。膜部70cが、例えば、第2周波数f2で振動する。第2周波数f2は、第1周波数f1よりも低い。このときに素子部50から得られる信号が第2信号Sig2となる。第2信号Sig2は、素子の電気抵抗の変化に対応する信号の成分を含む。

0037

図3(b)に示すように、第2信号Sig2の時間的変化は、例えば、第1周波数f1の余弦波と第2周波数f2の余弦波との積によって表される。第2信号Sig2は、例えば、第1周波数f1と第2周波数f2との差の周波数(f1−f2)で振動する成分と、第1周波数f1と第2周波数f2との和の周波数(f1+f2)で振動する成分と、を含む。このような第2信号Sig2が、素子部50から得られる。

0038

回路部68は、第1周波数f1に関する第1信号Sig1と、素子部50から得られる第2信号Sig2と、に基づく第3信号Sig3(図3(c)参照)を出力可能である。例えば、回路部68は、第2信号Sig2に第1周波数f1で振動する余弦波をさらに乗じた信号を算出する。この信号は、第2周波数f2で振動する成分を含む。この信号から、フィルタ回路68H(例えばローパスフィルタ)などによって、第2周波数f2で振動する第3信号Sig3が出力される。第3信号Sig3を検出することで、検知対象の外力に対応する信号(第2周波数f2で変化する信号)を検知することができる。

0039

例えば、音などの外力の検知おいて、「1/fノイズ」が生じる場合がある。「1/fノイズ」を低減することで、ノイズを低減できる。実施形態においては、高周波の電流i30(第1信号Sig1)を用いることで、1/fノイズを低減できる。実施形態によれば、ノイズを低減できるセンサを提供できる。

0040

上記の第1周波数f1は、膜部70cの変形の周波数(第2周波数f2)よりも高い。第1周波数f1は、例えば、20キロヘルツ(kHz)以上400kHz以下である。第2周波数f2は、例えば、20ヘルツ(Hz)以上200kHz以下である。第2周波数f2は、例えば、20kHz未満でも良い。実施形態においては、高周波数変調された磁界H30を素子部50に加えることで、「1/fノイズ」の影響を抑制することができる。

0041

上記の第2信号Sig2は、膜部70cの変形により変調された信号である。回路部68は、例えば、第2信号Sig2を復調して、第3信号Sig3を出力する。

0042

素子部50に複数の素子(第1素子51及び第2素子52など)が設けられる場合、第2信号Sig2は、これらの複数の素子(第1素子51及び第2素子52など)から得られる。

0043

図4は、実施形態に係るセンサを示すブロック図である。
図4に示すように、例えば、検知対象の力に応じた信号「signal」に、第1信号Sig1及び第4信号Sig4が作用し、信号Sig2’が生じる。第4信号Sig4は、後述する拡散信号に対応する。

0044

信号Sig2’が得られる。第5信号Sig5及び第1信号Sig1により作用された信号Sig2’が、例えば、回路部68のフィルタ回路68Hに入力される。第5信号Sig5は、後述する逆拡散信号に対応する。フィルタ回路68Hから第3信号Sig3が出力される。

0045

図5(a)〜図5(d)は、実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
図5(a)は、第1信号Sig1に対応する。既に説明したように、第1信号Sig1は、回路部68から電線30に供給される電流i30に含まれる。第1信号Sig1の変化は、磁界H30の変化に対応する。図5(b)は、第4信号Sig4に対応する。図5(c)は、上記の信号Sig’に対応する。図5(d)は、図5(c)に例示した信号Sig2’の一部Sig2_pを拡大して例示している。これらの図の横軸は、時間tmである。これらの図の縦軸は、信号の強度に対応する。

0046

図5(a)に示すように、電流i30(第1信号Sig1)、及び、磁界H30は、第1周波数f1で振動する。

0047

図5(b)に示すように、第4信号Sig4は、矩形波である。第4信号Sig4の値は、例えば、+1または−1である。パルス正負の値の出現は、実質的にランダムになるように設計されている。パルスの正負の値に対応する時間は、第1周波数f1の逆数の時間よりも短い。パルスの正負の値に対応する時間の逆数を第3周波数f3としたときに、第3周波数f3は、第1周波数f1よりも高い。第4信号Sig4は、拡散信号に対応する。

0048

検知対象の力に応じた信号「signal」、上記の第1信号Sig1、第1素子51から得られる信号、及び、第4信号Sig4から、図5(c)に例示する信号Sig2’が得られる。

0049

拡散信号(第4信号Sig4)により、信号Sig2’のパワー広帯域拡散される。これにより、例えば、他の回路に影響を与えることが抑制される。例えば、他の回路から、信号Sig2’が影響を受けることが抑制される。例えば、低い干渉性が得られる。例えば、耐干渉性が向上する。

0050

信号Sig2’は、逆拡散信号(図4の第5信号Sig5)により、復調される(図4参照)。復調された信号に、第1信号Sig1の電気信号を乗じて復調される。これにより得られる信号が、例えば、フィルタ回路68H(例えばローパスフィルタ)などに供給される。フィルタ回路68Hから第3信号Sig3が出力される。これにより、例えば、「1/fノイズ」が抑制された電気信号(検知対象の力に応じた電気信号)が得られる。

0051

以下、実施形態に係るセンサのいくつかの例について説明する。以下では、簡単のために、第1素子51について説明する。第2素子52は、第1素子51と同様の構成を有しても良い。

0052

図6は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図6に示すように、センサ111においては、第1素子51の少なくとも一部は、膜部70cに埋め込まれている。例えば、第1積層体SB1は、Y軸方向において、膜部70cと重なる。膜部70cの少なくとも一部は、電線30と第1素子51(第1積層体SB1)との間に設けられている。

0053

この例では、電線30は、膜部70cの厚さ方向のほぼ中央部分に設けられている。例えば、膜部70cのZ軸方向の中心位置70zを通り、X−Y平面に沿う線(平面)は、電線30を通る。膜部70cのZ軸方向の中心位置70zにおいては、膜部70cが変形したときにおいても、歪みが生じ難い。このような部分に電線30を設けることで、膜部70cの変形による電線30のダメージが抑制される。

0054

この例では、第1導電層58aと第2導電層58bとの間に、絶縁部58iが設けられている。

0055

図7は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図7に示すように、センサ112においては、第1素子51の上に電線30が設けられる。例えば、膜部70cと電線30との間に、第1素子51が設けられている。第1素子51の第1導電層58aと、電線30と、の間に、絶縁層58jが設けられている。

0056

図8は、実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
図8は、電流i30(第1信号Sig1)を例示している。図8に示すように、この例では、電流i30(第1信号Sig1)は、第1周波数f1の交流成分に加えて、直流成分i30DCをさらに含む。これにより、電流i30により生じる磁界H30は、直流成分H30DCを有する。直流成分H30DCは、Y軸方向に沿う(図1(b)参照)。

0057

このような直流成分H30DCが素子部50に加わる。素子部50の第1素子51及び第2素子52に、Y軸方向の成分を有する磁界(バイアス磁界)加わる。電流i30を調整することで、磁化自由層(例えば第1磁性層11及び第2磁性層12)の磁化を、Y軸方向及びX軸方向に対して傾斜させることができる。

0058

1つの例において、参照層(第1対向磁性層11c及び第2対向磁性層12c)の磁化は、X軸方向(またはY軸方向)に沿っている。バイアス磁界(磁界H30の直流成分H30DC)により、磁化自由層(第1磁性層11及び第2磁性層12)の磁化は、X軸方向に対して傾斜する。例えば、膜部70cに外力(音など)が加わらない状態(「初期状態」)において、参照層の磁化と、磁化自由層の磁化と、の間の角度は、例えば、30度以上60度以下(例えば約45度)に設定される。この角度は、例えば、120度以上150度以下(例えば約135度)でも良い。このような角度(傾斜した角度)により、外力が小さいときにおいても、磁化自由層の磁化の向きが変化し易くできる。例えば、高い感度が得られる。

0059

膜部70cは、第1方向(X軸方向)に沿う端部70eを含む。膜部70cが変形するときに生じる歪み(または応力)は、Y軸方向に沿う。「初期状態」において、磁化自由層の磁化が、端部70eの方向(第1方向)に対して傾斜していることで、膜部70cの変形に対する電気抵抗の変化の感度を向上できる。

0060

このような磁気的なバイアスを形成する部材は、以下に説明するように、素子の内部に設けられても良い。

0061

図9(a)〜図9(c)は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図9(a)は、第1素子51を含む部分の断面図である。図9(b)は、第2素子52を含む部分の断面図である。図9(c)は、平面図である。この例では、電線30は、膜部70cの中に設けられている。図7に関して説明したように、電線30は、素子(第1素子51など)の上に設けられても良い。

0062

図9(a)に示すように、センサ113においては、第1素子51は、第3磁性層43aを含む。第1磁性層11は、第3磁性層43aと第1対向磁性層11cとの間に設けられる。第3磁性層43aは、第1材料及び第2材料の少なくともいずれかを含む。第1材料は、Ir−Mn、Pt−Mn、Pd−Pt−Mn及びRu−Rh−Mnよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。第2材料は、CoPt(Coの比率は、50at.%以上85at.%以下)、(Cox1Pt100−x1)100−y1Cry1(x1は50at.%以上85at.%以下、y1は0at.%以上40at.%以下)、及び、FePt(Ptの比率は40at.%以上60at.%以下)の少なくともいずれかを含む。

0063

第3磁性層43aは、例えば、反強磁性層である。第3磁性層43aからの磁気的なバイアス11B(図9(c)参照)が、第1磁性層11の磁化11Mに作用する。

0064

図9(c)に示すように、磁気的なバイアス11Bは、X軸方向に沿っている。このとき、電線30に電流i30が供給されることで、磁界H30が生じる。磁界H30は、Y軸方向の成分を有する。

0065

例えば、X軸方向に沿う磁気的なバイアス11Bと、Y軸方向の成分を有する磁界H30と、が、第1磁性層11に作用する。これらの合成の作用により、第1磁性層11の磁化11Mは、Y軸方向(及びX軸方向)に対して傾斜する。

0066

図9(a)に示すように、この例では、第1素子51は、第5磁性層45aをさらに含む。第5磁性層45aと第3磁性層43aとの間に第1対向磁性層11cが設けられる。第1対向磁性層11cと第3磁性層43aとの間に第1磁性層11が設けられる。第1磁性層11と第3磁性層43aとの間に第4磁性層44aが設けられる。

0067

第5磁性層45aは、第3材料及び第4材料の少なくともいずれかを含む。第3材料は、Ir−Mn、Pt−Mn、Pd−Pt−Mn及びRu−Rh−Mnよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。第4材料は、CoPt(Coの比率は、50at.%以上85at.%以下)、(Cox2Pt100−x2)100−y2Cry2(x2は50at.%以上85at.%以下、y2は0at.%以上40at.%以下)、及び、FePt(Ptの比率は40at.%以上60at.%以下)の少なくともいずれかを含む。

0068

第5磁性層45aは、例えば、反強磁性層である。第5磁性層45aからの磁気的なバイアスにより、第1対向磁性層11cの磁化11cMの向きを所望の状態に設定できる。この例では、図9(c)に示すように、磁化11cMの向きは、例えば、第1方向(X軸方向)に沿っている。

0069

このような構成により、「初期状態」において、第1磁性層11の磁化11Mは、端部70eの方向(第1方向)に対して傾斜し、第1対向磁性層11cの磁化11cMに対して傾斜する。例えば、膜部70cの変形に対する電気抵抗の変化の感度を向上できる。

0070

図9(a)に示すように、この例では、第1素子51は、第4磁性層44aをさらに含む。第4磁性層44aは、第3磁性層43aと第1磁性層11との間に設けられる。例えば、第3磁性層43a(例えば反強磁性層)により、第4磁性層44aの磁気的な状態が制御される。第4磁性層44aからの磁気的な作用により、第1磁性層11の磁化11Mの向きを所望の状態に設定できる。

0071

この例では、第1磁性層11と第4磁性層44aとの間に非磁性中間層41naが設けられている。第4磁性層44aと第3磁性層43aとの間に非磁性中間層42naが設けられている。これらの非磁性中間層は、例えば、Cu、Ru、Au、Ag、Cr、Ir及びMgよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。これらの非磁性中間層により、磁気的な作用の強さを制御できる。これらの非磁性中間層は、必要に応じて設けられ、省略されても良い。

0072

図9(b)に示すように、第2素子52は、別の第3磁性層43bを含んでも良い。別の第3磁性層43bは、反強磁性層である。別の第3磁性層43bからの磁気的なバイアス12B(図9(c)参照)が、第2磁性層12の磁化12Mに作用する。例えば、磁気的なバイアス12Bは、X軸方向に沿っている。電流i30によるY軸方向に沿う磁界H30と、磁気的なバイアス12Bと、の合成の作用により、第2磁性層12の磁化12Mは、Y軸方向(及びX軸方向)に対して傾斜する。

0073

図9(b)に示すように、この例では、第2素子52は、別の第5磁性層45bをさらに含む。別の第5磁性層45bは、例えば、反強磁性層である。別の第5磁性層45bからの磁気的なバイアスにより、第2対向磁性層12cの磁化12cMの向きを所望の状態に設定できる。図9(c)に示すように、磁化12cMの向きは、例えば、第1方向(X軸方向)に沿っている。

0074

図9(b)に示すように、この例では、第2素子52は、別の第4磁性層44bをさらに含む。例えば、別の第3磁性層43b(例えば反強磁性層)により、別の第4磁性層44bの磁気的な状態が制御され、別の第4磁性層44bからの磁気的な作用により、第2磁性層12の磁化12Mの向きを所望の状態に設定できる。

0075

この例では、第2磁性層12と別の第4磁性層44bとの間に非磁性中間層41nbが設けられている。別の第4磁性層44bと別の第3磁性層43bとの間に非磁性中間層42nbが設けられている。これらの非磁性中間層により、磁気的な作用の強さを制御できる。これらの非磁性中間層は、必要に応じて設けられ、省略されても良い。

0076

別の第3磁性層43bは、例えば、第3磁性層43aに関して説明した材料を含む。別の第4磁性層44bは、例えば、第4磁性層44aに関して説明した材料を含む。別の第5磁性層45bは、例えば、第5磁性層43aに関して説明した材料を含む。非磁性中間層41nb及び42nbは、例えば、非磁性中間層41na及び42naに関して説明した材料を含む。

0077

上記の実施形態において、第1磁性層11及び第2磁性層12の少なくともいずれかは、Fe及びBを含む。第1対向磁性層11c及び第2対向磁性層12cの少なくともいずれかは、Fe、Co及びNiよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。第4磁性層44a及び別の第4磁性層44bの少なくともいずれかは、Fe、Co及びNiよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。

0078

第1非磁性層11n及び第2非磁性層12nの少なくともいずれかは、例えば、Mg、Al、Ti、Zn及びGaよりなる群から選択された少なくとも1つと、酸素と、を含む。

0079

第1導電層58a〜58dの少なくともいずれかは、例えば、アルミニウム、銅、銀、タンタル及び金よりなる群から選択された少なくとも1つを含む。第1導電層58a〜58dの少なくともいずれかは、例えば、例えば、TaMo、Ti及びTiNよりなる群から選択された少なくとも1つを含んでも良い。

0080

(第2実施形態)
第2実施形態においては、素子部50に含まれる複数の素子の1つと、別の1つと、に別の電線が設けられる。以下の第2実施形態に関する説明において、第1実施形態と同様の部分については、適宜省略される。

0081

図10は、第2実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図10に示すように、センサ120は、構造体70d、素子部50、第1電線31及び第2電線32を含む。この場合も、回路部68がさらに設けられる。回路部68は、センサ120に含まれても良く、センサ120とは別に設けられても良い。

0082

この例においても、構造体70dは、支持部70s及び膜部70cを含む。膜部70cは、支持部70sに支持される。膜部70cは、端部70eを含む。端部70eは、支持部70sに支持され、第1方向(例えばX軸方向)に沿っている。膜部70cは、変形可能である。

0083

素子部50は、第1素子51及び第2素子52を含む。第1素子51及び第2素子52は、膜部70c(変形部)に設けられる。第1素子51及び第2素子52の構成は、例えば、第1実施形態に関して説明した構成を有する。

0084

例えば、第1素子51は、第1磁性層11と、第1磁性層11と膜部70cとの間に設けられた第1対向磁性層11cと、第1磁性層11と第1対向磁性層11cとの間に設けられた第1非磁性層11nと、を含む(図1(a)参照)。第1対向磁性層11cから第1磁性層11への方向(第2方向)は、第1方向(X軸方向)と交差する。第2方向は、例えばZ軸方向である。

0085

例えば、第2素子52は、第2磁性層12と、第2磁性層12と膜部70cとの間に設けられた第2対向磁性層12cと、第2磁性層12と第2対向磁性層12cとの間に設けられた第2非磁性層12nと、を含む(図1(a)参照)。第2対向磁性層12cから第2磁性層12への方向は、第2方向(Z軸方向)に沿う。第1素子51から第2素子52への方向は、第1方向(X軸方向)に沿う。

0086

第1素子51及び第2素子52は、回路部68と電気的に接続される(図1(a)参照)。これらの素子と回路部68との間を接続する配線(図1(a)参照)などは、図10では省略されている。

0087

第1電線31及び第2電線32は、素子部50と電気的に絶縁される。

0088

第1電線31の一部31pから第1素子51への方向は、第2方向(Z軸方向)に沿う。第2電線32の一部32pから第2素子52への方向は、第2方向(Z軸方向)に沿う。第1電線31の上記の一部31p、及び、第2電線32の上記の一部32pは、第1方向(X軸方向)に沿う。

0089

例えば、第1電線31は、第1部分31a及び第2部分31bを含む。第1部分31aから第2部分31bへの方向は、第1方向(X軸方向)に沿う。第2電線32は、第3部分32c及び第4部分32dを含む。第3部分32cから第4部分32dへの方向は、第1方向(X軸方向)に沿う。

0090

第1部分31aと第4部分32dとの間に、第2部分31bが設けられる。第2部分31bと第4部分32dとの間に、第3部分32cが設けられる。

0091

第1電線31の上記の一部31pは、第1部分31aと第2部分31bとの間にある。第2電線32の上記の一部32pは、第3部分32cと第4部分32dとの間にある。

0092

回路部68は、第1電線31及び第2電線32と電気的に接続される。例えば、回路部68は、配線68pにより、第1部分31aと電気的に接続される。例えば、回路部68は、配線68qにより、第2部分31bと電気的に接続される。例えば、回路部68は、配線68rにより、第3部分32cと電気的に接続される。例えば、回路部68は、配線68sにより、第4部分32dと電気的に接続される。

0093

回路部68は、交流成分を含む第1電流i1を第1電線31に供給する。回路部68は、交流成分を含む第2電流i2を第2電線32に供給する。

0094

例えば、第1電線31により交流成分(高周波成分)を有する磁界が第1素子51に印加される。例えば、第2電線32により交流成分(高周波成分)を有する磁界が第2素子52に印加される。これらの素子において、「1/fノイズ」が抑制できる。センサ120においても、ノイズを低減できるセンサを提供する。

0095

センサ120においては、複数の素子のそれぞれに電線が独立して設けられる。電線に流れる電流を独立して制御できる。所望の特性が、複数の素子のそれぞれにおいて得やすくできる。

0096

センサ120において、例えば、第1電流i1が第1部分31aから第2部分31bに向かって流れるときの少なくとも一部において、第2電流i2は第4部分32dから第3部分32cに向かって流れても良い。第1電流i1が第2部分31bから第1部分31aに向かって流れるときの少なくとも一部において、第2電流i2は第3部分32cから第4部分32dに向かって流れても良い。

0097

このような電流の向き(交流電流位相)においては、第2部分31bと回路部68との間の電流経路で生じる磁界の向きは、第3部分32cと回路部68との間の電流経路で生じる磁界の向きと逆になる。一方、第1素子51及び第2素子52のそれぞれに作用するバイアス磁界の位相は、互いに逆になる。このため、第1素子51の電気抵抗の歪に対する変化の増減の向き(極性)は、第2素子52の電気抵抗の歪み対する増減の向き(極性)と逆になる。

0098

例えば、第1素子51から得られる信号と、第2素子52から得られる信号と、を差動増幅する。これにより、第1素子51から得られる信号と、第2素子52から得られる信号と、が加算され、増幅される。一方、例えば、X軸方向に沿う磁界(例えば地磁気など)の影響が、例えば、打ち消される。地磁気などの外乱磁場によるノイズを抑制できる。

0099

図11は、第2実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図11に示すように、センサ121も、構造体70d、素子部50、第1電線31及び第2電線32を含む。センサ121においては、第1電流i1及び第2電流i2の向きが、センサ121における第1電流i1及び第2電流i2の向きと異なる。センサ121におけるこれ以外の構成は、センサ120の構成と同様である。

0100

センサ121において、例えば、第1電流i1が第1部分31aから第2部分31bに向かって流れるときの少なくとも一部において、第2電流i2は第3部分32cから第4部分32dに向かって流れても良い。第1電流i1が第2部分31bから第1部分31aに向かって流れるときの少なくとも一部において、第2電流i2は第4部分32dから第3部分32cに向かって流れても良い。

0101

このような電流の向き(交流電流の位相)においては、第2部分31bと回路部68との間の電流経路で生じる磁界の向きは、第3部分32cと回路部68との間の電流経路で生じる磁界の向きは同じになる。一方、第1素子51及び第2素子52のそれぞれに作用するバイアス磁界の位相は、同じになる。このため、第1素子51の電気抵抗の歪に対する変化の増減の向き(極性)は、第2素子52の電気抵抗の歪み対する増減の向き(極性)と同じになる。

0102

例えば、第1素子51から得られる信号と、第2素子52から得られる信号と、を同相回路で処理する。これにより、第1素子51から得られる信号と、第2素子52から得られる信号と、が加算され、増幅される。一方、第2部分31bに流れる第1電流i1により生じる磁界の成分(例えばX軸方向の成分)と、第3部分32cに流れる第2電流i2により生じる磁界の成分(例えばY軸方向の成分)と、が、互いに打ち消される。例えば、不要なX軸方向の電流磁界の影響を抑制できる。

0103

センサ120及び121において、膜部70cの少なくとも一部は、第1電線31と第1素子51との間に設けられても良い(例えば、図6などを参照)。このとき、膜部70cの少なくとも一部は、第2電線32と第2素子52との間に設けられても良い。

0104

センサ120及び121において、膜部70cと第1電線31との間に、第1素子51が設けられても良い(例えば、図7などを参照)。このとき、膜部70cと第2電線32との間に、第2素子52が設けられても良い。

0105

センサ120において、第1電流i1及び第2電流i2の少なくともいずれかは、交流成分に加えて直流成分(図8の直流成分i30DCを参照)をさらに含んでも良い。電流の直流成分により得られた磁界の直流成分により、第1磁性層11及び第2磁性層12に磁気的なバイアスを加えることができる。これらの磁性層の磁化の向きをY軸方向(X軸方向)に対して傾斜させることができる。高い感度が得やすくなる。

0106

センサ120及び121において、第1実施形態に関して説明した第3〜第4磁性層などが設けられても良い。例えば、第1磁性層11及び第2磁性層12に磁気的なバイアスを加え、磁化の向きをY軸方向(X軸方向)に対して傾斜させることができる。高い感度が得やすくなる。

0107

図12は、第2実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図12に示すように、センサ122において、複数の素子ブロック50BLが設けられる。複数の素子ブロック50BLは、膜部70cの端部70e(例えば、辺)に設けられる。複数の素子ブロック50BLの1つの例が、図10及び図11に対応する。例えば、複数の素子ブロック50BLのそれぞれが、配線LN1〜LN4などにより、回路部68と電気的に接続される。

0108

例えば、回路部68に加算器68A(加算回路)が設けられる。配線LN1〜LN4などから得られる信号が、加算器68Aに供給される。例えば、加算器68Aにおいて、複数の素子ブロック50BLから得られる信号が加算される。これにより、例えば、高いSN比が得られる。

0109

図13(a)〜図13(c)は、実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図13(a)は、斜視図である。図13(b)は、図13(a)のA1−A2線断面図である。図13(c)は、図13(a)の矢印ARから見た平面図である。

0110

図13(a)に示すように、実施形態に係るセンサ130は、構造体70dと、素子部50を含む。

0111

素子部50は、構造体70dの膜部70cに固定されている。この例では、素子部50の一部は、膜部70cの第1位置(第1領域)に固定されている。素子部50の別の一部は、膜部70cの第2位置(第2領域)に固定されている。

0112

この例では、素子部50の一部は、X軸方向に沿って並ぶ。素子部50の別の一部は、2も、X軸方向に沿って並ぶ。

0113

膜部70cは、支持部70sに保持される。構造体70dは、外縁70rを有する。外縁70rは、端部70eに対応する。支持部70sは、外縁70rを保持する。例えば、膜部70c及び支持部70sとなる基板が設けられる。基板は、例えば、シリコン基板である。基板の一部が除去され、基板に空洞70hが設けられる(図13(b)参照)。基板のうちの薄い部分が膜部70cとなる。基板のうちの厚い部分が支持部70sとなる。

0114

図13(b)に示すように、素子部50の一部となる第1素子51(及び第2素子52など)が設けられる。第1素子51(及び第2素子52など)は、導電膜58A及び導電膜58Bとの間、または、導電膜58C及び導電膜58Dとの間に設けられる。これらの導電膜は、電極端子、及び配線の少なくとも一部と一部として機能する。

0115

図13(c)に示すように、この例では、膜部70c(外縁70r)は、実質的に多角形四角形、具体的には長方形)である。膜部70cの外縁70rは、第1辺70s1と、第2辺70s2と、第3辺70s3と、第4辺70s4と、を含む。

0116

膜部70c(外縁70r)には、種々の形状が適用できる。膜部70c(外縁70r)は、例えば、略真円状でも良く、偏平円状(楕円状を含む)でも良く、略正方形状でも良く、長方形状でも良い。例えば、膜部70c(外縁70r)が略正方形状または略長方形状の場合は、4隅の部分(コーナ部)は、曲線状でも良い。

0117

第1辺70s1は、第1方向(この例では、X軸方向)に延びる。第2辺70s2は、第2方向において第1辺70s1と離間する。第2方向は、第1方向と交差する。この例では、第2方向は、Y軸方向である。第2辺70s1は、第1方向(X軸方向)に延びる。第3辺70s3は、第2方向(Y軸方向)に延びる。第4辺70s4は、第1方向(X軸方向)において第3辺70s3と離間し、第2方向(Y軸方向)に延びる。

0118

この例では、第3辺70s3と第4辺70s4との間の第1方向に沿った距離は、第1辺70s1と第2辺70s2との間の第2方向に沿った距離よりも長い。膜部70cは、実質的に長方形であり、第1辺70s1及び第2辺70s2は、長辺である。第3辺70s3及び第4辺70s4は、短辺である。

0119

膜部70cに応力が加わったときに、膜部70cの外縁70rの近傍において、大きな歪(異方性歪)が生じる。素子を外縁70rの近傍に配置することで、大きな歪が素子に加わり、高い感度が得られる。

0120

この例では、複数の素子(第1素子51及び第2素子52など)は、第1辺70s1に沿って並ぶ。別の複数の素子は、第2辺70s2に沿って並ぶ。

0121

複数の素子を直列に接続することで、SN比を改善することができる。実施形態において、圧力が印加されたときに同じ極性の電気信号が得られる複数の素子を配置することができる。これにより、SN比が向上する。

0122

1つの例において、実施形態に係るセンサは、例えば、マイクロフォンとして用いられる。別の例において、実施形態に係るセンサは、磁界センサとして用いられても良い。

0123

実施形態は、電子機器を含んでも良い。電子機器は、例えば、上記の実施形態に係るセンサ及びその変形のセンサを含む。電子機器は、例えば、情報端末を含む。電子機器は、例えば、マイクロフォンを含む。

0124

図14は、実施形態に係る電子機器を例示する模式図である。
図14に示すように、本実施形態に係る電子機器750は、例えば、情報端末710である。情報端末710には、例えば、マイクロフォン610が設けられる。

0125

マイクロフォン610は、例えば、センサ310を含む。構造体70dは、例えば、情報端末710の表示部620が設けられた面に対して実質的に平行である。構造体70dの配置は、任意である。センサ310には、上記の実施形態に関して説明した任意のセンサが適用される。

0126

図15(a)〜図15(c)は、実施形態に係る電子機器を例示する模式的断面図である。
図15(a)及び図15(b)に示すように、電子機器750(例えば、マイクロフォン370(音響マイクロフォン))は、筐体360と、カバー362と、センサ310と、を含む。筐体360は、例えば、基板361(例えばプリント基板)と、カバー362と、を含む。基板361は、例えばアンプなどの回路を含む。

0127

筐体360(基板361及びカバー362の少なくともいずれか)には、アコースティックホール325が設けられる。図15(a)に示す例においては、アコースティックホール325は、カバー362に設けられている。図15(b)に示す例においては、アコースティックホール325は、基板361に設けられている。音329は、アコースティックホール325を通って、カバー362の内部に進入する。マイクロフォン370は、音圧に対して感応する。

0128

例えば、センサ310を基板361の上に置き、電気信号線(図示しない)を設ける。センサ310を覆うように、カバー362が設けられる。センサ310の周りに筐体360が設けられる。センサ310の少なくとも一部は、筐体360の中に設けられる。例えば、素子部50(第1素子51など)及び構造体70dは、基板361とカバー362との間に設けられる。例えば、センサ310は、基板361とカバー362との間に設けられる。

0129

図15(c)に示すように、アコースティックホール325は、基板361に設けられても良い。、第1素子51は、構造体70d(例えば膜部70c)と、基板361との間に設けられても良い。第1素子51は、アコースティックホール325と重なっても良い。第1素子51は、アコースティックホール325と重ならなくても良い。

0130

実施形態は、例えば、以下の構成(例えば技術案)を含んでも良い。
(構成1)
支持部と、前記支持部に支持された膜部と、を含み、前記膜部は前記支持部に支持され第1方向に沿う端部を含み、構造体と、
前記膜部に設けられた第1素子を含む素子部であって、前記第1素子は、第1磁性層と、前記第1磁性層と前記膜部との間に設けられた第1対向磁性層と、前記第1磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、を含み、前記第1対向磁性層から前記第1磁性層への第2方向は、前記第1方向と交差した、前記素子部と、
前記素子部と電気的に絶縁された電線であって、前記電線は、前記第1方向に沿う部分を含み、前記電線の前記沿う部分から前記第1素子への方向は、前記第2方向に沿う、前記電線と、
を備えたセンサ。

0131

(構成2)
前記膜部の少なくとも一部は、前記電線と前記第1素子との間に設けられた、構成1記載のセンサ。

0132

(構成3)
前記膜部と前記電線との間に前記第1素子が設けられた、構成1記載のセンサ。

0133

(構成4)
前記電線と電気的に接続され、第1周波数を有する交流成分を含む電流を前記電線に供給する回路部をさらに備えた、構成1〜3のいずれか1つに記載のセンサ。

0134

(構成5)
前記回路部は、前記素子部とさらに電気的に接続され、
前記回路部は、前記第1周波数に関する第1信号と、前記素子部から得られる第2信号と、に基づく第3信号を出力可能である、構成4記載のセンサ。

0135

(構成6)
前記第1周波数は、前記膜部の変形の周波数よりも高い、構成5記載のセンサ。

0136

(構成7)
前記第2信号は、前記膜部の変形により変調された信号であり、
前記回路部は、前記第2信号を復調して前記第3信号を出力する、構成5または6記載のセンサ。

0137

(構成8)
前記電流は、直流成分をさらに含む、構成5〜7のいずれか1つに記載のセンサ。

0138

(構成9)
前記素子部は、前記膜部に設けられた第2素子をさらに含み、
前記第2素子は、第2磁性層と、前記第2磁性層と前記膜部との間に設けられた第2対向磁性層と、前記第2磁性層と前記第2対向磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、を含み、
前記第2対向磁性層から前記第2磁性層への方向は前記第2方向に沿い、
前記第1素子から前記第2素子への方向は、前記第1方向に沿い、
前記前記電線の前記沿う部分から前記第2素子への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第2信号は、前記第1素子及び前記第2素子から得られる、構成5〜8のいずれか1つに記載のセンサ。

0139

(構成10)
前記第2素子は、前記第1素子と直列に接続された、構成9記載のセンサ。

0140

(構成11)
支持部と、前記支持部に支持された膜部と、を含み、前記膜部は前記支持部に支持され第1方向に沿う端部を含み、構造体と、
前記膜部に設けられた第1素子及び第2素子を含む素子部であって、前記第1素子は、第1磁性層と、前記第1磁性層と前記膜部との間に設けられた第1対向磁性層と、前記第1磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、を含み、前記第1対向磁性層から前記第1磁性層への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2素子は、第2磁性層と、前記第2磁性層と前記膜部との間に設けられた第2対向磁性層と、前記第2磁性層と前記第2対向磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、を含み、前記第2対向磁性層から前記第2磁性層への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1素子から前記第2素子への方向は、前記第1方向に沿う、前記素子部と、
前記素子部と電気的に絶縁された第1電線及び第2電線と、
を備え、
前記第1電線の一部から前記第1素子への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第2電線の一部から前記第2素子への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第1電線の前記一部、及び、前記第2電線の前記一部は、前記第1方向に沿う、センサ。

0141

(構成12)
前記第1電線及び前記第2電線と電気的に接続された回路部をさらに備え、
前記回路部は、交流成分を含む第1電流を前記第1電線に供給し、
前記回路部は、交流成分を含む第2電流を前記第2電線に供給する、構成11記載のセンサ。

0142

(構成13)
前記第1電線は、第1部分及び第2部分を含み、前記第1部分から前記第2部分への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第2電線は、第3部分及び第4部分を含み、前記第3部分から前記第4部分への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第1部分と前記第4部分との間に前記第2部分が設けられ、
前記第2部分と前記第4部分との間に前記第3部分が設けられ、
前記第1電線の前記一部は、前記第1部分と前記第2部分との間にあり、
前記第2電線の前記一部は、前記第3部分と前記第4部分との間にあり、
前記第1電流が前記第1部分から前記第2部分に向かって流れるときの少なくとも一部において、前記第2電流は前記第4部分から前記第3部分に向かって流れ、
前記第1電流が前記第2部分から前記第1部分に向かって流れるときの少なくとも一部において、前記第2電流は前記第3部分から前記第4部分に向かって流れる、構成12記載のセンサ。

0143

(構成14)
前記第1電流及び前記第2電流の少なくともいずれかは、直流成分をさらに含む、構成12または13に記載のセンサ。

0144

(構成15)
前記膜部の少なくとも一部は、前記第1電線と前記第1素子との間に設けられた、構成11〜13のいずれか1つに記載のセンサ。

0145

(構成16)
前記第1素子は、第3磁性層をさらに含み、
前記第1磁性層は、前記第3磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられ、
前記第3磁性層は、第1材料及び第2材料の少なくともいずれかを含み、前記第1材料は、Ir−Mn、Pt−Mn、Pd−Pt−Mn及びRu−Rh−Mnよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、前記第2材料は、CoPt(Coの比率は、50at.%以上85at.%以下)、(Cox1Pt100−x1)100−y1Cry1(x1は50at.%以上85at.%以下、y1は0at.%以上40at.%以下)、及び、FePt(Ptの比率は40at.%以上60at.%以下)の少なくともいずれかを含む、構成1〜15のいずれか1つに記載のセンサ。

0146

(構成17)
前記第1素子は、第4磁性層をさらに含み、
前記第4磁性層は、前記第3磁性層と前記第1磁性層との間に設けられた、構成16記載のセンサ。

0147

(構成18)
前記第1磁性層の磁化は、前記第1方向に対して傾斜した、構成16または17に記載のセンサ。

0148

(構成19)
前記第1素子は、第5磁性層をさらに含み、
前記第5磁性層と前記第3磁性層との間に前記第1対向磁性層が設けられ、
前記第1対向磁性層と前記第3磁性層との間に前記第1磁性層が設けられ、
前記第1磁性層と前記第3磁性層との間に前記第4磁性層が設けられ、
前記第5磁性層は、第3材料及び第4材料の少なくともいずれかを含み、前記第3材料は、Ir−Mn、Pt−Mn、Pd−Pt−Mn及びRu−Rh−Mnよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、前記第4材料は、CoPt(Coの比率は、50at.%以上85at.%以下)、(Cox2Pt100−x2)100−y2Cry2(x2は50at.%以上85at.%以下、y2は0at.%以上40at.%以下)、及び、FePt(Ptの比率は40at.%以上60at.%以下)の少なくともいずれかを含む、構成11または12に記載のセンサ。

0149

(構成20)
前記第1対向磁性層の磁化は、前記第1方向に沿う、構成19記載のセンサ。

0150

実施形態によれば、ノイズを低減できるセンサが提供される。

0151

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

0152

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

0153

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

0154

その他、本発明の実施の形態として上述したセンサを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのセンサも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

0155

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

0156

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

0157

11、12…第1、第2磁性層、 11B、12B…バイアス、 11M、12M…磁化、 11c、12c…第1、第2対向磁性層、 11cM、12cM…磁化、 11n、12n…第1、第2非磁性層、 30…電線、 30H…磁界、 30a、30b…端部、 30p…部分、 31、32…第1、第2電線、 31a、31b…第1、第2部分、 31p…部分、 32c、32d…第3、第4部分、 32p…部分、 41na、41nb、42na、42nb…非磁性中間層、 43a、43b…第3磁性層、 44a、44b…第4磁性層、 45a、45b…第5磁性層、 50…素子部、 50BL…素子ブロック、 51、52…第1、第2素子、 58A〜58D…導電膜、 58a〜58d…第1〜第4導電層、 58i…絶縁部、 58j…絶縁層、 68…回路部、 68A…加算器、 68H…フィルタ回路、 68O…出力部、 68a〜68c、68p〜68s、…配線、 70c…膜部、 70d…構造体、 70e…端部、 70h…空洞、 70r…外縁、 70s…支持部、 70s1〜70s4…第1〜第4辺、 70z…中心位置、 110〜113、120、121、122、130…センサ、 310…センサ、 325…アコースティックホール、 329…音、 360…筐体、 361…基板、 362…カバー、 370…マイクロフォン、 610…マイクロフォン、 620…表示部、 710…情報端末、 750…電子機器、 AR…矢印、 H30…磁界、 H30DC…直流成分、 SB1、SB2…積層体、 Sig1〜Sig5…第1〜第5信号、 Sig2’…信号、 Sig2_p…一部、 f1〜f3…第1〜第3周波数、 i1、i2…第1、第2電流、 i30…電流、 i30DC…直流成分、 tm…時間

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