[发明专利]磁场施加偏置膜及使用其的磁检测元件及磁检测装置

说明书

具有强磁场耐受性的磁场施加偏置膜(11)具备交换耦合膜(10)，该交换耦合膜(10)具有强磁性层(3)和层叠于强磁性层(3)的反强磁性层(4)，反强磁性层(4)具备X(Cr‑Mn)层，该X(Cr‑Mn)层含有Mn和Cr、以及选自包括铂族元素和Ni的组中的一种或两种以上的元素X，X(Cr‑Mn)层具有距强磁性层(3)相对较近的第一区域(R1)和距强磁性层(3)相对较远的第二区域(R2)，第一区域(R1)中的Mn的含量比第二区域(R2)中的Mn的含量高。

技术领域

本发明涉及磁场施加偏置膜及使用其的磁检测元件及磁检测装置。

背景技术

对于使用了具备磁检测部的磁检测元件的磁检测装置(磁传感器)，其中该磁检测部具有包括固定磁性层和自由磁性层的磁阻效应膜，从提高测定精度的观点出发，优选在未施加外部磁场的状态下自由磁性层的磁化的朝向一致。因此，为了施加偏置磁场以在未施加外部磁场的状态下使自由磁性层的磁化的朝向一致，在磁检测元件中，有时在磁检测部的周围配置磁场施加偏置膜，该磁场施加偏置膜具备层叠了由IrMn、PtMn等反强磁性材料形成的反强磁性层和强磁性层的交换耦合膜(参照专利文献1。)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-151448号公报

发明内容

发明要解决的课题

磁检测装置在将磁效应元件安装于基板时，需要对焊料进行回流处理(熔融处理)，此时，磁效应元件也被加热到300℃左右。另外，有时在发动机的周边那样的高温环境中使用。因此，在磁检测装置所使用的磁场施加偏置膜中，优选为即使是置于高温环境下也能够稳定地向自由磁性层施加偏置磁场。另外，最近，即使是配置在大输出马达等强磁场产生源的附近而施加强磁场的环境，施加偏置磁场的方向(偏置施加方向)也不易受到影响、即谋求强磁场耐受性。

本发明的目的在于，提供具备层叠了反强磁性层和强磁性层的交换耦合膜、在高温条件下的稳定性高并且强磁场耐受性优异的磁场施加偏置膜，以及使用其的磁检测元件及磁检测装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题而提供的本发明在一个实施方式中涉及一种磁场施加偏置膜，其具备交换耦合膜，该交换耦合膜具有强磁性层和层叠于所述强磁性层的反强磁性层，所述磁场施加偏置膜的特征在于，所述反强磁性层具备X(Cr-Mn)层，该X(Cr-Mn)层含有Mn和Cr、以及选自包括铂族元素和Ni的组中的一种或两种以上的元素X，所述X(Cr-Mn)层具有距所述强磁性层相对较近的第一区域和距所述强磁性层相对较远的第二区域，所述第一区域中的Mn的含量比所述第二区域中的Mn的含量高。

图1是对本发明的交换耦合膜的磁化曲线的磁滞回线进行说明的图。通常，软磁性体的M-H曲线(磁化曲线)形成的磁滞回线成为以H轴与M轴的交点(磁场H＝0A/m，磁化M＝0A/m)为中心对称的形状，但如图1所示，本发明的交换耦合膜的磁滞回线由于对与反强磁性层进行交换耦合的强磁性层作用交换耦合磁场Hex，因此成为根据交换耦合磁场Hex的大小沿H轴移动的形状。对于交换耦合膜的强磁性层，该交换耦合磁场Hex越大，即使施加外部磁场，磁化的朝向也越难以反转，因此具备交换耦合膜的磁场施加偏置膜能够具有良好的偏置功能(能够对磁检测元件的自由磁性层适当地施加偏置磁场的功能)。

由沿着该H轴移动的磁滞回线的中心(该中心的磁场强度相当于交换耦合磁场Hex)与磁滞回线的H轴切片的差而定义的矫磁力Hc比交换耦合磁场Hex小的情况下，即使施加外部磁场而使交换耦合膜的固定磁性层在沿着该外部磁场的方向上被磁化，若外部磁场的施加结束，则通过比矫磁力Hc相对强的交换耦合磁场Hex，也能够使自由磁性层的磁化的方向一致并发挥偏置功能。即，在交换耦合磁场Hex与矫磁力Hc的关系为Hex＞Hc的情况下，具备交换耦合膜的磁场施加偏置膜具有良好的强磁场耐受性。