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特許5927596異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材及び磁気抵抗センシング装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5927596
(24)【登録日】2016年5月13日
(45)【発行日】2016年6月1日
(54)【発明の名称】異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材及び磁気抵抗センシング装置
(51)【国際特許分類】
G01R 33/09 20060101AFI20160519BHJP
【ＦＩ】
G01R33/06 R
【請求項の数】10
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2012-214375(P2012-214375)
(22)【出願日】2012年9月27日
(65)【公開番号】特開2013-76698(P2013-76698A)
(43)【公開日】2013年4月25日
【審査請求日】2014年10月16日
(31)【優先権主張番号】100135263
(32)【優先日】2011年9月29日
(33)【優先権主張国】TW
(31)【優先権主張番号】101132202
(32)【優先日】2012年9月4日
(33)【優先権主張国】TW
(73)【特許権者】
【識別番号】512251068
【氏名又は名称】ボルタフィールド テクノロジー コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100071054
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 高久
(72)【発明者】
【氏名】フ、ナイ−チュン
(72)【発明者】
【氏名】チェン、クァン−チン
(72)【発明者】
【氏名】リュウ、フ−タイ
【審査官】
川瀬 正巳
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−２２２６５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０８−０９７４８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２００９／０４８０１８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００９−１２３８１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００６−５１９３７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｒ ３３／０９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板の表面上方に位置し、その延伸方向に沿って第１側及び前記第１側と相対する第２側を有する水平磁気抵抗層のストリップと、
前記水平磁気抵抗層の上方又は下方に位置し、前記水平磁気抵抗層と電気結合し、前記水平磁気抵抗層とともに少なくとも１つの電流経路を構成し、該水平磁気抵抗層中における電流の方向が該水平磁気抵抗層の長さ方向に平行でない導電部と、
前記基板表面に平行せず、前記水平磁気抵抗層の前記第１側箇所において、前記水平磁気抵抗層と磁性結合する第１磁場センシング層と、
を含む異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
前記水平磁気抵抗層の上方又は下方に位置し、前記水平磁気抵抗層と電気結合し、前記水平磁気抵抗層とともに少なくとも１つの電流経路を構成し、該水平磁気抵抗層中における電流の方向が該水平磁気抵抗層の長さ方向に平行でない導電部と、
前記基板表面に平行せず、前記水平磁気抵抗層の前記第１側箇所において、前記水平磁気抵抗層と磁性結合する第１磁場センシング層と、
を含む異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
【請求項2】
前記水平磁気抵抗層及び前記第１磁場センシング層の電気抵抗値は、外部の磁場変化に従って変化し、前記水平磁気抵抗層及び前記第１磁場センシング層が磁性材料、反磁性材料、非磁性金属材料、異方性磁気抵抗材料、トンネル酸化物材料の１つ又は任意の組み合わせを含む請求項１に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
【請求項3】
前記導電部は、複数の導電ストリップを含み、これら複数の導電ストリップの延伸方向は、何れも前記水平磁気抵抗層の延伸方向と同一の鋭角を挟む請求項１に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
【請求項4】
前記導電部は、前記水平磁気抵抗層の前記第１側から前記第２側へ向けて延伸する複数の第１側導電部及び前記水平磁気抵抗層の前記第２側から前記第１側へ延伸する複数の第２側導電部を含み、前記複数の第１側導電部及び前記複数の第２側導電部は、前記水平磁気抵抗層の延伸方向に沿って交錯又は対称方式で配置される請求項１に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
【請求項5】
前記第１磁場センシング層は、長いストリップである、又は、前記水平磁気抵抗層の前記第１側から上向き又は下向きに延伸する複数の離散サブパートを含む請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
【請求項6】
前記水平磁気抵抗層の前記第２側箇所に位置するとともに前記水平磁気抵抗層と磁性結合し、前記基板表面に平行ではない第２磁場センシング層を更に含み、
前記第２磁場センシング層が複数の離散サブパートを含み、該複数の離散サブパートのそれぞれが何れも前記水平磁気抵抗層の第２側から上向き又は下向きに延伸する
請求項５に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
前記第２磁場センシング層が複数の離散サブパートを含み、該複数の離散サブパートのそれぞれが何れも前記水平磁気抵抗層の第２側から上向き又は下向きに延伸する
請求項５に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
【請求項7】
前記第１磁場センシング層の前記複数の離散サブパート及び前記第２磁場センシング層の前記複数の離散サブパートは、前記水平磁気抵抗層の延伸方向に沿って交錯方式で配置される請求項６に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
【請求項8】
更に、前記第１側及び前記第２側の何れか一側の上又は下に配置され、且つ、トレンチ側壁上の磁性層の形式である又は大ブロックの磁性ブロック材を有する形式である第１磁束集中構造を含む請求項１乃至７の何れか１項に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
【請求項9】
更に、前記第１側及び前記第２側の他側の上又は下に配置され、且つ、トレンチ側壁上の磁性層の形式である又は大ブロックの磁性ブロック材を有する形式である第２磁束集中構造を含む請求項８に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材。
【請求項10】
４本の電気抵抗アームを含むホイートストンブリッジの構造を含み、各前記電気抵抗アームが請求項１乃至９の何れか１項に記載の異方性（ＡＭＲ）磁気抵抗センシング部材を含む磁気抵抗センシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁場センシング部材及び磁場センシング装置に関し、特に、基板表面に垂直な磁場をセンシングすることができ、且つ基板表面に平行な磁場をセンシングする磁場センシング部材と同一チップ中に整合することができる磁場センシング部材に関する。
【背景技術】
【0002】
磁気抵抗部材中に含まれる磁気抵抗材料は、磁場強度の変化に応じてその電気抵抗値を変化させることができ、現在、運動製品、自動車、モータ、通信製品中に大量に応用されている。よく見る電気抵抗材料は、その作用の方式の差異及び感度の違いにより異方性磁気抵抗(anisotropic magnetoresistance，AMR)、巨大磁気抵抗(giant magnetoresistance，GMR)及びトンネル磁気抵抗(tunneling magnetoresistance，TMR)等の類型に分けられる。
【0003】
今まで、用いる磁気抵抗が如何なるものであるかに関わらず、三次元の磁場変化を測定することができる磁気抵抗装置の多くは、異なる方向を測定する複数の磁気抵抗装置をパッケージにより１つに整合する必要があり、これは、コストを上昇させ、装置の歩留まりを下降させ、パッケージの難易度を増加させている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、基板表面と垂直な磁場をセンシングすることができ、且つその材料及びプロセスがそれを、基板表面に平行な磁場をセンシングする磁気抵抗センシング部材と同一チップ中に整合させることが容易な磁気抵抗センシング部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明が提示する磁気抵抗センシング部材は、水平磁気抵抗層のストリップと、導電部と、第１磁場センシング層と、を含む。該水平磁気抵抗層は、基板表面上方に位置し、その延伸方向に沿って第１側及び該第１側と相対する第２側を有する。該導電部は、該水平磁気抵抗層の上方又は下方に位置し、それと電気結合し、該水平磁気抵抗層及び該導電部は、少なくとも１つの電流経路を構成する。第１磁場センシング層は、該基板表面に平行でなく、該水平磁気抵抗層の該第１側箇所において、該水平磁気抵抗層と磁性結合する。
【0006】
本発明の実施例において、該導電部は、複数の導電ストリップを含み、この複数の導電ストリップの延伸方向及び該水平磁気抵抗層の延伸方向が鋭角を挟む。
【0007】
本発明の実施例において、該第１磁場センシング層は、該水平磁気抵抗層の該第１側から上向き又は下向きに延伸する長いストリップである。
【0008】
本発明の実施例において、該第１磁場センシング層は、該水平磁気抵抗層の該第１側から上向き又は下向きに延伸する複数の離散サブパートである。
【0009】
本発明の実施例において、該導電部は、該水平磁気抵抗層の該第１側から該第２側へ延伸する複数の第１側導電部及び該水平磁気抵抗層の該第２側から該第１側へ延伸する複数の第２側導電部を含む。
【0010】
本発明の実施例において、該磁気抵抗センシング部材は、更に、該基板表面に平行せず、且つ該第２側箇所において、該水平磁気抵抗層と磁性結合する第２磁場センシング層を含み、該第２磁場センシング層は、該第２側から下向きに延伸する複数の離散サブパートを含む。
【0011】
本発明の実施例において、該第１磁場センシング層の該複数の離散サブパート及び該第２磁場センシング層の該複数の離散サブパートは、該水平磁気抵抗層の延伸方向に沿って交錯方式で配置される。
【0012】
本発明の実施例において、該複数の第１側導電部及び該複数の第２側導電部は、該水平磁気抵抗層の延伸方向に沿って交錯方式又は対称方式で配置される。
【0013】
本発明は、ホイートストンブリッジの構造を含み、このホイートストンブリッジが４匹の電気抵抗アームを有し、各該電気抵抗アームは、本発明に基づく磁気抵抗センシング部材を含む磁気抵抗センシング装置も提示する。
【発明の効果】
【0014】
本発明の磁気抵抗センシング部材は、基板表面と垂直な磁場をセンシングすることができ、且つその材料及びプロセスがそれを、基板表面に平行な磁場をセンシングする磁気抵抗センシング部材と同一チップ中に整合させることを容易にする。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施例のＺ軸磁気抵抗センシング部材の立体図である。
【図2】本発明のもう１つの実施例のＺ軸磁気抵抗センシング部材の立体図である。
【図3】本発明のもう１つの実施例のＺ軸磁気抵抗センシング部材の立体図である。
【図6】本発明の更にもう１つの実施例のＺ軸磁気抵抗センシング部材の立体図である。
【図9A】本発明の他の実施例に基づくＺ軸磁気抵抗センシング部材の平面図である。
【図9B】本発明の他の実施例に基づくＺ軸磁気抵抗センシング部材の平面図である。
【図9C】本発明の他の実施例に基づくＺ軸磁気抵抗センシング部材の平面図である。
【図10A】本発明の実施例に基づくＺ軸磁気抵抗センシング装置が本発明の実施例のＺ軸磁気抵抗センシング部材から構成されるブリッジ構造を含むことを示す図である
【図10B】本発明の実施例に基づくＺ軸磁気抵抗センシング装置が本発明の実施例のＺ軸磁気抵抗センシング部材から構成されるブリッジ構造を含むことを示す図である
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明がここで探討するのは、磁気抵抗センシング部材及び磁気抵抗センシング装置であり、本発明の磁気抵抗センシング装置は、特に、基板表面に垂直な磁場をセンシングすることに用いる磁気抵抗センシング部材であり、センシング装置が常用するその他の構造、例えば、設定/再設定回路、Ｘ/Ｙ軸方向の磁場をセンシングすることに用いる磁気抵抗センシング部材、各式信号拡大、信号濾過、信号変換に用いる回路、余計な電磁干渉を遮蔽する遮蔽構造等を含むことができる。本発明を徹底的且つ明確に説明可能にし、本発明の焦点をぼかさないようにする為、これらの常用の構造に対しては、多くの紹介を行わないが、本発明の整合式の磁気抵抗センシング装置は、これら常用の構造を選択的に含むことができる。
【0017】
下方に本発明の好適実施例を詳細に説明し、そこに記載する部材、部材サブパート、構造、材料、配置等は、何れも説明の順序又は所属実施例によらず、任意に組み合わせ新たな実施例を成すことができ、これら実施例は、本発明の範疇に属する。本発明を閲読した後、当業者は、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で、前記の部材、部材サブパート、構造、材料、配置等に対し、各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。従って、本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とし、これら変動及び修飾は、本発明の特許請求の範囲内に含むものである。
【0018】
本発明の実施例及び図の多くは、混同を避ける為、類似する部材は、同一又は相似する符号で示す。外観が過度に複雑になり混乱することを避ける為、重複する部材は、ただ一箇所のみ標示し、他箇所は、これにより類推する。図面の意図は、本発明の概念及び製品を伝達することにあるので、図中に表示する距離、大きさ、割合、形状、接続関係等は、何れも説明の為であり、実際の状況を示すものではなく、同一方式により同一の機能又は結果を達成することができる全ての距離、大きさ、割合、形状、接続関係等は、同等効果をなすものとみなして採用することができる。
【0019】
本明細書において、「磁場センシング層」又は「磁場誘導層」は、磁性材料から構成され、「磁気抵抗層」も磁性材料であり、特に、電気抵抗値は、外部の磁場変化に伴って変化する離散又は連続する単一又は複数の膜層を指し、例えば、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗及びトンネル磁気抵抗であり、それは、強磁性材料（ferromagnet）、反強磁性材料（antiferromagnet）、非磁性金属材料、トンネル酸化物材料（tunneling oxide）及び上記の任意の組み合わせを含む。「磁場センシング層」又は「磁気抵抗層」又は「磁場誘導層」は、好適には、異方性磁気抵抗、特には、パーマロイ（permalloy）を意味する。本明細書において、「センシング」、「誘導」等の部材前に附す形容詞は、磁気抵抗センシング部材が特定方向の磁場をセンシングする時、該部材が有する効能又は効果を説明することに用い、センシングしたい磁場方向が変化する（例えば、逆向き）時、該部材の機能又は効果は、変化又は交換される可能性があるので、「センシング」、「誘導」等の部材前に付加する形容詞は、該部材の機能又は効果を制限するものではない。本明細書において、「導電ストリップ」又は「導電部」又は「内部接続線」は、導電能力を有する形状を制限しない導電構造を指し、その材料は、金属、合金、珪化物、ナノミクロン管、導電炭素材、ドープシリコンであることができ、その構造は、ストリップ、離散又は島形物又は薄片、貫通孔、ダマシンプロセスで製造したシングルダマシン構造又はデュアルダマシン構造、又は上記構造の水平又は垂直方向に沿った任意の組み合わせであることができる。本明細書において、「磁場」又は「某方向に沿った磁場」は、某箇所の各種異なる供給元の磁場が相互に合わせられるか、オフセットされた後の正味の磁場を表すことに用いることができ、また、その他の供給元を考慮しない某箇所の特定供給元の磁場又は某方向上の磁場分量を表すことに用いることもできる。本明細書において、Ａ及びＢ部材の「磁性結合」は、Ａ及びＢのうちの一者を通過する磁力線が他者の誘導を受けて転向、集中等の効果を発生することを指すので、Ａ及びＢ部材の「磁性結合」は、両者の実体的接触、又は相互の接近から相互に磁性の影響を発生する程度に足りるが実体的に接触していないものまでを表すことができる。本明細書において、「電気結合」は、電流がＡ及びＢのうちの一者から他者に流れることができることを指すので、Ａ及びＢ部材の「電気結合」は、両者の実体的接触、又は両者間に１つ又は複数の導電構造/物質を有し、両者を電気に交流させることができるものを表すことができる。
【0020】
図１及び図４を参照し、図１は、本発明の実施例のＺ軸磁気抵抗センシング部材の立体図であり、図４は、図１中のＡ−Ａ’切断線に沿って獲得される横断面の説明図である。図１では、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１０００中の各部材の形状及び位置・方向を強調し、図４〜図４Ｂでは、Ｚ軸磁場をセンシングすることに関連する主要部材を強調する。Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１０００は、主に水平磁気抵抗層４００、水平でない磁場センシング層３００及び導電ストリップ５００を含む。水平磁気抵抗層４００のストリップは、基板１００上方に位置し、基板１００と平行し、それは、Ｙ方向に沿って延伸し、長く、狭い薄型形状を有するが、末端が収縮、収束する必要はない。水平磁気抵抗層４００は、幅方向（Ｘ方向）において、＋Ｘ方向に近い第１側及び第１側と相対する第２側を有し、長さ方向（Ｙ方向）において、動作電圧（Ｖｃｃ）に電気結合する一端及び接地電圧（ＧＮＤ）に電気結合する他端を有する。水平でない磁場センシング層３００も基板１００上方に位置し、基板１００に略垂直になり（傾斜面又は複数の傾斜面の組み合わせ設計であることもでき、即ち、垂直分量を含み、この図の例は、略垂直を例とする）、それは、水平磁気抵抗層４００の第１側から下向きに延伸し、水平磁気抵抗層４００と磁性結合し、それがセンシングしたＺ軸方向の磁場を水平磁気抵抗層４００に転向（又は誘導）し、電気抵抗センシング部材の電気抵抗を変化させ、出力電圧の変化を発生する。水平磁気抵抗層４００及び水平でない磁場センシング層３００は、同一磁気抵抗材料を用いて形成する一体成形構造であることができ、或いは、同一又は異なる磁性材料又はその組み合わせを用いてそれぞれ形成するが、実体が互いに接する分離構造であることができ、従って、同一磁気抵抗材料である時も異なる厚さを有することができ、設計の要求に対応することができる。水平磁気抵抗層４００及び水平でない磁場センシング層３００は、互いに磁性の影響を発生するに足る程度に接近するだけでよく、両者は、実体的に分離することができる。本実施例において、水平でない磁場センシング層３００は、下向きに凹陥する下矩形トレンチの内側壁上に位置し、それに長い矩形の形状をもたせる。この下矩形トレンチの内側壁においては、水平でない磁場センシング層３００と実体に実体的に接続する２つの接続磁気抵抗層３１０及び２つの接続磁気抵抗層３１０と互いに接続する対応磁気抵抗層３２０を更に有するが、接続磁気抵抗層３１０及び対向磁気抵抗層３２０は、Ｚ軸方向の磁場をセンシングすることに対し、直接貢献せず、後の文では、これに対し余計な議論を行わない。
【0021】
導電ストリップ５００は、水平磁気抵抗４００に平行しない方式で水平磁気抵抗層４００の上方又は下方に設置され、且つそれと電気的に接触又は実体的に接触し、元々磁気抵抗材料内に有する電流方向を変化させることに用い、電流方向及び磁気抵抗材料の磁化方向にある角度を挟ませ、これにより、磁気抵抗材料のセンシングの感度を増加させる。本実施例において、複数の導電ストリップ５００は、同一の幅を有し、相互の間に同一の距離を有し、且つ何れも水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）と鋭角を挟む。導電ストリップ５００は、導電金属材質を採用し、その電気抵抗率は、水平磁気抵抗層４００の磁気抵抗材料の電気抵抗率より遥かに小さいので、導電ストリップ５００及び水平磁気抵抗層４００の実体的に接触する箇所において、電流経路は、電気抵抗率が比較的小さい導電ストリップ５００であるが、水平磁気抵抗層４００中の導電ストリップ５００間（即ち、隣り合う導電ストリップ５００の間）の最短経路が電流（ｉ）の導通方向である。水平磁気抵抗層４００及び導電ストリップ５００は、少なくとも１つの電流経路を構成する（水平磁気抵抗層４００→導電ストリップ５００→導電ストリップ５００間の水平磁気抵抗層４００→下導電ストリップ５００・・・）。複数の導電ストリップ５００の形状、寸法、配置角度、隣り合う導電ストリップ５００間の距離が何れも同一であり、全ての隣り合う導電ストリップ５００間の導通電流ｉも同一方向に沿って、水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）と角度θを挟む。
【0022】
図４において、水平磁気抵抗層４００、導電ストリップ５００、水平でない磁場センシング層３００、対向磁気抵抗層３２０は、基板１００上の誘電層６００中に位置するが、最終の完成品において、より多くの誘電層が上向きに水平磁気抵抗層４００を堆積して覆い、その他の部材又は回路を保護する。また、図４中の水平でない磁場センシング層３００は、基板１００に直接接触するが、理解すべき点として、図中の基板１００は、更に、基板及びＺ軸磁気抵抗センシング部材１０００の間のその他の主動、受動部材、各式回路、ドープ領域、内部接続線等を含むことができ、一般に認知される単一材料のガラス、シリコン又はプラスチックキャリアボードではない。本段落中の誘電層６００及び基板１００に関する記載は、同様に図４Ａ、図４Ｂ、図５、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂに適用し、後の文では、再度記載しない。
【0023】
続いて、図４Ａを参照し、それは、図４中に示す横断面の他の実施例を示している。図４Ａ及び図４の差異は、図４Ａ中の導電ストリップ５００’が水平磁気抵抗層４００の上方に位置するが、図４中の導電ストリップ５００は、水平電磁層４００の下方に位置し、且つ水平でない磁場センシング層３００’は、水平磁気抵抗層４００の第１側から上向きに延伸し、水平でない磁場センシング層３００のように水平磁気抵抗層４００の第１側から下向きに延伸するのではないことにある。図４Ａ中の水平磁気抵抗層４００及び水平でない磁場センシング層３００’は、トレンチの底部及び側壁に位置することができるが、その他のプロセス及び構造方式で実現することもできる。
【0024】
続いて、図４Ｂを参照し、それは、図４中に示す横断面のもう１つの実施例を示している。図４Ｂ及び図４の差異は、図４Ｂ中は、例えば、磁気抵抗材料を沈積する時に曲がり角における膜層が比較的薄い、リソグラフィープロセスを行う時の位置合わせのずれ又は磁気抵抗材料をエッチングする時に曲がり角に対する過度なエッチング等のプロセス要因、又は特殊な設計的考慮によって、水平磁気抵抗層４００及び水平でない磁場センシング層３００が曲がり角で実体的に互いに接続しなくなっている。水平磁気抵抗層４００及び水平でない磁場センシング層３００が実体的に分離しているが、両者は、相互に磁性影響を発生するに足る程度まで互いに接近し、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材の機能動作に有利である。
【0025】
本文中、ただ図４の断面図に対し、図４Ａ及び図４Ｂの変化実施例を提示するが、理解すべき点として、図４Ａ及び図４Ｂの変化実施例が本発明の全てのＺ軸磁気抵抗センシング部材１０００’，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００の第１側又は第２側に応用することができる。且つ図４、図４Ａ、図４Ｂ中に示す水平磁気抵抗層４００、水平でない磁場センシング層３００/３００’、導電ストリップ５００/５００’、導電部５１０/５１０’（後続の実施例で説明）は、何れも任意に組み合わせることができ、例えば、図４Ａ中の導電ストリップ５００’/導電部５１０’は、水平磁気抵抗層４００の下方に移すことができる。図４Ｂ中の導電ストリップ５００/導電部５１０は、水平磁気抵抗層４００の上方に移すことができ、図４Ａ中の水平磁気抵抗層４００及び水平でない磁場センシング層３００は、実体的に分離することができる。また、図４、図４Ａ、図４Ｂ中に示す磁場センシング層３００/３００’及び水平磁気抵抗層４００は、同一な均一の厚さを有しているが、理解すべき点として、センシング部材の性能を良好にするため、磁場センシング層３００/３００’及び水平磁気抵抗層４００は、異なる厚さ又は材料を有することができ、且つ磁場センシング層３００/３００’の厚さは、牛直方向に沿って変化することができる。
【0026】
続いて、図２を参照し、それは、本発明のもう１つの実施例に基づくＺ軸磁気抵抗センシング部材１１００の立体図を示している。Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１１００及び図１中のＺ軸磁気抵抗センシング部材１０００の動作原理は、同一であり、切断線Ｂ−Ｂ’に沿って得られる横断面も図４に示すように、水平磁気抵抗層４００及び導電ストリップ５００の形状、材料、位置・向き、相対位置は、何れも同じであり、且つ電流の導通経路、方向も同一であるので、ここでは、２つの実施例の異なる箇所のみを説明する。本実施例では、水平でない磁場センシング層３００が垂直基板表面に近似し、水平磁気抵抗層４００の第１側から下向きに延伸し、複数の下向きに凹陥する下矩形トレンチの側壁上に位置するのでは、複数の離散サブパートを有する。各下矩形トレンチの内側壁上において、水平でない磁場センシング層３００の該離散サブパートと実体的に接続する２つの接続磁気抵抗層３１０及び２つの接続磁気抵抗層３１０と互いに接続する対向磁気抵抗層３２０を有するが、接続磁気抵抗層３１０及び対向磁気抵抗層３２０は、Ｚ軸方向の磁場のセンシングに対し、比較的貢献せず、後の文において、多くを議論しない。各下矩形トレンチは、好適には、同一の大きさ、深さ、側壁傾斜度を有し、磁場センシング層３００の各離散サブパートが何れも略同一の面積及び厚さを有するようにする。隣り合う下矩形トレンチの間に好適には同一の距離を有し、本実施例中の水平でない磁場センシング層３００は、容貌及び図１中の磁場センシング層３００が若干異なる以外に、それが含む材料（水平磁気抵抗層４００と同一又は相違する磁気抵抗材料を使用する）、及び水平磁気抵抗層４００の接続方式（磁性結合）、作用メカニズム（Ｚ軸方向の磁場を受け、磁場を水平磁気抵抗層４００に転向（又は誘導）する）は、何れも図１と同一である。
【0027】
続いて、図３及び図３Ａを参照し、それは、それぞれ本発明のもう１つのＺ軸磁気抵抗センシング部材１２００の立体図及び平面図を表示している。Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１２００は、主に水平磁気抵抗層４００、複数の第１側の水平でない磁場センシング層３００（以降は、磁場センシング層３００と簡易に記載する）、複数の第２側の水平でない磁場センシング層３５０（以降は、磁場センシング層３５０と簡易に記載する）、複数の第１側導電部５１０、及び複数の第２側導電部５２０を含む。水平磁気抵抗層４００の形状、材料、位置・向きは、図１中の水平磁気抵抗層４００と同一であり、ここでは、詳細を記載しない。
【0028】
本実施例中の第１側磁場センシング層３００は、図２中の水平でない磁場センシング層３００と類似し、基板表面に略垂直となり、水平磁気抵抗層４００の第１側から下向きに延伸して水平磁気抵抗層４００と磁性結合し、複数の離散サブパートを有し且つ各サブパートが何れも下向きに凹陥する下矩形トレンチの側壁上に位置する。類似して、各下矩形トレンチの内側壁上に磁場センシング層３００の離散サブパートと、磁場センシング層３００の該離散サブパートと実体的に接続する２つの接続磁気抵抗層３１０と、２つの接続磁気抵抗層３１０と互いに接続する対向磁気抵抗層３２０と、を有する。本実施例において、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１２００は、更に、水平でない磁場センシング層３５０を有する。磁場センシング層３００に類似して、磁場センシング層３５０は、基板表面に略垂直となり、水平磁気抵抗層４００の第２側から下向きに延伸して水平磁気抵抗層４００と磁性結合し、複数のサブパートを有し且つ各サブパートは、何れも下向きに凹陥する下矩形トレンチの側壁上に位置する。類似して、各下矩形トレンチの内側壁上に磁場センシング層３５０の離散サブパートと、磁場センシング層３５０の該離散サブパートと接続する２つの接続磁気抵抗層３６０と、２つの磁気抵抗層３６０と互いに接続する対向磁気抵抗層３７０と、を有する。
【0029】
図２と比較し、図３中では、磁場センシング層３００の隣り合うサブパートの間の距離が比較的長く、磁場センシング層３５０の隣り合うサブパートの間の距離も比較的長く、且つ磁場センシング層３００のサブパート及び磁場センシング層３５０のサブパートは、水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）に沿って交錯方式で配置され、磁場センシング層３００のサブパート及び磁場センシング層３５０のサブパートは、部分的に重なり合うか、完全に重なり合わないことができる。好適には、各第１側/第２側の下矩形トレンチは、同一の大きさ、深さ、側壁傾斜度を有し、磁場センシング層３００/３５０の各離散サブパートが何れも略同一の面積及び厚さを有するようにする。隣り合う第１側/第２側の矩形トレンチの間は、好ましくは、同一の間隔を有する。
【0030】
複数の第１側導電部５１０は、該水平磁気抵抗層４００の第１側から該第２側に向けて延伸し、第２側まで延伸できる。複数の第２側導電部５２０は、該水平磁気抵抗層４００の第２側から該第１側へ向けて延伸し、第１側に延伸することができる。第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０の形状は、同一であるか、異なることができ（本例では、同一）、任意の形状であることができる（本例では、台形）。但し、一般的に、第１側導電部５１０は、同一の形状、大きさを有し、且つ隣り合う第２側導電部５２０間に同一の距離を有し、第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０が水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）に沿って交錯方式で配置される。好適には、第１側導電部５１０及び第２導電部５２０は、何れも同一の形状、大きさを有し、且つ隣り合う第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０の相対する隣接辺が互いに平行する（本例では、第１側導電部５１０の腰部及び隣り合う第２側導電部５２０の相対する腰部と互いい平行する）。第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０は、導電金属材質を採用し、その電気抵抗率は、水平磁気抵抗層４００の磁気抵抗材料の電気抵抗離油より遥かに小さいので、第１側導電部５１０/第２側導電部５２０及び水平磁気抵抗層４００が実体的に接触する箇所において、電流経路は、電気抵抗率が比較的小さい第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０であるが、水平磁気抵抗層４００中（即ち、隣り合う第１側導電部及び第２側導電部５２０の間）の第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０の間の最短経路が電流（I/I’）の導通方向である。水平磁気抵抗層４００中の電流が第２側導電部５００から第１側導電部５１０に流れる時、電流Ｉ及び水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）間に挟み角＋ωを有する。水平磁気抵抗層４００中の電流が第１側導電部５１０から第２側導電部５２０に流れる時、電流Ｉ’及び水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）が挟み角−ωを有する。ωの数値は、同一であり、その大きさは、台形の腰部の傾斜度により決定されるが、＋ωは、順時計回り方向であり、−ωは、反時計回り方向である。水平磁気抵抗層４００及び第１側導電部５１０/第２側導電部５２０は、少なくとも１つの電流経路（水平磁気抵抗層４００→第１側導電部５１０→第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０間の水平磁気抵抗層４００→第２側導電部５２０→第２側導電部５２０及び第１側導電部５１０間の水平磁気抵抗層４００・・・）を形成する。
【0031】
図３Ａを参照し、水平磁気抵抗層４００の第１側から延伸する磁場センシング層３００の複数のサブパート及び複数の第１側導電部５１０の間において、水平磁気抵抗層４００の長さが許さない特別な状況を除いて、各磁場センシング層３００のサブパートが何れも第１側導電部５１０に対応し、且つ両者が第１側上で部分的に重なり合い、重なり合う長さは、好適には、磁場センシング層３００のサブパートの長さの半分及び/又は第１側導電部５１０の底辺（本例では、台形の底辺である）の長さの半分である。同一の原則が水平磁気抵抗層４００の第２側から延伸する磁場センシング層３５０の複数のサブパート及び複数の第２側導電部５２０に適用される（両者の間の対応及び第２側上の重なり合う関係）。
【0032】
図３中の切断線Ｄ−Ｄ’に沿って獲得される横断面は、図４に示すようであり、前に既に図４に対し詳細な説明を行っているので、ここでは、再度記載しない。図３中の切断Ｃ−Ｃ’に沿って獲得される横断面は、図５に示すようであり、図４と異なるのは、下矩形トレンチは、水平磁気抵抗層４００の第２側に位置するので、磁場センシング層３５０及び対応磁気抵抗層３７０は、水平磁気抵抗層４００の第２側に位置する。図４の開示に対する全ての変化は、何れも図５に適用するものとし、ここでは、余計に例示又は説明を行わない。
【0033】
図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照し、それは、それぞれ本発明の更にもう１つの実施例に基づくＺ軸磁気抵抗センシング部材１３００の立体図、Ｅ−Ｅ’切断線及びＦ−Ｆ’切断線に沿った横断面図を示している。Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１３００及び図３中のＺ軸磁気抵抗センシング部材１２００の動作原理は、同一であり、水平磁気抵抗層４００、第１側導電部５１０及び第２導電部５２０、第１側磁場センシング層３００及び第２側磁場センシング層３５０の形状、材料、位置・向き、相対位置が何れも同一であり、且つ電流の導通経路、方向も同一であるので、ここでは、ただ両実施例の異なる箇所のみを説明する。本実施例では、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１３００は、Ｚ軸磁気抵センシング部材１２００の全ての部材以外に、更に、複数の第１磁束集中構造７１０及び複数の第２磁束集中構造７２０を含む。複数の第１磁束集中構造７１０は、水平磁気抵抗層４００の第１側から上向きに延伸し、水平磁気抵抗層４００と磁性結合し、且つ水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）に沿って、該第１側磁場センシング層３００の該複数の離散サブパートと交替で配置される。複数の第２磁束集中構造７２０は、水平磁気抵抗層４００の第２側から上向きに延伸し、水平磁気抵抗層４００と磁性結合し、且つ水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）に沿って、該第２側磁場センシング層３５０の該複数の離散サブパートと交替で配置される。図６、図７Ａ及び図７Ｂ中から分かるように、第１磁束集中構造７１０及び第２磁束集中構造７２０は、大きさが同一なブロックの形式を有し、且つ好ましくは、水平磁気抵抗層４００の両側上方（真上ではない）に位置し、水平磁気抵抗層４００を通過する磁束を集中/誘導する。しかしながら、第１磁束仲秋構造７１０及び第２磁束集中構造７２０は、ただ磁性材料又は磁気抵抗材料を採用するだけで、異なるＺ軸磁気抵抗センシング部材の設計及び/又は要求に応じてその他の形状のブロック材構造を採用する過、その他の型式を有することができる。例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第１側上方の矩形トレンチ及びトレンチ内壁上の磁性材料７４０/７５０（紙面に抵抗な磁性材料は、表示されない）により第１磁束集中構造７１０に置き換え、第２側上方の矩形トレンチ及びトレンチ内側壁上の磁性材料７６０/７７０（紙面に平行な磁性材料は、表示されない）により第２磁性集中構造７２０に取って代わる。７４０は、第１側の水平でない磁場誘導層であり、両者は、磁束を誘導する機能を有し、磁場センシング層の機能も兼ね備える。磁性材料７４０/７５０及び磁性材料７６０/７７０が磁場センシング層として用いられる時、それを第３磁場センシング層と称し、第１側磁場センシング層３００及び第２側磁場センシング層３５０と区別する。図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂのその他の部材は、何れも図４、図５と同一であるので、ここでは、再度記載しない。
【0034】
また、図７Ａ、図８Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ中の磁束集中構造（ここでは、７１０，７２０，７４０＋７５０，７６０＋７７０の何れか１つ又はその任意の組み合わせを指す）は、本発明の全てのＺ軸磁気抵抗センシング部材１０００，１０００’、１２００，１３００，１４００，１５００，１６００の第１側及び/又は第２側に応用することができる。例えば、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１０００に対し、水平磁気抵抗層４００の第２側上方に図７Ｂに示すような長ブロック状第２磁束集中構造７２０を加えるか、図８中に示すような長い矩形トレンチ及びトレンチ内側壁上の磁性層を加えることができる。例えば、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１１００に対し、水平磁気抵抗層４００の第２側上に複数の図７Ｂに示すような離散、ブロック状の第２磁束集中構造７２０を加えるか、複数の図８Ｂに示すような矩形トレンチ及びトレンチ内側壁上の磁性層を加えることができる。
【0035】
図９Ａ〜図９Ｃを参照し、それは、本発明のその他の実施例に基づくＺ軸磁気抵抗センシング部材の平面図である。図３のＺ軸磁気抵抗センシング部材１２００を詳細に説明した後、難なく理解することができ、図３の説明は、図９Ａ〜図９Ｃの実施例を理解する基礎とすることができるので、同一の箇所は、重複して説明しない。図９Ａ中のＺ軸磁気抵抗センシング部材１４００及びＺ軸磁気抵抗センシング部材１２００の差異は、図３中の第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０が何れも台形であり、且つ水平磁気抵抗層４００の一側から他側へ向けて延伸するが、他側に達しておらず、これに対し、図９Ａ中の第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０は、何れも二等辺三角形又は正三角形（水平磁気抵抗層４００の幅により決定される）であり、且つ水平磁気抵抗層４００の一側から他側へ向けて延伸し、他側に達することにある。水平磁気抵抗層４００、第１側磁場センシング層３００、第２側磁場センシング層３５０の配置は、何れも図３と同一であるので、ここでは詳細を記載しない。
【0036】
図９Ｂ中のＺ軸磁気抵抗センシング１５００及びＺ軸磁気抵抗センシング部材１２００の差異は、数点ある。先ず、図３中の水平磁気抵抗層４００の第１側箇所の複数の凹陥矩形トレンチ、第２側箇所の複数の凹陥矩形トレンチは、何れも比較的分散し、第１側磁場センシング層３００の隣り合うサブパート間の間隔が比較的大きくなり、第２側磁場センシング層３５０の隣り合うサブパート間の間隔も比較的大きくなるが、図９Ｂ中の両側箇所の複数の凹陥矩形トレンチは、何れも比較的密集し、第１側磁場センシング層３００の隣り合うサブパート間の間隔が比較的小さくなり、第２側磁場センシング層３５０の隣り合うサブパート間の間隔も比較的小さくなり、磁場センシング層３００及び磁場センシング層３５０は、水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）に沿って交錯配置されるが、両者の重なり合う範囲が比較的大きい。また、図３中の第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０は、何れも台形であり、両者は、何れも水平磁気抵抗層４００の一側から他側へ向けて延伸し、水平磁気抵抗層４００の幅の半分を超過し、且つ両者は、水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）に沿って交錯配置されるが、図９Ｂ中の第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０は、何れも比較的小さな平行四辺形であり、両者は、何れも水平磁気抵抗層４００の一側から他側へ延伸へ向けて延伸し、水平磁気抵抗層４００の幅の半分を超過せず、且つ両者が水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）に沿って対称方式で配置される。
【0037】
上記の差異により、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１５００の動作時、電流が第１側導電部５１０から第２側導電部５２０へ流れるか、第２側導電部５２０から第１側導電部５１０まで流れる。第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０間に過度に大きな距離にこの間隔の磁気抵抗材料の高い電気抵抗率が加わることにより、第１側導電部５１０及び水平磁気抵抗層４００の実体的に接触する箇所において、電流経路が電気抵抗率が比較的小さい第１側導電部５１０であるが、水平磁気抵抗層４００中（即ち、隣り合う第１側導電部５１０の間）の隣り合う第１側導電部５１０の間の最短経路が電流（Ｉ’）の導通方向である。水平磁気抵抗層４００及び第１側導電部５１０は、少なくとも１つの電流経路を構成する（水平磁気抵抗層４００→第１側導電ストリップ５１０→第１側導電ストリップ５１０間の水平磁気抵抗層４００→下第１側導電部５１０・・・）。同様に、隣り合う第２側導電部５２０の間の水平磁気抵抗層４００において、隣り合う第２側導電部５２０間の最短経路が電流（Ｉ）の導通方向である。水平磁気抵抗層４００及び第２側導電部５２０は、少なくとも１つの電流経路を構成する（水平磁気抵抗層４００→第２側導電ストリップ５２０→第１側導電ストリップ５２０間の水平磁気抵抗層４００→下第２側導電部５２０・・・）。第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０の形状、大きさ、配置間隔が何れも同一である時、電流Ｉの導通方向及び水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）間の挟み角は、電流Ｉ’の導通方式及び水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）間の挟み角と等しくなる。挟み角の数値は、平行四辺形の大変の傾斜度により決定される。
【0038】
図９Ｃ中のＺ軸磁気抵抗センシング部材１６００及びＺ軸磁気抵抗センシング部材１２００の差異は、数点ある。図３中の第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０は、何れも台形であり、且つ電流は、一側の導電部の腰部から隣り合う他側の導電部の腰部に流れ、且つ各導電部５１０/５２０は、対応する磁場センシング層３００/３５０と部分的に重なり合う。但し、図９Ｃにおいて、第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０は、何れも斜め置きされた長いストリップであり且つ電流は、一側の導電部の指向前端から隣り合う他側の導電部の根部末端に向かって流れ、且つ各導電部５１０/５２０は、対応する磁場センシング層３００/３５０と完全に重なり合う。第１側導電部５１０及び第２側導電部５２０の形状、大きさ、配置間隔が何れも同一である時、電流Ｉの導通方向及び水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）の間の挟み角は、電流Ｉ’の導通方向及び水平磁気抵抗層４００の延伸方向（Ｙ方向）の間の挟み角と等しくなる。挟み角の数値は、導電部の斜め置きの角度により決定される。
【0039】
前面の多くの実施例において、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１０００，１１００中の隣り合う導電部５００間の電流ｉの導通方向は、何れも単一方向に従うので、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１０００，１１００は、Ｚ軸方向の磁場に対し、出力変化を発生し、それは、Ｘ軸方向の磁場に対しても出力変化を発生し、従って、回路設計の方式で異なる向きのＺ軸磁気抵抗センシング部材１０００/１１００を組み合わせるか、別途回路を追加することでＺ軸磁気抵抗センシング装置を構成し、Ｚ軸磁気抵抗センシング装置がＺ軸方向の磁場に対してのみ出力変化を発生し、Ｘ軸方向の磁場の影響を受けないようにする。
【0040】
Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１２００，１３００，１４００，１５００，１６００において、隣り合う導電部（１５００以外は、何れも第１側導電部及び第２側導電回路であるが、１５００の状況では、隣り合う第１側導電部及び隣り合う第２側導電回路である）間の電流が２つの導通方向（Ｉ及びＩ’）に分かれ、且つこれら２つの電流の導通方向は、水平磁気抵抗層４００の延伸方向に対称となるので、別途これらＺ軸磁気抵抗センシング部材に対しＸ軸方向の磁場を加える時、磁束は、水平磁気抵抗層４００の一側から他側に指向し、２つの方向の電流が構成する影響は、相互にオフセットされ、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材の出力変化が０に近くなる。また、これらＺ軸磁気抵抗センシング部材にＺ軸方向の磁場を加える時、磁束は、２つの方向（水平磁気抵抗層４００の第１側から第２側へ指向するものと、水平磁気抵抗層４００の第２側から第１側へ指向するもの）を有し、２つの方向の磁束及び２つの方向の電流は、互いに組み合わさった後、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材の出力に変化を発生させる。従って、Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１２００，１３００，１４００，１５００，１６００は、単独で使用し、Ｚ軸磁場をセンシングする効果を達成することができる。
【0041】
図１０Ａ、図１０Ｂを参照し、それは、本発明の実施例に基づくＺ軸磁気抵抗センシング装置を示し、この装置は、本発明の実施例のＺ軸磁気抵抗センシング部材から構成されるブリッジレイアウトを含む。
【0042】
図１０ＡのＺ軸磁気抵抗センシング装置は、ホイートストンブリッジ構造を有し、このブリッジ構造は、４本の電気抵抗アーム（右上電気抵抗アーム、右下電気抵抗アーム、左上電気抵抗アーム、左下電気抵抗アーム）を有し、各電気抵抗アームの最小単位は、１個のＺ軸磁気抵抗センシング部材１４００である。図中の各電気抵抗アームは、ただ１つのＺ軸磁気抵抗センシング部材１４００を含むが、各電気抵抗アームは、複数のＺ軸磁気抵抗センシング部材１４００が内部接続線で直列されて構成されることもできる。また、電気抵抗アームのＺ軸磁気抵抗センシング部材１４００は、１２００，１３００，１５００，１６００中の何れか１つ又はその変化型に交換されることができ、このブリッジの動作を損なうことはない。右上の電気抵抗アームの上端は、内部接続線により動作電圧Ｖｃｃに接続し、右上の電気抵抗アームの下端は、内部接続線により右下の電気抵抗アームの上端と電気接続し、両アームの間の電位を第２電圧Ｖ２に定義する。右下電気抵抗アームの下端は、内部接続線により接地される。左上電気抵抗アームの上端は、内部接続線により動作電圧Ｖｃｃに接続し、左上電気抵抗アームの下端は、内部接続線により左下電気抵抗アームの上端と電気接続し、両アームの間の電位を第１電圧Ｖ１に定義する。左下電気抵抗アームの下端は、内部接続線により接地される。ブリッジ構造を使用する前、選択的に、設定/再設定（SET/RESET）回路を利用し、４本の電気抵抗アーム中の水平磁気抵抗層４００の磁性化方向を設定した方位（本例では、方向Ｍ、即ちＹ方向である）に設定させる。ブリッジ構造中の磁場センシング層３００/３５０がＺ軸方向の磁場を受ける時、ブリッジ構造中の電気抵抗アームの電気抵抗値が変化を発生し、これに応じて磁場に影響を及ぼし、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２間の電圧差を変化させる。
【0043】
図１０ＢのＺ軸磁気抵抗センシング装置は、ホイートストンブリッジ構造も有するが、図１０Ａ中のブリッジ構造が４個の完全に同一なＺ軸磁気抵抗センシング部材を使用するのと異なり、図１０Ｂ中のブリッジ構造は、一対のＺ軸センシング部材１０００及び一対のＺ軸磁気抵抗センシング部材１０００’を使用しており、Ｘ軸方向の磁場のそれに対する影響をオフセットしている。Ｚ軸磁気抵抗センシング部材１０００及び１０００’の差異は、部材１０００の磁場センシング層３００が水平磁気抵抗層４００の第１側に位置するが部材１０００’の磁場センシング層は、水平磁気抵抗層４００の第２側に位置する。しかしながら、ホイートストンブリッジの動作の目的を達成する為、図１０Ｂ中の磁場センシング層３００の向き（左側又は右側に位置する）又は導電ストリップの延伸方向（左上右下又は左下右上）を適当に調整することができる。図１０Ｂのブリッジ構造は、図１０Ａのブリッジ構造（各アームの接続関係）に類似するので、ここでは、再度記載しない。
【0044】
下面の表１及び表２は、図１０Ａ及び図１０Ｂ中のブリッジ構造が＋Ｘ方向（水平磁気抵抗層４００の第２側から第１側へ指向する方向として定義し、同様に、−Ｘ方向は、水平磁気抵抗層４００の第１側から第２側へ指向する方向として定義される）及び＋Ｚ方向（基板表面から水平磁気抵抗層４００へ指向する方向として定義し、同様に、−Ｚ方向は、水平磁気抵抗層４００から基板表面へ指向する方向）の磁場を受け取る時のブリッジ構造中の左上アーム、左下アーム、右上アーム、右下アームの状態を表の方式で示している。
【0045】
【表1】
【0046】
【表2】
【0047】
表１及び表２において、絶対的数値変化を呈現していないが、提示すべきこととして、同一の＋Ｚ方向に別途加えられる磁場を受ける時、１０Ａのブリッジ構造の電圧出力変化は、１０Ｂのブリッジ構造の電圧出力変化より大きい。これは、１０Ａのブリッジ構造が１０Ｂのブリッジ構造に比較して敏感であることを意味する。
【0048】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の実施例に基づく磁気抵抗センシング装置を示しているが、理解すべき点として、磁気抵抗センシング部材は、磁場の変化を検出できる部材であり、それは、必ずしもホイートストンブリッジ構造を採用する必要はない。また、本発明は、基板表面に平行でない磁場センシング層を有し、それが基板表面に垂直なＺ軸磁場をセンシングすることができるだけでよく、その形状は、薄型形に限定せず、それは、任意の立体構造の直立部分、例えば、円筒又は方形トレンチの側壁の一部であることができ、それが基板表面に平行なＸ/Ｙ軸磁場をセンシングできる磁場センシング部材と同一チップ中に整合される場合、パッケージ難易度及びセンサ完成品の体積を大幅に減少することができる。
【符号の説明】
【0049】
１００ 基板３００ 第１側の非水平の磁場センシング層（下向きに延伸）
３００’ 第１側の非水平の磁場センシング層（上向きに延伸）
３１０ 第１側下トレンチ中の接続磁気抵抗層
３２０ 第１側下トレンチ中の対向磁気抵抗層
３５０ 第２側の非水平の磁場センシング層
３６０ 第２側下トレンチ中の接続磁気抵抗層
３７０ 第２側下トレンチ中の対向磁気抵抗層
４００ 水平磁気抵抗層
５００ 導電ストリップ（下方に位置する）
５００’ 導電ストリップ（上方に位置する）
５１０ 第１側導電部（下方に位置する）
５１０’ 第１側導電部（上方に位置する）
５２０ 第２側導電部
６００ 誘電層
７１０ 第１側の磁束集中構造
７２０ 第２側の磁束集中構造
７４０ 第１側の非水平の磁場誘導層
７５０ 第１側上トレンチ中の対向磁気抵抗層
７６０ 第２側の非水平の磁場誘導層
７７０ 第２側上トレンチ中の対応磁気抵抗層
１０００ 磁気抵抗センシング部材
１０００’ 磁気抵抗センシング部材
１１００ 磁気抵抗センシング部材
１２００ 磁気抵抗センシング部材
１３００ 磁気抵抗センシング部材
１４００ 磁気抵抗センシング部材
１５００ 磁気抵抗センシング部材
１６００ 磁気抵抗センシング部材
ｉ 電流
Ｉ 電流
Ｉ’ 電流
θ 水平磁気抵抗層の延伸方向及び電流ｉの導通方向の間の挟み角
ω 水平磁気抵抗層の延伸方向及び電流I/I’の導通方向の間の挟み角