特許 6482023 磁気センサ

(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】6482023

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】磁気センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/09 20060101AFI20190304BHJP

   H01L 43/08 20060101ALI20190304BHJP

   H01L 43/02 20060101ALI20190304BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20190304BHJP

【ＦＩ】

   G01R33/09

   H01L43/08 Z

   H01L43/02 Z

   G01R33/02 U

   G01R33/02 N

【請求項の数】4

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2015-104057(P2015-104057)

(22)【出願日】2015年5月22日

(65)【公開番号】特開2016-217920(P2016-217920A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2017年11月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(72)【発明者】

【氏名】小池 文人

(72)【発明者】

【氏名】徳永 一郎

(72)【発明者】

【氏名】奥村 博文

(72)【発明者】

【氏名】安田 由季子

【審査官】 島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２８１７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１１８４９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０１６６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２３７０７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３３／０９

Ｇ０１Ｒ ３３／０２

Ｈ０１Ｌ ４３／０２

Ｈ０１Ｌ ４３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定磁性層とフリー磁性層とが非磁性材料層を介して積層された磁気抵抗効果素子が複数個備えられた第１磁気検出素子群及び第２磁気検出素子群と、該第１磁気検出素子群及び該第２磁気検出素子群のそれぞれの前記磁気抵抗効果素子が磁界を検知した検知信号を処理する第１制御部及び第２制御部と、を備え、
前記固定磁性層は、第１磁性層と第２磁性層とが非磁性中間層を介して積層され、前記第１磁性層と前記第２磁性層とが反平行に磁化固定されたセルフピン止め型であり、
前記第１磁気検出素子群及び前記第２磁気検出素子群における少なくとも２つの前記磁気抵抗効果素子のピン止めされた磁化方向が異なっており、
前記第１磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子と前記第２磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子とが前記磁化方向が対称になるように配置されており、
前記第１磁気検出素子群及び前記第１制御部が１つの単独パッケージ体で封止され、
前記第１磁気検出素子群が、該単独パッケージ体の一方の端部に配置された第１センサ体と、
該第１センサ体と同一の構造である第２センサ体と、を有し、
該第２センサ体内に封止されている前記第１磁気検出素子群を前記第２磁気検出素子群とするとともに、前記第１制御部を前記第２制御部とし、
前記第１センサ体の前記一方の端部と前記第２センサ体の前記一方の端部とを基準線を挟んで対向させて配置しているとともに、
前記第１磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子の前記磁化方向と前記第２磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子の前記磁化方向とが前記基準線に対して線対称になるように磁化されており、
前記第１磁気検出素子群及び前記第２磁気検出素子群における前記磁気抵抗効果素子の磁界を検知するそれぞれの感磁面は、前記単独パッケージ体の厚み方向の中心位置に配置されていることを特徴とする磁気センサ。

【請求項2】

前記第１磁気検出素子群と前記第２磁気検出素子群が１つの素子基板上に形成されており、
前記素子基板上の基準点に対して前記磁化方向が点対称になるように、前記第１磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子と前記第２磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子とが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。

【請求項3】

前記第１磁気検出素子群、前記第２磁気検出素子群、前記第１制御部及び前記第２制御部は、１つの複合パッケージ体で封止されており、
前記第１制御部と前記第２制御部とは、前記第１磁気検出素子群及び前記第２磁気検出素子群を挟んで配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気センサ。

【請求項4】

前記単独パッケージ体の他方の端部から平面方向の外側に向けて設けられた突設部を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の磁気センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の磁気抵抗効果素子を有した磁気センサに関し、特に、２つの検出値を出力する磁気センサに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、外部磁界を検出する磁気検出素子を用いた磁気センサは、電流情報、位置情報、角度情報等を得ることに用いられ、各種電子機器に搭載されるようになってきた。特に、角度情報を得るための磁気センサは、非接触で測定を行える利点から、回転センサや角度センサ等の回転角度検出装置に好適に用いられている。

【0003】

このような磁気センサを回転角度検出装置に用いた一例として、特許文献１（従来例）では、図１３に示すような磁気検出素子（９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃ）を用いた磁気エンコーダ９００（回転角度検出装置）が提案されている。図１３は、従来例の磁気エンコーダ９００の構成を示す概略図である。

【0004】

図１３に示す磁気エンコーダ９００は、Ｎ極とＳ極が交互に現われるように磁気パターンが配置されている回転体９０１（一般的には、磁石体である永久磁石または永久磁石にヨークが設けられているもの）と、回転体９０１の周囲に配置されている磁気検出素子（９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃ）と、磁気検出素子（９０２ａ、９０２ｃ）からの信号を処理するＥＸＯＲゲート９０３と、を備えて主に構成されている。そして、磁気検出素子９０２ａと磁気検出素子９０２ｃとが逆相信号となるように配置されており、これら２つの信号を用いて、回転体９０１の回転方向ＲＤや回転速度を検出している。なお、磁気検出素子９０２ｂを更に配置することで、磁気エンコーダ９００の動作異常や回転体９０１の磁気パターンの異常を検出することができるとしている。

【0005】

ところで、昨今では、回転角度検出装置に対して、異常を検出するばかりで無く、異常が発生した際にも、正常な出力信号が得られるような２出力タイプの要求が高まってきており、それに用いられる磁気センサにおいても２出力タイプが要求されてきた。特に、車載向け回転角度検出装置では、車両の安全規格から２出力タイプとする要求が強くなってきた。この２出力タイプの要求に対して、従来例の磁気パターンが交互に配置されている回転体９０１を用いた場合では、回転体９０１の周囲にもう一組の磁気検出素子（磁気センサ）を配置することで、２出力タイプに容易に対応することができる。但し、それぞれの磁気検出素子を所定の位置に正確に配置しなければいけなく、多少なりともズレた場合は、同じ出力情報が得られにくいという課題を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−２０１３６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一方、昨今では、回転角度検出装置に対して、小型化の要求も強くなってきている。しかしながら、従来例のような磁気パターンを細かく交互に配置する永久磁石のタイプでは、磁石体（従来例では回転体９０１）を小さくすることが容易ではないという課題があった。この課題を解決するために、１組のＮ極及びＳ極を有した一般的な永久磁石を用いることが考えられた。

【0008】

しかしながら、この小型化した一般的な永久磁石を用いた磁石体の場合、例えば、図１２（ａ）に示す比較例１のように、２つの磁気センサＳＮ１及び磁気センサＳＮ２に対して、それぞれ対応した２つの磁石体ＭＧ１及び磁石体ＭＧ２を用いなければいけなため、回転角度検出装置の充分な小型化ができないという課題があった。更に個々の磁気センサ（ＳＮ１、ＳＮ２）や磁石体（ＭＧ１、ＭＧ２）の特性には僅かな違いがあるため、磁気センサ（ＳＮ１、ＳＮ２）と磁石体（ＭＧ１、ＭＧ２）との組合せによっては、２つの磁気センサＳＮ１及び磁気センサＳＮ２からの出力が違うという虞もあった。

【0009】

また、例えば、図１２（ｂ）に示す比較例２のように、２つの磁気センサＳＮ３及び磁気センサＳＮ４に対して、１つの磁石体ＭＧ３で対応すると、磁石体ＭＧ３が大きくなるという課題があった。更に同様にして、２つの磁気センサＳＮ３及び磁気センサＳＮ４からの出力が違うという虞もあった。

【0010】

本発明は、上述した課題を解決するもので、２つ出力情報を同等にできる磁気センサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この課題を解決するために、本発明の磁気センサは、固定磁性層とフリー磁性層とが非磁性材料層を介して積層された磁気抵抗効果素子が複数個備えられた第１磁気検出素子群及び第２磁気検出素子群と、該第１磁気検出素子群及び該第２磁気検出素子群のそれぞれの前記磁気抵抗効果素子が磁界を検知した検知信号を処理する第１制御部及び第２制御部と、を備え、前記固定磁性層は、第１磁性層と第２磁性層とが非磁性中間層を介して積層され、前記第１磁性層と前記第２磁性層とが反平行に磁化固定されたセルフピン止め型であり、前記第１磁気検出素子群及び前記第２磁気検出素子群における少なくとも２つの前記磁気抵抗効果素子のピン止めされた磁化方向が異なっており、前記第１磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子と前記第２磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子とが前記磁化方向が対称になるように配置されており、 前記第１磁気検出素子群及び前記第１制御部が１つの単独パッケージ体で封止され、 前記第１磁気検出素子群が、該単独パッケージ体の一方の端部に配置された第１センサ体と、該第１センサ体と同一の構造である第２センサ体と、を有し、該第２センサ体内に封止されている前記第１磁気検出素子群を前記第２磁気検出素子群とするとともに、前記第１制御部を前記第２制御部とし、前記第１センサ体の前記一方の端部と前記第２センサ体の前記一方の端部とを基準線を挟んで対向させて配置しているとともに、前記第１磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子の前記磁化方向と前記第２磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子の前記磁化方向とが前記基準線に対して線対称になるように磁化されており、前記第１磁気検出素子群及び前記第２磁気検出素子群における前記磁気抵抗効果素子の磁界を検知するそれぞれの感磁面は、前記単独パッケージ体の厚み方向の中心位置に配置されていることを特徴としている。

【0012】

これによれば、本発明の磁気センサは、１つの磁石体が発生する均等な磁界の位置に、第１磁気検出素子群と第２磁気検出素子群とが配置されることで、第１磁気検出素子群からの検知信号による検出値（第１検出値）と、第２磁気検出素子群からの検知信号による検出値（第２検出値）と、を同等の出力値として得ることができる。しかも、磁気抵抗効果素子がセルフピン止め型なので、第１磁気検出素子群及び第２磁気検出素子群のそれぞれの磁気抵抗効果素子を同一ウェハ上で作製することができ、対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子（一方は第１磁気検出素子群内、他方は第２磁気検出素子群内）を同一タイミングで形成することができる。このため、第１検出値と第２検出値をより同等の出力値として得ることができる。これらのことにより、２つの出力値から得られる出力情報が同等な磁気センサを提供することができる。

【0013】

また、本発明の磁気センサは、前記第１磁気検出素子群と前記第２磁気検出素子群が１つの素子基板上に形成されており、前記素子基板上の基準点に対して前記磁化方向が点対称になるように、前記第１磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子と前記第２磁気検出素子群の複数の前記磁気抵抗効果素子とが配置されていることを特徴としている。

【0014】

これによれば、Ｎ極及びＳ極を有した一般的な磁石体（永久磁石または永久磁石にヨークが設けられているもの）が発生する平行な磁界に多少の歪み（特に、点対称に歪む場合が多い）があったとしても、点対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子が受ける磁界の強さが同じようになる。このため、第１磁気検出素子群からの検出値（第１検出値）と第２磁気検出素子群からの検出値（第２検出値）を同等の出力値としてより確実に得ることができる。更に、第１磁気検出素子群と第２磁気検出素子群が1つの素子基板（チップ）上に形成されているので、対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子（一方は第１磁気検出素子群内、他方は第２磁気検出素子群内）を正確な対称位置に配置することができる。このため、第１検出値と第２検出値を同等の出力値としてより確実に得ることができる。

【0015】

また、本発明の磁気センサは、前記第１磁気検出素子群、前記第２磁気検出素子群、前記第１制御部及び前記第２制御部が、１つの複合パッケージ体で封止されており、前記第１制御部と前記第２制御部とは、前記第１磁気検出素子群及び前記第２磁気検出素子群を挟んで配置されていることを特徴としている。

【0016】

これによれば、第１制御部と第１磁気検出素子群との電気的接続（例えばワイヤーボンディング）、及び第２制御部と第２磁気検出素子群との電気的接続を行う際に、容易に且つ確実に行うことができる。このことにより、信頼性の高い磁気センサを提供することができる。

【0021】

また、本発明の磁気センサは、前記単独パッケージ体の他方の端部から平面方向の外側に向けて設けられた突設部を有していることを特徴としている。

【0022】

これによれば、第１磁気検出素子群及び第２磁気検出素子群がそれぞれ設けられた一方の端部を確実に認識することができる。このことにより、間違えることなく一方の端部同士が対向するように磁気センサを容易に作製することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の磁気センサは、１つの磁石体が発生する均等な磁界の位置に、第１磁気検出素子群と第２磁気検出素子群とが配設されることで、第１磁気検出素子群からの検知信号による検出値（第１検出値）と、第２磁気検出素子群からの検知信号による検出値（第２検出値）と、を同等の出力値として得ることができる。しかも、磁気抵抗効果素子がセルフピン止め型なので、第１磁気検出素子群及び第２磁気検出素子群のそれぞれの磁気抵抗効果素子を同一ウェハ上で作製することができ、対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子（一方は第１磁気検出素子群内、他方は第２磁気検出素子群内）を同一タイミングで形成することができる。このため、第１検出値と第２検出値をより同等の出力値として得ることができる。これらのことにより、２つの出力値から得られる出力情報が同等な磁気センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１実施形態の磁気センサを説明する図であって、図１（ａ）は、磁気センサの平面図であり、図１（ｂ）は、磁気センサの側面図である。

【図2】本発明の第１実施形態の磁気センサを説明する図であって、図１（ａ）に示す磁気センサの樹脂パッケージを取り除いた平面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係わる磁気センサの素子基板を説明する図であって、第１磁気検出素子群及び第２磁気検出素子群を示した模式図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係わる磁気センサの磁気抵抗効果素子を説明する図であって、その断面構成図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係わる磁気センサの磁気抵抗効果素子を説明する図であって、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図３に示す磁気抵抗効果素子のパターン例を示した図である。

【図6】本発明の第１実施形態の磁気センサに係わる磁気抵抗効果素子をブリッジ接続した回路図であって、図６（ａ）は、第１磁気検出素子群のブリッジ回路であり、図６（ｂ）は、第２磁気検出素子群のブリッジ回路である。

【図7】本発明の第２実施形態の磁気センサを説明する図であって、図７（ａ）は、磁気センサの平面図であり、図７（ｂ）は、磁気センサの側面図である。

【図8】本発明の第２実施形態の磁気センサを説明する図であって、図７（ａ）に示す磁気センサの樹脂パッケージを取り除いた平面図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係わる磁気センサの素子基板を説明する図であって、第１磁気検出素子群及び第２磁気検出素子群を示した模式図である。

【図10】本発明の第２実施形態の磁気センサを説明する図であって、図１０（ａ）は、図７（ｂ）に示す磁気センサの樹脂パッケージを取り除いた側面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すＰ部分の拡大側面図である。

【図11】本発明の第２実施形態の磁気センサに係わる磁気抵抗効果素子をブリッジ接続した回路図であって、図１１（ａ）は、第１磁気検出素子群のブリッジ回路であり、図１１（ｂ）は、第２磁気検出素子群のブリッジ回路である。

【図12】比較例を説明する図であって、図１２（ａ）は、比較例１の磁気センサ及び磁石体を示した模式図であり、図１２（ｂ）は、比較例２の磁気センサ及び磁石体を示した模式図である。

【図13】従来例の磁気エンコーダの構成を示す概略図である

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

【0026】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の磁気センサ１０１を説明する図であって、図１（ａ）は、磁気センサ１０１の上面図であり、図１（ｂ）は、磁気センサ１０１の側面図である。図２は、本発明の第１実施形態の磁気センサ１０１を説明する図であって、図１（ａ）に示す磁気センサ１０１の樹脂パッケージを取り除いた平面図である。図２では、端子Ｔ７の一部を省略している。また、図１及び図２には、説明を分かり易くするため、磁気センサ１０１が配設された際の磁石体ＭＧ１０（永久磁石または永久磁石にヨークが設けられているもの）の大きさ及び位置を示している。

【0027】

本発明の第１実施形態の磁気センサ１０１は、図１に示すようなＳＩＰ(Single Inline Package)タイプの樹脂パッケージになっており、図２に示すように、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２が形成された素子基板１５と、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２からの検知信号を処理する第１制御部Ｃ１１及び第２制御部Ｃ１２と、を備えて構成されている。他に、本発明の第１実施形態では、磁気センサ１０１は、８つのコンデンサＣＤと、コンデンサＣＤや素子基板１５等が搭載された回路基板Ｐ１９と、外部機器との接続のための端子Ｔ７と、を備えている。

【0028】

そして、磁気センサ１０１は、リング形状の磁石体ＭＧ１０が発生する磁界の変化を検知し、検知した検知信号を処理して出力している。具体的には、例えば、磁気センサ１０１が回転角度検出装置に適用された際には、回転角度検出装置に備えられた磁石体ＭＧ１０が回転角度を検出したい被回転検出体に連動して回転することで、磁石体ＭＧ１０による磁界が変化し、この磁界の変化を磁気センサ１０１で検知して、検知した検知信号を処理して出力信号として回転角度検出装置に出力している。なお、磁気センサ１０１は、第１磁気検出素子群Ｇ１１が検知した検知信号を第１制御部Ｃ１１で処理して検出値（第１検出値）として出力できるともに、第２磁気検出素子群Ｇ１２が検知した検知信号を第２制御部Ｃ１２で処理して検出値（第２検出値）として出力でき、所謂、２出力タイプのセンサとなっている。

【0029】

また、本発明の第１実施形態では、磁気センサ１０１は、第１磁気検出素子群Ｇ１１、第２磁気検出素子群Ｇ１２、第１制御部Ｃ１１及び第２制御部Ｃ１２が図１に示すような１つの複合パッケージ体で封止されており、しかも、図２に示すように、第１制御部Ｃ１１と第２制御部Ｃ１２とは、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２（素子基板１５）を挟んで配置されている。つまり、第１制御部Ｃ１１と第１磁気検出素子群Ｇ１１とが隣り合わせて配置されているとともに、第２制御部Ｃ１２と第２磁気検出素子群Ｇ１２とが隣り合わせて配置されている。

【0030】

これにより、第１制御部Ｃ１１と第１磁気検出素子群Ｇ１１との電気的接続（例えばワイヤーボンディングしての接続）、及び第２制御部Ｃ１２と第２磁気検出素子群Ｇ１２との電気的接続を行う際に、容易に且つ確実に行うことができる。このことにより、信頼性の高い磁気センサ１０１を提供することができる。

【0031】

更に、このように配置することにより、図２に示すように、第１磁気検出素子群Ｇ１１と第２磁気検出素子群Ｇ１２とを近づけて配置することができるとともに、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２を複合パッケージ体の中心に配置することができる。このため、小さな磁石体ＭＧ１０であっても、リング形状の磁石体ＭＧ１０の中央部に対向した位置となるように第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２を配設することができ、磁気センサ１０１は、所望の磁界の位置で磁界の変化を検知することができる。このことにより、磁気センサ１０１は、回転検出装置において小さな磁石体ＭＧ１０を用いることに寄与することができる。

【0032】

次に、各構成要素について説明する。先ず、磁気センサ１０１の素子基板１５について説明する。図３は、素子基板１５を説明する図であって、複数個（具体的には各々８個）の磁気抵抗効果素子Ｍが備えられた第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２を示した模式図である。図３では、それぞれの磁気抵抗効果素子Ｍの詳細なパターンを省略して、パターンが形成された領域のみを示しているとともに、それぞれの磁気抵抗効果素子Ｍにおける磁化方向を矢印で示している。また、図３には、ソースＶｄｄのパッド、グランドＧＮＤのパッド、出力信号Ｓｃ及び出力信号Ｓｓのパッドも示している。なお、図３では、説明を分かり易くするため、それぞれの磁気抵抗効果素子Ｍを電気的に接続する配線パターンは省略している。

【0033】

磁気センサ１０１の素子基板１５は、シリコン等のベース基板を用いて作製されており、図３に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍが８個（Ｍ１〜Ｍ８）備えられた第１磁気検出素子群Ｇ１１と、磁気抵抗効果素子Ｍが８個（Ｍ９〜Ｍ１６）備えられた第２磁気検出素子群Ｇ１２と、が同一平面上に形成されている。なお、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２は、それぞれ８個の磁気抵抗効果素子Ｍ同士を配線パターン（図示していない）で接続し、後述するブリッジ回路（図６を参照）を構成している。

【0034】

ここで、素子基板１５に形成された第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２における、磁気抵抗効果素子Ｍについて、先ず簡単に説明する。図４は、磁気抵抗効果素子Ｍの断面構成図である。図５は、磁気抵抗効果素子Ｍを説明する図であって、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図３に示す磁気抵抗効果素子Ｍのパターン例を示した図である。

【0035】

磁気抵抗効果素子Ｍは、図４に示すように、シリコン等の基板Ｓ９（ベース基板が分割されたもの）上に、ＮｉＦｅＣｒ（ニッケル鉄クロム）或いはＣｒ（クロム）等で形成されたシード層Ｓ８を介して、磁化方向がある方向にピン止めされた固定磁性層２、非磁性材料層３、磁化方向が外部磁界の方向に回転するフリー磁性層４、保護層Ｈ７の順に積層されて成膜される。磁気抵抗効果素子Ｍを構成する各層は、例えばスパッタにて成膜される。

【0036】

そして、図５（ａ）に示すように、１つの磁気抵抗効果素子Ｍは、Ｘ方向に帯状に長く延びる複数の素子部ＭａがＹ方向に間隔を空けてパターニングされており、各素子部ＭａのＸ１側端部間、及びＸ２側端部間が交互に導電部Ｍｃにより接続されてミアンダ形状のパターンになっている。また、図５（ｂ）に示すように、もう1つの磁気抵抗効果素子Ｍは、Ｙ方向に帯状に長く延びる複数の素子部ＭａがＸ方向に間隔を空けてパターニングされており、同様にして、導電部Ｍｃにより接続されてミアンダ形状のパターンになっている。この２つのパターンの磁気抵抗効果素子Ｍを組合せて、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２を構成している。なお、導電部Ｍｃは非磁性、磁性の別を問わないが、電気抵抗の低いことが好適である。

【0037】

磁気抵抗効果素子Ｍの固定磁性層２は、図４に示すように、第１磁性層１２と第２磁性層２２とが非磁性中間層４２を介して積層されたＳＦＰ（Synthetic Ferri Pin）構造である。この第１磁性層１２の固定磁化方向（図４に示す矢印）と第２磁性層２２の固定磁化方向（図４に示す矢印）とは、反平行に磁化固定されている。このＳＦＰ構造により、所謂セルフピン止め型の磁気抵抗効果素子Ｍになっている。また、磁気抵抗効果素子Ｍの非磁性材料層３は、Ｃｕ（銅）などの非磁性導電材料が用いられ、フリー磁性層４は、ＮｉＦｅ（ニッケル鉄）、ＣｏＦｅ（コバルト鉄）、ＣｏＦｅＮｉ（コバルト鉄ニッケル）などの軟磁性材料が用いられ、それら単層構造、或いは積層構造で構成される。また、保護層Ｈ７として、Ｔａ（タンタル）などが用いられる。

【0038】

以上のように構成された磁気抵抗効果素子Ｍでは、固定磁性層２を図４に示したセルフピン止め構造により形成することで、磁場中でのアニール処理が不必要になり、成膜時に磁界をかけることにより、磁化方向を任意の方向に揃えることができる。このため、複数回の成膜を行うことで、同一の基板（素子基板１５）上に磁化方向が異なる複数の磁気抵抗効果素子Ｍを形成することが可能になる。このセルフピン止め構造は、一旦、磁化固定してしまえば、第１磁性層１２と第２磁性層２２間に生じる強いＲＫＫＹ（Rudermann、Kittel、Kasuya、Yoshida）相互作用により、次の磁気抵抗効果素子Ｍの固定磁性層２に対する磁場中成膜によっても、既に成膜された固定磁性層２の磁化固定方向が揺らぐことは無い。なお、磁気抵抗効果素子Ｍの感度軸方向は、固定磁性層２（第２磁性層２２）の磁化方向と一致している。

【0039】

以上のようなセルフピン止め型の磁気抵抗効果素子Ｍを用いて、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２が構成されている。そして、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２は、図３に示すように、４つの異なった磁化方向（固定磁性層２のピン止めされた磁化方向或いは感度軸方向）を有する磁気抵抗効果素子Ｍを組み合わせて構成されている。なお、本発明の第１実施形態では、４つの異なった磁化方向は、図３に示すように、Ｘ軸方向に向いた互いに逆向きの第１方向Ｄ１（Ｘ１方向）及び第２方向Ｄ２（Ｘ２方向）と、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に向いた互いに逆向きの第３方向Ｄ３（Ｙ１方向）及び第４方向Ｄ４（Ｙ２方向）と、から構成されている。

【0040】

また、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２における磁気抵抗効果素子Ｍのそれぞれの磁化方向は、Ｙ軸方向に平行な第１仮想線Ｋ１を挟んで、４つの異なった磁化方向の組合せで１組ずつ分かれている。

【0041】

更に、第１磁気検出素子群Ｇ１１と第２磁気検出素子群Ｇ１２とは、図３に示すように、Ｘ軸方向に平行で（第１仮想線Ｋ１と直交する）第１磁気検出素子群Ｇ１１と第２磁気検出素子群Ｇ１２との間を通る第２仮想線Ｋ２を挟んで、磁気抵抗効果素子Ｍのそれぞれの磁化方向（第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３、第４方向Ｄ４）が線対称になるように配置して構成した。これにより、１つの磁石体ＭＧ１０の中心線を第２仮想線Ｋ２と一致させて磁石体ＭＧ１０を配設することで、磁石体ＭＧ１０が発生する左右の均等な磁界の位置に、第１磁気検出素子群Ｇ１１と第２磁気検出素子群Ｇ１２とが配設されることとなる。このため、第１磁気検出素子群Ｇ１１からの検知信号による検出値（第１検出値）と、第２磁気検出素子群Ｇ１２からの検知信号による検出値（第２検出値）とを、同等の出力値として得ることができる。

【0042】

しかも、磁気抵抗効果素子Ｍがセルフピン止め型なので、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２のそれぞれの磁気抵抗効果素子Ｍを同一ウェハ上で作製することができ、対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子Ｍ（一方は第１磁気検出素子群Ｇ１１内、他方は第２磁気検出素子群Ｇ１２内）を同一タイミングで形成することができる。このため、第１検出値と第２検出値をより同等の出力値として得ることができる。

【0043】

更に、本発明の第１実施形態では、図３に示すように、第１磁気検出素子群Ｇ１１の複数（８つ）の磁気抵抗効果素子Ｍと第２磁気検出素子群Ｇ１２の複数（８つ）の磁気抵抗効果素子Ｍとが互いの磁化方向が基準点（図３では第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２が交わる交点）に対して点対称になるように配置されている。具体的には、磁気抵抗効果素子Ｍ１と磁気抵抗効果素子Ｍ９、磁気抵抗効果素子Ｍ２と磁気抵抗効果素子Ｍ１０、磁気抵抗効果素子Ｍ３と磁気抵抗効果素子Ｍ１１、磁気抵抗効果素子Ｍ４と磁気抵抗効果素子Ｍ１２、磁気抵抗効果素子Ｍ５と磁気抵抗効果素子Ｍ１３、磁気抵抗効果素子Ｍ６と磁気抵抗効果素子Ｍ１４、磁気抵抗効果素子Ｍ７と磁気抵抗効果素子Ｍ１５、磁気抵抗効果素子Ｍ８と磁気抵抗効果素子Ｍ１６の互いの磁化方向が基準点に対して点対称になるように配置されている。これにより、Ｎ極及びＳ極を有した一般的な磁石体ＭＧ１０が発生する平行な磁界に多少の歪みがあったとしても、点対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子Ｍが受ける磁界の強さが同じようになる。このため、第１磁気検出素子群Ｇ１１からの検出値（第１検出値）と第２磁気検出素子群Ｇ１２からの検出値（第２検出値）を同等の出力値としてより確実に得ることができる。特に、リング形状の磁石体ＭＧ１０の場合、磁束が点対称に歪むことが多く、より有効である。

【0044】

また、本発明の第１実施形態では、第１磁気検出素子群Ｇ１１と第２磁気検出素子群Ｇ１２が１つの素子基板１５（チップ）上に形成されているので、対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子Ｍ（一方は第１磁気検出素子群Ｇ１１内、他方は第２磁気検出素子群Ｇ１２内）を正確な対称位置に配置することができる。このため、第１検出値と第２検出値を同等の出力値としてより確実に得ることができる。また、１チップなので、製造し易いという効果も奏する。

【0045】

更に、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２を近づけて配置することができ、磁界を発生するための磁石体ＭＧ１０の中心位置に配設することで、小さいサイズの磁石体ＭＧ１０を用いることができる。

【0046】

ここで、素子基板１５に形成された第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２における、ブリッジ回路について説明する。図６は、本発明の第１実施形態の磁気センサ１０１に係わる磁気抵抗効果素子Ｍをブリッジ接続した回路図であって、図６（ａ）は、第１磁気検出素子群Ｇ１１のブリッジ回路であり、図６（ｂ）は、第２磁気検出素子群Ｇ１２のブリッジ回路である。図６には、それぞれの磁気抵抗効果素子Ｍの感度軸方向（磁化方向）を示している。

【0047】

第１磁気検出素子群Ｇ１１のブリッジ回路は、図６（ａ）に示すように、４つの磁気抵抗効果素子Ｍ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）を用いた第１ブリッジ回路ＢＣ１と、４つの磁気抵抗効果素子Ｍ（Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８）を用いた第２ブリッジ回路ＢＣ２と、を有して構成されている。

【0048】

一方、第２磁気検出素子群Ｇ１２のブリッジ回路は、図６（ｂ）に示すように、４つの磁気抵抗効果素子Ｍ（Ｍ９、Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２）を用いた第３ブリッジ回路ＢＣ３と、４つの磁気抵抗効果素子Ｍ（Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１５、Ｍ１６）を用いた第４ブリッジ回路ＢＣ４と、を有して構成されている。

【0049】

先ず、第１ブリッジ回路ＢＣ１は、図６（ａ）に示すように、第１方向Ｄ１（図３に示すＸ１方向）にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ１と、第１方向Ｄ１にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ２と、第２方向Ｄ２（図３に示すＸ２方向）にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ３と、第２方向Ｄ２にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ４と、から構成されている。つまり、図３に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍ１及び磁気抵抗効果素子Ｍ２の感度軸方向（第１方向Ｄ１）と、磁気抵抗効果素子Ｍ３及び磁気抵抗効果素子Ｍ４の感度軸方向（第２方向Ｄ２）とは、反平行に配設されている。また、この４つの磁気抵抗効果素子Ｍは、図５（ａ）に示すパターンを用いている。

【0050】

そして、図６（ａ）に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍ１の一端と磁気抵抗効果素子Ｍ４の一端とを接続して第１接続部ＣＮ１が形成され、磁気抵抗効果素子Ｍ２の一端と磁気抵抗効果素子Ｍ３の一端とを接続して第２接続部ＣＮ２が形成され、磁気抵抗効果素子Ｍ１の他端と磁気抵抗効果素子Ｍ３の他端とを接続して第３接続部ＣＮ３が形成され、磁気抵抗効果素子Ｍ４の他端と磁気抵抗効果素子Ｍ２の他端とを接続して第４接続部ＣＮ４が形成されている。このように構成された第１ブリッジ回路ＢＣ１には、第１接続部ＣＮ１と第２接続部ＣＮ２との間（ソースＶｄｄとグランドＧＮＤ間）に所定の電位が印加されて、第３接続部ＣＮ３と第４接続部ＣＮ４から温度及び外部磁界の変化に対応した２つの出力（互いに反転したＳｉｎ波の出力信号Ｓｓ）が行われるように構成されている。

【0051】

次に、第２ブリッジ回路ＢＣ２は、図６（ａ）に示すように、第３方向Ｄ３（図３に示すＹ１方向）にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ５と、第３方向Ｄ３にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ６と、第４方向Ｄ４（図３に示すＹ２方向）にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ７と、第４方向Ｄ４にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ８と、から構成されている。つまり、図３に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍ５及び磁気抵抗効果素子Ｍ６の感度軸方向（第３方向Ｄ３）と、磁気抵抗効果素子Ｍ７及び磁気抵抗効果素子Ｍ８の感度軸方向（第４方向Ｄ４）とは、反平行に配設されている。この４つの磁気抵抗効果素子Ｍは、図５（ｂ）に示すパターンを用いている。

【0052】

そして、図６（ａ）に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍ５の一端と磁気抵抗効果素子Ｍ８の一端とを接続して第３接続部ＣＮ３が形成され、磁気抵抗効果素子Ｍ６の一端と磁気抵抗効果素子Ｍ７の一端とを接続して第４接続部ＣＮ４が形成され、磁気抵抗効果素子Ｍ５の他端と磁気抵抗効果素子Ｍ７の他端とを接続して第５接続部ＣＮ５が形成され、磁気抵抗効果素子Ｍ８の他端と磁気抵抗効果素子Ｍ６の他端とを接続して第６接続部ＣＮ６が形成されている。このように構成された第２ブリッジ回路ＢＣ２には、第３接続部ＣＮ３と第４接続部ＣＮ４との間（ソースＶｄｄとグランドＧＮＤ間）に所定の電位が印加されて、第５接続部ＣＮ５と第６接続部ＣＮ６から温度及び外部磁界の変化に対応した２つの出力（互いに反転したＣｏｓ波の出力信号Ｓｓ）が行われるように構成されている。

【0053】

以上のように構成された第１ブリッジ回路ＢＣ１及び第２ブリッジ回路ＢＣ２を有した第１磁気検出素子群Ｇ１１からの出力値は、それぞれ位相がずれて波形の異なった４つの出力値となり、この４つの出力値が第１制御部Ｃ１１に送信される。なお、一般に良く知られているブリッジ回路なので、外部磁界の変化と出力波の詳細な説明は省略する。

【0054】

一方、第２磁気検出素子群Ｇ１２の第３ブリッジ回路ＢＣ３及び第４ブリッジ回路ＢＣ４は、第１磁気検出素子群Ｇ１１の第１ブリッジ回路ＢＣ１及び第２ブリッジ回路ＢＣ２と同様に構成されており、第１ブリッジ回路ＢＣ１及び第２ブリッジ回路ＢＣ２における磁気抵抗効果素子Ｍと点対称にある磁気抵抗効果素子Ｍに置き換えているのみである。つまり、図６（ｂ）に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍ１には磁気抵抗効果素子Ｍ９、磁気抵抗効果素子Ｍ２には磁気抵抗効果素子Ｍ１０、磁気抵抗効果素子Ｍ３には磁気抵抗効果素子Ｍ１１、磁気抵抗効果素子Ｍ４には磁気抵抗効果素子Ｍ１２、磁気抵抗効果素子Ｍ５には磁気抵抗効果素子Ｍ１３、磁気抵抗効果素子Ｍ６には磁気抵抗効果素子Ｍ１４、磁気抵抗効果素子Ｍ７には磁気抵抗効果素子Ｍ１５、磁気抵抗効果素子Ｍ８には磁気抵抗効果素子Ｍ１６を置き換えている。

【0055】

これにより、第３ブリッジ回路ＢＣ３及び第４ブリッジ回路ＢＣ４を有した第２磁気検出素子群Ｇ１２からの出力値は、第１磁気検出素子群Ｇ１１からの出力値と同様に、それぞれ位相がずれて波形の異なった４つの出力値となり、しかも同等の出力値が第２制御部Ｃ１２に送信される。このため、磁気センサ１０１は、第１磁気検出素子群Ｇ１１の系統と第２磁気検出素子群Ｇ１２の系統のいずれか一方に不具合が生じた場合でも、正確な出力情報を外部機器に提供することができる。

【0056】

次に、磁気センサ１０１の第１制御部Ｃ１１及び第２制御部Ｃ１２について説明する。第１制御部Ｃ１１及び第２制御部Ｃ１２は、集積回路（ＩＣ、Integrated Circuit）を用いて構成されており、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２からの検知信号を処理している。そして、第１制御部Ｃ１１及び第２制御部Ｃ１２は、端子Ｔ７を介して、処理した情報を出力信号（出力情報）として回転角度検出装置に出力している。

【0057】

また、本発明の第１実施形態では、２つの第１制御部Ｃ１１と第２制御部Ｃ１２とが２つのチップで独立して設けられている。このため、例えば第１制御部Ｃ１１と第２制御部Ｃ１２のどちらか一方に不具合が生じたとしても、もう一方で出力信号を出力することができる。このことにより、信頼性の高い磁気センサ１０１を提供することができる。

【0058】

最後に、磁気センサ１０１の回路基板Ｐ１９及び端子Ｔ７について説明する。先ず、磁気センサ１０１の回路基板Ｐ１９は、一般的に用いられている両面のプリント配線板(ＰＷＢ、printed wiring board)を用いている。そして、図２に示すように、回路基板Ｐ１９の一方の面に、コンデンサＣＤ、素子基板１５、第１制御部Ｃ１１及び第２制御部Ｃ１２を搭載しているとともに、回路基板Ｐ１９の他方の面に、端子Ｔ７を搭載している。なお、図２では、詳細な配線パターンを省略している。

【0059】

次に、磁気センサ１０１の端子Ｔ７は、金属性の薄板を切断加工して、ニッケル等のめっきを施したものを利用しており、８つ備えられている。そして、片側４つから第１制御部Ｃ１１が処理した出力信号が出力され、もう片側４つから第２制御部Ｃ１２が処理した出力信号が出力される。

【0060】

以上のように構成された本発明の第１実施形態の磁気センサ１０１における、効果について、以下に纏めて説明する。

【0061】

本発明の第１実施形態の磁気センサ１０１は、磁気抵抗効果素子Ｍを複数個有した第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２を備え、第１磁気検出素子群Ｇ１１の複数の磁気抵抗効果素子Ｍと第２磁気検出素子群Ｇ１２の複数の磁気抵抗効果素子Ｍとが、ピン止めされた磁化方向が対称になるように配置して構成した。これにより、１つの磁石体ＭＧ１０が発生する均等な磁界の位置に、第１磁気検出素子群Ｇ１１と第２磁気検出素子群Ｇ１２とが配設されることとなる。このため、第１磁気検出素子群Ｇ１１からの検出値（第１検出値）と第２磁気検出素子群Ｇ１２からの検出値（第２検出値）を同等の出力値として得ることができる。しかも、磁気抵抗効果素子Ｍがセルフピン止め型なので、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２のそれぞれの磁気抵抗効果素子Ｍを同一ウェハ上で作製することができ、対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子Ｍ（一方は第１磁気検出素子群Ｇ１１内、他方は第２磁気検出素子群Ｇ１２内）を同一タイミングで形成することができる。このため、第１検出値と第２検出値を同等の出力値としてより得ることができる。これらのことにより、２つの出力値から得られる出力情報が同等な磁気センサ１０１を提供することができる。

【0062】

また、第１磁気検出素子群Ｇ１１の複数の磁気抵抗効果素子Ｍと第２磁気検出素子群Ｇ１２の複数の磁気抵抗効果素子Ｍとが互いの磁化方向が基準点に対して点対称になるように配置されている。これにより、Ｎ極及びＳ極を有した一般的な磁石体ＭＧ１０が発生する平行な磁界に多少の歪み（特に、点対称に歪む場合が多い）があったとしても、点対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子Ｍが受ける磁界の強さが同じようになる。このため、第１磁気検出素子群Ｇ１１からの検出値（第１検出値）と第２磁気検出素子群Ｇ１２からの検出値（第２検出値）を同等の出力値としてより確実に得ることができる。更に、第１磁気検出素子群Ｇ１１と第２磁気検出素子群Ｇ１２が１つの素子基板１５（チップ）上に形成されているので、対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子Ｍ（一方は第１磁気検出素子群Ｇ１１内、他方は第２磁気検出素子群Ｇ１２内）を正確な対称位置に配置することができる。このため、第１検出値と第２検出値を同等の出力値としてより確実に得ることができる。これらのことにより、２つの出力値から得られる出力情報が同等な磁気センサ１０１を確実に提供することができる。

【0063】

また、第１制御部Ｃ１１と第２制御部Ｃ１２とは、第１磁気検出素子群Ｇ１１及び第２磁気検出素子群Ｇ１２を挟んで配置されて１つの複合パッケージ体で封止されているので、第１制御部Ｃ１１と第１磁気検出素子群Ｇ１１との電気的接続（例えばワイヤーボンディングしての接続）、及び第２制御部Ｃ１２と第２磁気検出素子群Ｇ１２との電気的接続を行う際に、容易に且つ確実に行うことができる。このことにより、信頼性の高い磁気センサ１０１を提供することができる。

【0064】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２は、第１実施形態の磁気センサ１０１における１つの複合パッケージ体の形態に対し、２つの単独パッケージ体を組み合わせた形態である構成が異なる。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0065】

図７は、本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２を説明する図であって、図７（ａ）は、磁気センサ１０２の平面図であり、図７（ｂ）は、磁気センサ１０２の側面図である。図８は、本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２を説明する図であって、図７（ａ）に示す磁気センサ１０２の樹脂パッケージを取り除いた平面図である。図８では、端子Ｔ７の一部を省略している。また、図７及び図８には、説明を分かり易くするため、磁気センサ１０２が配設された際の磁石体ＭＧ１０（永久磁石または永久磁石にヨークが設けられているもの）の大きさ及び位置を示している。

【0066】

本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２は、図７に示すようなＳＩＰ(Single Inline Package)タイプの樹脂パッケージになっており、単独パッケージ体である第１センサ体Ｓ２１と、第１センサ体Ｓ２１と同一の構造である第２センサ体Ｓ２２と、を組み合わせて構成されている。そして、図８に示すように、第１センサ体Ｓ２１には、第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第１制御部Ｃ２１が封止されているとともに、第２センサ体Ｓ２２には、第２磁気検出素子群Ｇ２２及び第２制御部Ｃ２２が封止されている。

【0067】

特に、本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２では、第１センサ体Ｓ２１と第２センサ体Ｓ２２とは、同じ単独パッケージ体を用いており、一方を反転させて並べて構成している。つまり、磁気センサ１０２は、第１センサ体Ｓ２１の第１磁気検出素子群Ｇ２１を第２センサ体Ｓ２２の第２磁気検出素子群Ｇ２２とするとともに、第１センサ体Ｓ２１の第１制御部Ｃ２１を第２センサ体Ｓ２２の第２制御部Ｃ２２としている。これにより、１つの構成のセンサ体（単独パッケージ体）を作製するだけで、第１センサ体Ｓ２１及び第２センサ体Ｓ２２として用いることができる。このことにより、磁気センサ１０２を容易に作製することができる。

【0068】

また、本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２では、好適にＳＩＰタイプのパッケージを用いており、２つのセンサ体（第１センサ体Ｓ２１及び第２センサ体Ｓ２２）を反転させて並設する際に、それぞれの端子Ｔ７がお互いに邪魔をせずに、厚み方向の高さを好適に合わせることができる。なお、作製された単独パッケージ体（センサ体）は、２つ用いて２出力タイプの磁気センサ１０２に適用するばかりでなく、１出力タイプの磁気センサとして、用いることもできる。

【0069】

このように２つの単独パッケージ体を組合せた磁気センサ１０２は、図８に示すように、第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２が形成された素子基板２５と、第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２からの検知信号を処理する第１制御部Ｃ２１及び第２制御部Ｃ２２と、を備えて構成されることとなる。他に、本発明の第２実施形態では、磁気センサ１０２は、８つのコンデンサＣＤと、コンデンサＣＤや素子基板２５等が搭載された回路基板Ｐ２９と、外部機器との接続のための端子Ｔ７と、を備えている。そして、その際には、第１磁気検出素子群Ｇ２１が形成された素子基板２５（説明を分かり易くするため素子基板２５Ａとする）は、単独パッケージ体（第１センサ体Ｓ２１）の回路基板Ｐ２９（説明を分かり易くするため回路基板Ｐ２９Ａとする）の一方（図８に示すＹ２方向）の端部に配置されるとともに、第２磁気検出素子群Ｇ２２が形成された素子基板２５（説明を分かり易くするため素子基板２５Ｂとする）は、単独パッケージ体（第２センサ体Ｓ２２）の回路基板Ｐ２９（説明を分かり易くするため回路基板Ｐ２９Ｂとする）の一方（図８に示すＹ１方向）の端部に配置される。

【0070】

また、磁気センサ１０２には、単独パッケージ体の他方の端部（素子基板２５が配置されている一方の反対側）から平面方向の外側に向けて設けられた突設部２６を有している。これにより、回路基板Ｐ２９に第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２がそれぞれ設けられた一方の端部を確実に認識することができる。このことにより、磁気センサ１０２を作製する際に、間違えることなく一方の端部同士が対向するようにできる。なお、この突設部２６は、金属性の薄板を切断加工して作製する端子Ｔ７と同時に形成することで、容易に作製することができる。

【0071】

そして、本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２は、リング形状の磁石体ＭＧ１０が発生する磁界の変化を検知し、検知した検知信号を処理して出力している。具体的には、例えば、磁気センサ１０２が回転角度検出装置に適用された際には、回転角度検出装置に備えられた磁石体ＭＧ１０が回転角度を検出したい被回転検出体に連動して回転することで、磁石体ＭＧ１０による磁界が変化し、この磁界の変化を磁気センサ１０２で検知して、検知した検知信号を処理して出力信号として回転角度検出装置に出力している。なお、磁気センサ１０２は、第１実施形態の磁気センサ１０１と同様に、第１磁気検出素子群Ｇ２１が検知した検知信号を第１制御部Ｃ２１で処理して検出値（第１検出値）として出力できるともに、第２磁気検出素子群Ｇ２２が検知した検知信号を第２制御部Ｃ２２で処理して検出値（第２検出値）として出力でき、所謂、２出力タイプのセンサとなっている。

【0072】

次に、各構成要素について説明する。先ず、磁気センサ１０２の素子基板２５について説明する。図９は、素子基板２５を説明する図であって、複数個（具体的には各々８個）の磁気抵抗効果素子Ｍが備えられた第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２を示した模式図である。図９では、それぞれの磁気抵抗効果素子Ｍの詳細なパターンを省略して、パターンが形成された領域のみを示しているとともに、それぞれの磁気抵抗効果素子Ｍにおける磁化方向を矢印で示している。また、図９には、ソースＶｄｄのパッド、グランドＧＮＤのパッド、出力信号Ｓｃ及び出力信号Ｓｓのパッドも示している。なお、図９では、説明を分かり易くするため、それぞれの磁気抵抗効果素子Ｍを電気的に接続する配線パターンは省略している。図１０（ａ）は、図７（ｂ）に示す磁気センサ１０２の樹脂パッケージを取り除いた側面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すＰ部分の拡大側面図である。図１０（ａ）では、端子Ｔ７の一部を省略しているとともに、樹脂パッケージの外形部分を２点鎖線で示している。また、図１０（ｂ）では、説明を分かり易くするため、紙面手前に見えていた第２制御部Ｃ２２を省略している。

【0073】

先ず、磁気センサ１０２の素子基板２５は、シリコン等のベース基板を用いて作製されており、ベース基板の一方の面側に磁気抵抗効果素子Ｍが複数個形成された素子基板２５Ａ及び素子基板２５Ｂから構成されている。そして、図９に示すように、素子基板２５Ａには、磁気抵抗効果素子Ｍが８個（Ｍ２１〜Ｍ２８）備えられた第１磁気検出素子群Ｇ２１を有するとともに、素子基板２５Ｂには、磁気抵抗効果素子Ｍが８個（Ｍ２９〜Ｍ３６）備えられた第２磁気検出素子群Ｇ２２を有している。なお、第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２は、それぞれ８個の磁気抵抗効果素子Ｍ同士を配線パターン（図示していない）で接続し、後述するブリッジ回路（図１１を参照）を構成している。

【0074】

また、本発明の第２実施形態では、図１０（ａ）に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍにおける磁界を検知する感磁面、つまり磁気抵抗効果素子Ｍが形成された一方の面が単独パッケージ体の厚み方向の中心位置に配置されるように、素子基板２５がパッケージングされている。これにより、図１０（ｂ）に示すように、同じ単独パッケージ体（第１センサ体Ｓ２１及び第２センサ体Ｓ２２）同士を互いに反転させて並設させたとしても、第１センサ体Ｓ２１及び第２センサ体Ｓ２２の厚み高さを揃えて配置するだけで、第１磁気検出素子群Ｇ２１の磁気抵抗効果素子Ｍの感磁面（第１感磁面２５ｐ）と、第２磁気検出素子群Ｇ２２の磁気抵抗効果素子Ｍの感磁面（第２感磁面２５ｑ）とを、同一平面上にすることができる。

【0075】

ここで、本発明の第２実施形態に用いられた磁気抵抗効果素子Ｍは、第１実施形態と同じセルフピン止め型の磁気抵抗効果素子Ｍなので、磁気抵抗効果素子Ｍの詳細な説明は省略する。

【0076】

以上のようなセルフピン止め型の磁気抵抗効果素子Ｍを用いた第１磁気検出素子群Ｇ２１（第２磁気検出素子群Ｇ２２）は、図９に示すように、４つの異なった磁化方向（固定磁性層２のピン止めされた磁化方向或いは感度軸方向）を有する磁気抵抗効果素子Ｍを組み合わせて構成されている。

【0077】

そして、図８に示すように、第１センサ体Ｓ２１の一方の端部と第２センサ体Ｓ２２の一方の端部とを、基準線（Ｘ軸方向に平行で第１センサ体Ｓ２１と第２センサ体Ｓ２２との間を通る第３仮想線Ｋ２３）を挟んで対向させて配置させて、第１磁気検出素子群Ｇ２１と第２磁気検出素子群Ｇ２２とが、図９に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍのそれぞれの磁化方向（第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３、第４方向Ｄ４）が基準線（第３仮想線Ｋ２３）に対して線対称になるように配置して構成した。これにより、１つの磁石体ＭＧ１０の中心線を基準線（第３仮想線Ｋ２３）と一致させて磁石体ＭＧ１０を配設することで、磁石体ＭＧ１０が発生する左右の均等な磁界の位置に、第１磁気検出素子群Ｇ２１と第２磁気検出素子群Ｇ２２とが配設されることとなる。このため、第１磁気検出素子群Ｇ２１からの検知信号による検出値（第１検出値）と、第２磁気検出素子群Ｇ２２からの検知信号による検出値（第２検出値）とを、同等の出力値として得ることができる。

【0078】

しかも、磁気抵抗効果素子Ｍがセルフピン止め型なので、第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２のそれぞれの磁気抵抗効果素子Ｍを同一ウェハ上で作製することができ、対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子Ｍ（一方は第１磁気検出素子群Ｇ２１内、他方は第２磁気検出素子群Ｇ２２内）を同一タイミングで形成することができる。このため、第１検出値と第２検出値をより同等の出力値として得ることができる。

【0079】

ここで、素子基板２５（２５Ａ、２５Ｂ）に形成された第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２における、ブリッジ回路について簡単に説明する。図１１は、本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２に係わる磁気抵抗効果素子Ｍをブリッジ接続した回路図であって、図１１（ａ）は、第１磁気検出素子群Ｇ２１のブリッジ回路であり、図１１（ｂ）は、第２磁気検出素子群Ｇ２２のブリッジ回路である。図１１には、それぞれの磁気抵抗効果素子Ｍの感度軸方向（磁化方向）を示している。

【0080】

第１磁気検出素子群Ｇ２１のブリッジ回路は、図１１（ａ）に示すように、４つの磁気抵抗効果素子Ｍ（Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４）を用いた第１ブリッジ回路ＢＣ２１と、４つの磁気抵抗効果素子Ｍ（Ｍ２５、Ｍ２６、Ｍ２７、Ｍ２８）を用いた第２ブリッジ回路ＢＣ２２と、を有して構成されている。

【0081】

一方、第２磁気検出素子群Ｇ２２のブリッジ回路は、図１１（ｂ）に示すように、４つの磁気抵抗効果素子Ｍ（Ｍ２９、Ｍ３０、Ｍ３１、Ｍ３２）を用いた第３ブリッジ回路ＢＣ２３と、４つの磁気抵抗効果素子Ｍ（Ｍ３３、Ｍ３４、Ｍ３５、Ｍ３６）を用いた第４ブリッジ回路ＢＣ２４と、を有して構成されている。

【0082】

先ず、第１ブリッジ回路ＢＣ２１は、図１１（ａ）に示すように、第４方向Ｄ４（図９に示すＹ２方向）にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ２１と、第４方向Ｄ４にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ２２と、第３方向Ｄ３（図９に示すＹ１方向）にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ２３と、第３方向Ｄ３にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ２４と、から構成されている。そして、このように構成された第１ブリッジ回路ＢＣ２１には、第１接続部ＣＮ１と第２接続部ＣＮ２との間（ソースＶｄｄとグランドＧＮＤ間）に所定の電位が印加されて、第３接続部ＣＮ３と第４接続部ＣＮ４から温度及び外部磁界の変化に対応した２つの出力（互いに反転したＳｉｎ波の出力信号Ｓｓ）が行われるように構成されている。

【0083】

次に、第２ブリッジ回路ＢＣ２２は、図１１（ａ）に示すように、第１方向Ｄ１（図９に示すＸ２方向）にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ２５と、第１方向Ｄ１にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ２６と、第２方向Ｄ２（図９に示すＸ１方向）にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ２７と、第２方向Ｄ２にピン止めされた磁気抵抗効果素子Ｍ２８と、から構成されている。そして、このように構成された第２ブリッジ回路ＢＣ２２には、第３接続部ＣＮ３と第４接続部ＣＮ４との間（ソースＶｄｄとグランドＧＮＤ間）に所定の電位が印加されて、第５接続部ＣＮ５と第６接続部ＣＮ６から温度及び外部磁界の変化に対応した２つの出力（互いに反転したＣｏｓ波の出力信号Ｓｓ）が行われるように構成されている。

【0084】

以上のように構成された第１ブリッジ回路ＢＣ２１及び第２ブリッジ回路ＢＣ２２を有した第１磁気検出素子群Ｇ２１からの出力値は、それぞれ位相がずれて波形の異なった４つの出力値となり、この４つの出力値が第１制御部Ｃ２１に送信される。

【0085】

一方、第２磁気検出素子群Ｇ２２の第３ブリッジ回路ＢＣ２３及び第４ブリッジ回路ＢＣ２４は、第１磁気検出素子群Ｇ２１の第１ブリッジ回路ＢＣ２１及び第２ブリッジ回路ＢＣ２２と同様に構成されており、第１ブリッジ回路ＢＣ２１及び第２ブリッジ回路ＢＣ２２における磁気抵抗効果素子Ｍと線対称にある磁気抵抗効果素子Ｍに置き換えているのみである。つまり、図１１（ｂ）に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍ２１には磁気抵抗効果素子Ｍ２９、磁気抵抗効果素子Ｍ２２には磁気抵抗効果素子Ｍ３０、磁気抵抗効果素子Ｍ２３には磁気抵抗効果素子Ｍ３１、磁気抵抗効果素子Ｍ２４には磁気抵抗効果素子Ｍ３２、磁気抵抗効果素子Ｍ２５には磁気抵抗効果素子Ｍ３３、磁気抵抗効果素子Ｍ２６には磁気抵抗効果素子Ｍ３４、磁気抵抗効果素子Ｍ２７には磁気抵抗効果素子Ｍ３５、磁気抵抗効果素子Ｍ２８には磁気抵抗効果素子Ｍ３６を置き換えている。

【0086】

これにより、第３ブリッジ回路ＢＣ２３及び第４ブリッジ回路ＢＣ２４を有した第２磁気検出素子群Ｇ２２からの出力値は、第１磁気検出素子群Ｇ２１からの出力値と同様に、それぞれ位相がずれて波形の異なった４つの出力値となり、しかも同等の出力値が第２制御部Ｃ２２に送信される。このため、磁気センサ１０２は、第１磁気検出素子群Ｇ２１の系統と第２磁気検出素子群Ｇ２２の系統のいずれか一方に不具合が生じた場合でも、正確な出力情報を外部機器に提供することができる。

【0087】

次に、磁気センサ１０２の第１制御部Ｃ２１及び第２制御部Ｃ２２について説明する。第１制御部Ｃ２１及び第２制御部Ｃ２２は、第１実施形態と同様に、集積回路（ＩＣ）を用いて構成されており、第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２からの検知信号を処理している。そして、第１制御部Ｃ２１及び第２制御部Ｃ２２は、端子Ｔ７を介して、処理した情報を出力信号（出力情報）として回転角度検出装置に出力している。

【0088】

また、本発明の第１実施形態では、第１制御部Ｃ２１と第２制御部Ｃ２２とが２つのチップで独立して設けられて、別々なパッケージングとなっている。このため、例えば第１制御部Ｃ２１と第２制御部Ｃ２２のどちらか一方に不具合が生じたとしても、もう一方で出力信号を出力することができる。このことにより、信頼性の高い磁気センサ１０２を提供することができる。

【0089】

最後に、磁気センサ１０２の回路基板Ｐ２９（Ｐ２９Ａ、Ｐ２９Ｂ）について説明する。磁気センサ１０２の回路基板Ｐ２９は、第１実施形態と同様に、一般的に用いられている両面のプリント配線板(ＰＷＢ)を用いている。そして、図８に示すように、回路基板Ｐ２９Ａ（回路基板Ｐ２９Ｂ）の一方の面に、コンデンサＣＤ、素子基板２５Ａ（素子基板２５Ｂ）及び第１制御部Ｃ２１（第２制御部Ｃ２２）を搭載しているとともに、回路基板Ｐ２９Ａの他方の面に、端子Ｔ７を搭載している。図８では、詳細な配線パターンを省略している。

【0090】

以上のように構成された本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２における、効果について、以下に纏めて説明する。

【0091】

本発明の第２実施形態の磁気センサ１０２は、磁気抵抗効果素子Ｍを複数個有した第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２を備え、第１磁気検出素子群Ｇ２１の複数の磁気抵抗効果素子Ｍと第２磁気検出素子群Ｇ２２の複数の磁気抵抗効果素子Ｍとが、ピン止めされた磁化方向が対称になるように配置して構成した。これにより、１つの磁石体ＭＧ１０が発生する均等な磁界の位置に、第１磁気検出素子群Ｇ２１と第２磁気検出素子群Ｇ２２とが配設されることとなる。このため、第１磁気検出素子群Ｇ２１からの検出値（第１検出値）と第２磁気検出素子群Ｇ２２からの検出値（第２検出値）を同等の出力値として得ることができる。しかも、磁気抵抗効果素子Ｍがセルフピン止め型なので、第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２のそれぞれの磁気抵抗効果素子Ｍを同一ウェハ上で作製することができ、対称関係にある２つの磁気抵抗効果素子Ｍ（一方は第１磁気検出素子群Ｇ２１内、他方は第２磁気検出素子群Ｇ２２内）を同一タイミングで形成することができる。このため、第１検出値と第２検出値を同等の出力値としてより得ることができる。これらのことにより、２つの出力値から得られる出力情報が同等な磁気センサ１０２を提供することができる。

【0092】

また、１つの単独パッケージ体で封止された同一の構成の第１センサ体Ｓ２１と第２センサ体Ｓ２２とを、単独パッケージ体の一方の端部同士対向させて配置することで、第１磁気検出素子群Ｇ２１の複数の磁気抵抗効果素子Ｍと第２磁気検出素子群Ｇ２２の複数の磁気抵抗効果素子Ｍとが互いの磁化方向が線対称になるような構成とした。このため、１つの構成のセンサ体を作製し、互いに反転させるだけで、第１センサ体Ｓ２１及び第２センサ体Ｓ２２として用いることができる。このことにより、磁気センサ１０２を容易に作製することができる。

【0093】

また、第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２における磁気抵抗効果素子Ｍのそれぞれの感磁面が単独パッケージ体の厚み方向の中心位置に配置されているので、互いに反転させた第１センサ体Ｓ２１及び第２センサ体Ｓ２２の厚み高さを揃えて配置するだけで、第１磁気検出素子群Ｇ２１の磁気抵抗効果素子Ｍの感磁面と第２磁気検出素子群Ｇ２２の磁気抵抗効果素子Ｍの感磁面とを同一平面にすることができる。このことにより、磁気センサ１０２を容易に作製することができる。

【0094】

また、第１センサ体Ｓ２１及び第２センサ体Ｓ２２の他方の端部に外側に向けて設けられた突設部２６を有しているので、第１磁気検出素子群Ｇ２１及び第２磁気検出素子群Ｇ２２がそれぞれ設けられた一方の端部を確実に認識することができる。このことにより、間違えることなく一方の端部同士が対向するように磁気センサ１０２を容易に作製することができる。

【0095】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

【0096】

＜変形例１＞
上記第１実施形態では、第１磁気検出素子群Ｇ１１のブリッジ回路（第１ブリッジ回路ＢＣ１及び第２ブリッジ回路ＢＣ２）と第２磁気検出素子群Ｇ１２のブリッジ回路（第３ブリッジ回路ＢＣ３及び第４ブリッジ回路ＢＣ４）とを、互いの磁化方向が基準点（中心点）に対して点対称になるように配置された磁気抵抗効果素子Ｍの組み合わせで構成したが、これに限りものではない。例えば、互いの磁化方向が基準線に対して線対称になるように配置された磁気抵抗効果素子Ｍの組み合わせで構成しても良い。

【0097】

＜変形例２＞
上記第１実施形態では、２つの第１制御部Ｃ１１と第２制御部Ｃ１２とを好適に独立して設けた構成したが、これに限るものではなく、１チップ内に設ける構成でも良い。

【0098】

＜変形例３＞
上記第２実施形態では、突設部２６を単独パッケージ体の他方の端部に設ける構成としたが、２つのセンサ体を並設する際に干渉しなければ、何れの部分に設けても良い。例えば、端子Ｔ７側でも良いし、端子Ｔ７と対向する側でも良い。また、一方の端部側に設けても良い。

【0099】

＜変形例４＞
上記第２実施形態では、突設部２６を金属性の薄板とし、端子Ｔ７と同時に形成したが、これに限るものではない。例えば、樹脂パッケージの外形に樹脂製の凸形状を設けることで、突設部としても良い。

【0100】

＜変形例５＞
上記実施形態では、複数の異なった磁化方向が、直交するＸ軸方向とＹ軸方向で互いに逆向きの４つの方向（第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３、第４方向Ｄ４）から構成されていたが、これに限るものではない。例えば、互いに逆向きの２つの方向でも良いし、１２０°ずれた３つの方向でも良いし、６０°ずれた６つの方向でも良い。

【0101】

＜変形例６＞
上記実施形態では、ブリッジ回路をフルブリッジ回路を４つ用いて構成したが、これに限るものではない。例えばフルブリッジ回路２つでも良いし、ハーフブリッジ回路を組み合わせても良い。

【0102】

本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0103】

Ｃ１１、Ｃ２１ 第１制御部
Ｃ１２、Ｃ２２ 第２制御部
Ｇ１１、Ｇ２１ 第１磁気検出素子群
Ｇ１２、Ｇ２２ 第２磁気検出素子群
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８、Ｍ９、Ｍ１０、
Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１５、Ｍ１６、
Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４、Ｍ２５、Ｍ２６、Ｍ２７、Ｍ２８、Ｍ２９、
Ｍ３０、Ｍ３１、Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ３４、Ｍ３５、Ｍ３６ 磁気抵抗効果素子
Ｓ２１ 第１センサ体
Ｓ２２ 第２センサ体
２ 固定磁性層
３ 非磁性材料層
４ フリー磁性層
１２ 第１磁性層
２２ 第２磁性層
４２ 非磁性中間層
１５、２５、２５Ａ、２５Ｂ 素子基板
２５ｐ 感磁面（第１感磁面）
２５ｑ 感磁面（第２感磁面）
２６ 突設部
Ｄ１ 磁化方向（第１方向）
Ｄ２ 磁化方向（第２方向）
Ｄ３ 磁化方向（第３方向）
Ｄ４ 磁化方向（第４方向）
Ｋ２３ 基準線（第３仮想線）
１０１、１０２ 磁気センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】