2023-128867 磁気センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023128867

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】磁気センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/09 20060101AFI20230907BHJP

   H10N 50/10 20230101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

G01R33/09

H01L43/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022033515

(22)【出願日】2022-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】519062764

【氏名又は名称】スピンセンシングファクトリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100143834

【弁理士】

【氏名又は名称】楠 修二

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 静似

(72)【発明者】

【氏名】藤原 耕輔

【テーマコード（参考）】

2G017

5F092

【Ｆターム（参考）】

2G017AA02

2G017AB07

2G017AD55

5F092AA20

5F092AB01

5F092AC12

5F092BB04

5F092BB10

5F092BB15

5F092BB17

5F092BB23

5F092BB34

5F092BB35

5F092BB36

5F092BB42

5F092BB43

5F092BB53

5F092BC03

5F092BC08

5F092BC13

(57)【要約】

【課題】素子単体でさらにノイズを低減することができる磁気センサを提供する。
【解決手段】磁気抵抗効果素子が、磁化方向が固定されている参照層１５と、磁化方向が変化可能な自由層１３と、参照層１５と自由層１３との間に配置された障壁層１４とを有している。自由層１３は、非磁性体から成る第１磁気分断層２１と、第１磁気分断層２１の両側にそれぞれ積層して配置された１対の細分化層２２とを有している。各細分化層２２は、磁化方向が変化可能で互いに反平行である２つの磁性層２２ａと、非磁性体から成り、各磁性層２２ａが静磁結合するよう、各磁性層２２ａの間に配置された第２磁気分断層２２ｂとを有している。第１磁気分断層２１は、その両側に配置された２つの磁性層２２ａが静磁結合するよう設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気抵抗効果素子を利用した磁気センサであって、
前記磁気抵抗効果素子は、磁化方向が固定されている参照層と、磁化方向が変化可能な自由層と、前記参照層と前記自由層との間に配置された障壁層とを有し、
前記自由層は、非磁性体から成る第１磁気分断層と、前記第１磁気分断層の両側にそれぞれ積層して配置された１対の細分化層とを有し、各細分化層は、磁化方向が変化可能で互いに反平行である２つの磁性層と、非磁性体から成り、各磁性層が静磁結合するよう、各磁性層の間に配置された第２磁気分断層とを有し、前記第１磁気分断層は、その両側に配置された２つの磁性層が静磁結合するよう設けられていることを
特徴とする磁気センサ。

【請求項2】

磁気抵抗効果素子を利用した磁気センサであって、
前記磁気抵抗効果素子は、磁化方向が固定されている参照層と、磁化方向が変化可能な自由層と、前記参照層と前記自由層との間に配置された障壁層とを有し、
前記自由層は、非磁性体から成る第１磁気分断層と、前記第１磁気分断層の両側にそれぞれ同じ数だけ積層して配置された複数対の細分化層と、前記第１磁気分断層の両側で各細分化層の間に配置された複数の第３磁気分断層とを有し、各細分化層は、磁化方向が変化可能で互いに反平行である２つの磁性層と、非磁性体から成り、各磁性層が静磁結合するよう、各磁性層の間に配置された第２磁気分断層とを有し、前記第１磁気分断層は、その両側に配置された２つの磁性層が静磁結合するよう設けられ、前記第３磁気分断層は、その両側に配置された２つの磁性層が静磁結合するよう設けられていることを
特徴とする磁気センサ。

【請求項3】

前記第１磁気分断層の層厚が、前記第２磁気分断層の層厚よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項4】

前記第１磁気分断層の層厚が、前記第２磁気分断層および前記第３磁気分断層の層厚よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の磁気センサ。

【請求項5】

前記第１磁気分断層の層厚が、２ｎｍ乃至１２ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項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、磁気センサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、磁気抵抗効果素子を利用した磁気センサとして、例えばトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子のＴＭＲ効果等を利用したＭＲセンサ（磁気抵抗センサ）がある。ＴＭＲ素子を利用した磁気センサの感度は、ＴＭＲ比／２Ｈ_ｋで定義され、感度を高めるためには、ＴＭＲ比の改善や、Ｈ_ｋの低減が有効である。なお、Ｈ_ｋは、ＴＭＲ素子の自由層の異方性磁場であり、ＴＭＲ素子を磁気センサとして使用する場合には、磁気センサのダイナミックレンジとなる。

【0003】

本発明者等により、ＴＭＲ素子を利用した高感度の磁気センサが開発されている（例えば、非特許文献１または２参照）。しかし、磁気抵抗効果素子では、磁性体から成る自由層内の静磁エネルギーを小さくするために、自由層内に磁化方向が異なる複数の磁区が形成され、その磁区同士の境界領域（磁壁）が熱で揺らぐことにより、低周波領域で１／ｆノイズ等のノイズが発生するという問題があった。

【0004】

そこで、本発明者等は、素子単体でノイズを低減できるものとして、自由層が、磁化方向が変化可能な複数の磁性層と、非磁性体から成る１または複数の挿入層とを有し、いくつかの磁性層の磁化方向が同じ方向であり、残りの磁性層の磁化方向がそれとは反平行であり、隣り合う磁性層が静磁結合するよう、各磁性層の間に挿入層を挟んで、磁性層と挿入層とを交互に積層して成る磁気センサを開発している（例えば、特許文献１参照）。この磁気センサでは、各磁性層が挿入層を挟んで静磁結合しているため、各磁性層の内部に複数の磁区が形成されるのを抑制して、磁区形成による低周波領域のノイズの発生を抑えることができ、素子単体でノイズを低減することができる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】K. Fujiwara, M. Oogane, S. Yokota, T. Nishikawa, H. Naganuma, and Y. Ando, “Fabrication of magnetic tunnel junctions with a bottom synthetic antiferro-coupled free layers for high sensitive magnetic field sensor device”, J. Appl. Phys., 2012, 111, 07C710.

【非特許文献2】D. Kato, M. Oogane, K. Fujiwara, T. Nishikawa, H. Naganuma, and Y. Ando, “Fabrication of Magnetic Tunnel Junctions with Amorphous CoFeSiB Ferromagnetic Electrode for Magnetic Field Sensor Devices”, Appl. Phys. Express, 2013, 6, 103004

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－５２０５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の磁気センサでは、各磁性層の内部に複数の磁区が形成されるのを抑制し、ノイズを低減することができるが、よりノイズが小さい磁気センサの開発が期待されている。

【0008】

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、素子単体でさらにノイズを低減することが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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明に係る磁気センサは、磁気抵抗効果素子を利用した磁気センサであって、前記磁気抵抗効果素子は、磁化方向が固定されている参照層と、磁化方向が変化可能な自由層と、前記参照層と前記自由層との間に配置された障壁層とを有し、前記自由層は、非磁性体から成る第１磁気分断層と、前記第１磁気分断層の両側にそれぞれ積層して配置された１対の細分化層とを有し、各細分化層は、磁化方向が変化可能で互いに反平行である２つの磁性層と、非磁性体から成り、各磁性層が静磁結合するよう、各磁性層の間に配置された第２磁気分断層とを有し、前記第１磁気分断層は、その両側に配置された２つの磁性層が静磁結合するよう設けられていることを特徴とする。

【0010】

本発明に係る磁気センサは、非磁性体から成る第１磁気分断層の両側に１対の細分化層が配置されており、第１磁気分断層を挟む２つの磁性層だけでなく、各細分化層中の第２磁気分断層を挟む２つの磁性層も静磁結合しているため、各磁性層の内部に複数の磁区が形成されるのを抑制し、素子単体でノイズを低減することができる。特に、第１磁気分断層の両側に各細分化層が対称に配置されているため、さらに効果的にノイズを低減することができる。

【0011】

本発明に係る磁気センサは、第１磁気分断層の両側に１対の細分化層が配置される場合に限らず、第１磁気分断層の両側に複数対の細分化層が配置されていてもよい。この場合、第１磁気分断層の両側で各細分化層の間に配置された複数の第３磁気分断層を有し、第３磁気分断層は、その両側に配置された２つの磁性層が静磁結合するよう設けられていることが好ましい。これにより、第３磁気分断層を挟む２つの磁性層も静磁結合しているため、各磁性層の内部に複数の磁区が形成されるのを抑制し、ノイズを低減することができる。また、この場合も、第１磁気分断層の両側に各細分化層が対称に配置されているため、素子単体でさらに効果的にノイズを低減することができる。

【0012】

本発明に係る磁気センサで、第１磁気分断層、第２磁気分断層および第３磁気分断層は、それらを挟む磁性層がＲＫＫＹ相互作用の結合ではなく、静磁気的な結合をする必要があるため、層厚が２ｎｍ以上であることが好ましい。さらに、第１磁気分断層、第２磁気分断層および第３磁気分断層は、それらを挟む磁性層の磁気秩序を分断可能な層厚を有していることが好ましい。特に、より効果的にノイズを低減するために、第１磁気分断層は、それを挟む磁性層の磁気秩序を確実に分断し、第２磁気分断層および第３磁気分断層は、それらを挟む磁性層を確実に静磁結合することが好ましい。このため、細分化層が１対のときには、前記第１磁気分断層の層厚が、前記第２磁気分断層の層厚よりも大きく、細分化層が複数対のときには、前記第１磁気分断層の層厚が、前記第２磁気分断層および前記第３磁気分断層の層厚よりも大きいことが好ましい。第１磁気分断層は、それを挟む磁性層を静磁結合しつつ、それを挟む磁性層の磁気秩序を確実に分断するために、層厚が２ｎｍ乃至５０ｎｍであることが好ましく、特に８ｎｍ以上であることが好ましい。

【0013】

本発明に係る磁気センサで、参照層、障壁層、自由層の各磁性層、第１磁気分断層、第２磁気分断層および第３磁気分断層は、感度が高くなる材料であることが好ましい。例えば、自由層の各磁性層は、軟磁性材料のＮｉＦｅや、ＣｏＦｅＳｉＢ、ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ等から成り、第１磁気分断層、第２磁気分断層および第３磁気分断層は、ＲｕやＴａ、ＴａＢから成り、障壁層は、ＭｇＯ、Ｍｇ－Ａｌ－Ｏ、ＡｌＯｘ等から成ることが好ましい。

【0014】

本発明に係る磁気センサは、各磁性層の磁化の強さの和がほぼゼロになるよう構成されていることが好ましい。また、本発明に係る磁気センサは、磁気抵抗効果素子を１つ有していてもよく、複数有していてもよい。複数有する場合には、磁気抵抗効果素子がアレイを構成していてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、素子単体でさらにノイズを低減することができる磁気センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態の磁気センサの縦断面図である。

【図2】本発明の実施の形態の磁気センサの、挿入結合層および結合磁性層以外の自由層の変形例を示す縦断面図である。

【図3】本発明の実施の形態の磁気センサに対する比較例（比較例１）の磁気センサの、（ａ）挿入結合層および結合磁性層以外の自由層の縦断面図、（ｂ）ゼロ磁場での結合磁性層の表面の磁気光学カー効果を示す顕微鏡写真（図中の矢印は、予想される磁化方向）である。

【図4】本発明の実施の形態の磁気センサに対する他の比較例（比較例２）の磁気センサの、（ａ）挿入結合層および結合磁性層以外の自由層の縦断面図、（ｂ）ゼロ磁場での結合磁性層の表面の磁気光学カー効果を示す顕微鏡写真（図中の矢印は、予想される磁化方向）である。

【図5】図１に示す磁気センサの、（ａ）挿入結合層および結合磁性層以外の自由層の縦断面図、（ｂ）ゼロ磁場での結合磁性層の表面の磁気光学カー効果を示す顕微鏡写真（図中の矢印は、予想される磁化方向）である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図５は、本発明の実施の形態の磁気センサを示している。
図１に示すように、磁気センサ１０は、磁気抵抗効果素子から成り、基板１１とバッファ層１２と自由層１３と障壁層１４と参照層１５とキャップ層１６とを有している。

【0018】

磁気センサ１０は、基板１１の上に、バッファ層１２、自由層１３、障壁層１４、参照層１５、キャップ層１６の順番で積層して形成されている。基板１１は、ＳｉウエハやＳＯＩウエハから成っている。バッファ層１２は、基板１１と自由層１３との格子不整合を緩和するために、基板１１の上に配置されている。バッファ層１２は、例えば、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｒ、ＴａＢ等、もしくはそれらの積層構造から成っている。

【0019】

自由層１３は、バッファ層１２の上に配置されており、非磁性体から成る第１磁気分断層２１と、１対の細分化層２２と、非磁性体から成る挿入結合層２３と、結合磁性層２４とを有している。各細分化層２２は、第１磁気分断層２１の両側に配置され、２つの磁性層２２ａと、非磁性体から成る第２磁気分断層２２ｂとを有している。各磁性層２２ａは、軟磁性体から成り、磁化方向が変化可能になっている。各細分化層２２の２つの磁性層２２ａは、それぞれの磁化方向が互いに反平行を成しており、外部からの磁束の影響を受けて、層の表面に平行な方向で変化可能になっている。各磁性層２２ａは、例えば、層厚が２０ｎｍ以上であり、軟質磁性材料のＣｏＦｅＳｉＢアモルファスや、軟磁性材料のＮｉＦｅ等から成っている。第２磁気分断層２２ｂは、各磁性層２２ａの間に配置されている。

【0020】

第１磁気分断層２１は、その両側に配置された各細分化層２２の、それぞれ第１磁気分断層２１の側に配置された２つの磁性層２２ａが静磁結合するよう設けられている。また、第２磁気分断層２２ｂは、両側の各磁性層２２ａが静磁結合するよう設けられている。第１磁気分断層２１および第２磁気分断層２２ｂは、それらを挟む磁性層２２ａが、ＲＫＫＹ相互作用を発現せず、静磁結合可能な層厚を有していることが好ましい。さらに、第１磁気分断層２１および第２磁気分断層２２ｂは、それらを挟む磁性層２２ａの磁気秩序を分断可能な層厚を有していることが好ましい。特に、第１磁気分断層２１は、それを挟む２つの磁性層２２ａの磁気秩序を確実に分断し、第２磁気分断層２２ｂは、それを挟む２つの磁性層２２ａを確実に静磁結合することが好ましい。このため、第１磁気分断層２１の層厚が、第２磁気分断層２２ｂの層厚よりも大きくなっていてもよい。

【0021】

第１磁気分断層２１および第２磁気分断層２２ｂは、例えば、Ｒｕ、Ｔａ、ＴａＢから成っている。また、第１磁気分断層２１および第２磁気分断層２２ｂは、例えば、層厚が２ｎｍ乃至５０ｎｍであり、特に、第１磁気分断層２１の層厚が８ｎｍ乃至１２ｎｍであり、第２磁気分断層２２ｂの層厚が２ｎｍ乃至５ｎｍであることが好ましい。

【0022】

挿入結合層２３は、一方の細分化層２２の第１磁気分断層とは反対側に配置されている。結合磁性層２４は、挿入結合層２３の一方の細分化層２２とは反対側に配置されている。結合磁性層２４は、強磁性体から成り、磁化方向が層の表面に平行な方向で変化可能に構成されている。結合磁性層２４は、その磁化方向が、一方の細分化層２２の各磁性層２２ａのうち、挿入結合層２３の側の磁性層２２ａの磁化方向に対して反平行の状態を維持するよう、その磁性層２２ａの磁化方向の変化に追従して変化可能に構成されている。

【0023】

挿入結合層２３は、例えばＲｕまたはＴａから成り、結合磁性層２４の磁化方向が、結合磁性層２４とは反対側の磁性層２２ａの磁化方向の変化に追従して変化できる層厚を有している。挿入結合層２３の層厚は、例えば、１．５ｎｍ以下である。また、結合磁性層２４は、例えばＣｏＦｅＢから成り、その体積が、自由層１３の各磁性層２２ａを合わせた体積と比べて、十分に小さくなるような層厚を有している。

【0024】

自由層１３は、バッファ層１２の上に、他方の細分化層２２、第１磁気分断層２１、一方の細分化層２２、挿入結合層２３、結合磁性層２４の順番で積層して形成されている。

【0025】

障壁層１４は、絶縁材料から成り、バッファ層１２とは反対側の自由層１３の上、すなわち結合磁性層２４の挿入結合層２３とは反対側に配置されている。障壁層１４は、例えば、ＭｇＯ、Ｍｇ－Ａｌ－Ｏ、ＡｌＯｘ等から成り、層厚が１ｎｍ～５ｎｍ程度である。

【0026】

参照層１５は、強磁性体から成り、自由層１３とは反対側の障壁層１４の上に配置されている。参照層１５は、磁化方向が層の表面に平行な方向で固定されている。なお、自由層１３の各磁性層２２ａは、磁化方向が、参照層１５の磁化方向に対して垂直な方向から、反対向きの垂直な方向までの間で変化可能になっている。参照層１５は、例えばＣｏＦｅＢから成っている。

【0027】

キャップ層１６は、参照層１５の磁化を固定するために、障壁層１４とは反対側の参照層１５の上に配置されている。キャップ層１６は、例えば、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＦｅＭｎなどの反強磁性体から成っている。また、キャップ層１６は、参照層１５の上部にＲｕ等からなる結合層を設け、その上にＣｏＦｅ等の参照用磁性層を配置し、さらにその上にＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＦｅＭｎなどの反強磁性体を設けた構造としてもよい。

【0028】

次に、作用について説明する。
磁気センサ１０は、非磁性体から成る第１磁気分断層２１の両側に１対の細分化層２２が配置されており、第１磁気分断層２１を挟む２つの磁性層２２ａだけでなく、各細分化層２２中の第２磁気分断層２２ｂを挟む２つの磁性層２２ａも静磁結合しているため、各磁性層２２ａの内部に複数の磁区が形成されるのを抑制し、素子単体でノイズを低減することができる。特に、第１磁気分断層２１に関して、その両側に各細分化層２２が対称に配置されているため、さらに効果的にノイズを低減することができる。

【0029】

なお、図２に示すように、磁気センサ１０は、自由層１３が、第１磁気分断層２１の両側にそれぞれ同じ数だけ積層して配置された複数対の細分化層２２を有していてもよい。図２は、細分化層２２を２対有する場合であるが、細分化層２２を３対以上有していてもよい。この場合、第１磁気分断層２１の両側で各細分化層２２の間に配置された複数の第３磁気分断層２５を有し、第３磁気分断層２５は、その両側に配置された各細分化層２２の、それぞれ第３磁気分断層２５の側に配置された２つの磁性層２２ａが静磁結合するよう設けられている。これにより、第３磁気分断層２５を挟む２つの磁性層２２ａも静磁結合しているため、各磁性層２２ａの内部に複数の磁区が形成されるのを抑制し、ノイズを低減することができる。また、この場合も、第１磁気分断層２１に関して、その両側に各細分化層２２が対称に配置されているため、素子単体でさらに効果的にノイズを低減することができる。

【0030】

また、この場合、第３磁気分断層２５は、それらを挟む磁性層２２ａが、ＲＫＫＹ相互作用を発現せず、静磁結合可能な層厚を有していることが好ましい。さらに、第３磁気分断層２５は、それらを挟む磁性層２２ａの磁気秩序を確実に分断可能な層厚を有していることが好ましい。このため、第３磁気分断層２５の層厚は、第１磁気分断層２１の層厚よりも小さく、第２磁気分断層２２ｂの層厚と同じ程度であることが好ましい。第３磁気分断層２５は、例えば、ＲｕまたはＴａから成っている。また、第３磁気分断層２５は、例えば、層厚が２ｎｍ乃至１２ｎｍであり、特に層厚が２ｎｍ乃至５ｎｍであることが好ましい。

【実施例0031】

図１に示す磁気センサ１０（以下、本発明の磁気センサ１０）を製造し、顕微鏡により磁気光学カー効果の観察を行った。また、比較例として、図３（ａ）に示すように、自由層１３が、１対または複数対の細分化層２２を有さず、挿入結合層２３および結合磁性層２４の他に、１層の強磁性層３１のみから成る構造の場合（以下、比較例１）と、図４（ａ）に示すように、磁気分断層３２と、その両側に配置された１対の強磁性層３１から成る構造の場合（比較例２）についても、同様に磁気光学カー効果の観察を行った。

【0032】

まず、マグネトロンスパッタリングを用いて、基板１１の上に各層を成膜し、本発明の磁気センサ１０、ならびに、比較例１および２の磁気センサを製造した。本発明の磁気センサ１０は、図５（ａ）に示すように、自由層１３の第１磁気分断層２１が、層厚１０ｎｍのＲｕ層から成り、自由層１３の各細分化層２２の第２磁気分断層２２ｂが、層厚２．５ｎｍのＲｕ層から成り、各細分化層２２の各磁性層２２ａが、層厚２５ｎｍのＣｏ_70.5Ｆｅ_4.5Ｓｉ₁₅Ｂ₁₀のアモルファス層から成っている。また、比較例１は、図３（ａ）に示すように、自由層１３の強磁性層３１が、層厚７０ｎｍのＣｏ_70.5Ｆｅ_4.5Ｓｉ₁₅Ｂ₁₀のアモルファス層から成っている。また、比較例２は、図４（ａ）に示すように、自由層１３の磁気分断層３２が、層厚１０ｎｍのＲｕ層から成り、自由層１３の各強磁性層３１が、層厚５０ｎｍのＣｏ_70.5Ｆｅ_4.5Ｓｉ₁₅Ｂ₁₀のアモルファス層から成っている。

【0033】

また、本発明の磁気センサ１０、ならびに、比較例１および２の磁気センサはいずれも、基板１１が、熱酸化膜付きＳｉウエハから成り、バッファ層１２が、層厚５ｎｍのＴａ層から成り、自由層１３の挿入結合層２３が、層厚０．４ｎｍのＲｕ層から成り、自由層１３の結合磁性層２４が、層厚３ｎｍのＣｏＦｅＢ層から成り、障壁層１４が、層厚２ｎｍのＭｇＯ層から成り、参照層１５が、層厚３ｎｍのＣｏＦｅＢ層から成り、キャップ層１６が、層厚０．９ｎｍのＲｕ層、層厚２ｎｍのＣｏＦｅ層、および層厚１０ｎｍのＩｒＭｎ層から成っている。

【0034】

図３（ａ）に示す比較例１、図４（ａ）に示す比較例２、および図５（ａ）に示す本発明の磁気センサ１０の、ゼロ磁場での自由層１３の表面（結合磁性層２４の表面）の、磁気光学カー効果の顕微鏡写真を、それぞれ図３（ｂ）、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示す。なお、各図中の矢印は、予想される磁化方向を示している。また、図中の磁場は、各図の横方向（右向きがプラス）に印加されている外部磁場の大きさを示している。

【0035】

図３（ｂ）に示すように、自由層１３の強磁性層３１が１つである比較例１では、結合磁性層２４内に濃淡が認められ、磁化方向が異なる複数の磁区が形成されていることが確認された。また、図４（ｂ）に示すように、自由層１３の強磁性層３１が２つである比較例２では、結合磁性層２４の大部分が同じ濃さであるが、一部に薄い部分が認められ、磁化方向が異なる小さい磁区が形成されていることが確認された。これに対し、図５（ｂ）に示すように、本発明の磁気センサ１０では、結合磁性層２４内に濃淡が認められず、複数の磁区の形成は確認されなかった。このように、本発明の磁気センサ１０では、複数の磁区の形成が抑制されており、素子単体でノイズを低減することができるといえる。

【符号の説明】

【0036】

１０ 磁気センサ
１１ 基板
１２ バッファ層
１３ 自由層
２１ 第１磁気分断層
２２ 細分化層
２２ａ 磁性層
２２ｂ 第２磁気分断層
２３ 挿入結合層
２４ 結合磁性層
１４ 障壁層
１５ 参照層
１６ キャップ層

２５ 第３磁気分断層
３１ 強磁性層
３２ 磁気分断層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】