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曲げられるホール素子を実現！量産展開に適し、感度の温度安定性も抜群
従来ホール効果を利用した磁気センサ（ホール素子、ホールIC等）の材料としては、化合物半導体であるGaAsやInSbなどが知られている。単結晶薄膜における高移動度を利用して高感度なセンサ特性を提供しているが、作製温度、作製手法、動作温度範囲の制約が厳しい点などに課題があった。 本発明は、上記課題のいくつかを解決する、Fe-Sn混晶をベースとする磁性金属薄膜の磁気センサである。室温堆積の汎用的手法で、広い温度範囲で安定したセンサ特性を示す特長をもつホール素子を提供する。
高TMR比・高センサ感度・コストダウンを達成。従来のFeSiAl合金より広い組成範囲で作製可能。
高感度磁気センサとして、磁気トンネル接合(MTJ)素子のトンネル磁気抵抗(TMR)効果を利用したTMRセンサがあり、MTJ素子は自由層の磁気異方性を制御することでTMRセンサの特性を制御できる。このことから、室温で生体の微弱な磁場を検出する生体磁気計測装置、非接触の例えば電気自動車のバッテリ残量検知、コンクリート構造物中の鉄筋の破断や劣化を検知する非破壊検査用磁気センサ、等への応用が期待される。 従来、TMRセンサに利用可能なMTJ素子の自由層として、NiFe合金やCoFeB合金、CoFeSiB合金などが開発されているが、さらなる高感度化やコストダウンが求められている。 そこで本発明ではFeSiAl合金(センダスト)に着目し、これまで製造できていなかったナノメートルオーダーのセンダスト薄膜を製造し、自由層に適用することで、NiFe合金等と同程度のセンサ感度を達成するMTJ素子を作製した。また従来考えられていたセンダストの中心組成より広い範囲で、優れた軟磁性特性を示すことも明らかとなった。
