一般来说，向硬盘等的记录介质进行磁信息的写入和读出的磁记 录再生装置配备包含磁记录头和磁再生头而成的薄膜磁头。其中，在 再生头部，通过利用所谓巨磁阻效应(Giant Magnet-Resistive Effect) 而具有执行作为磁信息的数字信号的再生的巨磁阻效应元件(以下， 称为GMR元件)。
薄膜磁头中所使用的GMR元件一般形成图19所示那样的旋转阀 结构。具体地说，它是包含磁化方向被固定于恒定方向的固定层121、 磁化方向随外部磁场变化的自由层123和夹在这些固定层121与自由 层123之间的中间层122的层叠体120(例如，参照专利文献1和2)。 此处，固定层121的上表面(与中间层122相反一侧的面)和自由层 123的下表面(与中间层122相反一侧的面)分别用未图示的保护膜 保护。固定层121详细地例如如图20所示，从中间层122一侧起依 次层叠磁化固定膜124和反铁磁性膜125。磁化固定膜124可以是单 层，也可以是如图21所示从中间层122一侧起依次形成了铁磁性膜 141、交换结合膜142和铁磁性膜143的合成型。另一方面，自由层123 可以是单层，也可以是例如如图22所示从中间层122一侧起依次形 成铁磁性膜131、中间膜132和铁磁性膜133，铁磁性膜131与铁磁 性膜133进行了交换结合的结构。这样的旋转阀结构用溅射及真空蒸 镀等方法形成。
关于薄膜磁头中所使用的GMR元件的固定层及自由层中的构成 材料，例如已在专利文献3中公布。作为在固定层与自由层之间夹持 的中间层的构成材料，例如一般为铜(Cu)。可是，也开发了例如用 氧化铝(Al2O3)等的绝缘材料代替这种铜形成非常薄的中间层(隧道 阻挡层)、可利用所谓隧道效应的GMR元件。
在薄膜磁头中所使用的GMR元件中，自由层以其磁化方向随着 从磁记录介质中发生的信号磁场而自由变化的方式形成。在进行在磁 记录介质中所记录的磁信息的读出时，对GMR元件例如沿层叠面内 方向流过读出电流。此时，读出电流表现出随自由层的磁化方向的状 态而异的电阻值。因此，从记录介质发生的信号磁场的变化作为电阻 的变化而被检测。
现参照图23更详细地说明之。图23是说明旋转阀结构中的固定 层121和自由层123的磁化方向与读出电流的电阻的关系的图。用符 号J121表示固定层121的磁化方向，用符号J123表示自由层121的 磁化方向。因此，图23(A)表示固定层121与自由层123的磁化方 向互相平行的状态，图23(B)表示固定层121与自由层123的磁化 方向互相反平行的状态。在图23中沿层叠面内方向流过读出电流的 情况下，据认为该读出电流主要流过电导率高的中间层122。流过中 间层122内部的电子e在与自由层123的界面K123和与固定层121 的界面K121处，受到散射(对电阻的增加有贡献)或镜面反射(对 电阻的增加无贡献)中的任何一种。如图23(A)所示，在磁化方向 J121与磁化方向J123为互相平行的情况下，具有与这些磁化方向平 行的自旋Se的电子e在界面K121、K123处难以散射，表现出较低 的电阻。但是，如图23(B)所示，在磁化方向J121与磁化方向J123 为互相反平行的情况下，电子e在界面K121、K123中的任一处均容 易受到散射，表现出较高的电阻。再有，在图23(B)中，表示具有 纸面右方向的自旋Se的电子e在与自由层123的界面K123处受到散 射的状态。这样，在旋转阀结构的GMR元件中，读出电流的电阻随 磁化方向J123相对于磁化方向J121的角度变化。由于磁化方向J123 由外部磁场决定，所以其结果是，可检测来自记录介质的信号磁场的 变化作为读出电流的电阻变化。
通常，形成旋转阀结构的GMR元件在未施加外部磁场(H＝0) 时，自由膜(自由层)的磁化方向与磁化固定膜(固定层)的磁化方 向以互相正交的方式被构成。此处，自由层的易磁化轴方向与固定层 的磁化方向一致。以固定层的磁化方向与外部磁场的施加方向平行的 方式配置如此构成的GMR元件。通过这样做，可设自由层中的磁化 方向的工作范围的中心点为未施加外部磁场(H＝0)的状态。即，可 设外部磁场为零的状态为可随外部磁场变化而变化的电阻的振幅的中 心。因此，不必对GMR元件施加偏置磁场。
关于上述情况，参照图24和图25进行具体说明。图24是表示在 一般的硬盘装置中用安装了GMR元件的薄膜磁头读出记录介质的磁 信息的状态的图。如图24(A)所示，GMR元件120被配置在记录 介质的记录面110的附近。此时，固定层121的磁化方向J121沿着 与记录介质的记录面110正交的方向(Y轴方向)，为+Y方向，与此 同时，自由层123的磁化方向J123沿着记录介质的磁道宽度的方向 (X轴方向)，为+X方向。再有，在该时刻，假定没有来自记录介质 的信号磁场的影响。驱动硬盘装置，如图24(B)所示，当从记录介 质发生例如-Y方向的信号磁场方向J110时，磁化方向J123成为-Y 方向，成为与磁化方向J121相反的方向。因此，读出电流的电阻值 如图23中说明过的那样增加。另一方面，如图24(C)所示，当来 自记录介质的信号磁场方向J110例如为+Y方向时，磁化方向J123 成为+Y方向，成为与磁化方向J121相同的方向。因此，读出电流的 电阻值减少。利用该电阻变化，例如通过将图24(B)的状态与“0” 相关联，将图24(C)的状态与“1”相关联，可检测出信号磁场作 为2值信息。由图24(A)～图24(C)可知，磁化方向J123的振幅 的中心为图24(A)的状态(H＝0)。在图25中，示出了GMR元件 120中的外部磁场(信号磁场)H与电阻R的关系。在图25中，设 图24中的-Y方向的外部磁场为H＞0，+Y方向的外部磁场为H＜0。 如图25所示，电阻R随着-Y方向的信号磁场强度增加而增加，很快 趋于饱和。电阻R随着+Y方向的信号磁场强度增加而减少，很快趋 于饱和。这样，以外部磁场H为零的状态为中心，电阻R发生变化。 因此，在零磁场中，具有自由层的磁化方向与固定层的磁化方向互相 正交的旋转阀结构的GMR元件由于无需特别设置偏置施加装置，所 以一般适用于在硬盘和软盘，或者磁带等中所记录的磁信息的读出。 再有，磁化方向的正交化主要经过决定固定层的磁化方向的有序化热 处理工序和后续的决定自由层的磁化方向的正交化热处理工序进行。
在图26中，示出了形成固定层121的磁化方向J121与自由层123 的磁化方向J123互相正交的层叠体120的工序的概略。具体地说， 首先，例如一边施加+X方向的磁场H101，一边用溅射法等使自由层 123成膜，在固定了易磁化轴方向AE123(参照图26(A))以后，依 次形成中间层122和固定层121。其次，如图26(B)所示，在与磁 场H101正交的方向(例如+Y方向)施加磁场H102，同时在规定的 温度下进行退火处理(有序化热处理工序)。由此，在磁场H102的方 向，磁化方向J121、J123一致。此外，如图26(C)所示，一边在 与磁场H102正交的方向(+X方向)施加强度较弱的磁场H103，一 边在稍低的温度下进行退火处理(正交化热处理工序)。由此，磁化 方向J121保持固定，只有磁化方向J123再次指向+X方向。其结果 是，完成了磁化方向J121、J123互相正交的层叠体120。
如上所述，经过了正交化热处理的旋阀结构的GMR元件对于在 获得高输出的同时获得高动态范围是有效的，适合于进行了数字记录 的磁化反转信号的再生。再有，在这样的GMR元件以前，一般采用 利用了各向异性磁阻效应(AMR)的AMR元件作为数字记录信号的 再生装置。该AMR元件不限于数字信号，迄今也可被用作模拟信号 的再生装置(例如，参照专利文献4)。
[专利文献1]美国专利第5159513号说明书
[专利文献2]美国专利第5206590号说明书
[专利文献3]美国专利第5549978号说明书
[专利文献4]特表平9-508214号公报
与这样的AMR元件同样地，对于GMR元件也正在研讨作为模 拟信号的再生装置的应用。可是，在进行了正交化热处理的GMR元 件的自由层123中，当从微观的现点观察时，就如图27所示，在用 磁壁123W隔开的各磁畴123D的自旋方向123S看到其分散性，在恒 定的方向并不一致。这样的自旋方向123S的扰动作为外部磁场H与 电阻R的关系中的磁滞特性表现出来。先前所示的图25是与自由层 的各磁畴的自旋方向在一个方向完全一致的理想状态对应的图，实际 上，由于自旋方向123S产生分散性，所以如图28所示的那样，描绘 出磁滞曲线HCl，在零磁场中发生偏移值。如图29所示，该偏移值 的发生作为较低频段中的1/f噪声(1/f噪声)出现。1/f噪声在某个频 率f以下发生，频率f越低，1/f噪声就越显著。在图29中，对于“噪 声电压密度”而言，示出了在频率f的降低的同时与白噪声分量N1 相比1/f噪声分量N2的影响增大的状态。该1/f噪声的增大由于是使 系统整体的可靠性下降的重大因素，因而是不理想的。

本发明是鉴于这样的问题而进行的，其第1目的在于，提供一种 能够抑制磁滞现象的显现，降低1/f噪声，并以高灵敏度且稳定地检 测出信号磁场的磁检测元件及其形成方法。本发明的第2目的在于提 供配备了那种磁检测元件的磁传感器和电流计。
本发明的磁检测元件配备了包含具有被固定于恒定方向的磁化方 向的固定层、磁化方向随外部磁场变化并且在该外部磁场为零时磁化 方向平行于固定层的磁化方向的自由层和夹在固定层与自由层之间的 中间层的层叠体。此处，所谓“平行”，意指除了固定层的磁化方向 和自由层的磁化方向严格地形成0°的情形外，还包含形成起因于制 造上所产生的误差及物理性质上的分散性等的程度的趋势的情形。
在本发明的磁检测元件中，通过构成为在外部磁场为零时固定层 的磁化方向与自由层的磁化方向互相平行，与在外部磁场为零时固定 层与自由层表现出互相正交的磁化方向的情形相比，减少了自由层中 的各磁畴的自旋方向的分散性。特别是，在自由层的易磁化轴方向与 固定层的磁化方向为平行时，各磁畴的自旋方向容易取得一致。因此， 在流过读出电流时，抑制了外部磁场的变化与电阻变化的关系中的磁 滞现象的显现。
在本发明的磁检测元件中，还可以具有在与固定层的磁化方向正 交的方向对自由层施加偏置磁场的偏置施加装置。此时，偏置施加装 置能够用沿永久磁铁或固定层的磁化方向延伸的偏置电流线之中的任 一方构成。
本发明的磁传感器配备了：在第1连接点处，由互相连接的第1 和第2磁检测元件构成的第1磁检测模块；以及在第2连接点处，由 互相连接的第3和第4磁检测元件构成的第2磁检测模块。此处，在 第1和第2磁检测模块中，第1磁检测元件中的与第1连接点相反一 侧的端部同第4磁检测元件中的与第2连接点相反一侧的端部在第3 连接点处被连接，与此同时，第2磁检测元件中的与第1连接点相反 一侧的端部同第3磁检测元件中的与第2连接点相反一侧的端部在第 4连接点处被连接，在第3连接点与第4连接点之间施加电压时在第 1和第2连接点处构成桥式电路以便进行输出的检测。此外，第1至 第4磁检测元件分别配备：包含具有被固定于恒定方向的磁化方向的 固定层、磁化方向随外部磁场变化并且在该外部磁场为零时磁化方向 平行于固定层的磁化方向的自由层和夹在固定层与自由层之间的中间 层的层叠体；以及在与固定层的磁化方向正交的方向对该层叠体施加 偏置磁场的偏置施加装置。
在本发明的磁传感器中，偏置施加装置可用沿永久磁铁或固定层 的磁化方向延伸的偏置电流线之中的某一方构成。
另外，希望在本发明的磁传感器中，在第1和第2磁检测元件内， 各自的固定层的磁化方向互相平行，在第3和第4磁检测元件内，各 自的固定层的磁化方向互相平行。由此，对于作为检测对象的外部磁 场的方向，例如在第1和第2磁检测元件中的各固定层的磁化方向形 成同一角度。对于第3和第4磁检测元件也一样。特别是，希望第1 和第2磁检测元件被配置在沿与各自的固定层的磁化方向对应的方向 延伸的同一直线上，第3和第4磁检测元件被配置在沿与各自的固定 层的磁化方向对应的方向延伸的同一直线上。这样一来，作为磁传感 器整体，可谋求紧凑化。此时，第1和第2磁检测元件可在第1基板 上形成，第3和第4磁检测元件可在与第1基板不同的第2基板上形 成。此处，所谓“各自的固定层的磁化方向互相平行”，意指除了各 自的固定层的磁化方向严格地形成0°的情形(形成完全平行的情形) 外，还包含起因于制造上所产生的误差等从而与严格的0°偏离一个 规定的角度(例如10°以下的角度)的情形。另外，在此处，所谓“配 置在沿与各自的固定层的磁化方向对应的方向延伸的同一直线上”， 意指除了被配置在形成与各自的固定层的磁化方向完全平行的同一直 线上的情形外，还包含被配置在起因于制造上所产生的误差等从而形 成从严格的0°倾斜了一个规定的角度(例如10°以下的角度)的角 度的同一直线上的情形。但是，在所有的情形中，形成严格的0°的 情形(完全平行的情形)是最好的状态。再有，所谓“同一直线”是 表示空间的位置关系的假想线，而不是进行物理上的连结的实物。
另外，希望在本发明的磁传感器中，第1和第3磁检测元件的各 自的固定层的磁化方向互相平行，第2和第4磁检测元件的各自的固 定层的磁化方向互相平行。由此，对于作为检测对象的外部磁场的方 向，例如在第1和第3磁检测元件中的各固定层的磁化方向形成同一 角度。对于第2和第4磁检测元件也一样。特别是，希望第1和第3 磁检测元件被配置在沿与各自的固定层的磁化方向对应的方向延伸的 同一直线上，第2和第4磁检测元件被配置在沿与备自的固定层的磁 化方向对应的方向延伸的同一直线上。这样一来，作为磁传感器整体， 可谋求紧凑化。此时，第1和第3磁检测元件可在第1基板上形成， 第2和第4磁检测元件可在与第1基板不同的第2基板上形成。
本发明的电流计是通过检测由检测对象电流所产生的磁场来测定 检测对象电流的电流计，它配备了：在第1连接点处，由互相连接的 第1和第2磁检测元件构成的第1磁检测模块；以及在第2连接点处， 由互相连接的第3和第4磁检测元件构成的第2磁检测模块。此处， 在第1和第2磁检测模块中，第1磁检测元件中的与第1连接点相反 一侧的端部同第4磁检测元件中的与第2连接点相反一侧的端部在第 3连接点处被连接，与此同时，第2磁检测元件中的与第1连接点相 反一侧的端部同第3磁检测元件中的与第2连接点相反一侧的端部在 第4连接点处被连接，在第3连接点与第4连接点之间施加电压时在 第1和第2连接点处构成桥式电路以便进行输出的检测。此外，第1 至第4磁检测元件分别配备：包含具有被固定于恒定方向的磁化方向 的固定层、磁化方向随外部磁场变化并且在该外部磁场为零时磁化方 向平行于固定层的磁化方向的自由层和夹在固定层与自由层之间的中 间层的层叠体；以及在与固定层的磁化方向正交的方向对该层叠体施 加偏置磁场的偏置施加装置，由检测对象电流所产生的磁场被构成为 用第1至第4磁检测元件分别检测。特别是，检测对象电流最好与固 定层的磁化方向平行或反平行地流过。
在本发明的磁传感器和电流计中，在第1至第4磁检测元件内， 通过构成为在外部磁场为零时固定层与自由层表现出互相平行的磁化 方向，与在外部磁场为零时固定层与自由层表现出互相正交的磁化方 向的情形相比，减少了自由层中的各磁畴的自旋方向的分散性。特别 是，在自由层的易磁化轴方向与固定层的磁化方向平行时，各磁畴的 自旋方向容易取得一致。因此，在第1至第4磁检测元件的每一个内 流过读出电流时，抑制了外部磁场的变化与电阻变化的关系中的磁滞 现象的显现。
本发明的磁检测元件的形成方法包含：通过依次形成磁化方向随 外部磁场变化的第1铁磁性层、中间层和具有矫顽力比第1铁磁性层 大的第2铁磁性层而形成层叠体的层叠工序；以及进行有序化以使第 1和第2铁磁性层的磁化方向互相平行的有序化工序，按照该有序化 工序，结束外部磁场为零时的初始状态中的第1和第2铁磁性层的磁 化方向的设定。此处，所谓“初始状态”，是指具有特定方向的外部 磁场不存在的状态，意味着在进行外部磁场的检测时成为基准的状 态。
在本发明的磁检测元件的形成方法中，由于按照有序化工序，结 束外部磁场为零时的初始状态中的第1和第2铁磁性层的磁化方向的 设定，与第1铁磁性层与第2铁磁性层具有互相正交的磁化方向的情 形相比，减少了第1铁磁性层中的各磁畴的自旋方向的分散性。特别 是，当形成第1铁磁性层使之具有易磁化轴，进行有序化使第1和第 2铁磁性层的磁化方向与易磁化轴平行时，更减少了自旋方向的分散 性。因此，在流过读出电流时，抑制了外部磁场的变化与电阻变化的 关系中的磁滞现象的显现。
在本发明的磁检测元件的形成方法中，希望通过施加1.6kA/m至 160kA/m的磁场，同时在250℃至400℃的温度下进行退火处理而进 行有序化。另外，在形成第1铁磁性层的工序中，可通过一边施加恒 定方向的磁场、一边成膜来决定易磁化轴的方向。
按照本发明的磁检测元件，由于配备了包含具有被固定于恒定方 向的磁化方向的固定层、磁化方向随外部磁场变化并且在该外部磁场 为零时磁化方向平行于固定层的磁化方向的自由层和夹在固定层与自 由层之间的中间层的层叠体，所以在流过读出电流时，可抑制电阻变 化对外部磁场的变化的磁滞现象的显现，减少零磁场中的偏移值。因 此，可抑制1/f噪声，并以高灵敏度且稳定地检测出信号磁场。此时， 由于可准确地并且连续地测定磁场强度的大小本身的值，所以不限于 数字传感器，在模拟传感器中的应用也变得十分可能。特别是，由于 在使自由层具有与固定层的磁化方向平行的易磁化轴时，更能减少零 磁场中的偏移值，所以其结果是，更能提高灵敏度和稳定性。
按照本发明的磁检测元件，在具有与固定层的磁化方向正交的方 向对自由层施加偏置磁场的偏置施加装置时，通过施加恰当强度的偏 置磁场，可使读出电流的电阻变化对外部磁场的关系为线性。此处， 在利用沿固定层的磁化方向延伸的偏置电流线构成偏置施加装置时， 通过决定流过偏置电流的方向，也决定了偏置磁场的方向。
按照本发明的磁传感器和电流计，配备了：在第1连接点处，由 互相连接的第1和第2磁检测元件构成的第1磁检测模块；以及在第 2连接点处，由互相连接的第3和第4磁检测元件构成的第2磁检测 模块，在第1和第2磁检测模块中，第1磁检测元件中的与第1连接 点相反一侧的端部同第4磁检测元件中的与第2连接点相反一侧的端 部在第3连接点处被连接，与此同时，第2磁检测元件中的与第1连 接点相反一侧的端部同第3磁检测元件中的与第2连接点相反一侧的 端部在第4连接点处被连接，在第3连接点与第4连接点之间施加电 压时在第1和第2连接点处构成桥式电路以便进行输出的检测，由于 第1至第4磁检测元件分别配备：包含具有被固定于恒定方向的磁化 方向的固定层、磁化方向随外部磁场变化并且在该外部磁场为零时磁 化方向平行于固定层的磁化方向的自由层和夹在固定层与自由层之间 的中间层的层叠体；以及在与固定层的磁化方向正交的方向对该层叠 体施加偏置磁场的偏置施加装置，所以在流过读出电流时，可抑制电 阻变化对外部磁场的变化的磁滞现象的显现，减少零磁场中的偏移 值。因此，可抑制1/f噪声，并以高灵敏度且稳定地检测出信号磁场。 通过构成桥式电路，与仅用1个磁检测元件进行检测的情形相比，可 提高可靠性，即使是微弱的磁场，也能以高灵敏度稳定地检测出。此 时，由于可准确地并且连续地测定磁场强度的大小本身的值，所以不 仅作为数字传感器，作为模拟传感器也是很适当的。特别是，在本发 明的电流计中，由于第1至第4磁检测元件分别检测出由检测对象电 流所产生的检测对象磁场，所以适合于更高精度的电流测定。
按照本发明的磁检测元件的形成方法，包含：通过依次形成磁化 方向随外部磁场变化的第1铁磁性层、中间层和具有矫顽力比第1铁 磁性层大的第2铁磁性层而形成层叠体的层叠工序；以及进行有序化 以使第1和第2铁磁性层的磁化方向互相平行的有序化工序，按照该 有序化工序，由于结束了外部磁场为零时的初始状态中的第1和第2 铁磁性层的磁化方向的设定，所以与第1铁磁性层与第2铁磁性层表 现出互相正交的磁化方向的情形相比，可得到减少了第1铁磁性层中 的各磁畴的自旋方向的分散性的结构。特别是，当形成第1铁磁性层 使之具有易磁化轴，进行有序化使第1和第2铁磁性层的磁化方向与 易磁化轴平行时，得到更减少了自旋方向的分散性的结构。因此，可 抑制1/f噪声，并以高灵敏度且稳定地检测出信号磁场。此时，由于 可准确地并且连续地测定磁场强度的大小本身的值，所以不限于数字 传感器，在模拟传感器中的应用也变得十分可能。特别是，由于在使 自由层具有与固定层的磁化方向平行的易磁化轴时，更能减少零磁场 中的偏移值，所以其结果是，更能提高灵敏度和稳定性。
附图说明
图1是表示本发明第1实施形态的磁检测元件的结构的概略图。
图2是表示图1所示的构成磁检测元件的层叠体的分解斜视图。
图3是表示图2所示的层叠体中的一部分的详细的结构的斜视图。
图4是表示图2所示的层叠体中的一部分的更详细的结构的斜视 图。
图5是表示图2所示的层叠体中的另一部分的详细的结构的斜视 图。
图6是示意性地表示了图2所示的层叠体的自由层中的自旋方向 分布的概念图。
图7是表示图1所示的磁检测元件中的电阻变化率与磁场的依赖 关系的特性图。
图8是表示图1所示的磁检测元件的形成工序的概念图。
图9是表示本发明第2实施形态的磁传感器的结构的概略图。
图10是说明对图9所示的磁传感器施加了外部磁场时的电阻变化 量用的电路图。
图11是表示图9所示的磁传感器的第1变例的概略图。
图12是表示图9所示的磁传感器的第2变例的概略图。
图13是表示图9所示的磁传感器的第3变例的概略图。
图14是表示图9所示的磁传感器的第4变例的概略图。
图15是表示图9所示的磁传感器的第5变例的概略图。
图16是表示图9所示的磁传感器的第6变例的概略图。
图17是表示图9所示的磁传感器的第7变例的概略图。
图18是表示图1所示的构成磁检测元件的层叠体的另一结构例的 剖面图。
图19是表示形成现有的旋转阀结构的层叠体的结构的分解斜视 图。
图20是表示图19所示的层叠体中的一部分的详细的结构的斜视 图。
图21是表示图19所示的层叠体中的一部分的更详细的结构的斜 视图。
图22是表示图19所示的层叠体中的另一部分的详细的结构的斜 视图。
图23是说明一般的GMR效应的作用用的说明图。
图24是说明安装了图19所示的层叠体的薄膜磁头的工作用的说 明图。
图25是表示图19所示的层叠体中的外部磁场(信号磁场)与电 阻的关系的特性图。
图26是表示图19所示的层叠体的形成工序的概念图。
图27是示意性地表示了图19所示的层叠体的自由层中的自旋方 向分布的概念图。
图28是表示图19所示的层叠体中的电阻变化率与磁场的依赖关 系的特性图。
图29是表示图19所示的层叠体中所发生的噪声与频率的依赖关 系的特性图。

以下，参照附图详细说明本发明的实施形态。
[第1实施形态]
首先，参照图1～图5，说明作为本发明第1实施形态的磁检测元 件的结构。
图1是表示本实施形态的磁检测元件10的概略结构的图。图1(A) 表示磁检测元件10的平面结构，图1(B)表示图1(A)所示的IB- IB剖断线的箭头方向中的磁检测元件10的剖面结构。图1(C)表示 与图1(A)对应的等效电路。磁检测元件10是检测它所处的环境中 的磁场(外部磁场)的有无及大小的图。
如图1(A)所示，在磁检测元件10中，层叠体20和与之邻接设 置的作为偏置施加装置的偏置电流线30在未图示的基板上形成。在 后面将要详述，层叠体20具有其磁化方向被固定于恒定方向(在图1 中，为+Y方向)的固定层。偏置电流线30在层叠体20的附近被配 置成沿固定层的磁化方向延伸。可将偏置电流31流到偏置电流线30 中。如图1(A)、(B)所示，偏置电流31可沿箭头的方向(在层叠 体20的附近，为+Y方向)流过，或者也可沿相反的方向(在层叠体 20的附近，为-Y方向)流过。再有，偏置电流线30与层叠体20电 绝缘。与偏置电流线30不同，用导线与层叠体20连接，在端子T1、 T2之间可流过读出电流。此处，由于层叠体20可视作电阻体，所以 磁检测元件10成为图1(C)所示的等效电路。
层叠体20由含磁性层的多个功能膜层叠而成，如图2所示，它是 包含具有被固定于恒定方向(例如，在图2中为Y方向)的磁化方向 J21的固定层21、表现出其磁化方向J23随外部磁场H变化并且在该 外部磁场H为零(H＝0)时平行于固定层21的磁化方向J21的自由 层23和夹在固定层21与自由层23之间、未表现出特定的磁化方向 的中间层22的层叠体。图2示出了外部磁场H为零的初始状态。此 处，固定层21的上表面(与中间层22相反一侧的面)和自由层23 的下表面(与中间层22相反一侧的面)分别用未图示的保护膜保护。 中间层22一般由例如为铜(Cu)或金(Au)等电导率高的非磁性金 属构成。此时，层叠体20是形成旋转阀结构的GMR元件，通过施 加外部磁场H，自由层23的磁化方向J23与固定层21的磁化方向J21 的相对角度发生变化。该相对角度因外部磁场H的大小和方向而异。 再有，也可由氧化铝(Al2O3)等的绝缘材料构成中间层22，形成利 用了隧道效应的隧道磁阻效应元件。另外，在图2中示出了从下部起 按自由层23、中间层22、固定层21的顺序层叠的情形的结构例，但 并不限定于此，也可按相反的顺序构成。
在图3中示出了固定层21的详细的结构。如图3所示，固定层21 形成从中间层22一侧起依次层叠了磁化固定膜24和反铁磁性膜25 的结构。磁化固定膜24由钴(Co)或钴铁合金(CoFe)等的铁磁性 材料构成。该磁化固定膜24所示的磁化方向是作为固定层21整体的 磁化方向J21。反铁磁性膜25由铂锰合金(PtMn)或铱锰合金(IrMn) 等的反铁磁性材料构成。反铁磁性膜25处于恒定方向(例如+Y方向) 的自旋磁矩与相反方向(例如-Y方向)的自旋磁矩互相完全抵消的状 态，其功能为固定磁化固定膜24的磁化方向J21。保护膜26由钽(Ta) 或铪(Hf)等的化学性质稳定的非磁性材料构成，用于保护磁化固定 膜24及反铁磁性膜25。
磁化固定膜24可以是单层结构，或者也可以是如图4所示从中间 层22一侧起依次层叠了第1铁磁性膜241、交换结合膜242和第2铁 磁性膜243的结构。具有形成图4的结构的固定层21的层叠体20是 称之为合成型旋转阀结构的层叠体。第1和第2铁磁性膜241、243 由钴或CoFe等的铁磁性材料构成，交换结合膜242例如由钌(Ru) 等的非磁性材料构成。此时，第1和第2铁磁性膜241、243经交换 结合膜242进行交换结合而表现出互相相反方向的磁化方向，所以实 现了作为磁化固定膜24整体的磁化方向的稳定。此外，可减弱从磁 化固定膜24向自由层23漏泄的漏泄磁场。
自由层23可以是单层结构，或者也可以如图5所示是2个铁磁性 膜231、233经中间膜232进行交换结合的结构。此时，可更加减小 自由层23的难磁化轴中的矫顽力。
偏置电流线30例如由铜(Cu)或金(Au)等具有高导电性的金 属材料构成，其功能为对层叠体20施加偏置磁场Hb。
接着，说明具有上述结构的磁检测元件10的作用。
自由层23与磁化固定膜24不同，其磁化方向J23随外部磁场H 的大小及方向而旋转。自由层23的易磁化轴被形成为与固定层21的 磁化方向J21平行。因此，在层叠体20中，外部磁场H为零(即， 为图2所示的初始状态)时，自由层23的易磁化轴、磁化方向J23、 磁化方向J21全部互相平行。因此，在外部磁场H为零时，自由层23 的自旋方向易于与恒定方向一致。图6是示意性地表示了自由层23 的各磁畴中的自旋方向的概念图。如图6所示，自由层23具有用磁 壁23W隔开了的多个磁畴23D，各自的自旋23S大体与同一方向(磁 化方向J23)一致。
这样，配备了自旋方向一致的自由层23的层叠体20几乎未表现 出磁滞现象。图7是表示外部磁场H与电阻变化率ΔR/R的关系的 图，而两者的关系用左右对称的、将外部磁场H＝0定为峰值的大致 为1条曲线C1表示。即，外部磁场H为零时几乎不产生偏移值。因 此，减少了在用磁检测元件10进行读出(外部磁场的检测)时的1/f 噪声。
在用本实施形态的磁检测元件10进行读出时，如图1所示，使用 了偏置电流线30，对层叠体20施加偏置磁场Hb。具体地说，借助于 例如使+Y方向的偏置电流31流过偏置电流线30，对层叠体20来说， 发生了+X方向的偏置磁场Hb。此处，磁化方向J21、J23被配置成 均为+Y方向，与偏置磁场Hb正交。这样，之所以施加偏置磁场Hb， 是因为如图7所示在外部磁场H＝0的附近曲线C1为非线性的缘故。 为了以良好的精度检测出外部磁场H的变化，希望利用与曲线C1的 与两侧斜面部分对应的2个线性区L1、L2的特性。因此，在初始状 态，必须施加与偏置点BP1或偏置点BP2中的某一个对应的大小的 偏置磁场Hb。此处，偏置点BP1、BP2位于各自的线性区L1、L2 的中心，处于表现出互相同等的电阻变化率ΔR/R的位置。
例如，在图1中，在设+X方向的磁场H为正时，最好流过+Y方 向的偏置电流31，发生相当于偏置点BP1的偏置磁场Hb(BP1)。在 该状态下施加正向(+X方向)的外部磁场H+时，从图7的曲线C1 可知，层叠体20所表现出的电阻变化率ΔR/R(与初始状态相比)降 低。反之，在施加了偏置磁场Hb(BP1)的初始状态，在施加负向(-X 方向)的外部磁场H-时，层叠体20所表现出的电阻变化率ΔR/R(与 初始状态相比)上升。另外，在流过-Y方向的偏置电流31，发生了 相当于偏置点BP2的偏置磁场Hb(BP2)的情况下，当施加正向(+X 方向)的外部磁场H+时，电阻变化率ΔR/R(与初始状态相比)上升， 当施加负向(-X方向)的外部磁场H-时，电阻变化率ΔR/R(与初始 状态相比)降低。这样，在任何情况下，由电阻变化率ΔR/R的变化 的方向可知外部磁场H的方向，而且由电阻变化率ΔR/R的变化的大 小可知外部磁场H的大小。再有，即使没有偏置施加装置，读出也大 体上是可能的。但是，在使用了偏置施加装置并使用了线性区L1、L2 后，可得到精度更好的读出。
接着，说明磁检测元件10的形成方法。以下，参照图2和图8详 细地进行说明。图8是简化磁检测元件的形成工序后所示的概念图。
在本实施形态的磁检测元件10的形成方法中，首先，在未图示的 基板上，例如使用NiFe等的软磁性材料，用溅射法等形成(作为自 由层23的)第1铁磁性层。此时，通过一边施加恒定方向(例如+Y 方向)的磁场H1一边成膜来决定易磁化轴方向AE23(参照图8(A))。 接着，例如使用钢等的非磁性金属材料形成中间层22，进而，使用其 矫顽力比第1铁磁性层大的材料(例如CoFe等)，形成(以后成为固 定层21)的第2铁磁性层(层叠工序)。其后，进行有序化，使得第 1铁磁性层的磁化方向J23和第2铁磁性层的磁化方向J21与易磁化 轴方向AE23对应(有序化工序)。具体地说，在与易磁化轴方向AE23 相同的方向(例如+Y方向)，施加具有1.6kA/m至160kA/m的强度 的磁场H2，同时在250℃至400℃的温度下进行退火处理。由此，形 成具有被固定于恒定方向(+Y方向)的磁化方向J21的固定层21， 与此同时，形成表现出与该磁化方向J21为相同的方向的易磁化轴方 向AE23和磁化方向J23的自由层23。即，按照该有序化工序，外部 磁场H为零的初始状态中的固定层21和自由层23的磁化方向J21、 J23的设定结束。由此，在基板上依次形成了自由层23、中间层22 和固定层21的层叠体20的形成结束。
如上所述，按照本实施形态的磁检测元件10及其形成方法，由于 设置了包含具有被固定于恒定方向(Y方向)的磁化方向J21的固定 层21、表现出随外部磁场H变化并且在该外部磁场H为零时平行于 磁化方向J21的磁化方向J23的自由层23和夹在固定层21与自由层 23之间的中间层22的层叠体20，所以与外部磁场H为零时固定层21 和自由层23具有互相正交的磁化方向的情况相比，可减少自由层23 中的各磁畴的自旋方向的分散性，在流过读出电流的情况下，可抑制 外部磁场H的变化与电阻变化R的关系中的磁滞现象的显现。其结 果是，能够抑制1/f噪声，并以高灵敏度且稳定地检测出信号磁场。 特别是，由于可准确地并且连续地测定磁场强度的大小的值本身，所 以作为电流计之类的模拟传感器是合适的。
[第2实施形态]
其次，参照图9，作为本发明第2实施形态，说明已在上述第1 实施形态中说明过的应用了本发明的磁检测元件的磁传感器(电流 计)的结构。
图9是表示本实施形态的磁传感器1的概略结构的图。
图9所示的磁传感器1是检测由与固定层的磁化方向平行或反平 行地流过的检测对象电流所产生的检测对象磁场的电流计。磁传感器 1配备：在第1连接点P1处，由互相连接的第1和第2磁检测元件10A、 10B构成的第1磁检测模块(以下，仅称为第1模块)11；以及在第 2连接点P2处，由互相连接的第3和第4磁检测元件10C、10D构成 的第2磁检测模块(以下，仅称为第2模块)12，这些第1和第2模 块11、12构成桥式电路。更详细地说，在第1和第2磁检测模块11、 12中，第1磁检测元件10A中的与第1连接点P1相反一侧的端部同 第4磁检测元件10D中的与第2连接点P2相反一侧的端部在第3连 接点P3处被连接，与此同时，第2磁检测元件10B中的与第1连接 点P1相反一侧的端部同第3磁检测元件10C中的与第2连接点P2 相反一侧的端部在第4连接点P4处被连接，在第3连接点P3与第4 连接点P4之间施加规定的电压时在第1和第2连接点P1、P2处构成 桥式电路以便进行输出的检测。在磁传感器1中，在一块基板40上 具有第1和第2模块11、12。
在图9中，将磁检测元件10(10A～10D)中的层叠体20(20A～20D) 作为电阻体图示出来，与此同时，用实线箭头图示固定层21 (21A～21D)的磁化方向J21(J21A～J21D)。另外，用虚线箭头表 示偏置电流线30(30A～30D)和偏置电流31(31A～31D)的方向。此 处，偏置电流线30A～30D既可分别独立地设置，又可例如连接起来 作为1条描绘出“8”字。不管怎样，可被构成为：在用虚线箭头所 示的方向，各偏置电流31A～31D流过如图9所示连接成的各层叠体 20A～20D。各层叠体20A～20D中的磁化方向J21A～J21D完全与同一 方向(+Y方向)一致。此外，第1和第2磁检测元件10A、10B被 配置在沿与磁化方向J21A、J21B对应的方向延伸的同一直线上，第 3和第4磁检测元件10C、10D被配置在沿与磁化方向J21C、J21D 对应的方向延伸的同一直线上。偏置电流31A、31C的方向由于是+Y 方向，所以对层叠体20A、20C在+X方向施加偏置磁场Hb(此处未 图示)(即，Hb＞0)。此处，调节偏置电流31A、31C，使之形成图7 所示的特性图中的与偏置点BP1对应的大小的偏置磁场Hb。另一方 面，偏置电流31B、31D的方向由于是-Y方向，所以对层叠体20B、 20D在-X方向施加偏置磁场Hb(此处未图示)(即，Hb＜0)。此处， 调节偏置电流31B、31D，使之形成图7所示的特性图中的与偏置点 BP2对应的大小的偏置磁场Hb。通过使用这样的结构的磁传感器1， 检测出外部磁场是可能的。
例如，可考虑测定由在+Y方向流过的电流(检测对象电流)I所 发生、遍及磁传感器1的整体在+X方向所施加的作为检测对象磁场 的外部磁场H+的大小的情形。以下，除了图9外，还参照图10进行 说明。图10是说明施加了外部磁场时的电阻变化量用的电路图。
在图10中，分别用符号RA～RD表示在未施加外部磁场H+的状 态下流过读出电流i0时的层叠体20A～20D的电阻值。读出电流i0在 第3连接点P3处被分流。其后，通过了层叠体20A、20B的读出电 流i1与通过了层叠体20D、20C的读出电流i2在第4连接点P3处合 流。此时，第3连接点P3与第4连接点P4之间的电位差V可表示 为
V＝i1RA+i1RB＝i2RD+i2RC
 ＝i1(RA+RB)＝i2(RD+RC)    ...(1)
另外，第1连接点P1上的电位V1和第2连接点P2上的电位V2可 分别表示为
V1＝V-i1RA
V2＝V-i2RD
从而，第1连接点P1与第2连接点P2之间的电位差V0为
V0＝V1-V2
  ＝(V-i1RA)-(V-i1RD)
  ＝i2RD-i1RA    ...(2)
此处，从式(1)得到
V0＝RD/(RD+RC)·V-RA/(RA+RB)·V
  ＝{RD/(RD+RC)-RA/(RA+RB)}·V    ...(3)
在该桥式电路中，在施加了外部磁场H+时，通过测定上述的式(3) 中所示的第1与第2连接点P1、P2之间的电压V0，得到电阻变化量。 在施加了外部磁场H+时，如假定电阻值RA～RD分别增加了变化量 ΔRA～ΔRD，即，如假定电阻值RA～RD分别变化为
RA→RA+ΔRA
RB→RB+ΔRB
RC→RC+ΔRC
RD→RD+ΔRD
则施加外部磁场H+后，从式(3)得到
V0＝{(RD+ΔRD)/(RD+ΔRD+RC+ΔRC)-(RA+ΔRA)/(RA+ ΔRA+RB+ΔRB)}·V    ...(4)
在磁传感器1中，由于在层叠体20A、20C和层叠体20b、20D 内逆向施加偏置磁场，所以在变化量ΔRD与变化量ΔRC互相抵消的 同时，变化量ΔRA与变化量ΔRB也互相抵消。因此，在对外部磁场 H+的施加前后进行比较时，式(4)的各项中的分母几乎没有增加。 另一方面，关于各项的分子，由于变化量ΔRD与变化量ΔRA必然具 有相反的符号，所以出现增减。从图7和图9可知，这是因为在预先 施加了与偏置点BP1对应的偏置磁场Hb的层叠体20A、20C中，通 过施加外部磁场H+，电阻值降低了变化量ΔRA、ΔRC的部分(由 于ΔRA、ΔRC＜0，实质上为增加)，而在预先施加了与偏置点BP2 对应的偏置磁场Hb的层叠体20B、20D中，通过施加外部磁场H+， 电阻值降低了变化量ΔRB、ΔRD的部分(ΔRB、ΔRD＞0)的缘故。
假定层叠体20A～20D具有完全相同的特性时，即，假定
R＝RA＝RB＝RC＝RD
并且假定
ΔR＝ΔRA＝-ΔRB＝ΔRC＝-ΔRD时，式(4)为
V0＝{(R+ΔR)/(2R)-(R-ΔR)/(2R)}·V
  ＝(ΔR/R)·V
这样，通过使用具有预先掌握了电阻变化率ΔR/R等的特性值的 磁检测元件10的磁传感器1，可测定外部磁场H+的大小及发生该外 部磁场H+的电流I的大小。特别是，当使用4个磁检测元件10A～10D， 构成桥式电路，进行读出时，与通过具有同等输出的单一的磁检测元 件进行读出的情况相比，可在很大程度上取出各磁检测元件中的电阻 变化量，可提高测定值的精度。另外，在本实施形态中，在第1至第 4磁检测元件10A～10D内，由于各自的固定层21A～21D的磁化方向 J21A～J21D互相平行，所以磁化方向J21A～J21D相对于作为检测对 象的外部磁场H的方向全部形成同一角度。因此，比较容易抑制第1 至第4磁检测元件10A～10D中的检测灵敏度的分散性。特别是，由 于第1和第2磁检测元件10A、10B被配置在沿与各自的磁化方向 J21A、J21B对应的方向延伸的同一直线上，第3和第4磁检测元件 10C、10D被配置在沿与各自的磁化方向J21C、J21D对应的方向延 伸的同一直线上，所以作为磁传感器1整体可实现小型化。
接着，说明本实施形态的磁传感器10的若干变例。再有，在以下 各变例中，对于与上述实施形态相同的场所，省略掉适当的说明，主 要说明不同点。
<第1变例>
图11是表示作为第1变例的磁传感器1A的结构的图。在磁传感 器1A中，与磁传感器1同样地，在同一基板(基板40)上所形成的 第1和第2模块11、12构成桥式电路。但是，磁传感器1A与磁传感 器1的不同点在于：在将第1磁检测元件10A与第2磁检测元件10B 配置在对角位置的同时，还将第3磁检测元件10C与第4磁检测元件 10D配置在对角位置。即，第1和第3磁检测元件10A、10C被配置 在沿与磁化方向J21A、J21C对应的方向延伸的同一直线上，第2和 第4磁检测元件10B、10D被配置在沿与磁化方向J21B、J21D时应 的方向延伸的同一直线上，实质上，磁传感器10与磁传感器10A为 同一电路结构。在该磁传感器10A中，可以不将桥式电路形成为“8” 字形，而将偏置电流线30形成为环状。
<第2变例>
图12是表示作为第2变例的磁传感器1B的结构的图。在上述图 9、图11所示的磁传感器1、1A中，虽然在同一基板(基板40)上 形成了第1和第2模块11、12，但在本变例中，却通过在第1基板41 上形成第1模块11，在与第1基板41不同的第2基板42上形成第2 模块12，构成桥式电路。具体地说，在第1和第2磁检测元件10A、 10B中，各自的固定层的磁化方向J21A、J21B互相平行，而且在第 1基板41上形成，配置在沿与之对应的方向延伸的同一直线上，与此 同时，在第3和第4磁检测元件10C、10D中，各自的固定层的磁化 方向J21C、J21D互相平行，而且在第2基板42上形成，配置在沿 与之对应的方向延伸的同一直线上。特别是，在本变例中，磁化方向 J21A～J21D全部成为同一方向(+Y方向)。通过形成这样的结构，与 在1块基板上一起形成4个磁检测元件10A～10D的情形相比，容易 实现低成本化。即，在1块晶片上形成多个磁检测元件后，以具有2 个磁检测元件的基板(例如第1和第2基板41、42)为1个单位切出， 将它们形成规定的间隔，适当地配置即可。如果这样做，则与在一块 基板上一起形成4个磁检测元件的情形相比，可节省无效的空间，在 1块晶片上形成多个磁检测元件。
另外，在本变例的情况下，如图12所示，在由作为检测对象的电 流I所发生的检测对象磁场(外部磁场)之中，可用第1模块11检测 +X方向的磁场H+，与此同时，也可用第2模块12检测-X方向的磁 场H-。
<第3变例>
图13是表示作为第3变例的磁传感器1C的结构的图。在上述第 2变例中，虽然在第1基板41上形成第1模块11，在第2基板42上 形成第2模块12，并将它们并联连接，但在本变例中，却通过将在互 不相同的基板上所形成的2个磁检测元件串联连接后的产物作为1个 磁检测模块，再将该2个磁检测模块并联连接起来，以此构成桥式电 路。即，在本变例中，在第1基板41上形成第1和第3磁检测元件10A、 10C，在第2基板42上形成第2和第4磁检测元件10B、10D。详细 地说，第1和第3磁检测元件10A、10C被配置在同一直线上，使各 自的固定层的磁化方向J21A、J21C  相平行，与此同时，第2和第 4磁检测元件10B、10D被配置在同一直线上，使各自的固定层的磁 化方向J21B、J21D互相平行。特别是在本变例中，磁化方向J21A～J21D 全部成为同一方向(+Y方向)。在该磁传感器1C中，可以不将桥式 电路形成为“8”字形，而将偏置电流线30形成为环状。
<第4变例>
图14是表示作为第4变例的磁传感器1D的结构的图。该结构例 与上述第3变例的磁传感器1C同样地，通过将在互不相同的基板上 所形成的2个磁检测元件串联连接后的产物作为1个磁检测模块，再 将该2个磁检测模块并联连接起来，以此构成桥式电路。但是，在本 变例中，磁化方向J21A、J21C与磁化方向J21B、J21D成为互相相 反的方向。在该磁传感器1D中，可使偏置电流30A～30D的方向全部 与一个方向一致。
<第5变例>
图15是表示作为第5变例的磁传感器1E的结构的图。该结构例 与上述第2变例的磁传感器1B同样地，通过将在第1基板41上所形 成的第1模块11与在第2基板42上所形成的第2模块12并联连接 起来，构成桥式电路。但是，在本变例中，磁化方向J21A、J21B为 +Y方向，而磁化方向J21C、J21D则为-Y方向，二者成为互相相反 的方向。该磁传感器1E形成重视了对称性的结构。即，在第1基板 41上所形成的第1模块11与在第2基板42上所形成的第2模块12 全部为同一结构。
在上述实施形态和第1～第5变例中，虽然说明了用偏置电流线30 施加偏置磁场Hb的情形，但并不限定于此，例如也可以用硬铁氧体 等永久磁铁施加偏置磁场Hb。在设置了偏置电流线的情况下，具有 可通过变更电流方向而简单地切换偏置磁场的方向这样的优点。另一 方面，在配置了永久磁铁的情况下，具有无需流过偏置电流用的电源 这样的优点。
<第6变例>
图16是表示作为第6变例的磁传感器1F的结构的图。该磁传感 器1F具有2个永久磁铁HM1、HM2，作为偏置施加装置。永久磁铁 HM1对层叠体20A、20C施加+X方向的偏置磁场Hb1，而永久磁铁 HM2对层叠体20B、20D施加-X方向的偏置磁场Hb2。因此，永久 磁铁HM1与层叠体20A一起构成磁检测元件10A，并且与层叠体20C 一起构成磁检测元件10C。另一方的永久磁铁HM2与层叠体20B一 起构成磁检测元件10B，并且与层叠体20D一起构成磁检测元件10D。 对这样的磁传感器1F，在本变例中，要考虑在同一方向(+Y方向) 流过2个相等的电流I.此时，由于对层叠体20A～20D全部施加+X 方向的外部磁场H+，所以可通过设定成将磁化方向J21A～J21D图示 出来而测定电流I。
<第7变例>
图17是表示作为第7变例的磁传感器1G的结构的图。该磁传 感器1G与上述第6变例同样地，具有2个永久磁铁HM1、HM2， 作为偏置施加装置。对这样的磁传感器1G，在本变例中，电流I被 构成为呈环状流过。具体地说，在层叠体20A、20C的附近，在+Y 方向流过，在层叠体20B、20D的附近，在-Y方向流过。因此，对层 叠体20A、20C施加+X方向的外部磁场H+，与此同时，对层叠体20B、 20D施加-X方向的外部磁场H-。此时，可通过设定成将磁化方向 J21A～J21D图示出来而测定电流I。
这样，按照本实施形态，分别配备：包含具有被固定于恒定方向 的磁化方向的固定层21、表现出随外部磁场H变化并且在该外部磁 场H为零时平行于固定层21的磁化方向J21的磁化方向J23的自由 层23和夹在固定层21与自由层23之间的中间层22的层叠体20；以 及在与磁化方向J21正交的方向对该层叠体20施加偏置磁场Hb的偏 置电流线30，由于由分别检测出因与磁化方向J21平行或反平行地流 过的电流I而产生的外部磁场H的第1至第4磁检测元件10构成桥 式电路，所以能以高灵敏度稳定地检测出电流I。特别是，由于可连 续地并且准确地检测电流I的值本身，所以不限于数字信号，也适合 于模拟信号的读出。
另外，与采用利用了各向异性磁阻效应(AMR)的AMR元件的 情形相比，作为GMR元件的磁检测元件10具有以下优点。首先， 磁检测元件10与AMR元件相比，例如即使是20分之1左右的小尺 寸也能够得到相同的输出。由于各个尺寸很小，所以作为用它构成的 磁传感器1的最终尺寸必然可被抑制得很小。另外，关于电阻变化率， 为AMR元件的约2.5倍。此外，由于即使在制造工序中，也能抑制 每个磁检测元件10的形成面积，所以与AMR元件的情形相比，在1 块晶片上可形成更多的元件。
另外，与在1块基板上一起形成4个磁检测元件10、构成桥式电 路相比，如在第2～第7变例中所示，当以形成了2个磁检测元件的部 分作为1块基板切出，通过将2个这样的部分组合在一起，构成1个 桥式电路时，很容易实现低成本化。此时，例如与图13所示的磁传 感器1C的结构相比，图12所示的磁传感器1B的结构的一方由于不 易受基板温度的影响，因而是理想的。这是因为在同一基板上(有2 个磁检测元件)形成了1个模块时，基板温度对电阻值的影响互相抵 消的缘故。
以上虽然列举出若干种实施形态说明了本发明，但本发明不限定 于这些实施形态，可作各种变形。例如，在本实施形态中，说明了检 测由流过导线的电流所产生的模拟信号磁场的情形，但不限定于此。 本发明的磁检测元件例如也可作为薄膜磁头之类检测数字信号磁场的 用途而得到应用。
另外，层叠体的结构并不限定于上述实施形态，如图18所示的层 叠体50那样，也可形成由包含例如镍铁合金、钴、钴铁合金和钴铬 合金中的至少一种那样的铁磁性薄膜51，以及由铜、金或银等构成的 非磁性膜52交互层叠了多层的多层结构。
此外，在本实施形态中，说明了构成磁传感器的4个磁检测元件 之中的2个磁检测元件有互相平行的固定层的磁化方向，而且被配置 在沿与该磁化方向对应的方向延伸的同一直线上的情形，但不限定于 此。2个磁检测元件既可不被配置在沿与固定层的磁化方向对应的方 向延伸的同一直线上，又可不与各自的固定层的磁化方向互相平行。
工业上的可利用性
本发明的磁检测元件、磁传感器和电流计如在上述实施形态中说 明过的那样，除了用于以谋求得到电流值本身为目的的情形外，还可 应用于进行印刷布线的缺陷等的检查的涡电流探伤技术。例如，可考 虑形成将多个磁检测元件配置在直线上的线传感器，捕捉住涡电流的 变化作为磁通的变化那样的应用例。