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磁传感器

阅读：757发布：2021-02-23

IPRDB可以提供磁传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的课题在于提供一种进行了结构上的改善使得具有良好的传感器灵敏度的磁传感器容易适当发挥本来的功能的磁传感器。磁传感器(10)具备：第1磁阻效应元件(21)，位于基板(15)的第1面(15A)上，并具有沿着作为第1面(15A)的面内方向之一的第1方向的灵敏度轴；定位用软磁性体(40b)，规定第1最近部位(40E1)相对于第1磁阻效应元件(21)的相对位置，并相对于第1磁阻效应元件(21)非接触地设置；和第1软磁性体(35)以及第2软磁性体(36)，沿着第1方向并排设置，分别向远离第1面(15A)的方向延伸，第1软磁性体(35)以及第2软磁性体(36)分别与定位用软磁性体(40b)磁连接。，下面是磁传感器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种磁传感器，其特征在于，具备：磁阻效应元件，其位于作为基板的一面的第1面上，并具有沿着作为所述第1面的面内方向之一的第1方向的灵敏度轴；

定位用软磁性体，其具备规定了相对于所述磁阻效应元件的相对位置的最近部位，并相对于所述磁阻效应元件非接触地设置；和一对软磁性体，其沿着所述第1方向并排设置，并分别向远离所述第1面的方向延伸，所述一对软磁性体与所述定位用软磁性体磁连接。

2.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，所述定位用软磁性体的最近部位由沿所述第1面的法线方向竖立的直线状的面形成。

3.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，构成所述一对软磁性体的两个软磁性体经由连结部而形成为一体，所述定位用软磁性体的宽度大于该连结部沿着所述第1方向延伸的宽度。

4.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，在向所述第1面的投影面中，所述定位用磁性体的最近部位形成为与所述磁阻效应元件重叠。

5.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，所述定位用软磁性体在所述第1面的法线方向上的长度为5μm以下。

6.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，构成所述一对软磁性体的两个软磁性体相对于所述第1面分别沿着所述第1方向彼此反向倾斜。

7.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，构成所述一对软磁性体的两个软磁性体的距离随着远离所述第1面而增大。

8.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，绝缘性的非磁性体位于所述一对软磁性体与所述第1面之间，所述一对软磁性体包含位于所述非磁性体的面上的软磁性材料的堆积物。

9.根据权利要求8所述的磁传感器，其中，所述定位用软磁性体的最近部位由所述非磁性体覆盖。

10.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，构成所述一对软磁性体的两个软磁性体各自在与所述定位用软磁性体磁连接的一侧的相反侧，还具备从构成所述第一对软磁性体的两个软磁性体分别在所述第1方向上延伸的延伸部。

11.根据权利要求1所述的磁传感器，其中，所述磁阻效应元件具备靠近所述第1软磁性体的第1磁阻效应元件、和靠近所述第2软磁性体的第2磁阻效应元件，所述磁阻效应元件具有磁化被固定于沿着所述第1方向的一方的方向的固定磁性层、和磁化方向根据外部磁场而变化的自由磁性层，所述第1磁阻效应元件的所述固定磁性层的磁化方向和所述第2磁阻效应元件的所述固定磁性层的磁化方向一致。

12.根据权利要求11所述的磁传感器，其中，所述第1磁阻效应元件和所述第2磁阻效应元件串联连接而构成半桥电路。

13.根据权利要求12所述的磁传感器，其中，所述磁传感器具备两个所述半桥电路，所述两个半桥电路构成全桥电路。

14.根据权利要求13所述的磁传感器，其中，所述全桥电路包含的两个所述第1磁阻效应元件以及两个所述第2磁阻效应元件在所述第1方向上并排设置。

说明书全文

磁传感器

技术领域

[0001] 本发明涉及磁传感器，特别是涉及具有将垂直方向的磁场分量变换为水平方向的软磁性体的磁传感器。

背景技术

[0002] 使用了磁阻效应元件的磁传感器例如能够组装到便携式电话机、智能电话等移动式设备，作为用于检测地磁的地磁传感器来使用。地磁传感器构成为，能够分别检测在水平面内正交的X轴方向以及Y轴方向和与水平面正交的垂直方向(Z轴方向)的磁场分量。

[0003] 在专利文献1中，记载了能够检测垂直方向的磁场分量的磁传感器。但是，专利文献1所记载的磁传感器需要将使垂直方向的磁场变换为水平方向的磁场的软磁性体的纵横比(高度尺寸/宽度尺寸)增大至1.5倍～4倍程度。因此，在从外部施加了强磁场的情况等下，软磁性体的磁化方向容易朝向高度方向，此外，在软磁性体的高度方向上产生剩余磁化。由此软磁性体的高度方向上的BH曲线的磁滞增大，产生由于磁传感器的偏移(offset)的发生等而导致传感器灵敏度下降的问题。

[0004] 作为能够解决这样的问题的磁传感器，在专利文献2中记载了一种磁传感器，该磁传感器具有形成于基板的磁阻效应元件、和向从所述基板的形成有所述磁阻效应元件的面离开的方向延伸的一对软磁性体，在将在所述基板的所述面内正交的方向设为第1方向和第2方向时，所述磁阻效应元件具有磁化方向被固定的固定磁性层、和磁化方向根据外部磁场而变化的自由磁性层，且所述固定磁性层的磁化方向朝向所述第1方向，并且在一对所述软磁性体的下表面侧，所述磁阻效应元件设置在一对所述软磁性体的所述第1方向的中心位置和所述磁阻效应元件的所述第1方向的中心位置不重叠的位置，一对所述软磁性体在所述第1方向上彼此分离并对置，并且在一对所述软磁性体的下表面侧进行了连接。

[0005] 根据专利文献2所记载的磁传感器，设置一对软磁性体，并形成从一个软磁性体的上表面侧经由下表面侧而到达另一个软磁性体的上表面侧的磁路。因此，即使在施加了较强的外部磁场的情况下，一对软磁性体的磁化方向也难以朝向高度方向，此外，因为在一对软磁性体的高度方向上难以产生剩余磁化，所以能够抑制一对软磁性体的磁滞的增大。因此，能够通过一对软磁性体将垂直方向的磁场分量变换为基板面内方向，并且抑制磁传感器的偏移的发生等所引起的灵敏度的下降从而得到良好的传感器灵敏度。

[0006] 在先技术文献

[0007] 专利文献

[0008] 专利文献1：国际公开第2011/068146号

[0009] 专利文献2：JP特开2015-203647号公报

发明内容

[0010] 发明要解决的课题

[0011] 如上所述，专利文献2所记载的磁传感器由于在一对软磁性体的高度方向上难以产生剩余磁化，因此能够具有良好的传感器灵敏度。但是，如后所述，在专利文献2所记载的磁传感器中，一对软磁性体与磁阻效应元件的相对位置的变化对施加于磁阻效应元件的磁场的强度造成的影响较大。因此，对于专利文献2所记载的磁传感器而言，很显然为了使该磁传感器的本来的功能适当发挥，需要各构成要素的形状精度、配置精度十分高。

[0012] 本发明的目的在于提供一种进行了结构上的改善使得专利文献2所记载的具有良好的传感器灵敏度的磁传感器容易适当发挥本来的功能的磁传感器。

[0013] 用于解决课题的手段

[0014] 为了解决上述课题而提供的本发明，作为一个方式，是一种磁传感器，其特征在于，具备：磁阻效应元件，其位于作为基板的一面的第1面上，并具有沿着作为所述第1面的面内方向之一的第1方向的灵敏度轴；定位用软磁性体，其具备规定了相对于所述磁阻效应元件的相对位置的最近部位，并相对于所述磁阻效应元件非接触地设置；和一对软磁性体，其沿着所述第1方向并排设置，并分别向远离所述第1面的方向延伸，所述一对软磁性体与所述定位用软磁性体磁连接。

[0015] 第1面的法线方向的磁场被聚磁使得流过一对软磁性体并且被变换流动方向，从定位用软磁性体作为第1面的面内方向的磁场而施加给磁阻效应元件。具有上述构成的磁传感器与具备专利文献2所记载的结构的磁传感器相比，施加于该磁阻效应元件的磁场的强度不易受到一对软磁性体与磁阻效应元件的相对位置的变化的影响。因此，具有上述构成的磁传感器在一对软磁性体的制造容易性上优异。因此，具有上述构成的磁传感器能够应对低高度化，具有良好的传感器灵敏度，而且质量稳定性高。

[0016] 所述定位用软磁性体的最近部位可以由沿所述第1面的法线方向竖立的直线状的面形成。通过具有这样的构成，从而规定定位用软磁性体的最近部位与磁阻效应元件的相对位置变得容易。

[0017] 构成所述一对软磁性体的两个软磁性体可以经由连结部而形成为一体，所述定位用软磁性体的宽度大于该连结部沿着所述第1方向延伸的宽度。通过具有这样的构成，从而容易扩大一对软磁性体与定位用软磁性体的相对位置的容许范围，容易得到制造容易性优异的磁传感器。

[0018] 在向所述第1面的投影面中，所述定位用磁性体的最近部位可以形成为与所述磁阻效应元件重叠。通过具有这样的构成，从而能够增强施加于磁阻效应元件的磁场。

[0019] 所述定位用软磁性体在所述第1面的法线方向上的长度即定位用软磁性体的厚度可以为5μm以下。像这样通过定位用软磁性体具有比较薄的形状，从而容易将定位用软磁性体与最近部位的相对位置的偏差抑制在50nm以下。

[0020] 可以是如下结构，即，构成所述一对软磁性体的两个软磁性体相对于所述第1面分别沿着所述第1方向彼此反向倾斜，构成所述一对软磁性体的两个软磁性体的距离随着远离所述第1面而增大。通过具有这样的结构，从而容易同时实现磁传感器的低高度化和传感器灵敏度的提高。

[0021] 绝缘性的非磁性体可以位于所述一对软磁性体与所述第1面之间，在该情况下，所述一对软磁性体可以包含位于所述非磁性体的面上的软磁性材料的堆积物。在本说明书中，所谓“位于面上”，不仅包含与构成面的构件直接接触设置的情况，还包含在与该面之间隔着介入构件(保护层、通过导体化处理而形成的层等)而设置的情况。通过具备上述那样的构成，从而磁传感器的制造容易性、形状精度提高。

[0022] 所述定位用软磁性体的最近部位可以由所述非磁性体覆盖。通过具备这样的构成，从而容易规定最近部位与磁阻效应元件的相对位置。

[0023] 构成所述一对软磁性体的两个软磁性体可以各自在与所述定位用软磁性体磁连接的一侧的相反侧，还具备从构成所述第一对软磁性体的两个软磁性体分别在所述第1方向上延伸的延伸部。通过在延伸部也进行聚磁，从而能够增强施加于磁阻效应元件的磁场。

[0024] 可以构成为所述磁阻效应元件具备靠近所述第1软磁性体的第1磁阻效应元件和靠近所述第2软磁性体的第2磁阻效应元件，所述磁阻效应元件具有磁化被固定于沿着所述第1方向的一方的方向的固定磁性层、和磁化方向根据外部磁场而变化的自由磁性层，所述第1磁阻效应元件的所述固定磁性层的磁化方向和所述第2磁阻效应元件的所述固定磁性层的磁化方向一致。在该情况下，所述第1磁阻效应元件和所述第2磁阻效应元件可以串联连接而构成半桥电路。

[0025] 进而，上述磁传感器可以具备两个所述半桥电路，所述两个半桥电路构成全桥电路。所述全桥电路包含的两个所述第1磁阻效应元件以及两个所述第2磁阻效应元件可以在所述第1方向上并排设置。在此，在全桥电路包含的所有磁阻效应元件的固定磁性层的磁化方向一致的情况下，磁传感器的制造容易性提高。

[0026] 发明效果

[0027] 根据本发明，能够提供与专利文献2所记载的磁传感器同样地具有良好的传感器灵敏度的磁传感器，该磁传感器具有容易适当发挥其功能的结构。

附图说明

[0028] 图1是第1实施方式中的磁传感器的立体图。

[0029] 图2是沿图1的II-II线进行切断并从箭头方向观察时的磁传感器的剖面图。

[0030] 图3是第1实施方式所涉及的磁传感器可采取的一例的剖面图。

[0031] 图4是模拟中使用的磁传感器之一的剖面图。

[0032] 图5是模拟中使用的磁传感器之一的剖面图。

[0033] 图6是模拟中使用的磁传感器之一的剖面图。

[0034] 图7是模拟中使用的比较用磁传感器之一的剖面图。

[0035] 图8是模拟中使用的比较用磁传感器之一的剖面图。

[0036] 图9是模拟中使用的比较用磁传感器之一的剖面图。

[0037] 图10是第1实施方式所涉及的磁传感器的一具体例的剖面图。

[0038] 图11是构成磁传感器的磁阻效应元件的俯视图。

[0039] 图12是沿图11的V-V线进行切断并从箭头方向观察时的磁阻效应元件的部分放大剖面图。

[0040] 图13是由两个磁阻效应元件构成的半桥电路的电路图。

[0041] 图14表示第2实施方式的磁传感器，是磁阻效应元件的俯视图。

[0042] 图15是沿图14的XII-XII线进行切断并从箭头方向观察时的磁传感器的剖面图。

[0043] 图16是本实施方式的全桥电路的电路图。

[0044] 图17是说明本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法的图。

[0045] 图18是说明本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法的图。

[0046] 图19是说明本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法的图。

[0047] 图20是说明本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法的图。

[0048] 图21是说明本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法的图。

[0049] 图22是说明本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法的图。

[0050] 图23是说明本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法的图。

[0051] 图24是说明本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法的图。

[0052] 符号说明

[0053] 10、10A、10B、11A、11B、11C、13 磁传感器

[0054] 15 基板

[0055] 21、23 第1磁阻效应元件

[0056] 22、24 第2磁阻效应元件

[0057] 30、32 磁场方向变换部

[0058] 35 第1软磁性体

[0059] 36 第2软磁性体

[0060] 40 底部软磁性体

[0061] 15A 第1面

[0062] 40a 连结部

[0063] 40b 定位用软磁性体

[0064] 16 非磁性绝缘层

[0065] 40E1 第1最近部位

[0066] 40E2 第2最近部位

[0067] 40S1、40S2 面

[0068] 51 垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)的磁场分量

[0069] 14 非磁性体

[0070] Wa 连结部40a沿着第1方向(X1-X2方向)延伸的宽度

[0071] Wb 定位用软磁性体40b沿着第1方向(X1-X2方向)延伸的宽度

[0072] 21C 第1磁阻效应元件的第1方向(X1-X2方向)的中心位置

[0073] 40S 第2面

[0074] 40C 定位用软磁性体40b的第1方向(X1-X2方向)的中心位置

[0075] 30C 一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)的第1方向(X1-X2方向)的中心位置

[0076] 111A、111B、111C 比较用磁传感器

[0077] 121 磁阻效应元件

[0078] 115A 基准面

[0079] 135、136 一对软磁性体

[0080] 130C 一对软磁性体135、136的X1-X2方向的中心位置

[0081] 121C 磁阻效应元件121的X1-X2方向的中心位置

[0082] 130 磁场方向变换部

[0083] 140 底部

[0084] 137、138 延伸部

[0085] 140E1 最近部位

[0086] 14S 面

[0087] Hb 定位用软磁性体40b的厚度

[0088] 37 第1延伸部

[0089] 38 第2延伸部

[0090] 43 磁阻效应膜

[0091] 42 绝缘膜

[0092] 49 种子层

[0093] 41 硅基板

[0094] 45 固定磁性层

[0095] 47 自由磁性层

[0096] 46 非磁性层

[0097] 48 保护膜

[0098] 45c 第1固定磁性层

[0099] 45e 非磁性耦合层

[0100] 45d 第2固定磁性层

[0101] 45a 固定磁性层的磁化方向

[0102] 45b 第1固定磁性层的磁化方向

[0103] 47a 自由磁性层的磁化方向

[0104] 25 布线部

[0105] 27、28 半桥电路

[0106] 54 差动放大器

[0107] 29 全桥电路

[0108] 39 延伸部

[0109] RM 抗蚀剂层

[0110] TH 锥形孔

[0111] VH 贯通孔

[0112] ML 导体层

[0113] PL 镀覆层

具体实施方式

[0114] 以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但以下的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。此外，在实施方式中说明的特征的全部组合并不一定是发明的解决手段所必需的。为了说明本发明而参照的附图的尺寸适当变更来表示。

[0115] 图1是第1实施方式中的磁传感器的立体图。图2是沿图1的II-II线进行切断并从箭头方向观察时的磁传感器的剖面图。图3是第1实施方式的一变形例所涉及的磁传感器的剖面图。

[0116] 本实施方式的磁传感器10例如能够用作检测垂直方向的磁场分量的Z轴磁传感器，构成为搭载于便携式电话机、智能电话等移动式设备的地磁传感器。

[0117] 如图1所示，本实施方式的磁传感器10构成为具有：形成在基板15的一面即第1面15A上的第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22、和磁场方向变换部30。如图1以及图2所示，磁场方向变换部30具有一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)和底部软磁性体40，第1软磁性体35和第2软磁性体36均设置为向从第1面15A离开的方向延伸。此外，将在第1面15A的面内正交的方向设为X1-X2方向(第1方向)和Y1-Y2方向(第2方向)时，第1软磁性体35和第2软磁性体36在Y1-Y2方向(第2方向)上延伸形成。

[0118] 相对于基板15的第1面15A，第1软磁性体35向X1-X2方向(第1方向)X1侧倾斜，第2软磁性体36向与第1软磁性体35相反方向的X1-X2方向(第1方向)X2侧倾斜。因此，第1软磁性体35和第2软磁性体36的剖面形成为V字状，使得第1软磁性体35和所述第2软磁性体36的距离随着离开第1面15A而增大。第1软磁性体35相对于第1面15A的倾斜角度以及第2软磁性体36相对于第1面15A的倾斜角度为任意角度。这些倾斜角度优选为45°以上，更优选为50°以上。这些倾斜角度也可以实质上为90°。在此情况下，磁场方向变换部30的剖面形状成为U字状。

[0119] 磁场方向变换部30具有的底部软磁性体40具备：连结部40a，其将第1软磁性体35和第2软磁性体36连结为一体；和定位用软磁性体40b，其位于第1软磁性体35以及第2软磁性体36与第1面15A之间，并与第1软磁性体35以及第2软磁性体36分别磁连接。另外，在本说明书中，所谓“磁连接”，是指磁导率等同的多个构件实质上无间隙地配置，实质上可以忽视泄露到构件外的磁场的状态。只要能够实现该状态，则在磁连接的两个构件间也可以存在其他构件。

[0120] 本实施方式的磁传感器10的定位用软磁性体40b相对于第1磁阻效应元件21非接触地设置。具体而言，如图2所示，在定位用软磁性体40b与第1磁阻效应元件21之间存在非磁性绝缘层16。定位用软磁性体40b相对于第1磁阻效应元件21的最近部位(第1最近部位)40E1规定了与第1磁阻效应元件21的相对位置。作为该相对位置的优选的一例，在向第1面
15A的投影面中，第1最近部位40E1形成为与第1磁阻效应元件21重叠。第1最近部位40E1通过定位用软磁性体40b中沿第1面15A的法线方向竖立的直线状的一个面(图2中为X1-X2方向X1侧的面)40S1而形成。

[0121] 定位用软磁性体40b相对于第2磁阻效应元件22也非接触地设置。具体而言，在定位用软磁性体40b与第2磁阻效应元件22之间也存在非磁性绝缘层16。定位用软磁性体40b相对于第2磁阻效应元件22的最近部位(第2最近部位)40E2规定了与第2磁阻效应元件22的相对位置。具体而言，在向第1面15A的投影面中，定位用磁性体40b的第2最近部位40E2形成为与第2磁阻效应元件22重叠。第2最近部位40E2通过定位用软磁性体40b中沿第1面15A的法线方向竖立的直线状的另一个面(图2中为X1-X2方向X2侧的面)40S2而形成。在本实施方式的磁传感器10中，上述的面40S1和面40S2是定位用软磁性体40b中对置的两个面。

[0122] 如前所述，磁场方向变换部30具有的第1软磁性体35和第2软磁性体36经由连结部40a而形成为一体。相比于该连结部40a沿着第1方向(X1-X2方向)延伸的宽度Wa，定位用软磁性体40b沿着第1方向(X1-X2方向)延伸的宽度Wb较大。磁传感器10通过具有这样的构成，从而能够提高制造容易性。关于这一点在后面使用图3来叙述。

[0123] 在第1软磁性体35以及第2软磁性体36各自的与第1面15A侧相反一侧(Z1-Z2方向Z2侧)，还具备分别从第1软磁性体35以及第2软磁性体36沿第1方向(X1-X2方向)延伸的第1延伸部37以及第2延伸部38。具体而言，第1延伸部37从第1软磁性体35连续向X1-X2方向(第1方向)X1侧延伸，第2延伸部38从第2软磁性体36连续向X1-X2方向(第1方向)X2侧延伸。通过这样设置延伸部37、38，从而能够使第1软磁性体35以及第2软磁性体36的Z1-Z2方向Z2侧的平面面积增大设置了第1延伸部37以及第2延伸部38的部分，从而无需将第1软磁性体35以及第2软磁性体36形成得较厚，就能够有效地对垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)的磁场分量51进行聚磁。

[0124] 如图2所示，在相对于基板15的第1面15A垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)上施加了外部磁场的情况下，垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)的磁场分量51被磁场方向变换部30的第1软磁性体35和第2软磁性体36聚磁。流入第1延伸部37以及第2延伸部38的垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)的磁场分量51也分别流过第1软磁性体35以及第2软磁性体36的内部。

[0125] 对于这样流过第1软磁性体35以及第2软磁性体36的内部的垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)的磁场分量51而言，从磁场方向变换部30的定位用软磁性体40b侧流出的磁场被变换为水平方向(基板15的面内方向)。由于第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22配置在磁场方向变换部30与第1面15A之间，因此变换为水平方向的磁场分量分别施加于第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22。在此，如前所述，定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1规定了与第1磁阻效应元件21的相对位置，第2最近部位40E2规定了与第2磁阻效应元件22的相对位置。通过规定了这些相对位置，从而能够使从磁场方向变换部30的第1面15A侧流出的磁场向第1磁阻效应元件21的施加以及向第2磁阻效应元件22的施加稳定化。

[0126] 关于这一点使用图3来具体说明。图3是第1实施方式所涉及的磁传感器可采取的一例的剖面图。本例所涉及的磁传感器10A相比于前述的磁传感器10，磁场方向变换部30中的第1软磁性体35、连结部40a以及第2软磁性体36所构成的部分偏向X1-X2方向X1侧。但是，关于定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1与第1磁阻效应元件21的相对位置以及定位用软磁性体40b的第2最近部位40E2与第2磁阻效应元件22的相对位置，图1所示的磁传感器10和图3所示的磁传感器10A相同。

[0127] 如下面说明的那样，配置在磁场方向变换部30和第1面15A之间的磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、第2磁阻效应元件22)与定位用软磁性体40b的最近部位(第1最近部位40E1、第2最近部位40E2)的相对位置的变化对施加于磁阻效应元件的磁场所造成的影响，比磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、第2磁阻效应元件22)与第1软磁性体35以及第2软磁性体36的相对位置的变化对施加于磁阻效应元件的磁场所造成的影响更显著。

[0128] 图4是模拟中使用的磁传感器之一(标准配置品)的剖面图。

[0129] 磁传感器11A具有与磁传感器10同样的结构。即，设置在第1面15A上的第1磁阻效应元件21具有沿第1方向(X1-X2方向)的灵敏度轴。

[0130] 作为底部软磁性体40的一部分的定位用软磁性体40b在第1磁阻效应元件21的上方(Z1-Z2方向Z1侧)相对于第1磁阻效应元件21处于非接触的位置。在定位用软磁性体40b中相对于第1磁阻效应元件21在第1方向(X1-X2方向)上位于最近位置的第1最近部位40E1规定了相对于第1磁阻效应元件21的相对位置。具体而言，在向第1面15A的投影中，第1最近部位40E1形成为与第1磁阻效应元件21重叠。更具体而言，第1最近部位40E1由在第1面15A的法线方向上竖立的直线状的面40S1形成，该面40S1的第1方向(X1-X2方向)的位置设定为与第1磁阻效应元件21的第1方向(X1-X2方向)的中心位置21C重叠。

[0131] 一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)向远离第1面15A的方向延伸，并沿着作为第1面15A的面内方向之一的第1方向(X1-X2方向)并排设置。一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)经由作为底部软磁性体40的一部分的连结部40a而成为一体，并与定位用软磁性体40b磁连接。

[0132] 第1延伸部37在第1软磁性体35的与定位用软磁性体40b磁连接的一侧的相反侧，从第1软磁性体35向第1方向(X1-X2方向)X1侧延伸。第2延伸部38在第2软磁性体36的与定位用软磁性体40b磁连接的一侧的相反侧，从第2软磁性体36向第1方向(X1-X2方向)X2侧延伸。

[0133] 在磁传感器11A中，设定为定位用软磁性体40b的第1方向(X1-X2方向)的中心位置40C和一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)的第1方向(X1-X2方向)的中心位置30C重叠。

[0134] 在图4中示出了各部分的尺寸等。表示尺寸的数值的单位为μm。定位用软磁性体40b的厚度(Z1-Z2方向的长度)为1μm。定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1与第1面15A之间的Z1-Z2方向的距离为0.3μm。定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1与定位用软磁性体40b的第1方向(X1-X2方向)的中心位置40C之间的第1方向(X1-X2方向)的距离为1.5μm。
一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)相对于定位用软磁性体40b的与第1面
15A对置的一侧的相反侧的面(第2面)40S的倾斜角(设为规定在0～90°的范围内的角度。以下相同。)为56°。延伸部(第1延伸部37以及第2延伸部38)的与第1面15A对置的面和第2面
40S之间的Z1-Z2方向的距离为5μm。一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)、连结部40a以及延伸部(第1延伸部37以及第2延伸部38)的从与第1面15A对置一侧的面到其相反侧的面的厚度为1μm。

[0135] 图5是模拟中使用的磁传感器之一(第1偏移品)的剖面图。图5所示的磁传感器11B相比于图4所示的磁传感器11A，定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1与第1磁阻效应元件21的相对位置相同。但是，定位用软磁性体40b与一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)的第1方向(X1-X2方向)的相对位置不同。具体而言，相比于定位用软磁性体40b的第1方向(X1-X2方向)的中心位置40C，一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)的第1方向(X1-X2方向)的中心位置30C向第1方向(X1-X2方向)X2侧偏离1μm。

[0136] 图6是模拟中使用的磁传感器之一(第2偏移品)的剖面图。图6所示的磁传感器11C相比于图4所示的磁传感器11A，定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1与第1磁阻效应元件21的相对位置相同。但是，定位用软磁性体40b与一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)的第1方向(X1-X2方向)的相对位置不同。具体而言，相比于定位用软磁性体40b的第1方向(X1-X2方向)的中心位置40C，一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)的第1方向(X1-X2方向)的中心位置30C向第1方向(X1-X2方向)X1侧偏离1μm。

[0137] 图7是模拟中使用的比较用磁传感器之一(标准配置品)的剖面图。图7所示的比较用磁传感器111A具有专利文献2所记载的结构。即，磁阻效应元件121形成在基准面115A上。一对软磁性体135、136向远离基准面115A的方向延伸。磁阻效应元件121具有磁化方向被固定的固定磁性层、和磁化方向根据外部磁场而变化的自由磁性层，固定磁性层的磁化方向设定为沿着X1-X2方向，并且在一对软磁性体135、136的下表面侧(Z1-Z2方向Z2侧)，磁阻效应元件121设置于一对软磁性体135、136的X1-X2方向的中心位置130C与磁阻效应元件121的X1-X2方向的中心位置121C不重叠的位置。一对软磁性体135、136在X1-X2方向上彼此分离并对置，并在一对软磁性体135、136的下表面侧(Z1-Z2方向Z2侧)进行了连接。由该连接部构成磁场方向变换部130的底部140。在一对软磁性体135、136的上表面侧(Z1-Z2方向Z1侧)，设置有分别从一对软磁性体135、136连续向X1-X2方向延伸的延伸部137、138。

[0138] 在图7所示的比较用磁传感器111A中，底部140中的最接近磁阻效应元件121的部分即最近部位140E1的X1-X2方向的位置，设定为与磁阻效应元件121的X1-X2方向的中心位置121C重叠。

[0139] 在图7中示出了各部分的尺寸等。表示尺寸的数值的单位为μm。底部140的厚度(Z1-Z2方向的长度)为1μm。最近部位140E1与基准面115A之间的Z1-Z2方向的距离为0.3μm。最近部位140E1与一对软磁性体135、136的X1-X2方向的中心位置130C之间的X1-X2方向的距离为1.5μm。一对软磁性体135、136相对于底部140的与基准面115A对置的一侧的相反侧的面的倾斜角为56°。底部140的与基准面115A对置的一侧的相反侧的面、和延伸部137、138的与基准面115A对置的面之间的Z1-Z2方向的距离为5μm。一对软磁性体135、136以及延伸部137、138的从与基准面115A对置一侧的面到其相反侧的面的厚度为1μm。

[0140] 图8是模拟中使用的比较用磁传感器之一(第1偏移品)的剖面图。图8所示的比较用磁传感器111B相比于图7所示的比较用磁传感器111A，底部140的最近部位140E1与一对软磁性体135、136之间的X1-X2方向的相对位置不同。具体而言，在图7所示的比较用磁传感器111A中，最近部位140E1的X1-X2方向的位置设定为与磁阻效应元件121的X1-X2方向的中心位置121C重叠，但在图8所示的比较用磁传感器111B中，最近部位140E1的X1-X2方向的位置相比于磁阻效应元件121的X1-X2方向的中心位置121C向X1-X2方向X2侧偏离1μm。

[0141] 图9是模拟中使用的比较用磁传感器之一(第1偏移品)的剖面图。图9所示的比较用磁传感器111C相比于图7所示的比较用磁传感器111A，底部140的最近部位140E1与一对软磁性体135、136之间的X1-X2方向的相对位置不同。具体而言，在图7所示的比较用磁传感器111A中，最近部位140E1的X1-X2方向的位置设定为与磁阻效应元件121的X1-X2方向的中心位置121C重叠，但在图9所示的比较用磁传感器111C中，最近部位140E1的X1-X2方向的位置相比于磁阻效应元件121的X1-X2方向的中心位置121C向X1-X2方向X1侧偏离1μm。

[0142] 关于在对图4至图9所示的磁传感器11A、11B、11C以及比较用磁传感器111A、111B、111C沿Z1-Z2方向施加了磁场时，在第1磁阻效应元件21以及磁阻效应元件121的灵敏度轴方向即X1-X2方向上会施加何种程度的磁场，进行了模拟。在表1以及表2中示出模拟的结果。

[0143] 表1是磁传感器11A(标准品)、磁传感器11B(第1偏移品)、磁传感器11C(第2偏移品)的灵敏度轴方向的磁场的模拟结果，表2是比较用磁传感器111A(标准品)、比较用磁传感器111B(第1偏移品)、比较用磁传感器111C(第2偏移品)的灵敏度轴方向的磁场的模拟结果。表1中的输入磁场，意味着施加于Z1-Z2方向的磁场。

[0144] 【表1】

[0145]

[0146] 【表2】

[0147]

[0148] 如表1以及表2所示，磁传感器11B(第1偏移品)以及磁传感器11C(第2偏移品)与磁传感器11A(标准品)的差异相比于比较用磁传感器111B(第1偏移品)以及比较用磁传感器111C(第2偏移品)与比较用磁传感器111A(标准品)的差异较少。为了对这一点进行确认，基于表1以及表2的结果，基于下式对偏移品的灵敏度轴方向磁场T1相对于标准品的灵敏度轴方向磁场T0的变化率R(单位：％)进行了计算。在表3以及表4中示出计算结果。

[0149] R＝(T1-T0)/T0×100

[0150] 【表3】

[0151]

[0152] 【表4】

[0153]

[0154] 从表3以及表4可以理解，在如本实施方式的磁传感器10那样具备定位用软磁性体40b的磁传感器中，在一对软磁性体与磁阻效应元件的相对位置发生了变化时在磁阻效应元件中检测的磁场所受到的影响，与如专利文献2所记载的磁传感器那样不具备定位用软磁性体40b的磁传感器中的上述的影响相比非常小。

[0155] 像这样，只要适当地规定磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、第2磁阻效应元件22)与定位用软磁性体40b的最近部位(第1最近部位40E1，第2最近部位40E2)的相对位置，即使磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、第2磁阻效应元件22)与第1软磁性体35以及第2软磁性体36的相对位置发生变化，垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)的磁场也能够通过磁场方向变换部30而变换为水平方向(第1面15A的面内方向)，并由磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、第2磁阻效应元件22)适当地进行测量。

[0156] 本实施方式所涉及的磁传感器10、10A通过磁场方向变换部30具有向远离第1面15A的方向延伸的第1软磁性体35以及第2软磁性体36，从而能够实现对垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)的磁场的测定，并通过使第1软磁性体35以及第2软磁性体36分别与底部软磁性体40磁连接，从而能够实现具有优异的传感器灵敏度。在此，高形状精度地制造具有V字状的剖面形状的磁场方向变换部30并不容易。因此，本实施方式所涉及的磁传感器10、10A如上所述构成为，关于特别影响到传感器灵敏度的部分(定位用软磁性体40b)，设为比较容易制造的形状(例如沿第1面15A的平板状的形状)来高形状精度地制造，而关于定位用软磁性体40b以外的部分，特别是具有立体形状的第1软磁性体35以及第2软磁性体36，设为与定位用软磁性体40b磁连接的构件，来抑制这些部分的形状、相对于定位用软磁性体
40b的位置的偏差对传感器灵敏度造成的影响。

[0157] 关于定位用软磁性体40b的具体形状，只要能够如上所述高形状精度地形成，则并无限定。若是使用通常的半导体制造工艺来制造定位用软磁性体40b的情况下，则通过将定位用软磁性体40b的厚度(第1面15A的法线方向(Z1-Z2方向)的长度)Hb设为5μm以下，从而容易将定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1以及第2最近部位40E2的位置偏差抑制在50nm以下。从更稳定地降低定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1以及第2最近部位40E2的位置偏差的观点出发，优选将定位用软磁性体40b的沿着第1方向(X1-X2方向)延伸的宽度Wb相对于定位用软磁性体40b的厚度Hb(第1面的法线方向(Z1-Z2方向)的长度)的比(纵横比)设为1以上，更优选设为3以上。

[0158] 在本实施方式中，第1软磁性体35以及第2软磁性体36由包含从NiFe、CoFe、CoFeSiB、CoZrTi、CoZrNb中选择的至少1种材料的软磁性材料形成。此外，底部软磁性体40(连结部40a以及定位用软磁性体40b)和第1延伸部37以及第2延伸部38使用了与第1软磁性体35以及第2软磁性体36相同的材料。在本实施方式所涉及的磁传感器10、10A中，连结部40a和第1延伸部37以及第2延伸部38与第1软磁性体35以及第2软磁性体36连续地形成，定位用软磁性体40b对于第1软磁性体35以及第2软磁性体36进行了磁连接。

[0159] 图10是第1实施方式所涉及的磁传感器的一具体例的剖面图。在上述的本实施方式所涉及的磁传感器10、10A中，在第1软磁性体35以及第2软磁性体36与第1面15A之间的定位用软磁性体40b的周围的区域，并未设置特别的构件。因此，形成第1最近部位40E1的面40S1以及形成第2最近部位40E2的面40S2处于露出的状态，但不限定于此。例如，如图10所示，也可以在该区域设置绝缘性的非磁性体。

[0160] 在图10所示的磁传感器10B中，绝缘性的非磁性体14位于第1软磁性体35以及第2软磁性体36与第1面15A之间的定位用软磁性体40b的周围的区域。具体而言，非磁性体14定位为与非磁性绝缘层16、定位用软磁性体40b、第1软磁性体35、第2软磁性体36、第1延伸部37以及第2延伸部38接触。

[0161] 通过这样定位非磁性体14，从而第1软磁性体35以及第2软磁性体36的制造容易性增高，容易提高它们的形状精度。具体而言，使得第1软磁性体35以及第2软磁性体36分别包含位于非磁性体14的与第1面15A对置的一侧的相反侧的面上的软磁性材料的堆积物即可。通过变更非磁性体14的与第1面15A对置的一侧的相反侧的面的形状，从而能够控制在其上形成的第1软磁性体35以及第2软磁性体36的形状。作为软磁性材料的堆积物，可以例示镀覆、涂敷等湿式堆积技术所形成的堆积物、PVD、CVD等干式堆积技术所形成的堆积物等。

[0162] 在图10所示的磁传感器10B中，由非磁性体14覆盖了定位用软磁性体40b的最近部位(第1最近部位40E1、第2最近部位40E2)。通过这样定位非磁性体14，从而有时能够更稳定地规定定位用软磁性体40b的最近部位(第1最近部位40E1、第2最近部位40E2)与磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22)的相对位置。

[0163] 图11是第1实施方式的另一变形例所涉及的磁传感器的剖面图。图12是沿图11的V-V线进行切断并从箭头方向观察时的磁阻效应元件的部分放大剖面图。

[0164] 在本实施方式中，作为第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22而使用了GMR(Giant Magneto Resistance，巨磁电阻)元件。如图12所示，第1磁阻效应元件21构成为具有能够检测对膜面内施加的外部磁场的磁阻效应膜43。磁阻效应膜43隔着绝缘膜42以及种子层49形成在硅基板41的表面之上。磁阻效应膜43具有磁化方向被固定的固定磁性层45、和磁化方向根据外部磁场变化的自由磁性层47，如图12所示，按顺序对固定磁性层45、非磁性层46以及自由磁性层47依次进行层叠，并由保护膜48覆盖自由磁性层47的表面而构成。另外，在图12中针对第1磁阻效应元件21进行了表示，但在其他的磁阻效应元件(第2磁阻效应元件22等)中也是同样的构成。

[0165] 在本实施方式中，固定磁性层45为由第1固定磁性层45c/非磁性耦合层45e/第2固定磁性层45d构成的、所谓自钉扎型(Self-pin type)的层叠结构。第1固定磁性层45c与种子层49接触，此外，第2固定磁性层45d与非磁性层46接触。第1固定磁性层45c的磁化和第2固定磁性层45d的磁化通过导电电子所引起的间接的交换相互作用(RKKY的相互作用)而设定为相差180°的方向(图12中由符号45a以及45b所示。)。由于夹着非磁性层46的自由磁性层47的磁化方向与第2固定磁性层45d的磁化方向之间的相对关系对磁阻效应有贡献，因此第2固定磁性层45d的磁化方向成为图11所示的固定磁性层的磁化方向45a。

[0166] 在本实施方式中，绝缘膜42是对硅基板41进行了热氧化而得到的硅氧化膜，也可以是通过溅射法等而成膜的氧化铝膜、氧化膜等。固定磁性层45的第1固定磁性层45c和第2固定磁性层45d由CoFe合金(钴铁合金)等软磁性材料等形成。非磁性耦合层45e使用导电性的Ru等。非磁性层46是Cu(铜)等。自由磁性层47使用矫顽力小且磁导率大的NiFe合金(镍铁合金)等软磁性材料。此外，在本实施方式中用单层示出了自由磁性层47，但例如也可以设为层叠了NiFe层和CoFe层的构成。保护膜48是Ta(钽)等。

[0167] 如图11所示，第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22分别形成为沿Y1-Y2方向细长延伸的平面矩形，并在X1-X2方向上彼此空开间隔来配置。在图11中，分别用箭头示意性地示出了固定磁性层的磁化方向45a和自由磁性层的磁化方向47a。第1磁阻效应元件21的固定磁性层的磁化方向45a和第2磁阻效应元件22的固定磁性层的磁化方向45a一致。
在图11中，作为一具体例，与相对于延伸方向(第1面15A的法线方向)正交的方向中的X1-X2方向X2侧的方向一致。此外，自由磁性层的磁化方向47a由于第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22各自的形状各向异性而在延伸方向(Y1-Y2方向)上彼此朝向相同的方向(例如Y1侧)。固定磁性层的磁化方向45a和自由磁性层的磁化方向47a分别朝向第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22的面内，并设定为在未施加外部磁场的状态下彼此正交。

[0168] 在向沿着固定磁性层的磁化方向(X1-X2方向X2侧)45a的方向施加了外部磁场的情况下，自由磁性层的磁化方向47a变动为与外部磁场的方向(X1-X2方向X2侧)一致而接近于与固定磁性层的磁化方向45a平行，电阻值下降。

[0169] 另一方面，在向与固定磁性层的磁化方向(X1-X2方向X2侧)45a相反的方向(X1-X2方向X1侧)施加了外部磁场的情况下，自由磁性层的磁化方向47a变动为与外部磁场的方向(X1-X2方向X1侧)一致而接近于与固定磁性层的磁化方向45a反平行，电阻值增大。

[0170] 如图11所示，第1磁阻效应元件21和第2磁阻效应元件22由使用例如Cu等非磁性材料而形成的布线部25在Y1-Y2方向Y1侧进行了连接。此外，第1磁阻效应元件21和第2磁阻效应元件22的Y1-Y2方向Y2侧经由布线部25与外部电路等连接。

[0171] 图13示出由两个磁阻效应元件构成的半桥电路的电路图。如图13所示，第1磁阻效应元件21和第2磁阻效应元件22在输入端子(Vdd)与接地端子(GND)之间被串联连接而构成了半桥电路27。而且，第1磁阻效应元件21与第2磁阻效应元件22之间的中点电位(V1)由差动放大器54放大，作为磁传感器10的输出信号而输出到外部电路(未图示)。

[0172] 如前所述，在本实施方式所涉及的磁传感器10中，被磁场方向变换部30聚磁的垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)的磁场分量51通过第1软磁性体35以及第2软磁性体36，从底部软磁性体40侧流出而被变换为基板15的第1面15A的面内方向(水平方向)。然后，如图2所示，变换后的磁场向X1-X2方向X1侧的方向施加于第1磁阻效应元件21，向X1-X2方向X2侧的方向施加于第2磁阻效应元件22，彼此作用于相反方向。

[0173] 因此，图11所示的第1磁阻效应元件21的自由磁性层的磁化方向47a朝向电阻值增大的方向，第2磁阻效应元件22的自由磁性层的磁化方向47a朝向电阻值减少的方向。因此，图13所示的半桥电路27的中点电位(V1)发生变化，由此，能够检测垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1-Z2方向)的磁场分量51。

[0174] 本实施方式所涉及的磁传感器10具备两个磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、第2磁阻效应元件22)，但本发明的一实施方式所涉及的磁传感器所具备的磁阻效应元件的数量并不限定。本发明的一实施方式所涉及的磁传感器所具备的磁阻效应元件的数量也可以是1个。作为该情况下的结构的具体的一例，可以列举磁传感器10不具备第2磁阻效应元件
22的情况下的结构。

[0175] 作为本发明的一实施方式所涉及的磁传感器所具备的磁阻效应元件的数量为3个以上的情况下的具体例，可以列举磁传感器具备两个半桥电路27，由这两个半桥电路27构成全桥电路的情况。以下，将这样的磁传感器作为本发明的第2实施方式所涉及的磁传感器来进行说明。

[0176] 图14示出第2实施方式的磁传感器，是构成磁传感器的磁阻效应元件的俯视图。图15是沿图14的XII-XII线进行切断并从箭头方向观察时的磁传感器的剖面图。此外，图16是由4个磁阻效应元件构成的全桥电路的电路图。

[0177] 本实施方式的磁传感器13将一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)设置多个(具体而言为2对)，在这一点上不同。如图15所示，第1软磁性体35和第2软磁性体36沿X1-X2方向交替连续地形成。相邻的第1软磁性体35和第2软磁性体36在靠近第1面15A的一侧由底部软磁性体40进行连接，此外，在远离第1面的一侧由延伸部39进行连接，底部软磁性体40和延伸部39在X1-X2方向上交替设置。多个第1软磁性体35和多个第2软磁性体
36在X1-X2方向上相连形成而构成了1个磁场方向变换部32。

[0178] 如图15所示，在多个第1软磁性体35以及多个第2软磁性体36靠近第1面15A的一侧分别配置有磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、23以及第2磁阻效应元件22、24)。如图14所示，4个磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、23以及第2磁阻效应元件22、24)各自的固定磁性层的磁化方向45a均朝向同一方向(X1-X2方向X2侧)。此外，在未施加外部磁场的状态下，自由磁性层的磁化方向47a由于形状各向异性而朝向磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、23以及第2磁阻效应元件22、24)的延伸方向(Y1-Y2方向)的Y1侧。

[0179] 在本实施方式中，如图16所示，由4个磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、23以及第2磁阻效应元件22、24)构成了全桥电路29。从第1磁阻效应元件21和第2磁阻效应元件22被串联连接而成的半桥电路27输出中点电位(V1)，从第1磁阻效应元件23和第2磁阻效应元件24被串联连接而成的半桥电路28输出中点电位(V2)。在输入端子(Vdd)与接地端子(GND)之间，半桥电路27和半桥电路28被并联连接而构成全桥电路29。如图16所示，中点电位(V1)与中点电位(V2)的差分由差动放大器54放大后作为传感器输出(Vout)而被输出。

[0180] 另外，在本实施方式中，全桥电路29由4个磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、23以及第2磁阻效应元件22、24)构成，但并不限定于此，为了增大输出，也可以使用更多的磁阻效应元件。

[0181] 通过这样构成全桥电路29，从而对于4个磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21、23以及第2磁阻效应元件22、24)的每一个而言因水平方向(第1面15A的面内方向)的磁场分量而引起的电阻变化相同，因此从全桥电路29不作为传感器输出来输出，仅输出垂直方向(第1面15A的法线方向、Z1一Z2方向)的磁场分量所引起的电阻变化。

[0182] 此外，即使在如图9所示连续设置有多个第1软磁性体35以及第2软磁性体36的情况下，也能够抑制Z1-Z2方向上的剩余磁化的产生，能够抑制传感器输出的偏移等所引起的传感器灵敏度的下降。

[0183] 此外，在本实施方式中，因为连续地设置有多个第1软磁性体35以及多个第2软磁性体36，所以水平方向的磁场分量(X1-X2方向的磁场分量以及Y1-Y2方向的磁场分量)有效地被集中到连续的第1软磁性体35以及第2软磁性体36。因此，能够抑制水平方向的磁场分量(X1-X2方向的磁场分量以及Y1一Y2方向的磁场分量)施加于各磁阻效应元件21～24，从而能够可靠地检测垂直方向(第1面15A的法线方向，Z1-Z2方向)的磁场分量51，因此能够提高传感器灵敏度。

[0184] 本发明的几个实施方式所涉及的磁传感器的制造方法并无限定。如前所述，在磁场方向变换部30中，第1软磁性体35以及第2软磁性体36和定位用软磁性体40b只要进行磁连接即可，因此能够将它们作为独立构件来进行制造。通过这样制造，从而磁场方向变换部30的制造变得容易，能够高精度地规定定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1与第1磁阻效应元件21的相对位置以及定位用软磁性体40b的第2最近部位40E2与第2磁阻效应元件22的相对位置。

[0185] 以下，作为本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法而对制造图4所示的磁传感器10B的方法进行说明。图17至图24是说明本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法的图。

[0186] 在本发明的一实施方式所涉及的磁传感器的制造方法中，首先，在由硅等构成的基板15的第1面15A上，形成第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22(图17)。如前所述，这些磁阻效应元件具有磁阻效应膜43，因此进行将构成磁阻效应膜43的各层依次进行层叠的处理。第1磁阻效应元件21的第2固定磁性层45d进行磁场中制膜使得在X1-X2方向(第1方向)X2侧的方向上被磁化。由于第2磁阻效应元件22与第1磁阻效应元件21同时制造，因此对第2磁阻效应元件22也进行与第1磁阻效应元件21同样的磁化。

[0187] 接着，形成非磁性绝缘层16使得覆盖磁阻效应元件(图18)。作为构成非磁性绝缘层16的材料，可以例示氧化铝。非磁性绝缘层16的厚度并无限定。第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22的厚度通常为0.1μm程度，从磁场方向变换部30流出的磁场在非磁性绝缘层16的内部沿水平方向(第1面15A的面内方向)前进，因而非磁性绝缘层16优选具有0.2μm程度或更大的厚度。在形成非磁性绝缘层16之前，也可以形成与第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22连接的布线层(未图示)。

[0188] 接下来，在非磁性绝缘层16的面上形成定位用软磁性体40b(图19)。通过定位用软磁性体40b在X1-X2方向(第1方向)上排列的面40S1、40S2来规定第1最近部位40E1以及第2最近部位40E2。定位用软磁性体40b具有平板状的形状，因为是比较容易制造的形状，所以能够通过框架电解电镀法等公知的光刻制造技术来制造。例如若是5μm程度的厚度，则能够将定位用软磁性体40b的配置精度以及形状精度抑制在50nm程度或者更小。因此，能够将第1最近部位40E1与第1磁阻效应元件21的相对位置的偏差以及第2最近部位40E2与第2磁阻效应元件22的相对位置的偏差抑制在50nm程度或者更小。

[0189] 若这样在非磁性绝缘层16的面上形成定位用软磁性体40b，则在非磁性绝缘层16的面上的未配置定位用软磁性体40b的部分，换言之，在非磁性绝缘层16的面上的定位用软磁性体40b的周围，形成绝缘性的非磁性体14(图20)。构成非磁性体14的材料的种类并无限定。作为所述材料的一例，可以列举通过CVD而形成的氮化硅。

[0190] 非磁性体14的厚度并无限定。如前所述，通过高形状精度地形成定位用软磁性体40b，适当地设定第1最近部位40E1与第1磁阻效应元件21的相对位置以及第2最近部位40E2与第2磁阻效应元件22的相对位置，从而磁传感器10B具有能够提高在第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22处测定的磁场的测定精度的结构。因此，即使非磁性体14的厚度例如成为了5μm以上，该情况所引起的磁传感器10B的传感器灵敏度的变化的程度也得到缓和。但是，如专利文献1中也示出的那样，使磁传感器10B低高度化包含在本发明的实施方式所涉及的磁传感器要实现的方向中，所以非磁性体14的厚度优选为以10μm程度为上限。

[0191] 此时，如图20所示，通过形成非磁性体14使得覆盖定位用软磁性体40b的第1最近部位40E1以及第2最近部位40E2，从而能够更稳定地提高第1最近部位40E1以及第2最近部位40E2的配置精度。此外，如图20所示，形成非磁性体14，使得定位用软磁性体40的与第1面15A对置的一侧的相反侧的面即第2面40S的至少一部分露出。通过这样形成非磁性体14，从而使通过之后的工序而形成的一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)与定位用软磁性体40进行磁连接变得容易。

[0192] 图20所示的非磁性体14形成为划定以第2面40S的露出的部分为底面且以由非磁性体14构成的面14S为侧面的凹部，该凹部的侧面包含在远离底面的方向上扩展的锥形形状。通过具有这样的形状，从而形成在由非磁性体14构成的面14S上的一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)容易将以X1-X2方向以及Z1-Z2方向为面内方向的剖面的形状设为V字状。

[0193] 用于使非磁性体14的面14S成为图20所示那样的形状的方法并无限定。可以举例下面说明的方法。例如，如图21那样，形成非磁性体14使得覆盖定位用软磁性体40b的整个第2面40S，进而，在非磁性体14上形成抗蚀剂层RM。然后，贯通抗蚀剂层RM，形成具有随着接近第1面15A逐渐缩径的锥形的锥形孔TH。以具有该锥形孔TH的抗蚀剂层RM为掩模，进行非磁性体14的蚀刻使得锥形孔TH的形状转印到非磁性体14(抗蚀剂层RM相对较厚的部分较浅，抗蚀剂层RM相对较薄的部分较深)。锥形孔TH的形成方法并无限定。也可以通过曝光工序的控制、显影工序的控制，在抗蚀剂层RM上直接形成锥形孔TH。或者，也可以形成图22所示那样的实质上不具有锥形的贯通孔VH，然后，对抗蚀剂层RM进行加热等来使贯通孔VH的内壁形状发生变化，从而形成锥形孔TH。

[0194] 作为用于使非磁性体14的面14S成为图20所示那样的形状的其他方法的一例，可以列举形成图22所示那样的实质上不具有锥形的贯通孔VH，以具有该贯通孔VH的抗蚀剂层RM为掩模，进行反应性离子蚀刻(RIE)那样的各向异性少的蚀刻。各向异性少的蚀刻虽然能够提高蚀刻速率，但不容易提高加工形状的精度。由于在通过蚀刻而产生的非磁性体14的面14S上形成一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)，因此用于形成非磁性体14的面14S的蚀刻的加工精度会影响到一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)与磁阻效应元件(第1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22)的相对位置的精度。但是，如前所述，在本实施方式所涉及的磁传感器10B中，一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)与第1磁阻效应元件21的相对位置以及与第2磁阻效应元件22的相对位置给第
1磁阻效应元件21以及第2磁阻效应元件22的第1方向的磁场的检测性能带来的影响比较低。因此，在本实施方式所涉及的磁传感器10B的制造方法中，能够将加工速度高且各向异性少的蚀刻定位为用于形成非磁性体14的面14S的蚀刻的优选例。

[0195] 接下来，对非磁性体14的露出的面(包含面14S)进行导体化处理。导体化处理的种类任意。既可以使用蒸镀、溅射等干式堆积技术来进行导体化，也可以使用无电解电镀那样的湿式堆积技术来进行导体化。通过导体化处理而形成的导体层ML的厚度只要能够进行接下来的镀覆处理则是任意的。如图23所示，导体化处理所形成的导体层ML也可以形成到第2面40S上。

[0196] 若这样进行了导体化处理，则在第2面40S(也可以存在导体化处理所形成的导体层ML)上以及非磁性体14的导体化处理后的面(导体化处理所形成的导体层ML的面)上进行镀覆处理，形成镀覆层PL。通过该镀覆处理，从而得到包含有镀覆层PL的一对软磁性体(第1软磁性体35以及第2软磁性体36)(图24)。在导体层ML的厚度较薄的情况下，也有时不能实质上识别导体层ML和镀覆层PL。在图24中，作为这样的情况，省略了导体层ML的显示。此外，通过该镀覆处理，从而第1软磁性体35以及第2软磁性体36与定位用软磁性体40b被磁连接。在图24中，在第2面40S上也形成镀覆层PL来构成连结部40a，形成于非磁性体14的面当中的Z1-Z2方向Z2侧的面的镀覆层PL构成第1延伸部37以及第2延伸部38。另外，在镀覆层PL上，也可以形成由氮化硅那样的材料构成的保护层。

[0197] 通过以上的制造方法，来制造磁传感器10B。

[0198] 以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员来说，在上述实施方式中能够追加各种各样的变更或改良是显而易见的。根据权利要求书的记载，追加了这样的变更或改良的方式也可以包含在本发明的技术范围内是显而易见的。例如，只要能够适当获得本发明效果，也可以在图等中表示为层叠的各构成要素间设置有其他层。

标题	发布/更新时间	阅读量
氧传感器-专利编号CN104950029B	2020-05-11	304
湿度传感器-专利编号CN105486729A	2020-05-12	232
传感器装置-专利编号CN1738725A	2020-05-12	587
数字传感器-专利编号CN108291844A	2020-05-13	156
氧传感器-专利编号CN104950029A	2020-05-11	937
压力传感器-专利编号CN110763393A	2020-05-13	455
传感器设备-专利编号CN105940316B	2020-05-13	846
传感器设备-专利编号CN105940316A	2020-05-11	865
传感器组件-专利编号CN102713595B	2020-05-12	800
化学传感器-专利编号CN109564159A	2020-05-11	514

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