JP2004356338A - 薄膜磁気センサ及びその製造方法 - Google Patents
薄膜磁気センサ及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004356338A JP2004356338A JP2003151523A JP2003151523A JP2004356338A JP 2004356338 A JP2004356338 A JP 2004356338A JP 2003151523 A JP2003151523 A JP 2003151523A JP 2003151523 A JP2003151523 A JP 2003151523A JP 2004356338 A JP2004356338 A JP 2004356338A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- yoke
- thin
- gmr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 511
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 226
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 27
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 315
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 98
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 description 54
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 39
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 17
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019230 CoFeSiB Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020639 Co-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020675 Co—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020710 Co—Sm Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020514 Co—Y Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3176—Structure of heads comprising at least in the transducing gap regions two magnetic thin films disposed respectively at both sides of the gaps
- G11B5/3179—Structure of heads comprising at least in the transducing gap regions two magnetic thin films disposed respectively at both sides of the gaps the films being mainly disposed in parallel planes
- G11B5/3183—Structure of heads comprising at least in the transducing gap regions two magnetic thin films disposed respectively at both sides of the gaps the films being mainly disposed in parallel planes intersecting the gap plane, e.g. "horizontal head structure"
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3916—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
- G11B5/3919—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path
- G11B5/3922—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
【課題】巨大磁気抵抗効果を有するＧＭＲ膜の両側に軟磁性材料からなる薄膜ヨークを配置した薄膜磁気センサにおいて、ＧＭＲ膜と薄膜ヨークとの間の電気的接触状態のばらつきを低減し、かつ磁界感度を向上させること。
【解決手段】本発明に係る薄膜磁気センサ２０は、軟磁性材料からなり、かつギャップ２４ａを介して対向させた一対の第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと電気的に接続されるようにギャップ２４ａ間に形成されたＧＭＲ膜２６と、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ及並びに前ＧＭＲ膜２６を支持する絶縁基板２２とを備え、ギャップ２４ａのギャップ長は、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃとの対向面に堆積させたＧＭＲ膜２６の膜厚によって規定されていることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明に係る薄膜磁気センサ２０は、軟磁性材料からなり、かつギャップ２４ａを介して対向させた一対の第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと電気的に接続されるようにギャップ２４ａ間に形成されたＧＭＲ膜２６と、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ及並びに前ＧＭＲ膜２６を支持する絶縁基板２２とを備え、ギャップ２４ａのギャップ長は、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃとの対向面に堆積させたＧＭＲ膜２６の膜厚によって規定されていることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜磁気センサ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、自動車の車軸、ロータリーエンコーダ、産業用歯車等の回転情報の検出、油圧式シリンダ／空気式シリンダのストロークポジション、工作機械のスライド等の位置・速度情報の検出、工業用溶接ロボットのアーク電流等の電流情報の検出、地磁気方位センサなどに好適な薄膜磁気センサ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気センサは、電磁気力（例えば、電流、電圧、電力、磁界、磁束など。）、力学量（例えば、位置、速度、加速度、変位、距離、張力、圧力、トルク、温度、湿度など。）、生化学量等の被検出量を、磁界を介して電圧に変換する電子デバイスである。磁気センサは、磁界の検出方法に応じて、ホールセンサ、異方的磁気抵抗（ＡＭＲ： Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）センサ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ： Ｇａｉａｎｔ ＭＲ）センサ等に分類される。
【０００３】
これらの中でもＧＭＲセンサは、（１）ホールセンサやＡＭＲセンサに比べて電気比抵抗の変化率の最大値（すなわち、ＭＲ比＝△ρ／ρ０（△ρ＝ρＨ−ρ０：ρＨは、外部磁界Ｈにおける電気比抵抗、ρ０は、外部磁界ゼロにおける電気比抵抗））が極めて大きい、（２）ホールセンサに比べて抵抗値の温度変化が小さい、（３）巨大磁気抵抗効果を有する材料が薄膜材料であるために、マイクロ化に適している、等の利点がある。そのため、ＧＭＲセンサは、コンピュータ、電力、自動車、家電、携帯機器等に用いられる高感度マイクロ磁気センサとしての応用が期待されているものである。
【０００４】
ＧＭＲ効果を示す材料としては、（１）強磁性層（例えば、パーマロイ等）と非磁性層（例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等）の多層膜、あるいは、反強磁性層、強磁性層（固定層）、非磁性層及び強磁性層（自由層）の４層構造を備えた多層膜（いわゆる、「スピンバルブ」）からなる金属人工格子、（２）強磁性金属（例えば、パーマロイ等）からなるｎｍサイズの微粒子と、非磁性金属（例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等）からなる粒界相とを備えた金属−金属系ナノグラニュラー材料、（３）スピン依存トンネル効果によってＭＲ効果が生ずるトンネル接合膜、（４）ｎｍサイズの強磁性金属合金微粒子と、非磁性・絶縁性材料からなる粒界相とを備えた金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料、等が知られている。
【０００５】
これらの内、スピンバルブに代表される多層膜は、一般に、低磁界における感度が高いという特徴がある。しかしながら、多層膜は、種々の材料からなる薄膜を高精度で積層する必要があるために、安定性や歩留まりが悪く、製作コストを抑えるには限界がある。そのため、この種の多層膜は、専ら付加価値の大きなデバイス（例えば、ハードディスク用の磁気ヘッド）にのみ用いられ、単価の安いＡＭＲセンサやホールセンサとの価格競争を強いられる磁気センサに応用するのは困難であると考えられている。また、多層膜間の拡散が生じやすく、ＧＭＲ効果が消失しやすいため、耐熱性が悪いという大きな欠点がある。
【０００６】
一方、ナノグラニュラー材料は、一般に、作製が容易で、再現性も良い。そのため、これを磁気センサに応用すれば、磁気センサを低コスト化することができる。特に、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、（１）その組成を最適化すれば、室温において１０％を越える高いＭＲ比を示す、（２）電気比抵抗が桁違いに高いので、磁気センサの超小型化と低消費電力化が可能である、（３）耐熱性の悪い反強磁性膜を含むスピンバルブ膜と異なり、高温環境下でも使用可能である、等の利点がある。しかしながら、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、低磁界における磁界感度が非常に小さいという問題がある。
【０００７】
そこでこの問題を解決するために、特許文献１には、巨大磁気抵抗薄膜の両端に軟磁性薄膜を配置し、巨大磁気抵抗薄膜の磁界感度を上げる点が記載されている。また、同文献には、基板上に膜厚２μｍのパーマロイ薄膜（軟磁性膜）を形成し、パーマロイ薄膜にイオンビームエッチング装置を用いて幅約９μｍの隙間を作製し、隙間の部分にＣｏ３８．６Ｙ４１．０Ｏ４７．４組成を有するナノグラニュラーＧＭＲ膜を積層する薄膜磁気センサの製造方法が記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、巨大磁気抵抗薄膜の両端に軟磁性薄膜を配置した薄膜磁気抵抗素子において、磁界感度をさらに向上させるために、巨大磁気抵抗薄膜の膜厚を軟磁性薄膜の膜厚以下とする点が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−０８７８０４号公報の請求項１及び段落番号「００１９」
【特許文献２】
特開平１１−２７４５９９号公報の請求項１
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
大きな飽和磁化を有し、透磁率の高い軟磁性材料は、磁界感度が極めて高く、相対的に弱い外部磁界で極めて大きな磁化を示す。そのため、軟磁性材料からなる薄膜ヨークで挟まれた狭いギャップ内に、薄膜ヨークと電気的に接続するように、大きな電気比抵抗を有し、かつ巨大磁気抵抗効果を有する薄膜（ＧＭＲ膜）を配置した薄膜磁気センサに対して外部磁界を作用させると、弱い外部磁界によって薄膜ヨークが磁化し、ＧＭＲ膜には、外部磁界の１００〜１００００倍の強い磁界が作用する。その結果、ＧＭＲ膜の磁界感度を著しく大きくすることができる。なお、ＧＭＲ膜としては、現在、金属−絶縁体系ナノグラニュラー薄膜が知られている。
【００１１】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に、従来の薄膜磁気センサの平面図及びそのＡ−Ａ’線断面図を示す。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）において、薄膜磁気センサ１０は、絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板１２と、軟磁性材料からなり、かつギャップ１４ａを介して対向する一対の薄膜ヨーク１４、１４と、ギャップ１４ａ内に形成されたＧＭＲ膜１６と、各薄膜ヨーク１４、１４の端部にそれぞれ形成された電極１８、１８と、薄膜ヨーク１４、１４及びＧＭＲ膜１６を保護するための保護膜１９とを備えている。
【００１２】
従来、このような薄膜磁気センサ１０は、絶縁基板１２表面に成膜された軟磁性薄膜の不要部分を除去することにより、ギャップ１４ａ（凹溝）を介して対向する一対の薄膜ヨーク１４、１４を形成し、さらにギャップ１４ａ近傍以外の部分をマスクしてＧＭＲ膜１６を堆積させる方法により製造されていた。
【００１３】
しかしながら、このような方法により製造された薄膜磁気センサ１０は、電気的特性及び磁気的特性に大きなばらつきが生ずるという問題があった。その原因について詳細に調べたところ、従来の製造方法では、薄膜ヨーク１４、１４と、ＧＭＲ膜１６との間の電気的接触が不十分となったり、ＧＭＲ膜１６のギャップ内膜厚が一様でないなど、不安定になる場合があることが分かった。
【００１４】
すなわち、図１１（ｃ）に示すように、狭いギャップ１４ａを介して対向する薄膜ヨーク１４、１４の上からＧＭＲ膜１６を堆積させると、薄膜ヨーク１４、１４の上面に堆積したＧＭＲ膜１６ａの膜厚が増加するに伴い、背の高い薄膜ヨーク１４、１４の側壁にＧＭＲ膜１６ａが徐々に張り出す。そのため、ギャップ１４ａ底部の角部が薄膜ヨーク１４、１４の側壁に堆積したＧＭＲ膜１６ａによって影となり、ギャップ１４ａ底部の角部へのＧＭＲ膜１６ｂの堆積が阻害される。その結果、ＧＭＲ膜１６ｂの断面形状が三角形状又は台形状となり、ＧＭＲ膜１６ｂと薄膜ヨーク１４、１４との間の接触電気抵抗が大きくばらつく原因となっていた。特に、薄膜ヨークの背が高く、狭いギャップを持つ高性能型においては、この現象が顕著となり、最悪の場合には、無限大の電気抵抗となることもあった。従って、実用化の大きな障害となっていた。
【００１５】
さらに、ＧＭＲ膜１６の磁界感度を高めるためには、薄膜ヨーク１４、１４から漏れる磁束が空間に分散するのを抑制し、漏れ磁束を効率よくＧＭＲ膜１６に作用させる必要がある。そのためには、ギャップ１４ａのギャップ長は、極力、短くすることが好ましい。しかしながら、従来の製造方法では、ギャップ長が短くなるほど、ギャップ１４ａ内へのＧＭＲ膜１６の堆積がさらに大きく阻害され、ギャップ１４ａ内に健全なＧＭＲ膜１６を形成するのが不能になるという問題がある。
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、ギャップ長が極めて短く、磁界感度の高い薄膜磁気センサ、及びこのような薄膜磁気センサを再現性良く、かつ低コストで製造可能な薄膜磁気センサの製造方法を提供することにある。
【００１７】
また、本発明が解決しようとする他の課題は、ＧＭＲ膜の両側に軟磁性材料からなる薄膜ヨークを配置した薄膜磁気センサ及びその製造方法において、ＧＭＲ膜と薄膜ヨークとの間の電気的接触状態のばらつきを低減し、磁気特性の安定化を図ることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、軟磁性材料からなり、かつギャップを介して対向させた一対の第１薄膜ヨーク及び第２薄膜ヨークと、前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨークと電気的に接続されるように前記ギャップ間に形成された、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜と、前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨーク並びに前記ＧＭＲ膜を支持する絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板とを備えた薄膜磁気センサであって、前記ギャップのギャップ長は、前記第１薄膜ヨークと前記第２薄膜ヨークとの対向面に堆積させた前記ＧＭＲ膜の膜厚によって規定されていることを要旨とする。
【００１９】
また、本発明の２番目は、軟磁性材料からなり、かつギャップを介して対向させた一対の第１薄膜ヨーク及び第２薄膜ヨークと、前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨークと電気的に接続されるように前記ギャップ間に形成された、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜と、前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨーク並びに前記ＧＭＲ膜を支持する絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板とを備えた薄膜磁気センサであって、
（イ）前記絶縁基板表面に前記軟磁性材料からなる第１の薄膜を堆積させ、その先端に前記第２薄膜ヨークとの対向面を有する前記軟磁性材料からなる第１薄膜ヨークを形成し、
（ロ）該第１薄膜ヨークと電気的に接続されるように、前記対向面上に前記ＧＭＲ膜を堆積させ、
（ハ）前記ＧＭＲ膜と前記第２薄膜ヨークとが、前記対向面上に堆積させた前記ＧＭＲ膜の膜表面において電気的に接続されるように、前記絶縁基板表面に前記軟磁性材料からなる第２の薄膜を堆積させ、前記軟磁性材料からなる前記第２薄膜ヨークを形成すること、
により得られるものからなることを要旨とする。
【００２０】
さらに、本発明に係る薄膜磁気センサの製造方法は、絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板表面に軟磁性材料からなる第１の薄膜を堆積させ、その先端に第２薄膜ヨークとの対向面を有する前記軟磁性材料からなる第１薄膜ヨークを形成する第１薄膜ヨーク形成工程と、前記第１薄膜ヨークと電気的に接続されるように、前記対向面上に、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜を堆積させるＧＭＲ膜形成工程と、前記ＧＭＲ膜と前記第２薄膜ヨークとが、前記対向面上に堆積させた前記ＧＭＲ膜の膜表面において電気的に接続されるように、前記絶縁基板表面に前記軟磁性材料からなる第２薄膜を堆積させ、前記軟磁性材料からなる第２薄膜ヨークを形成する第２薄膜ヨーク形成工程とを備えていることを要旨とする。
【００２１】
対向面を介して対向する一対の薄膜ヨークの内、第１薄膜ヨークをまず絶縁基板表面に形成し、次いでＧＭＲ膜を堆積させると、第１薄膜ヨークの対向面上に健全なＧＭＲ膜を形成することができる。次いで、このＧＭＲ膜上に第２薄膜ヨークを堆積させると、ＧＭＲ膜と第２薄膜ヨークとがＧＭＲ膜の膜表面において電気的に接続される。このような方法により製造された薄膜磁気センサは、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚とほぼ同等であるので、磁界感度が著しく向上する。また、ＧＭＲ膜が形成される領域が背の高いヨーク壁によって挟まれることがないので、健全なＧＭＲ膜を再現性良く形成することが可能となり、磁気特性が安定化する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に、それぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０の平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図を示す。
【００２３】
図１において、薄膜磁気センサ２０は、絶縁基板２２と、ギャップ２４ａを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと、この第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと電気的に接続されるようにギャップ２４ａ間に形成されたＧＭＲ膜２６とを備えている。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃは、その端部に電極２８、２８が接合されている。さらに、絶縁基板２２の最上面は、第２保護膜３２により覆われている。
【００２４】
初めに、絶縁基板２２について説明する。絶縁基板２２は、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ、並びにＧＭＲ膜２６を支持するためのものであり、絶縁性・非磁性材料からなる。絶縁基板２２の材質としては、具体的には、ガラス、あるいは、スパッタ膜によって表面を平坦化したアルミナ、熱酸化膜付Ｓｉ、アルミナ・チタンカーバイドなどのセラミックス等の高剛性材が好適な一例として挙げられる。
【００２５】
絶縁基板２２のその他の部分の形状については、特に限定されるものではなく、薄膜磁気センサ２０の用途、要求特性等に応じて最適な形状を選択すれば良い。また、図１においては、絶縁基板２２上に第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ、並びにＧＭＲ膜２６からなる１個の素子のみが記載されているが、これは単なる例示であり、量産の場合には、同一の絶縁基板２２上に複数個の素子を同時に形成する。
【００２６】
薄膜磁気センサは、温度による基準電位の変動を防ぐため、通常、２個の素子を直列に接続し、中点電位を計測することによって外部磁界の検出を行うようになっている。また、薄膜磁気センサは、２つの素子の感磁軸が互いに直交するように配列させた直交形と、２個の素子の感磁軸が互いに平行になるように配列させた平行形に分類される。また、出力を倍にするために、４個の素子を用いてブリッジ回路を構成する場合もある。この場合、絶縁基板２２上に１個の素子のみを形成し、これを複数個組み合わせて磁気センサとして用いても良く、あるいは、同一の絶縁基板２２上に複数個の素子を形成し、これらを接続して用いても良い。
【００２７】
次に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃについて説明する。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃは、ＧＭＲ膜２６の磁界感度を高めるためのものであり、軟磁性材料からなる。弱磁界に対する高い磁界感度を得るためには、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃには、透磁率μ及び／又は飽和磁化Ｍｓの高い材料を用いるのが好ましい。具体的には、その透磁率μは、１００以上が好ましく、さらに好ましくは、１０００以上である。また、その飽和磁化Ｍｓは、５（ｋＧａｕｓｓ）以上が好ましく、さらに好ましくは、１０（ｋＧａｕｓｓ）以上である。
【００２８】
第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの材質としては、具体的には、パーマロイ（４０〜９０％Ｎｉ−Ｆｅ合金）、センダスト（Ｆｅ７４Ｓｉ９Ａｌ１７）、ハードパーム（Ｆｅ１２Ｎｉ８２Ｎｂ６）、Ｃｏ８８Ｎｂ６Ｚｒ６アモルファス合金、（Ｃｏ９４Ｆｅ６）７０Ｓｉ１５Ｂ１５アモルファス合金、ファインメット（Ｆｅ７５．６Ｓｉ１３．２Ｂ８．５Ｎｂ１．９Ｃｕ０．８）、ナノマックス（Ｆｅ８３ＨＦ６Ｃ１１）、Ｆｅ８５Ｚｒ１０Ｂ５合金、Ｆｅ９３Ｓｉ３Ｎ４合金、Ｆｅ７１Ｂ１１Ｎ１８合金、Ｆｅ７１．３Ｎｄ９．６Ｏ１９．１ナノグラニュラー合金、Ｃｏ７０Ａｌ１０Ｏ２０ナノグラニュラー合金、Ｃｏ６５Ｆｅ５Ａｌ１０Ｏ２０合金等が好適な一例として挙げられる。
【００２９】
第１薄膜ヨーク２４ｂは、絶縁基板２２表面に軟磁性材料からなる第１の薄膜を堆積させ、エッチング等により、その先端に第２薄膜ヨーク２４ｃとの対向面を形成したものからなる。
【００３０】
本実施の形態において、対向面は、第１薄膜ヨーク２４ｂの端面に形成されている。また、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面と絶縁基板２２表面とのなす角θ（以下、これを「傾斜角θ」という。）は、０°より大きく、かつ９０°より小さくなっている。高い磁界感度を得るためには、傾斜角θは、９０°に近い方が望ましい。さらに、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃから漏れる磁束が空間に分散するのを抑制するためには、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃの長手方向の中心線間の距離は、短い方が望ましい。
【００３１】
換言すれば、本実施の形態において、ギャップ２４ａ側から電極２８側に向かう第１薄膜ヨーク２４ｂの表面に対して平行なベクトルと、第２薄膜ヨーク２４ｃ側から第１薄膜ヨーク２４ｂ側に向かう対向面に対して垂直なベクトルとのなす角φ（＝９０°−θ、以下、これを「流入角φ」という。）は、０°より大きく、かつ９０°より小さくなっている。また、高い磁界感度を得るためには、流入角φは、０°に近い方が望ましい。なお、傾斜角θ（又は、流入角φ）の大きさは、後述する製造条件を最適化することにより、任意に変化させることができる。
【００３２】
一方、第２薄膜ヨーク２４ｃは、第１薄膜ヨークの対向面上に、所定の厚さを有するＧＭＲ膜２６を堆積させた後、ＧＭＲ膜２６と第２薄膜ヨーク２６ｃとが、対向面上に堆積させたＧＭＲ膜２６の膜表面において電気的に接続されるように、絶縁基板２２表面に軟磁性材料からなる第２の薄膜を堆積させることにより得られるものからなる。すなわち、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面と、第２薄膜ヨーク２４ｃの対向面との距離、すなわち、ギャップ２４ａのギャップ長は、ＧＭＲ膜２６とほぼ同等になっている。この点が、従来の薄膜磁気センサとは異なる。
【００３３】
第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃのその他の部分の形状については、特に限定されるものではないが、ＧＭＲ膜２６の磁界感度を高めるためには、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの形状は、以下のような条件を満たしていることが望ましい。
【００３４】
第１に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃは、ギャップ２４ａ側の断面積が外部磁界の流入・流出端である電極２８側の断面積より小さくなっていることが望ましい。ギャップ２４ａ側の断面積を小さくすると、ギャップ２４ａ先端における磁束密度が大きくなり、ＧＭＲ膜２６に強い磁界を作用させることができる。
【００３５】
第２に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃは、その電極側の横幅Ｗに対するそのギャップ長方向の長さＬの比（Ｌ／Ｗ）が適度に大きいことが望ましい。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃのギャップ長方向の長さが相対的に長くなるほど、ギャップ長方向に発生する反磁界が小さくなるので、電極２８側の端面を外部磁界の流入・流出端として有効に機能させることができる。
【００３６】
第３に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの形状は、ギャップ２４ａを挟んで左右対称になっていることが望ましい。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの形状が左右非対称であると、磁気特性の悪い薄膜ヨークによって薄膜磁気センサ２０の特性が支配されるので好ましくない。
【００３７】
なお、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの厚さは、特に限定されるものではなく、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの材質、薄膜磁気センサ２０に要求される特性等に応じて、最適な厚さを選択すればよい。また、図１（ａ）に示す例においては、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの先端側（ギャップ２４ａ側）の平面形状は、テーパ状になっているが、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの先端に平行部を設けても良い。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの先端に平行部を設けると、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ先端における磁束の分散が抑制されるので、ＧＭＲ膜２６により強い磁界を作用させることができる。
【００３８】
次に、ＧＭＲ膜２６について説明する。ＧＭＲ膜２６は、外部磁界の変化を電気抵抗の変化として感じ、結果的に電圧の変化として検出するためのものであり、巨大磁気抵抗効果を有する材料からなる。外部磁界の変化を高い感度で検出するためには、ＧＭＲ膜２６のＭＲ比の絶対値は、外部磁界Ｈが数百（Ｏｅ）以下で、５％以上が好ましく、さらに好ましくは、１０％以上である。
【００３９】
また、本発明において、ＧＭＲ膜２６は、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと直接、電気的に接続されるので、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃより高い電気比抵抗を有するものが用いられる。一般に、電気比抵抗が小さすぎる材料の場合には、第１薄膜ヨーク２４ｂ−第２薄膜ヨーク２４ｃ間が電気的に短絡するので好ましくない。一方、電気比抵抗が高すぎる材料の場合には、ノイズが増加し、外部磁界の変化を電圧変化として検出するのが困難となる。ＧＭＲ膜２６の電気比抵抗は、１０３μΩｃｍ以上１０１２μΩｃｍ以下が好ましく、さらに好ましくは、１０４μΩｃｍ以上１０１１μΩｃｍ以下である。
【００４０】
このような条件を満たす材料には、種々の材料があるが、中でも上述した金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料が特に好適である。金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、高いＭＲ比と高い電気比抵抗を有するだけでなく、僅かな組成変動によってＭＲ比が大きく変動することがないので、安定した磁気特性を有する薄膜を、再現性良く、かつ低コストで作製することができるという利点がある。
【００４１】
ＧＭＲ膜２６として用いられる巨大磁気抵抗効果を有する金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料としては、具体的には、Ｃｏ−Ｙ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、Ｃｏ−Ａｌ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、Ｃｏ−Ｓｍ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、Ｃｏ−Ｄｙ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、ＦｅＣｏ−Ｙ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、Ｆｅ−ＭｇＦ２、ＦｅＣｏ−ＭｇＦ２、Ｆｅ−ＣａＦ２等のフッ化物系ナノグラニュラー合金等が好適な一例として挙げられる。
【００４２】
ＧＭＲ膜２６は、上述したように、第１薄膜ヨーク２４ｂの先端に形成された対向面上に堆積させたものからなる。従って、ＧＭＲ膜２６の膜厚は、要求されるギャップ長が得られるように、ＧＭＲ膜２６の材質、薄膜磁気センサ２０に要求される特性等に応じて、最適な厚さを選択するのが好ましい。高い磁界感度を得るためには、ＧＭＲ膜２６は、その物理的特性が変化せず、かつ第１薄膜ヨーク２４ｂ−第２薄膜ヨーク２４ｃ間が電気的に短絡しない限り、薄い程良い。
【００４３】
なお、第１薄膜ヨーク２４ｂを形成した後に形成されるＧＭＲ膜２６パターンの横幅は、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃのギャップ２４ａ側先端の横幅より広くても良い。ＧＭＲ膜２６の横幅の方が広い場合には、ＧＭＲ膜２６によって第１薄膜ヨーク２４ｂ−第２薄膜ヨーク２４ｃ間を電気的に分離することができるばかりでなく、第２薄膜ヨーク２４ｃをパターン形成する時に、第１薄膜ヨーク２４ｂを損傷させないための保護膜としての機能をも持つので、製造工程に自由度を持たせることができるという利点がある。また、一般に、ギャップ幅に比してＧＭＲ膜２６の横幅が広くなると、薄膜ヨークの横幅方向に漏れる弱い磁束に感応するＧＭＲ膜領域が増加し、磁界感度が低下する場合がある。このような場合には、第２薄膜ヨーク２４ｃをパターン形成するとき、これをすべてのマスクとして、その下にあるＧＭＲ膜２６と第１薄膜ヨーク２４ｂの先端部を同時にエッチングすれば、第２薄膜ヨーク２４ｃ先端の横幅方向にはみ出している余分なＧＭＲ膜２６を抜いてしまうということもできる。
【００４４】
一方、ＧＭＲ膜２６の横幅の内、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃの双方に電気的に接触している部分は、薄膜ヨークのギャップ側先端の横幅より狭くても良い。この場合、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと電気的に接触させない部分には、第１薄膜ヨーク２４ｂ−第２薄膜ヨーク２４ｃ間を電気的に分離するための絶縁性・非磁性材料からなる薄膜をさらに形成する必要があるので、工数が若干増加するという欠点がある。しかしかがら、ＧＭＲ膜２６の横幅の内、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの双方に接触している部分の幅を狭くすると、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃから漏れる磁束が横幅方向に分散しにくくなるので、磁界感度が向上するという利点がある。
【００４５】
電極２８、２８は、出力を取り出すためのものであり、導電性材料が用いられる。具体的には、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等が好適である。電極２８、２８の形状は、特に限定されるものではなく、薄膜磁気センサ２０の大きさ、薄膜ヨーク２４、２４の形状等に応じて、最適な形状を選択すればよい。
【００４６】
第２保護膜３２は、絶縁基板２２の表面に露出しているＧＭＲ膜２６、並びに第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃを大気から遮断し、これらを保護するためのものである。また、第２保護膜３２には、絶縁性・非磁性材料が用いられる。第２保護膜３２の材質としては、具体的には、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、２００℃以上でハードベークしたフォトレジスト等が好適な一例として挙げられる。
【００４７】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０の製造方法について説明する。図２〜図４に、その工程図を示す。本実施の形態に係る製造方法は、第１薄膜ヨーク形成工程と、ＧＭＲ膜形成工程と、第２薄膜ヨーク形成工程と、電極形成工程と、表面保護膜形成工程とを備えている。
【００４８】
初めに、第１薄膜ヨーク形成工程について説明する。第１薄膜ヨーク形成工程は、絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板２２表面に軟磁性材料からなる第１の薄膜（以下、これを「第１軟磁性薄膜」という。）２４ｄを堆積させ、その先端に第２薄膜ヨーク２４ｃとの対向面を有する軟磁性材料からなる第１薄膜ヨーク２４ｂを形成する工程である。第１薄膜ヨーク２４ｂは、具体的には、以下のような方法により形成するのが好ましい。
【００４９】
すなわち、まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基板２２の表面全面に、軟磁性薄膜２４ｄを形成する。次いで、図２（ｂ）に示すように、第１軟磁性薄膜２４ｄの上にフォトレジスト３７を塗布した後、絶縁基板２２の上方に所定の開口部を有するマスク３６を配置し、露光する。次に、現像処理により感光部を除去することにより、図２（ｃ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂを形成する部分に、フォトレジスト膜３８が形成される。
【００５０】
この場合、フォトレジスト膜３８を形成した後、８０〜１２０℃×０．０５〜１．０ｈのポストベークを行うのが好ましい。ポストベークを行うと、フォトレジスト膜３８から溶剤が揮発して若干収縮するために、フォトレジスト膜３８の側壁面に傾斜を持たせることができる。フォトレジスト膜３８の側壁面に若干の傾斜があると、エッチングの際に影ができにくくなるので、第１軟磁性薄膜２４ｄのエッチングを効率よく行うことができるという利点がある。
【００５１】
次に、図２（ｄ）に示すように、絶縁基板２２を回転させながらＡｒイオンビームエッチングを行う。この時、絶縁基板２２の回転速度、Ａｒイオンビームの照射角度等の照射条件を最適化すると、図２（ｄ）に示すように、フォトレジスト膜３８の境界線に沿って、第１軟磁性薄膜２４ｄの端面を所定の傾斜角θで斜めにエッチングすることができる。
【００５２】
第１軟磁性薄膜２４ｄの不要部分が完全に除去されるまでＡｒイオンビームエッチングを行った後、第１軟磁性薄膜２４ｄ表面に残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すると、図２（ｅ）に示すように、その一端に所定の傾斜角θを有する対向面を備えた第１薄膜ヨーク２４ｂが得られる。
【００５３】
次に、ＧＭＲ膜形成工程について説明する。ＧＭＲ膜形成工程は、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面にＧＭＲ膜２６を形成する工程である。ＧＭＲ膜２６は、具体的には、以下のような方法により形成するのが好ましい。
【００５４】
すなわち、まず、図２（ｆ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂが形成された絶縁基板２２の表面全面に、所定の組成を有するＧＭＲ膜２６を、所定の厚さとなるまで、第１薄膜ヨーク２４ｂと電気的に接続されるように堆積させる。次に、第１薄膜ヨーク形成工程で説明したのと同様の方法にて、図２（ｇ）に示すように、ＧＭＲ膜２６を残したい部分にフォトレジスト膜３８を形成する。
【００５５】
さらに、図２（ｈ）に示すように、絶縁基板２２を回転させながら、所定の条件下でＡｒイオンビームエッチングを行い、ＧＭＲ膜２６の不要部分を除去する。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すれば、図２（ｉ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面上及びその近傍にＧＭＲ膜２６を形成することができる。この場合、Ａｒイオンビームエッチングに限定されるものではなく、他の膜とのエッチング選択比の良いウエットエッチや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを用いても良い。一方、ＧＭＲ膜２６を残したい部分を開口し、残部にフォトレジスト膜３８を形成し、その後、ＧＭＲ膜２６を堆積させ、フォトレジスト膜３８を除去すると同時に余部ＧＭＲ膜２６を除いてしまう「リフトオフ」法を用いても良い。
【００５６】
なお、ＧＭＲ膜２６の横幅が、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面の横幅より広い場合には、ＧＭＲ膜２６によって第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃとが直接接触することがないので、この場合には、そのまま次工程に進み、ＧＭＲ膜２６の上に、直接、第２薄膜ヨーク２４ｃを形成すればよい。
【００５７】
一方、ＧＭＲ膜２６の横幅を第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面の横幅より狭くする場合には、第２薄膜ヨーク２４ｃを形成する前に、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃとが直接接触するのを防ぐための絶縁性・非磁性材料からなる薄膜を、ＧＭＲ膜２６の両側に堆積させ、例えば、リフトオフ法により所定の形状にすれば良い。また、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面の横幅より広い横幅を有するＧＭＲ膜２６を対向面上に堆積させ、ＧＭＲ膜２６の一部を絶縁性・非磁性材料からなる薄膜で覆い、第２薄膜ヨーク２４ｃと接する部分の横幅を狭くしても良い。
【００５８】
次に、第２薄膜ヨーク形成工程について説明する。第２薄膜ヨーク形成工程は、ＧＭＲ膜２６と第２薄膜ヨーク２６ｃとが、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面上に堆積させたＧＭＲ膜２６の膜表面において電気的に接続されるように、絶縁基板２２表面に軟磁性材料からなる第２の薄膜（以下、これを「第２軟磁性薄膜」という。）２４ｅを堆積させ、軟磁性材料からなる第２薄膜ヨーク２４ｃを形成する工程である。第２薄膜ヨーク２４ｃは、具体的には、以下のような方法により形成するのが好ましい。
【００５９】
すなわち、まず、第１薄膜ヨーク形成工程で説明したのと同様の方法にて、図３（ａ）に示すように、第２薄膜ヨーク２４ｃを形成する部分を除いて、絶縁基板２２の表面にフォトレジスト膜３８を形成する。この場合、新たに堆積させる第２軟磁性薄膜２４ｅが、既に絶縁基板２２上に形成された第１薄膜ヨーク２４ｂの上にも堆積するように、フォトレジスト膜３８を形成するのが好ましい。
【００６０】
次に、図３（ｂ）に示すように、絶縁基板２２の表面全面に、第２軟磁性薄膜２４ｅを、所定の厚さとなるまで堆積させる。その後、フォトレジスト膜３８を除去（リフトオフ）すれば、図３（ｃ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂ及びその対向面上に形成されたＧＭＲ膜２６の双方と電気的に接続している第２軟磁性薄膜２４ｅが得られる。なお、これ以外にも、図２（ｉ）の状態から全面に第２軟磁性薄膜２４ｅを堆積し、その後、第２薄膜ヨーク形状を形成するためのフォトレジストマスクを作り、さらに不要部分をＡｒイオンエッチで除くことにより、同様の構造が得られる。
【００６１】
次に、第２軟磁性薄膜２４ｅの内、第１薄膜ヨーク２４ｂと直接接触している不要部分を除去し、第２薄膜ヨーク２４ｃを形成する。不要部分の除去は、具体的には、以下のような方法により行うのが好ましい。
【００６２】
すなわち、まず、図３（ｄ）に示すように、絶縁基板２２の全面に、絶縁性・非磁性材料からなる第１保護膜３０を所定の厚さとなるまで堆積させる。第１保護膜３０は、不要部分を除去する際に第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２軟磁性薄膜２４ｅを保護するためと、その下にある構造物による凹凸を平坦化するためのものである。また、第１保護膜３０の材質は、不要部分を除去する方法に応じて、最適なものを選択する。
【００６３】
次に、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２軟磁性薄膜２４ｅとが直接接触している部分がなくなるまで、不要部分を除去する。第１保護膜３０で保護された不要部分の除去方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【００６４】
第１の方法は、絶縁基板２２の表面全面に第１保護膜３０を形成した後、第１薄膜ヨーク２４ｂの上に堆積した第２軟磁性薄膜２４ｅが完全に除去されるまで、絶縁基板２２の表面を機械研磨する方法（以下、これを「機械研磨法」という。）である。この場合、第１保護膜３０には、Ａｌ２Ｏ３膜、ＳｉＯ２膜、ポストベークしたフォトレジスト膜、２００℃以上でハードベークしたフォトレジスト膜等を用いるのが好ましい。
【００６５】
第２の方法は、絶縁基板２２の表面全面に第１保護膜３０を形成した後、絶縁基板２２の表面をイオンビームによりエッチングする方法（以下、これを「エッチバック法」という。）である。この場合、第１保護膜３０には、９０℃以下でプリベーク又は９０〜１２０℃×１ｈでポストベークしたフォトレジスト膜を用いるのが好ましい。
【００６６】
図３（ｄ）に示すように、絶縁基板２２の表面にフォトレジスト膜（第１保護膜３０）を形成し、エッチングを行うと、まず、フォトレジスト膜のみがエッチングされる。エッチングが進行すると、やがて第２軟磁性薄膜２４ｅの凸部がフォトレジスト膜の表面に露出するので、それ以後は、フォトレジスト膜と第２軟磁性薄膜２４ｅの凸部が同時にエッチングされる。
【００６７】
一般に、フォトレジスト膜表面が完全に平坦にならず、かつ、第２軟磁性薄膜２４ｅとフォトレジスト膜のエッチング速度に差があるので、１回のエッチングで第２軟磁性薄膜２４ｅの不要部分を完全に除去するのは困難である。そのため、図３（ｅ）に示すように、フォトレジスト膜が完全になくなる前にエッチングを一旦止め、図３（ｆ）に示すように、フォトレジスト膜を除去（ハクリ）する。そして、第１薄膜ヨーク２４ｂの上に堆積した第２軟磁性薄膜２４ｅが完全に除去されるまで、（１）フォトレジスト膜の形成及びプリベーク又はポストベーク、（２）エッチング、及び（３）ハクリを所定回数繰り返す。
【００６８】
なお、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面上に形成した時点でのＧＭＲ膜２６の横幅が第１薄膜ヨーク２４ｂ先端の横幅より広い場合において、エッチングをやや過剰に行うと、第２薄膜ヨーク２４ｃをマスクとして、第２薄膜ヨーク２４ｃ先端の横幅方向にはみ出している余分なＧＭＲ膜２６を除去することができる。
【００６９】
機械研磨法、エッチバック法等の方法により、第２軟磁性薄膜２４ｅの不要部分（第１薄膜ヨーク２４ｂと直接接している部分）が完全に除去されると、図３（ｇ）に示すように、所定の傾斜角θを有する対向面を備えた第１薄膜ヨーク２４ｂと、対向面上に堆積させたＧＭＲ膜２６と、ＧＭＲ膜２６の膜面においてＧＭＲ膜２６とのみ電気的に接続している第２薄膜ヨーク２４ｃが得られる。
【００７０】
次に、電極形成工程について説明する。電極形成工程は、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの端部に、それぞれ、電極２８、２８を形成する工程である。具体的には、まず、第１薄膜ヨーク形成工程で説明したものと同様の方法にて、電極２８、２８を形成する領域を除いて、新たにフォトレジスト膜３８を形成し（図４（ａ））、フォトレジスト膜３８の上から、所定の厚さを有する導電性材料からなる薄膜２８ａを堆積させ（図４（ｂ））、フォトレジスト膜３８を除去（リフトオフ）する。これにより、図４（ｃ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの端部に電極２８、２８を形成することができる。
【００７１】
次に、表面保護膜形成工程について説明する。表面保護膜形成工程は、絶縁基板２２の最表面に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ、並びにＧＭＲ膜２６を保護するための第２保護膜３２を形成する工程である。具体的には、まず、第１薄膜ヨーク形成工程で説明したものと同様の方法にて、第２保護膜３２を形成する領域を除いて、新たにフォトレジスト膜３８を形成する（図４（ｄ））。この場合、電極２８の一部が第２保護膜３２で覆われるように、フォトレジスト膜３８を形成すると良い。次いで、フォトレジスト膜３８の上から、所定の厚さを有する第２保護膜３２を堆積させ（図４（ｅ））、フォトレジスト膜３８を除去（リフトオフ）する。これにより、図４（ｆ）に示すように、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０が得られる。
【００７２】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサの２０作用について説明する。従来の薄膜磁気センサは、絶縁基板表面に堆積させた軟磁性薄膜に幅の狭い凹溝（ギャップ）を形成して凹溝を介して対向する薄膜ヨークとした後、この上からＧＭＲ膜を堆積させるという方法により製造されていた。
【００７３】
しかしながら、このような方法では、凹溝内に形成されたＧＭＲ膜の断面が三角形状又は台形状となる。そのため、薄膜ヨークとＧＭＲ膜との接触面積は、ＧＭＲ膜の平均膜厚に比べて著しく小さくなり、極端な場合には、両者が線接触した状態となる。その結果、わずかな製造条件の変動によって薄膜ヨークとＧＭＲ膜との間の接触電気抵抗が大きく変動し、かつ磁気特性も安定しない原因となっていた。
【００７４】
また、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、優れた磁気特性を有しているが、脆いために、凹溝内に薄膜状に堆積させたときに、平面部からの薄膜成長と壁からの薄膜成長の境界線において、亀裂が生じやすい。そのため、これを薄膜磁気センサのＧＭＲ膜として用いた場合において、凹溝内にＧＭＲ膜を堆積させたときには、電気的にも磁気的にも極めて不安定となりやすかった。
【００７５】
これに対し、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０は、対向する一対の第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｂの内、第１薄膜ヨーク２４ｂのみを先に堆積させているので、ＧＭＲ膜２６を堆積させる領域が、背の高い薄膜ヨークの側壁によって挟まれることがない。
【００７６】
そのため、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面上に、亀裂のない健全なＧＭＲ膜２６を形成することができる。また、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃとＧＭＲ膜２６とが、ＧＭＲ膜２６の膜表面において確実に面接触した状態となるので、薄膜磁気センサ２０の磁気特性が向上する。
【００７７】
しかも、このようにして得られた薄膜磁気センサ２０は、ギャップ長がＧＭＲ膜２６の膜厚によって規定されているので、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃからの磁束がＧＭＲ膜２６に有効に作用し、空間に漏れる磁束が少ない。そのため、従来の薄膜磁気センサに比べて、極めて高い理想的磁界感度を示す。
【００７８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気センサについて説明する。図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に、それぞれ、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０の平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図を示す。
【００７９】
図５において、薄膜磁気センサ４０は、絶縁基板４２と、ギャップ４４ａを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃと、この一対の第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃと電気的に接続されるようにギャップ４４ａ間に形成されたＧＭＲ膜４６とを備えている。第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃは、それぞれ、その端部に電極４８、４８が接合され、絶縁基板４２の最上面は、第２保護膜５２により覆われている。
【００８０】
本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０は、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面と絶縁基板４２の表面とが平行になっている点に特徴がある。すなわち、対向面は、第１薄膜ヨーク４４ｂの上面側に形成されている。また、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面の傾斜角θは０°（すなわち、流入角φは９０°）になっている。
【００８１】
なお、絶縁基板４２、第１薄膜ヨーク４４ｂ、第２薄膜ヨーク４４ｃ、ＧＭＲ膜４６、電極４８、４８及び第２保護膜５２のその他の点については、第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０の絶縁基板２２、第１薄膜ヨーク２４ｂ、第２薄膜ヨーク２４ｃ、ＧＭＲ膜２６、電極２８、２８及び第２保護膜３２と同様であるので説明を省略する。
【００８２】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０の製造方法について説明する。図６及び図７に、その工程図を示す。本実施の形態に係る製造方法は、第１薄膜ヨーク形成工程と、ＧＭＲ膜形成工程と、第２薄膜ヨーク形成工程と、電極形成工程と、表面保護膜形成工程とを備えている。
【００８３】
初めに、第１薄膜ヨーク形成工程について説明する。第１薄膜ヨーク形成工程は、絶縁基板４２表面に第１軟磁性薄膜４４ｄを堆積させ、その先端に第２薄膜ヨークとの対向面を有する第１薄膜ヨーク４４ｂを形成する工程である。傾斜角θが０°である対向面を備えた第１薄膜ヨーク４４ｂは、具体的には、以下のような方法により形成することができる。
【００８４】
すなわち、まず、図６（ａ）に示すように、絶縁基板４２の表面に反射防止膜３４を形成する。この反射防止膜３４は、後述するフォトレジストでパターニングする際に、パターン精度を高めるためのものである。反射防止膜３４には、一般に、Ｃｒ薄膜、Ｔｉ薄膜等が用いられる。
【００８５】
次に、図６（ｂ）に示すように、第１薄膜ヨーク４４ｂを形成しない部分に、フォトレジスト膜３８を形成する。
【００８６】
この場合、フォトレジスト膜３８を形成した後、ポストベークを行うのが好ましい点は、第１の実施の形態と同様である。フォトレジスト膜３８のポストベークを行うと、その側壁面に若干の傾斜ができるので、エッチングの際に影ができにくくなる。また、エッチング条件を最適化すると、フォトレジスト膜３８の境界線に沿って、絶縁基板４２をほぼ垂直にエッチングすることができる。
【００８７】
次に、図６（ｃ）に示すように、絶縁基板４２を回転させながらイオンビームエッチングを行う。この時、絶縁基板４２の回転速度、イオンビームの照射角度等の照射条件を最適化すると、図６（ｃ）に示すように、フォトレジスト膜３８の境界線に沿って、絶縁基板４２の表面をほぼ垂直にエッチングすることができる。
【００８８】
エッチング終了後、絶縁基板４２表面に残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）する。これにより、図６（ｄ）に示すように、絶縁基板４２の表面に、その側壁が絶縁基板４２の表面に対してほぼ垂直である下に凸のくぼみを形成することができる。
【００８９】
次に、図６（ｅ）に示すように、絶縁基板４２の表面全面に第１軟磁性薄膜４４ｄを堆積させる。次いで、図６（ｆ）に示すように、第１軟磁性薄膜４０ｄの上にさらに第１保護膜３０を形成し、上述した機械研磨法、エッチバック法等の手段を用いて、第１軟磁性薄膜４４ｄの内、絶縁基板４２の表面の下に凸のくぼみに堆積させた部分以外の不要部分を除去する。これにより、図６（ｇ）に示すように、対向面の傾斜角θがほぼ０°である第１薄膜ヨーク４４ｂが得られる。なお、第１軟磁性薄膜４４ｄの不要部分を除去した時点で、第１保護膜３０は、完全になくなっていても良く、あるいは、残っていても良い。
【００９０】
次に、ＧＭＲ膜形成工程について説明する。ＧＭＲ膜形成工程は、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面上に、ＧＭＲ膜を形成する工程である。ＧＭＲ膜４６の形成方法は、第１の実施の形態に係るＧＭＲ膜２６の形成方法と、ほぼ同様である。
【００９１】
すなわち、まず、第１薄膜ヨーク４４ｂが形成された絶縁基板４２の表面全面に、所定の組成を有するＧＭＲ膜４６を、所定の厚さとなるまで堆積させる（図７（ａ））。次いで、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面上及びその近傍にフォトレジスト膜３８を形成する（図７（ｂ））。さらに、所定の条件下でイオンビームエッチングを行い、ＧＭＲ膜４６の不要部分を除去する（図７（ｃ））。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すれば、図７（ｄ）に示すように、対向面及びその近傍にＧＭＲ膜４６を形成することができる。
【００９２】
なお、ＧＭＲ膜４６の横幅が第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面の横幅より狭い場合、又はＧＭＲ膜４６の横幅の内、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃの双方に接触する部分の幅を狭くする場合には、第２薄膜ヨーク４４ｃを形成する前に、ＧＭＲ膜４６の両脇に又はＧＭＲ膜４６の表面の一部を覆うように、絶縁性・非磁性材料からなる薄膜を形成する必要がある点は、第１の実施の形態と同様である。
【００９３】
次に、第２薄膜ヨーク形成工程について説明する。第２薄膜ヨーク形成工程は、ＧＭＲ膜４６と第２薄膜ヨーク４６ｃとが、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面上に堆積させたＧＭＲ膜４６の膜表面において電気的に接続されるように、絶縁基板２２表面に第２軟磁性薄膜４４ｅを堆積させ、軟磁性材料からなる第２薄膜ヨーク４４ｃを形成する工程である。第２薄膜ヨーク２４ｃは、具体的には、以下のような方法により形成するのが好ましい。
【００９４】
すなわち、まず、図７（ｅ）に示すように、絶縁基板４２の表面全面に第２軟磁性薄膜４４ｅを堆積させる。次いで、第２軟磁性薄膜４４ｅの内、残したい部分にフォトレジスト膜３８を形成する。この場合、フォトレジスト膜３８は、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面のほぼ中央まで形成するのが好ましい。この時、第１薄膜ヨーク４４ｂの先端からの「距離」で、ＧＭＲ膜４６の電気抵抗が規定される。
【００９５】
次に、図７（ｇ）に示すように、絶縁基板４２を回転させながら、所定の条件下でＡｒイオンビームエッチングを行う。エッチングは、少なくとも、第１薄膜ヨーク４４ｂと第２軟磁性薄膜４４ｅとが直接接触している部分が除去されるまで行う。この時、エッチング条件を最適化すると、第２軟磁性薄膜４４ｅがフォトレジスト膜３８の境界線から斜めにエッチングされ、第１薄膜ヨーク４４ｂと接触している部分を完全に除去できる。また、エッチング条件を最適化すれば、ＧＭＲ膜４６を形成した時点での横幅が第２薄膜ヨーク４６ｃ先端の横幅より広い場合であっても、ＧＭＲ膜４６の形状を第２薄膜ヨーク４４ｃの先端形状とほぼ同じにパターニング加工することができる。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すれば、図７（ｈ）に示すように、所定の傾斜角θを有する対向面を備えた第１薄膜ヨーク４４ｂと、対向面上に堆積させたＧＭＲ膜４６と、ＧＭＲ膜４６の膜表面においてＧＭＲ膜４６と電気的に接続している第２薄膜ヨーク４４ｃが得られる。
【００９６】
この後、第１の実施の形態と同様の手順に従い、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃの端部に、それぞれ、電極４８、４８を形成し（電極形成工程）、さらに、絶縁基板４２の表面全面に第２保護膜５２を形成すれば、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０が得られる。
【００９７】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０の作用について説明する。絶縁基板４２の表面に下に凸のくぼみを形成し、この上に第１軟磁性薄膜４４ｄを堆積させ、第１軟磁性薄膜４４ｂの内、絶縁基板４２に形成された下に凸の部分以外の不要部分を除去すると、対向面が絶縁基板４２の表面に対して平行である第１薄膜ヨーク４４ｂが得られる。
【００９８】
次いで、この対向面の上にＧＭＲ膜４６を堆積させ、さらにその上に第２薄膜ヨーク４４ｃを形成すると、第２薄膜ヨーク４４ｃとＧＭＲ膜４６とを、ＧＭＲ膜４６の膜表面において、電気的に接続させることができる。
【００９９】
このようにして得られた薄膜磁気センサ４０は、ギャップを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃがＧＭＲ膜４６の膜表面を介して確実に面接触しているので、磁気特性が安定化する。しかも、ギャップ長がＧＭＲ膜４６の膜厚によって規定されているので、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃからの漏れ磁束が空間に分散するのが抑制され、高い磁界感度を示す。
【０１００】
さらに、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０は、対向面が絶縁基板４２の表面に対して平行になっているので、対向面の形成、及び対向面上へのＧＭＲ膜４６の形成が極めて容易である。そのため、磁気特性の安定した薄膜磁気センサ４０を低コストで、かつ再現性良く製造することができる。
【０１０１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気センサについて説明する。図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に、それぞれ、本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０の平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図を示す。
【０１０２】
図８において、薄膜磁気センサ６０は、絶縁基板６２と、ギャップ６４ａを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃと、この一対の第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃと電気的に接続されるようにギャップ６４ａ間に形成されたＧＭＲ膜６６とを備えている。第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃは、その端部に電極６８、６８が接合され、絶縁基板６２の最上面は、第２保護膜７２により覆われている。
【０１０３】
本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０は、第１薄膜ヨーク６４ｂの対向面と絶縁基板６２の表面とがほぼ垂直になっている点に特徴がある。すなわち、対向面は、薄膜ヨーク６４ｂの端面に形成されている。また、第１薄膜ヨーク６４ｂの対向面の傾斜角θは９０°（すなわち、流入角φは０°）になっている。
【０１０４】
なお、絶縁基板６２、第１薄膜ヨーク６４ｂ、第２薄膜ヨーク６４ｃ、ＧＭＲ膜６６、電極６８、６８及び第２保護膜７２のその他の点については、第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０の絶縁基板２２、第１薄膜ヨーク２４ｂ、第２薄膜ヨーク２４ｃ、ＧＭＲ膜２６、電極２８、２８及び第２保護膜３２と同様であるので説明を省略する。
【０１０５】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０の製造方法について説明する。図９及び図１０に、その工程図を示す。本実施の形態に係る製造方法は、第１薄膜ヨーク形成工程と、ＧＭＲ膜形成工程と、第２薄膜ヨーク形成工程と、電極形成工程と、表面保護膜形成工程とを備えている。
【０１０６】
本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０は、第１薄膜ヨーク６４ｂの傾斜面θが９０°である点に特徴があるが、このような薄膜磁気センサ６０は、絶縁基板６２表面に堆積させた第１軟磁性薄膜６４ｄをエッチングにより除去する際に、エッチング条件を変更するだけで作製することができる。その他の点については、第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０の製造方法と同様である。
【０１０７】
すなわち、まず、絶縁基板６２の表面全面に第１軟磁性薄膜６４ｄを堆積させる（図９（ａ））。次いで、第１薄膜ヨーク６４ｂを形成する部分にフォトレジスト膜３８を形成する（図９（ｂ））。この場合、フォトレジスト膜３８のポストベークを行うのが好ましい点は、第１の実施の形態と同様である。
【０１０８】
次に、絶縁基板６２を回転させながら、所定の条件下でＡｒイオンビームエッチングを行う。この時、エッチング条件を最適化すると、フォトレジスト膜３８の境界線に沿って、第１軟磁性薄膜６４ｄをほぼ垂直にエッチングすることができる（図９（ｃ））。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すれば、傾斜角θが９０°である第１薄膜ヨーク６４ｂが得られる（図９（ｄ））。
【０１０９】
次に、絶縁基板６２の表面全面にＧＭＲ膜６６を堆積させる（図９（ｅ））。次いで、第１薄膜ヨーク６４ｂの対向面上及びその近傍に新たにフォトレジスト膜３８を形成する（図９（ｆ））。さらに、イオンビームエッチングによりＧＭＲ膜６６の不要部分を除去し（図９（ｇ））、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）する（図９（ｈ））。これにより、傾斜角θが９０°である対向面上に、ＧＭＲ膜６６を形成することができる。
【０１１０】
次に、第２薄膜ヨーク６４ｃを形成する部分を除いて、絶縁基板６２の表面に新たにフォトレジスト膜３８を形成する（図１０（ａ））。この場合、第１薄膜ヨーク６４ｂの上にも第２軟磁性薄膜６４ｅが堆積するように、フォトレジスト膜３８を形成するのが好ましい点は、第１の実施の形態と同様である。次いで、絶縁基板６２の表面全面に、第２軟磁性薄膜６４ｅを、所定の厚さとなるまで堆積させ（図１０（ｂ））、その後、フォトレジスト膜３８を除去（リフトオフ）する（図１０（ｃ））。
【０１１１】
次に、絶縁基板６２の表面全面に、第１保護膜３０を形成する（図１０（ｄ））。次いで、機械研磨により、あるいは、エッチバック（すなわち、第１保護膜３０の形成（図１０（ｄ））、エッチング（図１０（ｅ））及びハクリ（図１０（ｆ））を所定回数繰り返すこと）により、第２軟磁性薄膜６４ｅの不要部分を除去する。これにより、ＧＭＲ膜６６の膜表面においてＧＭＲ膜６６と電気的に接続している第２薄膜ヨーク６４ｃが得られる（図１０（ｇ））。
【０１１２】
この後、第１の実施の形態と同様の手順に従い、第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃの端部に、それぞれ、電極６８、６８を形成し（電極形成工程）、さらに、絶縁基板６２の表面全面に第２保護膜７２を形成（表面保護膜形成工程）すれば、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０が得られる。
【０１１３】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０の作用について説明する。絶縁基板６２の表面に第１軟磁性薄膜６４ｄを堆積させ、所定の条件下で不要部分を除去すると、対向面の傾斜角θが９０°である第１薄膜ヨーク６４ｂが得られる。次いで、この対向面にＧＭＲ膜６４を堆積させ、さらにその上に第２薄膜ヨーク６４ｃを形成すると、第２薄膜ヨーク６４ｃとＧＭＲ膜６６とを、ＧＭＲ膜６６の膜表面において、電気的に接続することができる。
【０１１４】
このようにして得られた薄膜磁気センサ６０は、ギャップ６４ａを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃがＧＭＲ膜４６の膜表面を介して確実に面接触しているので、磁気特性が安定化する。しかも、ギャップ長がＧＭＲ膜６６の膜厚によって規定されているので、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃからの漏れ磁束が空間に分散するのが抑制され、高い磁界感度を示す。さらに、ＧＭＲ膜６６は、磁束が流れる方向に対して垂直に配置されているので、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃからの漏れ磁束の空間への分散がさらに抑制され、高い磁界感度が得られる。
【０１１５】
【実施例】
（実施例１）
図２〜図４に示す方法を用いて、図１に示す薄膜磁気センサ２０を作製した。なお、絶縁基板２２には、無アルカリガラス基板を用い、ＧＭＲ膜２６には、ＦｅＣｏ−ＭｇＦ２組成を有する金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料を用い、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃには、ＣｏＦｅＳｉＢアモルファスを用いた。さらに、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの厚さは、１．０μｍとし、ギャップ長（すなわち、ＧＭＲ膜２６の膜厚）は、０．２μｍとした。また、試料数ｎは、５（試料Ｎｏ．１〜５）とした。
【０１１６】
（実施例２）
図６及び図７に示す用法を用いて、図５に示す薄膜磁気センサ４０を作製した。なお、ギャップ長を０．２５μｍとし、試料数ｎを２（試料Ｎｏ．６、７）とした以外は、実施例１と同一の条件とした。
【０１１７】
（実施例３）
図９及び図１０に示す方法を用いて、図８に示す薄膜磁気センサ６０を作製した。なお、ギャップ長を０．１２〜０．１５μｍとし、試料数ｎを３（試料Ｎｏ．８〜１０）とした以外は、実施例１と同一の条件とした。
【０１１８】
（比較例１）
以下の手順に従い、図１１に示す形状を有する薄膜磁気センサ１０を作製した。すなわち、無アルカリ基板ガラスからなる絶縁基板１２の表面に、ＣｏＦｅＳｉＢアモルファスからなる厚さ１．０μｍの軟磁性薄膜を堆積させた。次いで、軟磁性薄膜のエッチングを行うことにより、ギャップ長２．０μｍのギャップ（凹溝）１４ａを介して対向する薄膜ヨーク１４、１４を形成した。
【０１１９】
次に、ギャップ１４ａ領域を除いて絶縁基板１２の表面をマスクし、ＦｅＣｏ−ＭｇＦ２組成を有する厚さ０．５μｍの金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料からなるＧＭＲ膜１６を堆積させた。さらに、薄膜ヨーク１４、１４の端部に電極１８を形成し、さらに薄膜ヨーク１４、１４及びＧＭＲ膜１６の上に保護膜１９を形成し、薄膜磁気センサ１０を得た。なお、試料数ｎは、５（試料Ｎｏ．１１〜１５）とした。
【０１２０】
実施例１〜３及び比較例１で得られた薄膜磁気センサについて、５（Ｏｅ）でのＭＲ比（％）を測定した。表１に、その結果を示す。表１より、比較例１の場合、ＭＲ比の絶対値が小さく、バラツキも大きい（１．０〜４．０％）のに対し、実施例１、２及び３で得られた薄膜磁気センサは、ＭＲ比の絶対値が比較例１より大きく、しかも大きなＭＲ比を持つものが安定して得られている（実施例１で８．６〜９．５％、実施例２で５．５〜６．０％、実施例３で９．８〜１１．０％）ことが分かる。
【０１２１】
【表１】
【０１２２】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【０１２３】
例えば、ＧＭＲ膜とその両端に配置された薄膜ヨークを備えた本発明に係る素子は、磁気センサとして特に好適であるが、本発明に係る素子の用途は、これに限定されるものではなく、磁気メモリ、磁気ヘッド等としても用いることができる。
【０１２４】
また、薄膜ヨークからの漏れ磁束が空間に分散するのを抑制するためには、流入角φは、９０°以下が好ましいが、流入角φは、９０°より大きくても良い。この場合、磁束の空間への分散が大きくなるので、流入角φを９０°以下とした場合に比べて、磁界感度は若干低下する。しかしながら、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚によって規定されている（すなわち、ギャップ長が著しく小さい）ので、従来の薄膜磁気センサに比べて磁束がＧＭＲ膜に有効に作用し、高い磁界感度を得ることができる。
【０１２５】
また、流入角φが９０°を越える対向面は、上述した製造条件（具体的には、絶縁基板のエッチング条件、絶縁基板表面に堆積させた軟磁性薄膜の膜厚、軟磁性薄膜のエッチング条件等）を適宜変更することにより、製造することができる。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明に係る薄膜磁気センサは、所定の傾斜角θを有する対向面を備えた第１薄膜ヨークと、対向面上に堆積させたＧＭＲ膜と、ＧＭＲ膜の膜表面においてＧＭＲ膜と電気的に接続している第２薄膜ヨークとを備えているので、ＧＭＲ膜と第１及び第２薄膜ヨークとが確実に面接触し、電気的及び磁気的特性が安定化するという効果がある。また、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚と同等であるので、磁界感度が向上するという効果がある。
【０１２７】
本発明に係る薄膜磁気センサの製造方法は、絶縁基板上に第１薄膜ヨークを形成し、次いで、第１薄膜ヨークの対向面にＧＭＲ膜を堆積させ、さらにＧＭＲ膜の膜表面においてＧＭＲ膜と電気的に接続するように第２薄膜ヨークが形成されるので、ギャップ内に健全なＧＭＲ膜を形成することができ、安定した電気的及び磁気的特性を示す薄膜磁気センサが得られるという効果がある。また、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚と同等になるので、磁界感度の高い薄膜磁気センサが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサの平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図である。
【図２】図１に示す薄膜磁気センサの製造方法を示す工程図である。
【図３】図２に示す工程図の続きである。
【図４】図３に示す工程図の続きである。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、それぞれ、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気センサの平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図である。
【図６】図５に示す薄膜磁気センサの製造方法を示す工程図である。
【図７】図６に示す工程図の続きである。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、それぞれ、本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気センサの平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図である。
【図９】図８に示す薄膜磁気センサの製造方法を示す工程図である。
【図１０】図９に示す工程図の続きである。
【図１１】図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、それぞれ、従来の薄膜磁気センサの平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図である。
【符号の説明】
２０、４０、６０ 薄膜磁気センサ
２２、４２、６２ 絶縁基板
２４ａ、４４ａ、６４ａ ギャップ
２４ｂ、４４ｂ、６４ｂ 第１薄膜ヨーク
２４ｃ、４４ｃ、６４ｃ 第２薄膜ヨーク
２６、４６、６６ ＧＭＲ膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜磁気センサ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、自動車の車軸、ロータリーエンコーダ、産業用歯車等の回転情報の検出、油圧式シリンダ／空気式シリンダのストロークポジション、工作機械のスライド等の位置・速度情報の検出、工業用溶接ロボットのアーク電流等の電流情報の検出、地磁気方位センサなどに好適な薄膜磁気センサ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気センサは、電磁気力（例えば、電流、電圧、電力、磁界、磁束など。）、力学量（例えば、位置、速度、加速度、変位、距離、張力、圧力、トルク、温度、湿度など。）、生化学量等の被検出量を、磁界を介して電圧に変換する電子デバイスである。磁気センサは、磁界の検出方法に応じて、ホールセンサ、異方的磁気抵抗（ＡＭＲ： Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）センサ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ： Ｇａｉａｎｔ ＭＲ）センサ等に分類される。
【０００３】
これらの中でもＧＭＲセンサは、（１）ホールセンサやＡＭＲセンサに比べて電気比抵抗の変化率の最大値（すなわち、ＭＲ比＝△ρ／ρ０（△ρ＝ρＨ−ρ０：ρＨは、外部磁界Ｈにおける電気比抵抗、ρ０は、外部磁界ゼロにおける電気比抵抗））が極めて大きい、（２）ホールセンサに比べて抵抗値の温度変化が小さい、（３）巨大磁気抵抗効果を有する材料が薄膜材料であるために、マイクロ化に適している、等の利点がある。そのため、ＧＭＲセンサは、コンピュータ、電力、自動車、家電、携帯機器等に用いられる高感度マイクロ磁気センサとしての応用が期待されているものである。
【０００４】
ＧＭＲ効果を示す材料としては、（１）強磁性層（例えば、パーマロイ等）と非磁性層（例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等）の多層膜、あるいは、反強磁性層、強磁性層（固定層）、非磁性層及び強磁性層（自由層）の４層構造を備えた多層膜（いわゆる、「スピンバルブ」）からなる金属人工格子、（２）強磁性金属（例えば、パーマロイ等）からなるｎｍサイズの微粒子と、非磁性金属（例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等）からなる粒界相とを備えた金属−金属系ナノグラニュラー材料、（３）スピン依存トンネル効果によってＭＲ効果が生ずるトンネル接合膜、（４）ｎｍサイズの強磁性金属合金微粒子と、非磁性・絶縁性材料からなる粒界相とを備えた金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料、等が知られている。
【０００５】
これらの内、スピンバルブに代表される多層膜は、一般に、低磁界における感度が高いという特徴がある。しかしながら、多層膜は、種々の材料からなる薄膜を高精度で積層する必要があるために、安定性や歩留まりが悪く、製作コストを抑えるには限界がある。そのため、この種の多層膜は、専ら付加価値の大きなデバイス（例えば、ハードディスク用の磁気ヘッド）にのみ用いられ、単価の安いＡＭＲセンサやホールセンサとの価格競争を強いられる磁気センサに応用するのは困難であると考えられている。また、多層膜間の拡散が生じやすく、ＧＭＲ効果が消失しやすいため、耐熱性が悪いという大きな欠点がある。
【０００６】
一方、ナノグラニュラー材料は、一般に、作製が容易で、再現性も良い。そのため、これを磁気センサに応用すれば、磁気センサを低コスト化することができる。特に、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、（１）その組成を最適化すれば、室温において１０％を越える高いＭＲ比を示す、（２）電気比抵抗が桁違いに高いので、磁気センサの超小型化と低消費電力化が可能である、（３）耐熱性の悪い反強磁性膜を含むスピンバルブ膜と異なり、高温環境下でも使用可能である、等の利点がある。しかしながら、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、低磁界における磁界感度が非常に小さいという問題がある。
【０００７】
そこでこの問題を解決するために、特許文献１には、巨大磁気抵抗薄膜の両端に軟磁性薄膜を配置し、巨大磁気抵抗薄膜の磁界感度を上げる点が記載されている。また、同文献には、基板上に膜厚２μｍのパーマロイ薄膜（軟磁性膜）を形成し、パーマロイ薄膜にイオンビームエッチング装置を用いて幅約９μｍの隙間を作製し、隙間の部分にＣｏ３８．６Ｙ４１．０Ｏ４７．４組成を有するナノグラニュラーＧＭＲ膜を積層する薄膜磁気センサの製造方法が記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、巨大磁気抵抗薄膜の両端に軟磁性薄膜を配置した薄膜磁気抵抗素子において、磁界感度をさらに向上させるために、巨大磁気抵抗薄膜の膜厚を軟磁性薄膜の膜厚以下とする点が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−０８７８０４号公報の請求項１及び段落番号「００１９」
【特許文献２】
特開平１１−２７４５９９号公報の請求項１
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
大きな飽和磁化を有し、透磁率の高い軟磁性材料は、磁界感度が極めて高く、相対的に弱い外部磁界で極めて大きな磁化を示す。そのため、軟磁性材料からなる薄膜ヨークで挟まれた狭いギャップ内に、薄膜ヨークと電気的に接続するように、大きな電気比抵抗を有し、かつ巨大磁気抵抗効果を有する薄膜（ＧＭＲ膜）を配置した薄膜磁気センサに対して外部磁界を作用させると、弱い外部磁界によって薄膜ヨークが磁化し、ＧＭＲ膜には、外部磁界の１００〜１００００倍の強い磁界が作用する。その結果、ＧＭＲ膜の磁界感度を著しく大きくすることができる。なお、ＧＭＲ膜としては、現在、金属−絶縁体系ナノグラニュラー薄膜が知られている。
【００１１】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に、従来の薄膜磁気センサの平面図及びそのＡ−Ａ’線断面図を示す。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）において、薄膜磁気センサ１０は、絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板１２と、軟磁性材料からなり、かつギャップ１４ａを介して対向する一対の薄膜ヨーク１４、１４と、ギャップ１４ａ内に形成されたＧＭＲ膜１６と、各薄膜ヨーク１４、１４の端部にそれぞれ形成された電極１８、１８と、薄膜ヨーク１４、１４及びＧＭＲ膜１６を保護するための保護膜１９とを備えている。
【００１２】
従来、このような薄膜磁気センサ１０は、絶縁基板１２表面に成膜された軟磁性薄膜の不要部分を除去することにより、ギャップ１４ａ（凹溝）を介して対向する一対の薄膜ヨーク１４、１４を形成し、さらにギャップ１４ａ近傍以外の部分をマスクしてＧＭＲ膜１６を堆積させる方法により製造されていた。
【００１３】
しかしながら、このような方法により製造された薄膜磁気センサ１０は、電気的特性及び磁気的特性に大きなばらつきが生ずるという問題があった。その原因について詳細に調べたところ、従来の製造方法では、薄膜ヨーク１４、１４と、ＧＭＲ膜１６との間の電気的接触が不十分となったり、ＧＭＲ膜１６のギャップ内膜厚が一様でないなど、不安定になる場合があることが分かった。
【００１４】
すなわち、図１１（ｃ）に示すように、狭いギャップ１４ａを介して対向する薄膜ヨーク１４、１４の上からＧＭＲ膜１６を堆積させると、薄膜ヨーク１４、１４の上面に堆積したＧＭＲ膜１６ａの膜厚が増加するに伴い、背の高い薄膜ヨーク１４、１４の側壁にＧＭＲ膜１６ａが徐々に張り出す。そのため、ギャップ１４ａ底部の角部が薄膜ヨーク１４、１４の側壁に堆積したＧＭＲ膜１６ａによって影となり、ギャップ１４ａ底部の角部へのＧＭＲ膜１６ｂの堆積が阻害される。その結果、ＧＭＲ膜１６ｂの断面形状が三角形状又は台形状となり、ＧＭＲ膜１６ｂと薄膜ヨーク１４、１４との間の接触電気抵抗が大きくばらつく原因となっていた。特に、薄膜ヨークの背が高く、狭いギャップを持つ高性能型においては、この現象が顕著となり、最悪の場合には、無限大の電気抵抗となることもあった。従って、実用化の大きな障害となっていた。
【００１５】
さらに、ＧＭＲ膜１６の磁界感度を高めるためには、薄膜ヨーク１４、１４から漏れる磁束が空間に分散するのを抑制し、漏れ磁束を効率よくＧＭＲ膜１６に作用させる必要がある。そのためには、ギャップ１４ａのギャップ長は、極力、短くすることが好ましい。しかしながら、従来の製造方法では、ギャップ長が短くなるほど、ギャップ１４ａ内へのＧＭＲ膜１６の堆積がさらに大きく阻害され、ギャップ１４ａ内に健全なＧＭＲ膜１６を形成するのが不能になるという問題がある。
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、ギャップ長が極めて短く、磁界感度の高い薄膜磁気センサ、及びこのような薄膜磁気センサを再現性良く、かつ低コストで製造可能な薄膜磁気センサの製造方法を提供することにある。
【００１７】
また、本発明が解決しようとする他の課題は、ＧＭＲ膜の両側に軟磁性材料からなる薄膜ヨークを配置した薄膜磁気センサ及びその製造方法において、ＧＭＲ膜と薄膜ヨークとの間の電気的接触状態のばらつきを低減し、磁気特性の安定化を図ることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、軟磁性材料からなり、かつギャップを介して対向させた一対の第１薄膜ヨーク及び第２薄膜ヨークと、前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨークと電気的に接続されるように前記ギャップ間に形成された、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜と、前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨーク並びに前記ＧＭＲ膜を支持する絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板とを備えた薄膜磁気センサであって、前記ギャップのギャップ長は、前記第１薄膜ヨークと前記第２薄膜ヨークとの対向面に堆積させた前記ＧＭＲ膜の膜厚によって規定されていることを要旨とする。
【００１９】
また、本発明の２番目は、軟磁性材料からなり、かつギャップを介して対向させた一対の第１薄膜ヨーク及び第２薄膜ヨークと、前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨークと電気的に接続されるように前記ギャップ間に形成された、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜と、前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨーク並びに前記ＧＭＲ膜を支持する絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板とを備えた薄膜磁気センサであって、
（イ）前記絶縁基板表面に前記軟磁性材料からなる第１の薄膜を堆積させ、その先端に前記第２薄膜ヨークとの対向面を有する前記軟磁性材料からなる第１薄膜ヨークを形成し、
（ロ）該第１薄膜ヨークと電気的に接続されるように、前記対向面上に前記ＧＭＲ膜を堆積させ、
（ハ）前記ＧＭＲ膜と前記第２薄膜ヨークとが、前記対向面上に堆積させた前記ＧＭＲ膜の膜表面において電気的に接続されるように、前記絶縁基板表面に前記軟磁性材料からなる第２の薄膜を堆積させ、前記軟磁性材料からなる前記第２薄膜ヨークを形成すること、
により得られるものからなることを要旨とする。
【００２０】
さらに、本発明に係る薄膜磁気センサの製造方法は、絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板表面に軟磁性材料からなる第１の薄膜を堆積させ、その先端に第２薄膜ヨークとの対向面を有する前記軟磁性材料からなる第１薄膜ヨークを形成する第１薄膜ヨーク形成工程と、前記第１薄膜ヨークと電気的に接続されるように、前記対向面上に、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜を堆積させるＧＭＲ膜形成工程と、前記ＧＭＲ膜と前記第２薄膜ヨークとが、前記対向面上に堆積させた前記ＧＭＲ膜の膜表面において電気的に接続されるように、前記絶縁基板表面に前記軟磁性材料からなる第２薄膜を堆積させ、前記軟磁性材料からなる第２薄膜ヨークを形成する第２薄膜ヨーク形成工程とを備えていることを要旨とする。
【００２１】
対向面を介して対向する一対の薄膜ヨークの内、第１薄膜ヨークをまず絶縁基板表面に形成し、次いでＧＭＲ膜を堆積させると、第１薄膜ヨークの対向面上に健全なＧＭＲ膜を形成することができる。次いで、このＧＭＲ膜上に第２薄膜ヨークを堆積させると、ＧＭＲ膜と第２薄膜ヨークとがＧＭＲ膜の膜表面において電気的に接続される。このような方法により製造された薄膜磁気センサは、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚とほぼ同等であるので、磁界感度が著しく向上する。また、ＧＭＲ膜が形成される領域が背の高いヨーク壁によって挟まれることがないので、健全なＧＭＲ膜を再現性良く形成することが可能となり、磁気特性が安定化する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に、それぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０の平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図を示す。
【００２３】
図１において、薄膜磁気センサ２０は、絶縁基板２２と、ギャップ２４ａを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと、この第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと電気的に接続されるようにギャップ２４ａ間に形成されたＧＭＲ膜２６とを備えている。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃは、その端部に電極２８、２８が接合されている。さらに、絶縁基板２２の最上面は、第２保護膜３２により覆われている。
【００２４】
初めに、絶縁基板２２について説明する。絶縁基板２２は、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ、並びにＧＭＲ膜２６を支持するためのものであり、絶縁性・非磁性材料からなる。絶縁基板２２の材質としては、具体的には、ガラス、あるいは、スパッタ膜によって表面を平坦化したアルミナ、熱酸化膜付Ｓｉ、アルミナ・チタンカーバイドなどのセラミックス等の高剛性材が好適な一例として挙げられる。
【００２５】
絶縁基板２２のその他の部分の形状については、特に限定されるものではなく、薄膜磁気センサ２０の用途、要求特性等に応じて最適な形状を選択すれば良い。また、図１においては、絶縁基板２２上に第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ、並びにＧＭＲ膜２６からなる１個の素子のみが記載されているが、これは単なる例示であり、量産の場合には、同一の絶縁基板２２上に複数個の素子を同時に形成する。
【００２６】
薄膜磁気センサは、温度による基準電位の変動を防ぐため、通常、２個の素子を直列に接続し、中点電位を計測することによって外部磁界の検出を行うようになっている。また、薄膜磁気センサは、２つの素子の感磁軸が互いに直交するように配列させた直交形と、２個の素子の感磁軸が互いに平行になるように配列させた平行形に分類される。また、出力を倍にするために、４個の素子を用いてブリッジ回路を構成する場合もある。この場合、絶縁基板２２上に１個の素子のみを形成し、これを複数個組み合わせて磁気センサとして用いても良く、あるいは、同一の絶縁基板２２上に複数個の素子を形成し、これらを接続して用いても良い。
【００２７】
次に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃについて説明する。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃは、ＧＭＲ膜２６の磁界感度を高めるためのものであり、軟磁性材料からなる。弱磁界に対する高い磁界感度を得るためには、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃには、透磁率μ及び／又は飽和磁化Ｍｓの高い材料を用いるのが好ましい。具体的には、その透磁率μは、１００以上が好ましく、さらに好ましくは、１０００以上である。また、その飽和磁化Ｍｓは、５（ｋＧａｕｓｓ）以上が好ましく、さらに好ましくは、１０（ｋＧａｕｓｓ）以上である。
【００２８】
第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの材質としては、具体的には、パーマロイ（４０〜９０％Ｎｉ−Ｆｅ合金）、センダスト（Ｆｅ７４Ｓｉ９Ａｌ１７）、ハードパーム（Ｆｅ１２Ｎｉ８２Ｎｂ６）、Ｃｏ８８Ｎｂ６Ｚｒ６アモルファス合金、（Ｃｏ９４Ｆｅ６）７０Ｓｉ１５Ｂ１５アモルファス合金、ファインメット（Ｆｅ７５．６Ｓｉ１３．２Ｂ８．５Ｎｂ１．９Ｃｕ０．８）、ナノマックス（Ｆｅ８３ＨＦ６Ｃ１１）、Ｆｅ８５Ｚｒ１０Ｂ５合金、Ｆｅ９３Ｓｉ３Ｎ４合金、Ｆｅ７１Ｂ１１Ｎ１８合金、Ｆｅ７１．３Ｎｄ９．６Ｏ１９．１ナノグラニュラー合金、Ｃｏ７０Ａｌ１０Ｏ２０ナノグラニュラー合金、Ｃｏ６５Ｆｅ５Ａｌ１０Ｏ２０合金等が好適な一例として挙げられる。
【００２９】
第１薄膜ヨーク２４ｂは、絶縁基板２２表面に軟磁性材料からなる第１の薄膜を堆積させ、エッチング等により、その先端に第２薄膜ヨーク２４ｃとの対向面を形成したものからなる。
【００３０】
本実施の形態において、対向面は、第１薄膜ヨーク２４ｂの端面に形成されている。また、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面と絶縁基板２２表面とのなす角θ（以下、これを「傾斜角θ」という。）は、０°より大きく、かつ９０°より小さくなっている。高い磁界感度を得るためには、傾斜角θは、９０°に近い方が望ましい。さらに、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃから漏れる磁束が空間に分散するのを抑制するためには、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃの長手方向の中心線間の距離は、短い方が望ましい。
【００３１】
換言すれば、本実施の形態において、ギャップ２４ａ側から電極２８側に向かう第１薄膜ヨーク２４ｂの表面に対して平行なベクトルと、第２薄膜ヨーク２４ｃ側から第１薄膜ヨーク２４ｂ側に向かう対向面に対して垂直なベクトルとのなす角φ（＝９０°−θ、以下、これを「流入角φ」という。）は、０°より大きく、かつ９０°より小さくなっている。また、高い磁界感度を得るためには、流入角φは、０°に近い方が望ましい。なお、傾斜角θ（又は、流入角φ）の大きさは、後述する製造条件を最適化することにより、任意に変化させることができる。
【００３２】
一方、第２薄膜ヨーク２４ｃは、第１薄膜ヨークの対向面上に、所定の厚さを有するＧＭＲ膜２６を堆積させた後、ＧＭＲ膜２６と第２薄膜ヨーク２６ｃとが、対向面上に堆積させたＧＭＲ膜２６の膜表面において電気的に接続されるように、絶縁基板２２表面に軟磁性材料からなる第２の薄膜を堆積させることにより得られるものからなる。すなわち、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面と、第２薄膜ヨーク２４ｃの対向面との距離、すなわち、ギャップ２４ａのギャップ長は、ＧＭＲ膜２６とほぼ同等になっている。この点が、従来の薄膜磁気センサとは異なる。
【００３３】
第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃのその他の部分の形状については、特に限定されるものではないが、ＧＭＲ膜２６の磁界感度を高めるためには、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの形状は、以下のような条件を満たしていることが望ましい。
【００３４】
第１に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃは、ギャップ２４ａ側の断面積が外部磁界の流入・流出端である電極２８側の断面積より小さくなっていることが望ましい。ギャップ２４ａ側の断面積を小さくすると、ギャップ２４ａ先端における磁束密度が大きくなり、ＧＭＲ膜２６に強い磁界を作用させることができる。
【００３５】
第２に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃは、その電極側の横幅Ｗに対するそのギャップ長方向の長さＬの比（Ｌ／Ｗ）が適度に大きいことが望ましい。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃのギャップ長方向の長さが相対的に長くなるほど、ギャップ長方向に発生する反磁界が小さくなるので、電極２８側の端面を外部磁界の流入・流出端として有効に機能させることができる。
【００３６】
第３に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの形状は、ギャップ２４ａを挟んで左右対称になっていることが望ましい。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの形状が左右非対称であると、磁気特性の悪い薄膜ヨークによって薄膜磁気センサ２０の特性が支配されるので好ましくない。
【００３７】
なお、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの厚さは、特に限定されるものではなく、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの材質、薄膜磁気センサ２０に要求される特性等に応じて、最適な厚さを選択すればよい。また、図１（ａ）に示す例においては、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの先端側（ギャップ２４ａ側）の平面形状は、テーパ状になっているが、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの先端に平行部を設けても良い。第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの先端に平行部を設けると、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ先端における磁束の分散が抑制されるので、ＧＭＲ膜２６により強い磁界を作用させることができる。
【００３８】
次に、ＧＭＲ膜２６について説明する。ＧＭＲ膜２６は、外部磁界の変化を電気抵抗の変化として感じ、結果的に電圧の変化として検出するためのものであり、巨大磁気抵抗効果を有する材料からなる。外部磁界の変化を高い感度で検出するためには、ＧＭＲ膜２６のＭＲ比の絶対値は、外部磁界Ｈが数百（Ｏｅ）以下で、５％以上が好ましく、さらに好ましくは、１０％以上である。
【００３９】
また、本発明において、ＧＭＲ膜２６は、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと直接、電気的に接続されるので、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃより高い電気比抵抗を有するものが用いられる。一般に、電気比抵抗が小さすぎる材料の場合には、第１薄膜ヨーク２４ｂ−第２薄膜ヨーク２４ｃ間が電気的に短絡するので好ましくない。一方、電気比抵抗が高すぎる材料の場合には、ノイズが増加し、外部磁界の変化を電圧変化として検出するのが困難となる。ＧＭＲ膜２６の電気比抵抗は、１０３μΩｃｍ以上１０１２μΩｃｍ以下が好ましく、さらに好ましくは、１０４μΩｃｍ以上１０１１μΩｃｍ以下である。
【００４０】
このような条件を満たす材料には、種々の材料があるが、中でも上述した金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料が特に好適である。金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、高いＭＲ比と高い電気比抵抗を有するだけでなく、僅かな組成変動によってＭＲ比が大きく変動することがないので、安定した磁気特性を有する薄膜を、再現性良く、かつ低コストで作製することができるという利点がある。
【００４１】
ＧＭＲ膜２６として用いられる巨大磁気抵抗効果を有する金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料としては、具体的には、Ｃｏ−Ｙ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、Ｃｏ−Ａｌ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、Ｃｏ−Ｓｍ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、Ｃｏ−Ｄｙ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、ＦｅＣｏ−Ｙ２Ｏ３系ナノグラニュラー合金、Ｆｅ−ＭｇＦ２、ＦｅＣｏ−ＭｇＦ２、Ｆｅ−ＣａＦ２等のフッ化物系ナノグラニュラー合金等が好適な一例として挙げられる。
【００４２】
ＧＭＲ膜２６は、上述したように、第１薄膜ヨーク２４ｂの先端に形成された対向面上に堆積させたものからなる。従って、ＧＭＲ膜２６の膜厚は、要求されるギャップ長が得られるように、ＧＭＲ膜２６の材質、薄膜磁気センサ２０に要求される特性等に応じて、最適な厚さを選択するのが好ましい。高い磁界感度を得るためには、ＧＭＲ膜２６は、その物理的特性が変化せず、かつ第１薄膜ヨーク２４ｂ−第２薄膜ヨーク２４ｃ間が電気的に短絡しない限り、薄い程良い。
【００４３】
なお、第１薄膜ヨーク２４ｂを形成した後に形成されるＧＭＲ膜２６パターンの横幅は、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃのギャップ２４ａ側先端の横幅より広くても良い。ＧＭＲ膜２６の横幅の方が広い場合には、ＧＭＲ膜２６によって第１薄膜ヨーク２４ｂ−第２薄膜ヨーク２４ｃ間を電気的に分離することができるばかりでなく、第２薄膜ヨーク２４ｃをパターン形成する時に、第１薄膜ヨーク２４ｂを損傷させないための保護膜としての機能をも持つので、製造工程に自由度を持たせることができるという利点がある。また、一般に、ギャップ幅に比してＧＭＲ膜２６の横幅が広くなると、薄膜ヨークの横幅方向に漏れる弱い磁束に感応するＧＭＲ膜領域が増加し、磁界感度が低下する場合がある。このような場合には、第２薄膜ヨーク２４ｃをパターン形成するとき、これをすべてのマスクとして、その下にあるＧＭＲ膜２６と第１薄膜ヨーク２４ｂの先端部を同時にエッチングすれば、第２薄膜ヨーク２４ｃ先端の横幅方向にはみ出している余分なＧＭＲ膜２６を抜いてしまうということもできる。
【００４４】
一方、ＧＭＲ膜２６の横幅の内、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃの双方に電気的に接触している部分は、薄膜ヨークのギャップ側先端の横幅より狭くても良い。この場合、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃと電気的に接触させない部分には、第１薄膜ヨーク２４ｂ−第２薄膜ヨーク２４ｃ間を電気的に分離するための絶縁性・非磁性材料からなる薄膜をさらに形成する必要があるので、工数が若干増加するという欠点がある。しかしかがら、ＧＭＲ膜２６の横幅の内、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの双方に接触している部分の幅を狭くすると、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃから漏れる磁束が横幅方向に分散しにくくなるので、磁界感度が向上するという利点がある。
【００４５】
電極２８、２８は、出力を取り出すためのものであり、導電性材料が用いられる。具体的には、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等が好適である。電極２８、２８の形状は、特に限定されるものではなく、薄膜磁気センサ２０の大きさ、薄膜ヨーク２４、２４の形状等に応じて、最適な形状を選択すればよい。
【００４６】
第２保護膜３２は、絶縁基板２２の表面に露出しているＧＭＲ膜２６、並びに第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃを大気から遮断し、これらを保護するためのものである。また、第２保護膜３２には、絶縁性・非磁性材料が用いられる。第２保護膜３２の材質としては、具体的には、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、２００℃以上でハードベークしたフォトレジスト等が好適な一例として挙げられる。
【００４７】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０の製造方法について説明する。図２〜図４に、その工程図を示す。本実施の形態に係る製造方法は、第１薄膜ヨーク形成工程と、ＧＭＲ膜形成工程と、第２薄膜ヨーク形成工程と、電極形成工程と、表面保護膜形成工程とを備えている。
【００４８】
初めに、第１薄膜ヨーク形成工程について説明する。第１薄膜ヨーク形成工程は、絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板２２表面に軟磁性材料からなる第１の薄膜（以下、これを「第１軟磁性薄膜」という。）２４ｄを堆積させ、その先端に第２薄膜ヨーク２４ｃとの対向面を有する軟磁性材料からなる第１薄膜ヨーク２４ｂを形成する工程である。第１薄膜ヨーク２４ｂは、具体的には、以下のような方法により形成するのが好ましい。
【００４９】
すなわち、まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基板２２の表面全面に、軟磁性薄膜２４ｄを形成する。次いで、図２（ｂ）に示すように、第１軟磁性薄膜２４ｄの上にフォトレジスト３７を塗布した後、絶縁基板２２の上方に所定の開口部を有するマスク３６を配置し、露光する。次に、現像処理により感光部を除去することにより、図２（ｃ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂを形成する部分に、フォトレジスト膜３８が形成される。
【００５０】
この場合、フォトレジスト膜３８を形成した後、８０〜１２０℃×０．０５〜１．０ｈのポストベークを行うのが好ましい。ポストベークを行うと、フォトレジスト膜３８から溶剤が揮発して若干収縮するために、フォトレジスト膜３８の側壁面に傾斜を持たせることができる。フォトレジスト膜３８の側壁面に若干の傾斜があると、エッチングの際に影ができにくくなるので、第１軟磁性薄膜２４ｄのエッチングを効率よく行うことができるという利点がある。
【００５１】
次に、図２（ｄ）に示すように、絶縁基板２２を回転させながらＡｒイオンビームエッチングを行う。この時、絶縁基板２２の回転速度、Ａｒイオンビームの照射角度等の照射条件を最適化すると、図２（ｄ）に示すように、フォトレジスト膜３８の境界線に沿って、第１軟磁性薄膜２４ｄの端面を所定の傾斜角θで斜めにエッチングすることができる。
【００５２】
第１軟磁性薄膜２４ｄの不要部分が完全に除去されるまでＡｒイオンビームエッチングを行った後、第１軟磁性薄膜２４ｄ表面に残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すると、図２（ｅ）に示すように、その一端に所定の傾斜角θを有する対向面を備えた第１薄膜ヨーク２４ｂが得られる。
【００５３】
次に、ＧＭＲ膜形成工程について説明する。ＧＭＲ膜形成工程は、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面にＧＭＲ膜２６を形成する工程である。ＧＭＲ膜２６は、具体的には、以下のような方法により形成するのが好ましい。
【００５４】
すなわち、まず、図２（ｆ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂが形成された絶縁基板２２の表面全面に、所定の組成を有するＧＭＲ膜２６を、所定の厚さとなるまで、第１薄膜ヨーク２４ｂと電気的に接続されるように堆積させる。次に、第１薄膜ヨーク形成工程で説明したのと同様の方法にて、図２（ｇ）に示すように、ＧＭＲ膜２６を残したい部分にフォトレジスト膜３８を形成する。
【００５５】
さらに、図２（ｈ）に示すように、絶縁基板２２を回転させながら、所定の条件下でＡｒイオンビームエッチングを行い、ＧＭＲ膜２６の不要部分を除去する。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すれば、図２（ｉ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面上及びその近傍にＧＭＲ膜２６を形成することができる。この場合、Ａｒイオンビームエッチングに限定されるものではなく、他の膜とのエッチング選択比の良いウエットエッチや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを用いても良い。一方、ＧＭＲ膜２６を残したい部分を開口し、残部にフォトレジスト膜３８を形成し、その後、ＧＭＲ膜２６を堆積させ、フォトレジスト膜３８を除去すると同時に余部ＧＭＲ膜２６を除いてしまう「リフトオフ」法を用いても良い。
【００５６】
なお、ＧＭＲ膜２６の横幅が、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面の横幅より広い場合には、ＧＭＲ膜２６によって第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃとが直接接触することがないので、この場合には、そのまま次工程に進み、ＧＭＲ膜２６の上に、直接、第２薄膜ヨーク２４ｃを形成すればよい。
【００５７】
一方、ＧＭＲ膜２６の横幅を第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面の横幅より狭くする場合には、第２薄膜ヨーク２４ｃを形成する前に、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２薄膜ヨーク２４ｃとが直接接触するのを防ぐための絶縁性・非磁性材料からなる薄膜を、ＧＭＲ膜２６の両側に堆積させ、例えば、リフトオフ法により所定の形状にすれば良い。また、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面の横幅より広い横幅を有するＧＭＲ膜２６を対向面上に堆積させ、ＧＭＲ膜２６の一部を絶縁性・非磁性材料からなる薄膜で覆い、第２薄膜ヨーク２４ｃと接する部分の横幅を狭くしても良い。
【００５８】
次に、第２薄膜ヨーク形成工程について説明する。第２薄膜ヨーク形成工程は、ＧＭＲ膜２６と第２薄膜ヨーク２６ｃとが、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面上に堆積させたＧＭＲ膜２６の膜表面において電気的に接続されるように、絶縁基板２２表面に軟磁性材料からなる第２の薄膜（以下、これを「第２軟磁性薄膜」という。）２４ｅを堆積させ、軟磁性材料からなる第２薄膜ヨーク２４ｃを形成する工程である。第２薄膜ヨーク２４ｃは、具体的には、以下のような方法により形成するのが好ましい。
【００５９】
すなわち、まず、第１薄膜ヨーク形成工程で説明したのと同様の方法にて、図３（ａ）に示すように、第２薄膜ヨーク２４ｃを形成する部分を除いて、絶縁基板２２の表面にフォトレジスト膜３８を形成する。この場合、新たに堆積させる第２軟磁性薄膜２４ｅが、既に絶縁基板２２上に形成された第１薄膜ヨーク２４ｂの上にも堆積するように、フォトレジスト膜３８を形成するのが好ましい。
【００６０】
次に、図３（ｂ）に示すように、絶縁基板２２の表面全面に、第２軟磁性薄膜２４ｅを、所定の厚さとなるまで堆積させる。その後、フォトレジスト膜３８を除去（リフトオフ）すれば、図３（ｃ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂ及びその対向面上に形成されたＧＭＲ膜２６の双方と電気的に接続している第２軟磁性薄膜２４ｅが得られる。なお、これ以外にも、図２（ｉ）の状態から全面に第２軟磁性薄膜２４ｅを堆積し、その後、第２薄膜ヨーク形状を形成するためのフォトレジストマスクを作り、さらに不要部分をＡｒイオンエッチで除くことにより、同様の構造が得られる。
【００６１】
次に、第２軟磁性薄膜２４ｅの内、第１薄膜ヨーク２４ｂと直接接触している不要部分を除去し、第２薄膜ヨーク２４ｃを形成する。不要部分の除去は、具体的には、以下のような方法により行うのが好ましい。
【００６２】
すなわち、まず、図３（ｄ）に示すように、絶縁基板２２の全面に、絶縁性・非磁性材料からなる第１保護膜３０を所定の厚さとなるまで堆積させる。第１保護膜３０は、不要部分を除去する際に第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２軟磁性薄膜２４ｅを保護するためと、その下にある構造物による凹凸を平坦化するためのものである。また、第１保護膜３０の材質は、不要部分を除去する方法に応じて、最適なものを選択する。
【００６３】
次に、第１薄膜ヨーク２４ｂと第２軟磁性薄膜２４ｅとが直接接触している部分がなくなるまで、不要部分を除去する。第１保護膜３０で保護された不要部分の除去方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【００６４】
第１の方法は、絶縁基板２２の表面全面に第１保護膜３０を形成した後、第１薄膜ヨーク２４ｂの上に堆積した第２軟磁性薄膜２４ｅが完全に除去されるまで、絶縁基板２２の表面を機械研磨する方法（以下、これを「機械研磨法」という。）である。この場合、第１保護膜３０には、Ａｌ２Ｏ３膜、ＳｉＯ２膜、ポストベークしたフォトレジスト膜、２００℃以上でハードベークしたフォトレジスト膜等を用いるのが好ましい。
【００６５】
第２の方法は、絶縁基板２２の表面全面に第１保護膜３０を形成した後、絶縁基板２２の表面をイオンビームによりエッチングする方法（以下、これを「エッチバック法」という。）である。この場合、第１保護膜３０には、９０℃以下でプリベーク又は９０〜１２０℃×１ｈでポストベークしたフォトレジスト膜を用いるのが好ましい。
【００６６】
図３（ｄ）に示すように、絶縁基板２２の表面にフォトレジスト膜（第１保護膜３０）を形成し、エッチングを行うと、まず、フォトレジスト膜のみがエッチングされる。エッチングが進行すると、やがて第２軟磁性薄膜２４ｅの凸部がフォトレジスト膜の表面に露出するので、それ以後は、フォトレジスト膜と第２軟磁性薄膜２４ｅの凸部が同時にエッチングされる。
【００６７】
一般に、フォトレジスト膜表面が完全に平坦にならず、かつ、第２軟磁性薄膜２４ｅとフォトレジスト膜のエッチング速度に差があるので、１回のエッチングで第２軟磁性薄膜２４ｅの不要部分を完全に除去するのは困難である。そのため、図３（ｅ）に示すように、フォトレジスト膜が完全になくなる前にエッチングを一旦止め、図３（ｆ）に示すように、フォトレジスト膜を除去（ハクリ）する。そして、第１薄膜ヨーク２４ｂの上に堆積した第２軟磁性薄膜２４ｅが完全に除去されるまで、（１）フォトレジスト膜の形成及びプリベーク又はポストベーク、（２）エッチング、及び（３）ハクリを所定回数繰り返す。
【００６８】
なお、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面上に形成した時点でのＧＭＲ膜２６の横幅が第１薄膜ヨーク２４ｂ先端の横幅より広い場合において、エッチングをやや過剰に行うと、第２薄膜ヨーク２４ｃをマスクとして、第２薄膜ヨーク２４ｃ先端の横幅方向にはみ出している余分なＧＭＲ膜２６を除去することができる。
【００６９】
機械研磨法、エッチバック法等の方法により、第２軟磁性薄膜２４ｅの不要部分（第１薄膜ヨーク２４ｂと直接接している部分）が完全に除去されると、図３（ｇ）に示すように、所定の傾斜角θを有する対向面を備えた第１薄膜ヨーク２４ｂと、対向面上に堆積させたＧＭＲ膜２６と、ＧＭＲ膜２６の膜面においてＧＭＲ膜２６とのみ電気的に接続している第２薄膜ヨーク２４ｃが得られる。
【００７０】
次に、電極形成工程について説明する。電極形成工程は、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの端部に、それぞれ、電極２８、２８を形成する工程である。具体的には、まず、第１薄膜ヨーク形成工程で説明したものと同様の方法にて、電極２８、２８を形成する領域を除いて、新たにフォトレジスト膜３８を形成し（図４（ａ））、フォトレジスト膜３８の上から、所定の厚さを有する導電性材料からなる薄膜２８ａを堆積させ（図４（ｂ））、フォトレジスト膜３８を除去（リフトオフ）する。これにより、図４（ｃ）に示すように、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの端部に電極２８、２８を形成することができる。
【００７１】
次に、表面保護膜形成工程について説明する。表面保護膜形成工程は、絶縁基板２２の最表面に、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃ、並びにＧＭＲ膜２６を保護するための第２保護膜３２を形成する工程である。具体的には、まず、第１薄膜ヨーク形成工程で説明したものと同様の方法にて、第２保護膜３２を形成する領域を除いて、新たにフォトレジスト膜３８を形成する（図４（ｄ））。この場合、電極２８の一部が第２保護膜３２で覆われるように、フォトレジスト膜３８を形成すると良い。次いで、フォトレジスト膜３８の上から、所定の厚さを有する第２保護膜３２を堆積させ（図４（ｅ））、フォトレジスト膜３８を除去（リフトオフ）する。これにより、図４（ｆ）に示すように、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０が得られる。
【００７２】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサの２０作用について説明する。従来の薄膜磁気センサは、絶縁基板表面に堆積させた軟磁性薄膜に幅の狭い凹溝（ギャップ）を形成して凹溝を介して対向する薄膜ヨークとした後、この上からＧＭＲ膜を堆積させるという方法により製造されていた。
【００７３】
しかしながら、このような方法では、凹溝内に形成されたＧＭＲ膜の断面が三角形状又は台形状となる。そのため、薄膜ヨークとＧＭＲ膜との接触面積は、ＧＭＲ膜の平均膜厚に比べて著しく小さくなり、極端な場合には、両者が線接触した状態となる。その結果、わずかな製造条件の変動によって薄膜ヨークとＧＭＲ膜との間の接触電気抵抗が大きく変動し、かつ磁気特性も安定しない原因となっていた。
【００７４】
また、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料は、優れた磁気特性を有しているが、脆いために、凹溝内に薄膜状に堆積させたときに、平面部からの薄膜成長と壁からの薄膜成長の境界線において、亀裂が生じやすい。そのため、これを薄膜磁気センサのＧＭＲ膜として用いた場合において、凹溝内にＧＭＲ膜を堆積させたときには、電気的にも磁気的にも極めて不安定となりやすかった。
【００７５】
これに対し、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０は、対向する一対の第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｂの内、第１薄膜ヨーク２４ｂのみを先に堆積させているので、ＧＭＲ膜２６を堆積させる領域が、背の高い薄膜ヨークの側壁によって挟まれることがない。
【００７６】
そのため、第１薄膜ヨーク２４ｂの対向面上に、亀裂のない健全なＧＭＲ膜２６を形成することができる。また、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃとＧＭＲ膜２６とが、ＧＭＲ膜２６の膜表面において確実に面接触した状態となるので、薄膜磁気センサ２０の磁気特性が向上する。
【００７７】
しかも、このようにして得られた薄膜磁気センサ２０は、ギャップ長がＧＭＲ膜２６の膜厚によって規定されているので、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃからの磁束がＧＭＲ膜２６に有効に作用し、空間に漏れる磁束が少ない。そのため、従来の薄膜磁気センサに比べて、極めて高い理想的磁界感度を示す。
【００７８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気センサについて説明する。図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に、それぞれ、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０の平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図を示す。
【００７９】
図５において、薄膜磁気センサ４０は、絶縁基板４２と、ギャップ４４ａを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃと、この一対の第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃと電気的に接続されるようにギャップ４４ａ間に形成されたＧＭＲ膜４６とを備えている。第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃは、それぞれ、その端部に電極４８、４８が接合され、絶縁基板４２の最上面は、第２保護膜５２により覆われている。
【００８０】
本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０は、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面と絶縁基板４２の表面とが平行になっている点に特徴がある。すなわち、対向面は、第１薄膜ヨーク４４ｂの上面側に形成されている。また、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面の傾斜角θは０°（すなわち、流入角φは９０°）になっている。
【００８１】
なお、絶縁基板４２、第１薄膜ヨーク４４ｂ、第２薄膜ヨーク４４ｃ、ＧＭＲ膜４６、電極４８、４８及び第２保護膜５２のその他の点については、第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０の絶縁基板２２、第１薄膜ヨーク２４ｂ、第２薄膜ヨーク２４ｃ、ＧＭＲ膜２６、電極２８、２８及び第２保護膜３２と同様であるので説明を省略する。
【００８２】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０の製造方法について説明する。図６及び図７に、その工程図を示す。本実施の形態に係る製造方法は、第１薄膜ヨーク形成工程と、ＧＭＲ膜形成工程と、第２薄膜ヨーク形成工程と、電極形成工程と、表面保護膜形成工程とを備えている。
【００８３】
初めに、第１薄膜ヨーク形成工程について説明する。第１薄膜ヨーク形成工程は、絶縁基板４２表面に第１軟磁性薄膜４４ｄを堆積させ、その先端に第２薄膜ヨークとの対向面を有する第１薄膜ヨーク４４ｂを形成する工程である。傾斜角θが０°である対向面を備えた第１薄膜ヨーク４４ｂは、具体的には、以下のような方法により形成することができる。
【００８４】
すなわち、まず、図６（ａ）に示すように、絶縁基板４２の表面に反射防止膜３４を形成する。この反射防止膜３４は、後述するフォトレジストでパターニングする際に、パターン精度を高めるためのものである。反射防止膜３４には、一般に、Ｃｒ薄膜、Ｔｉ薄膜等が用いられる。
【００８５】
次に、図６（ｂ）に示すように、第１薄膜ヨーク４４ｂを形成しない部分に、フォトレジスト膜３８を形成する。
【００８６】
この場合、フォトレジスト膜３８を形成した後、ポストベークを行うのが好ましい点は、第１の実施の形態と同様である。フォトレジスト膜３８のポストベークを行うと、その側壁面に若干の傾斜ができるので、エッチングの際に影ができにくくなる。また、エッチング条件を最適化すると、フォトレジスト膜３８の境界線に沿って、絶縁基板４２をほぼ垂直にエッチングすることができる。
【００８７】
次に、図６（ｃ）に示すように、絶縁基板４２を回転させながらイオンビームエッチングを行う。この時、絶縁基板４２の回転速度、イオンビームの照射角度等の照射条件を最適化すると、図６（ｃ）に示すように、フォトレジスト膜３８の境界線に沿って、絶縁基板４２の表面をほぼ垂直にエッチングすることができる。
【００８８】
エッチング終了後、絶縁基板４２表面に残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）する。これにより、図６（ｄ）に示すように、絶縁基板４２の表面に、その側壁が絶縁基板４２の表面に対してほぼ垂直である下に凸のくぼみを形成することができる。
【００８９】
次に、図６（ｅ）に示すように、絶縁基板４２の表面全面に第１軟磁性薄膜４４ｄを堆積させる。次いで、図６（ｆ）に示すように、第１軟磁性薄膜４０ｄの上にさらに第１保護膜３０を形成し、上述した機械研磨法、エッチバック法等の手段を用いて、第１軟磁性薄膜４４ｄの内、絶縁基板４２の表面の下に凸のくぼみに堆積させた部分以外の不要部分を除去する。これにより、図６（ｇ）に示すように、対向面の傾斜角θがほぼ０°である第１薄膜ヨーク４４ｂが得られる。なお、第１軟磁性薄膜４４ｄの不要部分を除去した時点で、第１保護膜３０は、完全になくなっていても良く、あるいは、残っていても良い。
【００９０】
次に、ＧＭＲ膜形成工程について説明する。ＧＭＲ膜形成工程は、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面上に、ＧＭＲ膜を形成する工程である。ＧＭＲ膜４６の形成方法は、第１の実施の形態に係るＧＭＲ膜２６の形成方法と、ほぼ同様である。
【００９１】
すなわち、まず、第１薄膜ヨーク４４ｂが形成された絶縁基板４２の表面全面に、所定の組成を有するＧＭＲ膜４６を、所定の厚さとなるまで堆積させる（図７（ａ））。次いで、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面上及びその近傍にフォトレジスト膜３８を形成する（図７（ｂ））。さらに、所定の条件下でイオンビームエッチングを行い、ＧＭＲ膜４６の不要部分を除去する（図７（ｃ））。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すれば、図７（ｄ）に示すように、対向面及びその近傍にＧＭＲ膜４６を形成することができる。
【００９２】
なお、ＧＭＲ膜４６の横幅が第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面の横幅より狭い場合、又はＧＭＲ膜４６の横幅の内、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃの双方に接触する部分の幅を狭くする場合には、第２薄膜ヨーク４４ｃを形成する前に、ＧＭＲ膜４６の両脇に又はＧＭＲ膜４６の表面の一部を覆うように、絶縁性・非磁性材料からなる薄膜を形成する必要がある点は、第１の実施の形態と同様である。
【００９３】
次に、第２薄膜ヨーク形成工程について説明する。第２薄膜ヨーク形成工程は、ＧＭＲ膜４６と第２薄膜ヨーク４６ｃとが、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面上に堆積させたＧＭＲ膜４６の膜表面において電気的に接続されるように、絶縁基板２２表面に第２軟磁性薄膜４４ｅを堆積させ、軟磁性材料からなる第２薄膜ヨーク４４ｃを形成する工程である。第２薄膜ヨーク２４ｃは、具体的には、以下のような方法により形成するのが好ましい。
【００９４】
すなわち、まず、図７（ｅ）に示すように、絶縁基板４２の表面全面に第２軟磁性薄膜４４ｅを堆積させる。次いで、第２軟磁性薄膜４４ｅの内、残したい部分にフォトレジスト膜３８を形成する。この場合、フォトレジスト膜３８は、第１薄膜ヨーク４４ｂの対向面のほぼ中央まで形成するのが好ましい。この時、第１薄膜ヨーク４４ｂの先端からの「距離」で、ＧＭＲ膜４６の電気抵抗が規定される。
【００９５】
次に、図７（ｇ）に示すように、絶縁基板４２を回転させながら、所定の条件下でＡｒイオンビームエッチングを行う。エッチングは、少なくとも、第１薄膜ヨーク４４ｂと第２軟磁性薄膜４４ｅとが直接接触している部分が除去されるまで行う。この時、エッチング条件を最適化すると、第２軟磁性薄膜４４ｅがフォトレジスト膜３８の境界線から斜めにエッチングされ、第１薄膜ヨーク４４ｂと接触している部分を完全に除去できる。また、エッチング条件を最適化すれば、ＧＭＲ膜４６を形成した時点での横幅が第２薄膜ヨーク４６ｃ先端の横幅より広い場合であっても、ＧＭＲ膜４６の形状を第２薄膜ヨーク４４ｃの先端形状とほぼ同じにパターニング加工することができる。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すれば、図７（ｈ）に示すように、所定の傾斜角θを有する対向面を備えた第１薄膜ヨーク４４ｂと、対向面上に堆積させたＧＭＲ膜４６と、ＧＭＲ膜４６の膜表面においてＧＭＲ膜４６と電気的に接続している第２薄膜ヨーク４４ｃが得られる。
【００９６】
この後、第１の実施の形態と同様の手順に従い、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃの端部に、それぞれ、電極４８、４８を形成し（電極形成工程）、さらに、絶縁基板４２の表面全面に第２保護膜５２を形成すれば、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０が得られる。
【００９７】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０の作用について説明する。絶縁基板４２の表面に下に凸のくぼみを形成し、この上に第１軟磁性薄膜４４ｄを堆積させ、第１軟磁性薄膜４４ｂの内、絶縁基板４２に形成された下に凸の部分以外の不要部分を除去すると、対向面が絶縁基板４２の表面に対して平行である第１薄膜ヨーク４４ｂが得られる。
【００９８】
次いで、この対向面の上にＧＭＲ膜４６を堆積させ、さらにその上に第２薄膜ヨーク４４ｃを形成すると、第２薄膜ヨーク４４ｃとＧＭＲ膜４６とを、ＧＭＲ膜４６の膜表面において、電気的に接続させることができる。
【００９９】
このようにして得られた薄膜磁気センサ４０は、ギャップを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃがＧＭＲ膜４６の膜表面を介して確実に面接触しているので、磁気特性が安定化する。しかも、ギャップ長がＧＭＲ膜４６の膜厚によって規定されているので、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃからの漏れ磁束が空間に分散するのが抑制され、高い磁界感度を示す。
【０１００】
さらに、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ４０は、対向面が絶縁基板４２の表面に対して平行になっているので、対向面の形成、及び対向面上へのＧＭＲ膜４６の形成が極めて容易である。そのため、磁気特性の安定した薄膜磁気センサ４０を低コストで、かつ再現性良く製造することができる。
【０１０１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気センサについて説明する。図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に、それぞれ、本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０の平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図を示す。
【０１０２】
図８において、薄膜磁気センサ６０は、絶縁基板６２と、ギャップ６４ａを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃと、この一対の第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃと電気的に接続されるようにギャップ６４ａ間に形成されたＧＭＲ膜６６とを備えている。第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃは、その端部に電極６８、６８が接合され、絶縁基板６２の最上面は、第２保護膜７２により覆われている。
【０１０３】
本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０は、第１薄膜ヨーク６４ｂの対向面と絶縁基板６２の表面とがほぼ垂直になっている点に特徴がある。すなわち、対向面は、薄膜ヨーク６４ｂの端面に形成されている。また、第１薄膜ヨーク６４ｂの対向面の傾斜角θは９０°（すなわち、流入角φは０°）になっている。
【０１０４】
なお、絶縁基板６２、第１薄膜ヨーク６４ｂ、第２薄膜ヨーク６４ｃ、ＧＭＲ膜６６、電極６８、６８及び第２保護膜７２のその他の点については、第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサ２０の絶縁基板２２、第１薄膜ヨーク２４ｂ、第２薄膜ヨーク２４ｃ、ＧＭＲ膜２６、電極２８、２８及び第２保護膜３２と同様であるので説明を省略する。
【０１０５】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０の製造方法について説明する。図９及び図１０に、その工程図を示す。本実施の形態に係る製造方法は、第１薄膜ヨーク形成工程と、ＧＭＲ膜形成工程と、第２薄膜ヨーク形成工程と、電極形成工程と、表面保護膜形成工程とを備えている。
【０１０６】
本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０は、第１薄膜ヨーク６４ｂの傾斜面θが９０°である点に特徴があるが、このような薄膜磁気センサ６０は、絶縁基板６２表面に堆積させた第１軟磁性薄膜６４ｄをエッチングにより除去する際に、エッチング条件を変更するだけで作製することができる。その他の点については、第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０の製造方法と同様である。
【０１０７】
すなわち、まず、絶縁基板６２の表面全面に第１軟磁性薄膜６４ｄを堆積させる（図９（ａ））。次いで、第１薄膜ヨーク６４ｂを形成する部分にフォトレジスト膜３８を形成する（図９（ｂ））。この場合、フォトレジスト膜３８のポストベークを行うのが好ましい点は、第１の実施の形態と同様である。
【０１０８】
次に、絶縁基板６２を回転させながら、所定の条件下でＡｒイオンビームエッチングを行う。この時、エッチング条件を最適化すると、フォトレジスト膜３８の境界線に沿って、第１軟磁性薄膜６４ｄをほぼ垂直にエッチングすることができる（図９（ｃ））。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）すれば、傾斜角θが９０°である第１薄膜ヨーク６４ｂが得られる（図９（ｄ））。
【０１０９】
次に、絶縁基板６２の表面全面にＧＭＲ膜６６を堆積させる（図９（ｅ））。次いで、第１薄膜ヨーク６４ｂの対向面上及びその近傍に新たにフォトレジスト膜３８を形成する（図９（ｆ））。さらに、イオンビームエッチングによりＧＭＲ膜６６の不要部分を除去し（図９（ｇ））、残ったフォトレジスト膜３８を除去（ハクリ）する（図９（ｈ））。これにより、傾斜角θが９０°である対向面上に、ＧＭＲ膜６６を形成することができる。
【０１１０】
次に、第２薄膜ヨーク６４ｃを形成する部分を除いて、絶縁基板６２の表面に新たにフォトレジスト膜３８を形成する（図１０（ａ））。この場合、第１薄膜ヨーク６４ｂの上にも第２軟磁性薄膜６４ｅが堆積するように、フォトレジスト膜３８を形成するのが好ましい点は、第１の実施の形態と同様である。次いで、絶縁基板６２の表面全面に、第２軟磁性薄膜６４ｅを、所定の厚さとなるまで堆積させ（図１０（ｂ））、その後、フォトレジスト膜３８を除去（リフトオフ）する（図１０（ｃ））。
【０１１１】
次に、絶縁基板６２の表面全面に、第１保護膜３０を形成する（図１０（ｄ））。次いで、機械研磨により、あるいは、エッチバック（すなわち、第１保護膜３０の形成（図１０（ｄ））、エッチング（図１０（ｅ））及びハクリ（図１０（ｆ））を所定回数繰り返すこと）により、第２軟磁性薄膜６４ｅの不要部分を除去する。これにより、ＧＭＲ膜６６の膜表面においてＧＭＲ膜６６と電気的に接続している第２薄膜ヨーク６４ｃが得られる（図１０（ｇ））。
【０１１２】
この後、第１の実施の形態と同様の手順に従い、第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃの端部に、それぞれ、電極６８、６８を形成し（電極形成工程）、さらに、絶縁基板６２の表面全面に第２保護膜７２を形成（表面保護膜形成工程）すれば、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０が得られる。
【０１１３】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサ６０の作用について説明する。絶縁基板６２の表面に第１軟磁性薄膜６４ｄを堆積させ、所定の条件下で不要部分を除去すると、対向面の傾斜角θが９０°である第１薄膜ヨーク６４ｂが得られる。次いで、この対向面にＧＭＲ膜６４を堆積させ、さらにその上に第２薄膜ヨーク６４ｃを形成すると、第２薄膜ヨーク６４ｃとＧＭＲ膜６６とを、ＧＭＲ膜６６の膜表面において、電気的に接続することができる。
【０１１４】
このようにして得られた薄膜磁気センサ６０は、ギャップ６４ａを介して対向する一対の第１薄膜ヨーク６４ｂ及び第２薄膜ヨーク６４ｃがＧＭＲ膜４６の膜表面を介して確実に面接触しているので、磁気特性が安定化する。しかも、ギャップ長がＧＭＲ膜６６の膜厚によって規定されているので、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃからの漏れ磁束が空間に分散するのが抑制され、高い磁界感度を示す。さらに、ＧＭＲ膜６６は、磁束が流れる方向に対して垂直に配置されているので、第１薄膜ヨーク４４ｂ及び第２薄膜ヨーク４４ｃからの漏れ磁束の空間への分散がさらに抑制され、高い磁界感度が得られる。
【０１１５】
【実施例】
（実施例１）
図２〜図４に示す方法を用いて、図１に示す薄膜磁気センサ２０を作製した。なお、絶縁基板２２には、無アルカリガラス基板を用い、ＧＭＲ膜２６には、ＦｅＣｏ−ＭｇＦ２組成を有する金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料を用い、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃには、ＣｏＦｅＳｉＢアモルファスを用いた。さらに、第１薄膜ヨーク２４ｂ及び第２薄膜ヨーク２４ｃの厚さは、１．０μｍとし、ギャップ長（すなわち、ＧＭＲ膜２６の膜厚）は、０．２μｍとした。また、試料数ｎは、５（試料Ｎｏ．１〜５）とした。
【０１１６】
（実施例２）
図６及び図７に示す用法を用いて、図５に示す薄膜磁気センサ４０を作製した。なお、ギャップ長を０．２５μｍとし、試料数ｎを２（試料Ｎｏ．６、７）とした以外は、実施例１と同一の条件とした。
【０１１７】
（実施例３）
図９及び図１０に示す方法を用いて、図８に示す薄膜磁気センサ６０を作製した。なお、ギャップ長を０．１２〜０．１５μｍとし、試料数ｎを３（試料Ｎｏ．８〜１０）とした以外は、実施例１と同一の条件とした。
【０１１８】
（比較例１）
以下の手順に従い、図１１に示す形状を有する薄膜磁気センサ１０を作製した。すなわち、無アルカリ基板ガラスからなる絶縁基板１２の表面に、ＣｏＦｅＳｉＢアモルファスからなる厚さ１．０μｍの軟磁性薄膜を堆積させた。次いで、軟磁性薄膜のエッチングを行うことにより、ギャップ長２．０μｍのギャップ（凹溝）１４ａを介して対向する薄膜ヨーク１４、１４を形成した。
【０１１９】
次に、ギャップ１４ａ領域を除いて絶縁基板１２の表面をマスクし、ＦｅＣｏ−ＭｇＦ２組成を有する厚さ０．５μｍの金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料からなるＧＭＲ膜１６を堆積させた。さらに、薄膜ヨーク１４、１４の端部に電極１８を形成し、さらに薄膜ヨーク１４、１４及びＧＭＲ膜１６の上に保護膜１９を形成し、薄膜磁気センサ１０を得た。なお、試料数ｎは、５（試料Ｎｏ．１１〜１５）とした。
【０１２０】
実施例１〜３及び比較例１で得られた薄膜磁気センサについて、５（Ｏｅ）でのＭＲ比（％）を測定した。表１に、その結果を示す。表１より、比較例１の場合、ＭＲ比の絶対値が小さく、バラツキも大きい（１．０〜４．０％）のに対し、実施例１、２及び３で得られた薄膜磁気センサは、ＭＲ比の絶対値が比較例１より大きく、しかも大きなＭＲ比を持つものが安定して得られている（実施例１で８．６〜９．５％、実施例２で５．５〜６．０％、実施例３で９．８〜１１．０％）ことが分かる。
【０１２１】
【表１】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【０１２３】
例えば、ＧＭＲ膜とその両端に配置された薄膜ヨークを備えた本発明に係る素子は、磁気センサとして特に好適であるが、本発明に係る素子の用途は、これに限定されるものではなく、磁気メモリ、磁気ヘッド等としても用いることができる。
【０１２４】
また、薄膜ヨークからの漏れ磁束が空間に分散するのを抑制するためには、流入角φは、９０°以下が好ましいが、流入角φは、９０°より大きくても良い。この場合、磁束の空間への分散が大きくなるので、流入角φを９０°以下とした場合に比べて、磁界感度は若干低下する。しかしながら、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚によって規定されている（すなわち、ギャップ長が著しく小さい）ので、従来の薄膜磁気センサに比べて磁束がＧＭＲ膜に有効に作用し、高い磁界感度を得ることができる。
【０１２５】
また、流入角φが９０°を越える対向面は、上述した製造条件（具体的には、絶縁基板のエッチング条件、絶縁基板表面に堆積させた軟磁性薄膜の膜厚、軟磁性薄膜のエッチング条件等）を適宜変更することにより、製造することができる。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明に係る薄膜磁気センサは、所定の傾斜角θを有する対向面を備えた第１薄膜ヨークと、対向面上に堆積させたＧＭＲ膜と、ＧＭＲ膜の膜表面においてＧＭＲ膜と電気的に接続している第２薄膜ヨークとを備えているので、ＧＭＲ膜と第１及び第２薄膜ヨークとが確実に面接触し、電気的及び磁気的特性が安定化するという効果がある。また、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚と同等であるので、磁界感度が向上するという効果がある。
【０１２７】
本発明に係る薄膜磁気センサの製造方法は、絶縁基板上に第１薄膜ヨークを形成し、次いで、第１薄膜ヨークの対向面にＧＭＲ膜を堆積させ、さらにＧＭＲ膜の膜表面においてＧＭＲ膜と電気的に接続するように第２薄膜ヨークが形成されるので、ギャップ内に健全なＧＭＲ膜を形成することができ、安定した電気的及び磁気的特性を示す薄膜磁気センサが得られるという効果がある。また、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚と同等になるので、磁界感度の高い薄膜磁気センサが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサの平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図である。
【図２】図１に示す薄膜磁気センサの製造方法を示す工程図である。
【図３】図２に示す工程図の続きである。
【図４】図３に示す工程図の続きである。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、それぞれ、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気センサの平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図である。
【図６】図５に示す薄膜磁気センサの製造方法を示す工程図である。
【図７】図６に示す工程図の続きである。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、それぞれ、本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気センサの平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図である。
【図９】図８に示す薄膜磁気センサの製造方法を示す工程図である。
【図１０】図９に示す工程図の続きである。
【図１１】図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、それぞれ、従来の薄膜磁気センサの平面図、そのＡ−Ａ’線断面図及びギャップ近傍の拡大断面図である。
【符号の説明】
２０、４０、６０ 薄膜磁気センサ
２２、４２、６２ 絶縁基板
２４ａ、４４ａ、６４ａ ギャップ
２４ｂ、４４ｂ、６４ｂ 第１薄膜ヨーク
２４ｃ、４４ｃ、６４ｃ 第２薄膜ヨーク
２６、４６、６６ ＧＭＲ膜
Claims (6)
- 軟磁性材料からなり、かつギャップを介して対向させた一対の第１薄膜ヨーク及び第２薄膜ヨークと、
前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨークと電気的に接続されるように前記ギャップ間に形成された、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜と、
前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨーク並びに前記ＧＭＲ膜を支持する絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板とを備えた薄膜磁気センサであって、
前記ギャップのギャップ長は、前記第１薄膜ヨークと前記第２薄膜ヨークとの対向面に堆積させた前記ＧＭＲ膜の膜厚によって規定されていることを特徴とする薄膜磁気センサ。 - 軟磁性材料からなり、かつギャップを介して対向させた一対の第１薄膜ヨーク及び第２薄膜ヨークと、
前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨークと電気的に接続されるように前記ギャップ間に形成された、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜と、
前記第１薄膜ヨーク及び前記第２薄膜ヨーク並びに前記ＧＭＲ膜を支持する絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板とを備えた薄膜磁気センサであって、
（イ）前記絶縁基板表面に前記軟磁性材料からなる第１の薄膜を堆積させ、その先端に前記第２薄膜ヨークとの対向面を有する前記軟磁性材料からなる第１薄膜ヨークを形成し、
（ロ）該第１薄膜ヨークと電気的に接続されるように、前記対向面上に前記ＧＭＲ膜を堆積させ、
（ハ）前記ＧＭＲ膜と前記第２薄膜ヨークとが、前記対向面上に堆積させた前記ＧＭＲ膜の膜表面において電気的に接続されるように、前記絶縁基板表面に前記軟磁性材料からなる第２の薄膜を堆積させ、前記軟磁性材料からなる前記第２薄膜ヨークを形成すること、により得られる薄膜磁気センサ。 - 前記対向面と前記基板表面とのなす角は、０°以上９０°以下である請求項２に記載の薄膜磁気センサ。
- 前記ＧＭＲ膜は、金属−絶縁体系ナノグラニュラー材料からなる請求項１から３までのいずれかに記載の薄膜磁気センサ。
- 絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板表面に軟磁性材料からなる第１の薄膜を堆積させ、その先端に第２薄膜ヨークとの対向面を有する前記軟磁性材料からなる第１薄膜ヨークを形成する第１薄膜ヨーク形成工程と、
前記第１薄膜ヨークと電気的に接続されるように、前記対向面上に、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜を堆積させるＧＭＲ膜形成工程と、
前記ＧＭＲ膜と前記第２薄膜ヨークとが、前記対向面上に堆積させた前記ＧＭＲ膜の膜表面において電気的に接続されるように、前記絶縁基板表面に前記軟磁性材料からなる第２薄膜を堆積させ、前記軟磁性材料からなる第２薄膜ヨークを形成する第２薄膜ヨーク形成工程とを備えた薄膜磁気センサの製造方法。 - 前記第１薄膜ヨーク形成工程は、前記対向面と前記絶縁基板表面とのなす角が０°以上９０°以下である前記第１薄膜ヨークを形成するものである請求項５に記載の薄膜磁気センサの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003151523A JP2004356338A (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | 薄膜磁気センサ及びその製造方法 |
| US10/853,586 US20040239320A1 (en) | 2003-05-28 | 2004-05-24 | Thin film magnetic sensor and method of manufacturing the same |
| EP20040012425 EP1482319A2 (en) | 2003-05-28 | 2004-05-26 | Thin film magnetic sensor and method of manufacturing the same |
| CNA2004100474907A CN1573349A (zh) | 2003-05-28 | 2004-05-28 | 薄膜磁传感器及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003151523A JP2004356338A (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | 薄膜磁気センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004356338A true JP2004356338A (ja) | 2004-12-16 |
Family
ID=33128259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003151523A Pending JP2004356338A (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | 薄膜磁気センサ及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20040239320A1 (ja) |
| EP (1) | EP1482319A2 (ja) |
| JP (1) | JP2004356338A (ja) |
| CN (1) | CN1573349A (ja) |
Cited By (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006261400A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Yamaha Corp | 磁気センサおよびその製法 |
| JP2006261401A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Yamaha Corp | 磁気センサおよびその製法 |
| US7476953B2 (en) * | 2005-02-04 | 2009-01-13 | Allegro Microsystems, Inc. | Integrated sensor having a magnetic flux concentrator |
| US7768083B2 (en) | 2006-01-20 | 2010-08-03 | Allegro Microsystems, Inc. | Arrangements for an integrated sensor |
| JP2011154032A (ja) * | 2011-03-11 | 2011-08-11 | Yamaha Corp | 磁気センサの製法 |
| US8143169B2 (en) | 2007-03-29 | 2012-03-27 | Allegro Microsystems, Inc. | Methods for multi-stage molding of integrated circuit package |
| US8178361B2 (en) | 2005-03-17 | 2012-05-15 | Yamaha Corporation | Magnetic sensor and manufacturing method therefor |
| US8461677B2 (en) | 2008-12-05 | 2013-06-11 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensors and methods for fabricating the magnetic field sensors |
| US8629539B2 (en) | 2012-01-16 | 2014-01-14 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having non-conductive die paddle |
| US9411025B2 (en) | 2013-04-26 | 2016-08-09 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package having a split lead frame and a magnet |
| US9494660B2 (en) | 2012-03-20 | 2016-11-15 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package having a split lead frame |
| US9666788B2 (en) | 2012-03-20 | 2017-05-30 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package having a split lead frame |
| US9720054B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-08-01 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element |
| US9719806B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-08-01 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor for sensing a movement of a ferromagnetic target object |
| US9810519B2 (en) | 2013-07-19 | 2017-11-07 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for magnetic field sensors that act as tooth detectors |
| US9812588B2 (en) | 2012-03-20 | 2017-11-07 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material |
| US9817078B2 (en) | 2012-05-10 | 2017-11-14 | Allegro Microsystems Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having integrated coil |
| US9823090B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-11-21 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor for sensing a movement of a target object |
| US9823092B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-11-21 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor providing a movement detector |
| US10012518B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-07-03 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor for sensing a proximity of an object |
| US10041810B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-08-07 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for magnetic field sensors that act as movement detectors |
| US10145908B2 (en) | 2013-07-19 | 2018-12-04 | Allegro Microsystems, Llc | Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field |
| US10215550B2 (en) | 2012-05-01 | 2019-02-26 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensors having highly uniform magnetic fields |
| US10234513B2 (en) | 2012-03-20 | 2019-03-19 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material |
| US10260905B2 (en) | 2016-06-08 | 2019-04-16 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for magnetic field sensors to cancel offset variations |
| US10310028B2 (en) | 2017-05-26 | 2019-06-04 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated pressure sensor |
| US10324141B2 (en) | 2017-05-26 | 2019-06-18 | Allegro Microsystems, Llc | Packages for coil actuated position sensors |
| US10495699B2 (en) | 2013-07-19 | 2019-12-03 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having an integrated coil or magnet to detect a non-ferromagnetic target |
| US10641842B2 (en) | 2017-05-26 | 2020-05-05 | Allegro Microsystems, Llc | Targets for coil actuated position sensors |
| US10712403B2 (en) | 2014-10-31 | 2020-07-14 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element |
| US10725100B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-07-28 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having an externally accessible coil |
| US10816615B2 (en) | 2017-05-19 | 2020-10-27 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Magnetic sensor |
| US10823586B2 (en) | 2018-12-26 | 2020-11-03 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor having unequally spaced magnetic field sensing elements |
| US10837943B2 (en) | 2017-05-26 | 2020-11-17 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor with error calculation |
| US10866117B2 (en) | 2018-03-01 | 2020-12-15 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field influence during rotation movement of magnetic target |
| US10921391B2 (en) | 2018-08-06 | 2021-02-16 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor with spacer |
| US10935612B2 (en) | 2018-08-20 | 2021-03-02 | Allegro Microsystems, Llc | Current sensor having multiple sensitivity ranges |
| US10955306B2 (en) | 2019-04-22 | 2021-03-23 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated pressure sensor and deformable substrate |
| US10991644B2 (en) | 2019-08-22 | 2021-04-27 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package having a low profile |
| US10996289B2 (en) | 2017-05-26 | 2021-05-04 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated position sensor with reflected magnetic field |
| US11061084B2 (en) | 2019-03-07 | 2021-07-13 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated pressure sensor and deflectable substrate |
| US11237020B2 (en) | 2019-11-14 | 2022-02-01 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor having two rows of magnetic field sensing elements for measuring an angle of rotation of a magnet |
| US11255700B2 (en) | 2018-08-06 | 2022-02-22 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor |
| US11262422B2 (en) | 2020-05-08 | 2022-03-01 | Allegro Microsystems, Llc | Stray-field-immune coil-activated position sensor |
| US11280637B2 (en) | 2019-11-14 | 2022-03-22 | Allegro Microsystems, Llc | High performance magnetic angle sensor |
| US11428755B2 (en) | 2017-05-26 | 2022-08-30 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated sensor with sensitivity detection |
| WO2022209548A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 株式会社村田製作所 | 磁気センサ |
| US11493361B2 (en) | 2021-02-26 | 2022-11-08 | Allegro Microsystems, Llc | Stray field immune coil-activated sensor |
| US11567108B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-01-31 | Allegro Microsystems, Llc | Multi-gain channels for multi-range sensor |
| US11578997B1 (en) | 2021-08-24 | 2023-02-14 | Allegro Microsystems, Llc | Angle sensor using eddy currents |
| US11994541B2 (en) | 2022-04-15 | 2024-05-28 | Allegro Microsystems, Llc | Current sensor assemblies for low currents |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004363157A (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | 薄膜磁気センサ及びその製造方法 |
| CN1928582B (zh) * | 2006-10-20 | 2011-06-15 | 北京赛迪机电新技术开发公司 | 硅钢磁性能测量用磁导计 |
| JP5151551B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2013-02-27 | 大同特殊鋼株式会社 | 薄膜磁気センサ |
| WO2010035873A1 (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | オムロン株式会社 | 磁界検出素子および信号伝達素子 |
| US8196285B1 (en) * | 2008-12-17 | 2012-06-12 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing a pole for a perpendicular magnetic recording head using a multi-layer hard mask |
| US8254060B1 (en) | 2009-04-17 | 2012-08-28 | Western Digital (Fremont), Llc | Straight top main pole for PMR bevel writer |
| US8225488B1 (en) | 2009-05-22 | 2012-07-24 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing a perpendicular magnetic recording (PMR) pole |
| US9346672B1 (en) | 2009-08-04 | 2016-05-24 | Western Digital (Fremont), Llc | Methods for fabricating damascene write poles using ruthenium hard masks |
| JP2017018188A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | 株式会社バンダイ | 磁気応答玩具 |
| JP6583208B2 (ja) * | 2016-10-14 | 2019-10-02 | 株式会社デンソー | 磁気検出素子 |
| JP2018072026A (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-10 | Tdk株式会社 | 磁場検出装置 |
| CN107765198A (zh) * | 2017-09-02 | 2018-03-06 | 太原理工大学 | 一种利用柔性薄膜磁传感器检测磁场的方法 |
| CN113063841B (zh) * | 2021-02-09 | 2022-05-17 | 江门市润宇传感器科技有限公司 | 一种高灵敏湿度探测器 |
| CN113063840B (zh) * | 2021-02-09 | 2022-09-13 | 苏州市迈佳凯电子科技有限公司 | 一种基于磁电阻效应的湿度探测器 |
| CN113063839B (zh) * | 2021-02-09 | 2023-01-17 | 于孟今 | 一种基于磁隧道结的湿度探测器 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05196715A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-08-06 | Sharp Corp | 超電導磁気センサ |
| DE69727574T2 (de) * | 1996-07-05 | 2004-12-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magnetfeldfühler und verfahren zur herstellung eines magnetfeldfühlers |
| JPH1098220A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 磁気抵抗効果素子 |
| US6519119B1 (en) * | 1999-11-03 | 2003-02-11 | Seagate Technology, Llc | Structure for current perrpendicular to plane giant magnetoresistive read heads |
| US6501268B1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-12-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Magnetic sensor with modulating flux concentrator for 1/f noise reduction |
| CN100403048C (zh) * | 2000-10-26 | 2008-07-16 | 财团法人电气磁气材料研究所 | 薄膜磁传感器 |
| US6944939B2 (en) * | 2003-03-21 | 2005-09-20 | Headway Technologies, Inc. | Method for forming a GMR sensor having improved longitudinal biasing |
| JP2004363157A (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | 薄膜磁気センサ及びその製造方法 |
-
2003
- 2003-05-28 JP JP2003151523A patent/JP2004356338A/ja active Pending
-
2004
- 2004-05-24 US US10/853,586 patent/US20040239320A1/en not_active Abandoned
- 2004-05-26 EP EP20040012425 patent/EP1482319A2/en not_active Withdrawn
- 2004-05-28 CN CNA2004100474907A patent/CN1573349A/zh active Pending
Cited By (84)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7476953B2 (en) * | 2005-02-04 | 2009-01-13 | Allegro Microsystems, Inc. | Integrated sensor having a magnetic flux concentrator |
| US9054028B2 (en) | 2005-03-17 | 2015-06-09 | Yamaha Corporation | Magnetic sensor and manufacturing method therefor |
| JP2006261401A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Yamaha Corp | 磁気センサおよびその製法 |
| US8178361B2 (en) | 2005-03-17 | 2012-05-15 | Yamaha Corporation | Magnetic sensor and manufacturing method therefor |
| JP2006261400A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Yamaha Corp | 磁気センサおよびその製法 |
| US7768083B2 (en) | 2006-01-20 | 2010-08-03 | Allegro Microsystems, Inc. | Arrangements for an integrated sensor |
| US10069063B2 (en) | 2006-01-20 | 2018-09-04 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit having first and second magnetic field sensing elements |
| US9859489B2 (en) | 2006-01-20 | 2018-01-02 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit having first and second magnetic field sensing elements |
| US8629520B2 (en) | 2006-01-20 | 2014-01-14 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for an integrated sensor |
| US9082957B2 (en) | 2006-01-20 | 2015-07-14 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for an integrated sensor |
| US8952471B2 (en) | 2006-01-20 | 2015-02-10 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for an integrated sensor |
| US8143169B2 (en) | 2007-03-29 | 2012-03-27 | Allegro Microsystems, Inc. | Methods for multi-stage molding of integrated circuit package |
| US8486755B2 (en) | 2008-12-05 | 2013-07-16 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensors and methods for fabricating the magnetic field sensors |
| US8461677B2 (en) | 2008-12-05 | 2013-06-11 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensors and methods for fabricating the magnetic field sensors |
| JP2011154032A (ja) * | 2011-03-11 | 2011-08-11 | Yamaha Corp | 磁気センサの製法 |
| US8629539B2 (en) | 2012-01-16 | 2014-01-14 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having non-conductive die paddle |
| US9299915B2 (en) | 2012-01-16 | 2016-03-29 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having non-conductive die paddle |
| US10333055B2 (en) | 2012-01-16 | 2019-06-25 | Allegro Microsystems, Llc | Methods for magnetic sensor having non-conductive die paddle |
| US9620705B2 (en) | 2012-01-16 | 2017-04-11 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having non-conductive die paddle |
| US11961920B2 (en) | 2012-03-20 | 2024-04-16 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package with magnet having a channel |
| US9666788B2 (en) | 2012-03-20 | 2017-05-30 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package having a split lead frame |
| US10234513B2 (en) | 2012-03-20 | 2019-03-19 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material |
| US9812588B2 (en) | 2012-03-20 | 2017-11-07 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material |
| US10230006B2 (en) | 2012-03-20 | 2019-03-12 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with an electromagnetic suppressor |
| US11828819B2 (en) | 2012-03-20 | 2023-11-28 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material |
| US10916665B2 (en) | 2012-03-20 | 2021-02-09 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with an integrated coil |
| US9494660B2 (en) | 2012-03-20 | 2016-11-15 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package having a split lead frame |
| US11677032B2 (en) | 2012-03-20 | 2023-06-13 | Allegro Microsystems, Llc | Sensor integrated circuit with integrated coil and element in central region of mold material |
| US11444209B2 (en) | 2012-03-20 | 2022-09-13 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with an integrated coil enclosed with a semiconductor die by a mold material |
| US10215550B2 (en) | 2012-05-01 | 2019-02-26 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensors having highly uniform magnetic fields |
| US11680996B2 (en) | 2012-05-10 | 2023-06-20 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having integrated coil |
| US9817078B2 (en) | 2012-05-10 | 2017-11-14 | Allegro Microsystems Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having integrated coil |
| US10725100B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-07-28 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having an externally accessible coil |
| US9411025B2 (en) | 2013-04-26 | 2016-08-09 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package having a split lead frame and a magnet |
| US10145908B2 (en) | 2013-07-19 | 2018-12-04 | Allegro Microsystems, Llc | Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field |
| US11313924B2 (en) | 2013-07-19 | 2022-04-26 | Allegro Microsystems, Llc | Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field |
| US10254103B2 (en) | 2013-07-19 | 2019-04-09 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for magnetic field sensors that act as tooth detectors |
| US10670672B2 (en) | 2013-07-19 | 2020-06-02 | Allegro Microsystems, Llc | Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field |
| US12061246B2 (en) | 2013-07-19 | 2024-08-13 | Allegro Microsystems, Llc | Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field |
| US10495699B2 (en) | 2013-07-19 | 2019-12-03 | Allegro Microsystems, Llc | Methods and apparatus for magnetic sensor having an integrated coil or magnet to detect a non-ferromagnetic target |
| US9810519B2 (en) | 2013-07-19 | 2017-11-07 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for magnetic field sensors that act as tooth detectors |
| US10712403B2 (en) | 2014-10-31 | 2020-07-14 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element |
| US9719806B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-08-01 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor for sensing a movement of a ferromagnetic target object |
| US9823092B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-11-21 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor providing a movement detector |
| US10753769B2 (en) | 2014-10-31 | 2020-08-25 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor providing a movement detector |
| US10753768B2 (en) | 2014-10-31 | 2020-08-25 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor providing a movement detector |
| US9720054B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-08-01 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element |
| US11307054B2 (en) | 2014-10-31 | 2022-04-19 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor providing a movement detector |
| US9823090B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-11-21 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor for sensing a movement of a target object |
| US10260905B2 (en) | 2016-06-08 | 2019-04-16 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for magnetic field sensors to cancel offset variations |
| US10012518B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-07-03 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor for sensing a proximity of an object |
| US10837800B2 (en) | 2016-06-08 | 2020-11-17 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for magnetic field sensors that act as movement detectors |
| US10041810B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-08-07 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for magnetic field sensors that act as movement detectors |
| US10816615B2 (en) | 2017-05-19 | 2020-10-27 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Magnetic sensor |
| US10310028B2 (en) | 2017-05-26 | 2019-06-04 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated pressure sensor |
| US11768256B2 (en) | 2017-05-26 | 2023-09-26 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated sensor with sensitivity detection |
| US10837943B2 (en) | 2017-05-26 | 2020-11-17 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor with error calculation |
| US10996289B2 (en) | 2017-05-26 | 2021-05-04 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated position sensor with reflected magnetic field |
| US11428755B2 (en) | 2017-05-26 | 2022-08-30 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated sensor with sensitivity detection |
| US11073573B2 (en) | 2017-05-26 | 2021-07-27 | Allegro Microsystems, Llc | Packages for coil actuated position sensors |
| US11320496B2 (en) | 2017-05-26 | 2022-05-03 | Allegro Microsystems, Llc | Targets for coil actuated position sensors |
| US10324141B2 (en) | 2017-05-26 | 2019-06-18 | Allegro Microsystems, Llc | Packages for coil actuated position sensors |
| US10649042B2 (en) | 2017-05-26 | 2020-05-12 | Allegro Microsystems, Llc | Packages for coil actuated position sensors |
| US10641842B2 (en) | 2017-05-26 | 2020-05-05 | Allegro Microsystems, Llc | Targets for coil actuated position sensors |
| US11313700B2 (en) | 2018-03-01 | 2022-04-26 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field influence during rotation movement of magnetic target |
| US10866117B2 (en) | 2018-03-01 | 2020-12-15 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field influence during rotation movement of magnetic target |
| US11255700B2 (en) | 2018-08-06 | 2022-02-22 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor |
| US10921391B2 (en) | 2018-08-06 | 2021-02-16 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor with spacer |
| US11686599B2 (en) | 2018-08-06 | 2023-06-27 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor |
| US10935612B2 (en) | 2018-08-20 | 2021-03-02 | Allegro Microsystems, Llc | Current sensor having multiple sensitivity ranges |
| US10823586B2 (en) | 2018-12-26 | 2020-11-03 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor having unequally spaced magnetic field sensing elements |
| US11061084B2 (en) | 2019-03-07 | 2021-07-13 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated pressure sensor and deflectable substrate |
| US10955306B2 (en) | 2019-04-22 | 2021-03-23 | Allegro Microsystems, Llc | Coil actuated pressure sensor and deformable substrate |
| US10991644B2 (en) | 2019-08-22 | 2021-04-27 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package having a low profile |
| US11280637B2 (en) | 2019-11-14 | 2022-03-22 | Allegro Microsystems, Llc | High performance magnetic angle sensor |
| US11237020B2 (en) | 2019-11-14 | 2022-02-01 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor having two rows of magnetic field sensing elements for measuring an angle of rotation of a magnet |
| US11262422B2 (en) | 2020-05-08 | 2022-03-01 | Allegro Microsystems, Llc | Stray-field-immune coil-activated position sensor |
| US11493361B2 (en) | 2021-02-26 | 2022-11-08 | Allegro Microsystems, Llc | Stray field immune coil-activated sensor |
| JPWO2022209548A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | ||
| WO2022209548A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 株式会社村田製作所 | 磁気センサ |
| US11567108B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-01-31 | Allegro Microsystems, Llc | Multi-gain channels for multi-range sensor |
| US11578997B1 (en) | 2021-08-24 | 2023-02-14 | Allegro Microsystems, Llc | Angle sensor using eddy currents |
| US11994541B2 (en) | 2022-04-15 | 2024-05-28 | Allegro Microsystems, Llc | Current sensor assemblies for low currents |
| US12235294B2 (en) | 2022-04-15 | 2025-02-25 | Allegro MicroSystem, LLC | Current sensor assemblies for low currents |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040239320A1 (en) | 2004-12-02 |
| EP1482319A2 (en) | 2004-12-01 |
| CN1573349A (zh) | 2005-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004356338A (ja) | 薄膜磁気センサ及びその製造方法 | |
| JP4323220B2 (ja) | 薄膜磁気センサ及びその製造方法 | |
| US7218103B2 (en) | Methods for manufacturing a thin film magnetic sensor | |
| JP4630544B2 (ja) | ブリッジ構造を構成する複数の磁気素子のうち選択された磁気素子の磁性層の磁化方向を他の磁気素子の磁性層の磁化方向と反対方向に配向する方法 | |
| US5972420A (en) | Magnetoresistive sensor manufacturing method | |
| US5256249A (en) | Method of manufacturing a planarized magnetoresistive sensor | |
| US6315875B1 (en) | Method of manufacturing thin-film magnetic head and method of manufacturing magnetoresistive device | |
| JP2006179051A (ja) | 磁気抵抗センサ及びその製造方法 | |
| US20020135937A1 (en) | Thin-film magnetic head and method of manufacturing same | |
| JP5392108B2 (ja) | 薄膜磁気センサ及びその製造方法 | |
| JP2010134997A (ja) | Ｃｐｐ構造の磁気抵抗効果型ヘッド | |
| JP3089828B2 (ja) | 強磁性磁気抵抗素子 | |
| US6673633B2 (en) | Method of forming patterned thin film and method of manufacturing thin-film magnetic head | |
| US20160293186A9 (en) | Magnetoresistive sensor with stop-layers | |
| JP4334914B2 (ja) | 薄膜磁気センサ | |
| US6770210B2 (en) | Magnetoresistance effect element and method for producing same | |
| JP4624864B2 (ja) | 薄膜磁気センサ | |
| US6558516B1 (en) | Method of frame plating and method of forming magnetic pole of thin-film magnetic head | |
| JPH10163544A (ja) | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 | |
| JP4229257B2 (ja) | 薄膜デバイス及び薄膜磁気ヘッド集合体の製造方法 | |
| JP5070883B2 (ja) | トンネル型磁気抵抗効果素子及びその製造方法 | |
| CN2556792Y (zh) | 隧道效应磁电阻器件 | |
| JP2000099928A (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| JP2002324304A (ja) | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP2008283016A (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060110 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090924 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090929 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100223 |