CN114651186A - 磁传感器 - Google Patents

Abstract

磁传感器(1)的特征在于，具有：多个感应元件(31)，所述多个感应元件(31)由软磁体构成，具有长边方向和短边方向，在与长边方向交叉的方向上具有单轴磁各向异性，通过磁阻抗效应感应磁场，所述多个感应元件在短边方向上隔着间隙排列；以及连接部(32)，所述连接部(32)将在短边方向上相邻的感应元件(31)的长边方向上的端部连接，连接部(32)随着沿着长边方向接近感应元件(31)而短边方向上的宽度变窄。

Description

磁传感器

技术领域

本发明涉及磁传感器。

背景技术

作为公报记载的现有技术，存在具备被赋予单轴各向异性的由多个长方形的软磁体膜构成的感磁部的磁阻抗效应元件(参照专利文献1)。在该磁阻抗效应元件中，多个感磁部经由导体膜被串联连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-249406号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在通过感应元件感应磁场的磁传感器中，为了一边抑制磁传感器的大型化一边使灵敏度提高，有时经由连接部例如将多个感应元件串联连接成曲折状。而且，在将多个感应元件连接而成的磁传感器中，有时根据将感应元件彼此连接的连接部的形状而灵敏度不同。

本发明的目的在于，在使用磁阻抗效应的磁传感器中，与将感应元件彼此连接的连接部为矩形的情况下相比，使灵敏度提高。

用于解决课题的手段

应用本发明的磁传感器的特征在于，具有：多个感应元件，所述多个感应元件由软磁体构成，具有长边方向和短边方向，在与该长边方向交叉的方向上具有单轴磁各向异性，通过磁阻抗效应感应磁场，所述多个感应元件在该短边方向上隔着间隙排列；以及连接部，所述连接部将在所述短边方向上相邻的所述感应元件的所述长边方向上的端部连接，所述连接部随着沿着所述长边方向接近所述感应元件，所述短边方向上的宽度变窄。

另外，在这种磁传感器中，其特征可以在于，所述连接部具备延伸部和锥形部，所述延伸部沿着所述短边方向延伸并相对于所述感应元件而言在短边方向上突出，所述锥形部从该延伸部向该感应元件在所述长边方向上延伸并随着接近该感应元件而该短边方向上的宽度变窄。在该情况下，与连接部的延伸部没有相对于感应元件在短边方向上突出的情况下相比，容易使磁力线集中于感应元件。

并且，在这种磁传感器中，其特征可以在于，所述连接部的所述延伸部的所述长边方向上的宽度为所述感应元件的所述短边方向上的宽度以上。在该情况下，与延伸部的长边方向上的宽度小于感应元件的短边方向上的宽度的情况下相比，能够使连接部的电阻降低。其中，在该延伸部中使用导电性比该感应元件高的材料的情况下，由于能够使连接部的电阻降低，所以该延伸部的长边方向上的宽度无需为该感应元件的短边方向上的宽度以上。

并且，另外，在这种磁传感器中，其特征可以在于，具有多个所述连接部，多个所述感应元件通过多个所述连接部串联连接成曲折状，多个所述连接部分别随着沿着所述长边方向接近所述感应元件，所述短边方向上的宽度变窄。在该情况下，能够一边抑制在长边方向上磁传感器大型化，一边使磁传感器的灵敏度提高。

另外，从其他观点理解，应用本发明的磁传感器的特征在于，具有：多个感应元件，所述多个感应元件由软磁体构成，具有长边方向和短边方向，在与该长边方向交叉的方向上具有单轴磁各向异性，通过磁阻抗效应感应磁场，所述多个感应元件在该短边方向上隔着间隙排列；以及连接部，所述连接部将在所述短边方向上相邻的所述感应元件的所述长边方向上的端部连接，所述连接部相对于所连接的所述感应元件而言在所述短边方向上突出。

发明的效果

根据本发明，能够在使用磁阻抗效应的磁传感器中，与将感应元件彼此连接的连接部为矩形的情况下相比，使灵敏度提高。

附图说明

图1是说明应用本实施方式的磁传感器的一例的图。

图2是说明应用本实施方式的磁传感器的一例的图。

图3是说明应用本实施方式的磁传感器的一例的图。

图4是示出以往的磁传感器的感应部的形状的一例的图。

图5是示出对磁传感器及以往的磁传感器的感应部施加预先确定的大小的外部磁场的情况下施加于感应部的磁场的大小的图。

图6是对于本实施方式的磁传感器及以往的磁传感器说明在感应元件的长边方向上施加的磁场与感应部的阻抗之间关系的图。

图7的(a)～(e)是说明磁传感器的制造方法的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1～图3是说明应用本实施方式的磁传感器1的一例的图。图1是俯视图，图2是图1中的II-II线处的剖视图，图3是图1中的III部的放大图。

如图2所示，应用本实施方式的磁传感器1具备设置在非磁性的基板10上的由硬磁体(硬磁体层103)构成的薄膜磁铁20、与薄膜磁铁20相对地层叠并由软磁体(软磁体层105)构成的感应部30，该感应部30感应磁场。需要说明的是，后面详细说明磁传感器1的剖视结构。

在此，硬磁体是指当由外部磁场磁化时，即使去除外部磁场也保持磁化的状态的所谓矫顽力大的材料。另一方面，软磁体是指虽然容易由外部磁场磁化，但当去除外部磁场时会迅速地恢复为没有磁化或磁化较小的状态的所谓矫顽力小的材料。

需要说明的是，在本说明书中，将构成磁传感器1的要素(薄膜磁铁20等)用两位数表示，将被加工成要素的层(硬磁体层103等)用100系列的数字表示。而且，对于要素的数字，将被加工成要素的层的编号记载在()内。例如薄膜磁铁20的情况下，记载为薄膜磁铁20(硬磁体层103)。图中，记载为20(103)。其他情况也是同样的。

利用图1说明磁传感器1的平面结构。作为一例，磁传感器1具有四边形的平面形状。在此，说明形成在磁传感器1的最上部的感应部30及磁轭40。感应部30具备：平面形状为具有长边方向和短边方向的长条状的多个感应元件31、将相邻的感应元件31串联连接成曲折状的连接部32以及连接用于供给电流的电线的端子部33。在此，以长边方向并排的方式在短边方向上隔着间隙配置8个感应元件31。另外，在本实施方式的磁传感器1中，感应元件31是磁阻抗效应元件。

连接部32设置于相邻的感应元件31的长边方向上的端部间，将相邻的感应元件31曲折地串联连接。在图1所示的磁传感器1中，由于8个感应元件31并排地配置，所以连接部32有7个。

需要说明的是，后段将详细说明连接部32的平面形状。

端子部33分别设置于没有用连接部32连接的感应元件31的两个端部。端子部33具备从感应元件31引出的引出部和连接电线的焊盘(pad)部，所述电线供给电流。引出部是为了在感应元件31的短边方向上设置两个焊盘部而设置。也可以设置成：不设置引出部而使焊盘部与感应元件31连续。焊盘部为可连接电线的大小即可。需要说明的是，由于感应元件31为8个，所以在图1中两个端子部33设置在右侧。在感应元件31的数量为奇数的情况下，可以将两个端子部33分为左右地进行设置。

而且，感应部30的感应元件31、连接部32及端子部33由一层软磁体层105一体地构成。由于软磁体层105具有导电性，所以能够使电流从一个端子部33向另一端子部33流动。

需要说明的是，感应元件31的长度、宽度、并排的个数等的上述数值为一例，可以根据感应(测量)的磁场的值、使用的软磁体材料等进行变更。

并且，磁传感器1具备与感应元件31的长边方向上的端部相对地设置的磁轭40。在此，具备与感应元件31的长边方向的两端部相对地分别设置的2个磁轭40a、40b。需要说明的是，在不将磁轭40a、40b分别区分开的情况下，记载为磁轭40。磁轭40将磁力线诱导至感应元件31的长边方向的端部。因此，磁轭40由磁力线容易透过的软磁体(软磁体层105)构成。也就是说，感应部30及磁轭40利用一层软磁体层105形成。需要说明的是，磁力线在感应元件31的长边方向上充分透过的情况下，也可以不具备磁轭40。

根据以上说明，磁传感器1的大小在平面形状下为数mm见方。需要说明的是，磁传感器1的大小也可以为其他值。

接着，参照图2详细说明磁传感器1的剖视结构。磁传感器1是在非磁性的基板10上依次配置(层叠)密合层101、控制层102、由硬磁体层103形成的薄膜磁铁20、电介质层104、由软磁体层105形成的感应部30及磁轭40而构成的。

基板10为由非磁体形成的基板，例如可列举玻璃、蓝宝石这样的氧化物基板、硅等半导体基板或者铝、不锈钢、实施了镍磷镀覆的金属等金属基板等。

密合层101是用于提高控制层102与基板10的密合性的层。作为密合层101，使用包含Cr或Ni的合金为宜。作为包含Cr或Ni的合金，可列举CrTi、CrTa、NiTa等。密合层101的厚度例如为5nm～50nm。需要说明的是，如果控制层102相对于基板10的密合性没有问题，则不需要设置密合层101。需要说明的是，在本说明书中，未示出包含Cr或Ni的合金的组成比。在下文中也同样。

控制层102为以使由硬磁体层103构成的薄膜磁铁20的磁各向异性容易在膜的面内方向上呈现的方式进行控制的层。作为控制层102，使用Cr、Mo或W或者包含它们的合金(以下，记载为构成控制层102的包含Cr等的合金。)为宜。作为构成控制层102的包含Cr等的合金，可列举CrTi、CrMo、CrV、CrW等。控制层102的厚度例如为10nm～300nm。

构成薄膜磁铁20的硬磁体层103使用以Co为主成分且包含Cr或Pt中的任意一方或双方的合金(以下，记载为构成薄膜磁铁20的Co合金。)为宜。作为构成薄膜磁铁20的Co合金，可列举CoCrPt、CoCrTa、CoNiCr、CoCrPtB等。需要说明的是，也可以包含Fe。硬磁体层103的厚度例如为1μm～3μm。

构成控制层102的包含Cr等的合金具有bcc(body-centered cubic(体心立方晶格))结构。因此，构成薄膜磁铁20的硬磁体(硬磁体层103)宜为容易在由bcc结构的包含Cr等的合金构成的控制层102上进行晶体生长的hcp(hexagonal close-packed(六方最密堆积))结构。若使hcp结构的硬磁体层103在bcc结构上进行晶体生长，则容易以hcp结构的c轴朝向面内的方式进行取向。因此，由硬磁体层103构成的薄膜磁铁20容易在面内方向上具有磁各向异性。需要说明的是，硬磁体层103是由晶体取向不同的集合形成的多晶，各晶体在面内方向上具有磁各向异性。该磁各向异性来源于晶体磁各向异性。

需要说明的是，为了促进构成控制层102的包含Cr等的合金及构成薄膜磁铁20的Co合金的晶体生长，将基板10加热至100℃～600℃为宜。通过该加热，构成控制层102的包含Cr等的合金容易进行晶体生长，容易以具有hcp结构的硬磁体层103在面内具有易磁化轴的方式进行晶体取向。即，容易对硬磁体层103的面内赋予磁各向异性。

电介质层104由非磁性的电介质构成，使薄膜磁铁20与感应部30之间电绝缘。作为构成电介质层104的电介质，可举出SiO₂、Al₂O₃、TiO₂等氧化物、或Si₃N₄、AlN等氮化物等。另外，电介质层104的厚度例如为0.1μm～30μm。

在感应部30的感应元件31中，在与长边方向交叉的方向例如与长边方向正交的短边方向(即感应元件31的宽度方向)上被赋予单轴磁各向异性。需要说明的是，与长边方向交叉的方向相对于长边方向具有超过45°的角度即可。

作为构成感应部30的软磁体层105，使用在以Co为主成分的合金中添加高熔点金属Nb、Ta、W等而成的非晶合金(以下，记载为构成感应部30的Co合金。)为宜。作为构成感应部30的Co合金，可列举CoNbZr、CoFeTa、CoWZr等。需要说明的是，在此，利用相同的材料构成感应部30的感应元件31、连接部32及端子部33，但也可以利用相互不同的材料构成它们。例如，连接部32及端子部33可以使用导电性比感应元件31高的材料。在该情况下，能够使连接部32及端子部33中的电阻降低。

将密合层101、控制层102、硬磁体层103及电介质层104加工成平面形状为四边形(参照图1)。而且，在露出的侧面中的相对的两个侧面，薄膜磁铁20成为N极(图2中的(N))及S极(图2中的(S))。需要说明的是，将薄膜磁铁20的N极和S极连结的线朝向感应部30的感应元件31的长边方向。在此，朝向长边方向是指将N极和S极连结的线与长边方向形成的角度小于45°。需要说明的是，将N极和S极连结的线与长边方向形成的角度越小越好。

在磁传感器1中，从薄膜磁铁20的N极出来的磁力线先向磁传感器1的外部发出。然后，一部分磁力线介由磁轭40a透过感应元件31，并介由磁轭40b而再次向外部发出。然后，透过了感应元件31的磁力线与未透过感应元件31的磁力线一同返回至薄膜磁铁20的S极。即，薄膜磁铁20在感应元件31的长边方向上施加磁场(后述的偏置磁场Hb)。

需要说明的是，将薄膜磁铁20的N极和S极合并记载为两磁极，在不将N极与S极区分开的情况下，记载为磁极。

需要说明的是，如图1所示，磁轭40(磁轭40a、40b)以从基板10的表面侧观察的形状随着接近感应部30而变窄的方式构成。这是为了使磁场集中(使磁感线汇集)于感应部30。即，增强感应部30中的磁场从而实现灵敏度的进一步提高。需要说明的是，也可以不减小磁轭40(磁轭40a、40b)的与感应部30相对的部分的宽度。

在此，磁轭40(磁轭40a、40b)与感应部30的间隔例如为1μm～100μm即可。

接着，详细说明连接部32的平面形状。图3是图1中的III部的放大图。如图3所示，各个连接部32具有沿着短边方向延伸的延伸部321。在此，在仅称为短边方向或长边方向的情况下，是指感应元件31的短边方向或长边方向。另外，各个连接部32具有从延伸部321起在长边方向上延伸并将感应元件31的长边方向上的端部与延伸部321连接的锥形部322。而且，连接部32利用延伸部321和两个锥形部322将在短边方向上排列的两个感应元件31的长边方向上的端部彼此连接。

延伸部321具有沿着短边方向延伸的长条状的形状。而且，如图3所示，延伸部321相对于连接的两个感应元件31而言在短边方向上突出。顺便提一句，延伸部321的短边方向上的长度比将两个感应元件31的短边方向上的宽度和两个感应元件31彼此的短边方向上的间隔相加得到的长度长。

另外，优选的是，延伸部321的长边方向上的宽度比感应元件31的短边方向上的宽度大。由此，与延伸部321的长边方向上的宽度小于感应元件31的短边方向上的宽度的情况相比，向感应部30供给电流时的电阻变低。

锥形部322具有随着沿着长边方向接近感应元件31的端部而短边方向上的宽度变窄的所谓锥形形状。顺便提一句，锥形部322具有沿着长边方向延伸的两个边部322a、322b。而且，在锥形部322处，随着沿着长边方向接近感应元件31的端部，两个边部322a、322b彼此的间隔变窄。

另外，在该例子中，锥形部322中的每一个的边部322a、322b与长边方向形成的倾斜角θa、θb成为135度。倾斜角θa、θb根据延伸部321的短边方向上的长度、感应元件31的短边方向上的宽度等也不同，例如能够设为110度以上且150度以下的范围。

并且，另外，如图1所示，在本实施方式的磁传感器1中，位于短边方向上的两侧的连接部32的延伸部321(参照图3)的形状不同。具体而言，在图1中位于最上侧的连接部32处，延伸部321以与锥形部322的上侧的边部322a(参照图3)连续的方式成为向上侧变尖的三角形。同样地，在图1中位于最下侧的连接部32处，延伸部321以与锥形部322的下侧的边部322b(参照图3)连续的方式成为向下侧变尖的三角形。

(磁传感器1的作用)

接着，一边与连接部32的形状和本实施方式的磁传感器1不同的以往的磁传感器(以下，记载为以往的磁传感器。)进行比较，一边说明本实施方式的磁传感器1的作用。

图4是示出以往的磁传感器的感应部30的形状的一例的图。图4所示的以往的磁传感器除了连接部32的形状之外，具有与图1～图3所示的本实施方式的磁传感器1相同的结构。在图4及以下的说明中，对于本实施方式的磁传感器1和以往的磁传感器中共通的结构，使用相同的附图标记。

图4所示的以往的磁传感器的连接部32具有仅在短边方向上延伸的长条状的形状，没有如本实施方式的磁传感器1那样具有锥形部322。另外，在以往的磁传感器中，连接部32的短边方向上的长度与将所连接的两个感应元件31的短边方向上的宽度和两个感应元件31彼此的短边方向上的间隔相加得到的长度相等。由此，在以往的磁传感器中，与本实施方式的磁传感器1不同，连接部32相对于连接的两个感应元件31而言未在短边方向上突出。

图5是示出对磁传感器1及以往的磁传感器的感应部30施加预先确定的大小的外部磁场的情况下施加于感应部30的磁场的大小的图。在图5中，将施加于感应部30的磁场的大小示出为沿着长边方向的分布。另外，在图5中，将本实施方式的磁传感器1示出为“实施例”，将以往的磁传感器示出为“以往例”。并且，在图5中，除了施加于感应部30的磁场的大小之外，还对于本实施方式的磁传感器1及以往的磁传感器示出感应元件31及连接部32的形状。

在此，图5是通过使用计算机的模拟得到的图。具体而言，对于具有图1～图3所示的形状的本实施方式的磁传感器1，利用由厚度1.5μm的Co₈₅Nb₁₂Zr₃形成的软磁体层105构成感应部30及磁轭40，将感应元件31的长边方向上的长度设为1mm，将感应元件31的短边方向上的宽度设为100μm，将连接部32中的延伸部321的长边方向上的宽度设为100μm，将连接部32中的锥形部322的长边方向上的长度设为100μm，将锥形部322的边部322a、322b与长边方向形成的角度设为135度。而且，通过模拟算出在对感应部30施加10Oe的外部磁场的情况下施加于感应部30的磁场的大小。另外，对于以往的磁传感器，除了将连接部32的形状设为图4所示的长条状、并将连接部32的长边方向上的宽度设为100μm以外，其他与本实施方式的磁传感器1同样，通过模拟算出在对感应部30施加10Oe的外部磁场的情况下施加于感应部30的磁场的大小。

如图5所示，与连接部32为长条状的以往的磁传感器相比，连接部32由延伸部321和锥形部322构成的本实施方式的磁传感器1中，施加于感应部30的感应元件31的磁场的大小在长边方向范围上变得均匀。另外，如图5所示，本实施方式的磁传感器1与以往的磁传感器相比，施加于感应元件31的磁场的平均值变大。

在本实施方式的磁传感器1中，通过连接部32的延伸部321相对于所连接的感应元件31而言在短边方向上突出，从而容易使磁力线从短边方向上的较广范围相对于连接部32集中。另外，在本实施方式的磁传感器1中，通过连接部32具有锥形部322，从而容易将磁力线引导到感应元件31的长边方向上的端部。

结果，在本实施方式的磁传感器1中，如图5所示，磁场集中于感应元件31，磁通密度变高。而且，施加于感应元件31的磁场的大小在长边方向范围上变均匀，并且施加于感应元件31的磁场的平均值变大。

需要说明的是，在本实施方式的磁传感器1中，如图5所示，与以往的磁传感器相比，在位于感应元件31的长边方向上两端的连接部32处，磁场的大小变小。然而，对磁传感器1的灵敏度有贡献的是感应元件31处的磁场的大小，即使连接部32处的磁场的大小变小，也难以产生问题。

接着，作为本实施方式的磁传感器1的作用，一边与以往的磁传感器进行比较，一边说明在磁传感器1的感应部30中的感应元件31的长边方向上施加的磁场与感应部30的阻抗之间关系。图6是对于本实施方式的磁传感器1及以往的磁传感器说明在感应元件31的长边方向上施加的磁场与感应部30的阻抗之间关系的图。在图6中，横轴为磁场H，纵轴为阻抗Z。使高频电流在两个端子部33间流动并测定感应部30的阻抗Z。图6是对于本实施方式的磁传感器1及以往的磁传感器使100MHz的高频电流在感应部30的端子部33间流动并测定而成的图。在图6中，将本实施方式的磁传感器1示出为“实施例”，将以往的磁传感器示出为“以往例”。需要说明的是，磁传感器1及以往的磁传感器的构成材料及形状与在图5中示出特性的磁传感器1及以往的磁传感器相同。

如图6所示，在磁传感器1(及以往的磁传感器)中，伴随着以磁场H为0的情况(H＝0)为边界在正方向或负方向上磁场H的绝对值变大，感应部30的阻抗Z增加、减少这样变化。另外，相对于磁场H的变化而言的阻抗Z的变化量(即图表的斜率)根据磁场H的大小而不同。

因此，如果使用阻抗Z的变化量ΔZ相对于施加的磁场H的变化量ΔH而言急剧的部分(即ΔZ/ΔH较大的部分)，则能够将磁场H的微弱的变化作为阻抗Z的变化量ΔZ提取出。在图6中，将相对于磁场H的变化量ΔH的、阻抗的变化量ΔZ(ΔZ/ΔH)成为最大的磁场H作为磁场Hb示出。在磁传感器1中，能够高精度地测定磁场Hb附近的磁场H的变化量ΔH。磁场Hb有时称为偏置磁场。

需要说明的是，在以下的说明中，有时将磁场Hb中的作为图表的斜率的ΔZ/ΔH(即最大的ΔZ/ΔH)记载为S_max。另外，有时将磁场Hb中的阻抗Z记载为阻抗Zb，将没有施加磁场H的情况下(H＝0)的阻抗记载为阻抗Z0。并且，有时将阻抗Z取极大值的磁场H记载为各向异性磁场Hk。

在此，在基于磁场H与阻抗Z的关系测定磁场H的变化量ΔH的磁传感器1中，S_max越大，灵敏度越高。另外，根据图6所示的磁场H与阻抗Z的关系，当不使阻抗Z的极大值变化而减小各向异性磁场Hk时，倾向于阻抗Z的变化量ΔZ变得急剧且S_max变大。即，在磁传感器1中，各向异性磁场Hk越小，灵敏度越提高。

如上所述，在本实施方式的磁传感器1中，通过连接部32具有延伸部321及锥形部322，从而磁力线容易集中于感应元件31，感应元件31的磁通密度提高。结果，在本实施方式的磁传感器1中，如图6所示，与以往的磁传感器相比，各向异性磁场Hk变小，灵敏度提高。

另外，如上所述，在本实施方式的磁传感器1中，通过施加于感应元件31的磁场在长边方向范围上变得均匀，从而阻抗Z的峰值(极大值)变高，S_max变大而灵敏度提高。

然而，在磁传感器1中，根据感应元件31的短边方向上的宽度，各向异性磁场Hk发生变化，伴随于此，磁传感器1的灵敏度也变化。即，具有长边方向和短边方向且在短边方向上被赋予单轴磁各向异性的感应元件31中，在长边方向上具有由感应元件31的形状引起的形状磁各向异性。而且，感应元件31的短边方向上的宽度越窄，长边方向上的形状磁各向异性变得越大。由此，磁传感器1倾向于感应元件31的短边方向上的宽度越窄，各向异性磁场Hk变得越小，灵敏度变得越高。

在表1中，对于本实施方式的磁传感器1及以往的磁传感器示出基于使高频电流流动并测定的磁场与感应部30的阻抗Z的关系得到的各向异性磁场Hk、阻抗Z的变化量ΔZ的最大值及S_max(＝ΔZ/ΔH)的值。在表1中，对于本实施方式的磁传感器1及以往的磁传感器示出将感应元件31的短边方向上的宽度设为100μm、75μm及50μm的情况下的各值。需要说明的是，与图6同样地，表1所示的各值是对于本实施方式的磁传感器1及以往的磁传感器使100MHz的高频电流在感应部30的端子部33间流动并测定而成的值。

[表1]

如表1所示，在本实施方式的磁传感器1中，感应元件31的短边方向上的宽度越小，各向异性磁场Hk变得越小。另外，在本实施方式的磁传感器1中，感应元件31的短边方向上的宽度为任意的情况下，与以往的磁传感器相比，都会是各向异性磁场Hk下降且ΔZ的最大值及S_max增加。

因此，在本实施方式的磁传感器1中，不论感应元件31的短边方向上的宽度如何，通过连接部32具有上述形状，从而起到灵敏度提高这样的效果。另外，在磁传感器1中，通过调整连接部32的形状、感应元件31的短边方向上的宽度，从而能够得到期望的灵敏度。

(磁传感器1的制造方法)

接着，说明磁传感器1的制造方法的一例。

图7的(a)～(e)是说明磁传感器1的制造方法的一例的图。图7的(a)～(e)示出磁传感器1的制造方法中的工序。而且，工序按图7的(a)～(e)的顺序进展。图7的(a)～(e)是代表性的工序，可以包含其他工序。图7的(a)～(e)与图2所示的图1的II-II线处的剖视图对应。

如上所述，基板10为由非磁性材料构成的基板，例如是玻璃、蓝宝石这样的氧化物基板、硅等半导体基板或者铝、不锈钢、实施了镍磷镀覆等的金属等金属基板。可以使用研磨机等在基板10上设置例如曲率半径Ra为0.1nm～100nm的条纹状的槽或条纹状的凹凸。需要说明的是，对于该条纹状的槽或条纹状的凹凸的条纹的方向而言，沿着将由硬磁体层103构成的薄膜磁铁20的N极与S极连结的方向设置为宜。通过这样的方式，可沿槽的方向促进硬磁体层103中的晶体生长。因此，由硬磁体层103构成的薄膜磁铁20的易磁化轴更容易朝向槽方向(将薄膜磁铁20的N极与S极连结的方向)。即，使薄膜磁铁20的充磁更容易。

在此，作为一例，基板10设为直径约95mm且厚度约0.5mm的玻璃并进行说明。在磁传感器1的平面形状为数mm见方的情况下，在基板10上一并制造多个磁传感器1，之后分割(切断)为各个磁传感器1。在图7的(a)～(e)中，着眼于记载在中央的一个磁传感器1，但一并示出左右相邻的磁传感器1的一部分。需要说明的是，用单点划线示出相邻的磁传感器1间的边界。

如图7的(a)所示，将基板10清洗后，在基板10的一个面(以下，记载为表面。)上将密合层101、控制层102、硬磁体层103及电介质层104依次成膜(堆积)而形成层叠体。

首先，将作为包含Cr或Ni的合金的密合层101、作为包含Cr等的合金的控制层102、及作为构成薄膜磁铁20的Co合金的硬磁体层103依次连续地成膜(堆积)。该成膜可通过溅射法等来进行。以依次与由各材料形成的多个靶相面对的方式使基板10移动，由此在基板10上依次层叠密合层101、控制层102及硬磁体层103。如前文所述，在控制层102及硬磁体层103的形成中，为了促进晶体生长，将基板10加热至例如100℃～600℃为宜。

需要说明的是，在密合层101的成膜中，可以进行基板10的加热，也可以不进行基板10的加热。为了将吸附于基板10表面的水分等除去，可以在将密合层101成膜前对基板10进行加热。

接着，将作为SiO₂、Al₂O₃、TiO₂等氧化物、或Si₃N₄、AlN等氮化物等的电介质层104成膜(堆积)。电介质层104的成膜可通过等离子体CVD法、反应性溅射法等来进行。

然后，如图7的(b)所示，通过已知的光刻技术形成基于光致抗蚀剂的图案(抗蚀剂图案)111，所述图案以待形成感应部30的部分及待形成磁轭40(磁轭40a、40b)的部分为开口。需要说明的是，在本实施方式中，通过控制抗蚀剂图案111的形状，从而能够实现上述连接部32的形状。

然后，如图7的(c)所示，将作为构成感应部30的Co合金的软磁体层105成膜(堆积)。软磁体层105的成膜例如可使用溅射法进行。

如图7的(d)所示，除去抗蚀剂图案111，并且除去(剥离)抗蚀剂图案111上的软磁体层105。由此，形成基于软磁体层105的感应部30及磁轭40(磁轭40a、40b)。也就是说，感应部30和磁轭40通过一次软磁体层105的成膜形成。

其后，沿着感应部30的感应元件31(参照图3)的短边方向，向软磁体层105赋予单轴磁各向异性。向该软磁体层105的单轴磁各向异性的赋予例如可通过3kG(0.3T)的旋转磁场中的400℃下的热处理(旋转磁场中热处理)和随后的3kG(0.3T)的静磁场中的400℃下的热处理(静磁场中热处理)进行。此时，也可向构成磁轭40的软磁体层105赋予同样的单轴磁各向异性。但是，磁轭40只要能发挥作为磁路的作用即可，也可以不赋予单轴磁各向异性。

接着，对构成薄膜磁铁20的硬磁体层103充磁。对硬磁体层103的充磁可通过下述方式进行：在静磁场中或脉冲状的磁场中，施加比硬磁体层103的矫顽力大的磁场，直至硬磁体层103的磁化饱和。

其后，如图7的(e)所示，将在基板10上形成的多个磁传感器1分割(切断)为各个磁传感器1。即，如图1的俯视图所示，以平面形状成为四边形的方式将基板10、密合层101、控制层102、硬磁体层103、电介质层104及软磁体层105切断。于是，在经分割(切断)的硬磁体层103的侧面露出薄膜磁铁20的磁极(N极及S极)。如此，经充磁的硬磁体层103成为薄膜磁铁20。该分割(切断)可通过划片法、激光切割法等来进行。

需要说明的是，也可以在图7的(e)的将多个磁传感器1分割为各个磁传感器1的工序之前，在基板10上将相邻的磁传感器1之间的密合层101、控制层102、硬磁体层103、电介质层104及软磁体层105蚀刻除去以使平面形状成为四边形(图1所示的磁传感器1的平面形状)。而且，也可以将露出的基板10分割(切断)。

另外，也可以在图7的(a)的形成层叠体的工序之后，对密合层101、控制层102、硬磁体层103、电介质层104进行加工以使平面形状成为四边形(图1所示的磁传感器1的平面形状)。

需要说明的是，图7的(a)～(e)所示的制造方法与上述制造方法相比工序被简化。

这样，制造磁传感器1。需要说明的是，向软磁体层105的单轴磁各向异性的赋予和/或薄膜磁铁20的充磁，可以在图7的(e)的将磁传感器1分割为各个磁传感器1的工序之后对每个磁传感器1或多个磁传感器1来实施。

需要说明的是，在不具备控制层102的情况下，需要在将硬磁体层103成膜后加热至800℃以上而进行晶体生长，由此对面内赋予磁各向异性。但是，在如应用了第1实施方式的磁传感器1那样具备控制层102的情况下，可利用控制层102来促进晶体生长，因此不需要进行基于800℃以上这样的高温的晶体生长。

另外，关于对感应元件31的单轴磁各向异性的赋予，可以在作为构成感应部30的Co合金的软磁体层105的堆积时使用磁控溅射法来进行，以代替通过上述的旋转磁场中热处理及静磁场中热处理来进行。在磁控溅射法中，使用磁铁(磁石)来形成磁场，将通过放电而产生的电子封闭在靶的表面。由此，使电子与气体的撞击概率增加而促进气体的电离，提高膜的堆积速度。通过该磁控溅射法中使用的磁铁(磁石)所形成的磁场，在软磁体层105的堆积的同时，对软磁体层105赋予单轴磁各向异性。通过这样的方式，可以省略通过旋转磁场中热处理及静磁场中热处理进行的赋予单轴磁各向异性的工序。

以上说明了本发明的实施方式，但只要不违反本发明的主旨，可进行各种变形。

例如，在本实施方式的感应部30中，全部连接部32具有延伸部321和锥形部322，但只要多个连接部32中的至少一个连接部32具有上述结构，其他连接部32可以例如像现有例那样为矩形。另外，在上述例子中，将锥形部322的两个边部322a、322b设为直线状，但只要具有锥形部322随着沿着长边方向接近感应元件31的端部而短边方向上的宽度变窄的形状，边部322a、322b可以不是直线状。并且，感应部30可以由夹着反磁场抑制层而反铁磁性耦合而成的多个软磁体层105构成，所述反磁场抑制层由Ru或Ru合金构成。由此，利用感应元件31的磁阻抗效应提高，磁传感器1的灵敏度提高。

附图标记的说明

1…磁传感器，10…基板，20…薄膜磁铁，30…感应部，31…感应元件，32…连接部，33…端子部，40、40a、40b…磁轭，101…密合层，102…控制层，103…硬磁体层，104…电介质层，105…软磁体层，321…延伸部，322…锥形部。

Claims (5)

1.磁传感器，其特征在于，具有：

多个感应元件，所述多个感应元件由软磁体构成，具有长边方向和短边方向，在与该长边方向交叉的方向上具有单轴磁各向异性，通过磁阻抗效应感应磁场，所述多个感应元件在该短边方向上隔着间隙排列；以及

连接部，所述连接部将在所述短边方向上相邻的所述感应元件的所述长边方向上的端部连接，

所述连接部随着沿着所述长边方向接近所述感应元件，所述短边方向上的宽度变窄。

2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述连接部具备延伸部和锥形部，所述延伸部沿着所述短边方向延伸并相对于所述感应元件而言在短边方向上突出，所述锥形部从该延伸部朝向该感应元件在所述长边方向上延伸并随着接近该感应元件而该短边方向上的宽度变窄。

3.根据权利要求2所述的磁传感器，其特征在于，

所述连接部的所述延伸部的所述长边方向上的宽度为所述感应元件的所述短边方向上的宽度以上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁传感器，其特征在于，

具有多个所述连接部，

多个所述感应元件通过多个所述连接部而串联连接成曲折状，

多个所述连接部各自随着沿着所述长边方向接近所述感应元件而所述短边方向上的宽度变窄。

5.磁传感器，其特征在于，具有：

多个感应元件，所述多个感应元件由软磁体构成，具有长边方向和短边方向，在与该长边方向交叉的方向上具有单轴磁各向异性，通过磁阻抗效应来感应磁场，所述多个感应元件在该短边方向上隔着间隙排列；以及

连接部，所述连接部将在所述短边方向上相邻的所述感应元件的所述长边方向上的端部连接，

所述连接部相对于连接的所述感应元件而言在所述短边方向上突出。

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