CN115840166A - 磁传感器 - Google Patents

Abstract

本发明的磁传感器具备：具有上表面基板；具有倾斜面的绝缘层；配置在倾斜面之上的MR元件；由绝缘材料构成的第一绝缘部，其配置在MR元件的一部分之上；以及由绝缘材料构成的第二绝缘部，在从第一绝缘部观察时，其在沿着倾斜面的方向且远离基板的上表面的方向的前方配置在MR元件的另一部分之上。

Description

磁传感器

技术领域

本发明涉及具备配置在倾斜面之上的磁阻效应元件的磁传感器。

背景技术

近年来，以各种用途利用使用了磁阻效应元件的磁传感器。在包含磁传感器的系统中，有时想要通过设置于基板上的磁阻效应元件检测包含与基板的面垂直的方向的分量的磁场。在该情况下，通过设置将与基板的面垂直的方向的磁场转换成与基板的面平行的方向的磁场的软磁性体，或在形成于基板上的倾斜面上配置磁阻效应元件，能够检测包含与基板的面垂直的方向的分量的磁场。

作为磁阻效应元件，例如使用自旋阀型的磁阻效应元件。自旋阀型的磁阻效应元件具有：磁化固定层，其具有方向被固定的磁化；自由层，其具有方向可根据施加磁场的方向而变化的磁化；以及间隙层，其配置在磁化固定层和自由层之间。

在日本专利申请公开2006-194733号公报中公开有具备形成在斜面之上的磁阻效应元件的磁传感器。在日本专利申请公开2008-141210号公报中公开有在磁阻效应元件的侧面形成材料相互不同的两个保护膜，减小磁阻效应元件所受的应力的技术。

通常，如日本专利申请公开2006-194733号公报中公开的磁传感器那样，在倾斜面上形成磁阻效应元件的情况下，磁阻效应元件的侧面成为锥形。在此，考虑如下情况：在将自旋阀型磁阻效应元件用作磁阻效应元件的情况下，如日本专利申请公开2008-141210号公报中公开的技术那样，使用形成在磁阻效应元件周围的绝缘层来控制磁阻效应元件的特性。靠近倾斜面的第一层和远离倾斜面的第二层的面积互不相同。因此，从绝缘层受到的影响在第一层和第二层也互不相同。其结果，有时磁阻效应元件的特性与预期的不同。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种磁传感器，其在具备配置在倾斜面之上的磁阻效应元件的磁传感器中，能够实现所希望的特性。

本发明的磁传感器具备：基板，其具有基准平面；支承构件，其配置在基板之上，具有相对于基准平面倾斜的至少一个倾斜面；至少一个磁检测元件，其配置在至少一个倾斜面之上；由绝缘材料构成的第一绝缘部，其配置在至少一个磁检测元件的一部分之上；以及由绝缘材料构成的第二绝缘部，从第一绝缘部观察时，其在沿着至少一个倾斜面的方向且远离基准平面的方向的前方配置在至少一个磁检测元件的另一部分之上。

在本发明的磁传感器中，在配置在倾斜面之上的磁检测元件的一部分之上配置有第一绝缘部，并且在磁检测元件的另一部分之上配置有第二绝缘部。由此，根据本发明，在具备配置在倾斜面之上的磁阻效应元件的磁传感器中，能够实现所希望的特性。

本发明的其它目的、特征及好处将通过以下的说明变得充分清晰。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的磁传感器的立体图。

图2是示出包含本发明的第一实施方式的磁传感器的磁传感器装置的结构的功能框图。

图3是示出本发明的第一实施方式的第一检测电路的电路结构的电路图。

图4是示出本发明的第一实施方式的第二检测电路的电路结构的电路图。

图5是示出本发明的第一实施方式的磁传感器的一部分的俯视图。

图6是示出本发明的第一实施方式的磁传感器的一部分的截面图。

图7是示出本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的侧视图。

图8是示出本发明的第一实施方式的第一例的第一及第二绝缘部的截面图。

图9是示出本发明的第一实施方式的第二例的第一及第二绝缘部的截面图。

图10是示出本发明的第一实施方式的第三例的第一及第二绝缘部的截面图。

图11是示出本发明的第一实施方式的第四例的第一及第二绝缘部的截面图。

图12是示出本发明的第二实施方式的磁传感器的一部分的截面图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细地说明。首先，参照图1及图2，对本发明的第一实施方式的磁传感器的结构进行说明。图1是示出本实施方式的磁传感器的立体图。图2是示出包含本实施方式的磁传感器的磁传感器装置的结构的功能框图。

如图1所示，磁传感器1具有长方体形状的芯片的形态。磁传感器1具有：相互位于相反侧的上表面1a及下表面、以及将上表面1a及下表面连接的4个侧面。另外，磁传感器1具有：设置在上表面1a上的多个电极焊盘(pad)。

在此，参照图1，对本实施方式的基准坐标系进行说明。基准坐标系是以磁传感器1为基准的坐标系，是由三个轴定义的正交坐标系。在基准坐标系中，定义有X方向、Y方向、Z方向。X方向、Y方向、Z方向相互正交。在本实施方式中，特别地，将与磁传感器1的上表面1a垂直的方向，即，从磁传感器1的下表面朝向上表面1a的方向设为Z方向。另外，将与X方向相反的方向设为-X方向，将与Y方向相反的方向设为-Y方向，将与Z方向相反的方向设为-Z方向。定义基准坐标系的三个轴是与X方向平行的轴、与Y方向平行的轴、以及与Z方向平行的轴。

以下，将相对于基准位置处于Z方向的前方的位置称为“上方”，将相对于基准位置处于“上方”的相反侧的位置称为“下方”。另外，关于磁传感器1的构成要素，将位于Z方向端的面称为“上表面”，将位于-Z方向端的面称为“下表面”。另外，“从Z方向观察时”这样的表达是从沿Z方向分离的位置观察对象物。

如图2所示，磁传感器1具备：第一检测电路20和第二检测电路30。第一及第二检测电路20、30各自包含多个磁检测元件，构成为检测对象磁场并生成至少一个检测信号。在本实施方式中，特别地，多个磁检测元件为多个磁阻效应元件。以下，将磁阻效应元件记为MR元件。

第一及第二检测电路20、30生成的多个检测信号由处理器40处理。磁传感器1和处理器40构成磁传感器装置100。处理器40构成为，通过对第一及第二检测电路20、30生成的多个检测信号进行处理，生成与规定的基准位置的磁场的相互不同的两个方向的分量具有对应关系的第一检测值及第二检测值。在本实施方式中，特别地，上述的相互不同的两个方向是，与XY平面平行的一个方向和与Z方向平行的方向。处理器40例如由面向特定用途的集成电路(ASIC)构成。

处理器40例如也可以包含于支承磁传感器1的支承体。该支承体具有多个电极焊盘。第一及第二检测电路20、30和处理器40例如经由磁传感器1的多个电极焊盘、支承体的多个电极焊盘及多个焊线(bonding wire)而连接。在将磁传感器1的多个电极焊盘设置于磁传感器1的上表面1a的情况下，磁传感器1也可以以磁传感器1的下表面与支承体的上表面相对的姿势安装在支承体的上表面上。

接着，参照图3～图6，对第一及第二检测电路20、30进行说明。图3是示出第一检测电路20的电路结构的电路图。图4是示出第二检测电路30的电路结构的电路图。图5是示出磁传感器1的一部分的俯视图。图6是示出磁传感器1的一部分的截面图。

在此，如图5所示，如下定义U方向和V方向。U方向是从X方向朝向-Y方向旋转的方向。V方向是从Y方向朝向X方向旋转的方向。在本实施方式中，特别地，将U方向设为从X方向朝向-Y方向旋转α的量的方向，将V方向设为从Y方向朝向X方向旋转α的量的方向。此外，α是大于0°且小于90°的角度。在一例中，α为45°。另外，将与U方向相反的方向设为-U方向，将与V方向相反的方向设为-V方向。

另外，如图6所示，如下定义W1方向和W2方向。W1方向是从V方向朝向-Z方向旋转的方向。W2方向是从V方向朝向Z方向旋转的方向。在本实施方式中，特别地，将W1方向设为从V方向朝向-Z方向旋转β的量的方向，将W2方向设为从V方向朝向Z方向旋转β的量的方向。此外，β是大于0°且小于90°的角度。另外，将与W1方向相反的方向设为-W1方向，将与W2方向相反的方向设为-W2方向。W1方向及W2方向分别与U方向正交。

第一检测电路20构成为，检测与对象磁场的W1方向平行的方向的分量，并生成与该分量具有对应关系的至少一个第一检测信号。第二检测电路30构成为，检测与对象磁场的W2方向平行的方向的分量，并生成与该分量具有对应关系的至少一个第二检测信号。

如图3所示，第一检测电路20包含：电源端V2、接地端G2、信号输出端E21、E22、第一电阻部R21、第二电阻部R22、第三电阻部R23、以及第四电阻部R24。第一检测电路20的多个MR元件构成第一～第四电阻部R21、R22、R23、R24。

第一电阻部R21设置于电源端V2和信号输出端E21之间。第二电阻部R22设置于信号输出端E21和接地端G2之间。第三电阻部R23设置于信号输出端E22和接地端G2之间。第四电阻部R24设置于电源端V2和信号输出端E22之间。

如图4所示，第二检测电路30包含：电源端V3、接地端G3、信号输出端E31、E32、第一电阻部R31、第二电阻部R32、第三电阻部R33、以及第四电阻部R34。第二检测电路30的多个MR元件构成第一～第四电阻部R31、R32、R33、R34。

第一电阻部R31设置于电源端V3和信号输出端E31之间。第二电阻部R32设置于信号输出端E31和接地端G3之间。第三电阻部R33设置于信号输出端E32和接地端G3之间。第四电阻部R34设置于电源端V3和信号输出端E32之间。

对电源端V2、V3各自施加规定的大小的电压或电流。接地端G2、G3各自接地。

以下，将第一检测电路20的多个MR元件称为多个第一MR元件50B，将第二检测电路30的多个MR元件称为多个第二MR元件50C。第一及第二检测电路20、30是磁传感器1的构成要素，因此，也可以说磁传感器1包含多个第一MR元件50B及多个第二MR元件50C。另外，对任意的MR元件标注符号50地表示。

图7是示出MR元件50的侧视图。MR元件50是包含多个磁性层的自旋阀型的MR元件。MR元件50具有：磁化固定层51，其具有方向被固定的磁化；自由层53，其具有方向可根据对象磁场的方向而变化的磁化；以及间隙层52，其配置于磁化固定层51和自由层53之间。MR元件50也可以是TMR(隧道磁阻效应)元件，也可以是GMR(巨磁阻效应)元件。在TMR元件中，间隙层52为隧道势垒层。在GMR元件中，间隙层52为非磁性导电层。在MR元件50中，电阻值根据自由层53的磁化的方向相对于磁化固定层51的磁化的方向所成的角度而变化，在该角度为0°时，电阻值成为最小值，在角度为180°时，电阻值成为最大值。在各MR元件50中，自由层53具有易磁化轴方向成为与磁化固定层51的磁化的方向正交的方向的形状各向异性。此外，作为对自由层53设定规定方向的易磁化轴的手段，也能够使用对自由层53施加偏置(bias)磁场的磁铁。磁化固定层51、间隙层52及自由层53依次层叠。

MR元件50还可以具有：配置于磁化固定层51的与间隙层52为相反侧的反铁磁性层。反铁磁性层由反铁磁性材料构成，在与磁化固定层51之间产生交换耦合，固定磁化固定层51的磁化的方向。或者，磁化固定层51也可以是所谓的自销型的固定层(SyntheticFerri Pinned层，SFP层)。自销型的固定层具有：层叠了铁磁性层、非磁性中间层及铁磁性层的层叠铁磁结构，并使两个铁磁性层反铁磁性地耦合而成。

此外，MR元件50的层51～53的配置也可以与图7所示的配置的上下相反。

在图3及图4中，实心箭头表示MR元件50的磁化固定层51的磁化的方向。另外，空心箭头表示未对MR元件50施加对象磁场的情况下的、MR元件50的自由层53的磁化的方向。

在图3所示的例子中，第一及第三电阻部R21、R23各自的磁化固定层51的磁化的方向为W1方向。第二及第四电阻部R22、R24各自的磁化固定层51的磁化的方向为-W1方向。另外，多个第一MR元件50B各自的自由层53具有易磁化轴方向成为与U方向平行的方向的形状各向异性。在未对第一MR元件50B施加对象磁场的情况下，第一及第二电阻部R21、R22各自的自由层53的磁化的方向为U方向。在上述的情况下，第三及第四电阻部R23、R24各自的自由层53的磁化的方向为-U方向。

在图4所示的例子中，第一及第三电阻部R31、R33各自的磁化固定层51的磁化的方向为W2方向。第二及第四电阻部R32、R34各自的磁化固定层51的磁化的方向为-W2方向。另外，多个第二MR元件50C各自的自由层53具有易磁化轴方向成为与U方向平行的方向的形状各向异性。在未对第二MR元件50C施加对象磁场的情况下，第一及第二电阻部R31、R32各自的自由层53的磁化的方向为U方向。在上述的情况下，第三及第四电阻部R33、R34各自的自由层53的磁化的方向为-U方向。

磁传感器1包含：磁场产生器，其构成为对多个第一MR元件50B和多个第二MR元件50C各自的自由层53施加规定方向的磁场。在本实施方式中，磁场产生器包含：对多个第一MR元件50B和多个第二MR元件50C各自的自由层53施加规定方向的磁场的线圈80。

此外，从MR元件50的制作精度等观点来看，磁化固定层51的磁化的方向和自由层53的易磁化轴的方向也可以稍微偏离上述的方向。另外，磁化固定层51的磁化也可以构成为包含以上述的方向为主分量的磁化分量。在该情况下，磁化固定层51的磁化的方向成为上述的方向或大致成为上述的方向。

在本实施方式中，MR元件50构成为，电流沿多个磁性层即磁化固定层51及自由层53的层叠方向流动。如后述，磁传感器1具备：用于使电流在MR元件50流动的下部电极及上部电极。MR元件50配置于下部电极和上部电极之间。

以下，参照图5及图6，对磁传感器1的具体的结构进行详细地说明。图6示出图5中以6-6线表示的位置的截面的一部分。

磁传感器1包含：具有上表面301a的基板301、绝缘层302、303、304、305、306、307、308、309、310、多个下部电极61B、多个下部电极61C、多个上部电极62B、多个上部电极62C、多个下部线圈要素81、以及多个上部线圈要素82。基板301的上表面301a与XY平面平行。Z方向也是与基板301的上表面301a垂直的一个方向。此外，线圈要素是线圈的绕组的一部分。

绝缘层302配置在基板301之上。多个下部线圈要素81配置在绝缘层302之上。绝缘层303在绝缘层302之上配置于多个下部线圈要素81的周围。绝缘层304、305依次层叠在多个下部线圈要素81及绝缘层303之上。

多个下部电极61B和多个下部电极61C配置在绝缘层305之上。多个第一MR元件50B配置在多个下部电极61B之上。多个第二MR元件50C配置在多个下部电极61C之上。绝缘层306在多个下部电极61B及多个下部电极61C之上配置在多个第一MR元件50B的周围和多个第二MR元件50C的周围。绝缘层307在绝缘层305之上配置在多个下部电极61B的周围、多个下部电极61C的周围及绝缘层306的周围。

绝缘层308配置在多个第一MR元件50B各自的一部分之上、多个第二MR元件50C各自的一部分之上、以及绝缘层306、307之上。多个上部电极62B配置在多个第一MR元件50B各自的另一部分之上及绝缘层308的一部分之上。多个上部电极62C配置在多个第二MR元件50C各自的另一部分之上及绝缘层308的一部分之上。绝缘层309在绝缘层308的另一部分之上配置在多个上部电极62B的周围和多个上部电极62C的周围。

绝缘层310配置在多个上部电极62B、多个上部电极62C以及绝缘层309之上。多个上部线圈要素82配置在绝缘层310之上。磁传感器1也可以还包含：覆盖多个上部线圈要素82及绝缘层310的、未图示的绝缘层。

磁传感器1包含：支承多个第一MR元件50B和多个第二MR元件50C的支承构件。支承构件具有相对于基板301的上表面301a倾斜的至少一个倾斜面。在本实施方式中，特别地，支承构件由绝缘层305构成。此外，在图5中，示出磁传感器1的构成要素中的、绝缘层305、多个第一MR元件50B、多个第二MR元件50C以及多个上部线圈要素82。

绝缘层305具有：分别向远离基板301的上表面301a的方向(Z方向)伸出的多个凸面305c。多个凸面305c中的各个沿与U方向平行的方向延伸。凸面305c的整体形状是使图6所示的凸面305c的曲线形状(拱形状)沿着与U方向平行的方向移动而构成的半圆筒状的曲面。另外，多个凸面305c以规定的间隔在与V方向平行的方向上排列。

多个凸面305c中的各个具有：距基板301的上表面301a最远的上端部。在本实施方式中，多个凸面305c各自的上端部为沿与U方向平行的方向延伸的上端部。在此，着眼于多个凸面305c中的任意的一个凸面305c。凸面305c包含第一倾斜面305a和第二倾斜面305b。第一倾斜面305a是凸面305c中的、比凸面305c的上端部更靠V方向侧的面。第二倾斜面305b是凸面305c中的、比凸面305c的上端部更靠-V方向侧的面。在图5中，以虚线表示第一倾斜面305a和第二倾斜面305b的边界。

凸面305c的上端部也可以是第一倾斜面305a和第二倾斜面305b的边界。在该情况下，图5所示的虚线表示凸面305c的上端部。

基板301的上表面301a与XY平面平行。第一倾斜面305a和第二倾斜面305b各自相对于基板301的上表面301a即XY平面倾斜。在与基板301的上表面301a垂直的截面中，第一倾斜面305a和第二倾斜面305b的间隔随着远离基板301的上表面301a而变小。

在本实施方式中，存在多个凸面305c，因此，也分别存在多个第一倾斜面305a和第二倾斜面305b。绝缘层305具有多个第一倾斜面305a和多个第二倾斜面305b。

绝缘层305还具有存在于多个凸面305c的周围的平坦面305d。平坦面305d是与基板301的上表面301a平行的面。多个凸面305c中的各个从平坦面305d沿Z方向突出。另外，在本实施方式中，多个凸面305c隔开规定的间隔地配置。因此，在V方向上相邻的两个凸面305c之间，存在平坦面305d。

绝缘层305包含：分别沿Z方向突出的多个突出部、和存在于多个突出部的周围的平坦部。多个突出部中的各个沿与U方向平行的方向延伸，并且具有凸面305c。另外，多个突出部以规定的间隔在与V方向平行的方向上排列。平坦部的厚度(Z方向的尺寸)实质上恒定。另外，绝缘层304具有实质上恒定的厚度(Z方向的尺寸)，并沿着绝缘层305的下表面形成。

多个下部电极61B配置在多个第一倾斜面305a之上。多个下部电极61C配置在多个第二倾斜面305b之上。如上所述，第一倾斜面305a和第二倾斜面305b各自相对于基板301的上表面301a即XY平面倾斜，因此，多个下部电极61B各自的上表面和多个下部电极61C各自的上表面也相对于XY平面倾斜。因此，可以说：多个第一MR元件50B和多个第二MR元件50C配置在相对于XY平面倾斜的倾斜面上。绝缘层305是用于以相对于XY平面倾斜的方式支承多个第一MR元件50B和多个第二MR元件50C中的各个的部件。

此外，在本实施方式中，第一倾斜面305a为曲面。因此，第一MR元件50B沿着曲面(第一倾斜面305a)弯曲。在本实施方式中，方便起见，第一MR元件50B的磁化固定层51的磁化的方向如上述那样被定义为直线方向。第一MR元件50B的磁化固定层51的磁化的方向即W1方向及-W1方向也是与第一倾斜面305a中的、第一MR元件50B的附近的部分相接的接线所延伸的方向。

同样地，在本实施方式中，第二倾斜面305b为曲面。因此，第二MR元件50C沿着曲面(第二倾斜面305b)弯曲。在本实施方式中，方便起见，第二MR元件50C的磁化固定层51的磁化的方向如上述那样被定义为直线方向。第二MR元件50C的磁化固定层51的磁化的方向即W2方向及-W2方向也是与第二倾斜面305b中的、第二MR元件50C的附近的部分相接的接线所延伸的方向。

如图5所示，多个第一MR元件50B以在U方向和V方向上分别并列多个的方式排列。在一个第一倾斜面305a之上，多个第一MR元件50B排成1列。同样地，多个第二MR元件50C以分别在U方向和V方向上并列多个的方式排列。在一个第二倾斜面305b之上，多个第二MR元件50C排成1列。在本实施方式中，多个第一MR元件50B的列和多个第二MR元件50C的列在与V方向平行的方向上交替排列。

此外，在从Z方向观察时，相邻的一个第一MR元件50B和一个第二MR元件50C也可以在与U方向平行的方向上错开，也可以不错开。另外，在从Z方向观察时，隔着一个第二MR元件50C而相邻的两个第一MR元件50B也可以在与U方向平行的方向上错开，也可以不错开。另外，在从Z方向观察时，隔着一个第一MR元件50B而相邻的两个第二MR元件50C也可以在与U方向平行的方向上错开，也可以不错开。

多个第一MR元件50B通过多个下部电极61B和多个上部电极62B串联连接。在此，参照图7，对多个第一MR元件50B的连接方法进行详细地说明。在图7中，符号61表示与任意的MR元件50对应的下部电极，符号62表示与任意的MR元件50对应的上部电极。如图7所示，各个下部电极61具有细长的形状。在下部电极61的长边方向上相邻的两个下部电极61之间形成有间隙。在下部电极61的上表面上，在长边方向的两端的附近分别配置有MR元件50。另外，各个上部电极62具有细长的形状，并将配置在下部电极61的长边方向上相邻的两个下部电极61上而相邻的两个MR元件50彼此电连接。

虽然未图示，但位于排成1列的多个MR元件50的列的一端的一个MR元件50与位于与下部电极61的长边方向交叉的方向上相邻的其它的多个MR元件50的列的一端的另一个MR元件50连接。该两个MR元件50通过未图示的电极相互连接。未图示的电极也可以是将两个MR元件50的下表面彼此或上表面彼此连接的电极。

在图7所示的MR元件50为第一MR元件50B的情况下，图7所示的下部电极61与下部电极61B对应，图7所示的上部电极62与上部电极62B对应。另外，在该情况下，下部电极61的长边方向成为与U方向平行的方向。

同样，多个第二MR元件50C通过多个下部电极61C和多个上部电极62C串联连接。关于上述的多个第一MR元件50B的连接方法的说明也适用于多个第二MR元件50C的连接方法。在图7所示的MR元件50为第二MR元件50C的情况下，图7所示的下部电极61与下部电极61C对应，图7所示的上部电极62与上部电极62C对应。另外，在该情况下，下部电极61的长边方向成为与U方向平行的方向。

多个上部线圈要素82中的各个沿与Y方向平行的方向延伸。另外，多个上部线圈要素82以在X方向上并列的方式排列。在本实施方式中，特别地，在从Z方向观察时，在多个第一MR元件50B和多个第二MR元件50C中的各个，重叠有两个上部线圈要素82。

多个下部线圈要素81中的各个沿与Y方向平行的方向延伸。另外，多个下部线圈要素81以在X方向上并列的方式排列。多个下部线圈要素81的形状及排列也可以与多个上部线圈要素82的形状及排列相同，也可以不同。在图5及图6所示的例子中，多个下部线圈要素81各自的X方向的尺寸小于多个上部线圈要素82各自的X方向的尺寸。另外，X方向上相邻的两个下部线圈要素81的间隔小于X方向上相邻的两个上部线圈要素82的间隔。

在图5及图6所示的例子中，多个下部线圈要素81和多个上部线圈要素82，以构成对多个第一MR元件50B和多个第二MR元件50C各自的自由层53施加与X方向平行的方向的磁场的线圈80的方式电连接。另外，线圈80也可以构成为，例如能够对第一检测电路20的第一及第二电阻部R21、R22和第二检测电路30的第一及第二电阻部R31、R32的自由层53施加X方向的磁场，并对第一检测电路20的第三及第四电阻部R23、R24和第二检测电路30的第三及第四电阻部R33、R34的自由层53施加-X方向的磁场。另外，线圈80也可以由处理器40控制。

接着，对第一及第二检测信号进行说明。首先，参照图3，对第一检测信号进行说明。当对象磁场的与W1方向平行的方向的分量的强度变化时，第一检测电路20的电阻部R21～R24各自的电阻值以如下方式变化：电阻部R21、R23的电阻值增加并且电阻部R22、R24的电阻值减少，或电阻部R21、R23的电阻值减少并且电阻部R22、R24的电阻值增加。由此，信号输出端E21、E22各自的电位变化。第一检测电路20构成为，将与信号输出端E21的电位对应的信号作为第一检测信号S21生成，并将与信号输出端E22的电位对应的信号作为第一检测信号S22生成。

接着，参照图4，对第二检测信号进行说明。当对象磁场的与W2方向平行的方向的分量的强度变化时，第二检测电路30的电阻部R31～R34各自的电阻值以如下方式变化：电阻部R31、R33的电阻值增加并且电阻部R32、R34的电阻值减少，或电阻部R31、R33的电阻值减少并且电阻部R32、R34的电阻值增加。由此，信号输出端E31、E32各自的电位变化。第二检测电路30构成为，将与信号输出端E31的电位对应的信号作为第二检测信号S31生成，并将与信号输出端E32的电位对应的信号作为第二检测信号S32生成。

接着，对处理器40的动作进行说明。处理器40构成为，基于第一检测信号S21、S22及第二检测信号S31、S32，生成第一检测值和第二检测值。第一检测值是与对象磁场的平行于V方向的方向的分量对应的检测值。第二检测值是与对象磁场的平行于Z方向的方向的分量对应的检测值。以下，以记号Sv表示第一检测值，以记号Sz表示第二检测值。

处理器40例如如下生成第一及第二检测值Sv、Sz。处理器40，首先通过包含求取第一检测信号S21与第一检测信号S22之差S21-S22的运算来生成值S1，并且通过包含求取第二检测信号S31和第二检测信号S32之差S31-S32的运算来生成值S2。接着，处理器40使用下述的式(1)、(2)，计算值S3、S4。

S3＝(S2+S1)/(2cosα)…(1)

S4＝(S2-S1)/(2sinα)…(2)

第一检测值Sv也可以是值S3本身，也可以是对值S3施加了增益(gain)调整及偏置(offset)调整等的规定的修正的值。同样地，第二检测值Sz也可以是值S4本身，也可以是对值S4施加了增益调整及偏置调整等的规定的修正的值。

接着，对本实施方式的磁传感器1的结构上的特征进行说明。首先，对第一例进行说明。图8是示出第一例的第一及第二绝缘部的截面图。

图8示出与配置在任意的倾斜面305e之上的MR元件50交叉的截面，即与VZ平面平行的截面。以下，将与VZ平面平行的截面称为VZ截面。图8所示的VZ截面也可以是与图6同样地，从处于U方向的前方的位置观察MR元件50的截面的VZ截面。在该情况下，MR元件50、下部电极61及倾斜面305e分别与第一MR元件50B、下部电极61B及第一倾斜面305a对应。或者，图8所示的VZ截面也可以是从处于-U方向的前方的位置观察MR元件50的截面的VZ截面。在该情况下，MR元件50、下部电极61及倾斜面305e分别与第二MR元件50C、下部电极61C及第二倾斜面305b对应。

在此，如图8及图9所示，定义与VZ平面平行的第一方向D1和第二方向D2。第一方向D1是沿着倾斜面305e的方向且远离基准平面的方向。在本实施方式中，将基板301的上表面301a(参照图6)设为基准平面。Z方向是与基准平面(基板301的上表面301a)垂直的一个方向。第二方向D2是沿着倾斜面305e的方向且靠近基准平面(基板301的上表面301a)的方向。

另外，在以下的说明中，将沿着倾斜面305e的方向且与第一方向D1平行的方向(与第二方向D2平行的方向)简称为沿着倾斜面305e的方向。该方向也是沿着倾斜面305e的方向且距基准平面(基板301的上表面301a)的距离变化的方向。

MR元件50具有：与倾斜面305e相对的下表面50a、与下表面50a为相反侧的上表面50b、第一侧面50c、以及第二侧面50d。第一侧面50c将下表面50a的第二方向D2的端部和上表面50b的第二方向D2的端部连接。第二侧面50d从第一侧面50c观察配置在第一方向D1的前方。第二侧面50d将下表面50a的第一方向D1的端部和上表面50b的第一方向D1的端部连接。

下部电极61介于MR元件50和倾斜面305e之间。下部电极61具有：与倾斜面305e相对的下表面61a、与下表面61a为相反侧的上表面61b、以及将下表面61a和上表面61b连接的两个侧面(参照图6)。此外，下部电极61也可以从倾斜面305e形成至平坦面305d。在该情况下，下部电极61的两个侧面中的一个配置在倾斜面305e之上，另一个配置在平坦面305d之上。或者，下部电极61也可以其整体配置在倾斜面305e之上。在该情况下，下部电极61的两个侧面均配置在倾斜面305e之上。

磁传感器1具备第一绝缘部311和第二绝缘部312。第一及第二绝缘部311、312各自也可以由一个绝缘层构成，也可以由多个绝缘层构成。在本实施方式中，特别地，第一及第二绝缘部311、312各自由图6所示的绝缘层306、308构成。此外，绝缘层306、308各自也可以由一个绝缘膜构成，也可以由多个绝缘膜构成。

由于绝缘层306、308各自由绝缘材料形成，因此，第一及第二绝缘部311、312各自也由绝缘材料形成。作为形成第一及第二绝缘部311、312中的各个(绝缘层306、308中的各个)的绝缘材料，例如使用Al₂O₃、SiO₂等。

第一绝缘部311配置在MR元件50的一部分之上。在本实施方式中，特别地，第一绝缘部311配置在MR元件50的第一侧面50c之上和MR元件50的上表面50b的一部分之上。

第二绝缘部312，从第一绝缘部311观察，在第一方向D1的前方配置在MR元件50的另一部分之上。在本实施方式中，特别地，第二绝缘部312配置在MR元件50的第二侧面50d之上和MR元件50的上表面50b的另一部分之上。

上部电极62(参照图7)配置在MR元件50、第一绝缘部311及第二绝缘部312之上，与MR元件50电连接。在MR元件50与上部电极62之间介有第一及第二绝缘部311、312各自的一部分。在下部电极61和上部电极62之间介有第一及第二绝缘部311、312各自的另一部分。

至此，着眼于一个倾斜面305e(第一倾斜面305a或第二倾斜面305b)，对磁传感器1的结构上的特征进行了说明。在本实施方式中，分别存在多个第一倾斜面305a和第二倾斜面305b。对一个倾斜面305e的上述说明也适用于多个第一倾斜面305a和多个第二倾斜面305b中的各个。

在此，着眼于一个凸面305c中所包含的一个第一倾斜面305a与一个第二倾斜面305b、配置在该一个第一倾斜面305a之上的一个第一MR元件50B、以及配置在该一个第二倾斜面305b之上的一个第二MR元件50C(参照图6)。配置在第一MR元件50B的一部分之上的第二绝缘部312和配置在第二MR元件50C的一部分之上的第二绝缘部312也可以是不分割而连续的一个绝缘部。在本实施方式中，特别地，绝缘层308中的连续的一部分遍及第一倾斜面305a之上和第二倾斜面305b之上地形成。

接着，着眼于：在与V方向平行的方向上相邻的两个凸面305c、-V方向侧的凸面305c中包含的第一倾斜面305a、V方向侧的凸面305c中包含的第二倾斜面305b、配置在该一个第一倾斜面305a之上的一个第一MR元件50B、以及配置在第一第二倾斜面305b之上的第二MR元件50C(参照图6)。配置在第一MR元件50B的一部分之上的第一绝缘部311和配置在第二MR元件50C的一部分之上的第一绝缘部311也可以是不分割而连续的一个绝缘部。在本实施方式中，特别地，绝缘层308中的连续的一部分遍及第一倾斜面305a之上和第二倾斜面305b之上地形成。

虽然未图示，第一绝缘部311和第二绝缘部312也可以是不分割而连续的一个绝缘部。在本实施方式中，特别地，绝缘层308也可以不分割地形成在多个第一倾斜面305a和多个第二倾斜面305b之上。另外，在多个第一倾斜面305a中的各个之上，绝缘层306也可以不分割地形成在第一MR元件50B的周围。同样，在多个第二倾斜面305b中的各个之上，绝缘层306也可以不分割地形成在第二MR元件50C的周围。

接着，对第二例进行说明。图9是示出第二例的第一及第二绝缘部311、312的截面图。在第二例中，由第一绝缘部311覆盖的MR元件50的上表面50b的面积比由第二绝缘部312覆盖的MR元件50的上表面50b的面积大。

接着，对第三例进行说明。图10是示出第三例的第一及第二绝缘部311、312的截面图。在第三例中，由第二绝缘部312覆盖的MR元件50的上表面50b的面积比由第一绝缘部311覆盖的MR元件50的上表面50b的面积大。

接着，对第四例进行说明。图11是示出第四例的第一及第二绝缘部311、312的截面图。在第四例中，第二绝缘部312覆盖MR元件50的第二侧面50d，但未覆盖MR元件50的上表面50b。

接着，对本实施方式的磁传感器1的作用及效果进行说明。在本实施方式中，在MR元件50的周围配置有绝缘层306、308。第一及第二绝缘部311、312各自通过绝缘层306、308构成。已知配置在MR元件50的周围的绝缘部(绝缘层)对MR元件50的特性产生影响。在本实施方式中，在MR元件50的一部分之上配置有第一绝缘部311，在MR元件50的另一部分之上配置有第二绝缘部312。由此，根据本实施方式，能够实现所希望的特性。

下面，作为MR元件50的特性，以MR元件50的灵敏度为例进行说明。自由层53具有易磁化轴方向为与U方向平行的方向的形状各向异性。在未对MR元件50施加对象磁场的情况下，自由层53的磁化方向为U方向或-U方向。在这种结构的MR元件50中，若增大与U方向正交的方向的自由层53的各向异性，则自由层53的磁化方向变得容易变化，其结果，MR元件50的灵敏度提高。

例如，通过由负磁致伸缩的磁性层构成自由层53，由对自由层53施加压缩应力的绝缘层构成第一及第二绝缘部311、312，从而能够增大与U方向正交的方向的自由层53的各向异性。在本实施方式中，特别地，在MR元件50的一部分之上配置有第一绝缘部311，在MR元件50的另一部分之上配置有第二绝缘部312。另外，在本实施方式中，特别地，第一及第二绝缘部311、312中的至少一个配置在MR元件50的上表面50b之上。由此，根据本实施方式，与在MR元件50的一部分之上未配置第一及第二绝缘部311、312的情况相比，能够增大与U方向正交的方向的自由层53的各向异性，能够提高MR元件50的灵敏度。

并且，MR元件50形成在倾斜面305e之上。由于形成MR元件50的制造工艺的限制，第一及第二侧面50c、50d各自为锥形。因此，处于距倾斜面305e的位置的自由层53的面积变小，自由层53的外周的长度也变短。若在MR元件50的一部分之上未配置第一及第二绝缘部311、312的情况下，有时不能对自由层53施加足够大小的压缩应力。与此相对，在本实施方式中，如上所述，在MR元件50的一部分之上配置第一及第二绝缘部311、312。由此，根据本实施方式，能够对自由层53施加足够大小的压缩应力。

此外，对自由层53施加的压缩应力的大小可以通过第一及第二绝缘部311、312各自的向MR元件50之上的攀上量、第一及第二绝缘部311、312各自的结构来控制。例如，在第一及第二绝缘部311、312各自为Al₂O₃/SiO₂/Al₂O₃的三层结构的情况下，可以通过改变各层的厚度的比率来调整压缩应力的大小。

另外，当对自由层53施加的压缩应力变大时，有时MR元件50的灵敏度的滞后增加。如上所述，通过控制对自由层53施加的压缩应力的大小，可以调整MR元件50的灵敏度的滞后。

此外，至此，如图7所示，以自由层53配置在比磁化固定层51更远离倾斜面305e的位置的情况为例进行了说明。但是，MR元件50的结构不限于图7所示的例子，磁化固定层51也可以配置在比自由层53更远离倾斜面305e的位置。在该情况下也可以，以磁化固定层51的磁化方向进一步不发生变动的方式，选择磁化固定层51、第一绝缘部311及第二绝缘部312各自的材料。在该情况下，通过在MR元件50的一部分之上配置第一及第二绝缘部311、312，从而与在MR元件50的一部分之上未配置第一及第二绝缘部311、312的情况相比，能够抑制磁化固定层51的磁化的方向发生变动。

[第二实施方式]

接着，参照图12，对本发明的第二实施方式的磁传感器1进行说明。图12是示出本实施方式的磁传感器1的一部分的截面图。

在本实施方式中，绝缘层305的多个凸面305c各自的整体形状是使图12所示的凸面305c的三角形形状沿着与U方向平行的方向移动而成的三角屋顶形状。另外，绝缘层305的多个第一倾斜面305a和多个第二倾斜面305b各自为平面。多个第一倾斜面305a中的各个为平行于U方向和W1方向的平面。多个第二倾斜面305b中的各个为平行于U方向和W2方向的平面。

绝缘层305与图6所示的例子同样地，也可以包含形成多个凸面305c的多个突出部。或者，绝缘层305也可以包含在与V方向平行的方向上排列的多个槽部。多个槽部中的各个具有：与第一倾斜面305a对应的第一壁面、和与第二倾斜面305b对应的第二壁面。一个凸面305c由一个槽部的第一壁面和该一个槽部在-V方向侧相邻的另一个槽部的第二壁面构成。

此外，在图12所示的例子中，多个槽部中的各个还具有与平坦面305d对应的底面。但是，多个槽部中的各个也可以不具有底面。

本实施方式的其它结构、作用及效果与第一实施方式同样。

此外，本发明不限于上述实施方式，可以进行各种变更。例如，只要满足权利要求书的要件，则第一及第二绝缘部311、312各自的形状不限于各实施方式所示的例子，而是任意的。

另外，磁传感器1还可以具备：第三检测电路，其构成为，检测对象磁场的与XY平面平行的一个方向的分量，生成与该分量具有对应关系的至少一个第三检测信号。在该情况下，处理器40也可以构成为，基于至少一个第三检测信号，生成与对象磁场的与U方向平行的方向的分量对应的检测值。第三检测电路可以与第一及第二检测电路20、30一体化，也可以包含于与第一及第二检测电路20、30不同的芯片。

如以上所说明，本发明的磁传感器具备：基板，其具有基准平面；支承构件，其配置在基板之上，具有相对于基准平面倾斜的至少一个倾斜面；至少一个磁检测元件，其配置在至少一个倾斜面之上；由绝缘材料构成的第一绝缘部，其配置在至少一个磁检测元件的一部分之上；以及由绝缘材料构成的第二绝缘部，从第一绝缘部观察时，其在沿着至少一个倾斜面的方向且远离基准平面的方向的前方配置在至少一个磁检测元件的另一部分之上。

也可以是，本发明的磁传感器还具备：上部电极，其配置在至少一个磁检测元件、第一绝缘部及第二绝缘部之上，并与至少一个磁检测元件电连接。另外，也可以是，本发明的磁传感器还具备：下部电极，其介于至少一个磁检测元件和至少一个倾斜面之间，并与至少一个磁检测元件电连接。

另外，本发明的磁传感器中，至少一个磁检测元件也可以具有：朝向倾斜面的下表面、与下表面为相反侧的上表面、以及将下表面和上表面连接的第一侧面及第二侧面。第一绝缘部也可以至少配置在第一侧面之上。第二绝缘部也可以至少配置在第二侧面之上。第一绝缘部也可以还配置在至少一个磁检测元件的上表面的一部分之上。第二绝缘部也可以还配置在至少一个磁检测元件的上表面的一部分之上。或者，第二绝缘部也可以不配置在至少一个磁检测元件的上表面之上。

另外，本发明的磁传感器中，倾斜面也可以为曲面。或者，倾斜面也可以为平面。

另外，本发明的磁传感器中，至少一个倾斜面也可以包含：朝向互不相同的方向的第一倾斜面及第二倾斜面。至少一个磁检测元件也可以包含：配置在第一倾斜面之上的第一磁检测元件和配置在第二倾斜面之上的第二磁检测元件。支承构件也可以具有：向远离基准平面的方向伸出的凸面。凸面也可以包含：第一倾斜面和第二倾斜面。配置在第一磁检测元件之上的第二绝缘部和配置在第二磁检测元件之上的第二绝缘部也可以是一个绝缘部。

另外，本发明的磁传感器中，至少一个倾斜面也可以包含：朝向互不相同方向的第一倾斜面及第二倾斜面。至少一个磁检测元件也可以包含：配置在第一倾斜面之上的第一磁检测元件、和配置在第二倾斜面之上的第二磁检测元件。支承构件也可以具有：分别向远离基准平面的方向伸出的第一凸面及第二凸面。第一凸面也可以包含第一倾斜面。第二凸面也可以包含第二倾斜面。配置在第一磁检测元件之上的第一绝缘部和配置在第二磁检测元件之上的第一绝缘部也可以是一个绝缘部。

另外，本发明的磁传感器中，第一绝缘部和第二绝缘部各自也可以包含：由绝缘材料构成的第一绝缘层、和由绝缘材料构成且配置在第一绝缘层之上的第二绝缘层。至少一个磁检测元件也可以具有：朝向倾斜面的下表面、与下表面为相反侧的上表面、以及将下表面和上表面连接的第一侧面及第二侧面。第一绝缘层也可以与第一侧面及第二侧面相接。

基于以上的说明可知，能够实施本发明的各种方式及变形例。因此，在权利要求的均等的范围内，即使是上述的最佳方式以外的方式，也能够实施本发明。

Claims (13)

1.一种磁传感器，其特征在于，

具备：

基板，其具有基准平面；

支承构件，其配置在所述基板之上，具有相对于所述基准平面倾斜的至少一个倾斜面；

至少一个磁检测元件，其配置在所述至少一个倾斜面之上；

由绝缘材料构成的第一绝缘部，其配置在所述至少一个磁检测元件的一部分之上；以及

由绝缘材料构成的第二绝缘部，从所述第一绝缘部观察时，其在沿着所述至少一个倾斜面的方向且远离所述基准平面的方向的前方配置在所述至少一个磁检测元件的另一部分之上。

2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

还具备：上部电极，其配置在所述至少一个磁检测元件、所述第一绝缘部及所述第二绝缘部之上，并与所述至少一个磁检测元件电连接。

3.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

还具备：下部电极，其介于所述至少一个磁检测元件和所述至少一个倾斜面之间，并与所述至少一个磁检测元件电连接。

4.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述至少一个磁检测元件具有：朝向所述倾斜面的下表面、与所述下表面为相反侧的上表面、以及将所述下表面和所述上表面连接的第一侧面及第二侧面，

所述第一绝缘部至少配置在所述第一侧面之上，

所述第二绝缘部至少配置在所述第二侧面之上。

5.根据权利要求4所述的磁传感器，其特征在于，

所述第一绝缘部还配置在所述至少一个磁检测元件的所述上表面的一部分之上。

6.根据权利要求4所述的磁传感器，其特征在于，

所述第二绝缘部还配置在所述至少一个磁检测元件的所述上表面的一部分之上。

7.根据权利要求4所述的磁传感器，其特征在于，

所述第二绝缘部未配置在所述至少一个磁检测元件的所述上表面之上。

8.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述倾斜面为曲面。

9.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述倾斜面为平面。

10.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述至少一个倾斜面包含：朝向互不相同的方向的第一倾斜面及第二倾斜面，

所述至少一个磁检测元件包含：配置在所述第一倾斜面之上的第一磁检测元件、和配置在所述第二倾斜面之上的第二磁检测元件，

所述支承构件具有：向远离所述基准平面的方向伸出的凸面，

所述凸面包含：所述第一倾斜面和所述第二倾斜面，

配置在所述第一磁检测元件之上的所述第二绝缘部和配置在所述第二磁检测元件之上的所述第二绝缘部是一个绝缘部。

11.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述至少一个倾斜面包含：朝向互不相同方向的第一倾斜面及第二倾斜面，

所述至少一个磁检测元件包含：配置在所述第一倾斜面之上的第一磁检测元件、和配置在所述第二倾斜面之上的第二磁检测元件，

所述支承构件具有：分别向远离所述基准平面的方向伸出的第一凸面及第二凸面，

所述第一凸面包含所述第一倾斜面，

所述第二凸面包含所述第二倾斜面，

配置在所述第一磁检测元件之上的所述第一绝缘部和配置在所述第二磁检测元件之上的所述第一绝缘部是一个绝缘部。

12.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述第一绝缘部和所述第二绝缘部各自包含：由绝缘材料构成的第一绝缘层、和由绝缘材料构成且配置在所述第一绝缘层之上的第二绝缘层。

13.根据权利要求12所述的磁传感器，其特征在于，

所述至少一个磁检测元件具有：朝向所述倾斜面的下表面、与所述下表面为相反侧的上表面、以及将所述下表面和所述上表面连接的第一侧面及第二侧面，

所述第一绝缘部的所述第一绝缘层与所述第一侧面相接，

所述第二绝缘部的所述第一绝缘层与所述第二侧面相接。

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