JP2004354182A - Thin-film magnetic sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

Thin-film magnetic sensor and manufacturing method thereof Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin-film magnetic sensor for detecting an external magnetic field in a direction vertical to the surface of an insulating substrate, and to provide a method for manufacturing the thin-film magnetic sensor. <P>SOLUTION: The thin-film magnetic sensor 41 comprises a pair of thin-film yokes (A, B) 44a, 44b that are made of a soft magnetic material and are allowed to oppose via a gap 44c; a GMR film 46 that is formed between the gaps 44c so that it is electrically connected to the pair of thin-film yokes (A, B) 44a, 44b, and has electric specific resistance that is higher than that of the soft magnetic material; and the insulating substrate 42 for supporting them. The insulating substrate 42 has a recess 42a on the surface. The thin-film yokes (A, B) 44a, 44b are formed on the side of the recess 42a so that the magnetism-sensitive shaft is not in parallel with the surface of the insulating substrate 42. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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、地磁気方位コンパス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、温度により反強磁性膜の特性が変化したり、あるいは多層膜間の拡散が生じやすく、ＧＭＲ効果が劣化しやすいため、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−絶縁体系グラニュラー薄膜が知られている。
【００１１】
ところで、磁界中に棒状の磁性体を置くと、磁性体の両端に磁極が生じ、外部磁界と逆方向の磁界（すなわち、「反磁界」）が生ずる。反磁界の強さは、磁性体の形状に依存し、この形状に依存する因子を反磁界係数という。また、反磁界係数は、１／ｋ２（但し、ｋは、磁性体の寸法比（＝長さ／直径））に比例することが知られている。
【００１２】
すなわち、軟磁性材料からなる薄膜ヨークの磁化は、反磁界のために膜面内に主たる磁化方向が固定されている。そのため、このような一対の薄膜ヨークのギャップ間にＧＭＲ膜を配置した薄膜磁気センサにおいて、主たる磁化方向と平行な軸（以下、これを「感磁軸」という。）に対して平行に外部磁界が作用したとき、低い磁界で最も出力が大きくなり、感磁軸に対して垂直に低い外部磁界が作用したときには、出力は、ほぼゼロとなる。従って、外部磁界を検出する方向に沿って感磁軸を配置すれば、その方向に発生する外部磁界の変化を検出することができる。
【００１３】
しかしながら、従来の薄膜磁気センサは、平板状の絶縁基板の表面に薄膜ヨークを堆積させる方法により製造されているので、その感磁軸は、絶縁基板の表面に対してほぼ平行になる。そのため、絶縁基板に垂直方向の磁界成分を検出できないという問題がある。
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、絶縁基板の表面に対して垂直方向の外部磁界を検出可能な薄膜磁気センサ及びその製造方法を提供することにある。
【００１５】
また、本発明が解決しようとする他の課題は、同一絶縁基板上に、絶縁基板の表面に対して垂直方向の外部磁界を検出可能な薄膜磁気センサと、絶縁基板の表面に対して平行な外部磁界を検出可能な薄膜磁気センサの双方が形成された、複数次元の外部磁界を検出可能な薄膜磁気センサチップ及びその製造方法を提供することにある。
【００１６】
【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に係る薄膜磁気センサは、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薄膜ヨーク（Ａ）及び薄膜ヨーク（Ｂ）と、該一対の薄膜ヨーク（Ａ）及び薄膜ヨーク（Ｂ）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、前記薄膜ヨーク（Ａ）及び薄膜ヨーク（Ｂ）、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ものであって、前記薄膜ヨーク（Ａ）及び前記薄膜ヨーク（Ｂ）は、その感磁軸の少なくとも１つが前記絶縁基板の表面に対して平行にならないように、前記絶縁基板上に形成されていることを要旨とする。
【００１７】
また、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凹部又は凸部を形成する傾斜面形成工程と、前記凹部又は凸部の側面に、薄膜ヨーク（Ｂ）との対向面を有し、かつ軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ａ）を堆積させる薄膜ヨーク（Ａ）形成工程と、前記薄膜ヨーク（Ａ）の前記対向面と電気的に接続するように、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜を前記対向面上に堆積させるＧＭＲ膜形成工程と、前記ＧＭＲ膜と前記薄膜ヨーク（Ｂ）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、前記凹部又は凸部の側面に前記軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ｂ）を堆積させる薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程とを備えていることを要旨とする。
【００１８】
絶縁基板の表面に凹部又は凸部を形成し、その側面に薄膜ヨーク（Ａ）及び薄膜ヨーク（Ｂ）を形成すると、薄膜ヨーク（Ａ）及び薄膜ヨーク（Ｂ）の磁化を、反磁界の作用により、凹部又は凸部の側面とほぼ平行な面内に固定することができる。そのため、外部磁界の内、絶縁基板の表面に対して垂直方向（ｚ方向）の磁界成分に主たる感度を有する薄膜磁気センサにすることができる。また、この薄膜磁気センサが形成された絶縁基板上に、その感磁軸が絶縁基板の表面に対して垂直にならないように第２の薄膜磁気センサをさらに形成すると、外部磁界のｚ方向成分に加えて、絶縁基板の表面に対して平行方向（ｘ及び／又はｙ方向）成分も検出することができる。
【００１９】
【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）及び図１（ｂ）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チップ４０の平面図、及びそのＡ−Ａ’線断面図を示す。図１において、薄膜磁気センサチップ４０は、第１薄膜磁気センサ４１と、第２薄膜磁気セセンサ５１とを備えている。
【００２０】
第１薄膜磁気センサ４１は、絶縁基板４２の表面に対して垂直方向（ｚ方向）の磁界成分を検出するためのものであり、絶縁基板４２と、ギャップ４４ｃを介して対向する一対の薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂと、この一対の薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂと電気的に接続されるようにギャップ４４ｃ間に形成されたＧＭＲ膜４６とを備えている。
【００２１】
また、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂの端部には、電極４８、４８が接合されている。さらに、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ並びにＧＭＲ膜４６の表面は、保護膜５０により覆われている。
【００２２】
一方、第２薄膜磁気センサ５１は、絶縁基板４２の表面に対して平行方向（ｘ方向又はｙ方向）の磁界成分を検出するためのものであると同時に、第１薄膜磁気センサ４１の参照抵抗となるものであり、絶縁基板４２と、ギャップ５４ｃを介して対向する一対の薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂと、この一対の薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂと電気的に接続されるようにギャップ５４ｃ間に形成されたＧＭＲ膜５６とを備えている。すなわち、第１薄膜磁気センサ４１及び第２薄膜磁気センサ５１は、いずれも絶縁基板４２上に形成されている。
【００２３】
また、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂの端部には、電極５８、５８が接合されている。さらに、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂ並びにＧＭＲ膜５６の表面は、保護膜６０により覆われている。
【００２４】
初めに、絶縁基板４２について説明する。絶縁基板４２は、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、及びＧＭＲ膜４６、並びに、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ、薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂ、及びＧＭＲ膜５６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４２の材質としては、具体的には、ガラス、スパッタ膜によって表面を平滑化したアルミナ、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等が好適な一例として挙げられる。
【００２５】
また、絶縁基板４２の表面には、凹部４２ａが形成されている。本実施の形態において、凹部４２ａの側面は、絶縁基板４２の表面に対して９０°以下の角度で傾斜している第１傾斜面４２ｂを備えている。第１薄膜磁気センサ４１は、その感磁軸が絶縁基板４２の表面に対して平行にならないように、第１傾斜面４２ｂ上に形成されている。
【００２６】
第１傾斜面４２ｂの傾斜角度は、特に限定されるものではないが、第１薄膜磁気センサ４１により、絶縁基板４２の表面に対して垂直方向（ｚ方向）の外部磁界を高い感度で検出するためには、第１傾斜面４２ｂの傾斜角度は、９０°に近いほうが好ましい。また、第１薄膜磁気センサ４１は、その感磁軸のｚ方向成分が最も大きくなるように、第１傾斜面４２ｂ上に形成するのが好ましい。
【００２７】
また、絶縁基板４２の表面には、凹部４２ａに隣接して平坦部４２ｃが形成されている。第２薄膜磁気センサ５１は、その感磁軸が絶縁基板４２の表面に対して垂直にならないように、平坦部４２ｃ上に形成されている。
【００２８】
絶縁基板４２の底面から平坦部４２ｃまでの高さは、特に限定されるものではないが、３次元的に変化する外部磁界を正確に検出するためには、絶縁基板４２の底面から平坦部４２ｃまでの高さは、絶縁基板４２の底面から第１傾斜面４２ｂ上に形成される第１薄膜磁気センサ４１のＧＭＲ膜４６までの高さにほぼ等しくするのが好ましい。また、第２薄膜磁気センサ５１によって、絶縁基板４２の表面に対して平行方向（ｘ方向又はｙ方向）の外部磁界を高い感度で検出するためには、第２薄膜磁気センサ５１は、その感磁軸が絶縁基板４２の表面に対して平行になるように、平坦部４２ｃ上に形成するのが好ましい。
【００２９】
なお、絶縁基板４２の表面に凹部４２ａを形成する代わりに凸部を形成し、凸部の側面上に第１薄膜磁気センサ４１を形成しても良い。また、このような凹部又は凸部は、絶縁基板４２の表面をエッチングし、不要部分を除去することにより形成しても良く、あるいは、絶縁基板４２の表面に、絶縁基板４２と同一又は異なる材質からなる絶縁性・非磁性材料を所定のパターンで堆積させることによって形成しても良い。
【００３０】
また、絶縁基板４２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、薄膜磁気センサチップ４０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４２上に第１薄膜磁気センサ４１及び第２薄膜磁気センサ５１の２個のセンサ（素子）が形成された状態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４２上に複数個の薄膜磁気センサを同時に形成する。
【００３１】
また、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に、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。
【００３２】
この場合、外部磁界のｚ方向成分を検出するための１個又は２個以上の第１薄膜磁気センサ４１、及び外部磁界のｘ方向又はｙ方向成分を検出するための１個又は２個以上の第２薄膜磁気センサ５１を同一絶縁基板４２上に形成し、これらを接続しても良く、あるいは、別個の絶縁基板４２上に、それぞれ、１個又は２個以上の第１薄膜磁気センサ４１及び第２薄膜磁気センサ５１を形成し、これらを接続して用いても良い。さらに、本実施の形態において、第２薄膜磁気センサ５１は、第１薄膜磁気センサ４１と直列に接続することにより、第１薄膜磁気センサ４１の参照抵抗としても機能するものであるが、温度が一定の環境下において外部磁界のｚ方向成分のみを検出する場合には、絶縁基板４２表面に第１薄膜磁気センサ４１のみを形成し、これを単独で用いても良い。
【００３３】
次に、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、並びに薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂについて説明する。薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂは、ＧＭＲ膜４６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。また、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂは、ＧＭＲ膜５６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。
【００３４】
弱磁界に対する高い磁界感度を得るためには、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、並びに薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂ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。
【００３５】
薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、並びに薄膜ヨーク（Ａ）及び薄膜ヨーク（Ｂ）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。
【００３６】
また、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂに用いられる軟磁性材料と、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂに用いられる軟磁性材料とは、互いに同一材質からなるものであっても良く、あるいは、異なる材質からなるものであっても良い。
【００３７】
本実施の形態において、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａは、凹部４２ａの底部側の第１傾斜面４２ｂ上に軟磁性材料からなる薄膜を所定のパターンで堆積させたものからなり、その先端には、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂとの対向面が形成されている。対向面と第１傾斜面４２ｂとのなす角は、特に限定されるものではなく、０°以上９０°以下であればよい。本実施の形態においては、対向面と第１傾斜面４２ｂとのなす角は、ほぼ９０°になっている。
【００３８】
一方、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂは、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａの対向面上に所定の厚さを有するＧＭＲ膜４６を堆積させた後、ＧＭＲ膜４６と薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂとが、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、第１傾斜面４２ｂ上に軟磁性材料からなる薄膜を所定のパターンで堆積させたものからなる。すなわち、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａの対向面と、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂの対向面との距離、すなわち、ギャップ４４ｃのギャップ長は、ＧＭＲ膜４６とほぼ同等になっている。
【００３９】
この場合、ギャップ４４ｃは、第１傾斜面４２ｂのほぼ中央に形成されているのが好ましい。これは、第１薄膜磁気センサ４１について高い磁界感度を得るためには、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂの形状は、ギャップ４４ｃに対してほぼ対称になっている方が好ましいためである。
【００４０】
さらに、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂは、電極４８側の端部が絶縁基板４２の表面に露出した状態になっている。薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂの電極側端部を絶縁基板４２の表面に露出させると、電極側端部が外部磁界の流入・流出端として有効に機能するので、外部磁界の鉛直方向成分を高い感度で検出することができる。
【００４１】
また、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａは、絶縁基板４２の平坦部４２ｃ上に軟磁性材料からなる薄膜を所定のパターンで堆積させたものからなり、その先端には、薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂとの対向面が形成されている。対向面と平坦部４２ｃとのなす角は、特に限定されるものではなく、０°以上９０°以下であればよい。本実施の形態においては、対向面と平坦部４２ｃとのなす角は、０°より大きく９０°より小さくなっている。
【００４２】
一方、薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂは、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａの対向面上に所定の厚さを有するＧＭＲ膜５６を堆積させた後、ＧＭＲ膜５６と薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂとが対向面上に堆積させたＧＭＲ膜５６の膜表面において電気的に接続されるように、平坦部４２ｃ上に軟磁性材料からなる薄膜を所定のパターンで堆積させたものからなる。すなわち、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａの対向面と、薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂの対向面との距離、すなわち、ギャップ５４ｃのギャップ長は、ＧＭＲ膜５６とほぼ同等になっている。
【００４３】
薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、並びに薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂの形状に関するその他の点については、特に限定されるものではないが、ＧＭＲ膜４６並びにＧＭＲ膜５６の磁界感度を高めるためには、以下のような条件を満たしていることが望ましい。
【００４４】
第１に、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、並びに薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂは、それぞれ、外部磁界の流入・流出端である電極側の断面積（Ｓｒ）に対するギャップ側の断面積（Ｓｆ）の比（Ｓｆ／Ｓｒ）が１以下であることが望ましい。ギャップ側の断面積を相対的に小さくすると、ギャップ先端における磁束密度が大きくなり、ＧＭＲ膜４６又はＧＭＲ膜５６に強い磁界を作用させることができる。
【００４５】
第２に、薄膜ヨークは、その電極側の横幅Ｗに対するそのギャップ長方向長さＬの比（Ｌ／Ｗ）が、適度に大きいことが望ましい。薄膜ヨークのギャップ長方向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。
【００４６】
より具体的には、薄膜ヨークのギャップ長方向長さ（Ｌ）の２乗に対する薄膜ヨークの電極側端面の断面積（Ｓｒ）の比（Ｓｒ／Ｌ２）は、Ｌの２乗に対する薄膜ヨークの側面の面積（Ｓｓ）、上面の面積（Ｓｕ）、又は下面の面積（Ｓｄ）の比（Ｓｓ／Ｌ２、Ｓｕ／Ｌ２、Ｓｄ／Ｌ２）のいずれよりも小さいことが好ましい。
【００４７】
第３に、ギャップを介して対向する各薄膜ヨークの先端面間の距離（すなわち、「ギャップ長」）は、短いことが望ましい。ギャップ長が短くなるほど、薄膜ヨークの先端から空間への磁束の分散が抑制され、ＧＭＲ膜に強い磁界を作用させることができる。ギャップ長は、ＧＭＲ膜に作用する磁界の大きさ、ギャップの形成の容易性、電気抵抗値仕様等に応じて、最適な長さとするのが好ましい。
【００４８】
なお、各薄膜ヨークの厚さは、特に限定されるものではなく、薄膜ヨークの材質、第１薄膜磁気センサ４１及び第２薄膜磁気センサ５１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に示す例においては、各薄膜ヨークの先端側（ギャップ側）の平面形状は、テーパ状になっているが、薄膜ヨークの先端に平行部を設けても良い。薄膜ヨークの先端に平行部を設けると、薄膜ヨーク先端における磁束の分散が抑制されるので、ＧＭＲ膜に、より強い磁界を作用させることができる。
【００４９】
次に、ＧＭＲ膜４６及びＧＭＲ膜５６について説明する。ＧＭＲ膜４６及びＧＭＲ膜５６は、それぞれ、外部磁界の変化を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４６及びＧＭＲ膜５６のＭＲ比の絶対値は、それぞれ、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。
【００５０】
また、本発明において、ＧＭＲ膜４６並びにＧＭＲ膜５６は、それぞれ、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、並びに薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂと直接、電気的に接続されるので、薄膜ヨーク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、薄膜ヨーク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４６及びＧＭＲ膜５６の電気比抵抗は、それぞれ、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。
【００５１】
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。
【００５２】
第１ＧＭＲ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。
【００５３】
この場合、ＧＭＲ膜４６とＧＭＲ膜５６とは、それぞれ、同一材質からなるものであっても良く、あるいは、異なる材質からなるものであっても良い。
【００５４】
ＧＭＲ膜４６及びＧＭＲ膜５６は、それぞれ、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ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４６及びＧＭＲ膜５６の膜厚は、それぞれ、要求されるギャップ長が得られるように、その材質、第１薄膜磁気センサ４１及び第２薄膜磁気センサ５１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。
【００５５】
なお、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａを形成した後に形成されるＧＭＲ膜４６のパターンの横幅は、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂのギャップ４４ｃ側先端の横幅より広くても良い。ＧＭＲ膜４６の横幅の方が広い場合には、ＧＭＲ膜４６によって薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ−薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ間を電気的に分離することができるばかりでなく、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂをパターン形成する時に、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ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４６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、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂをパターン形成するときに、これをすべてのマスクとして、その下にあるＧＭＲ膜４６と薄膜ヨーク（Ａ）４４ａの先端部を同時にエッチングすれば、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂの横幅方向にはみ出している余分なＧＭＲ膜４６を抜いてしまうこともできる。
【００５６】
一方、ＧＭＲ膜４６の横幅の内、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａと薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ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、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂと電気的に接触させない部分には、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ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。しかしながら、確実に安定した抵抗値を持つ磁気センサとなる利点がある。
【００５７】
これらの点は、ＧＭＲ膜５６も同様である。
【００５８】
電極４８、４８及び電極５８、５８は、それぞれ、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。但し、これらの下地には、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉなどの密着向上と拡散防止の膜が置かれる。電極４８、４８及び電極５８、５８の形状は、特に限定されるものではない。但し、絶縁基板４２上に素子を作り込んだ後、隣接する電極４８と電極５８にはワイヤがボンディングされるが、このボンディングを円滑に行うためには、絶縁基板４２の底面から各電極までの高さは、ほぼ一定であることが好ましい。
【００５９】
従って、凹部４２ａの底部側に形成される薄膜ヨーク（Ａ）４４ａに接合される電極４８については、図１に示すように、その長さを平坦部４２ｃの上まで延長し、ボンディングに供される部分の高さを、平坦部４２ｃ上に形成される電極５８、５８とほぼ同等にするのが好ましい。
【００６０】
保護膜５０並びに保護膜６０は、それぞれ、絶縁基板４２の表面に露出しているＧＭＲ膜４６、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、並びに、ＧＭＲ膜５６、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂを大気から遮断し、これらを保護するためのものである。
【００６１】
保護膜５０及び保護膜６０には、絶縁性・非磁性材料が用いられる。保護膜５０及び保護膜６０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。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ４０の製造方法について説明する。なお、以下の説明においては、第１薄膜磁気センサ４１及び第２薄膜磁気センサ５１の対応する各要素が、いずれも同一材質からなる場合について説明するが、両者の対応する各要素の全部又は一部が異なる材質からなる場合には、必要に応じて、以下の各工程を複数回繰り返せばよい。また、絶縁基板４２上に第１薄膜磁気センサ４１のみを作製する場合には、後述する各工程の内、第２薄膜磁気センサ５１に相当する部分を省略すればよい。第２薄膜磁気センサ５１のみを作製する場合も同様である。
【００６３】
図２〜図５に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ４０の製造方法の工程図を示す。本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ４０の製造方法は、基板加工工程と、薄膜ヨーク（Ａ）形成工程と、ＧＭＲ膜形成工程と、薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程と、電極形成工程と、保護膜形成工程とを備えている。
【００６４】
初めに、基板加工工程について説明する。基板加工工程は、絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板４２の表面に、凹部又は凸部を形成（傾斜面形成工程）すると同時に、凹部又は凸部に隣接して平坦部を形成（平坦部形成工程）する工程である。絶縁基板４２の表面に、第１傾斜面４２ｂを備えた凹部４２ａ及びこれに隣接する平坦部４２ｃを形成する場合、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【００６５】
すなわち、まず、絶縁基板４２の表面に、Ｃｒ、Ｔｉなどにより光の透過を防止する透過防止膜（図示省略）を成膜した後、凹部４２ａを形成する部分を除いて、フォトレジスト膜３８を形成する（図２（ａ））。次いで、絶縁基板４２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４２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（ｂ）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を斜めにエッチングすることができる。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去すれば、図２（ｃ）に示すように、その側面に第１傾斜面４２ｂを備えた凹部４２ａが得られる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、Ａｒイオンビームエッチングを用いたが、他のウエットエッチングや、反応性イオンエッチング等を用いても類似の形状を形成することは可能であるため、Ａｒイオンビームエッチングのみに限定されるものではない。
【００６７】
次に、凹部４２ａに隣接する平坦部４２ｃを形成する。具体的には、まず、絶縁基板４２の表面に、再び透過防止膜（図示省略）を成膜した後、平坦部４２ｃ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２（ｄ））。次いで、所定の条件下でＡｒイオンビームエッチングを行うと、図２（ｅ）に示すように、フォトレジスト膜３８で覆われていない部分が平坦に除去される。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去すれば、図２（ｆ）に示すように、凹部４２ａに隣接して、所定の高さを有する平坦部４２ｃを形成することができる。
【００６８】
なお、絶縁基板４２の表面をエッチングすることにより凹部４２ａを形成する代わりに、絶縁基板４２の表面に絶縁性・非磁性材料を所定のパターンで堆積させることにより、凹部４２ａを形成しても良い。また、絶縁基板４２表面のエッチング又は絶縁基板４２表面への絶縁性・非磁性材料の堆積によって、絶縁基板４２の表面に凸部を形成しても良い。
【００６９】
次に、薄膜ヨーク（Ａ）形成工程について説明する。薄膜ヨーク（Ａ）形成工程は、絶縁基板４２に形成された凹部又は凸部の側面に、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂとの対向面を有し、かつ軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ａ）４４ａを堆積させると同時に、絶縁基板４２に形成された平坦部４２ｃの表面に、薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂとの対向面を有し、かつ軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ａ）５４ａを堆積させる工程である。薄膜ヨーク（Ａ）の形成は、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【００７０】
すなわち、まず、凹部４２ａ及び平坦部４２ｃが形成された絶縁基板４２の表面全面に、軟磁性材料からなる軟磁性薄膜４４ｄを、所定の厚さとなるまで堆積させる（図３（ａ））。次いで、図３（ｂ）に示すように、軟磁性薄膜４４ｄの内、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ａ）５４ａとなる部分に、それぞれ、新たにフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを形成する。
【００７１】
次に、絶縁基板４２の表面を所定の条件下でエッチングする。この時、エッチング条件を最適化すると、図３（ｃ）に示すように、軟磁性薄膜４４ｄがフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂの境界線に沿って、所定の角度でエッチングされる。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを除去すると、図３（ｄ）に示すように、その端面に所定の傾斜角度を有する対向面を備えた薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ａ）５４ａを、それぞれ、第１傾斜面４２ｂ上及び平坦部４２ｃ上に形成することができる。
【００７２】
次に、ＧＭＲ膜形成工程について説明する。ＧＭＲ膜形成工程は、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａの対向面上に、所定の組成を有するＧＭＲ膜４６を堆積させると同時に、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａの対向面上に、所定の組成を有するＧＭＲ膜５６を堆積させる工程である。ＧＭＲ膜４６及びＧＭＲ膜５６の形成は、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【００７３】
すなわち、まず、絶縁基板４２の表面全面に、所定の組成を有する巨大磁気抵抗効果を有する材料からなる薄膜４６ａを、所定の厚さとなるまで堆積させる（図３（ｅ））。次いで、図３（ｆ）に示すように、この薄膜４６ａの内、ＧＭＲ膜４６及びＧＭＲ膜５６となる部分に、それぞれ、新たにフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを形成する。
【００７４】
次に、絶縁基板４２の表面を所定の条件下でエッチングすると、図３（ｇ）に示すように、薄膜４６ａの内、フォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂで覆われていない部分が除去される。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを除去すると、図４（ａ）に示すように、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａの対向面上及び薄膜ヨーク（Ａ）５４ａの対向面上にそれぞれ形成されたＧＭＲ膜４６及びＧＭＲ膜５６が得られる。
【００７５】
なお、上述した工程に代えて、フォトレジスト膜３８ａ、３８ｂと全く反転のフォトレジストマスクを形成しておき、その後、ＧＭＲ膜を堆積させ、フォトレジストマスクを溶解すると同時に、不要なＧＭＲ膜を除去するリフトオフ法を用いても良い。また、ＧＭＲ膜の横幅が薄膜ヨーク（Ｂ）先端の横幅より広い場合には、そのまま次工程に進めば良い。一方、ＧＭＲ膜の横幅が薄膜ヨーク（Ｂ）先端の横幅より狭い場合には、薄膜ヨーク（Ａ）と薄膜ヨーク（Ｂ）とを絶縁するための絶縁性・非磁性材料からなる薄膜をＧＭＲ膜に隣接して形成する。
【００７６】
次に、薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程について説明する。薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程は、ＧＭＲ膜４６と薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂとが、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ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、凹部又は凸部の側面に軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂを堆積させると同時に、ＧＭＲ膜５６と薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂとが、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａの対向面上に堆積させたＧＭＲ膜５６の膜表面において電気的に接続されるように、平坦部上に軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂを堆積させる工程である。薄膜ヨーク（Ｂ）の形成は、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【００７７】
すなわち、まず、絶縁基板４２の表面全面に、軟磁性材料からなる軟磁性薄膜４４ｄを、所定の厚さとなるまで堆積させる（図４（ｂ））。次いで、図４（ｃ）に示すように、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂとなる部分に、それぞれ、新たにフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを形成する。
【００７８】
次に、絶縁基板４２の表面を所定の条件下でエッチングする。この時、エッチング条件を最適化すると、図４（ｄ）に示すように、軟磁性薄膜４４ｄがフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂの境界線に沿って、所定の角度でエッチングされる。また、エッチングは、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ａの表面に堆積した軟磁性薄膜４４ｄが完全に除去されるまで行う。また、ＧＭＲ膜の横幅が薄膜ヨーク（Ｂ）先端の横幅より広い場合において、エッチング条件を最適化すれば、薄膜ヨーク（Ｂ）をマスクとして、薄膜ヨーク（Ｂ）先端からはみ出している余分なＧＭＲ膜を除去することもできる。
【００７９】
エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを除去すれば、図４（ｅ）に示すように、ギャップ長がＧＭＲ膜４６の膜厚によって規定される一対の薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、並びにギャップ長がＧＭＲ膜５６の膜厚によって規定される一対の薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂが得られる。
【００８０】
この後、絶縁基板４２表面の平坦化を行い、絶縁基板４２の表面に第３薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂの端面を露出させる。平坦化の方法は、特に限定されるものではなく、絶縁基板４２の表面に研磨用保護膜を形成し、これを機械的に研磨する機械研磨法、エッチバック法等、種々の方法を用いることができる。
【００８１】
例えば、エッチバック法を用いて第３絶縁基板４２表面を平坦化する場合には、まず、絶縁基板４２の表面に研磨用保護膜３７を形成し（図４（ｆ））、次いで、絶縁基板４２表面に対してＡｒイオンビームエッチングを行い（図４（ｇ））、さらに残った研磨用保護膜３７を除去すれば良い（図５（ａ））。この場合、研磨用保護膜３７には、９０℃以下でプリベーク又は９０〜１２０℃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。
【００８２】
また、研磨用保護膜３７で覆われた絶縁基板４２の表面に対してＡｒイオンビームエッチングを行うと、最初に研磨用保護膜３７のみがエッチングされる。エッチングを続行すると、やがて薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂの凸部が露出するので、以後は、研磨用保護膜３７と薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂの双方がエッチングされる。
【００８３】
一般に、薄膜ヨーク（Ｂ）の突部上にあるレジスト膜が完全に平坦とならず、また、薄膜ヨーク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回のエッチングで薄膜ヨーク（Ｂ）の必要部に損傷を与えずに、不要部分を完全に除去するのは困難である。そのため、図４（ｇ）に示すように、フォトレジスト膜（研磨用保護膜３７）がなくなる前にエッチングを一旦止め、フォトレジスト膜を除去（ハクリ）する。そして、薄膜ヨーク（Ｂ）の不要部分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。
【００８４】
次に、電極形成工程について説明する。電極形成工程は、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂの端部に、それぞれ、電極４８、４８を形成すると同時に、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂの端部に、それぞれ、電極５８、５８を形成する工程である。電極４８、４８及び電極５８、５８の形成は、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【００８５】
すなわち、まず、電極４８、４８及び電極５８、５８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５（ｂ））。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導電性材料からなる薄膜４８ａを堆積させる（図５（ｃ））。さらに、フォトレジスト膜３８を除去すれば、図５（ｄ）に示すように、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ、並びに、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂの端部に、それぞれ、電極４８、４８及び電極５８、５８を形成することができる。
【００８６】
次に、保護膜形成工程について説明する。保護膜形成工程は、絶縁基板４２の表面に、薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ、薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂ及びＧＭＲ膜４６を保護するための保護膜５０を形成すると同時に、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ、薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂ及びＧＭＲ膜５６を保護するための保護膜６０を形成する工程である。保護膜５０及び保護膜６０の形成は、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【００８７】
すなわち、まず、保護膜５０及び保護膜６０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。この時、電極４８、４８及び電極５８、５８の一部が保護膜で覆われるように、フォトレジスト膜３８を形成するのが好ましい。次いで、その上から所定の厚さを有し、かつ絶縁性・非磁性材料からなる薄膜５０ａを堆積させる（図５（ｅ））。その後、フォトレジスト膜３８を除去すれば、図５（ｆ）に示すように、本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ４０が得られる。
【００８８】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ４０の作用について説明する。薄膜ヨーク（Ａ）４４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）４４ｂは、絶縁基板４２に形成された凹部４２ａの第１傾斜面４２ｂに堆積させたものからなるので、その磁化は、第１傾斜面４２ｂとほぼ平行な面内に固定されている。しかも、第１薄膜磁気センサ４１は、その感磁軸が絶縁基板４２の表面に対して平行にならないように、第１傾斜面４２ｂ上に形成されているので、外部磁界の内、ｚ方向成分を検出することができる。
【００８９】
一方、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂは、凹部４２ａに隣接して形成された平坦部４２ｃに堆積させたものからなるので、その磁化は、平坦部４２ｃとほぼ平行な面内に固定されている。しかも、第２薄膜磁気センサ５１は、その感磁軸が絶縁基板４２の表面に対して垂直にならないように、平坦部４２ｃ上に形成されているので、外部磁界の内、ｘ方向又はｙ方向成分を検出することができる。
【００９０】
そのため、本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ４０によれば、ｚ方向及びｘ方向又はｙ方向に変化する外部磁界を確実に検出することができる。また、第１薄膜磁気センサ４１及び第２薄膜磁気センサ５１は、いずれも、ＧＭＲ膜の両端に軟磁性材料からなる薄膜ヨークが配置された構造を備えているので、磁界感度が高く、相対的に弱い外部磁界であっても確実に検出することができる。
【００９１】
また、第１薄膜磁気センサ４１及び第２薄膜磁気センサ５１は、いずれも、そのギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚とほぼ同等になっているので、薄膜ヨークから空間に分散する磁束を最小限に抑えることができる。そのため、薄膜ヨークではさまれた狭いギャップ内にＧＭＲ膜を堆積させる従来の薄膜磁気センサに比べて、高い磁界感度を得ることができる。
【００９２】
また、一対の薄膜ヨークの内、一方の薄膜ヨークを先に堆積させ、その対向面上にＧＭＲ膜を堆積させた後、さらに他方の薄膜ヨークを堆積させる方法によれば、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚とほぼ同等である薄膜磁気センサを容易に作成することができる。しかも、各薄膜ヨークは、ＧＭＲ膜の膜表面においてＧＭＲ膜と面接触しているので、両者の電気的接触状態が安定化し、安定した電気的、かつ磁気的特性を有する薄膜磁気センサチップを高い歩留まりで製造することができる。
【００９３】
さらに、同一絶縁基板上に、ｚ方向を検出するための薄膜磁気センサ（第１薄膜磁気センサ４１）と、ｘ方向及び／又はｙ方向を検出するための薄膜磁気センサ（第２薄膜磁気センサ５１）とを同時に形成することができる。そのため、これらを直列に接続し、その中点電位を検出することによって、例えば、ｚ方向磁界を検出する際には、第２薄膜磁気センサ５１が参照抵抗として動作する。
【００９４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気センサチップについて説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）に、それぞれ、本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ７０の平面図、及びそのＡ−Ａ’線断面図を示す。図７において、薄膜磁気センサチップ７０は、第１薄膜磁気センサ７１と、第２薄膜磁気センサ５１とを備えている。
【００９５】
第１薄膜磁気センサ７１は、絶縁基板７２の表面に対して垂直方向（ｚ方向）の磁界成分を検出するためのものであり、絶縁基板７２と、ギャップ７４ｃを介して対向する一対の薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂと、この一対の薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂと電気的に接続されるようにギャップ７４ｃ間に形成されたＧＭＲ膜７６とを備えている。
【００９６】
また、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂは、その端部に電極７８、７８が接合されている。さらに、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂ並びにＧＭＲ膜７６の表面は、保護膜８０により覆われている。
【００９７】
絶縁基板７２の表面には、凹部７２ａが形成されている。本実施の形態において、凹部７２ａの側面は、絶縁基板７２の表面に対して９０°以下の角度で傾斜している第２傾斜面７２ｂと、第２傾斜面７２ｂと連続し、かつ絶縁基板７２の表面に対して平行な第２水平面７２ｃと、第２水平面７２ｃと連続し、かつ絶縁基板７２の表面に対して９０°以下の角度で傾斜している第３傾斜面７２ｄとを備えている。第１薄膜磁気センサ７１は、その感磁軸が第３絶縁基板７２の表面に対して平行にならないように、第２傾斜面７２ｂ、第２水平面７２ｃ及び第３傾斜面７２ｄ上に形成されている。
【００９８】
第２傾斜面７２ｂ及び第３傾斜面７２ｄの傾斜角度は、特に限定されるものではないが、第１薄膜磁気センサ７１により、絶縁基板７２の表面に対して垂直方向（ｚ方向）の外部磁界を効率よく検出するためには、第２傾斜面７２ｂ及び第３傾斜面７２ｄの傾斜角度は、それぞれ、９０°に近いほうが好ましい。また、第１薄膜磁気センサ７１は、その感磁軸のｚ方向成分が最も大きくなるように、第２傾斜面７２ｂ、第２水平面７２ｃ及び第３傾斜面７２ｄ上に形成するのが好ましい。
【００９９】
本実施の形態において、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａは、第２水平面７２ｃのほぼ中央から凹部７２ａの底部側にある第２傾斜面７２ｂにかけて形成されている。また、薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂは、第２水平面７２ｃのほぼ中央から絶縁基板７２の表面側にある第３傾斜面７２ｄにかけて形成されている。さらに、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａと薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂが対向するギャップ７４ｃは、第２水平面７２ｃのほぼ中央に形成されている。
【０１００】
薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂの形状は、特に限定されるものではないが、第１薄膜磁気センサ７１によりｚ方向の外部磁界を効率よく検出するためには、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａは、第２水平面７２ｃ上に形成された部分の長さより第２傾斜面７２ｂ上に形成された部分の方が長いことが好ましい。同様に、薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂは、第２水平面７２ｃ上に形成された部分の長さより第３傾斜面７２ｄ上に形成された部分の方が長いことが好ましい。
【０１０１】
第２水平面７２ｃ上に形成された部分の長さよりも第２傾斜面７２ｂ上又は第３傾斜面７２ｃ上に形成された部分の長さを長くすると、第２傾斜面７２ｂ又は第３傾斜面７２ｄ方向の反磁界を小さくすることができるので、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂの電極側端部を外部磁界の流入・流出端として有効に機能させることができる。換言すれば、第１薄膜磁気センサ７１の感磁軸を第２傾斜面７２ｂ又は第３傾斜面７２ｄに対してほぼ平行にすることができる。
【０１０２】
なお、第１薄膜磁気センサ７１に関す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チップ４０を構成する第１薄膜磁気センサ４１と同様であるので説明を省略する。
【０１０３】
また、第２薄膜磁気センサ５１は、絶縁基板７２の表面に対して平行方向（ｘ方向又はｙ方向）の磁界成分を検出するためのものであると同時に、第１薄膜磁気センサ７１の参照抵抗となるものであり、絶縁基板７２の表面に形成された凹部７２ａに隣接する平坦部７２ｅ上に形成されたものからなる。この第２薄膜磁気センサ５１は、第１の実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ４０を構成する第２薄膜磁気センサ５１と同一であるので、説明を省略する。
【０１０４】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ７０の製造方法について説明する。なお、以下の説明においては、第１薄膜磁気センサ７１及び第２薄膜磁気センサ５１の対応する各要素が、いずれも同一材質からなる場合について説明するが、両者の対応する各要素の全部又は一部が異なる材質からなる場合には、必要に応じて、以下の各工程を複数回繰り返せばよい。また、絶縁基板７２上に第１薄膜磁気センサ７１のみを作製する場合には、後述する各工程の内、第２薄膜磁気センサ５１に相当する部分を省略すればよい。第２薄膜磁気センサ５１のみを作製する場合も同様である。
【０１０５】
図７〜図１０に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ７０の製造方法の工程図を示す。本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ７０の製造方法は、基板加工工程と、薄膜ヨーク（Ａ）形成工程と、ＧＭＲ膜形成工程と、薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程と、電極形成工程と、保護膜形成工程とを備えている。
【０１０６】
初めに、基板加工工程について説明する。基板加工工程は、絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板７２の表面に、凹部又は凸部を形成（傾斜面形成工程）すると同時に、凹部又は凸部に隣接して平坦部を形成（平坦部形成工程）する工程である。絶縁基板７２の表面に、第２傾斜面７２ｂ、第２水平面７２ｃ及び第３傾斜面７２ｄを備えた凹部７２ａ、並びにこれに隣接する平坦部７２ｅを形成する場合、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【０１０７】
すなわち、まず、絶縁基板７２の表面に透過防止膜（図示省略）を成膜した後、凹部７２ａ及び平坦部７２ｅを形成する部分を除いて、フォトレジスト膜３８を形成する（図７（ａ））。次いで、絶縁基板７２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７２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７（ｂ）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７２を斜めに、かつ一定の深さにエッチングすることができる。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８を除去すれば、図７（ｃ）に示すように、その表面に第３傾斜面７２ｄ及びこれと連続する平坦なエッチング領域が得られる。
【０１０８】
次に、絶縁基板７２の表面に再び透過防止膜（図示省略）を成膜した後、第２傾斜面７２ｂを形成するための領域を除いて、新たにフォトレジスト膜３８を形成する（図７（ｄ））。次いで、絶縁基板７２の表面を所定の条件下でエッチングすると、図７（ｅ）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７２が斜めにエッチングされる。エッチング終了後、フォトレジスト膜３８を除去すれば、図８（ａ）に示すように、絶縁基板７２の表面に、第２傾斜面７２ｂ、第２水平面７２ｃ及び第３傾斜面７２ｄを備えた凹部７２ａ、並びにこれに隣接する平坦部７２ｅを形成することができる。
【０１０９】
なお、絶縁基板７２の表面をエッチングすることにより凹部７２ａを形成する代わりに、絶縁基板７２の表面に絶縁性・非磁性材料を所定のパターンで堆積させることにより、凹部７２ａを形成しても良い点、絶縁基板７２表面のエッチング又は絶縁基板７２表面への絶縁性・非磁性材料の堆積によって、絶縁基板７２の表面に凸部を形成しても良い点、及び、Ａｒイオンビームエッチングに代えて、ウエットエッチングや反応性イオンエッチング等を用いても良い点は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１０】
次に、薄膜ヨーク（Ａ）形成工程について説明する。薄膜ヨーク（Ａ）形成工程は、絶縁基板７２に形成された凹部又は凸部の側面に、薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂとの対向面を有し、かつ軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ａ）７４ａを堆積させると同時に、絶縁基板７２に形成された平坦部７２ｅの表面に、薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂとの対向面を有し、かつ軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ａ）５４ａを堆積させる工程である。薄膜ヨーク（Ａ）の形成は、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【０１１１】
すなわち、まず、凹部７２ａ及び平坦部７２ｅが形成された絶縁基板７２の表面全面に、軟磁性材料からなる軟磁性薄膜７４ｄを、所定の厚さとなるまで堆積させる（図８（ｂ））。次いで、図８（ｃ）に示すように、軟磁性薄膜７４ｄの内、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ａ）５４ａとなる部分に、それぞれ、新たにフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを形成する。
【０１１２】
次に、絶縁基板７２の表面を所定の条件下でエッチングすると、図８（ｄ）に示すように、軟磁性薄膜７４ｄがフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂの境界線に沿って、所定の角度でエッチングされる。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを除去すると、図８（ｅ）に示すように、その端面に所定の傾斜角度を有する対向面を備えた薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ａ）５４ａを、それぞれ、第２水平面７２ｃのほぼ中央から第２傾斜面７２ｂにかけて、並びに平坦部７２ｅ上に形成することができる。
【０１１３】
次に、ＧＭＲ膜形成工程について説明する。ＧＭＲ膜形成工程は、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａの対向面上に、所定の組成を有するＧＭＲ膜７６を堆積させると同時に、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａの対向面上に、所定の組成を有するＧＭＲ膜５６を堆積させる工程である。ＧＭＲ膜４６及びＧＭＲ膜５６の形成は、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【０１１４】
すなわち、まず、絶縁基板７２の表面全面に、所定の組成を有する巨大磁気抵抗効果を有する材料からなる薄膜７６ａを、所定の厚さとなるまで堆積させる（図８（ｆ））。次いで、図９（ａ）に示すように、この薄膜７６ａの内、ＧＭＲ膜７６及びＧＭＲ膜５６となる部分に、それぞれ、新たにフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを形成する。
【０１１５】
次に、絶縁基板７２の表面を所定の条件下でエッチングすると、図９（ｂ）に示すように、薄膜７６ａの内、フォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂで覆われていない部分が除去される。エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを除去すると、図９（ｃ）に示すように、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａの対向面上及び薄膜ヨーク（Ａ）５４ａの対向面上にそれぞれ形成されたＧＭＲ膜７６及びＧＭＲ膜５６が得られる。なお、ＧＭＲ膜の形成に際し、リフトオフ法を用いても良い点、及びＧＭＲ膜の横幅は、薄膜ヨーク（Ｂ）先端の横幅より広くても良く、あるいは狭くても良い点は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１６】
次に、薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程について説明する。薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程は、ＧＭＲ膜７６と薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂとが、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａの対向面上に堆積させたＧＭＲ膜７６の膜表面において電気的に接続されるように、凹部又は凸部の側面に軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂを堆積させると同時に、ＧＭＲ膜５６と薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂとが、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａの対向面上に堆積させたＧＭＲ膜５６の膜表面において電気的に接続されるように、平坦部７２ｅ上に軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂを堆積させる工程である。薄膜ヨーク（Ｂ）の形成は、具体的には、以下のような方法を用いるのが好ましい。
【０１１７】
すなわち、まず、絶縁基板７２の表面全面に、軟磁性材料からなる軟磁性薄膜７４ｄを、所定の厚さとなるまで堆積させる（図９（ｄ））。次いで、図９（ｅ）に示すように、薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂとなる部分に、それぞれ、新たにフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを形成する。
【０１１８】
次に、絶縁基板７２の表面を所定の条件下で、かつ薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ａ）５４ａの表面に堆積した軟磁性薄膜７４ｄが完全に除去されるまでエッチングすると、図９（ｆ）に示すように、軟磁性薄膜７４ｄがフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂの境界線に沿って、所定の角度でエッチングされる。また、ＧＭＲ膜の横幅が薄膜ヨーク（Ｂ）先端の横幅より広い場合において、エッチング条件を最適化すれば、薄膜ヨーク（Ｂ）をマスクとして、薄膜ヨーク（Ｂ）先端からはみ出している余分なＧＭＲ膜を除去することもできる。
【０１１９】
エッチング終了後、残ったフォトレジスト膜３８ａ及び３８ｂを除去すれば、図１０（ａ）に示すように、ギャップ長がＧＭＲ膜７６の膜厚によって規定される一対の薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂ、並びにギャップ長がＧＭＲ膜５６の膜厚によって規定される一対の薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂが得られる。
【０１２０】
この後、絶縁基板７２表面の平坦化を行い、薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂの端面を絶縁基板７２の表面に露出させる。平坦化の方法は、特に限定されるものではなく、上述した機械研磨法、エッチバック法等、種々の方法を用いることができる。
【０１２１】
例えば、エッチバック法を用いて絶縁基板７２表面を平坦化する場合には、まず絶縁基板７２の表面に研磨用保護膜３７を形成し（図１０（ｂ））、次いで絶縁基板７２の表面に対してＡｒイオンビームエッチングを行い（図１０（ｃ））、さらに残った研磨用保護膜３７を除去（図１０（ｄ））すれば良い。この場合、研磨用保護膜３７には、９０℃以下でプリベーク又は９０〜１２０℃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。
【０１２２】
また、研磨用保護膜３７で覆われた絶縁基板７２の表面に対してイオンビームエッチングを行うと、最初に研磨用保護膜３７のみがエッチングされる。エッチングを続行すると、やがて薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂ及び薄膜ヨーク５４ｂの凸部が露出するので、以後は、研磨用保護膜３７と薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂ及び薄膜ヨーク５４ｂの双方が同時にエッチングされる。
【０１２３】
一般に、薄膜ヨーク（Ｂ）上の突部をフォトレジスト膜で完全に平坦化できず、かつ、薄膜ヨーク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回のエッチバックにより絶縁基板７２の表面を完全に平坦化するのは困難である。このような場合には、研磨用保護膜３７が完全になくなる前にエッチングを止め、研磨用保護膜３７を一旦除去（ハクリ）した後、（１）研磨用保護膜３７の形成、（２）エッチング、及び（３）ハクリを、複数回繰り返すのが好ましい。
【０１２４】
絶縁基板７２の表面を平坦化した後、第１の実施の形態と同様の手順に従い、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂの端部に、それぞれ電極７８、７８を形成し、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ及び薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂの端部に電極５８、５８を形成する（電極形成工程）。さらに、薄膜ヨーク（Ａ）７４ａ、薄膜ヨーク（Ｂ）７４ｂ及びＧＭＲ膜７６の表面に保護膜８０を形成し、薄膜ヨーク（Ａ）５４ａ、薄膜ヨーク（Ｂ）５４ｂ及びＧＭＲ膜５６の表面に保護膜６０を形成（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チップ７０が得られる。
【０１２５】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ７０の作用について説明する。本実施の形態に係る薄膜磁気センサチップ７０は、絶縁基板７２の凹部７２ａの側面に形成された第１薄膜磁気センサ７１と、平坦部７２ｅに形成された第２薄膜磁気センサ５１とを備えているので、ｚ方向及びｘ方向又はｙ方向に変化する外部磁界を確実に検出することができる。
【０１２６】
また、第１薄膜磁気センサ７１及び第２薄膜磁気センサ５１は、いずれも、ＧＭＲ膜の両端に軟磁性材料からなる薄膜ヨークが配置された構造を備えており、しかも、ギャップ長がＧＭＲ膜の膜厚とほぼ同等であるので、磁界感度が高く、相対的に弱い外部磁界であっても確実に検出することができる。また、ＧＭＲ膜は、その膜表面において一対の薄膜ヨークと面接触しているので、安定した電気的、磁気的特性が得られる。
【０１２７】
また、本実施の形態においては、第２水平面７２ｃ上にギャップ７４ｃが形成されているので、ｚ方向の磁界を検出するための第１薄膜磁気センサ７１の作製が容易化する。さらに、本発明に係る製造方法は、一方の薄膜ヨーク（Ａ）、ＧＭＲ膜及び他方の薄膜ヨーク（Ｂ）をこの順で形成しているので、このような高い磁界感度と、安定した磁気特性を有する薄膜磁気センサチップ７０を低コストで、かつ再現性良く製造することができる。
【０１２８】
また、第１薄膜磁気センサ７１と、第２薄膜磁気センサ５１を直列に接続すれば、一方が他方の参照抵抗として機能するので、大きな温度変化が生ずる環境下で使用した場合であっても、ｚ方向、又はｘ方向若しくはｙ方向の磁界成分を高い精度で検出することができる。
【０１２９】
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。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明に係る薄膜磁気センサは、その感磁軸の少なくとも１つが絶縁基板表面に対して平行にならないように、薄膜ヨーク（Ａ）、薄膜ヨーク（Ｂ）及びＧＭＲ膜が絶縁基板表面に形成されているので、外部磁界の内、絶縁基板の表面に対して垂直方向（ｚ方向）成分を、高い感度で検出できるという効果がある。
【０１３１】
また、本発明に係る薄膜磁気センサの製造方法は、絶縁基板の表面に凹部を形成し、凹部の側面に、薄膜ヨーク（Ａ）、ＧＭＲ膜及び薄膜ヨーク（Ｂ）をこの順で形成しているので、外部磁界のｚ方向成分を高い感度で検出可能であり、かつ安定した磁気特性を示す薄膜磁気センサを低コストで、かつ再現性良く製造できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）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チップの平面図、及びそのＡ−Ａ’線断面図である。
【図２】図１に薄膜磁気センサチップ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４に示す工程図の続きである。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）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チップの平面図、及びそのＡ−Ａ’線断面図である。
【図７】図６に示す薄膜磁気センサチップの製造方法を示す工程図である。
【図８】図７に示す工程図の続きである。
【図９】図８に示す工程図の続きである。
【図１０】図９に示す工程図の続きである。
【符号の説明】
４０ 薄膜磁気センサチップ
４１ 第１薄膜磁気センサ
４２ 絶縁基板
４２ａ 凹部
４２ｂ 第１傾斜面
４４ａ 薄膜ヨーク（Ａ）
４４ｂ 薄膜ヨーク（Ｂ）
４６ ＧＭＲ膜
５１ 第２薄膜磁気センサ
５４ａ 薄膜ヨーク（Ａ）
５４ｂ 薄膜ヨーク（Ｂ）
５６ ＧＭＲ膜
７０ 薄膜磁気センサチップ
７１ 第１薄膜磁気センサ
７２ 絶縁基板
７２ａ 凹部
７２ｂ 第２傾斜面
７２ｃ 第２水平面
７２ｄ 第３傾斜面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin-film magnetic sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly, detection of rotation information of an axle of an automobile, a rotary encoder, an industrial gear, a stroke position of a hydraulic / pneumatic cylinder, a slide of a machine tool, and the like. The present invention relates to a thin-film magnetic sensor suitable for detecting position / velocity information, detecting current information such as arc current of an industrial welding robot, and a geomagnetic compass, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
The magnetic sensor includes an electromagnetic force (eg, current, voltage, power, magnetic field, magnetic flux, etc.), a mechanical quantity (eg, position, speed, acceleration, displacement, distance, tension, pressure, torque, temperature, humidity, etc.), It is an electronic device that converts a detected amount such as a biochemical amount into a voltage via a magnetic field. Magnetic sensors are classified into Hall sensors, anisotropic magnetoresistive (AMR) sensors, giant magnetoresistive (GMR: Giant MR) sensors, and the like, according to the method of detecting a magnetic field.
[0003]
Among them, the GMR sensor has (1) the maximum value of the rate of change in electrical resistivity (that is, MR ratio = △ ρ / ρ) as compared with the Hall sensor or the AMR sensor. 0 (△ ρ = ρ H −ρ 0 : Ρ H Is the electrical resistivity in the external magnetic field H, ρ 0 (2) The temperature change of the resistance value is smaller than that of the Hall sensor. (3) The material having the giant magnetoresistive effect is a thin film material. There are advantages such as being suitable for conversion. Therefore, the GMR sensor is expected to be applied as a high-sensitivity micro magnetic sensor used in computers, electric power, automobiles, home appliances, portable devices, and the like.
[0004]
Materials exhibiting the GMR effect include (1) a multilayer film of a ferromagnetic layer (for example, Permalloy) and a nonmagnetic layer (for example, Cu, Ag, Au, etc.), an antiferromagnetic layer, and a ferromagnetic layer (fixed). Layer), a non-magnetic layer and a ferromagnetic layer (free layer) having a four-layer structure (a so-called “spin valve”), a metal artificial lattice made of a metal artificial lattice, and (2) a ferromagnetic metal (for example, permalloy). A metal-metal nano-granular material comprising fine particles of a nanometer size and a grain boundary phase made of a non-magnetic metal (for example, Cu, Ag, Au, etc.); (3) a tunnel junction in which an MR effect is generated by a spin-dependent tunnel effect A film, a metal-insulating nanogranular material including (4) nm-sized ferromagnetic metal alloy fine particles and a grain boundary phase made of a nonmagnetic / insulating material are known.
[0005]
Among them, a multilayer film represented by a spin valve is generally characterized by high sensitivity in a low magnetic field. However, since a multilayer film needs to be laminated with thin films made of various materials with high precision, stability and yield are poor, and there is a limit in suppressing the manufacturing cost. Therefore, this kind of multilayer film is used only for a device having a large added value (for example, a magnetic head for a hard disk), and is applied to a magnetic sensor which is competing with an AMR sensor or a Hall sensor which is inexpensive. Is considered difficult. Further, since the characteristics of the antiferromagnetic film change depending on the temperature, or diffusion between the multilayer films easily occurs, and the GMR effect is easily deteriorated, there is a serious disadvantage that heat resistance is poor.
[0006]
On the other hand, nanogranular materials are generally easy to produce and have good reproducibility. Therefore, if this is applied to a magnetic sensor, the cost of the magnetic sensor can be reduced. In particular, a metal-insulating nanogranular material (1) exhibits a high MR ratio exceeding 10% at room temperature if its composition is optimized, and (2) has a remarkably high electrical specific resistance. There are advantages such as miniaturization and low power consumption, and (3) it can be used in a high temperature environment unlike a spin valve film including an antiferromagnetic film having poor heat resistance. However, the metal-insulating nanogranular material has a problem that the magnetic field sensitivity in a low magnetic field is very small.
[0007]
In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses that soft magnetic thin films are arranged at both ends of a giant magnetoresistive thin film to increase the magnetic field sensitivity of the giant magnetoresistive thin film. In the same document, a permalloy thin film (soft magnetic film) having a thickness of 2 μm is formed on a substrate, a gap of about 9 μm is formed in the permalloy thin film using an ion beam etching apparatus, and Co is formed in the gap. 38.6 Y 41.0 O 47.4 A method for manufacturing a thin-film magnetic sensor in which a nanogranular GMR film having a composition is laminated is described.
[0008]
Patent Document 2 discloses that in a thin-film magnetoresistive element in which soft magnetic thin films are disposed at both ends of a giant magnetoresistive thin film, the thickness of the giant magnetoresistive thin film is set to the thickness of the soft magnetic thin film in order to further improve the magnetic field sensitivity. The following points are described.
[0009]
[Patent Document 1]
Claim 1 of JP-A-11-087804 and paragraph number "0019"
[Patent Document 2]
Claim 1 of JP-A-11-274599
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
A soft magnetic material having high saturation magnetization and high magnetic permeability has extremely high magnetic field sensitivity and exhibits extremely high magnetization in a relatively weak external magnetic field. Therefore, a thin film (GMR film) having a large electric specific resistance and a giant magnetoresistive effect is provided in a narrow gap sandwiched between thin film yokes made of a soft magnetic material so as to be electrically connected to the thin film yoke. When an external magnetic field acts on the disposed thin-film magnetic sensor, the thin yoke is magnetized by the weak external magnetic field, and a strong magnetic field 100 to 10,000 times the external magnetic field acts on the GMR film. As a result, the magnetic field sensitivity of the GMR film can be significantly increased. As the GMR film, a metal-insulating granular thin film is currently known.
[0011]
By the way, when a rod-shaped magnetic body is placed in a magnetic field, magnetic poles are generated at both ends of the magnetic body, and a magnetic field in a direction opposite to the external magnetic field (that is, a “demagnetizing field”) is generated. The strength of the demagnetizing field depends on the shape of the magnetic body, and a factor depending on this shape is called a demagnetizing factor. The demagnetizing factor is 1 / k 2 (However, k is known to be proportional to the dimensional ratio (= length / diameter) of the magnetic material).
[0012]
That is, the main magnetization direction of the magnetization of the thin film yoke made of the soft magnetic material is fixed in the film plane due to the demagnetizing field. Therefore, in such a thin-film magnetic sensor in which the GMR film is disposed between the gap between the pair of thin-film yokes, the external magnetic field is parallel to an axis parallel to the main magnetization direction (hereinafter, referred to as “magnetic-sensitive axis”). When a low external magnetic field acts perpendicularly to the magnetic sensing axis, the output becomes almost zero when a low magnetic field is applied. Therefore, if the magnetic sensing axis is arranged along the direction in which the external magnetic field is detected, a change in the external magnetic field generated in that direction can be detected.
[0013]
However, since the conventional thin-film magnetic sensor is manufactured by a method of depositing a thin-film yoke on the surface of a flat insulating substrate, its magnetic sensing axis is substantially parallel to the surface of the insulating substrate. Therefore, there is a problem that a magnetic field component in the vertical direction cannot be detected on the insulating substrate.
[0014]
An object of the present invention is to provide a thin-film magnetic sensor capable of detecting an external magnetic field in a direction perpendicular to the surface of an insulating substrate, and a method of manufacturing the same.
[0015]
Another problem to be solved by the present invention is that, on the same insulating substrate, a thin-film magnetic sensor capable of detecting an external magnetic field in a direction perpendicular to the surface of the insulating substrate, and a thin film magnetic sensor parallel to the surface of the insulating substrate. An object of the present invention is to provide a thin-film magnetic sensor chip having both thin-film magnetic sensors capable of detecting an external magnetic field and capable of detecting a multidimensional external magnetic field, and a method of manufacturing the same.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a thin film magnetic sensor according to the present invention comprises a pair of thin film yokes (A) and (B) made of a soft magnetic material and opposed via a gap, and the pair of thin film yokes A GMR film formed between the gaps so as to be electrically connected to the thin film yoke (A) and the thin film yoke (B), and having a higher electrical resistivity than the soft magnetic material; (B), and an insulating substrate made of an insulating and non-magnetic material for supporting the GMR film, wherein the thin film yoke (A) and the thin film yoke (B) The gist is that at least one is formed on the insulating substrate so as not to be parallel to the surface of the insulating substrate.
[0017]
Also, a method of manufacturing a thin-film magnetic sensor according to the present invention includes a step of forming an inclined surface for forming a concave portion or a convex portion on the surface of an insulating substrate made of an insulating and non-magnetic material; A thin-film yoke (A) forming step of depositing a thin-film yoke (A) having a surface opposed to (B) and made of a soft magnetic material; and electrically connecting the thin-film yoke (A) to the opposed surface. Thus, a GMR film forming step of depositing a GMR film having higher electric resistivity than the soft magnetic material on the facing surface, and forming the GMR film and the thin film yoke (B) on the facing surface. Forming a thin film yoke (B) made of the soft magnetic material on the side surface of the concave portion or the convex portion so as to be electrically connected on the film surface of the GMR film. The point is that
[0018]
When a concave portion or a convex portion is formed on the surface of the insulating substrate and the thin film yoke (A) and the thin film yoke (B) are formed on the side surfaces thereof, the magnetization of the thin film yoke (A) and the thin film yoke (B) is changed by the action of the demagnetizing field. Thereby, it can be fixed in a plane substantially parallel to the side surface of the concave portion or the convex portion. Therefore, a thin-film magnetic sensor having a main sensitivity to a magnetic field component in a direction (z direction) perpendicular to the surface of the insulating substrate in the external magnetic field can be obtained. Further, when a second thin-film magnetic sensor is further formed on the insulating substrate on which the thin-film magnetic sensor is formed so that the magnetic-sensitive axis does not become perpendicular to the surface of the insulating substrate, the second magnetic-field sensor becomes more sensitive to the z-direction component of the external magnetic field. In addition, a component parallel to the surface of the insulating substrate (x and / or y direction) can be detected.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the thin-film magnetic sensor chip 40 according to the first embodiment of the present invention, respectively. In FIG. 1, the thin-film magnetic sensor chip 40 includes a first thin-film magnetic sensor 41 and a second thin-film magnetic sensor 51.
[0020]
The first thin-film magnetic sensor 41 is for detecting a magnetic field component in a direction (z direction) perpendicular to the surface of the insulating substrate 42, and a pair of thin-film yokes facing the insulating substrate 42 via the gap 44c. (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b, and the GMR film 46 formed between the gaps 44c so as to be electrically connected to the pair of thin film yokes (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b. Have.
[0021]
Electrodes 48, 48 are joined to the ends of the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b. Further, the surfaces of the thin film yoke (A) 44a, the thin film yoke (B) 44b, and the GMR film 46 are covered with a protective film 50.
[0022]
On the other hand, the second thin film magnetic sensor 51 is for detecting a magnetic field component in a direction parallel to the surface of the insulating substrate 42 (x direction or y direction), and at the same time, the reference resistance of the first thin film magnetic sensor 41. And a pair of thin film yokes (A) 54a and (B) 54b facing the insulating substrate 42 via the gap 54c, and a pair of thin film yokes (A) 54a and thin film yokes (B). And a GMR film 56 formed between the gaps 54c so as to be electrically connected to the GMR film 56b. That is, the first thin-film magnetic sensor 41 and the second thin-film magnetic sensor 51 are both formed on the insulating substrate 42.
[0023]
Electrodes 58, 58 are joined to the ends of the thin film yoke (A) 54a and the thin film yoke (B) 54b. Further, the surfaces of the thin film yoke (A) 54a, the thin film yoke (B) 54b, and the GMR film 56 are covered with a protective film 60.
[0024]
First, the insulating substrate 42 will be described. The insulating substrate 42 supports the thin film yoke (A) 44a, the thin film yoke (B) 44b, and the GMR film 46, and the thin film yoke (A) 54a, the thin film yoke (B) 54b, and the GMR film 56. And made of an insulating and non-magnetic material. Specific examples of preferable materials of the insulating substrate 42 include glass, alumina whose surface is smoothed by a sputtered film, Si with a thermally oxidized film, and highly rigid materials such as ceramics such as alumina and titanium carbide. Can be
[0025]
In addition, a concave portion 42 a is formed on the surface of the insulating substrate 42. In the present embodiment, the side surface of the concave portion 42a has a first inclined surface 42b inclined at an angle of 90 ° or less with respect to the surface of the insulating substrate 42. The first thin-film magnetic sensor 41 is formed on the first inclined surface 42b so that its magnetic sensing axis is not parallel to the surface of the insulating substrate 42.
[0026]
The inclination angle of the first inclined surface 42b is not particularly limited, but the first thin-film magnetic sensor 41 detects an external magnetic field in a direction perpendicular to the surface of the insulating substrate 42 (z direction) with high sensitivity. Therefore, it is preferable that the inclination angle of the first inclined surface 42b is closer to 90 °. Further, it is preferable that the first thin-film magnetic sensor 41 is formed on the first inclined surface 42b so that the component in the z-direction of the magnetosensitive axis becomes the largest.
[0027]
A flat portion 42c is formed on the surface of the insulating substrate 42 adjacent to the concave portion 42a. The second thin-film magnetic sensor 51 is formed on the flat portion 42c so that its magnetic sensing axis is not perpendicular to the surface of the insulating substrate 42.
[0028]
The height from the bottom surface of the insulating substrate 42 to the flat portion 42c is not particularly limited, but in order to accurately detect an external magnetic field that changes three-dimensionally, the height from the bottom surface of the insulating substrate 42 to the flat portion 42c Is preferably substantially equal to the height from the bottom surface of the insulating substrate 42 to the GMR film 46 of the first thin-film magnetic sensor 41 formed on the first inclined surface 42b. Further, in order for the second thin-film magnetic sensor 51 to detect an external magnetic field in a direction parallel to the surface of the insulating substrate 42 (x direction or y direction) with high sensitivity, the second thin-film magnetic sensor 51 needs It is preferable that the magnetic axis is formed on the flat portion 42c so that the magnetic axis is parallel to the surface of the insulating substrate 42.
[0029]
Instead of forming the concave portion 42a on the surface of the insulating substrate 42, a convex portion may be formed, and the first thin-film magnetic sensor 41 may be formed on the side surface of the convex portion. In addition, such a concave portion or a convex portion may be formed by etching the surface of the insulating substrate 42 and removing an unnecessary portion, or may be formed on the surface of the insulating substrate 42 by using the same or different material as the insulating substrate 42. It may be formed by depositing an insulating / non-magnetic material made of a predetermined pattern.
[0030]
The shape of the other portions of the insulating substrate 42 is not particularly limited, and an optimum shape may be selected according to the use of the thin-film magnetic sensor chip 40, required characteristics, and the like. FIG. 1 shows a state in which two sensors (elements), a first thin-film magnetic sensor 41 and a second thin-film magnetic sensor 51, are formed on an insulating substrate 42, but this is merely an example. In the case of mass production, a plurality of thin-film magnetic sensors are simultaneously formed on the same insulating substrate.
[0031]
In addition, in order to prevent the reference potential from fluctuating due to temperature, the thin-film magnetic sensor is usually configured so that two elements are connected in series and an external magnetic field is detected by measuring a midpoint potential. The thin film magnetic sensors are classified into an orthogonal type in which the magnetic sensing axes of the two elements are arranged so as to be orthogonal to each other, and a parallel type in which the magnetic sensing axes of the two elements are arranged so as to be parallel to each other. You. Further, in order to double the output, a bridge circuit may be formed using four elements.
[0032]
In this case, one or two or more first thin-film magnetic sensors 41 for detecting the z-direction component of the external magnetic field, and one or two or more first-film magnetic sensors for detecting the x or y-direction component of the external magnetic field The second thin-film magnetic sensors 51 may be formed on the same insulating substrate 42 and connected to each other, or one or two or more first thin-film magnetic sensors 41 and The second thin-film magnetic sensor 51 may be formed, and these may be connected and used. Further, in the present embodiment, the second thin-film magnetic sensor 51 functions as a reference resistance of the first thin-film magnetic sensor 41 by being connected in series with the first thin-film magnetic sensor 41. When only the z-direction component of the external magnetic field is detected under a certain environment, only the first thin-film magnetic sensor 41 may be formed on the surface of the insulating substrate 42 and used alone.
[0033]
Next, the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b, and the thin film yoke (A) 54a and the thin film yoke (B) 54b will be described. The thin film yokes (A) 44a and the thin film yokes (B) 44b are for increasing the magnetic field sensitivity of the GMR film 46, and are made of a soft magnetic material. Further, the thin film yoke (A) 54a and the thin film yoke (B) 54b are for increasing the magnetic field sensitivity of the GMR film 56, and are made of a soft magnetic material.
[0034]
In order to obtain high magnetic field sensitivity to a weak magnetic field, the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b, and the thin film yoke (A) 54a and the thin film yoke (B) 54b must have a magnetic permeability μ and / or saturation. It is preferable to use a material having a high magnetization Ms. Specifically, the magnetic permeability μ is preferably 100 or more, more preferably 1000 or more. The saturation magnetization Ms is preferably 5 (kGauss) or more, more preferably 10 (kGauss) or more.
[0035]
As the material of the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b, and the thin film yoke (A) and the thin film yoke (B), specifically, permalloy (40 to 90% Ni-Fe alloy), sendust ( Fe 74 Si 9 Al 17 ), Hard Palm (Fe 12 Ni 82 Nb 6 ), Co 88 Nb 6 Zr 6 Amorphous alloy, (Co 94 Fe 6 ) 70 Si Fifteen B Fifteen Amorphous alloy, Finemet (Fe 75.6 Si 13.2 B 8.5 Nb 1.9 Cu 0.8 ), Nanomax (Fe 83 HF 6 C 11 ), Fe 85 Zr 10 B 5 Alloy, Fe 93 Si 3 N 4 Alloy, Fe 71 B 11 N 18 Alloy, Fe 71.3 Nd 9.6 O 19.1 Nano-granular alloy, Co 70 Al 10 O 20 Nano-granular alloy, Co 65 Fe 5 Al 10 O 20 An alloy is a preferred example.
[0036]
The soft magnetic material used for the thin film yokes (A) 44a and (B) 44b and the soft magnetic material used for the thin film yokes (A) 54a and (B) 54b are made of the same material. May be used, or may be made of a different material.
[0037]
In the present embodiment, the thin film yoke (A) 44a is formed by depositing a thin film made of a soft magnetic material in a predetermined pattern on the first inclined surface 42b on the bottom side of the concave portion 42a. A surface facing the thin film yoke (B) 44b is formed. The angle between the facing surface and the first inclined surface 42b is not particularly limited, and may be any angle between 0 ° and 90 °. In the present embodiment, the angle between the facing surface and the first inclined surface 42b is substantially 90 °.
[0038]
On the other hand, after depositing a GMR film 46 having a predetermined thickness on the facing surface of the thin film yoke (A) 44a, the GMR film 46 and the thin film yoke (B) 44b face each other. A thin film made of a soft magnetic material is deposited in a predetermined pattern on the first inclined surface 42b so as to be electrically connected on the surface of the GMR film 46 deposited on the surface. That is, the distance between the opposing surface of the thin film yoke (A) 44a and the opposing surface of the thin film yoke (B) 44b, that is, the gap length of the gap 44c is almost equal to that of the GMR film 46.
[0039]
In this case, the gap 44c is preferably formed substantially at the center of the first inclined surface 42b. This is because, in order to obtain high magnetic field sensitivity for the first thin film magnetic sensor 41, it is preferable that the shapes of the thin film yokes (A) 44a and the thin film yokes (B) 44b are substantially symmetric with respect to the gap 44c. That's why.
[0040]
Further, the thin film yoke (B) 44b is in a state where the end on the electrode 48 side is exposed on the surface of the insulating substrate 42. When the electrode-side end of the thin film yoke (B) 44b is exposed on the surface of the insulating substrate 42, the electrode-side end effectively functions as an inflow / outflow end of an external magnetic field, so that the vertical component of the external magnetic field is highly sensitive. Can be detected.
[0041]
The thin film yoke (A) 54a is formed by depositing a thin film made of a soft magnetic material in a predetermined pattern on the flat portion 42c of the insulating substrate 42, and has a thin film yoke (B) 54b An opposing surface is formed. The angle between the opposing surface and the flat portion 42c is not particularly limited, and may be any angle between 0 ° and 90 °. In the present embodiment, the angle between the opposing surface and the flat portion 42c is larger than 0 ° and smaller than 90 °.
[0042]
On the other hand, the thin film yoke (B) 54b is formed by depositing a GMR film 56 having a predetermined thickness on the opposite surface of the thin film yoke (A) 54a, and thereafter, the GMR film 56 and the thin film yoke (B) 54b face each other. A thin film made of a soft magnetic material is deposited on the flat portion 42c in a predetermined pattern so as to be electrically connected to the surface of the GMR film 56 deposited thereon. That is, the distance between the opposing surface of the thin film yoke (A) 54a and the opposing surface of the thin film yoke (B) 54b, that is, the gap length of the gap 54c is almost equal to that of the GMR film 56.
[0043]
There are no particular restrictions on the shapes of the thin film yokes (A) 44a and (B) 44b, and the thin film yokes (A) 54a and (B) 54b. In order to increase the magnetic field sensitivity of the GMR film 56, it is desirable that the following conditions are satisfied.
[0044]
First, the thin-film yoke (A) 44a and the thin-film yoke (B) 44b, and the thin-film yokes (A) 54a and the thin-film yoke (B) 54b each have a cross-sectional area on the electrode side which is an inflow / outflow end of an external magnetic field. (S r ) On the gap side (S f ) Ratio (S f / S r ) Is desirably 1 or less. When the cross-sectional area on the gap side is relatively reduced, the magnetic flux density at the tip of the gap increases, so that a strong magnetic field can be applied to the GMR film 46 or the GMR film 56.
[0045]
Second, it is desirable that the ratio (L / W) of the length L in the gap length direction to the width W on the electrode side of the thin film yoke is appropriately large. Since the demagnetizing field generated in the gap length direction decreases as the length of the thin film yoke in the gap length direction becomes relatively longer, the end face on the electrode side can effectively function as an inflow / outflow end of an external magnetic field.
[0046]
More specifically, the sectional area (S) of the electrode-side end surface of the thin film yoke with respect to the square of the length (L) in the gap length direction of the thin film yoke. r ) Ratio (S r / L 2 ) Is the area of the side surface of the thin film yoke with respect to the square of L (S s ), The area of the upper surface (S u ) Or the area of the lower surface (S d ) Ratio (S s / L 2 , S u / L 2 , S d / L 2 Is preferably smaller than any of the above.
[0047]
Third, it is desirable that the distance between the leading end surfaces of the thin film yokes facing each other via the gap (that is, the “gap length”) is short. As the gap length becomes shorter, dispersion of magnetic flux from the tip of the thin film yoke to the space is suppressed, and a stronger magnetic field can be applied to the GMR film. The gap length is preferably set to an optimum length according to the magnitude of the magnetic field acting on the GMR film, the ease of forming the gap, the electrical resistance specification, and the like.
[0048]
The thickness of each thin-film yoke is not particularly limited, and the optimum thickness depends on the material of the thin-film yoke, the characteristics required for the first thin-film magnetic sensor 41 and the second thin-film magnetic sensor 51, and the like. You just have to select Further, in the example shown in FIG. 1, the planar shape on the tip side (gap side) of each thin film yoke is tapered, but a parallel portion may be provided at the tip of the thin film yoke. When the parallel portion is provided at the tip of the thin film yoke, the dispersion of the magnetic flux at the tip of the thin film yoke is suppressed, so that a stronger magnetic field can be applied to the GMR film.
[0049]
Next, the GMR film 46 and the GMR film 56 will be described. The GMR film 46 and the GMR film 56 are for detecting a change in an external magnetic field as a change in voltage, and are made of a material having a giant magnetoresistance effect. In order to detect a change in the external magnetic field with high sensitivity, the absolute value of the MR ratio of the GMR film 46 and the GMR film 56 is preferably 5% or more when the external magnetic field H is several hundred (Oe) or less, and more preferably. Is 10% or more.
[0050]
In the present invention, the GMR film 46 and the GMR film 56 are directly electrically connected to the thin film yokes (A) 44a and (B) 44b and the thin film yokes (A) 54a and (B) 54b, respectively. Is used, a material having higher electric resistivity than the thin film yoke is used. In general, a material having an electric resistivity that is too small is not preferable because an electrical short circuit occurs between the thin film yokes. On the other hand, if the material has too high an electric resistivity, noise increases, and it becomes difficult to detect a change in an external magnetic field as a voltage change. The electrical resistivity of the GMR film 46 and the GMR film 56 is 10 3 μΩcm or more 10 12 μΩcm or less, more preferably 10 μΩcm or less. 4 μΩcm or more 10 11 μΩcm or less.
[0051]
There are various materials satisfying such conditions, and among them, the above-mentioned metal-insulating nanogranular material is particularly preferable. Metal-insulating nano-granular materials not only have a high MR ratio and a high electrical resistivity, but also do not have a large fluctuation in the MR ratio due to slight compositional fluctuations. And it can be manufactured at low cost.
[0052]
As a metal-insulating nanogranular material having a giant magnetoresistance effect used as the first GMR film 26, specifically, Co-Y 2 O 3 -Based nano-granular alloy, Co-Al 2 O 3 -Based nano-granular alloy, Co-Sm 2 O 3 -Based nano-granular alloy, Co-Dy 2 O 3 -Based nano-granular alloy, FeCo-Y 2 O 3 -Based nano-granular alloy, Fe-MgF 2 , FeCo-MgF 2 , Fe-CaF 2 Preferred examples thereof include a fluoride-based nanogranular alloy.
[0053]
In this case, the GMR film 46 and the GMR film 56 may be made of the same material, or may be made of different materials.
[0054]
The GMR film 46 and the GMR film 56 are respectively formed on the opposing surfaces formed at the tips of the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (A) 54a. Accordingly, the thicknesses of the GMR film 46 and the GMR film 56 are determined according to the material, the characteristics required for the first thin-film magnetic sensor 41 and the second thin-film magnetic sensor 51, etc. so that the required gap length is obtained. Accordingly, it is preferable to select an optimal thickness.
[0055]
The width of the pattern of the GMR film 46 formed after the formation of the thin film yoke (A) 44a may be wider than the width of the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b at the gap 44c end. When the lateral width of the GMR film 46 is wider, not only the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b can be electrically separated by the GMR film 46, but also the thin film yoke (B) 44b Has a function as a protective film for preventing the thin film yoke (A) 44a from being damaged when the pattern is formed, so that there is an advantage that the manufacturing process can be given a degree of freedom. In general, when the lateral width of the GMR film 46 is larger than the gap width, the GMR film area sensitive to weak magnetic flux leaking in the lateral width direction of the thin film yoke increases, and the magnetic field sensitivity may decrease. In such a case, when the pattern of the thin film yoke (B) 44b is formed, the GMR film 46 and the tip of the thin film yoke (A) 44a thereunder can be simultaneously etched by using all of the masks as a mask. The extra GMR film 46 protruding in the lateral width direction of the thin film yoke (B) 44b can be removed.
[0056]
On the other hand, a portion of the lateral width of the GMR film 46, which is in electrical contact with both the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b, may be smaller than the lateral width of the thin film yoke on the gap side. In this case, a portion that is not in electrical contact with the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b has an insulating property for electrically separating the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b. -Since it is necessary to further form a thin film made of a nonmagnetic material, there is a disadvantage that the number of steps is slightly increased. However, there is an advantage that the magnetic sensor surely has a stable resistance value.
[0057]
These points are the same for the GMR film 56.
[0058]
The electrodes 48, 48 and the electrodes 58, 58 are for taking out outputs, respectively, and are made of a conductive material. Specifically, Cu, Ag, Au and the like are suitable. However, a film for improving adhesion and preventing diffusion of Cr, Ti, Ni or the like is placed on these bases. The shapes of the electrodes 48, 48 and the electrodes 58, 58 are not particularly limited. However, after the elements are formed on the insulating substrate 42, wires are bonded to the adjacent electrodes 48 and 58. In order to perform this bonding smoothly, the wires from the bottom surface of the insulating substrate 42 to each electrode are formed. Preferably, the height is substantially constant.
[0059]
Therefore, as shown in FIG. 1, the length of the electrode 48 joined to the thin film yoke (A) 44a formed on the bottom side of the concave portion 42a is extended to above the flat portion 42c, and is provided for bonding. It is preferable that the height of the portion is approximately equal to the height of the electrodes 58 formed on the flat portion 42c.
[0060]
The protective film 50 and the protective film 60 are respectively exposed on the surface of the insulating substrate 42, the GMR film 46, the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 44b, and the GMR film 56 and the thin film yoke (A). 54a and the thin film yoke (B) 54b are shielded from the atmosphere to protect them.
[0061]
For the protective film 50 and the protective film 60, an insulating and non-magnetic material is used. As a material of the protective film 50 and the protective film 60, specifically, Al 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 And a photoresist hard-baked at 200 ° C. or higher is a preferred example.
[0062]
Next, a method for manufacturing the thin-film magnetic sensor chip 40 according to the present embodiment will be described. In the following description, a case will be described in which each of the corresponding elements of the first thin-film magnetic sensor 41 and the second thin-film magnetic sensor 51 is made of the same material. When the part is made of a different material, the following steps may be repeated a plurality of times as necessary. In the case where only the first thin-film magnetic sensor 41 is formed on the insulating substrate 42, a portion corresponding to the second thin-film magnetic sensor 51 may be omitted in each step described later. The same applies to the case where only the second thin-film magnetic sensor 51 is manufactured.
[0063]
2 to 5 show process diagrams of a method for manufacturing the thin-film magnetic sensor chip 40 according to the present embodiment. The method for manufacturing the thin film magnetic sensor chip 40 according to the present embodiment includes a substrate processing step, a thin film yoke (A) forming step, a GMR film forming step, a thin film yoke (B) forming step, an electrode forming step, A protective film forming step.
[0064]
First, the substrate processing step will be described. In the substrate processing step, a concave portion or a convex portion is formed on the surface of the insulating substrate 42 made of an insulating / non-magnetic material (inclined surface forming step), and at the same time, a flat portion is formed adjacent to the concave portion or the convex portion (flat portion). (Forming step). When the concave portion 42a having the first inclined surface 42b and the flat portion 42c adjacent to the concave portion 42a are formed on the surface of the insulating substrate 42, specifically, it is preferable to use the following method.
[0065]
That is, first, a transmission preventing film (not shown) for preventing light transmission is formed on the surface of the insulating substrate 42 by using Cr, Ti, or the like, and then the photoresist film 38 is removed except for a portion where the concave portion 42a is formed. It is formed (FIG. 2A). Next, Ar ion beam etching is performed while rotating the insulating substrate 42. At this time, when the irradiation conditions such as the rotation speed of the insulating substrate 42 and the irradiation angle of the Ar ion beam are optimized, the insulating substrate 42 is moved along the boundary of the photoresist film 38 as shown in FIG. It can be etched diagonally. After the etching is completed, if the remaining photoresist film 38 is removed, a concave portion 42a having a first inclined surface 42b on the side surface is obtained as shown in FIG.
[0066]
Note that in this embodiment, Ar ion beam etching is used. However, since a similar shape can be formed by using other wet etching, reactive ion etching, or the like, only Ar ion beam etching is used. However, the present invention is not limited to this.
[0067]
Next, a flat portion 42c adjacent to the concave portion 42a is formed. Specifically, first, an anti-permeation film (not shown) is formed again on the surface of the insulating substrate 42, and then a new photoresist film 38 is formed except for a region where the flat portion 42c is formed (FIG. 2 (d)). Next, when Ar ion beam etching is performed under predetermined conditions, as shown in FIG. 2E, portions not covered with the photoresist film 38 are removed flat. If the remaining photoresist film 38 is removed after the etching, a flat portion 42c having a predetermined height can be formed adjacent to the concave portion 42a as shown in FIG.
[0068]
Instead of forming the concave portion 42a by etching the surface of the insulating substrate 42, the concave portion 42a may be formed by depositing an insulating and non-magnetic material in a predetermined pattern on the surface of the insulating substrate 42. . Further, a convex portion may be formed on the surface of the insulating substrate 42 by etching the surface of the insulating substrate 42 or depositing an insulating / non-magnetic material on the surface of the insulating substrate 42.
[0069]
Next, the step of forming the thin film yoke (A) will be described. The thin film yoke (A) forming step includes a step of forming a thin film yoke (A) 44a having a surface facing the thin film yoke (B) 44b on the side surface of the concave or convex portion formed on the insulating substrate 42 and made of a soft magnetic material. And depositing a thin film yoke (A) 54a having a surface facing the thin film yoke (B) 54b and made of a soft magnetic material on the surface of the flat portion 42c formed on the insulating substrate 42 at the same time. It is. Specifically, it is preferable to use the following method for forming the thin film yoke (A).
[0070]
That is, first, a soft magnetic thin film 44d made of a soft magnetic material is deposited to a predetermined thickness on the entire surface of the insulating substrate 42 on which the concave portion 42a and the flat portion 42c are formed (FIG. 3A). Next, as shown in FIG. 3B, newly formed photoresist films 38a and 38b are respectively formed on the soft magnetic thin film 44d in portions to be the thin film yokes (A) 44a and the thin film yokes (A) 54a. .
[0071]
Next, the surface of the insulating substrate 42 is etched under predetermined conditions. At this time, if the etching conditions are optimized, as shown in FIG. 3C, the soft magnetic thin film 44d is etched at a predetermined angle along the boundary between the photoresist films 38a and 38b. After the etching is completed, the remaining photoresist films 38a and 38b are removed, and as shown in FIG. 3D, the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (A) 44a each having an opposing surface having a predetermined inclination angle at its end surface. A) 54a can be formed on the first inclined surface 42b and on the flat portion 42c, respectively.
[0072]
Next, a GMR film forming step will be described. In the GMR film forming step, the GMR film 46 having a predetermined composition is deposited on the opposing surface of the thin film yoke (A) 44a, and at the same time, the GMR film 46 having a predetermined composition is formed on the opposing surface of the thin film yoke (A) 54a. This is a step of depositing the film 56. Specifically, the formation of the GMR film 46 and the GMR film 56 is preferably performed by the following method.
[0073]
That is, first, a thin film 46a made of a material having a predetermined composition and having a giant magnetoresistance effect is deposited on the entire surface of the insulating substrate 42 to a predetermined thickness (FIG. 3E). Next, as shown in FIG. 3F, newly formed photoresist films 38a and 38b are respectively formed on the portions of the thin film 46a to be the GMR film 46 and the GMR film 56.
[0074]
Next, when the surface of the insulating substrate 42 is etched under predetermined conditions, as shown in FIG. 3G, portions of the thin film 46a that are not covered with the photoresist films 38a and 38b are removed. After the etching is completed, the remaining photoresist films 38a and 38b are removed, and as shown in FIG. 4A, the photoresist films 38a and 38b are formed on the opposite surface of the thin film yoke (A) 44a and the opposite surface of the thin film yoke (A) 54a, respectively. The obtained GMR film 46 and GMR film 56 are obtained.
[0075]
Instead of the above-described steps, a photoresist mask completely inverted from the photoresist films 38a and 38b is formed, and then, a GMR film is deposited, and the photoresist mask is dissolved, and at the same time, unnecessary GMR films are removed. May be used. If the width of the GMR film is wider than the width of the tip of the thin film yoke (B), the next step may be performed as it is. On the other hand, when the lateral width of the GMR film is smaller than the lateral width of the tip of the thin film yoke (B), a thin film made of an insulating and non-magnetic material for insulating the thin film yoke (A) and the thin film yoke (B) is used. Is formed adjacent to.
[0076]
Next, the step of forming the thin film yoke (B) will be described. The thin film yoke (B) forming step is performed so that the GMR film 46 and the thin film yoke (B) 44b are electrically connected to each other on the surface of the GMR film 46 deposited on the opposite surface of the thin film yoke (A) 44a. At the same time, a thin film yoke (B) 44b made of a soft magnetic material is deposited on the side surface of the concave or convex portion, and at the same time, the GMR film 56 and the thin film yoke (B) 54b In this step, a thin film yoke (B) 54b made of a soft magnetic material is deposited on the flat portion so as to be electrically connected to the surface of the deposited GMR film 56. Specifically, the thin film yoke (B) is preferably formed by the following method.
[0077]
That is, first, a soft magnetic thin film 44d made of a soft magnetic material is deposited on the entire surface of the insulating substrate 42 to a predetermined thickness (FIG. 4B). Next, as shown in FIG. 4C, new photoresist films 38a and 38b are formed on portions to be the thin film yoke (B) 44b and the thin film yoke (B) 54b, respectively.
[0078]
Next, the surface of the insulating substrate 42 is etched under predetermined conditions. At this time, if the etching conditions are optimized, as shown in FIG. 4D, the soft magnetic thin film 44d is etched at a predetermined angle along the boundary between the photoresist films 38a and 38b. The etching is performed until the soft magnetic thin film 44d deposited on the surfaces of the thin film yoke (A) 44a and the thin film yoke (B) 54a is completely removed. If the etching conditions are optimized when the width of the GMR film is wider than the width of the tip of the thin film yoke (B), the extra GMR protruding from the tip of the thin film yoke (B) using the thin film yoke (B) as a mask. The film can also be removed.
[0079]
After the etching is completed, the remaining photoresist films 38a and 38b are removed, and as shown in FIG. 4E, a pair of thin film yokes (A) 44a and a thin film yoke (A) 44a whose gap length is defined by the thickness of the GMR film 46 are formed. A yoke (B) 44b and a pair of thin film yokes (A) 54a and (B) 54b whose gap length is defined by the thickness of the GMR film 56 are obtained.
[0080]
Thereafter, the surface of the insulating substrate 42 is flattened to expose the end surface of the third thin film yoke (B) 44b on the surface of the insulating substrate 42. The method of planarization is not particularly limited, and various methods such as a mechanical polishing method for forming a polishing protective film on the surface of the insulating substrate 42 and mechanically polishing the polishing protective film and an etch-back method may be used. Can be.
[0081]
For example, when the surface of the third insulating substrate 42 is planarized by using the etch-back method, first, a polishing protective film 37 is formed on the surface of the insulating substrate 42 (FIG. 4F). Ar ion beam etching is performed on the surface 42 (FIG. 4G), and the remaining polishing protective film 37 may be removed (FIG. 5A). In this case, it is preferable to use a photoresist film pre-baked at 90 ° C. or lower or post-baked at 90 to 120 ° C. as the polishing protective film 37.
[0082]
When the surface of the insulating substrate 42 covered with the polishing protective film 37 is subjected to Ar ion beam etching, only the polishing protective film 37 is first etched. When the etching is continued, the convex portions of the thin film yoke (B) 44b and the thin film yoke (B) 54b are eventually exposed, and thereafter, the polishing protective film 37, the thin film yoke (B) 44b, and the thin film yoke (B) 54b are formed. Both are etched.
[0083]
Generally, the resist film on the protrusion of the thin film yoke (B) is not completely flat, and there is a difference in the etching rate between the thin film yoke and the photoresist film. It is difficult to completely remove unnecessary portions without damaging necessary portions. Therefore, as shown in FIG. 4G, the etching is temporarily stopped before the photoresist film (polishing protective film 37) runs out, and the photoresist film is removed (stripped). Until an unnecessary portion of the thin film yoke (B) is completely removed, (1) formation of a photoresist film and pre-baking or post-baking, (2) etching, and (3) removing are repeated a predetermined number of times.
[0084]
Next, an electrode forming step will be described. In the electrode forming step, the electrodes 48, 48 are formed at the ends of the thin film yokes (A) 44a and (B) 44b, respectively, and the ends of the thin film yokes (A) 44a and the thin film yokes (B) 54b are simultaneously formed. Next, a step of forming the electrodes 58, 58, respectively. Specifically, the electrodes 48, 48 and the electrodes 58, 58 are preferably formed by the following method.
[0085]
That is, first, a photoresist film 38 is newly formed except for the regions where the electrodes 48 and 48 and the electrodes 58 and 58 are to be formed (FIG. 5B). Next, a thin film 48a made of a conductive material having a predetermined thickness is deposited on the photoresist film 38 (FIG. 5C). Further, if the photoresist film 38 is removed, as shown in FIG. 5D, the thin film yokes (A) 44a and (B) 44b, and the thin film yokes (A) 54a and (B) 54b , Electrodes 48, 48 and electrodes 58, 58 can be formed respectively.
[0086]
Next, a protective film forming step will be described. In the protective film forming step, a protective film 50 for protecting the thin film yoke (A) 44a, the thin film yoke (B) 44b, and the GMR film 46 is formed on the surface of the insulating substrate 42, and at the same time, the thin film yoke (A) 54a, This is a step of forming a protective film 60 for protecting the thin film yoke (B) 54b and the GMR film 56. Specifically, it is preferable to use the following method for forming the protective films 50 and 60.
[0087]
That is, first, a photoresist film 38 is newly formed except for a region where the protective films 50 and 60 are to be formed. At this time, it is preferable to form the photoresist film 38 so that the electrodes 48 and 48 and a part of the electrodes 58 and 58 are covered with the protective film. Next, a thin film 50a having a predetermined thickness and made of an insulating and non-magnetic material is deposited thereon (FIG. 5E). After that, if the photoresist film 38 is removed, as shown in FIG. 5F, a thin-film magnetic sensor chip 40 according to the present embodiment is obtained.
[0088]
Next, the operation of the thin-film magnetic sensor chip 40 according to the present embodiment will be described. Since the thin film yokes (A) 44a and the thin film yokes (B) 44b are formed on the first inclined surface 42b of the concave portion 42a formed in the insulating substrate 42, the magnetization is almost the same as that of the first inclined surface 42b. It is fixed in a parallel plane. Moreover, the first thin-film magnetic sensor 41 is formed on the first inclined surface 42b so that its magnetic sensing axis is not parallel to the surface of the insulating substrate 42. Can be detected.
[0089]
On the other hand, since the thin film yoke (A) 54a and the thin film yoke (B) 54b are formed on the flat portion 42c formed adjacent to the concave portion 42a, the magnetization thereof is substantially parallel to the flat portion 42c. Is fixed inside. Moreover, the second thin-film magnetic sensor 51 is formed on the flat portion 42c so that its magnetic sensing axis is not perpendicular to the surface of the insulating substrate 42. Components can be detected.
[0090]
Therefore, according to the thin-film magnetic sensor chip 40 according to the present embodiment, an external magnetic field that changes in the z direction, the x direction, or the y direction can be reliably detected. Since the first thin-film magnetic sensor 41 and the second thin-film magnetic sensor 51 each have a structure in which a thin-film yoke made of a soft magnetic material is arranged at both ends of the GMR film, the magnetic field sensitivity is high and the relative sensitivity is relatively high. Even a weak external magnetic field can be reliably detected.
[0091]
Since the gap length of each of the first thin-film magnetic sensor 41 and the second thin-film magnetic sensor 51 is substantially equal to the thickness of the GMR film, the magnetic flux dispersed from the thin-film yoke to the space is minimized. Can be suppressed. Therefore, higher magnetic field sensitivity can be obtained as compared with a conventional thin film magnetic sensor in which a GMR film is deposited in a narrow gap sandwiched between thin film yokes.
[0092]
According to the method of depositing one thin film yoke of a pair of thin film yokes first, depositing a GMR film on the opposing surface thereof, and further depositing the other thin film yoke, the gap length of the GMR film is reduced. A thin film magnetic sensor having a thickness substantially equal to that of the thin film magnetic sensor can be easily manufactured. In addition, since each thin film yoke is in surface contact with the GMR film on the surface of the GMR film, the electrical contact state between the two is stabilized, and the thin film magnetic sensor chip having stable electrical and magnetic characteristics is required to be highly expensive. It can be manufactured at a yield.
[0093]
Further, a thin film magnetic sensor (first thin film magnetic sensor 41) for detecting the z direction and a thin film magnetic sensor (second thin film magnetic sensor 51) for detecting the x direction and / or the y direction are formed on the same insulating substrate. ) Can be formed simultaneously. Therefore, when these are connected in series and the midpoint potential is detected, for example, when detecting the z-direction magnetic field, the second thin-film magnetic sensor 51 operates as a reference resistance.
[0094]
Next, a thin-film magnetic sensor chip according to a second embodiment of the present invention will be described. 6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view taken along line AA 'of the thin-film magnetic sensor chip 70 according to the present embodiment, respectively. 7, the thin-film magnetic sensor chip 70 includes a first thin-film magnetic sensor 71 and a second thin-film magnetic sensor 51.
[0095]
The first thin-film magnetic sensor 71 is for detecting a magnetic field component in a direction perpendicular to the surface of the insulating substrate 72 (z direction), and a pair of thin-film yokes facing the insulating substrate 72 via the gap 74c. (A) 74a and the thin film yoke (B) 74b, and the GMR film 76 formed between the gap 74c so as to be electrically connected to the pair of thin film yokes (A) 74a and the thin film yoke (B) 74b. Have.
[0096]
The electrodes 78, 78 are joined to the ends of the thin film yoke (A) 74a and the thin film yoke (B) 74b. Further, the surfaces of the thin film yoke (A) 74a, the thin film yoke (B) 74b, and the GMR film 76 are covered with a protective film 80.
[0097]
On the surface of the insulating substrate 72, a concave portion 72a is formed. In this embodiment, the side surface of the concave portion 72a is continuous with the second inclined surface 72b and the second inclined surface 72b inclined at an angle of 90 ° or less with respect to the surface of the insulating substrate 72. And a third inclined surface 72d continuous with the second horizontal surface 72c and inclined at an angle of 90 ° or less with respect to the surface of the insulating substrate 72. . The first thin-film magnetic sensor 71 is formed on the second inclined surface 72b, the second horizontal surface 72c, and the third inclined surface 72d such that its magnetic sensing axis is not parallel to the surface of the third insulating substrate 72. I have.
[0098]
Although the inclination angles of the second inclined surface 72b and the third inclined surface 72d are not particularly limited, the external magnetic field in the vertical direction (z direction) with respect to the surface of the insulating substrate 72 by the first thin film magnetic sensor 71. In order to efficiently detect the inclination angle, it is preferable that the inclination angles of the second inclined surface 72b and the third inclined surface 72d are each closer to 90 °. The first thin-film magnetic sensor 71 is preferably formed on the second inclined surface 72b, the second horizontal surface 72c, and the third inclined surface 72d so that the z-direction component of the magnetic sensing axis is maximized.
[0099]
In the present embodiment, the thin film yoke (A) 74a is formed from substantially the center of the second horizontal surface 72c to the second inclined surface 72b on the bottom side of the concave portion 72a. Further, the thin film yoke (B) 74b is formed from substantially the center of the second horizontal surface 72c to the third inclined surface 72d on the surface side of the insulating substrate 72. Further, a gap 74c where the thin film yoke (A) 74a and the thin film yoke (B) 74b face each other is formed substantially at the center of the second horizontal plane 72c.
[0100]
The shapes of the thin film yoke (A) 74a and the thin film yoke (B) 74b are not particularly limited, but in order for the first thin film magnetic sensor 71 to efficiently detect an external magnetic field in the z direction, the thin film yoke ( A) It is preferable that the portion formed on the second inclined surface 72b is longer than the length of the portion formed on the second horizontal surface 72c. Similarly, in the thin film yoke (B) 74b, it is preferable that a portion formed on the third inclined surface 72d is longer than a portion formed on the second horizontal surface 72c.
[0101]
If the length of the portion formed on the second inclined surface 72b or the third inclined surface 72c is made longer than the length of the portion formed on the second horizontal surface 72c, the second inclined surface 72b or the third inclined surface 72d is formed. Since the diamagnetic field in the direction can be reduced, the electrode-side ends of the thin film yokes (A) 74a and the thin film yokes (B) 74b can effectively function as the inflow / outflow ends of the external magnetic field. In other words, the magnetic sensing axis of the first thin-film magnetic sensor 71 can be made substantially parallel to the second inclined surface 72b or the third inclined surface 72d.
[0102]
Note that the other points related to the first thin-film magnetic sensor 71 are the same as those of the first thin-film magnetic sensor 41 included in the thin-film magnetic sensor chip 40 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0103]
The second thin-film magnetic sensor 51 is for detecting a magnetic field component in a direction parallel to the surface of the insulating substrate 72 (x-direction or y-direction), and at the same time, has a reference resistance of the first thin-film magnetic sensor 71. And formed on the flat portion 72e adjacent to the concave portion 72a formed on the surface of the insulating substrate 72. Since the second thin-film magnetic sensor 51 is the same as the second thin-film magnetic sensor 51 constituting the thin-film magnetic sensor chip 40 according to the first embodiment, the description is omitted.
[0104]
Next, a method of manufacturing the thin-film magnetic sensor chip 70 according to the present embodiment will be described. In the following description, a case will be described in which the corresponding elements of the first thin-film magnetic sensor 71 and the second thin-film magnetic sensor 51 are all made of the same material. When the part is made of a different material, the following steps may be repeated a plurality of times as necessary. In the case where only the first thin-film magnetic sensor 71 is formed on the insulating substrate 72, a portion corresponding to the second thin-film magnetic sensor 51 may be omitted in each step described later. The same applies to the case where only the second thin-film magnetic sensor 51 is manufactured.
[0105]
7 to 10 show process diagrams of a method for manufacturing the thin-film magnetic sensor chip 70 according to the present embodiment. The method for manufacturing the thin film magnetic sensor chip 70 according to the present embodiment includes a substrate processing step, a thin film yoke (A) forming step, a GMR film forming step, a thin film yoke (B) forming step, an electrode forming step, A protective film forming step.
[0106]
First, the substrate processing step will be described. In the substrate processing step, a concave portion or a convex portion is formed on the surface of the insulating substrate 72 made of an insulating / non-magnetic material (inclined surface forming step), and at the same time, a flat portion is formed adjacent to the concave portion or the convex portion (flat portion). (Forming step). When the concave portion 72a having the second inclined surface 72b, the second horizontal surface 72c, and the third inclined surface 72d and the flat portion 72e adjacent thereto are formed on the surface of the insulating substrate 72, specifically, It is preferable to use a suitable method.
[0107]
That is, first, after forming a transmission preventing film (not shown) on the surface of the insulating substrate 72, the photoresist film 38 is formed except for the portions where the concave portions 72a and the flat portions 72e are formed (FIG. 7A). ). Next, Ar ion beam etching is performed while rotating the insulating substrate 72. At this time, when the irradiation conditions such as the rotation speed of the insulating substrate 72 and the irradiation angle of the Ar ion beam are optimized, the insulating substrate 72 is moved along the boundary of the photoresist film 38 as shown in FIG. Etching can be performed diagonally and at a constant depth. After the etching, if the remaining photoresist film 38 is removed, a third inclined surface 72d and a flat etching region continuous with the third inclined surface 72d are obtained as shown in FIG. 7C.
[0108]
Next, after an anti-transmission film (not shown) is formed again on the surface of the insulating substrate 72, a photoresist film 38 is newly formed except for a region for forming the second inclined surface 72b (FIG. 7). (D)). Next, when the surface of the insulating substrate 72 is etched under predetermined conditions, the insulating substrate 72 is obliquely etched along the boundary of the photoresist film 38 as shown in FIG. After completion of the etching, if the photoresist film 38 is removed, as shown in FIG. 8A, a concave portion having a second inclined surface 72b, a second horizontal surface 72c, and a third inclined surface 72d is formed on the surface of the insulating substrate 72. 72a and a flat portion 72e adjacent thereto can be formed.
[0109]
Instead of forming the concave portion 72a by etching the surface of the insulating substrate 72, the concave portion 72a may be formed by depositing an insulating and non-magnetic material in a predetermined pattern on the surface of the insulating substrate 72. A point that a convex portion may be formed on the surface of the insulating substrate 72 by etching the surface of the insulating substrate 72 or by depositing an insulating / non-magnetic material on the surface of the insulating substrate 72; The point that wet etching, reactive ion etching, or the like may be used is the same as in the first embodiment.
[0110]
Next, the step of forming the thin film yoke (A) will be described. The thin-film yoke (A) forming step includes a step of forming a thin-film yoke (A) 74a having a surface facing the thin-film yoke (B) 74b on the side surface of the concave or convex portion formed on the insulating substrate 72 and made of a soft magnetic material. And depositing a thin-film yoke (A) 54a having a surface facing the thin-film yoke (B) 54b and made of a soft magnetic material on the surface of the flat portion 72e formed on the insulating substrate 72 at the same time. It is. Specifically, it is preferable to use the following method for forming the thin film yoke (A).
[0111]
That is, first, a soft magnetic thin film 74d made of a soft magnetic material is deposited to a predetermined thickness on the entire surface of the insulating substrate 72 on which the concave portions 72a and the flat portions 72e are formed (FIG. 8B). Next, as shown in FIG. 8C, newly formed photoresist films 38a and 38b are respectively formed on the soft magnetic thin film 74d at portions to be the thin film yokes (A) 74a and the thin film yokes (A) 54a. .
[0112]
Next, when the surface of the insulating substrate 72 is etched under predetermined conditions, as shown in FIG. 8D, the soft magnetic thin film 74d is etched at a predetermined angle along the boundary between the photoresist films 38a and 38b. Is done. After the etching is completed, the remaining photoresist films 38a and 38b are removed, and as shown in FIG. 8E, the thin film yoke (A) 74a and the thin film yoke (A) 74a each having an opposing surface having a predetermined inclination angle at its end surface. A) 54a can be formed from substantially the center of the second horizontal surface 72c to the second inclined surface 72b, and on the flat portion 72e.
[0113]
Next, a GMR film forming step will be described. In the GMR film forming step, the GMR film 76 having a predetermined composition is deposited on the facing surface of the thin film yoke (A) 74a, and at the same time, the GMR film having the predetermined composition is deposited on the facing surface of the thin film yoke (A) 54a. This is a step of depositing the film 56. Specifically, the formation of the GMR film 46 and the GMR film 56 is preferably performed by the following method.
[0114]
That is, first, a thin film 76a made of a material having a predetermined composition and having a giant magnetoresistance effect is deposited on the entire surface of the insulating substrate 72 to a predetermined thickness (FIG. 8F). Next, as shown in FIG. 9A, new photoresist films 38a and 38b are respectively formed on portions of the thin film 76a to be the GMR film 76 and the GMR film 56.
[0115]
Next, when the surface of the insulating substrate 72 is etched under predetermined conditions, as shown in FIG. 9B, portions of the thin film 76a that are not covered by the photoresist films 38a and 38b are removed. After the etching is completed, the remaining photoresist films 38a and 38b are removed, and as shown in FIG. 9C, the photoresist films 38a and 38b are formed on the opposite surface of the thin film yoke (A) 74a and the opposite surface of the thin film yoke (A) 54a, respectively. The obtained GMR film 76 and GMR film 56 are obtained. Note that, in forming the GMR film, the lift-off method may be used, and the width of the GMR film may be larger or smaller than the width of the tip of the thin film yoke (B). This is the same as the embodiment.
[0116]
Next, the step of forming the thin film yoke (B) will be described. The thin film yoke (B) forming step is performed so that the GMR film 76 and the thin film yoke (B) 74b are electrically connected to each other on the surface of the GMR film 76 deposited on the opposite surface of the thin film yoke (A) 74a. At the same time, a thin film yoke (B) 74b made of a soft magnetic material is deposited on the side surface of the concave portion or the convex portion, and at the same time, the GMR film 56 and the thin film yoke (B) 54b are placed on the opposite surface of the thin film yoke (A) 54a. In this step, a thin film yoke (B) 54b made of a soft magnetic material is deposited on the flat portion 72e so as to be electrically connected to the surface of the deposited GMR film 56. Specifically, the thin film yoke (B) is preferably formed by the following method.
[0117]
That is, first, a soft magnetic thin film 74d made of a soft magnetic material is deposited on the entire surface of the insulating substrate 72 to a predetermined thickness (FIG. 9D). Next, as shown in FIG. 9E, new photoresist films 38a and 38b are formed on portions to be the thin film yoke (B) 74b and the thin film yoke (B) 54b, respectively.
[0118]
Next, the surface of the insulating substrate 72 is etched under predetermined conditions until the soft magnetic thin film 74d deposited on the surfaces of the thin film yoke (A) 74a and the thin film yoke (A) 54a is completely removed. As shown in (f), the soft magnetic thin film 74d is etched at a predetermined angle along the boundary between the photoresist films 38a and 38b. If the etching conditions are optimized when the width of the GMR film is wider than the width of the tip of the thin film yoke (B), the extra GMR protruding from the tip of the thin film yoke (B) using the thin film yoke (B) as a mask. The film can also be removed.
[0119]
After the etching is completed, the remaining photoresist films 38a and 38b are removed, and as shown in FIG. 10A, a pair of thin film yokes (A) 74a and a thin film whose gap length is defined by the thickness of the GMR film 76 are formed. The yoke (B) 74b and a pair of thin film yokes (A) 54a and (B) 54b whose gap length is defined by the thickness of the GMR film 56 are obtained.
[0120]
Thereafter, the surface of the insulating substrate 72 is flattened to expose the end surface of the thin film yoke (B) 74b to the surface of the insulating substrate 72. The method of planarization is not particularly limited, and various methods such as the above-described mechanical polishing method and etch-back method can be used.
[0121]
For example, when the surface of the insulating substrate 72 is planarized by using the etch-back method, first, a polishing protective film 37 is formed on the surface of the insulating substrate 72 (FIG. 10B), and then the surface of the insulating substrate 72 is formed. Then, Ar ion beam etching may be performed (FIG. 10C), and the remaining polishing protective film 37 may be removed (FIG. 10D). In this case, it is preferable to use a photoresist film pre-baked at 90 ° C. or lower or post-baked at 90 to 120 ° C. as the polishing protective film 37.
[0122]
When ion beam etching is performed on the surface of the insulating substrate 72 covered with the polishing protective film 37, only the polishing protective film 37 is first etched. When the etching is continued, the convex portions of the thin film yoke (B) 74b and the thin film yoke 54b are eventually exposed, and thereafter, both the polishing protective film 37 and the thin film yoke (B) 74b and the thin film yoke 54b are simultaneously etched. .
[0123]
Generally, the protrusion on the thin film yoke (B) cannot be completely flattened by the photoresist film, and there is a difference in the etching rate between the thin film yoke and the photoresist film. It is difficult to completely flatten the surface. In such a case, the etching is stopped before the polishing protective film 37 completely disappears, and after the polishing protective film 37 is once removed (stripped), (1) formation of the polishing protective film 37, (2) It is preferable to repeat etching and (3) removing a plurality of times.
[0124]
After flattening the surface of the insulating substrate 72, electrodes 78, 78 are formed at the ends of the thin film yoke (A) 74a and the thin film yoke (B) 74b, respectively, according to the same procedure as in the first embodiment. Electrodes 58, 58 are formed at the ends of the thin film yoke (A) 54a and the thin film yoke (B) 54b (electrode forming step). Further, a protective film 80 is formed on the surface of the thin film yoke (A) 74a, the thin film yoke (B) 74b, and the GMR film 76, and is protected on the surface of the thin film yoke (A) 54a, the thin film yoke (B) 54b, and the GMR film 56. By forming the film 60 (protective film forming step), the thin-film magnetic sensor chip 70 according to the present embodiment is obtained.
[0125]
Next, the operation of the thin-film magnetic sensor chip 70 according to the present embodiment will be described. The thin-film magnetic sensor chip 70 according to the present embodiment includes a first thin-film magnetic sensor 71 formed on a side surface of a concave portion 72a of an insulating substrate 72, and a second thin-film magnetic sensor 51 formed on a flat portion 72e. Therefore, an external magnetic field that changes in the z direction and the x direction or the y direction can be reliably detected.
[0126]
Each of the first thin-film magnetic sensor 71 and the second thin-film magnetic sensor 51 has a structure in which a thin-film yoke made of a soft magnetic material is disposed at both ends of a GMR film. Since the thickness is substantially equal to the film thickness, the magnetic field sensitivity is high, and even a relatively weak external magnetic field can be reliably detected. Further, since the GMR film is in surface contact with the pair of thin film yokes on the film surface, stable electric and magnetic characteristics can be obtained.
[0127]
Further, in the present embodiment, since the gap 74c is formed on the second horizontal plane 72c, the manufacture of the first thin-film magnetic sensor 71 for detecting the magnetic field in the z direction is facilitated. Further, in the manufacturing method according to the present invention, one of the thin film yokes (A), the GMR film, and the other thin film yoke (B) are formed in this order, so that such high magnetic field sensitivity and stable magnetic characteristics are obtained. Can be manufactured at low cost and with good reproducibility.
[0128]
Further, if the first thin-film magnetic sensor 71 and the second thin-film magnetic sensor 51 are connected in series, one of them functions as a reference resistance of the other, so that even when used in an environment where a large temperature change occurs, A magnetic field component in the z direction, or the x direction or the y direction can be detected with high accuracy.
[0129]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0130]
【The invention's effect】
In the thin film magnetic sensor according to the present invention, the thin film yoke (A), the thin film yoke (B) and the GMR film are formed on the surface of the insulating substrate so that at least one of its magnetic sensitive axes is not parallel to the surface of the insulating substrate. Therefore, there is an effect that a component (in the z direction) perpendicular to the surface of the insulating substrate in the external magnetic field can be detected with high sensitivity.
[0131]
In the method of manufacturing a thin film magnetic sensor according to the present invention, a concave portion is formed on a surface of an insulating substrate, and a thin film yoke (A), a GMR film, and a thin film yoke (B) are formed in this order on side surfaces of the concave portion. Therefore, there is an effect that a thin-film magnetic sensor that can detect the z-direction component of the external magnetic field with high sensitivity and exhibits stable magnetic characteristics can be manufactured at low cost and with good reproducibility.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a plan view and a sectional view taken along line AA ′ of a thin-film magnetic sensor chip according to a first embodiment of the present invention, respectively.
FIG. 2 is a process chart showing a method for manufacturing a thin-film magnetic sensor chip in FIG.
FIG. 3 is a continuation of the process chart shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a continuation of the process chart shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a continuation of the process chart shown in FIG. 4;
FIGS. 6A and 6B are a plan view of a thin-film magnetic sensor chip according to a second embodiment of the present invention and a sectional view taken along line AA ′, respectively.
FIG. 7 is a process chart showing a method of manufacturing the thin-film magnetic sensor chip shown in FIG.
FIG. 8 is a continuation of the process chart shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a continuation of the process chart shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a continuation of the process chart shown in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
40 Thin-film magnetic sensor chip
41 1st thin film magnetic sensor
42 Insulating substrate
42a recess
42b 1st slope
44a Thin film yoke (A)
44b Thin film yoke (B)
46 GMR film
51 2nd thin film magnetic sensor
54a Thin film yoke (A)
54b Thin film yoke (B)
56 GMR film
70 Thin-film magnetic sensor chip
71 First thin film magnetic sensor
72 Insulating substrate
72a recess
72b 2nd slope
72c Second horizontal plane
72d 3rd slope

Claims (8)

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薄膜ヨーク（Ａ）及び薄膜ヨーク（Ｂ）と、
該一対の薄膜ヨーク（Ａ）及び薄膜ヨーク（Ｂ）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、
前記薄膜ヨーク（Ａ）及び薄膜ヨーク（Ｂ）、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、
前記薄膜ヨーク（Ａ）及び前記薄膜ヨーク（Ｂ）は、その感磁軸の少なくとも１つが前記絶縁基板の表面に対して平行にならないように、前記絶縁基板上に形成されている薄膜磁気センサ。A pair of thin film yokes (A) and (B) made of a soft magnetic material and opposed to each other via a gap;
A GMR film formed between the gaps so as to be electrically connected to the pair of thin film yokes (A) and the thin film yokes (B) and having a higher electrical resistivity than the soft magnetic material;
A thin-film magnetic sensor comprising: the thin-film yoke (A) and the thin-film yoke (B); and an insulating substrate made of an insulating and non-magnetic material for supporting the GMR film.
The thin film magnetic sensor is formed on the insulating substrate such that the thin film yoke (A) and the thin film yoke (B) do not have at least one of their magnetic sensitive axes parallel to the surface of the insulating substrate. 前記絶縁基板は、その表面に、該絶縁基板の表面に対して９０°以下の角度で傾斜している第１傾斜面を備えた凹部又は凸部を有し、
前記薄膜ヨーク（Ａ）及び前記薄膜ヨーク（Ｂ）は、前記第１傾斜面上に形成され、
前記ギャップは、前記第１傾斜面のほぼ中央部に形成されている請求項１に記載の薄膜磁気センサ。The insulating substrate has, on its surface, a concave portion or a convex portion having a first inclined surface inclined at an angle of 90 ° or less with respect to the surface of the insulating substrate,
The thin film yoke (A) and the thin film yoke (B) are formed on the first inclined surface,
2. The thin film magnetic sensor according to claim 1, wherein the gap is formed substantially at a center of the first inclined surface. 前記絶縁基板は、その表面に、該絶縁基板の表面に対して９０°以下の角度で傾斜している第２傾斜面と、該第２傾斜面と連続し、かつ前記絶縁基板の表面に対して平行な第２水平面と、該第２水平面と連続し、かつ前記絶縁基板の表面に対して９０°以下の角度で傾斜している第３傾斜面とを備えた凹部又は凸部を有し、
前記薄膜ヨーク（Ａ）は、前記第２傾斜面及び前記第２水平面上に形成され、
前記薄膜ヨーク（Ｂ）は、前記第２水平面及び前記第３傾斜面上に形成され、
前記ギャップは、前記第２水平面上に形成されている請求項１に記載の薄膜磁気センサ。The insulating substrate has, on its surface, a second inclined surface inclined at an angle of 90 ° or less with respect to the surface of the insulating substrate, and continuous with the second inclined surface, and with respect to the surface of the insulating substrate. A concave or convex portion having a second horizontal plane parallel to the second horizontal plane and a third inclined surface continuous with the second horizontal plane and inclined at an angle of 90 ° or less with respect to the surface of the insulating substrate. ,
The thin film yoke (A) is formed on the second inclined surface and the second horizontal plane,
The thin film yoke (B) is formed on the second horizontal plane and the third inclined plane,
The thin film magnetic sensor according to claim 1, wherein the gap is formed on the second horizontal plane. 前記薄膜ヨーク（Ａ）は、前記第２水平面上に形成された部分の長さより前記第２傾斜面上に形成された部分の長さの方が長いものからなり、
前記薄膜ヨーク（Ｂ）は、前記第２水平面上に形成された部分の長さより前記第３傾斜面上に形成された部分の方が長いものからなる請求項３に記載の薄膜磁気センサ。The thin film yoke (A) has a portion formed on the second inclined surface longer than a portion formed on the second horizontal plane,
4. The thin-film magnetic sensor according to claim 3, wherein the thin-film yoke (B) has a portion formed on the third inclined surface longer than a portion formed on the second horizontal plane. 前記薄膜ヨーク（Ａ）及び前記薄膜ヨーク（Ｂ）は、外部磁界の流入・流出端の断面積（Ｓｒ）に対する前記ギャップ側の断面積（Ｓｆ）の比（Ｓｆ／Ｓｒ）が１以下である請求項１から４までのいずれかに記載の薄膜磁気センサ。The thin film yoke (A) and the thin film yoke (B) have a ratio (S f / S r ) of a cross-sectional area (S f ) on the gap side to a cross-sectional area (S r ) of an inflow / outflow end of an external magnetic field. 5. The thin-film magnetic sensor according to claim 1, wherein the thickness is 1 or less. 絶縁性・非磁性材料からなる絶縁基板表面に凹部又は凸部を形成する傾斜面形成工程と、
前記凹部又は凸部の側面に、薄膜ヨーク（Ｂ）との対向面を有し、かつ軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ａ）を堆積させる薄膜ヨーク（Ａ）形成工程と、
前記薄膜ヨーク（Ａ）の前記対向面と電気的に接続するように、前記軟磁性材料より高い電気比抵抗を有するＧＭＲ膜を前記対向面上に堆積させるＧＭＲ膜形成工程と、
前記ＧＭＲ膜と前記薄膜ヨーク（Ｂ）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、前記凹部又は凸部の側面に前記軟磁性材料からなる薄膜ヨーク（Ｂ）を堆積させる薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程とを備えた薄膜磁気センサの製造方法。An inclined surface forming step of forming a concave portion or a convex portion on an insulating substrate surface made of an insulating and non-magnetic material,
Forming a thin-film yoke (A) having a surface facing the thin-film yoke (B) on the side surface of the concave or convex portion and depositing a thin-film yoke (A) made of a soft magnetic material;
Forming a GMR film having a higher electric resistivity than the soft magnetic material on the facing surface so as to be electrically connected to the facing surface of the thin film yoke (A);
The side surface of the concave portion or the convex portion is formed of the soft magnetic material so that the GMR film and the thin film yoke (B) are electrically connected to each other on the surface of the GMR film deposited on the facing surface. A thin-film yoke (B) forming step of depositing the thin-film yoke (B). 前記傾斜面形成工程は、その側面に、前記絶縁基板の表面に対して９０°以下の角度で傾斜している第１傾斜面を備えた前記凹部又は凸部を形成するものであり、
前記薄膜ヨーク（Ａ）形成工程は、前記第１傾斜面上に前記薄膜ヨーク（Ａ）を形成するものであり、
前記薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程は、前記第１傾斜面上に前記薄膜ヨーク（Ｂ）を形成するものである請求項６に記載の薄膜磁気センサの製造方法。The inclined surface forming step is to form, on a side surface thereof, the concave or convex portion having a first inclined surface inclined at an angle of 90 ° or less with respect to the surface of the insulating substrate,
The step of forming the thin film yoke (A) includes forming the thin film yoke (A) on the first inclined surface,
7. The method according to claim 6, wherein the step of forming the thin film yoke (B) includes forming the thin film yoke (B) on the first inclined surface. 前記傾斜面形成工程は、その側面に、前記絶縁基板の表面に対して９０°以下の角度で傾斜している第２傾斜面と、該第２傾斜面と連続し、かつ前記絶縁基板の表面に対して平行な第２水平面と、該第２水平面と連続し、かつ前記絶縁基板の表面に対して９０°以下の角度で傾斜している第３傾斜面とを備えた前記凹部又は凸部を形成するものであり、
前記薄膜ヨーク（Ａ）形成工程は、前記第２傾斜面及び前記第２水平面上に前記薄膜ヨーク（Ａ）を形成するものであり、
前記薄膜ヨーク（Ｂ）形成工程は、前記第２水平面及び前記第３傾斜面上に前記薄膜ヨーク（Ｂ）を形成するものである請求項６に記載の薄膜磁気センサの製造方法。The inclined surface forming step includes, on a side surface thereof, a second inclined surface inclined at an angle of 90 ° or less with respect to the surface of the insulating substrate, and a continuous surface with the second inclined surface and a surface of the insulating substrate. The concave portion or the convex portion, comprising: a second horizontal plane parallel to the second plane; and a third inclined surface continuous with the second horizontal plane and inclined at an angle of 90 ° or less with respect to the surface of the insulating substrate. To form
The thin film yoke (A) forming step includes forming the thin film yoke (A) on the second inclined surface and the second horizontal plane.
7. The method according to claim 6, wherein the step of forming the thin film yoke (B) includes forming the thin film yoke (B) on the second horizontal plane and the third inclined plane.
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