JP2016072554A - 磁気センサ及び磁気センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ピンド層の磁化の方位を固定する工程における負担を軽減可能な磁気センサ及び磁気センサの製造方法を提供する。【解決手段】磁気センサの製造方法は、基板１Ｗの平坦面上に並べて配される複数の区画ごとに設けられた傾斜面上に、少なくともピンド層を含んで磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、・・・、Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、・・・をなす多層膜を成膜する成膜ステップと、複数の上記区画の各々に対し、基板１Ｗの平坦面に直交する成分を有する外部磁場を印加して、当該直交する成分に基づいて上記ピンド層の磁化の方位を固定する着磁ステップと、を有し、当該着磁ステップにおいて、一の方位に並べて配される複数の上記区画の各々に対して、当該一の方位に延在する棒磁石を用いて前記外部磁場を印加する。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサ及び磁気センサの製造方法に関する。

従来、磁気センサに使用される素子として、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子）が知られている。いわゆるスピンバルブ型の磁気抵抗効果素子は、磁化が所定の方位に固定（ピン）されたピンド層と、磁化の方位が外部磁場に応じて変化するフリー層とを備え、ピンド層の磁化の方位と、フリー層の磁化の方位との相対的関係に応じて抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気的に検知することで、外部磁場（磁界）の強度を把握することができる。

また、このような磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサの製造方法として、所定の面に永久磁石をマトリクス状に配列させたマグネットアレイを半導体ウェハ（基板）に重ね合わせながら熱処理を行う規則化熱処理工程が知られている（例えば、特許文献１）。半導体ウェハにマグネットアレイを重ねることで、当該半導体ウェハの平坦面におけるマトリクス状の区画（即ち、磁気センサ）ごとに、当該平坦面に対し水平な方位に規則性を有する外部磁場を印加することができる。これにより、磁気センサを構成する複数の磁気抵抗効果素子ごとに、上記外部磁場の水平方向成分に基づき、ピンド層の磁化の方位を所望する方位に固定することができる。

特開２００７−２１２２７５号公報

上述のように、磁気抵抗効果素子のピンド層の磁化の方位を固定する工程においては、半導体ウェハの平坦面においてマトリクス状に配される区画（磁気センサ）の各々と対応するように微小な永久磁石を周期配列させる必要があるため、このような永久磁石の配列を精度よく実現するマグネットアレイの作製が負担となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ピンド層の磁化の方位を固定する工程における負担を軽減可能な磁気センサ及び磁気センサの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、基板の平坦面上に並べて配される複数の区画ごとに設けられた傾斜面上に、少なくともピンド層を含んで磁気抵抗効果素子をなす多層膜を成膜する成膜ステップと、複数の前記区画の各々に対し、前記基板の平坦面に直交する成分を有する外部磁場を印加して、当該直交する成分に基づいて前記ピンド層の磁化の方位を固定する着磁ステップと、を有し、前記着磁ステップにおいて、一の方位に並べて配される複数の前記区画の各々に対して、当該一の方位に延在する棒磁石を用いて前記外部磁場を印加することを特徴とする磁気センサの製造方法である。
このようにすることで、外部磁場を所望する方位へ精度よく印加するために磁石を小型化しなければならない水平成分ではなく、当該磁石を小型化しなくとも外部磁場を所望する方位へ精度よく印加することができる垂直成分をもってピンド層の磁化の方位を固定することができる。よって、当該磁石を小型化しなくともピンド層の磁化の方位を所望する方位に精度よく固定することができる。また、一の方位に並べて配される複数の区画の各々に対して、当該一の方位に延在する棒磁石を用いてまとめて外部磁場を印加することで、微小な磁石を複数の区画ごとに対応するように配する必要がないため、着磁ステップにおける負担を軽減することができる。

また、本発明の一態様は、上述の磁気センサの製造方法の前記着磁ステップにおいて、前記区画に含まれる所定の第１領域において前記平坦面に直交する一の方位の成分を有する外部磁場を印加し、当該区画に含まれる所定の領域であって前記第１領域とは異なる第２領域において、前記平坦面に直交する方位であって前記一の方位とは逆向きの成分を有する外部磁場を印加することを特徴とする。
このようにすることで、一の区画において、磁化の方位が互いに逆向きのピンド層を形成できる。したがって、磁化の方位が互いに逆向きのピンド層を有する磁気抵抗効果素子を組み合わせてブリッジ回路を構成することで、小型で、かつ、検出精度の高い磁気センサを作製することができる。

また、本発明の一態様は、上述の磁気センサの製造方法の前記着磁ステップにおいて、前記棒磁石であって前記第１領域に対して一の極性面を対向させる第１磁石と、前記棒磁石であって前記第２領域に対して他の極性面を対向させる第２磁石と、を同一平面上に配列して前記外部磁場を印加することを特徴とする。
このようにすることで、第１磁石及び第２磁石が各区画に整合するように同一平面上に配列してなる治具（マグネットアレイ）を基板に重ねるのみで、平坦面に直交する成分を有する外部磁場を印加することができる。したがって、一の区画において、磁化の方位が互いに逆向きのピンド層を形成する場合における着磁ステップの作業負担を軽減することができる。

また、本発明の一態様は、上述の磁気センサの製造方法の前記着磁ステップにおいて、１つの前記第１磁石が、矩形状の前記区画の一の辺を共有して隣接する前記第１領域の各々に対向するように配されるとともに、１つの前記第２磁石が、前記区画のうち前記一の辺の反対側の他の辺を共有して隣接する前記第２領域の各々に対向するように配されることを特徴とする。
このようにすることで、単一の棒磁石が、一の辺を共有して隣接する２つの区画のそれぞれに外部磁場を印加することができるので、一定の磁石のサイズ及び配列ピッチに対し、区画のサイズを効率的に縮小化することができる。

また、本発明の一態様は、上述の磁気センサの製造方法の前記着磁ステップにおいて、前記第１磁石及び前記第２磁石のそれぞれと、前記基板の平坦面を挟むように磁性体を配することを特徴とする。
このようにすることで、外部磁場の各方向成分のうち、平坦面に直交する成分が他の方向成分に対して強まるので、当該直交する成分に基づいて固定されるピンド層の磁化の方位の精度を高めることができる。

また、本発明の一態様は、上述の磁気センサの製造方法の前記成膜ステップにおいて、前記ピンド層が、前記平坦面の面内方向における第１方位に沿って当該平坦面と接するように設けられた第１傾斜面と、前記第１方位と異なる第２方位に沿って当該平坦面と接するように設けられた第２傾斜面と、の両方に成膜されていることを特徴とする。
このようにすることで、作製される磁気センサにおいて、平坦面の面内方向において感度方向が互いに異なる複数の磁気抵抗効果素子が形成されるため、外部磁場を、異なる複数の方位の成分別に計測可能となる磁気センサを作製することができる。

また、本発明の一態様は、矩形板状の本体部と、少なくともピンド層を含み、前記本体部の平坦面の面内方向における第１方位に沿って設けられた第１傾斜面の傾斜面上に、当該第１方位を長手方向として形成された第１磁気抵抗効果素子と、少なくともピンド層を含み、前記本体部の平坦面の面内方向における方位であって前記第１方位と異なる第２方位に沿って設けられた第２傾斜面の傾斜面上に、当該第２方位を長手方向として形成された第２磁気抵抗効果素子と、を備え、前記本体部の平坦面を当該本体部の一辺に沿って二つに分けてなる第１領域及び第２領域の各々において、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子の各々が配されていることを特徴とする磁気センサである。
このようにすることで、磁気センサの製造工程において、矩形板状の本体部を一つの区画として基板上の一の方位に複数並べて配した際に、当該基板の平坦面上において第１領域及び第２領域を一の方位につなげて一続きに配することができる。したがって、第１領域、第２領域の各々に対し、当該一の方位に延在する棒磁石を用いてまとめて外部磁場を印加しながら第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子におけるピンド層の磁化の方位を固定することができるので、当該磁気センサの製造工程における作業負担を軽減することができる。

また、本発明の一態様は、上述の磁気センサであって、前記第１領域に配される前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子が、前記ピンド層の磁化の方位が、少なくとも前記平坦面に直交する一の方位を向く成分を有し、前記第２領域に配される前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子が、前記ピンド層の磁化の方位が、少なくとも前記平坦面に直交する他の方位を向く成分を有していることを特徴とする。
このようにすることで、一の区画において、磁化の方位が互いに逆向きのピンド層を有する磁気抵抗効果素子を組み合わせてブリッジ回路を構成することで、小型で、かつ、検出精度の高い磁気センサを作製することができる。

また、本発明の一態様は、上述の磁気センサであって、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子が、前記本体部の平坦面を、前記第１領域及び前記第２領域を区画する境界線と直交するように二等分してなる２つの領域の一方側に配置されることを特徴とする。

上述の磁気センサ及び磁気センサの製造方法によれば、ピンド層の磁化の方位を固定する工程における負担を軽減することができる。

第１の実施形態に係る磁気センサの全体構成を示す図である。 第１の実施形態に係る磁気センサの構造を示す第１の図である。 第１の実施形態に係る磁気センサの構造を示す第２の図である。 第１の実施形態に係る規則化熱処理工程の概要を説明する図である。 第１の実施形態に係る規則化熱処理工程における基板上の区画とマグネットアレイとの配置関係を示す図である。 第１の実施形態に係る規則化熱処理工程において印加される外部磁場の様子を説明する第１の図である。 第１の実施形態に係る規則化熱処理工程において印加される外部磁場の様子を説明する第２の図である。 第１の実施形態に係る規則化熱処理工程において印加される外部磁場の様子を説明する第３の図である。 第１の実施形態に係る磁気センサのピンド層の磁化の方位を説明する図である。 第１の実施形態に係る磁気センサの回路構成を説明する図である。 第１の実施形態の対比例に係る磁気センサの製造方法を説明する第１の図である。 第１の実施形態の対比例に係る磁気センサの製造方法を説明する第２の図である。 第１の実施形態に係る磁気センサの製造方法の効果を説明する図である。 第１の実施形態の変形例に係る規則化熱処理工程の概要を説明する図である。 第１の実施形態の他の変形例に係る規則化熱処理工程の概要を説明する図である。

＜第１の実施形態＞
［磁気センサの構造］
以下、第１の実施形態に係る磁気センサ及びその製造方法について説明する。
本実施形態に係る磁気センサは、外部から印加される外部磁場の磁界強度を、互いに直交する３軸（±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向）の成分（Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ）別に計測可能な３軸磁気センサである。

図１は、第１の実施形態に係る磁気センサの全体構成を示す図である。
図１に示すように、磁気センサ１は、矩形板状の本体部（区画１ａ）と、１６個の磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ａ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｃ、Ｘ２Ｄ、Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄと、を備えている。
磁気センサ１の本体部（区画１ａ）は、半導体ウェハである基板１Ｗの平坦面の一区画から構成される。磁気センサ１は、基板１Ｗの平坦面において、区画１ａを含む複数の区画ごとに磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄ及び各種回路が形成された後、当該区画別に分断されて製造される。なお、図１では図示を省略しているが、磁気センサ１の製造工程においては、区画１ａを含む複数の区画は、基板１Ｗの平坦面上で互いに辺を共有して隣接しながらマトリクス状に配列されている。本実施形態において区画１ａを含む複数の区画は、約１ｍｍ四方のサイズとされる。

１６個の各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄは、いずれも基板１Ｗの平坦面に対し傾斜する傾斜面（第１傾斜面１０ａ、１０ｂ、第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ）上に形成されている。
８個の磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ａ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｃ、Ｘ２Ｄ（第１磁気抵抗効果素子）は、区画１ａの平坦面の面内方向における方位であって当該区画１ａの一辺と平行な第１方位（±Ｙ方向）に沿って当該平坦面と接するように設けられた第１傾斜面１０ａ、１０ｂの傾斜面上に、当該第１方位を長手方向として形成されている。
また、８個の磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄ（第２磁気抵抗効果素子）は、区画１ａの平坦面の面内方向における方位であって第１方位と直交する第２方位（±Ｘ方向）に沿って当該平坦面と接するように設けられた第２傾斜面１０ｃ、１０ｄの傾斜面上に、当該第２方位を長手方向として形成されている。

また、磁気センサ１は、区画１ａの平坦面を当該区画１ａの一辺に沿って二つに均等に分けてなる第１領域ＡＮ及び第２領域ＡＳの各々において、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｘ２Ｄ（第１磁気抵抗効果素子）及び磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ〜Ｙ２Ｄ（第２磁気抵抗効果素子）の各々が配されている。
具体的には、第１領域ＡＮには、第１磁気抵抗効果素子のうち磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ２Ｂ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ｄが設けられ、第２磁気抵抗効果素子のうち磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｂ、Ｙ２Ｂ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ｄが設けられている。また、第２領域ＡＳには、第１磁気抵抗効果素子のうち磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ２Ａ、Ｘ１Ｃ、Ｘ２Ｃが設けられ、第２磁気抵抗効果素子のうち磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ２Ａ、Ｙ１Ｃ、Ｙ２Ｃが設けられている。

さらに、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄは、第１傾斜面１０ａ、１０ｂのうち、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側にかけて上昇する（＋Ｚ方向側に進む）ように傾斜する第１傾斜面１０ａ上に形成される。一方、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｃ、Ｘ２Ｄは、第１傾斜面１０ａ、１０ｂのうち、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側にかけて下降する（−Ｚ方向側に進む）ように傾斜する第１傾斜面１０ｂ上に形成される。
同様に、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄは、第２傾斜面１０ｃ、１０ｄのうち、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側にかけて下降する（−Ｚ方向側に進む）ように傾斜する第２傾斜面１０ｃ上に形成される。一方、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄは、第２傾斜面１０ｃ、１０ｄのうち、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側にかけて上昇する（＋Ｚ方向側に進む）ように傾斜する第２傾斜面１０ｄ上に形成される。

図２は、第１の実施形態に係る磁気センサの構造を示す第１の図である。
具体的には、図２は、図１におけるα―α’の断面構造を模式的に表した図である。図２に示すように、基板１Ｗの平坦面上において溝部１０が形成されている。溝部１０は、所定の製造プロセス（成膜、レジスト塗布、パターニング、エッチングの各工程）を経て、基板１Ｗの平坦面の一部が加工されることで形成される。
図２に示すように、溝部１０は、基板１Ｗの平坦面に対し所定の傾斜角度θ（例えば、θ＝４５°）傾斜した第１傾斜面１０ａ、１０ｂを有している。溝部１０（即ち、第１傾斜面１０ａ、１０ｂ）は、紙面奥行き方向（第１方位（±Ｙ方向））に沿って延伸しており、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａが第１傾斜面１０ａの上に、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａが第１傾斜面１０ｂの上に、それぞれ第１方位（±Ｙ方向）を長手方向とするように形成されている。
なお、図２に示した磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ及び磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａの他、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄ及び磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｃ、Ｘ２Ｄも同様に、それぞれ第１傾斜面１０ａ、１０ｂ上に形成される。

また、詳細な図示を省略するが、図１に示す第２傾斜面１０ｃ、１０ｄは、溝部１０と同様の溝部によって形成される。当該溝部（即ち、第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ）は、第２方位（±Ｘ方向）に沿って延伸するように形成されており、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄが第２傾斜面１０ｃの上に、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄが第２傾斜面１０ｄの上に、それぞれ第２方位（±Ｘ方向）を長手方向とするように形成される（図１参照）。

なお、本実施形態において、第１傾斜面１０ａ、１０ｂ及び第２傾斜面１０ｃ、１０ｄの傾斜角度θは、θ＝４５°であるものとし、かつ、以下の説明においては、第１傾斜面１０ａの傾斜方向を±Ｘ’軸と定義し、第１傾斜面１０ａの法線方向を±Ｚ’軸と定義する。ただし、他の実施形態においては、第１傾斜面１０ａ、１０ｂ及び第２傾斜面１０ｃ、１０ｄの傾斜角度θは、θ＝４５°に限定されない。

図３は、第１の実施形態に係る磁気センサの構造を示す第２の図である。
具体的には、図３は、図１に示す磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａの具体的な構造を説明する図である。なお、他の１５個の磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ〜Ｙ２Ｄの構造も、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａの構造と同一であるため、説明を省略する。

図３（ａ）は、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａを＋Ｚ’方向側（図２参照）から平面視した場合の模式図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるβ−β’の断面模式図である。
図３（ａ）に示すように、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａは、平面視で長方形をなし、その長手方向が第１方位（±Ｙ方向）に沿うように配される。そして、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａは、配線層３１ａ、３１ｂにより外部の回路と電気的に接続される。例えば、配線層３１ａ、３１ｂには、それぞれ図示しない定電圧源の正極及び負極等が接続される。この定電圧源による所定の電源電圧Ｖｉｎ＋（例えば、３Ｖ）及び接地電圧Ｖｉｎ−（例えば、０Ｖ）の印加に応じて、配線層３１ａ（配線層３１ｂ）から磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａを介して配線層３１ｂ（配線層３１ａ）へと電流が流れる。

図３（ｂ）に示すように、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａは、反強磁性材料からなるピニング層３０ａ、ピニング層３０ａにより磁化の方位が固定されたピンド層３０ｂ、非磁性材料からなるスペーサ層３０ｃ、および、磁化の方位が外部磁場に応じて変化するフリー層３０ｄ、が積層され、スピンバルブ構造を成している。
このスピンバルブ構造により、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａは、測定対象とする外部磁場に応じて配線層３１ａと配線層３１ｂ間の抵抗値が変化し、当該外部磁場の強度を検出することができる。
なお、図３（ａ）、（ｂ）に示した磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａの構造は一例であって、その構造は、スピンバルブの機能を発揮できる限度において適宜変更可能である。例えば、フリー層３０ｄと、ピンド層３０ｂ及びピニング層３０ａと、の成膜順序は入れ替え可能であり、さらに、磁気抵抗効果素子としての特性改善のため、上記以外の層が挿入されていてもよい。
また、ピニング層３０ａ、ピンド層３０ｂ、スペーサ層３０ｃ及びフリー層３０ｄの各々に用いる材料や成膜条件等については、既知の製造技術が適用可能であるため、詳細な説明を省略する。なお、ピンド層３０ｂの磁化の方位を所望の方位に固定する規則化熱処理工程（着磁ステップ）については後述する。

磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａは、後述する規則化熱処理工程により、そのピンド層３０ｂの磁化の方位が所定の方位（−Ｘ’方向）を向いて固定されるように作製される（図３（ａ））。
また、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａは、測定対象の外部磁場が存在しない状態（以下、「初期状態」とも記載する。）において、フリー層３０ｄの磁化の方位が当該フリー層３０ｄの形状に基づく特定の方位を向くように形成される。具体的には、フリー層３０ｄは、平面視で長方形に成形することで、その形状異方性を利用して、フリー層３０ｄの磁化の方位が、当該長方形の長手方向（＋Ｙ方向）に揃うようにしている（図３（ａ）、（ｂ）参照）。

［規則化熱処理工程］
図４は、第１の実施形態に係る規則化熱処理工程の概要を説明する図である。
規則化熱処理工程とは、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄ（図１）のピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位を所望する方位に固定する工程である。
ここで、規則化熱処理工程の前段階の工程について簡単に説明すると、まず、基板１Ｗの平坦面の区画（区画１ａ等）ごとに、溝部（溝部１０等（図２参照））を形成する形成ステップを実施する。例えば、当該形成ステップにおいては、まず、ＳｉＯ_２膜からなる酸化膜（例えば、膜厚５μｍ）をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等により成膜した後、その上層にレジストを塗布してレジスト膜（例えば、膜厚５μｍ）を形成する。そして、当該レジスト膜に対し、溝部１０等の配置パターンに応じたパターンカットを行った後、熱処理等により、レジスト膜をテーパー状に形成（テーパー化）する。この後、上記酸化膜と上記レジスト膜とがほぼ同じ比率でエッチングされる条件でドライエッチングを行う。これにより、図２に示すように、第１傾斜面１０ａ、１０ｂを有する溝部１０が形成される。
その後、スパッタリング法等を用いて、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄ（図１）を成す多層膜、即ち、ピニング層３０ａ、ピンド層３０ｂ、スペーサ層３０ｃ及びフリー層３０ｄ（図３）を、傾斜面（第１傾斜面１０ａ、１０ｂ、第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ（図１））上に順次成膜する成膜ステップを実施する。なお、当該傾斜面は、基板１Ｗの平坦面上に並べて配される複数の区画（区画１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ（図５））ごとに設けられている。

なお、上述した形成ステップの具体的な処理工程は、あくまで一例であり、半導体ウェハ（基板１Ｗ）の平坦面に対し所望の傾斜面を形成可能な方法であれば、他の如何なる態様であっても構わない。例えば、本実施形態に係る磁気センサ１の形成ステップでは、基板１Ｗの平坦面から下方（−Ｚ方向）に窪む溝部１０を形成することによって第１傾斜面１０ａ、１０ｂ、第２傾斜面１０ｃ、１０ｄを設けるものとして説明しているが、他の実施形態においてはこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る磁気センサ１の形成ステップでは、基板１Ｗの平坦面から上方（＋Ｚ方向）に突出する堤部を形成することによって第１傾斜面１０ａ、１０ｂ、第２傾斜面１０ｃ、１０ｄを設けるものとしてもよい。

次に、ピンド層３０ｂの磁化の方位を固定する規則化熱処理工程（着磁ステップ）を実施する。
図４に示すように、規則化熱処理工程において、上記形成ステップ、成膜ステップを経て、第１傾斜面１０ａ、１０ｂ及び第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ（図１、図２）上にピンド層３０ｂ等の多層膜（図３）が成膜された基板１Ｗを、予め用意されたマグネットアレイ２０に重ねる。マグネットアレイ２０は、基板１Ｗの平坦面に配列された各区画（区画１ａ等）の各々に対応するように、永久棒磁石（後述する第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓ）が規則的に、同一平面上に配列された治具である。
規則化熱処理工程においては、図４に示すように、マグネットアレイ２０の平坦面に対し、基板１Ｗの裏面（磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄが形成される平坦面とは異なる面）を対向させるように両者を重ね合わせて固定する。この際、基板１Ｗの平坦面における各区画と、マグネットアレイ２０における永久棒磁石（第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓ）の配列パターンと、が対応するように位置合わせを行う。
この状態を維持したまま、真空中で加熱することにより、各ピンド層３０ｂの磁化の方位が、各永久棒磁石により印加される外部磁場に応じた方位に固定される（正確には、上記熱処理により、ピニング層３０ａの磁化の方位が固定される。そして、磁化が固定されたピニング層３０ａとの相互作用に基づいてピンド層３０ｂの磁化の方位が固定される）。

図５は、第１の実施形態に係る規則化熱処理工程における基板上の区画とマグネットアレイとの配置関係を示す図である。
図５に示すように、マグネットアレイ２０は、基板１Ｗの裏面に対しＮ極の面（一の極性面）を対向させる第１磁石２０Ｎと、基板１Ｗの裏面に対しＳ極の面（他の極性面）を対向させる第２磁石２０Ｓと、を同一平面上に、平行かつ交互に配列してなる。

第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓは、第２方位（±Ｘ方向）に並べて配される複数の区画（例えば、区画１ａ、１ｂ、１ｃ）の各々に対して、当該第２方位に延在するように配される棒磁石である。
より具体的に説明すると、図５に示すように、Ｎ極の面を対向させる第１磁石２０Ｎの極性面は、当該第１磁石２０Ｎの幅方向（±Ｙ方向）の中央が区画１ａ、１ｂ、１ｃ各々の辺Ｅ１に重なるように、当該辺Ｅ１に沿って延在するように配される。同様に、Ｓ極の面を対向させる第２磁石２０Ｓの極性面は、その中央が区画１ａ、１ｂ、１ｃ各々の辺Ｅ２（辺Ｅ１の反対側の辺）に重なるように、当該辺Ｅ２に沿って延在するように配される。このように配されることで、第２方位（±Ｘ方向）に並べて配される複数の区画（区画１ａ、１ｂ、１ｃ）の各々に対して、第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓの各々がまとめて外部磁場を印加する。

また、１つの第１磁石２０Ｎは、区画１ａ、１ｂ、１ｃの各々の辺Ｅ１を共有して隣接する区画１ｄ、１ｅ、１ｆとも対向するように配される。このようにすることで、一つの第１磁石２０Ｎが、その延在方向に並んで配される２列の区画１ａ、１ｂ、１ｃと、区画１ｄ、１ｅ、１ｆと、の全てに外部磁場を印加することができる。同様に、１つの第２磁石２０Ｓは、区画１ａ、１ｂ、１ｃの各々の辺Ｅ２を共有して隣接する区画１ｇ、１ｈ、１ｉとも対向するように配される。このようにすることで、一つの第２磁石２０Ｓが、その延在方向に並んで配される２列の区画１ａ、１ｂ、１ｃと、区画１ｇ、１ｈ、１ｉと、の全てに外部磁場を印加することができる。

そして、本実施形態に係るマグネットアレイ２０では、基板１Ｗの平坦面上に配列された全ての区画（区画１ａ〜１ｉ）と上述のように配される第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓが、第２方位（±Ｘ方向）に平行かつ交互に周期配列される。これにより、基板１Ｗの平坦面上にマトリクス状に配列される全ての区画の第１領域ＡＮには第１磁石２０ＮのＮ極の面が対向し、第２領域ＡＳには第２磁石２０ＳのＳ極の面が対向する。

図６は、第１の実施形態に係る規則化熱処理工程において印加される外部磁場の様子を説明する第１の図である。
図６に示すように、規則化熱処理工程において、マグネットアレイ２０は、基板１Ｗの下方（−Ｚ方向）に配される。マグネットアレイ２０に備えられた第１磁石２０Ｎは、Ｎ極の極性面を基板１Ｗの裏面に対向させるように配され、第２磁石２０Ｓは、Ｓ極の極性面を基板１Ｗの裏面に対向させるように配されている。基板１Ｗの平坦面上の区画１ａには、製造工程を経て磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄが形成される第１傾斜面１０ａ、１０ｂ及び第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ（図１）が形成されている（図６には、例として、第２傾斜面１０ｃ、１０ｄのみを記載している）。

隣り合う第１磁石２０Ｎと第２磁石２０Ｓとは、それぞれ互いに異なる極性（Ｎ極、Ｓ極）の極性面を基板１Ｗに対向させる。これにより、基板１Ｗには、第１磁石２０ＮのＮ極の極性面から第２磁石２０ＳのＳ極の極性面へと進む外部磁場Ｈが印加される（図６参照）。具体的には、外部磁場Ｈは、第１磁石２０ＮのＮ極の極性面から上方（＋Ｚ方向）に向けて進行し、弧を描くようにして、隣接する第２磁石２０ＳのＳ極の極性面に、下方（−Ｚ方向）に入射する。
これにより、区画１ａに含まれる第１領域ＡＮの少なくとも一部において、基板１Ｗの平坦面に直交する一の方位（＋Ｚ方向）の外部磁場Ｈが印加されるとともに、区画１ａに含まれる第２領域ＡＳの少なくとも一部において、基板１Ｗの平坦面に直交する他の方位（−Ｚ方向）の外部磁場Ｈが印加される。

図７は、第１の実施形態に係る規則化熱処理工程において印加される外部磁場の様子を説明する第２の図である。
図７は、例として、区画１ａのうち第２領域ＡＳ（図６）に属する磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ２Ａが形成される溝部１０の近傍を詳細に示している。磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ２Ａが配される位置の下方（−Ｚ方向）には、第２磁石２０ＳのＳ極の極性面が配されているため、当該磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ２Ａには、下方（−Ｚ方向）を向く外部磁場Ｈが印加される（図７参照）。第１傾斜面１０ａ、１０ｂ上に形成される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ２Ａのピンド層３０ｂ（図７には図示せず）は、下方を向く外部磁場Ｈが印加された状態で加熱されることで、各々の磁化の方位が−Ｚ方向の成分を有するように固定される。

具体的には、第１傾斜面１０ａ上に形成されたピンド層３０ｂ（即ち、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａを構成するピンド層３０ｂ）の磁化の方位は、第１傾斜面１０ａの面内方向であって−Ｚ方向の成分を有する方位ｃ１（−Ｘ’方向）に固定される。同様に、第１傾斜面１０ｂ上に形成されたピンド層３０ｂ（即ち、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａを構成するピンド層３０ｂ）の磁化の方位は、第１傾斜面１０ｂの面内方向であって−Ｚ方向の成分を有する方位ｃ２（−Ｚ’方向）に固定される。ここで、第１傾斜面１０ａ上に成膜されたピンド層３０ｂは、＋Ｘ方向から−Ｘ方向にかけて下降する（−Ｚ方向に向かう）ように傾斜している。したがって、当該ピンド層３０ｂの磁化の方位ｃ１は、−Ｚ方向の成分と、−Ｘ方向の成分と、を有している。また、第１傾斜面１０ｂ上に成膜されたピンド層３０ｂは、第１傾斜面１０ａとは逆に、−Ｘ方向から＋Ｘ方向にかけて下降する（−Ｚ方向に向かう）ように傾斜している。したがって、当該ピンド層３０ｂの磁化の方位ｃ２は、−Ｚ方向の成分と、＋Ｘ方向の成分と、を有している。
なお、下方の外部磁場Ｈが印加される他の磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｃ、Ｘ２Ｃ、Ｙ１Ａ、Ｙ２Ａ、Ｙ１Ｃ、Ｙ２Ｃについても、図７に示す磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ２Ａと同様に、各々が形成される第１傾斜面１０ａ、１０ｂ及び第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ（図１）の面内方向であって−Ｚ方向の成分を有する方位に磁化が固定される。

図８は、第１の実施形態に係る規則化熱処理工程において印加される外部磁場の様子を説明する第３の図である。
図８は、例として、区画１ａのうち第１領域ＡＮ（図６）に属する磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ２Ｂが形成される溝部１０の近傍を詳細に示している。磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ２Ｂが配される位置の下方（−Ｚ方向）には、第１磁石２０ＮのＮ極の極性面が配されているため、当該磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ２Ｂには、上方（＋Ｚ方向）を向く外部磁場Ｈが印加される（図８参照）。第１傾斜面１０ａ、１０ｂ上に形成される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ２Ｂのピンド層３０ｂ（図８には図示せず）は、上方を向く外部磁場Ｈが印加された状態で加熱されることで、磁化の方位が＋Ｚ方向の成分を有するように固定される。

具体的には、第１傾斜面１０ａ上に形成されたピンド層３０ｂ（即ち、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂを構成するピンド層３０ｂ）の磁化の方位は、第１傾斜面１０ａの面内方向であって＋Ｚ方向の成分を有する方位ｃ３（＋Ｘ’方向）に固定される。同様に、第１傾斜面１０ｂ上に形成されたピンド層３０ｂ（即ち、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂを構成するピンド層３０ｂ）の磁化の方位は、第１傾斜面１０ｂの面内方向であって＋Ｚ方向の成分を有する方位ｃ４（＋Ｚ’方向）に固定される。ここで、第１傾斜面１０ａ上に成膜されたピンド層３０ｂは、−Ｘ方向から＋Ｘ方向にかけて上昇する（＋Ｚ方向に向かう）ように傾斜している。したがって、当該ピンド層３０ｂの磁化の方位ｃ３は、＋Ｚ方向の成分と、＋Ｘ方向の成分と、を有している。また、第１傾斜面１０ｂ上に成膜されたピンド層３０ｂは、第１傾斜面１０ａとは逆に、＋Ｘ方向から−Ｘ方向にかけて上昇する（＋Ｚ方向に向かう）ように傾斜している。したがって、当該ピンド層３０ｂの磁化の方位ｃ４は、＋Ｚ方向の成分と、−Ｘ方向の成分と、を有している。
なお、上方の外部磁場Ｈが印加される他の磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ｄ、Ｙ１Ｂ、Ｙ２Ｂ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ｄについても、図８に示す磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ２Ｂと同様に、各々が形成される第１傾斜面１０ａ、１０ｂ及び第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ（図１）の面内方向であって＋Ｚ方向の成分を有する方位に磁化が固定される。

図９は、第１の実施形態に係る磁気センサのピンド層の磁化の方位を説明する図である。
図６〜図８に示したように、上記規則化熱処理工程を経た各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄにおけるピンド層３０ｂの磁化の方位は、マグネットアレイ２０により印加される外部磁場Ｈの向き、及び、各々が形成される第１傾斜面１０ａ、１０ｂ及び第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ（図１）の向きに基づいて固定される。

具体的には、区画１ａの辺Ｅ２の近傍に配される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｃ、Ｘ２Ａ、Ｘ２Ｃ、Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｃ、Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｃは、基板１Ｗの平坦面に−Ｚ方向に直交する成分を有する外部磁場Ｈが印加される第２領域ＡＳに属している。したがって、規則化熱処理工程を経た後は、図９に示すように、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｃは、第１傾斜面１０ａの面内方向であって、−Ｘ方向成分と−Ｚ方向成分とを有する方位ｃ１に固定される。また、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａ、Ｘ２Ｃは、第１傾斜面１０ｂの面内方向であって、＋Ｘ方向成分と−Ｚ方向成分とを有する方位ｃ２に固定される。また、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｃは、第２傾斜面１０ｃの面内方向であって、＋Ｙ方向成分と−Ｚ方向成分とを有する方位ｄ１に固定される。また、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｃは、第２傾斜面１０ｄの面内方向であって、−Ｙ方向成分と−Ｚ方向成分とを有する方位ｄ２に固定される。

一方、区画１ａの辺Ｅ２の近傍に配される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｄは、基板１Ｗの平坦面に＋Ｚ方向に直交する成分を有する外部磁場Ｈが印加される第１領域ＡＮに属している。したがって、規則化熱処理工程を経た後は、図９に示すように、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄは、第１傾斜面１０ａの面内方向であって、＋Ｘ方向成分と＋Ｚ方向成分とを有する方位ｃ３に固定される。また、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄは、第１傾斜面１０ｂの面内方向であって、−Ｘ方向成分と＋Ｚ方向成分とを有する方位ｃ４に固定される。また、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｄは、第２傾斜面１０ｃの面内方向であって、−Ｙ方向成分と＋Ｚ方向成分とを有する方位ｄ３に固定される。また、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｄは、第２傾斜面１０ｄの面内方向であって、＋Ｙ方向成分と＋Ｚ方向成分とを有する方位ｄ４に固定される。

このように、上記規則化熱処理工程において、基板１Ｗの平坦面に直交する成分を有する＋Ｚ方向、−Ｚ方向の外部磁場Ｈを印加して、当該直交する成分（±Ｚ方向の成分）に基づいて、基板１Ｗの平坦面上に形成されたピンド層３０ｂの磁化の方位が固定される。
そして、上記規則化熱処理工程を経て作製された磁気センサ１においては、第１領域ＡＮに配される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ２Ｂ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ｄ（第１磁気抵抗効果素子）及び磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｂ、Ｙ２Ｂ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ｄ（第２磁気抵抗効果素子）は、ピンド層３０ｂの磁化の方位が、少なくとも基板１Ｗの平坦面に直交する一の方位（＋Ｚ方向）を向く成分を有している。また、第２領域ＡＳに配される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ２Ａ、Ｘ１Ｃ、Ｘ２Ｃ（第１磁気抵抗効果素子）及び磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ２Ａ、Ｙ１Ｃ、Ｙ２Ｃ（第２磁気抵抗効果素子）は、ピンド層３０ｂの磁化の方位が、少なくとも基板１Ｗの平坦面に直交する他の方位（−Ｚ方向）を向く成分を有している。

なお、図９には図示していないが、各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄのフリー層３０ｄの磁化の方位は、各々の長手方向に沿う方位となる（図３参照）。

［回路構成］
図１０は、第１の実施形態に係る磁気センサの回路構成を説明する図である。
次に、図９に示した各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄにより構成される回路構成について、図１０を参照しながら説明する。
本実施形態に係る磁気センサ１の製造工程では、規則化熱処理工程後に行う配線形成ステップにおいて、各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄ等を電気的に接続する配線（例えば、図３に示す配線層３１ａ、３１ｂ等）を形成する。具体的には、各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄは、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように配線接続される。ここで、図９に示したように、第１傾斜面１０ａ、１０ｂ及び第２傾斜面１０ｃ、１０ｄは、それぞれ、第１領域ＡＮ及び第２領域ＡＳの両方に形成されている。当該配線形成ステップにおいては、第１領域ＡＮに属する各磁気抵抗効果素子、及び、第２領域ＡＳに属する各磁気抵抗効果素子のうち、同一の傾斜面（第１傾斜面１０ａ、１０ｂ及び第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ）を有するものを組にしたブリッジ回路を形成する。

例えば、図１０（ａ）に示すように、ブリッジ回路ＢＸ１において、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ及び磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂは、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂの一端が接地端子Ｑ２と接続される。また、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｄ及び磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｃは、同様に、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｄの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｃの一端が接地端子Ｑ２と接続される。ここで、電源端子Ｑ１、接地端子Ｑ２には図示しない定電圧源の正極、負極がそれぞれ接続され、電源端子Ｑ１には電源電圧Ｖｉｎ＋（例えば、３Ｖ）が印加され、接地端子Ｑ２には接地電圧Ｖｉｎ−（例えば、０Ｖ）が印加される。
また、図１０（ａ）に示すように、ブリッジ回路ＢＸ１は、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａと磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂとの間の電位と、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｄと磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｃとの間の電位と、の電位差である出力電圧Ｖｘ１を出力する。

各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｘ１Ｄのピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位ｃ１、ｃ３は、第１傾斜面１０ａの面内方向であって互いに逆向きに固定されている。また、各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｘ１Ｄのフリー層３０ｄ（図３）の磁化Ｍｘ１の方位は、印加される外部磁場に応じて、第１傾斜面１０ａの面内方向において変化する。すなわち、ブリッジ回路ＢＸ１は、印加される外部磁場のうち＋Ｘ方向と＋Ｚ方向との合成成分に応じて出力電圧Ｖｘ１を変化させる。

一方、図１０（ｂ）に示すように、ブリッジ回路ＢＸ２において、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａ及び磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂは、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂの一端が接地端子Ｑ２と接続される。また、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｄ及び磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｃは、同様に、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｄの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｃの一端が接地端子Ｑ２と接続される。
また、図１０（ｂ）に示すように、ブリッジ回路ＢＸ２は、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａと磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂとの間の電位と、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｄと磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｃとの間の電位と、の電位差である出力電圧Ｖｘ２を出力する。

各磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａ〜Ｘ２Ｄのピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位ｃ２、ｃ４は、第１傾斜面１０ｂの面内方向であって互いに逆向きに固定されている。また、各磁気抵抗効果素子Ｘ２Ａ〜Ｘ２Ｄのフリー層３０ｄ（図３）の磁化Ｍｘ２の方位は、印加される外部磁場に応じて、第１傾斜面１０ｂの面内方向において変化する。すなわち、ブリッジ回路ＢＸ２は、印加される外部磁場のうち＋Ｘ方向と−Ｚ方向との合成成分に応じて出力電圧Ｖｘ２を変化させる。

磁気センサ１は、ブリッジ回路ＢＸ１の出力電圧Ｖｘ１と、ブリッジ回路ＢＸ２の出力電圧Ｖｘ２と、を組み合わせることで、印加される外部磁場の±Ｘ方向成分及び±Ｚ方向成分を分離して算出することができる。具体的には、外部磁場の±Ｘ方向の成分Ｈｘは、下記の式（１）により求めることができる。
Ｈｘ＝ｋｘ（Ｖｘ１−Ｖｘ２）・・・（１）
ここで、感度係数ｋｘは、出力電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２に対する、外部磁場の±Ｘ方向の成分Ｈｘ（±Ｘ方向の磁界強度）の比例定数である。

また、図１０（ｃ）に示すように、ブリッジ回路ＢＹ１において、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ及び磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｂは、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｂの一端が接地端子Ｑ２と接続される。また、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｄ及び磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｃは、同様に、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｄの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｃの一端が接地端子Ｑ２と接続される。
また、図１０（ｃ）に示すように、ブリッジ回路ＢＹ１は、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａと磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｂとの間の電位と、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｄと磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｃとの間の電位と、の電位差である出力電圧Ｖｙ１を出力する。

各磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ〜Ｙ１Ｄのピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位ｄ１、ｄ３は、第２傾斜面１０ｃの面内方向であって互いに逆向きに固定されている。また、各磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ〜Ｙ１Ｄのフリー層３０ｄ（図３）の磁化Ｍｙ１の方位は、印加される外部磁場に応じて、第２傾斜面１０ｃの面内方向において変化する。すなわち、ブリッジ回路ＢＹ１は、印加される外部磁場のうち＋Ｙ方向と−Ｚ方向との合成成分に応じて出力電圧Ｖｙ１を変化させる。

同様に、図１０（ｄ）に示すように、ブリッジ回路ＢＹ２において、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａ及び磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｂは、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｂの一端が接地端子Ｑ２と接続される。また、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｄ及び磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｃは、同様に、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｄの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｃの一端が接地端子Ｑ２と接続される。
また、図１０（ｄ）に示すように、ブリッジ回路ＢＹ２は、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａと磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｂとの間の電位と、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｄと磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｃとの間の電位と、の電位差である出力電圧Ｖｙ２を出力する。

各磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａ〜Ｙ２Ｄのピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位ｄ２、ｄ４は、第２傾斜面１０ｄの面内方向であって互いに逆向きに固定されている。また、各磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａ〜Ｙ２Ｄのフリー層３０ｄ（図３）の磁化Ｍｙ２の方位は、印加される外部磁場に応じて、第２傾斜面１０ｄの面内方向において変化する。すなわち、ブリッジ回路ＢＹ２は、印加される外部磁場のうち＋Ｙ方向と＋Ｚ方向との合成成分に応じて出力電圧Ｖｙ２を変化させる。

磁気センサ１は、ブリッジ回路ＢＹ１の出力電圧Ｖｙ１と、ブリッジ回路ＢＹ２の出力電圧Ｖｙ２と、を組み合わせることで、印加される外部磁場の±Ｙ方向成分及び±Ｚ方向成分を分離して算出することができる。具体的には、外部磁場の±Ｙ方向の成分Ｈｙは、下記の式（２）により求めることができる。
Ｈｙ＝ｋｙ（Ｖｙ１＋Ｖｙ２）・・・（２）
ここで、感度係数ｋｙは、出力電圧Ｖｙ１、Ｖｙ２に対する、外部磁場の±Ｙ方向の成分Ｈｙ（±Ｙ方向の磁界強度）の比例定数である。

さらに、外部磁場の±Ｚ方向の成分Ｈｚは、下記の式（３）により求めることができる。
Ｈｚ＝ｋｚ（Ｖｙ１−Ｖｙ２）・・・（３）
ここで、感度係数ｋｚは、出力電圧Ｖｙ１、Ｖｙ２に対する、外部磁場の±Ｚ方向の成分Ｈｚ（±Ｚ方向の磁界強度）の比例定数である。

なお、磁気センサ１は、別途、各ブリッジ回路ＢＸ１、ＢＸ２、ＢＹ１、ＢＹ２の出力電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２、Ｖｙ１、Ｖｙ２を入力し、外部磁場の各方向成分（Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ）を算出する磁界強度演算部を備えている。この場合、当該磁界強度演算部は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路を介して出力電圧Ｖｘ１を入力し、サンプリング値ＳＶｘ１を取得するステップを実行した後、同様に、Ａ／Ｄ変換回路を介して出力電圧Ｖｘ２、Ｖｙ１、Ｖｙ２を順次入力し、サンプリング値ＳＶｘ２、ＳＶｙ１、ＳＶｙ２を取得するステップを実行するものとしてもよい。その後、磁界強度演算部は、取得したサンプリング値ＳＶｘ１〜ＳＶｙ２に基づいて、式（１）〜（３）の演算を行い、外部磁場の各方向成分（Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ）を算出する。
この場合、各ブリッジ回路ＢＸ１、ＢＸ２、ＢＹ１、ＢＹ２は、各々の出力電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２、Ｖｙ１、Ｖｙ２を増幅する増幅器（出力アンプ）を介して上記磁界強度演算部（Ａ／Ｄ変換回路）に出力してもよい。

［作用効果］
図１１は、第１の実施形態の対比例に係る磁気センサの製造方法を説明する第１の図である。また、図１２は、第１の実施形態の対比例に係る磁気センサの製造方法を説明する第２の図である。
次に、上述した磁気センサ１の製造方法の作用効果について、図１１、図１２に示す対比例と比較しながら説明する。

第１の実施形態の対比例に係る磁気センサ９（図１２）は、図１１に示すように、基板１Ｗの平坦面に配列される区画（区画１ａ’）ごとに形成される。
ここで、当該対比例に係る規則化熱処理工程も、第１の実施形態に係る規則化熱処理工程と同様に、ピンド層３０ｂ等の多層膜が成膜された基板１Ｗを、予め用意されたマグネットアレイ２０に重ね、所定の熱処理を行う（図４参照）。

図１１に示すように、マグネットアレイ２０’は、基板１Ｗに対しＮ極の面（一の極性面）を対向させる第１磁石２０Ｎ’と、基板１Ｗに対しＳ極の面（他の極性面）を対向させる第２磁石２０Ｓ’と、をマトリクス状に、交互に配列して成る。ただし、第１の実施形態とは異なり、第１磁石２０Ｎ’及び第２磁石２０Ｓ’は、基板１Ｗの平坦面における各区画（区画１ａ’等）に、一対一に対応するように配列されている。

具体的には、図１１に示すように、Ｎ極の面を対向させる第１磁石２０Ｎ’の極性面は、その中心が、基板１Ｗの平坦面の一区画である区画１ａ’の中心に重なるように配されている。同様に、Ｓ極の面を対向させる第２磁石２０Ｓ’の極性面は、その中央が、区画１ａ’の四つの辺に隣接する他の区画の中央に重なるように配されている。したがって、この場合、マグネットアレイ２０が生じさせる外部磁場Ｈ’は、第１磁石２０Ｎの極性面から出て、その±Ｘ方向、±Ｙ方向に配される４つの第２磁石２０Ｓの極性面のそれぞれに向かう。

ここで、図１２には、対比例に係る磁気センサ９の構造、及び、各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄのピンド層３０ｂ（図１２には図示せず）の磁化の方位を示している。
図１２に示すように、磁気センサ９は、矩形板状の区画１ａ’内において、１２個の磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄ、Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄを備えている。
１２個の各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄのうち、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄは、基板１Ｗの平坦面上に、±Ｙ方向を長手方向とするように形成されている。また、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄは、いずれも基板１Ｗの平坦面に対し傾斜する傾斜面（第２傾斜面１０ｃ、１０ｄ）上に形成されている。

具体的には、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄは、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側にかけて下降する（−Ｚ方向側に進む）ように傾斜する第２傾斜面１０ｃ上に形成される。一方、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄは、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側にかけて上昇する（＋Ｚ方向側に進む）ように傾斜する第２傾斜面１０ｄ上に形成される。

また、図１２に示すように、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｃは、区画１ａ’の−Ｘ方向側の辺の中央付近に配され、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄは、区画１ａ’の＋Ｘ方向側の辺の中央付近に配される。さらに、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｃ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｄは、区画１ａ’の＋Ｙ方向側の辺の中央付近に配され、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｃは、区画１ａ’の−Ｙ方向側の辺の中央付近に配される。

規則化熱処理工程を経た各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄにおけるピンド層３０ｂの磁化の方位は、マグネットアレイ２０により印加される外部磁場Ｈ’（図１１）の水平成分（基板１Ｗの平坦面の面内方向成分）の向きに基づいて固定される。

具体的には、区画１ａ’の−Ｘ方向側の辺の中央付近に配される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｃのピンド層３０ｂの磁化の方位は、−Ｘ方向の外部磁場Ｈ’（図１１）により、−Ｘ方向の成分のみを有する方位ｃ１’に固定される。また、区画１ａ’の＋Ｘ方向側の辺の中央付近に配される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄのピンド層３０ｂの磁化の方位は、＋Ｘ方向の外部磁場Ｈ’（図１１）により、＋Ｘ方向の成分のみを有する方位ｃ２’に固定される。

同様に、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｃは、＋Ｙ方向の外部磁場Ｈ’（図１１）により、第２傾斜面１０ｃの面内方向であって、＋Ｙ方向成分と−Ｚ方向成分とを有する方位ｄ１に固定される。また、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｄは、＋Ｙ方向の外部磁場Ｈ’により、第２傾斜面１０ｄの面内方向であって、＋Ｙ方向成分と＋Ｚ方向成分とを有する方位ｄ４に固定される。
さらに、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｄは、−Ｙ方向の外部磁場Ｈ’（図１１）により、第２傾斜面１０ｃの面内方向であって、−Ｙ方向成分と＋Ｚ方向成分とを有する方位ｄ３に固定される。また、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｃは、−Ｙ方向の外部磁場Ｈ’により、第２傾斜面１０ｄの面内方向であって、−Ｙ方向成分と−Ｚ方向成分とを有する方位ｄ２に固定される。

対比例に係る磁気センサ９の１２個の磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄのうち、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄの組は、ブリッジ回路を構成するように配線接続される。同様に、磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄの組、及び、磁気抵抗効果素子Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄの組も、同様に、ブリッジ回路を構成するように配線接続される（図１０参照）。
対比例に係る磁気センサ９は、以上の構成により、互いに直交する３軸の成分（Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ）別に計測可能な３軸磁気センサを成す。

次に、第１の実施形態に係る磁気センサ１と対比例に係る磁気センサ９とを対比しながら、本実施形態に係る磁気センサ１の作用効果について説明する。

まず、第１の実施形態に係る磁気センサ１と、対比例に係る磁気センサ９とでは、各規則化熱処理工程（着磁ステップ）で用いるマグネットアレイ２０における第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓの形状及び配置が異なる。即ち、対比例に係る磁気センサ９の規則化熱処理の場合、微小な矩形状に形成された第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓが、半導体ウェハ（基板１Ｗ）上における区画（区画１ａ’等）の各々と対応するように配される（図１１参照）。これに対し、第１の実施形態に係る磁気センサ１の規則化熱処理によれば、棒状に形成された第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓが、半導体ウェハ上の面内方向における一の方位（第２方位（±Ｘ方向））に並べて配される複数の区画（例えば、区画１ａ、１ｂ、１ｃ）の各々に対して、当該一の方位に延在するように配される。このようにすることで、当該一の方位に並べて配される複数の区画の各々に対して、当該一の方位に延在する棒磁石を用いてまとめて外部磁場を印加することができ、微小な磁石を複数の区画ごとに対応するように配する必要がなくなる。したがって、規則化熱処理工程における負担を軽減することができる。

また、対比例に係る磁気センサ９の場合、第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓを微小に加工する必要があるため、その形状や大きさにばらつきが生じやすくなる。また、微小に加工された第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓをマグネットアレイ２０上に配列すべき数も増加するため、配置位置のばらつきも生じやすくなる。このように、第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓの形状やサイズ、又は、配置位置にばらつきがあると、区画ごとに印加される外部磁場の方位もばらつくことになるため、当該外部磁場に基づいて作製される磁気センサ９のセンサ特性のばらつきも大きくなる。
これに対し、第１の実施形態に係る磁気センサ１の規則化熱処理によれば、棒状に形成された棒磁石（第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓ）を互いに平行に配列させることで、当該第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓの形状が大型化するとともに配列すべき数が減少する。したがって、第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓの形状や大きさ、配置位置のばらつきを低減させることができる。さらに、第１の実施形態に係る磁気センサ１は、互いに平行に延在する第１磁石２０Ｎと第２磁石２０Ｓとの間に生じる外部磁場であって当該延在方向に直交する方位（±Ｙ方向）のみに生じる外部磁場Ｈの印加で作製可能である。したがって、異なる二つ方位を有する外部磁場外部磁場Ｈ’を印加する必要のある対比例（磁気センサ９）と比較して、印加する外部磁場の方位のばらつきを抑制することができる。
以上より、第１の実施形態に係る磁気センサ１は、対比例に係る磁気センサ９よりも、センサ特性のばらつきを大幅に低減することができる。

また、第１の実施形態に係る磁気センサ１の規則化熱処理によれば、区画１ａに含まれる所定の第１領域ＡＮにおいて平坦面に直交する一の方位（＋Ｚ方向）の外部磁場Ｈを印加し、第１領域ＡＮとは異なる第２領域ＡＳにおいて、一の方位（＋Ｚ方向）とは逆向き（−Ｚ方向）の外部磁場Ｈを印加している。
これにより、一区画内において、磁化の方位が互いに逆向きのピンド層を形成できる。したがって、磁化の方位が互いに逆向きのピンド層を有する磁気抵抗効果素子を組み合わせてブリッジ回路を構成することで、小型で、かつ、検出精度の高い磁気センサを作製することができる。

また、第１の実施形態に係る磁気センサ１の規則化熱処理によれば、各区画における第１領域ＡＮに対して一の極性面（Ｎ極）を対向させる第１磁石２０Ｎと、第２領域ＡＳに対して他の極性面を対向させる第２磁石２０Ｓと、を同一平面上に配列して外部磁場Ｈを印加している。
これにより、第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓが各区画（区画１ａ等）に整合するように同一平面上に配列された治具であるマグネットアレイ２０を半導体ウェハ（基板１Ｗ）に重ねるのみで、平坦面に直交する成分を有する外部磁場Ｈを印加することができるので、規則化熱処理工程の作業を簡素化することができる。

更に、第１の実施形態に係る磁気センサ１の規則化熱処理によれば、１つの第１磁石２０Ｎは、区画１ａ、１ｂ、１ｃと、当該区画１ａ、１ｂ、１ｃの一の辺Ｅ１を共有して隣接する他の区画１ｄ、１ｅ、１ｆと、における第１領域ＡＮの各々に対向するように配される（図５参照）。また、１つの第２磁石２０Ｓは、区画１ａ、１ｂ、１ｃと、当該区画１ａ、１ｂ、１ｃの一の辺Ｅ１の反対側の他の辺Ｅ２を共有して隣接する区画１ｇ、１ｈ、１ｉと、における第２領域ＡＳの各々に対向するように配されている（図５参照）。
これにより、単一の棒磁石（第１磁石２０Ｎ又は第２磁石２０Ｓ）が、一の辺を共有して隣接する複数の区画１ａ、１ｂ、・・・のそれぞれに外部磁場をまとめて印加することができる。したがって、一定の第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓのサイズ及び配列ピッチに対し、区画１ａ、１ｂ、・・・のサイズを効率的に縮小化することができる。

さらに、第１の実施形態に係る磁気センサ１の成膜ステップにおいては、ピンド層は、半導体ウェハ（基板１Ｗ）の平坦面の面内方向における第１方位（±Ｙ方向）に沿って当該平坦面と接するように設けられた第１傾斜面１０ａ、１０ｂと、第１方位と異なる第２方位（±Ｘ方向）に沿って当該平坦面と接するように設けられた第２傾斜面１０ｃ、１０ｄと、の両方に成膜される。
これにより、磁気センサ１は、平坦面の面内方向において感度方向（外部磁場の強度を主として観測可能な方向）が互いに異なる複数の磁気抵抗効果素子が形成されるため、外部磁場を、異なる複数の方位の成分別に計測可能となる。

また、第１の実施形態に係る磁気センサ１は、矩形板状の本体部（区画１ａ）と、ピンド層３０ｂを含む多層膜からなる磁気抵抗効果素子であって、第１方位を長手方向とする磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ａ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｃ、Ｘ２Ｄ（第１磁気抵抗効果素子）と、第２方位を長手方向とする磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄ（第２磁気抵抗効果素子）とを備えている。この磁気センサ１は、区画１ａの平坦面を当該区画１ａの一辺に沿って二つに分けてなる第１領域ＡＮ及び第２領域ＡＳの各々において、第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子の各々が配されていることを特徴とする。
また、第１領域ＡＮに配される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄ（第１磁気抵抗効果素子）及び磁気抵抗効果素子Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｄ（第２磁気抵抗効果素子）は、ピンド層３０ｂの磁化の方位が、少なくとも基板１Ｗの平坦面に直交する一の方位（＋Ｚ方向）を向く成分を有している。そして、第２領域ＡＳに配される磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｃ、Ｘ２Ａ、Ｘ２Ｃ（第１磁気抵抗効果素子）及び磁気抵抗効果素子Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｃ、Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｃ（第２磁気抵抗効果素子）は、ピンド層３０ｂの磁化の方位が、少なくとも基板１Ｗの平坦面に直交する他の方位（−Ｚ方位）を向く成分を有している。
このような構成を有する磁気センサ１によれば、その製造工程において、矩形板状の本体部を一つの区画として基板１Ｗ上の一の方位（±Ｘ方向）に複数並べて配した際に、当該基板１Ｗの平坦面上において、複数の第１領域ＡＮ及び第２領域ＡＳを当該一の方位（±Ｘ方向）に繋げて一続きに配することができる。したがって、第１領域ＡＮ、第２領域ＡＳの各々に対し、当該一の方位に延在する棒磁石（第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓ）を用いてまとめて外部磁場を印加しながら第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子におけるピンド層３０ｂの磁化の方位を固定することができる。よって、当該磁気センサの製造工程における作業負担を軽減することができる。

図１３は、第１の実施形態に係る磁気センサの製造方法の効果を説明する図である。
第１の実施形態に係る磁気センサ１は、その規則化熱処理工程において、区画１ａの平坦面を当該区画１ａの一辺（辺Ｅ１又は辺Ｅ２）に沿って二つに分けてなる第１領域ＡＮ及び第２領域ＡＳの各々に対し、当該一辺に沿って延在する棒磁石である第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓの極性面が対向する（図５、図９等を参照）。

この場合、第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓの延在方向（±Ｘ方向）における区画１ａの全範囲に渡って、当該延在方向に直交する方位（±Ｙ方向、±Ｚ方向）の成分を有する均一な外部磁場Ｈが印加される。そうすると、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄは、第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓの延在方向における区画１ａの何れの位置に配されたとしても、常に同一の外部磁場Ｈが印加される。つまり、第１の実施形態に係る規則化熱処理工程によれば、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄの、第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓの延在方向における配置位置の自由度が増す。これにより、磁気センサ１は、当該磁気センサ１の機能を実現するために必要な回路を効率的に配置することができ、本体部（区画１ａ）のサイズの縮小化を図ることができる。
例えば、第１の実施形態に係る規則化熱処理工程によれば、図１３に示すように、１６個全ての磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄを、第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓの延在方向における一方側（−Ｘ方向側）に集めて配置することも可能になる。このようにすることで、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄを含む各種アナログ回路（出力アンプ、ノイズ除去フィルタ等）と、磁場の強度を示すサンプリング値に対しデジタル処理を行う論理回路と、を異なる２つの領域に集約して配置することができる。即ち、図１３に示す磁気センサ１では、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄを含む各種アナログ回路が、区画１ａを第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓの延在方向と直交する方位（±Ｙ方向）に分けてなる領域の一方側（アナログ回路領域ＢＡ）に集約される。また、上記デジタル処理を行う論理回路が、区画１ａを第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓの延在方向と直交する方位（±Ｙ方向）に分けてなる領域の他方側（論理回路領域ＢＤ）に集約される。
例えば、第１の実施形態において、アナログ回路領域ＢＡと論理回路領域ＢＤとは、区画１ａの平坦面を、第１領域ＡＮ及び第２領域ＡＳを区画する境界線と直交する直線に沿って二等分して区画される。この場合、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄは、区画１ａの平坦面を二等分してなる２つの領域の一方側にのみ配置される。
なお、他の実施形態において、区画１ａの平坦面におけるアナログ回路領域ＢＡと論理回路領域ＢＤの区分けのされ方は、上記態様に限定されない。

以上、第１の実施形態に係る磁気センサ及び磁気センサの製造方法によれば、ピンド層の磁化の方位を固定する工程における負担を軽減することができる。

＜他の変形例＞
なお、第１の実施形態に係る磁気センサ１の製造方法は、上述の態様に限定されるものではなく、例として、以下のようにも変形可能である。

図１４は、第１の実施形態の変形例に係る規則化熱処理工程の概要を説明する図である。
第１の実施形態に係る磁気センサ１の規則化熱処理工程においては、基板１Ｗの一方側（裏面側）にマグネットアレイ２０を重ねるように配置するものとして説明した（図４参照）。しかし、他の実施形態に係る規則化熱処理工程においては、例えば、図１４（ａ）に示すように、基板１Ｗの他方側（表面側）にも、他のマグネットアレイ４０を配置するようにしてもよい。このとき、マグネットアレイ２０を構成する各永久磁石（第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓ）と、マグネットアレイ４０を構成する各永久磁石（第１磁石４０Ｎ、第２磁石４０Ｓ）と、の各々が対向する極性面が、互いに異なる極性となるように配されるものとする（図１４（ａ）参照）。
これにより、外部磁場Ｈの各方向成分のうち、平坦面に直交する成分が他の方向成分に対して強まるので、固定されるピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位の精度を高めることができる。

なお、マグネットアレイ４０の代わりに、図１４（ｂ）に示すヨーク５０を配置することによっても、図１４（ａ）の場合と同様の効果を得ることができる。ここで、ヨーク５０は、例えば、鉄等の軟磁性体の材料からなる。具体的には、軟磁性体であるヨーク５０は、マグネットアレイ２０の第１磁石２０Ｎ、第２磁石２０Ｓの各々と対向することで、当該対向する部分が、各々対向する極性と逆の極性に変化する。これにより、実質的には、基板１Ｗは、図１４（ａ）に示すように、マグネットアレイ２０と、マグネットアレイ４０と、に挟まれる状態と等価となる。したがって、基板１Ｗの平坦面に直交する成分を主とする外部磁場Ｈを印加することができ、固定されるピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位の精度を高めることができる。

以上のように、マグネットアレイ２０の第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓのそれぞれと、基板１Ｗの平坦面を挟むように磁性体を配することで、基板１Ｗの平坦面に直交する成分以外の他の方向成分が除外された外部磁場を印加することができる。したがって、固定されるピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位の精度を一層高めることができる。

また、図５に示したマグネットアレイ２０の配置は一例であってこれには限定されず、第１磁石２０Ｎ及び第２磁石２０Ｓは、平坦面上に形成されたピンド層３０ｂに対し、当該平坦面に直交する成分（±Ｚ方向成分）を有する外部磁場を印加可能なように配されていれば如何なる配置であってもよい。ただし、この場合、磁気抵抗効果素子を成すピンド層は、その磁化の方位が当該平坦面に直交する成分に基づいて固定されるように、平坦面に対し傾斜して配されるものとする。

図１５は、第１の実施形態の他の変形例に係る規則化熱処理工程の概要を説明する図である。
第１の実施形態に係る磁気センサ１は、測定対象とする外部磁場の±Ｘ方向の成分Ｈｘを求めるにあたり、２つのブリッジ回路ＢＸ１、ＢＸ２の各々の出力電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２を組み合わせて算出するものとして説明した。しかし、他の実施形態に係る磁気センサ１は、この態様に限定されない。例えば、本実施形態に係る磁気センサ１は、図１５に示す単一のブリッジ回路ＢＸ１’の出力電圧Ｖｘ１’に基づいて、測定対象とする外部磁場の±Ｘ方向の成分Ｈｘを算出してもよい。

具体的には、図１５に示すように、ブリッジ回路ＢＸ１’においては、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ及び磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂが、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂの一端が接地端子Ｑ２と接続される。また、同様に、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｄ及び磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｄが、電源端子Ｑ１と接地端子Ｑ２との間に直列に接続される。このとき、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｄの一端が電源端子Ｑ１と接続され、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｄの一端が接地端子Ｑ２と接続される。
また、図１５に示すように、ブリッジ回路ＢＸ１’は、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂと磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂとの間の電位と、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｄと磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｄとの間の電位と、の電位差である出力電圧Ｖｘ１’を出力する。

各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄのピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位ｃ３と、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄのピンド層３０ｂの磁化の方位ｃ４とは、水平成分（±Ｘ方向成分）が互いに逆向きである。これに対し、各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ〜Ｘ２Ｄのフリー層３０ｄ（図３）の磁化Ｍｘの方位は、第１傾斜面１０ａ、１０ｂの各々の面内方向に変化可能であるため、印加される外部磁場の±Ｘ方向の成分Ｈｘに基づいてその方位が変化する。
そうすると、例えば、測定対象とする外部磁場の成分Ｈｘが＋Ｘ方向であった場合、フリー層３０ｄの磁化Ｍｘの方位が＋Ｘ方向側に傾くため、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ，Ｘ１Ｄの抵抗値は減少し、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄの抵抗値は増加する。これにより、出力電圧Ｖｘ１’が、＋Ｘ方向の外部磁場の成分Ｈｘに応じてプラス側に変化する。一方、測定対象とする外部磁場の成分Ｈｘが−Ｘ方向であった場合、フリー層３０ｄの磁化Ｍｘの方位が−Ｘ方向側に傾くため、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄの抵抗値は増加し、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄの抵抗値は減少する。これにより、出力電圧Ｖｘ１’が、−Ｘ方向の外部磁場の成分Ｈｘに応じてマイナス側に変化する。

また、各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄのピンド層３０ｂ（図３）の磁化の方位ｃ３と、磁気抵抗効果素子Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄのピンド層３０ｂの磁化の方位ｃ４とは、垂直成分（±Ｚ方向成分）の向きが＋Ｚ方向と同一である。これに対し、各磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ〜Ｘ２Ｄのフリー層３０ｄ（図３）の磁化Ｍｘの方位は、第１傾斜面１０ａ、１０ｂの各々の面内方向に変化可能であるため、印加される外部磁場の±Ｚ方向の成分Ｈｚに基づいてその方位が変化する。
そうすると、例えば、測定対象とする外部磁場の成分Ｈｚが＋Ｚ方向であった場合、フリー層３０ｄの磁化Ｍｘの方位が＋Ｚ方向側に傾くため、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄの抵抗値は全て減少する。これにより、出力電圧Ｖｘ１’は、＋Ｚ方向の外部磁場の成分Ｈｘによっては変化しない。一方、測定対象とする外部磁場の成分Ｈｚが−Ｚ方向であった場合、フリー層３０ｄの磁化Ｍｘの方位が−Ｚ方向側に傾くため、磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄの抵抗値は全て増加する。これにより、出力電圧Ｖｘ１’は、−Ｚ方向の外部磁場の成分Ｈｘによっても変化しない。
以上より、ブリッジ回路ＢＸ１’は、測定対象とする外部磁場の水平成分の第２方位（±Ｘ方向）のみに感度方向を有する磁気センサとして機能する。

磁気センサ１は、ブリッジ回路ＢＸ１’の出力電圧Ｖｘ１’から、印加される外部磁場の±Ｘ方向の成分Ｈｘを算出することができる。具体的には、外部磁場の±Ｘ方向の成分Ｈｘは、下記の式（１）により求めることができる。
Ｈｘ＝ｋｘ’・Ｖｘ１’・・・（１）
ここで、感度係数ｋｘ’は、出力電圧Ｖｘ１’に対する、外部磁場の±Ｘ方向の成分Ｈｘ（±Ｘ方向の磁界強度）の比例定数である。

このように、他の実施形態に係る磁気センサ１は、４個の磁気抵抗効果素子Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｄからなるブリッジ回路ＢＸ１’を用いて、測定対象とする外部磁場の±Ｘ方向の成分Ｈｘを取得するものとしてもよい。
このようにすることで、４個の磁気抵抗効果素子のみで成分Ｈｘを検出することができるので、磁気センサ１に搭載すべき磁気抵抗効果素子の数を減らすことができ、回路面積の縮小を図ることができる。

また、第１の実施形態においては、磁化の方位が互いに異なる磁気抵抗効果素子を組み合わせてブリッジ回路を構成するものとしたが、他の実施形態に係る磁気センサにおいては、必ずしもブリッジ回路が構成されなくともよい。例えば、各ブリッジ回路ＢＸ１、ＢＸ２、ＢＹ１、ＢＹ２（図１０）を構成する４つの組の磁気抵抗効果素子の一部を、既知の抵抗値を有する抵抗素子に置き換えてブリッジ回路を構成してもよい。
このようにすることで、磁気センサ１を構成する磁気抵抗効果素子の数を減らすことができるので、磁気センサ１の一層の小型化を図ることができる。

また、「第１磁石２０Ｎが第１領域ＡＮに対して一の極性面（Ｎ極の面）を対向させる」との文言は、当該一の極性面を基板１Ｗの磁気抵抗効果素子Ｘ１Ａ〜Ｙ２Ｄが形成される平坦面側から対向させる場合と、基板１Ｗの当該平坦面とは異なる裏面側から対向させる場合と、の両方を含むものとする。「第２磁石２０Ｓが第２領域ＡＳに対して他の極性面（Ｓ極の面）を対向させる」との文言も同様とする。

また、第１の実施形態に係る磁界強度演算部は、当該機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより実現される態様であってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１…磁気センサ、１Ｗ…基板、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ，１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ…区画（本体部）、１０…溝部、１０ａ、１０ｂ…第１傾斜面、１０ｃ、１０ｄ…第２傾斜面、２０、２０’、４０…マグネットアレイ、２０Ｎ、２０Ｎ’、４０Ｎ…第１磁石、２０Ｓ、２０Ｓ’、４０Ｓ…第２磁石、３０ａ…ピニング層、３０ｂ…ピンド層、３０ｃ…スペーサ層、３０ｄ…フリー層、３１ａ、３１ｂ…配線層、５０…ヨーク、Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄ、Ｘ２Ａ、Ｘ２Ｂ、Ｘ２Ｃ、Ｘ２Ｄ、Ｙ１Ａ、Ｙ１Ｂ、Ｙ１Ｃ、Ｙ１Ｄ、Ｙ２Ａ、Ｙ２Ｂ、Ｙ２Ｃ、Ｙ２Ｄ…磁気抵抗効果素子、ＢＸ１、ＢＸ２、ＢＹ１、ＢＹ２、ＢＸ１’…ブリッジ回路、９…磁気センサ、ＡＮ…第１領域、ＡＳ…第２領域

Claims (9)

1. 基板の平坦面上に並べて配される複数の区画ごとに設けられた傾斜面上に、少なくともピンド層を含んで磁気抵抗効果素子をなす多層膜を成膜する成膜ステップと、
   複数の前記区画の各々に対し、前記基板の平坦面に直交する成分を有する外部磁場を印加して、当該直交する成分に基づいて前記ピンド層の磁化の方位を固定する着磁ステップと、
   を有し、
   前記着磁ステップにおいて、一の方位に並べて配される複数の前記区画の各々に対して、当該一の方位に延在する棒磁石を用いて前記外部磁場を印加する
   ことを特徴とする磁気センサの製造方法。
2. 前記着磁ステップにおいて、
   前記区画に含まれる所定の第１領域において前記平坦面に直交する一の方位の成分を有する外部磁場を印加し、当該区画に含まれる所定の領域であって前記第１領域とは異なる第２領域において、前記平坦面に直交する方位であって前記一の方位とは逆向きの成分を有する外部磁場を印加する
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
3. 前記着磁ステップにおいて、
   前記棒磁石であって前記第１領域に対して一の極性面を対向させる第１磁石と、前記棒磁石であって前記第２領域に対して他の極性面を対向させる第２磁石と、を同一平面上に配列して前記外部磁場を印加する
   ことを特徴とする請求項２に記載の磁気センサの製造方法。
4. 前記着磁ステップにおいて、
   １つの前記第１磁石は、矩形状の前記区画の一の辺を共有して隣接する前記第１領域の各々に対向するように配されるとともに、１つの前記第２磁石は、前記区画のうち前記一の辺の反対側の他の辺を共有して隣接する前記第２領域の各々に対向するように配される
   ことを特徴とする請求項３に記載の磁気センサの製造方法。
5. 前記着磁ステップにおいて、
   前記第１磁石及び前記第２磁石のそれぞれと、前記基板の平坦面を挟むように磁性体を配する
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の磁気センサの製造方法。
6. 前記成膜ステップにおいて、
   前記ピンド層は、前記平坦面の面内方向における第１方位に沿って当該平坦面と接するように設けられた第１傾斜面と、前記第１方位と異なる第２方位に沿って当該平坦面と接するように設けられた第２傾斜面と、の両方に成膜されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に磁気センサの製造方法。
7. 矩形板状の本体部と、
   少なくともピンド層を含み、前記本体部の平坦面の面内方向における第１方位に沿って設けられた第１傾斜面の傾斜面上に、当該第１方位を長手方向として形成された第１磁気抵抗効果素子と、
   少なくともピンド層を含み、前記本体部の平坦面の面内方向における方位であって前記第１方位と異なる第２方位に沿って設けられた第２傾斜面の傾斜面上に、当該第２方位を長手方向として形成された第２磁気抵抗効果素子と、
   を備え、
   前記本体部の平坦面を当該本体部の一辺に沿って二つに分けてなる第１領域及び第２領域の各々において、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子の各々が配されている
   ことを特徴とする磁気センサ。
8. 前記第１領域に配される前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子は、前記ピンド層の磁化の方位が、少なくとも前記平坦面に直交する一の方位を向く成分を有し、
   前記第２領域に配される前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子は、前記ピンド層の磁化の方位が、少なくとも前記平坦面に直交する他の方位を向く成分を有している
   ことを特徴とする請求項７に記載の磁気センサ。
9. 前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子は、前記本体部の平坦面を、前記第１領域及び前記第２領域を区画する境界線と直交するように二等分してなる２つの領域の一方側に配置される
   ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の磁気センサ。

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