JP4668818B2 - 磁気センサ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、折畳み式携帯電話の開閉検知を行う非接触式の磁気センサに係り、特に、温度変化によっても中点電位のばらつきを抑制でき、またセンサの小型化、及び製造コストの低減を図ることが可能な磁気センサに関する。

以下の特許文献１には、磁気センサの組立方法が開示されている。特許文献１によれば複数の磁気抵抗効果素子を同一基板上に形成し、全ての前記磁気抵抗効果素子の固定層（ピン層）の磁化方向を同一方向に着磁し、次に、前記基板を複数の素子台毎に切り出し、切り出しされた素子台上に磁気抵抗効果素子の固定層の磁化方向の向きを選定して、複数の素子台を組み合わせるとしている（例えば特許文献１の請求項１等）。

図１４は、従来の磁気センサの部分平面図である。図１４に示すように素子台６１，６２には夫々、前記磁気抵抗効果素子６３，６４が設けられている。

前記磁気抵抗効果素子６３、６４の長手方向の両側には端子部６３ａ，６４ａが設けられ、各端子部６３ａ，６４ａは回路基板６５上の端子部６６に例えばワイヤボンディング等によって電気的に接続される。

前記磁気センサでは、例えば中点電位変化を検出するために、図１４に示すように前記磁気抵抗効果素子６３，６４の固定層の固定磁化方向は互いに逆方向に向いている。

図１４に示す磁気センサは、例えば折畳み式携帯電話の開閉検知に使用される。すなわち前記携帯電話の第１部材（例えば表示画面搭載側の部材）には、磁石が設けられ、第２部材（例えば操作側の部材）には図１４に示す磁気センサが内臓される。前記携帯電話を閉じた状態と開いた状態とでは、前記磁気抵抗効果素子６３，６４に及ぼされる前記磁石からの外部磁界の大きさが変化する。具体的には、前記携帯電話を閉じた状態から前記携帯電話を開くと、前記磁気抵抗効果素子６３，６４に及ぼされる磁石からの外部磁界の大きさが徐々に小さくなっていく。このとき外部磁界の影響を受けて磁化方向が変動するフリー層と前記固定層との磁化方向の関係から前記磁気抵抗効果素子６３，６４の抵抗値が変化し、抵抗値変化に基づく出力電圧の変化から前記携帯電話の開閉を検知できるようになっている。
特開２００３−６６１２７号公報

図１４に示す従来型の磁気センサでは、固定層の磁化方向が異なる磁気抵抗効果素子６３，６４を使用するために、同じ素子台上に２つの磁気抵抗効果素子６３，６４を形成することは出来ず、特許文献１に記載されているように、素子台６１，６２毎に切り出した後、各素子台６１，６２上に搭載された磁気抵抗効果素子６３，６４の固定層の磁化方向が逆方向になるように、位置合わせを行う必要があった。

しかし、各素子台６１，６２を高精度に位置合わせすることは非常に困難であり、前記固定層の磁化方向にばらつきが生じやすくなる結果、開閉検知にばらつきが生じやすくなっていた。

また、図１４に示す従来型の磁気センサでは、素子台が複数必要であるから、前記磁気センサが大型化しやすく、また、磁気抵抗効果素子６３，６４の端子部６３ａ，６４ａと回路基板６５の端子部６６間のボンディング数等が多くなるために製造コストも高くなった。

ところで、例えば磁気抵抗効果素子と固定抵抗とを組み合わせてブリッジ回路を構成すると、前記磁気抵抗効果素子と前記固定抵抗とを同じ素子台上に形成することが可能であり、上記した問題点を解決できる。

しかし、前記磁気抵抗効果素子と前記固定抵抗とは材質が異なるために前記磁気抵抗効果素子と前記固定抵抗とで温度係数（ＴＣＲ：Temperature Coefficient of Resistance）が異なり、その結果、温度が変化すると中点電圧のバランスが崩れてしまい検出精度が低下して誤動作の原因になるという問題があった。

そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、温度変化によっても中点電位のばらつきを抑制でき、またセンサの小型化、及び製造コストの低減を図ることが可能な磁気センサを提供することを目的としている。

本発明は、
磁気抵抗効果素子及び固定抵抗が、夫々、少なくとも一つ以上設けられ、
前記磁気抵抗効果素子及び前記固定抵抗は、共に、反強磁性層と複数の磁性層と非磁性層と、最上層の保護層とを有して構成され、
前記磁気抵抗効果素子では、少なくとも一つの前記磁性層を有し磁化方向が固定される固定層と、残りの前記磁性層を有し外部磁界により磁化方向が変動するフリー層が設けられ、前記固定層と前記フリー層との間に前記非磁性層が介在するとともに、前記固定層の前記非磁性層が形成された面と反対面に前記反強磁性層が接して形成されており、
前記固定抵抗では、少なくとも一つの前記磁性層が前記反強磁性層に接して形成されるとともに全ての前記磁性層の磁化方向が固定されており、
前記固定抵抗では、前記固定層と同じ材質からなる第１磁性層と、前記フリー層と同じ材質からなる第２磁性層とが積層され、
前記第１磁性層は前記反強磁性層に接して形成されるとともに、前記磁気抵抗効果素子と異なって、前記第２磁性層と、前記非磁性層とが逆積層となり、前記第１磁性層の前記反強磁性層が形成されている面と反対面に、前記第２磁性層が接して形成されることで前記第２磁性層の磁化方向が前記第１磁性層と共に固定されていることを特徴とするものである。
本発明では、前記第１磁性層は、前記固定層と同じ材質及び同じ膜厚からなり、前記第２磁性層は、前記フリー層と同じ材質及び同じ膜厚からなることが好ましい。

本発明では上記のように、磁気抵抗効果素子及び固定抵抗の構成層として、共に、反強磁性層、複数の磁性層、非磁性層、及び保護層が用いられている。そして本発明では、前記磁気抵抗効果素子及び固定抵抗とで、これら構成層の積層順を変え、前記磁気抵抗効果素子を、外部磁界の変化に基づき適切に磁気抵抗効果が発揮されて抵抗値が変化する可変抵抗として機能させている。一方、前記固定抵抗では、全ての前記磁性層の磁化方向を一定の方向に固定しているため、前記磁気抵抗効果素子と異なって、外部磁界が変化しても磁気抵抗効果が発揮されないようになっている。

上記したように本発明では、前記磁気抵抗効果素子及び固定抵抗は共に、構成層として反強磁性層、複数の磁性層、非磁性層、及び保護層を有するから、前記磁気抵抗効果素子の温度係数と前記固定抵抗の温度係数とのばらつきを従来に比べて抑制でき、その結果、温度変化に対して安定して動作することが可能な磁気センサとすることが出来る。

また本発明では、前記磁気抵抗効果素子及び前記固定抵抗は同じ素子台上に形成されることが好ましい。これにより、磁気センサの小型化を促進でき、またボンディング数等を減らすことができ製造コストを低減できる。

また本発明では、前記磁気抵抗効果素子と前記固定抵抗の層の構成は一致していることが好ましい。例えば前記磁気抵抗効果素子では、反強磁性層、固定層、非磁性層、感磁層、及び保護層以外に、結晶性を向上させるためのシード層等を設けてもよいが、前記シード層を前記固定抵抗にも設け、前記磁気抵抗効果素子の構成層と、前記磁気抵抗効果素子の構成層とを一致させることで、前記磁気抵抗効果素子と前記固定抵抗の温度係数のばらつきをより効果的に小さくでき（あるいは最も好ましくは温度係数を一致させることができ）、より適切に、温度変化に対して安定して動作することが可能な磁気センサとすることが出来る。

本発明の磁気センサは、温度変化によっても中点電位のばらつきを抑制でき、さらには小型化、及び製造コストの低減を図ることが可能である。

図１，図２は、本実施形態の非接触式磁気センサを内臓した折畳み式携帯電話の部分模式図、図３は本実施形態における磁気センサの部分平面図、図４は図３に示すＡ−Ａ線から切断し矢印方向から見た前記磁気センサの部分断面図、図５は図３とは異なる構造の本実施形態における磁気センサの部分平面図、図６は図３に示す磁気センサの回路構成図、図７は図５に示す磁気センサの回路構成図、である。

図１に示すように折畳み式携帯電話１は、第１部材２と第２部材３とを有して構成される。前記第１部材２は画面表示側であり、前記第２部材３は操作体側である。前記第１部材２の前記第２部材３との対向面には液晶ディスプレイやレシーバ等が設けられている。前記第２部材３の前記第１部材２との対向面には、各種釦及びマイク等が設けられている。図１は折畳み式携帯電話１を閉じた状態であり、図１に示すように前記第１部材２には磁石５が内臓され、前記第２部材３には磁気センサ４が内臓されている。図１に示すように閉じた状態で、前記磁石５と磁気センサ４は互いに対向した位置（前記磁石５及び磁気センサ４の設置面に対し垂直方向にて対向）に配置されている。

図１では、前記磁石５から放出された外部磁界φが、前記磁気センサ４に伝わり、前記磁気センサ４では前記外部磁界φを検出し、これにより、折畳み式携帯電話１は閉じた状態にあることが検出される。

一方、図２のように折畳み式携帯電話１を開くと、前記第１部材２が前記第２部材３から離れるにつれて、徐々に前記磁気センサ４に伝わる外部磁界φの大きさは小さくなっていき、やがて前記磁気センサ４に伝わる外部磁界φはゼロになる。前記磁気センサ４に伝わる外部磁界φがゼロになり、あるいは前記磁気センサ４に伝わる外部磁界φの大きさがある所定の大きさ以下となった場合に、前記折畳み式携帯電話１が開いた状態にあることが検出され、例えば、前記携帯電話１内に内臓される制御部にて、液晶ディスプレイや操作釦の裏側にあるバックライトが光るように制御されている。

図３に示すように、前記第２部材３内に内臓される回路基板６上に本実施形態の磁気センサ４が搭載されている。前記磁気センサ４は一つの素子台７上に、磁気抵抗効果素子８と固定抵抗９が一つづつ設けられている。図３に示すように前記磁気抵抗効果素子８の長手方向の両側には端子部１０，１１が設けられている。前記端子部１０は例えば、前記回路基板６上に設けられた入力端子（電源Ｖｃｃ）１２とワイヤボンディングやダイボンディング等で電気的に接続されている（図６参照）。前記端子部１１は、前記固定抵抗９との共通端子であり、前記端子部１１は、前記回路基板６上の出力端子２２とワイヤボンディングやダイボンディング等により電気的に接続されている（図６参照）。

図３に示すように前記固定抵抗９の長手方向の両側には上記した端子部１１と端子部２１が設けられている。前記端子部２１は前記回路基板６上のアース端子１３とワイヤボンディングやダイボンディング等により電気的に接続されている（図６参照）。

図３に示すように前記磁気抵抗効果素子８及び固定抵抗９は共に直線状の細長い形状で形成されているが、例えばミアンダー形状（蛇行形状）等で形成されてもよい。

図４に示すように、前記磁気抵抗効果素子８は、下から下地層１４，シード層１５、反強磁性層１６、固定層（第１磁性層）１７、非磁性層１８、フリー層（：感磁層、第２磁性層）１９、及び保護層２０の順で積層されている。前記下地層１４は、例えば、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の元素などの非磁性材料で形成される。前記シード層１５は、ＮｉＦｅＣｒあるいはＣｒ等で形成される。前記反強磁性層１６は、元素α（ただしαは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料、又は、元素αと元素α′（ただし元素α′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成される。例えば前記反強磁性層１６は、ＩｒＭｎやＰｔＭｎで形成される。前記固定層１７及びフリー層１９はＣｏＦｅ合金、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金等の磁性材料で形成される。また前記非磁性層１８はＣｕ等で形成される。また前記保護層２０はＴａ等で形成される。

前記磁気抵抗効果素子８では、前記反強磁性層１６と前記固定層１７とが接して形成されているため磁場中熱処理を施すことにより前記反強磁性層１６と前記固定層１７との界面に交換結合磁界（Ｈｅｘ）が生じ、前記固定層１７の磁化方向は一方向に固定される。図３では前記固定層１７の磁化方向１７ａを矢印方向で示している。前記磁化方向１７ａは長手方向に対して直交する方向（素子幅方向）となっている。一方、前記フリー層１９は前記固定層１７と非磁性層１８を介して対向しており、前記フリー層１９の磁化方向は一方向に固定されていない。すなわち前記フリー層１９の磁化は外部磁界の影響を受けて変動するようになっている。

図４に示すように前記固定抵抗９は、下から下地層１４，シード層１５、反強磁性層１６、第１磁性層１７、第２磁性層１９、非磁性層１８、及び保護層２０の順で積層されている。なお固定抵抗９における第１磁性層１７は磁気抵抗効果素子８における固定層１７に相当し、前記固定抵抗９における第２磁性層１９は磁気抵抗効果素子８におけるフリー層１９に相当する。すなわち前記固定抵抗９の積層順は、前記磁気抵抗効果素子８のフリー層１９と非磁性層１８の順番を入れ替えたものとなっている。前記磁気抵抗効果素子８と前記固定抵抗９において共通する各層の材質は同じである。例えば前記磁気抵抗効果素子８が下から下地層１４：Ｔａ／シード層１５：ＮｉＦｅＣｒ／反強磁性層１６：ＩｒＭｎ／固定層１７：ＣｏＦｅ／非磁性層１８：Ｃｕ／フリー層１９：ＮｉＦｅ／保護層２０：Ｔａの順に積層されている場合、前記固定抵抗９では、例えば、下から下地層１４：Ｔａ／シード層１５：ＮｉＦｅＣｒ／反強磁性層１６：ＩｒＭｎ／第１磁性層１７：ＣｏＦｅ／第２磁性層１９：ＮｉＦｅ／非磁性層１８：Ｃｕ／保護層２０：Ｔａの順に積層されている。図４に示す実施形態では、前記固定抵抗９は、前記第１磁性層１７と前記第２磁性層１９とが接して形成され、前記第１磁性層１７と前記第２磁性層１９のどちらか一方に、前記反強磁性層１６が接して形成されている。図４では、反強磁性層１６／第１磁性層１７／第２磁性層１９の順で積層されているため、磁場中熱処理を施すと前記反強磁性層１６と前記第１磁性層１７との界面で交換結合磁界（Ｈｅｘ）が生じ、前記第１磁性層１７の磁化が一方向に固定されるが、このとき、前記第１磁性層１７に接して形成された第２磁性層１９の磁化も前記第１磁性層１７との間で作用する強磁性結合により、前記第１磁性層１７の磁化方向と同一方向に固定される。前記第１磁性層１７及び前記第２磁性層１９の磁化方向は、前記磁気抵抗効果素子８の固定層１７の磁化方向１７ａと同じであっても異なっていてもよい。ただし同じ方向とするほうが、製造工程中における磁場の制御等を行いやすいので好ましい。本実施形態において重要な点は、固定抵抗９における第１磁性層１７と第２磁性層１９の磁化方向が固定されていることである。よって上記のように反強磁性層１６／第１磁性層１７／第２磁性層１９の積層順ではなくて例えば第１磁性層１７／反強磁性層１６／第２磁性層１９／非磁性層１８・・の積層順であっても前記第１磁性層１７及び前記第２磁性層１９の磁化方向を固定できる。ただし図４のように、固定抵抗９では、磁気抵抗効果素子８と異なって第２磁性層１９と非磁性層１８とを逆積層にすれば他の積層構造を磁気抵抗効果素子８と変えることなく、簡単に全ての磁性層１７，１９の磁化方向を固定できるので製造方法も簡単になり好ましい。

図３，図６に示すように、入力端子（電源Ｖｃｃ）から例えば５Ｖが印加されると、図４に示す実施形態では、無磁場状態では、磁気センサ４からの出力値（中点電位）はほぼ２．５Ｖとなる。前記磁石５からの外部磁界φが、前記磁気抵抗効果素子８に及ぼされ、その強さの変動により、前記フリー層１９と前記固定層１７との磁化関係（磁化状態）が変化し前記磁気抵抗効果素子８の抵抗値が変動するが（これを磁気抵抗効果と言う）、前記固定抵抗９の抵抗値は前記外部磁界φによって変動しない。これにより磁気センサ４からの出力値は変動し、制御部３０にて、前記出力値と、閾値電圧とが比較され、例えば前記出力値が前記閾値電圧より高くなれば、スイッチオンとなる切替信号が出力され、折畳み式携帯電話１が開いたとしてバックライト機能等が作動し、一方、前記出力値が前記閾値電圧より低ければスイッチオフとなり例えば前記切替信号の出力が停止され、折畳み式携帯電話１が閉じたとしてバックライト機能等の作動を停止する。

本実施形態では、上記したように、前記磁気抵抗効果素子８及び固定抵抗９は共に、反強磁性層１６、第１磁性層１７、非磁性層１８、第２磁性層１９及び保護層２０を有し、前記第２磁性層１９は、前記磁気抵抗効果素子８では外部磁界の変動により磁化方向が変化するフリー層として機能し、前記固定抵抗９では前記第１磁性層１７と接して形成され前記第１磁性層１７と共に磁化方向が固定されていることに特徴的な部分がある。

これにより、前記磁気抵抗効果素子８は外部磁界の変動により、磁気抵抗効果が発揮され抵抗値が変動する可変抵抗として機能し、一方、固定抵抗９は外部磁界の変動によっても磁気抵抗効果が発揮されず抵抗値が一定となっている。そして、前記磁気抵抗効果素子８及び固定抵抗９は共に、反強磁性層１６、第１磁性層１７、非磁性層１８、第２磁性層１９及び保護層２０を有しているから、前記磁気抵抗効果素子８の温度係数（ＴＣＲ）と、前記固定抵抗９の温度係数とのばらつきを抑制でき、この結果、温度変化に対しても中点電位のばらつきを抑制でき、安定して動作することが可能な磁気センサ４とすることが出来る。

特に図４に示す実施形態では、前記磁気抵抗効果素子８と前記固定抵抗９の構成層を完全に一致させている。すなわち、反強磁性層１６、第１磁性層１７、非磁性層１８、第２磁性層１９及び保護層２０だけでなく、磁気抵抗効果素子８に使用される下地層１４及びシード層１５を、前記固定抵抗９にも使用しているため、前記磁気抵抗効果素子８と前記固定抵抗９の温度係数及び抵抗値（無磁場状態）のばらつきをより適切に抑制でき、より効果的に、安定して動作することが可能な磁気センサ４とすることが出来る。なお前記磁
気抵抗効果素子８と前記固定抵抗９の温度係数及び抵抗値（無磁場状態）をより近付けるには（最も好ましくは一致させるには）、さらに磁気抵抗効果素子８及び前記固定抵抗９での夫々、共通する各層の膜厚を同じにすることが必要である。また、磁気抵抗効果素子８において前記固定層１７は、例えば２つの磁性層間に非磁性中間層が介在する積層フェリ構造等であってもよい。係る場合、前記固定抵抗９でも、前記第１磁性層１７を２つの磁性層にするとともに前記非磁性中間層を設ける。このとき、前記第１磁性層１７を前記固定層１７と同様の積層フェリ構造にしなくてもよい。重要なのは、前記積層フェリ構造と同じ構成要素を前記固定抵抗９も有するとともに、磁性層が全て固定されていることである。よって例えば積層フェリ構造が、磁性層：ＣｏＦｅ／非磁性中間層：Ｒｕ／磁性層：ＣｏＦｅの積層構造である場合、前記固定抵抗９では、磁性層：ＣｏＦｅ／磁性層：ＣｏＦｅ／非磁性中間層：Ｒｕの積層順にしてもよい。特に固定抵抗９では全ての磁性層を反強磁性層１６上に連続して形成し、他の非磁性層を前記磁性層上に形成する等すれば簡単に全ての磁性層の磁化方向を固定できる。一例を挙げると、例えば磁気抵抗効果素子８が、反強磁性層１６：ＩｒＭｎ／固定層１７［ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ］／非磁性層１８：Ｃｕ／フリー層１９［ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ］の積層順で形成されている場合、固定抵抗９では、例えば、ＩｒＭｎ／ＣｏＦｅ／ＣｏＦｅ／ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／Ｒｕ／Ｃｕとすれば、複数の磁性層であるＣｏＦｅ／ＣｏＦｅ／ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅの全て磁化方向を適切に固定することが可能である。

また図３，図４に示すように前記磁気センサ４を構成する磁気抵抗効果素子８及び固定抵抗９は同じ素子台７上に搭載されている。よって前記磁気センサ４の小型化を図ることが出来る。また前記磁気抵抗効果素子８及び前記固定抵抗９を同じ素子台７上に形成することで、前記磁気抵抗効果素子８及び前記固定抵抗９の一方の端部に設けられた端子部１１を共通端子にでき、この結果、前記磁気抵抗効果素子８及び固定抵抗９をばらばらに異なる素子台上に搭載する場合に比べて、前記磁気センサ４と回路基板６間でのボンディング数を減らすことができ製造コストを低減させることが出来る。また本実施形態では前記磁気抵抗効果素子８と固定抵抗９とを同じ素子台７上に形成するので、前記磁気抵抗効果素子８と前記固定抵抗９との磁化制御を簡単に行うことが可能である。

なお本実施形態は、前記磁気抵抗効果素子８と固定抵抗９とが夫々異なった素子台上に搭載されていても、前記磁気抵抗効果素子８と、前記固定抵抗９の温度係数のばらつきを抑制でき、また、一方は固定抵抗９であるから従来のように別々の素子台上に磁気抵抗効果素子が形成されている場合に比べて高度な位置決め精度を必要せず、また検知精度のばらつきを抑制できるが、上記のように同じ素子台７上に磁気抵抗効果素子８及び固定抵抗９が形成された方が、磁気センサ４の小型化等の観点から好ましい。

図３，図４に示す実施形態では、前記素子台７上に磁気抵抗効果素子８と固定抵抗９とが一つづつ設けられたブリッジ回路（ハーフブリッジ回路）を構成しているが、図５，図７のように、素子台４０上に２つの磁気抵抗効果素子４１，４２と２つの固定抵抗４３，４４が設けられたブリッジ回路（フルブリッジ回路）を構成してもよい。図５に示すように前記磁気抵抗効果素子４１，４２の固定層の磁化方向４１ａ，４２ａを同じ方向で形成できる。また、図５に示すように、前記磁気抵抗効果素子４１と前記固定抵抗４３間を共通の端子部（第１の出力端子）４６と、前記磁気抵抗効果素子４２と前記固定抵抗４４間を共通の端子部（第２の出力端子）４５で接続できる。

図５，図７のようにフルブリッジ回路とすることで、出力を大きくでき、より安定して動作することが可能な磁気センサ４とすることが出来る。

図４に示す磁気センサ４の製造方法について以下に説明する。図８ないし図１３は図４に示す磁気センサ４の製造方法を示す一工程図であり、各図は製造工程中における部分断面図である。

図８に示す工程では基板５０上の全面に、下から下地層１４、シード層１５、反強磁性層１６、固定層（第１磁性層）１７、非磁性層１８、フリー層（第２磁性層）１９及び保護層２０の順に積層された積層体５２を形成する。各層における材質は上記で説明したのでそちらを参照されたい。

次に図９に示す工程では、前記保護層２０上であって後に磁気抵抗効果素子８となる部分に、リフトオフ用レジスト層５１を設ける。前記リフトオフ用レジスト層５１の幅寸法及び長さ寸法は前記磁気抵抗効果素子８の幅寸法及び長さ寸法よりも大きくする。そして、前記リフトオフ用レジスト層５１に覆われていない前記積層体５２をイオンミリング等によって除去する。

次に図１０に示す工程では、前記積層体５２が除去された前記基板５０上に、下から下地層１４、シード層１５、反強磁性層１６、第１磁性層１７、第２磁性層１９、非磁性層１８及び保護層２０の順で積層された積層体５３を形成する。各層の材質を前記積層体５２と共通する各層の材質と同じにする。また前記積層体５３における各層の膜厚を、前記積層体５２と共通する各層の膜厚と同じに形成する。前記リフトオフ用レジスト層５１の上面にも前記積層体５３と同じ層構造の積層体が積層される。そして前記リフトオフ用レジスト層５１を除去する。

前記積層体５３の形成後、前記積層体５２，５３を磁場中熱処理し、前記積層体５２及び５３を構成する反強磁性層１６と固定層１７との間に交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じさせ、前記積層体５２の固定層１７及び前記積層体５３の第１磁性層１７を共に同じ方向に磁化固定する。前記磁場中熱処理の工程は、上記のタイミング以外で行ってもよい。少なくとも図１３工程における基板５０から各素子台に切り出す前に行えばよい。基板５０上に形成された全ての積層体５２及び積層体５３に対して同時に磁場中熱処理を行うことができ磁場中熱処理工程を簡単に行うことが出来る。

図１１に示す工程では、前記積層体５２上に、磁気抵抗効果素子８のパターンを有するレジスト層５４を設け、前記積層体５３上に、固定抵抗９のパターンを有するレジスト層５５を設ける。前記レジスト層５４，５５のパターン形成は露光現像により行われる。

そして図１２に示す工程では、前記レジスト層５４，５５に覆われていない積層体５２及び積層体５３を除去すると、残された前記積層体５２は磁気抵抗効果素子８となり、残された積層体５３は固定抵抗９と成る。

そして図１３に示す工程では、前記基板５０から各素子台７毎に切り出し（図１３に示す一点鎖線に沿って切り出される）、これにより前記基板５０から複数の磁気センサ４を同時に得ることが可能である。

例えば、磁気抵抗効果素子８と固定抵抗９とは固定層１７までは共通であるため、前記固定層１７までを基板５０上の全面に形成した後、固定抵抗９が形成される部分をレジスト層等で覆い、前記レジスト層で覆われていない前記固定層１７上に、磁気抵抗効果素子８を構成する非磁性層１８、フリー層１９及び保護層２０を順に積層し、次に、前記レジスト層を除去し、今度は、前記磁気抵抗効果素子８上をレジスト層で覆って、前記レジスト層で覆われていない前記固定層１７上に、固定抵抗９を構成する磁性層１９、非磁性層１８及び保護層２０を順に積層し、前記レジスト層を除去して図１１工程以降と同じ工程を施す。上記の製造方法であっても、前記基板５０上に磁気抵抗効果素子８と固定抵抗９を形成することが可能であるが、前記固定層１７まで形成した後、レジスト層を設けるために大気暴露されてしまい前記固定層１７の劣化等の問題があるため、図８〜図１０に示すように、磁気抵抗効果素子８を構成する積層体５２と前記固定抵抗９を構成する積層体５３とを別々に積層することが層の劣化を抑制できて好ましい。

上記した実施形態では、磁気センサ４として磁石５を構成に含めていないが、前記磁石５を含めて磁気センサ４と定義してもよい。

また上記した実施形態では、前記磁気抵抗効果素子８は、下から反強磁性層１６、固定層１７、非磁性層１８及びフリー層１９の順であったが、下からフリー層１９、非磁性層１８、固定層１７及び反強磁性層１６の順で形成されてもよい。このとき、前記固定抵抗９は図４に示す積層順であってもよいし、前記磁気抵抗効果素子８に倣って、下から、非磁性層１８、フリー層１９、固定層１７及び反強磁性層１６の順で形成されてもよい。また図４に示す下地層１４及びシード層１５の形成は任意であり、設けなくてもよい。

また、本実施形態の磁気センサ４は折畳み式携帯電話１の開閉検知に用いられているが、ゲーム機の開閉検知等に使用されてもよい。また、図１に示す磁気センサ４は、磁石５からの外部磁界φの大きさに基づき、オン／オフ信号を出力するものであったが、前記磁石５の極性の変化に基づき、オン／オフ信号を出力するもの、あるいはスロットルポジションセンサのように回転角度を検知するセンサ、地磁気センサ（方位センサ）としても使用可能である。

本実施形態の磁気センサを内臓した折畳み式携帯電話の部分模式図（閉じた状態）、 本実施形態の磁気センサを内臓した折畳み式携帯電話の部分模式図（開いた状態）、 本実施形態における磁気センサの部分平面図、 図３に示すＡ−Ａ線から切断し矢印方向から見た前記磁気センサの部分断面図、 図３とは異なる構造の本実施形態における磁気センサの部分平面図、 図３に示す磁気センサの回路構成図、 図５に示す磁気センサの回路構成図、 本実施形態における磁気センサの製造方法を示す一工程図（部分断面図）、 図８工程の次に行われる一工程図（部分断面図）、 図９工程の次に行われる一工程図（部分断面図）、 図１０工程の次に行われる一工程図（部分断面図）、 図１１工程の次に行われる一工程図（部分断面図）、 図１２工程の次に行われる一工程図（部分断面図）、 従来の磁気センサの部分平面図、

符号の説明

１ 折畳み式携帯電話
２ 第１部材
３ 第２部材
４ 磁気センサ
５ 磁石
６ 回路基板
７ 素子台
８、４１、４２ 磁気抵抗効果素子
９、４３、４４ 固定抵抗
１４ 下地層
１５ シード層
１６ 反強磁性層
１７ 固定層（第１磁性層）
１８ 非磁性層
１９ フリー層（第２磁性層）
２０ 保護層
５０ 基板
５１ リフトオフ用レジスト層
５２、５３ 積層体
５４、５５ レジスト層

Claims (4)

1. 磁気抵抗効果素子及び固定抵抗が、夫々、少なくとも一つ以上設けられ、
   前記磁気抵抗効果素子及び前記固定抵抗は、共に、反強磁性層と複数の磁性層と非磁性層と、最上層の保護層とを有して構成され、
   前記磁気抵抗効果素子では、少なくとも一つの前記磁性層を有し磁化方向が固定される固定層と、残りの前記磁性層を有し外部磁界により磁化方向が変動するフリー層が設けられ、前記固定層と前記フリー層との間に前記非磁性層が介在するとともに、前記固定層の前記非磁性層が形成された面と反対面に前記反強磁性層が接して形成されており、
   前記固定抵抗では、少なくとも一つの前記磁性層が前記反強磁性層に接して形成されるとともに全ての前記磁性層の磁化方向が固定されており、
   前記固定抵抗では、前記固定層と同じ材質からなる第１磁性層と、前記フリー層と同じ材質からなる第２磁性層とが積層され、
   前記第１磁性層は前記反強磁性層に接して形成されるとともに、前記磁気抵抗効果素子と異なって、前記第２磁性層と、前記非磁性層とが逆積層となり、前記第１磁性層の前記反強磁性層が形成されている面と反対面に、前記第２磁性層が接して形成されることで前記第２磁性層の磁化方向が前記第１磁性層と共に固定されていることを特徴とする磁気センサ。
2. 前記第１磁性層は、前記固定層と同じ材質及び同じ膜厚からなり、前記第２磁性層は、前記フリー層と同じ材質及び同じ膜厚からなる請求項１記載の磁気センサ。
3. 前記磁気抵抗効果素子及び前記固定抵抗は同じ素子台上に形成される請求項１又は２に記載の磁気センサ。
4. 前記磁気抵抗効果素子と前記固定抵抗の層の構成は一致している請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気センサ。

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