JP4689516B2 - 磁気検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気抵抗効果（ＡＭＲ効果）、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）、あるいはトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）を利用して、外部磁界を検出する磁気検出素子と、この検出素子の電気抵抗を検出する検出回路とを、小面積のパッケージとして構成することができる磁気検出装置に関する。

外部磁界を検出する磁気検出装置は、非接触式のＯＮ−ＯＦＦスイッチや、回転位相または回転数を検出する回転エンコーダなどとして使用されている。従来のこの種の磁気検出装置は、磁気検出素子としてホール素子を使用したものが主であった。しかし、ホール素子を使用した磁気検出装置は、検出出力の補正回路が必要となり、検出回路の回路構成が複雑になる欠点があった。その点、磁気抵抗効果を利用した磁気検出素子は、検出回路の回路構成を比較的単純にでき、しかも高精度な外部磁界の検出が可能であるという利点を有している。

以下の特許文献１には、前記ホール素子または磁気抵抗素子などの磁気変換素子を集積した磁気変換ＩＣチップと、他の回路部品とが基板上に設けられた混成集積回路に関する発明が開示されている。
特開平８−２７９３２６号公報

前記特許文献１には、前記ホール素子または磁気抵抗素子などの磁気変換素子が磁気変換ＩＣチップに集積されていると記載されているが、どのような集積構造であるか明確に記載されていない。磁気変換素子を含む回路を基板上に平面的に配列してＩＣチップ化したものであると、ＩＣチップそのものが比較的大きなものとなる。さらに、特許文献１に記載の混成集積回路は、前記磁気変換ＩＣチップと、他の回路部品とが同じ基板上に平面的に配列されているため、磁気変換素子とその処理回路とを有する集積回路の面積が大きくなり、小型機器に搭載するのに適さないものとなる。また、小型機器以外に搭載する場合でも、集積回路の設置スペースを広く必要とするため、他の部品や機構の配置スペースに制限を与えることになる。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、磁気検出素子および検出回路を小さい面積に集約して配置することができる磁気検出装置を提供することを目的としている。

本発明は、外部磁界により電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用した多層膜構造の磁気検出素子と、前記磁気検出素子の電気抵抗の変化を検出する検出回路とを有する磁気検出装置において、
基板上に、前記検出回路を構成する能動素子および配線層が形成され、前記能動素子と配線層とを覆う絶縁層の表面が平坦面とされて、この平坦面の上で且つ前記能動素子の上に、前記磁気検出素子と、外部磁界により電気抵抗が変化しない固定抵抗素子と、前記磁気検出素子の端部と前記固定抵抗素子の端部とを繋ぐリード層とが形成され、前記磁気検出素子は、固定磁性層と検出磁性層の間に非磁性中間層が挟まれて構成され、前記固定抵抗素子は、前記磁気検出素子と同じ材料の膜で形成され、固定磁性層と非磁性中間層の間に検出磁性層が挟まれて構成されており、
前記磁気検出素子と前記固定抵抗素子の端部に設けられた電極層および前記リード層が前記平坦面の上で且つ前記配線層の真上に形成されており、前記配線層とその真上に位置する前記電極層および前記配線層とその真上に位置する前記リード層とが前記絶縁層を貫通して導通されていることを特徴とするものである。

本発明の磁気検出装置は、検出回路を構成する能動素子などを覆う絶縁層の上に磁気検出素子が配置されているため、面積の小さい集約化された装置を構成することができる。しかも、絶縁層の表面が平坦化され、平坦面に多層膜構造の磁気検出素子が形成されているため、磁気検出素子を形成しやすくなる。よって、磁気検出素子の寸法精度を高精度に形成でき、検出精度のよい磁気検出素子を得ることができる。

なお、前記磁気検出素子は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用して外部磁界を検出するものである。

絶縁層の表面の平坦面に磁気検出素子と固定抵抗素子とが形成されていると、磁気検出素子と固定抵抗素子の双方を高精度に形成でき、また磁気検出素子と固定抵抗素子とを同じ条件の環境下に配置することができ、両素子の中点の電圧の出力精度を向上できる。

本発明は、検出回路の配線層と、絶縁層の表面のリード層とが重ねられた位置に配置されて上下で導通されているので、配線層とリード層とを平面に展開して配置したものに比べて、小さい面積で装置を構成できるようになる。

さらに、本発明は、前記磁気検出素子を含むブリッジ回路が構成されており、このブリッジ回路を構成する参照抵抗が、前記能動素子と共に前記基板上に形成されているものとすることが可能である。

前記磁気検出素子以外の参照抵抗、または前記磁気検出素子と前記固定抵抗素子以外の参照抵抗を、基板上で能動素子と共に半導体製造プロセスで形成することにより、製造工程を減らすことが可能である。

また、本発明は、前記配線層の幅寸法が、１．０μｍ以上で３．０μｍ以下であることが好ましい。

本発明の磁気検出装置は、小面積の集約されたチップとして構成でき、小型機器への適用が可能となり、あるいは磁気検出装置の周囲に他の部品や回路を配置しやすくなる。

本発明の磁気検出装置は、基板と検出回路と絶縁層とを形成した後に、この絶縁層の表面を平坦面とすることにより、基板と検出回路および絶縁層が積層されたものを基板と同様に取り扱って、その後の薄膜プロセスにより磁気検出素子や固定抵抗素子を形成することが可能となり、量産に適したものとなる。

図１は本発明の第１の実施の形態の磁気検出装置を示す斜視図、図２は、図１の磁気検出装置のＩＩ−ＩＩ線での縦断面図、図４は磁気検出装置の回路構成図、図５（Ａ）は、磁気検出素子の膜構成を示す拡大断面図、図５（Ｂ）は固定抵抗素子の膜構成を示す拡大断面図である。

図１に示す磁気検出装置１は、磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０および検出回路が一体化されたＩＣパッケージであり、小型で且つ薄型に構成されている。この磁気検出装置１は、マグネットＭなどの磁界発生部材が接近したときに、パルス状のＯＮ出力を得ることができる。例えば、この磁気検出装置１は、折り畳み式の携帯電話においてキースイッチが配列された本体部に内蔵される。液晶デバイスなどの表示装置を有する折り畳み部には、マグネットＭが搭載され、本体部と折り畳み部とが折り畳み状態となったときに、前記マグネットＭが磁気検出装置１に接近し、マグネットＭから発せられる磁界が磁気検出装置１で検出されて、この磁気検出装置１からＯＮ出力が得られる。

この磁気検出装置１の配置箇所は、前記携帯電話に限られるものではなく、例えば自動車に搭載されて、シートポジションの検出部や、シートベルトの着脱検出部などに使用することができる。または、回路構成を変えることにより、回転するマグネットの回転位相や回転数の検出に使用することも可能である。

実施の形態の磁気検出装置１は、マグネットＭなどから発せられる磁界を検出してＯＮ出力を得るために、図４に示す回路構成となっている。

図４に示すように、この磁気検出装置１には、磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０とが搭載されている。磁気検出素子１０は、磁気抵抗効果を利用して、外部磁界によって電気抵抗が変化するものである。固定抵抗素子２０は、磁気検出素子１０と基本的に同じ電気抵抗を有し且つ同じ温度特性を有し、しかも、磁気検出素子１０が反応する大きさの外部磁界によっては電気抵抗が実質的に変化しないものである。

磁気検出素子１０は巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用して外部磁界を検出するものである。図５（Ａ）に示すように、磁気検出素子１０は、下面側から、Ｉｒ・Ｍｎ合金（イリジウム・マンガン合金）やＰｔ・Ｍｎ合金（白金・マンガン合金）などで形成された反強磁性層１１と、軟磁性材料であるＣｏ・Ｆｅ合金（コバルト・鉄合金）やＮｉ・Ｆｅ合金（ニッケル・鉄合金）などで形成された固定磁性層１２とが順に積層されている。固定磁性層１２の上には、Ｃｕ（銅）などで形成された非磁性中間層１３と、軟磁性材料であるＣｏ・Ｆｅ合金（コバルト・鉄合金）やＮｉ・Ｆｅ合金（ニッケル・鉄合金）などで形成された検出磁性層（フリー磁性層）１４とが順に積層されている。

図１に示すように、磁気検出素子１０は、その平面形状がミアンダパターンで形成されており、その基本的な電気抵抗値が高くなっている。反強磁性層１１と固定磁性層１２との反強磁性結合により、固定磁性層１２の磁化方向が、図１に示すＰｉｎ方向、すなわち、磁気検出素子１０の長手方向と直交する方向に固定されている。そのため、図１に示すように、例えばマグネットＭのＮ極が接近し、検出磁性層１４がＰｉｎ方向と逆方向に磁化されると、磁気検出素子１０の電気抵抗値が最大となる。また、マグネットＭが遠ざかり、検出磁性層１４に作用する外部磁化が無くなると、磁気検出素子１０の抵抗値が最小になる。

あるいは、固定磁性層１２の固定磁化方向であるＰｉｎ方向を図１と逆向きに設定しておけば、マグネットＭのＮ極が接近したときに、磁気検出素子１０の電気抵抗値が最小になり、マグネットＭが遠ざかったときに電気抵抗値が最大になる。

図５（Ｂ）に示すように、固定抵抗素子２０は、下面側から、反強磁性層１１、固定磁性層１２が順に積層されて、固定磁性層１２の磁化方向が、磁気検出素子１０の固定磁性層１２と同じ方向であるＰｉｎ方向に固定されている。ただし、固定磁性層１２の上には、検出磁性層１４と非磁性中間層１３の順に積層されて、この検出磁性層１４と非磁性中間層１３との積層順番が、磁気検出素子１０と逆になっている。固定抵抗素子２０は、固定磁性層１２、検出磁性層１４、非磁性中間層１３の順に積層されているため、磁気検出素子１０が反応する外部磁界、すなわち磁気検出素子１０の抵抗を変化させる強さの外部磁界が作用しても、その電気抵抗値は実質的に変化しない。

ただし、固定抵抗素子２０を構成している反強磁性層１１、固定磁性層１２、検出磁性層１４および非磁性中間層１３は、磁気検出素子１０を構成しているそれぞれの層と同じ材料で且つ同じ膜厚で形成されている。さらに、図１に示すように、固定抵抗素子２０は、磁気検出素子１０と同じ同じ平面パターン形状（ミアンダパターン形状）で形成されている。そのため、固定抵抗素子２０は、磁気検出素子１０と同じ電気抵抗で且つ同じ温度特性を有するものとなる。また、磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０が、同じ面内に配置されているため、両素子１０，２０は同じ温度環境下に置かれることになる。

磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０をミアンダ型に形成することにより、それぞれの抵抗値を高くでき、消費電流を低減させることができる。また、外部磁界が与えられたときに、適正な中点電位を得ることができるようになる。

図１に示すように、磁気検出素子１０の一方の端部には、低抵抗材料で形成された電極層１５が設けられ、他方の端部には同じく低抵抗材料で形成された電極層１８が設けられている。固定抵抗素子２０の一方の端部には、低抵抗材料で形成された電極層１６が設けられ、他方の端部にも、低抵抗材料で形成された電極層１９が設けられている。そして、磁気検出素子１０の電極層１５と固定抵抗素子２０の電極層１６とが、リード層１７で接続され、磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０とが直列に接続されている。電極層およびリード層は、金、銀、銅などの低抵抗材料を主体として形成され、例えばクロム／銅／クロムが積層されて形成される。

図４に示す回路構成では、参照抵抗Ｒ１と参照抵抗Ｒ２が直列に接続され、磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０との直列群と、参照抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列群とが並列に接続されて、ブリッジ回路が構成されている。そして、ブリッジ回路の両直列群の一方の端部は、電源配線層３１を介して、図１に示すように、磁気検出装置１の表面に現れている電源パッド３２に接続されている。両直列群の他方の端部は、接地配線層３３を介して、磁気検出装置１の表面に現れている接地パッド３４に接続されている。

この磁気検出装置１では、電源パッド３２に電源電圧Ｖｃｃが与えられ、接地パッド３４が接地電位に設定される。

図４に示すように、磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０とを直列に接続しているリード層１７は、中点配線層３５に接続され、この中点配線層３５は、差動増幅器３７の＋入力部に接続されている。参照抵抗Ｒ１と参照抵抗Ｒ２の接続中点には、中点配線層３６が接続されており、この中点配線層３６が、差動増幅器３７の−入力部に接続されている。図１に示すように、マグネットＭのＮ極が磁気検出装置１に接近し、磁気検出素子１０の抵抗値が高くなると、中点配線層３５の中点電位が高くなる。中点配線層３５の中点電位が、参照電圧である中点配線層３６の中点電位より高くなると、差動増幅器３７の出力部に接続された差動出力配線層３８の電位が上がる。この出力は、さらにシュミットトリガー型のコンパレータ３９を経てノイズが除去された矩形波とされ、出力トランジスタ４１と出力抵抗４３とで決められる出力電位が、図１に示す出力パッド４２に与えられる。

この磁気検出装置１では、マグネットＭのＮ極が接近して、磁気検出素子１０の抵抗値がある値以上に高くなったときに、出力パッド４２から矩形波のＯＮ出力が得られる。

この実施の形態では、図４に示す回路構成のうちの、磁気検出素子１０以外の回路要素で検出回路が構成されている。

次に、図１および図２を参照して、磁気検出装置１の積層構造およびその製造方法を説明する。

この磁気検出装置１は、ケイ素（Ｓｉ）の基板２上に多数個が同時に形成され、その後のダイシングにより基板２と共に個々の磁気検出装置１ごとに分離される。ただし、以下では、１つの磁気検出装置１の構造として説明する。

基板２上に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の下地膜が一定の厚さで形成される（図示省略）。この下地膜の上に、差動増幅器３７を構成する能動素子およびその配線層、コンパレータ３９を構成する能動素子およびその配線層、さらには能動素子である出力トランジスタ４１などが薄膜プロセスで形成される。これら能動素子および配線層の形成は、ＣＶＤ工程、スパッタリング工程、さらにはメッキ工程などの薄膜形成プロセスにより行われる。さらに、下地膜の表面に前記各能動素子と一緒に、参照抵抗Ｒ１，Ｒ２および出力抵抗４３が形成される。各能動素子および抵抗器などは、前記下地膜の表面において、平面的に配列して形成される。また、その一部の能動素子や抵抗器が積層されて形成されてもよい。図２では、前記能動素子や抵抗器を回路構成要素３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとして示している。

また、各配線層３１，３３，３５，３６，３８は、前記下地膜の表面に、スパッタリング工程やメッキ工程で形成される。各配線層３１，３３，３５，３６，３８は、低抵抗材料で形成され、例えばアルミニウムで形成される。図２に示すように、この磁気検出装置１では、各配線層３１，３３，３５，３６，３８が、１．０μｍ以上で３μｍ以下の比較的幅広で且つ厚い膜厚で形成されている。このように配線層を幅広で厚く形成することにより、大電流に対応でき、また温度特性などの信頼性が向上するため、携帯電話などの携帯用機器のみならず車載用として使用しても、その規格条件を満足することができる。

基板２上に下地膜とさらに前記回路構成要素３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄおよび各配線層３１，３３，３５，３６，３８を形成した後に、その上に保護膜である絶縁層４が形成される。この絶縁層４は、ＣＶＤ工程やスパッタリング工程で形成される。絶縁層４を形成した後に、その表面をＣＭＰ法によって、平坦面４ａとなるように研磨する。絶縁層４は、例えば四窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）などで形成される。

この平坦面４ａは、前記磁気検出素子１０および固定抵抗素子２０を配置する領域のみに部分的に設けてもよいが、この実施の形態では、前記絶縁層４の表面の全域に平坦面４ａを形成している。大きな基板２上に、複数の磁気検出装置１を構成するための、複数組の前記回路構成要素３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄおよび各配線層３１，３３，３５，３６，３８を形成し、その全てを絶縁層４で覆った後に、その表面の全域をＣＭＰなどで研磨して平坦面４ａを形成することにより、複数の磁気検出装置１の平坦面４ａを同時に形成できる。しかも、比較的広い配置面積が必要な、ミアンダパターンの磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０を形成することが可能となる。

前記絶縁層４を形成し、平坦面４ａを形成すると、この積層体は１つの基板として取り扱うことができ、この積層体を大気に晒したとしても、前記回路構成要素３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄおよび各配線層３１，３３，３５，３６，３８は、絶縁層４で覆われているため、酸化するのを防止できる。

次に、前記積層体の表面である平坦面４ａに、ＣＶＤ工程あるいはスパッタリング工程あるいはメッキ工程によって、図５（Ａ）に示す層構造の磁気検出素子１０を形成する。この工程では、前記平坦面４ａの全面に、反強磁性層１１、固定磁性層１２、非磁性中間層１３および検出磁性層１４を順に積層する。そして、その表面にレジスト層を形成し、レジスト層をパターン化して、レジスト層によって必要な部分のみを覆い、レジスト層で覆われていない部分の各層をイオンミリング工程などで除去する。その結果、図１に示すように、平坦面４ａ上にミアンダパターンの磁気検出素子１０が形成される。

その後に、磁気検出素子１０をレジスト層で多い、他の部分において、平坦面４ａの表面の全域に、図５（Ｂ）に示すように、下から順に、反強磁性層１１、固定磁性層１２、検出磁性層１４および非磁性中間層１３を積層して形成する。この各層１１，１２，１４，１３の材料および膜厚は、前記磁気検出素子１０の各層１１，１２，１３，１４と同じとする。

各層１１，１２，１４，１３が積層された後に、その上にレジスト層を形成し、レジスト層をパターン化し、レジスト層に覆われていない部分の各層をイオンミリングで除去することにより、図１に示すように、ミアンダパターンの固定抵抗素子２０を形成することができる。さらに、磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０を覆っているレジスト層をリフトオフ工程で除去する。

上記の工程で形成された積層体に、図１においてＰｉｎで示す方向へ磁界を与え、アニールすることによって、磁気検出素子１０の固定磁性層１２の磁化方向がＰｉｎ方向に固定される。このとき、同時に固定抵抗素子２０の固定磁性層１２の磁化もＰｉｎ方向へ固定されるが、前述のように、固定磁性層１２の上には、検出磁性層１４と非磁性中間層１３の順に積層されているため、磁気検出素子１０が反応する強さの外部磁界が与えられても、固定抵抗素子２０の電気抵抗は実質的に変化しない。

次に、平坦面４ａの表面にレジスト層を形成し、レジスト層をパターンニングし、レジスト層が除去された部分に、低抵抗材料を主たる層とする電極層１５，１６，１８，１９およびリード層１７、さらに各パッド３２，３４，４２をメッキプロセスなどで形成する。これら各層は、金、銀、銅などの低抵抗材料を主体として形成され、例えばクロム／銅／クロムの積層体で形成される。

図２に示すように、磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０とを直列に繋いでいるリード層１７は、図４の回路図に示す中点配線層３５の真上に形成する。そして、図２に示すように、平坦面４ａ上にリード層１７を形成する前の時点で、中点配線層３５の上に、絶縁層４を貫通するバンプ５を形成し、上下に位置するリード層１７と中点配線層３５を、バンプ５を介して導通させる。このバンプ５は金、銀、または銅あるいはアルミニウムなどで形成される。

同様に、磁気検出素子１０の端部に設けられる電極層１８は、基板２の表面に形成された電源配線層３１の真上に形成し、上下に位置する電極層１８と電源配線層をバンプを介して接続する。固定抵抗素子２０の端部に設けられる電極層１９は、基板２上に形成された接地配線層３３の真上に形成し、上下に位置する電極層１９と接地配線層３３もバンプを介して接続する。さらに、電源パッド３２の真下には電源配線層３１が位置し、接地パッド３４の真下には接地配線層３３が位置し、出力パッド４２の真下にも配線層が位置しており、電源パッド３２、接地パッド３４および出力パッド４２は、バンプを介して、その下に位置する配線層に接続される。

このように、電極層１５，１６，１８，１９、リード層１７、各パッド３２，３４，４２の真下において、基板２の表面に配線層を形成し、絶縁層４を上下に貫通するバンプを介して、電極層と配線層、リード層と配線層、およびパッドと配線層とを導通させることにより、磁気検出装置１を小さい面積で形成することが可能となる。

さらに、図２に示すように、前記磁気検出素子１０、固定抵抗素子２０、電極層１５，１６，１８，１９およびリード層１７が、保護層６で覆われる。この保護層６は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）などの絶縁材料で、スパッタリング工程で形成される。なお、図１に示す電源パッド３２、接地パッド３４および出力パッド４２は、保護層６で覆うことなく、これらパッドは露出させる。

以上の各層が形成された後に、ダイシングにより基板２が分割され、図１に示す個々の独立した磁気検出装置１が得られる。

上記製造方法では、基板２上に、前記回路構成要素３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄおよび各配線層３１，３３，３５，３６，３８を形成し、その上に絶縁層４を形成し、絶縁層４の表面の全域を平坦面４ａとしているため、この積層体を基板と同様に取り扱って、平坦面４ａ上に、磁気検出素子１０、固定抵抗素子２０、電極層１５，１６，１８，１９、リード層１７および各パッド３２，３４，４２を薄膜プロセスで形成することができる。

図３は、本発明の第２の実施の形態の磁気検出装置１０１を示す縦断面図である。この磁気検出素子１０１の構成要素のうち、第１の実施の形態の磁気検出装置１と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。

図３に示す磁気検出装置１０１では、バンプ５が設けられておらず、リード層１７とその下に位置する中点配線層３５とが直接に接続されている。この磁気検出装置１０１の製造工程では、絶縁層４を形成したときに、平坦面４ａを形成する前、またはその後に、イオンミリングにより絶縁層４に穴を開け、その上にリード層１７をメッキなどで形成することにより、リード層１７と中点配線層３５とを直接に接続することができる。なお、他の電極層１８，１９とその下の配線層との接続、各パッド３２，３４，４２とその下の配線層との接続も同様である。なお、バンプ５により接続と、前記直接の接続とを併用してもよい。

図６は本発明の第３の実施の形態の磁気検出装置２０１を示す回路構成図である。
この磁気検出装置２０１では、図５（Ａ）に示したのと同じ積層構造の一対の磁気検出素子１０ａ，１０ｂと、図５（Ｂ）に示したのと同じ積層構造の一対の固定抵抗素子２０ａ，２０ｂとが使用され、各磁気検出素子１０ａ，１０ｂと各固定抵抗素子２０ａ，２０ｂが、絶縁層４の平坦面４ａ上に形成されている。平坦面４ａ上において、磁気検出素子１０ａと磁気検出素子１０ｂは、そのＰｉｎ方向が同じ向きとなるように配置されている。

そして、磁気検出素子１０ａと固定抵抗素子２０ａとが直列に接続され、磁気検出素子１０ｂと固定抵抗素子２０ｂとが直列に接続され、さらにブリッジ回路が構成されている。そして、磁気検出素子１０ａと固定抵抗素子２０ａの中点電位が、差動増幅器３７の−入力部に与えられ、磁気検出素子１０ｂと固定抵抗素子２０ｂの中点電位が差動増幅器３７の＋入力部に与えられている。

したがって、磁気検出素子１０ａ，１０ｂの抵抗値が変化したときに、差動増幅器３７からは、第１の実施の形態の２倍の検出電圧が得られる。

各磁気検出素子１０ａ，１０ｂと各固定抵抗素子２０ａ，２０ｂの電極層や、これらを直列に接続するリード層と、その下の配線層との接続は、図２に示すようにバンプ５を介して導通され、あるいは図３に示すように、直接に接続される。

図６の第３の実施の形態では、各磁気検出素子１０ａ，１０ｂ以外の回路要素によって検出回路が構成されている。

図１と図２に示す第１の実施の形態では、磁気検出素子１０と固定抵抗素子２０とが、同じ平坦面４ａ上に形成され、図６に示す第３の実施の形態では、磁気検出素子１０ａ，１０ｂと、固定抵抗素子２０ａ，２０ｂとが同じ平坦面４ａ上に形成されているため、いずれの実施の形態においても、磁気検出素子と固定抵抗素子とが同じ温度環境下に置かれることになり、しかも磁気検出素子と固定抵抗素子は同じ温度特性を有しているため、外部環境温度が変化しても、中点電位の変動が少なくなり、常に高精度な磁気検出が可能となる。

本発明の第１の実施の形態の磁気検出装置を示す斜視図、 第１の実施の形態の磁気検出装置を示す、図１のＩＩ−ＩＩ線での縦断面図、 本発明の第２の実施の形態の磁気検出装置を示す縦断面図、 本発明の第１の実施の磁気検出装置の回路構成図、 （Ａ）は磁気検出素子の拡大断面図、（Ｂ）は固定抵抗素子の拡大断面図、 本発明の第３の実施の磁気検出装置の回路構成図、

符号の説明

１，１０１，２０１ 磁気検出装置
２ 基板
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 回路構成要素
４ 絶縁層
４ａ 平坦面
５ バンプ
６ 保護層
１０，１０ａ，１０ｂ 磁気検出素子
１１ 反強磁性層
１２ 固定磁性層
１３ 非磁性中間層
１４ 検出磁性層
１５，１６，１８，１９ 電極層
１７ リード層
２０，２０ａ，２０ｂ 固定抵抗素子
３１，３３，３５，３６，３８ 配線層
３７ 差動増幅器
３９ コンパレータ
３２ 電源パッド
３４ 接地パッド
４２ 出力パッド
Ｒ１，Ｒ２ 参照抵抗

Claims (3)

1. 外部磁界により電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用した多層膜構造の磁気検出素子と、前記磁気検出素子の電気抵抗の変化を検出する検出回路とを有する磁気検出装置において、
   基板上に、前記検出回路を構成する能動素子および配線層が形成され、前記能動素子と配線層とを覆う絶縁層の表面が平坦面とされて、この平坦面の上で且つ前記能動素子の上に、前記磁気検出素子と、外部磁界により電気抵抗が変化しない固定抵抗素子と、前記磁気検出素子の端部と前記固定抵抗素子の端部とを繋ぐリード層とが形成され、前記磁気検出素子は、固定磁性層と検出磁性層の間に非磁性中間層が挟まれて構成され、前記固定抵抗素子は、前記磁気検出素子と同じ材料の膜で形成され、固定磁性層と非磁性中間層の間に検出磁性層が挟まれて構成されており、
   前記磁気検出素子と前記固定抵抗素子の端部に設けられた電極層および前記リード層が前記平坦面の上で且つ前記配線層の真上に形成されており、前記配線層とその真上に位置する前記電極層および前記配線層とその真上に位置する前記リード層とが前記絶縁層を貫通して導通されていることを特徴とする磁気検出装置。
2. 前記磁気検出素子および前記固定抵抗素子および参考抵抗を含むブリッジ回路が構成されており、前記参照抵抗が、前記能動素子と共に前記基板上に形成されている請求項１記載の磁気検出装置。
3. 前記配線層の幅寸法が、１．０μｍ以上で３．０μｍ以下である請求項１または２記載の磁気検出装置。

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