JP7106103B2

JP7106103B2 - Magnetic sensor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP7106103B2
Application number: JP2018126236A
Authority: JP
Inventors: 喬干古市; 竜一郎阿部; 久則与倉; 康夫安藤; 幹彦大兼; 啓薬師寺; 敦杉原; 均久保田; 章雄福島
Original assignee: Tohoku University NUC
Current assignee: Tohoku University NUC
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2038-07-02
Also published as: JP2020008285A

Description

本発明は、磁気センサ装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a magnetic sensor device and its manufacturing method.

ＧＭＲ素子あるいはＴＭＲ素子等の磁気抵抗素子を磁気検出素子として有する磁気センサが知られている。ＧＭＲはGiant Magneto Resistanceの略である。ＴＭＲはTunneling Magneto Resistanceの略である。磁気抵抗素子は、磁化方向が一方向に固定されたピン磁性層と、磁化方向が外部磁場に影響されるフリー磁性層とを有している。磁気抵抗素子においては、ピン磁性層の磁化方向とフリー磁性層の磁化方向との違いにより、素子の出力が変動する。これにより、外部磁場およびその変化を検出することができる。この種の磁気センサは、例えば、物体の回転角等を検出する用途に用いられ得る。 A magnetic sensor is known which has a magnetoresistive element such as a GMR element or a TMR element as a magnetic detection element. GMR is an abbreviation for Giant Magneto Resistance. TMR stands for Tunneling Magneto Resistance. The magnetoresistive element has a pinned magnetic layer whose magnetization direction is fixed in one direction and a free magnetic layer whose magnetization direction is influenced by an external magnetic field. In the magnetoresistive element, the output of the element fluctuates due to the difference between the magnetization direction of the pinned magnetic layer and the magnetization direction of the free magnetic layer. This makes it possible to detect the external magnetic field and its changes. This type of magnetic sensor can be used, for example, for detecting the rotation angle of an object.

ピン磁性層の着磁は、磁場中アニール、すなわち、磁場を印加しながら３００℃程度でアニールすることにより行われる。よって、ピン磁性層の磁化方向は、磁場中アニールにより決定される。 Magnetization of the pin magnetic layer is performed by annealing in a magnetic field, that is, annealing at about 300° C. while applying a magnetic field. Therefore, the magnetization direction of the pinned magnetic layer is determined by annealing in the magnetic field.

この種の磁気センサを製造する際には、通常、一枚のウェハ内に複数の磁気抵抗素子を形成した後、かかるウェハをチップ状に分割している。従来の一般的な製造方法においては、磁場中アニールは、ウェハ全体を加熱しつつ、ウェハ全体に磁場を印加することによって行われる。このため、一枚のウェハ内の複数の磁気抵抗素子における、ピン磁性層の磁化方向は、全て同じ方向となる。 When manufacturing this type of magnetic sensor, a plurality of magnetoresistive elements are normally formed in one wafer, and then the wafer is divided into chips. In a conventional general manufacturing method, annealing in a magnetic field is performed by applying a magnetic field to the entire wafer while heating the entire wafer. Therefore, the magnetization directions of the pinned magnetic layers in a plurality of magnetoresistive elements in one wafer are all the same.

よって、一枚のウェハから、複数の磁気抵抗素子を含むチップを切り出して、これらの磁気抵抗素子により検出回路を構成しても、１個のチップに含まれる各磁気抵抗素子における出力信号はｃｏｓ曲線またはｓｉｎ曲線のいずれか一方のみとなる。したがって、このような検出回路によれば、全周分すなわち３６０°の回転検出はできず、半周分すなわち１８０°までしか回転検出ができない。 Therefore, even if a chip including a plurality of magnetoresistive elements is cut out from one wafer and a detection circuit is constructed from these magnetoresistive elements, the output signal of each magnetoresistive element included in one chip is cosine. There is only one curve or sin curve. Therefore, according to such a detection circuit, it is not possible to detect rotation for a full circumference, that is, 360 degrees, but only for a half circumference, that is, 180 degrees.

そこで、３６０°の回転検出を可能とするため、互いのピン磁性層における磁化方向が９０°異なる一対の磁気抵抗素子を、１個の磁気センサ装置に少なくとも一対設けた構造が提案される。これにより、ｃｏｓ曲線とｓｉｎ曲線との双方が得られ、３６０°の回転検出が可能となる。このような構造を実現するため、従来の一般的な製造方法においては、ピン磁性層の磁化方向が互いに９０°となる対のチップを、少なくとも一対有するようにパッケージ化していた。 Therefore, in order to enable 360° rotation detection, a structure is proposed in which at least one pair of magnetoresistive elements whose magnetization directions in the pinned magnetic layers are different from each other by 90° is provided in one magnetic sensor device. As a result, both a cosine curve and a sine curve are obtained, and 360° rotation detection becomes possible. In order to realize such a structure, in a conventional general manufacturing method, at least a pair of chips in which the magnetization directions of the pinned magnetic layers are 90° to each other is packaged.

しかしながら、かかる従来の製造方法においては、チップの数が多くなるために、コストアップに繋がるという問題があった。また、ピン磁性層の磁化方向が互いに９０°となるようにチップの向きを調整しなければならず、組み付け誤差によって検出精度が低下する可能性があった。このため、一枚のウェハあるいは１個のチップに、複数の磁化方向を設ける、いわゆるピン磁性層多極化の技術が求められている。この点、特許文献１は、レーザ光をレンズで集光して局所的に照射することによって、磁場中アニールを行う技術を提案している。 However, in such a conventional manufacturing method, there is a problem that the number of chips increases, leading to an increase in cost. In addition, the orientation of the chip must be adjusted so that the magnetization directions of the pinned magnetic layers are at 90° to each other, and there is a possibility that the detection accuracy will be lowered due to assembly errors. Therefore, there is a demand for a so-called pinned magnetic layer multipolarization technique, in which a plurality of magnetization directions are provided in one wafer or one chip. In this respect, Patent Document 1 proposes a technique of performing annealing in a magnetic field by condensing a laser beam with a lens and irradiating it locally.

特開２０１３－６４６６６号公報JP 2013-64666 A

しかしながら、特許文献１が提案する技術によれば、レンズで集光したレーザ光の照射位置をウェハ内で移動させつつ、磁場中アニールを行わなければならない。このため、かかる技術においては、ウェハに磁場を印加しつつレーザ光の照射位置を調整するための、装置および工程が必要となる。したがって、かかる技術においては、精密な位置調整のために加工コストが増大したり、加工時間が長くなったりするという問題がある。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。 However, according to the technique proposed in Patent Document 1, annealing in a magnetic field must be performed while moving the irradiation position of the laser beam condensed by the lens within the wafer. Therefore, such a technique requires an apparatus and a process for adjusting the irradiation position of the laser beam while applying a magnetic field to the wafer. Therefore, in such a technique, there are problems such as an increase in processing cost and a longer processing time due to precise position adjustment. The present invention has been made in view of the circumstances exemplified above.

請求項１に記載の磁気センサ装置（１０）は、
外部磁場により磁化方向が変化する第一フリー磁性層（１１１）と、磁化方向が第一方向に固定された第一ピン磁性層（１１２）とを有する、第一磁気検出素子（１１）と、
外部磁場により磁化方向が変化する第二フリー磁性層（１２１）と、磁化方向が前記第一方向とは異なる第二方向に固定された第二ピン磁性層（１２２）とを有する、第二磁気検出素子（１２）と、
厚さ方向を法線方向とする一対の主面である第一主面（１３１）および第二主面（１３２）を有し、前記第一主面側にて前記第一磁気検出素子および前記第二磁気検出素子を支持するように設けられた、基板（１３）と、
前記第一磁気検出素子および前記第二磁気検出素子を被覆するように、前記第一主面側に設けられた、保護層（１４）と、
電磁波反射機能、電磁波吸収機能、蓄熱機能、または熱流制御機能を有していて、前記厚さ方向と直交する面内方向について前記第一磁気検出素子および前記第二磁気検出素子のうちの一方に対応する位置には設けられず他方に対応する位置に設けられた、特定熱機能部（１５）と、
を備えている。 A magnetic sensor device (10) according to claim 1,
a first magnetic sensing element (11) having a first free magnetic layer (111) whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and a first pinned magnetic layer (112) whose magnetization direction is fixed in the first direction;
A second magnetic layer having a second free magnetic layer (121) whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and a second pinned magnetic layer (122) whose magnetization direction is fixed in a second direction different from the first direction a sensing element (12);
It has a first principal surface (131) and a second principal surface (132) which are a pair of principal surfaces with the thickness direction as a normal direction, and the first magnetic sensing element and the a substrate (13) provided to support the second magnetic sensing element;
a protective layer (14) provided on the first principal surface side so as to cover the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element;
It has an electromagnetic wave reflection function, an electromagnetic wave absorption function, a heat storage function, or a heat flow control function, and is in one of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element in the in-plane direction orthogonal to the thickness direction a specific thermal function part (15) which is not provided at a corresponding position but is provided at a position corresponding to the other;
It has

請求項６に記載の製造方法は、
外部磁場により磁化方向が変化する第一フリー磁性層（１１１）と、磁化方向が第一方向に固定された第一ピン磁性層（１１２）とを有する、第一磁気検出素子（１１）と、
外部磁場により磁化方向が変化する第二フリー磁性層（１２１）と、磁化方向が前記第一方向とは異なる第二方向に固定された第二ピン磁性層（１２２）とを有する、第二磁気検出素子（１２）と、
厚さ方向を法線方向とする一対の主面である第一主面（１３１）および第二主面（１３２）を有し、前記第一主面側にて前記第一磁気検出素子および前記第二磁気検出素子を支持するように設けられた、基板（１３）と、
前記第一磁気検出素子および前記第二磁気検出素子を被覆するように、前記第一主面側に設けられた、保護層（１４）と、
を備えた磁気センサ装置（１０）の製造方法である。
かかる製造方法は、以下の手順を含む。
電磁波反射機能、電磁波吸収機能、蓄熱機能、または熱流制御機能を有する特定熱機能部（１５）を、前記基板、前記第一磁気検出素子、前記第二磁気検出素子、および前記保護層を含む積層体（Ｓ）における、前記厚さ方向と直交する面内方向について前記第一磁気検出素子および前記第二磁気検出素子のうちの一方に対応する位置には設けず他方に対応する位置に設け、
前記積層体を、全体的に加熱しつつ、前記第一方向の磁場を全体的に印加することにより、前記第一ピン磁性層および前記第二ピン磁性層をともに前記第一方向に磁化し、
前記積層体の全体に対して前記第一主面側から電磁波を照射することで前記第二磁気検出素子を選択的に加熱しつつ、前記第二方向の磁場を印加することにより、前記第二ピン磁性層の磁化方向を前記第二方向に変化させる。 The manufacturing method according to claim 6,
a first magnetic sensing element (11) having a first free magnetic layer (111) whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and a first pinned magnetic layer (112) whose magnetization direction is fixed in the first direction;
A second magnetic layer having a second free magnetic layer (121) whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and a second pinned magnetic layer (122) whose magnetization direction is fixed in a second direction different from the first direction a sensing element (12);
It has a first principal surface (131) and a second principal surface (132) which are a pair of principal surfaces with the thickness direction as a normal direction, and the first magnetic sensing element and the a substrate (13) provided to support the second magnetic sensing element;
a protective layer (14) provided on the first principal surface side so as to cover the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element;
A method of manufacturing a magnetic sensor device (10) comprising
Such a manufacturing method includes the following procedures.
A specific heat function part (15) having an electromagnetic wave reflection function, an electromagnetic wave absorption function, a heat storage function, or a heat flow control function is laminated including the substrate, the first magnetic detection element, the second magnetic detection element, and the protective layer. not provided at a position corresponding to one of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element in the in-plane direction perpendicular to the thickness direction of the body (S) but provided at a position corresponding to the other;
magnetizing both the first pinned magnetic layer and the second pinned magnetic layer in the first direction by applying a magnetic field in the first direction to the entire laminate while heating the laminate as a whole;
By applying a magnetic field in the second direction while selectively heating the second magnetic detecting element by irradiating the entire laminate with an electromagnetic wave from the first main surface side, the second The magnetization direction of the pinned magnetic layer is changed in the second direction.

上記構成においては、前記磁気センサ装置または前記積層体には、電磁波反射機能、電磁波吸収機能、蓄熱機能、または熱流制御機能を有する前記特定熱機能部が設けられている。前記特定熱機能部は、前記厚さ方向と直交する前記面内方向について、前記第一磁気検出素子および前記第二磁気検出素子のうちの一方に対応する位置には設けられず、他方に対応する位置に設けられている。 In the above configuration, the magnetic sensor device or the laminate is provided with the specific heat function part having an electromagnetic wave reflection function, an electromagnetic wave absorption function, a heat storage function, or a heat flow control function. The specific thermal function part is not provided at a position corresponding to one of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element in the in-plane direction orthogonal to the thickness direction, but corresponds to the other. It is set in a position where

このため、前記磁気センサ装置を製造するためには、まず、前記第一磁気検出素子および前記第二磁気検出素子を有するとともに前記特定熱機能部が設けられた前記積層体を用意する。次に、前記積層体を全体的に加熱しつつ、前記積層体に前記第一方向の磁場を印加する。続いて、前記積層体の全体に対して前記第一主面側から電磁波を照射することで前記第二磁気検出素子を選択的に加熱しつつ、前記第二方向の磁場を印加する。これにより、前記第二ピン磁性層の磁化方向が前記第二方向に変化する。一方、前記第一磁気検出素子の磁化方向は、前記第一方向のまま維持される。 For this reason, in order to manufacture the magnetic sensor device, first, the laminate having the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element and having the specific thermal functional portion is prepared. Next, the magnetic field in the first direction is applied to the laminate while heating the laminate as a whole. Subsequently, the magnetic field in the second direction is applied while selectively heating the second magnetic detecting element by irradiating the entire laminate with electromagnetic waves from the first main surface side. Thereby, the magnetization direction of the second pinned magnetic layer changes to the second direction. On the other hand, the magnetization direction of the first magnetic detection element is maintained in the first direction.

このように、上記構成および上記製造方法によれば、前記第一ピン磁性層および前記第二ピン磁性層の双方が、前記第一方向に一旦磁化される。その後、前記第二磁気検出素子を選択的に加熱して前記第一磁気検出素子と前記第二磁気検出素子との間に所定の温度差を設けた状態で前記第二方向への磁化を行うことで、前記第二ピン磁性層が選択的に前記第二方向に磁化される。このときの、前記第二磁気検出素子の選択的加熱は、前記積層体を全体的に加熱することによって行われる。このため、レーザ光の照射位置調整とは異なり、精密な位置調整等は必要なく、加工時間も比較的短くなる。したがって、上記構成および上記製造方法によれば、いわゆるピン磁性層多極化が、簡易な製造工程により安価に実現され得る。 Thus, according to the above configuration and the above manufacturing method, both the first pinned magnetic layer and the second pinned magnetic layer are once magnetized in the first direction. Thereafter, the second magnetic sensing element is selectively heated to magnetize in the second direction with a predetermined temperature difference between the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element. Thus, the second pinned magnetic layer is selectively magnetized in the second direction. At this time, the selective heating of the second magnetic detecting element is performed by heating the laminate as a whole. Therefore, unlike laser light irradiation position adjustment, precise position adjustment is not required, and the processing time is relatively short. Therefore, according to the above configuration and manufacturing method, so-called pinned magnetic layer multipolarization can be realized at low cost through a simple manufacturing process.

なお、出願書類中の各欄において、各要素に括弧付きの参照符号が付されている場合、かかる参照符号は、単に、同要素と後述する実施形態に記載の具体的構成との対応関係の一例を示すものである。よって、本発明は、かかる参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。 In addition, in each column of the application documents, when each element is given a reference sign with parentheses, the reference sign simply indicates the corresponding relationship between the same element and the specific configuration described in the embodiment described later. An example is shown. Therefore, the present invention is not limited by the description of such reference numerals.

第一実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示す側断面図である。1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a magnetic sensor device according to a first embodiment; FIG. 図１に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 1; 図１に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 1; 図１に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 1; 第二実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示す側断面図である。FIG. 5 is a side cross-sectional view showing a schematic configuration of a magnetic sensor device according to a second embodiment; 図５に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。6 is a side cross-sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 5; FIG. 図５に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。6 is a side cross-sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 5; FIG. 図５に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。6 is a side cross-sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 5; FIG. 第三実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示す側断面図である。FIG. 11 is a side cross-sectional view showing a schematic configuration of a magnetic sensor device according to a third embodiment; 図９に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 9; 図９に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 9; 図９に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 9; 第四実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示す側断面図である。FIG. 11 is a side cross-sectional view showing a schematic configuration of a magnetic sensor device according to a fourth embodiment; 図１３に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 14 is a side sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 13; 図１３に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 14 is a side sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 13; 図１３に示された磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 14 is a side sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device shown in FIG. 13; 第五実施形態に係る磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 11 is a side cross-sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device according to the fifth embodiment; 第五実施形態に係る磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 11 is a side cross-sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device according to the fifth embodiment; 第五実施形態に係る磁気センサ装置の製造工程を示す側断面図である。FIG. 11 is a side cross-sectional view showing a manufacturing process of the magnetic sensor device according to the fifth embodiment; 一変形例に係る磁気センサ装置の概略構成を示す側断面図である。FIG. 11 is a side cross-sectional view showing a schematic configuration of a magnetic sensor device according to a modified example;

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると当該実施形態の理解が妨げられるおそれがあるため、当該実施形態の説明の後にまとめて記載する。 (embodiment)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. It should be noted that if various modifications applicable to one embodiment are inserted in the middle of a series of explanations regarding the embodiment, there is a risk that the understanding of the embodiment will be hindered. It is described collectively after the explanation.

（第一実施形態：構成）
まず、図１を参照しつつ、第一実施形態に係る磁気センサ装置１０の概略構成について説明する。なお、説明の便宜上、各図において、図示の通りに、右手系ＸＹＺ直交座標を設定する。また、かかる直交座標および方向概念は、全図を通して統一的に用いられるものとする。 (First Embodiment: Configuration)
First, a schematic configuration of a magnetic sensor device 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, right-handed XYZ orthogonal coordinates are set as shown in each drawing. In addition, such concepts of orthogonal coordinates and directions shall be used uniformly throughout the drawings.

図１を参照すると、磁気センサ装置１０は、図中Ｚ軸方向に厚さ方向を有する薄板状に形成されている。なお、図中Ｚ軸方向を、以下、「厚さ方向」と称する。また、厚さ方向に沿って対象物を見ることを「平面視」と称する。 Referring to FIG. 1, the magnetic sensor device 10 is formed in a thin plate shape having a thickness direction in the Z-axis direction in the drawing. Note that the Z-axis direction in the drawing is hereinafter referred to as the "thickness direction". Also, viewing an object along the thickness direction is referred to as "plan view".

具体的には、磁気センサ装置１０は、第一磁気検出素子１１と、第二磁気検出素子１２と、基板１３と、保護層１４と、特定熱機能部１５とを備えている。 Specifically, the magnetic sensor device 10 includes a first magnetic detection element 11 , a second magnetic detection element 12 , a substrate 13 , a protective layer 14 , and a specific thermal function section 15 .

第一磁気検出素子１１は、磁気抵抗素子であって、本実施形態においてはＴＭＲ素子としての構成を有している。具体的には、第一磁気検出素子１１は、第一フリー磁性層１１１と、第一ピン磁性層１１２と、第一中間層１１３とを有している。 The first magnetic detection element 11 is a magnetoresistive element, and has a configuration as a TMR element in this embodiment. Specifically, the first magnetic sensing element 11 has a first free magnetic layer 111 , a first pinned magnetic layer 112 and a first intermediate layer 113 .

第一フリー磁性層１１１は、外部磁場により磁化方向が変化する磁性体層であって、第一磁気検出素子１１のうち基板１３から最も離隔した位置に設けられている。第一ピン磁性層１１２は、磁化方向が第一方向に固定された磁性体層であって、第一磁気検出素子１１のうち基板１３に最も近接した位置に設けられている。本実施形態においては、「第一方向」は、図中Ｙ軸負方向であるものとする。第一中間層１１３は、第一フリー磁性層１１１と第一ピン磁性層１１２との間に設けられている。 The first free magnetic layer 111 is a magnetic layer whose magnetization direction is changed by an external magnetic field, and is provided in the first magnetic detecting element 11 at a position farthest from the substrate 13 . The first pinned magnetic layer 112 is a magnetic layer whose magnetization direction is fixed in the first direction, and is provided at a position closest to the substrate 13 in the first magnetic detection element 11 . In this embodiment, the "first direction" is assumed to be the Y-axis negative direction in the drawing. The first intermediate layer 113 is provided between the first free magnetic layer 111 and the first pinned magnetic layer 112 .

第二磁気検出素子１２は、磁気抵抗素子であって、本実施形態においてはＴＭＲ素子としての構成を有している。具体的には、第二磁気検出素子１２は、第二フリー磁性層１２１と、第二ピン磁性層１２２と、第二中間層１２３とを有している。 The second magnetic detection element 12 is a magnetoresistive element, and has a configuration as a TMR element in this embodiment. Specifically, the second magnetic sensing element 12 has a second free magnetic layer 121 , a second pinned magnetic layer 122 and a second intermediate layer 123 .

第二フリー磁性層１２１は、外部磁場により磁化方向が変化する磁性体層であって、第二磁気検出素子１２のうち基板１３から最も離隔した位置に設けられている。第二ピン磁性層１２２は、磁化方向が第一方向とは異なる第二方向に固定された磁性体層であって、第二磁気検出素子１２のうち基板１３に最も近接した位置に設けられている。本実施形態においては、「第二方向」は、図中Ｘ軸負方向であるものとする。すなわち、第一ピン磁性層１１２の磁化方向と、第二ピン磁性層１２２の磁化方向とは、９０度異なっている。第二中間層１２３は、第二フリー磁性層１２１と第二ピン磁性層１２２との間に設けられている。 The second free magnetic layer 121 is a magnetic layer whose magnetization direction is changed by an external magnetic field, and is provided in the second magnetic detecting element 12 at a position farthest from the substrate 13 . The second pinned magnetic layer 122 is a magnetic layer whose magnetization direction is fixed in a second direction different from the first direction, and is provided at a position closest to the substrate 13 in the second magnetic detecting element 12. there is In this embodiment, the "second direction" is assumed to be the negative direction of the X-axis in the drawing. That is, the magnetization direction of the first pinned magnetic layer 112 and the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 differ by 90 degrees. The second intermediate layer 123 is provided between the second free magnetic layer 121 and the second pinned magnetic layer 122 .

基板１３は、平坦化された板状部材であって、シリコンウェハ等によって形成されている。すなわち、基板１３は、厚さ方向を法線方向とする一対の主面である第一主面１３１および第二主面１３２を有している。「主面」とは、板状部材における、最も広い面であって、面内方向に延びる面である。「面内方向」とは、板状部材の厚さを規定する「厚さ方向」と直交する、任意の方向である。本実施形態においては、面内方向は、図中ＸＹ平面内の任意の方向である。 The substrate 13 is a planarized plate-like member and is formed of a silicon wafer or the like. That is, the substrate 13 has a first main surface 131 and a second main surface 132, which are a pair of main surfaces having the thickness direction as the normal direction. The “principal surface” is the widest surface of the plate member and extends in the in-plane direction. The “in-plane direction” is an arbitrary direction perpendicular to the “thickness direction” that defines the thickness of the plate member. In this embodiment, the in-plane direction is any direction within the XY plane in the drawing.

基板１３は、第一主面１３１側にて、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２を支持するように設けられている。すなわち、第一主面１３１上には、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２が固定されている。また、本実施形態においては、基板１３上には、複数の第一磁気検出素子１１が設けられている。同様に、基板１３上には、複数の第二磁気検出素子１２が設けられている。 The substrate 13 is provided so as to support the first magnetic detection element 11 and the second magnetic detection element 12 on the first main surface 131 side. That is, the first magnetic sensing element 11 and the second magnetic sensing element 12 are fixed on the first main surface 131 . Also, in this embodiment, a plurality of first magnetic detection elements 11 are provided on the substrate 13 . Similarly, a plurality of second magnetic detection elements 12 are provided on the substrate 13 .

保護層１４は、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２を被覆するように、第一主面１３１側に設けられている。保護層１４は、SiO₂等によって形成された、いわゆるパッシベーション膜であって、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２を外部からの異物および湿度等から保護するようになっている。保護層１４における、基板１３から離隔した側の表面である外表面１４１は、平滑な表面として形成されている。 The protective layer 14 is provided on the first major surface 131 side so as to cover the first magnetic sensing element 11 and the second magnetic sensing element 12 . The protective layer 14 is a so-called passivation film made of SiO ₂ or the like, and protects the first magnetic detection element 11 and the second magnetic detection element 12 from external foreign matter, humidity, and the like. An outer surface 141 of the protective layer 14 on the side remote from the substrate 13 is formed as a smooth surface.

特定熱機能部１５は、磁気センサ装置１０の全体にレーザ光等の電磁波を照射した場合に、第二磁気検出素子１２が選択的に加熱されるように設けられている。具体的には、特定熱機能部１５は、電磁波反射機能、電磁波吸収機能、蓄熱機能、または熱流制御機能を有している。特定熱機能部１５は、厚さ方向と直交する面内方向について、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２のうちの一方に対応する位置には設けられず、他方に対応する位置に設けられている。 The specific heat function part 15 is provided so that the second magnetic detection element 12 is selectively heated when the entire magnetic sensor device 10 is irradiated with electromagnetic waves such as laser light. Specifically, the specific heat function part 15 has an electromagnetic wave reflection function, an electromagnetic wave absorption function, a heat storage function, or a heat flow control function. The specific heat functional part 15 is not provided at a position corresponding to one of the first magnetic detection element 11 and the second magnetic detection element 12 in the in-plane direction orthogonal to the thickness direction, but is provided at a position corresponding to the other. is provided in

本実施形態においては、特定熱機能部１５は、保護層１４に設けられた遮熱膜１５１であって、面内方向について第一磁気検出素子１１に対応する位置に配置されている。すなわち、第一磁気検出素子１１と遮熱膜１５１とは、平面視にて互いに重なるように、厚さ方向に配列されている。また、第一磁気検出素子１１は、基板１３と遮熱膜１５１との間に配置されている。これに対し、第二磁気検出素子１２に対応する位置には、遮熱膜１５１は設けられていない。 In this embodiment, the specific thermal function part 15 is a heat shield film 151 provided on the protective layer 14 and is arranged at a position corresponding to the first magnetic sensing element 11 in the in-plane direction. That is, the first magnetic detecting element 11 and the heat insulating film 151 are arranged in the thickness direction so as to overlap each other in plan view. Also, the first magnetic detection element 11 is arranged between the substrate 13 and the heat shield film 151 . On the other hand, the heat shield film 151 is not provided at the position corresponding to the second magnetic detection element 12 .

遮熱膜１５１は、磁気センサ装置１０の全体にレーザ光等の熱線を照射した場合に、第一ピン磁性層１１２の固定磁化が所定程度消失する温度（例えば２００℃程度）まで昇温することを抑制するように設けられている。具体的には、例えば、遮熱膜１５１は、電磁波反射機能を有する反射膜であって、アルミニウム、銅等の非磁性金属によって形成されている。遮熱膜１５１は、保護層１４における外表面１４１上に設けられている。 The heat shield film 151 should be heated to a temperature (e.g., about 200° C.) at which the fixed magnetization of the first pinned magnetic layer 112 disappears to a predetermined extent when the entire magnetic sensor device 10 is irradiated with heat rays such as laser light. is provided to suppress Specifically, for example, the heat shield film 151 is a reflective film having a function of reflecting electromagnetic waves, and is made of a non-magnetic metal such as aluminum or copper. The heat shield film 151 is provided on the outer surface 141 of the protective layer 14 .

（第一実施形態：製造方法）
次に、図１～図４を参照しつつ、本実施形態に係る磁気センサ装置１０の製造方法について説明する。 (First Embodiment: Manufacturing Method)
Next, a method for manufacturing the magnetic sensor device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

まず、図２に示されているように、第一磁気検出素子１１、第二磁気検出素子１２、基板１３、および保護層１４を含む積層体Ｓを用意する。また、積層体Ｓにおける、面内方向について第一磁気検出素子１１に対応する位置に、特定熱機能部１５としての遮熱膜１５１を設ける。図２に示されている状態においては、第一ピン磁性層１１２および第二ピン磁性層１２２は、未だ磁化されていない。 First, as shown in FIG. 2, a laminate S including a first magnetic sensing element 11, a second magnetic sensing element 12, a substrate 13, and a protective layer 14 is prepared. Also, a heat shield film 151 is provided as the specific heat function part 15 at a position in the laminate S corresponding to the first magnetic sensing element 11 in the in-plane direction. In the state shown in FIG. 2, the first pinned magnetic layer 112 and the second pinned magnetic layer 122 are not yet magnetized.

このようにして、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２を有するとともに特定熱機能部１５としての遮熱膜１５１が設けられた積層体Ｓを用意する。次に、積層体Ｓを全体的に加熱しつつ、積層体Ｓに第一方向の磁場を印加する。すなわち、積層体Ｓの全体に対して、加熱および磁場印加が行われる。これにより、図３に示されているように、第一ピン磁性層１１２および第二ピン磁性層１２２を、ともに第一方向に磁化することができる。 In this manner, the laminate S having the first magnetic sensing element 11 and the second magnetic sensing element 12 and provided with the heat shielding film 151 as the specific heat functional portion 15 is prepared. Next, a magnetic field in the first direction is applied to the laminate S while heating the laminate S as a whole. That is, the laminate S as a whole is heated and a magnetic field is applied. This allows both the first pinned magnetic layer 112 and the second pinned magnetic layer 122 to be magnetized in the first direction, as shown in FIG.

続いて、図４に示されているように、積層体Ｓの全体に対して、保護層１４側すなわち第一主面１３１側からレーザ光等の熱線を照射しつつ、第二方向の磁場を印加する。このとき、第二磁気検出素子１２は、遮熱膜１５１によって覆われていない。このため、第二磁気検出素子１２における第二ピン磁性層１２２の温度は、ブロッキング温度以上の高温（例えば３００℃以上）に上昇する。一方、第一磁気検出素子１１は、遮熱膜１５１によって覆われている。このため、第一磁気検出素子１１における第一ピン磁性層１１２の温度は、固定磁化が所定程度消失する温度（例えば２００℃程度）までは上昇しない。 Subsequently, as shown in FIG. 4, the entire laminate S is irradiated with heat rays such as laser light from the side of the protective layer 14, that is, the side of the first main surface 131, and a magnetic field in the second direction is applied. apply. At this time, the second magnetic sensing element 12 is not covered with the heat insulating film 151 . Therefore, the temperature of the second pinned magnetic layer 122 in the second magnetic sensing element 12 rises to a high temperature (for example, 300° C. or higher) equal to or higher than the blocking temperature. On the other hand, the first magnetic sensing element 11 is covered with a heat insulating film 151 . Therefore, the temperature of the first pinned magnetic layer 112 in the first magnetic detecting element 11 does not rise to a temperature (for example, about 200° C.) at which fixed magnetization disappears to a predetermined degree.

上記のようにして、第二磁気検出素子１２が選択的に加熱されつつ、積層体Ｓの全体に対して第二方向の磁場が印加される。すると、第二ピン磁性層１２２の磁化方向は、第二方向に変化することが可能となる。これに対し、第一ピン磁性層１１２の磁化方向は、第一方向のまま維持される。第一ピン磁性層１１２の磁化方向と、第二ピン磁性層１２２の磁化方向とは、９０度異なる。このようにして、第一ピン磁性層１１２の磁化方向を第一方向に維持したまま、第二ピン磁性層１２２の磁化方向を、第二方向に変化させることができる。 As described above, a magnetic field in the second direction is applied to the entire laminate S while selectively heating the second magnetic detection element 12 . Then, the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 can be changed to the second direction. On the other hand, the magnetization direction of the first pinned magnetic layer 112 is maintained in the first direction. The magnetization direction of the first pinned magnetic layer 112 and the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 differ by 90 degrees. In this manner, the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 can be changed to the second direction while maintaining the magnetization direction of the first pinned magnetic layer 112 in the first direction.

このように、上記構成および上記製造方法によれば、第一ピン磁性層１１２および第二ピン磁性層１２２の双方が、第一方向に一旦磁化される。その後、第二磁気検出素子１２を選択的に加熱して第一磁気検出素子１１と第二磁気検出素子１２との間に所定の温度差を設けた状態で第二方向への磁化を行うことで、第二ピン磁性層１２２が選択的に第二方向に磁化される。このときの、第二磁気検出素子１２の選択的加熱は、積層体Ｓに対する、保護層１４側からの、レーザ光等の熱線の全面照射によって行われる。このため、レーザ光の照射位置調整を伴う磁場中アニールとは異なり、精密な位置調整等は必要なく、加工装置の構成も単純化され、加工時間も比較的短くなる。 Thus, according to the above configuration and manufacturing method, both the first pinned magnetic layer 112 and the second pinned magnetic layer 122 are once magnetized in the first direction. After that, selectively heating the second magnetic detection element 12 to magnetize it in the second direction while providing a predetermined temperature difference between the first magnetic detection element 11 and the second magnetic detection element 12 . , the second pinned magnetic layer 122 is selectively magnetized in the second direction. At this time, the selective heating of the second magnetic detection element 12 is performed by irradiating the entire surface of the laminated body S with heat rays such as laser light from the protective layer 14 side. For this reason, unlike annealing in a magnetic field, which involves adjustment of the irradiation position of laser light, there is no need for precise position adjustment or the like, the configuration of the processing apparatus is simplified, and the processing time is relatively short.

このように、上記構成および上記製造方法によれば、いわゆるピン磁性層多極化が、簡易な製造工程により安価に実現され得る。すなわち、互いの固定磁化方向が異なる第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２を、共通の基板１３に、簡易な製造工程により安価に形成することができる。このため、一枚のウェハを分割するチップ化工程が短縮され得る。また、１個の磁気センサ装置１０におけるチップの数が削減され得る。したがって、上記構成および上記製造方法によれば、良好な回転検出が可能な磁気センサ装置１０を、低コストで提供することが可能となる。 Thus, according to the above configuration and manufacturing method, so-called pin magnetic layer multipolarization can be realized at low cost through a simple manufacturing process. That is, the first magnetic detection element 11 and the second magnetic detection element 12 having different fixed magnetization directions can be formed on the common substrate 13 by a simple manufacturing process at low cost. Therefore, the process of dividing a single wafer into chips can be shortened. Also, the number of chips in one magnetic sensor device 10 can be reduced. Therefore, according to the above configuration and manufacturing method, it is possible to provide the magnetic sensor device 10 capable of excellent rotation detection at low cost.

（第二実施形態）
以下の第二実施形態の説明においては、上記の第一実施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、第一実施形態と第二実施形態とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の第二実施形態の説明において、第一実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、第一実施形態における説明が適宜援用され得る。後述する第三実施形態以降についても同様である。 (Second embodiment)
In the following description of the second embodiment, only parts different from the first embodiment will be described. Moreover, in the first embodiment and the second embodiment, the same reference numerals are given to the parts that are the same or equivalent to each other. Therefore, in the following description of the second embodiment, the description in the first embodiment can be used as appropriate for components having the same reference numerals as in the first embodiment, unless there is a technical contradiction or special additional description. The same applies to the third embodiment and subsequent embodiments, which will be described later.

まず、図５を参照しつつ、第二実施形態に係る磁気センサ装置１０の概略構成について説明する。図５に示されているように、本実施形態においては、特定熱機能部１５は、保護層１４に設けられた吸熱膜１５２であって、面内方向について第二磁気検出素子１２に対応する位置に配置されている。すなわち、第二磁気検出素子１２と吸熱膜１５２とは、厚さ方向に配列されている。また、第二磁気検出素子１２は、基板１３と吸熱膜１５２との間に配置されている。これに対し、第一磁気検出素子１１に対応する位置には、吸熱膜１５２は設けられていない。 First, the schematic configuration of the magnetic sensor device 10 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the specific thermal function part 15 is a heat absorbing film 152 provided on the protective layer 14 and corresponds to the second magnetic sensing element 12 in the in-plane direction. placed in position. That is, the second magnetic detection element 12 and the heat absorption film 152 are arranged in the thickness direction. Also, the second magnetic detection element 12 is arranged between the substrate 13 and the heat absorbing film 152 . On the other hand, the endothermic film 152 is not provided at the position corresponding to the first magnetic detection element 11 .

吸熱膜１５２は、吸熱機能、電磁波吸収機能あるいは蓄熱機能を有している。すなわち、吸熱膜１５２は、磁気センサ装置１０の全体にレーザ光等の熱線を照射した場合に、第二ピン磁性層１２２をブロッキング温度以上の温度まで昇温させるように設けられている。吸熱膜１５２は、第一磁気検出素子１１、第二磁気検出素子１２、および保護層１４を構成する材料よりも熱容量が大きな材料によって構成されている。具体的には、例えば、吸熱膜１５２は、ポリイミド系等の熱硬化性合成樹脂からなる膜であって、保護層１４における外表面１４１上に形成されている。 The heat absorption film 152 has a heat absorption function, an electromagnetic wave absorption function, or a heat storage function. That is, the heat absorption film 152 is provided so as to raise the temperature of the second pinned magnetic layer 122 to a temperature equal to or higher than the blocking temperature when the entire magnetic sensor device 10 is irradiated with heat rays such as laser light. The heat absorbing film 152 is made of a material having a larger heat capacity than the material of the first magnetic sensing element 11, the second magnetic sensing element 12, and the protective layer . Specifically, for example, the heat absorbing film 152 is a film made of thermosetting synthetic resin such as polyimide, and is formed on the outer surface 141 of the protective layer 14 .

次に、図５～図８を参照しつつ、本実施形態に係る磁気センサ装置１０の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the magnetic sensor device 10 according to this embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、図６に示されているように、第一磁気検出素子１１、第二磁気検出素子１２、基板１３、および保護層１４を含む積層体Ｓを用意する。また、積層体Ｓにおける、面内方向について第二磁気検出素子１２に対応する位置に、特定熱機能部１５としての吸熱膜１５２を設ける。図６に示されている状態においては、第一ピン磁性層１１２および第二ピン磁性層１２２は、未だ磁化されていない。 First, as shown in FIG. 6, a laminate S including a first magnetic sensing element 11, a second magnetic sensing element 12, a substrate 13, and a protective layer 14 is prepared. Also, a heat absorption film 152 as the specific heat function part 15 is provided at a position corresponding to the second magnetic detection element 12 in the in-plane direction of the laminate S. In the state shown in FIG. 6, the first pinned magnetic layer 112 and the second pinned magnetic layer 122 are not yet magnetized.

このようにして、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２を有するとともに特定熱機能部１５としての吸熱膜１５２が設けられた積層体Ｓを用意する。次に、積層体Ｓを全体的に加熱しつつ、積層体Ｓに第一方向の磁場を印加する。これにより、図７に示されているように、第一ピン磁性層１１２および第二ピン磁性層１２２を、ともに第一方向に磁化することができる。 In this manner, the laminate S having the first magnetic sensing element 11 and the second magnetic sensing element 12 and having the heat absorption film 152 as the specific heat functional portion 15 is prepared. Next, a magnetic field in the first direction is applied to the laminate S while heating the laminate S as a whole. Thereby, as shown in FIG. 7, both the first pinned magnetic layer 112 and the second pinned magnetic layer 122 can be magnetized in the first direction.

続いて、図８に示されているように、積層体Ｓの全体に対して、第一主面１３１側からレーザ光等の熱線を照射しつつ、第二方向の磁場を印加する。このとき、第二磁気検出素子１２の近傍には、吸熱膜１５２が設けられている。このため、第二磁気検出素子１２における第二ピン磁性層１２２の温度は、ブロッキング温度以上の温度（例えば３００℃以上）に上昇する。一方、第一磁気検出素子１１の近傍には、吸熱膜１５２は設けられていない。このため、第一磁気検出素子１１における第一ピン磁性層１１２の温度は、固定磁化が所定程度消失する温度（例えば２００℃程度）までは上昇しない。 Subsequently, as shown in FIG. 8, a magnetic field in the second direction is applied to the entire laminate S while irradiating heat rays such as laser light from the first main surface 131 side. At this time, an endothermic film 152 is provided in the vicinity of the second magnetic sensing element 12 . Therefore, the temperature of the second pinned magnetic layer 122 in the second magnetic sensing element 12 rises to a temperature higher than the blocking temperature (for example, 300° C. or higher). On the other hand, no endothermic film 152 is provided near the first magnetic sensing element 11 . Therefore, the temperature of the first pinned magnetic layer 112 in the first magnetic detecting element 11 does not rise to a temperature (for example, about 200° C.) at which fixed magnetization disappears to a predetermined degree.

上記のようにして、第二磁気検出素子１２が選択的に加熱されつつ、積層体Ｓの全体に対して第二方向の磁場が印加される。すると、第二ピン磁性層１２２の磁化方向は、第二方向に変化することが可能となる。これに対し、第一ピン磁性層１１２の磁化方向は、第一方向のまま維持される。このようにして、第一ピン磁性層１１２の磁化方向を第一方向に維持したまま、第二ピン磁性層１２２の磁化方向を、第二方向に変化させることができる。 As described above, a magnetic field in the second direction is applied to the entire laminate S while selectively heating the second magnetic detection element 12 . Then, the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 can be changed to the second direction. On the other hand, the magnetization direction of the first pinned magnetic layer 112 is maintained in the first direction. In this manner, the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 can be changed to the second direction while maintaining the magnetization direction of the first pinned magnetic layer 112 in the first direction.

（第三実施形態）
図９を参照しつつ、第三実施形態に係る磁気センサ装置１０の概略構成について説明する。 (Third embodiment)
A schematic configuration of the magnetic sensor device 10 according to the third embodiment will be described with reference to FIG.

図９に示されているように、本実施形態においては、保護層１４は、上部保護層１４Ａと下部保護層１４Ｂとを有している。上部保護層１４Ａは、外表面１４１を有している。下部保護層１４Ｂは、基板１３と上部保護層１４Ａとの間に配置されている。 As shown in FIG. 9, in this embodiment, the protective layer 14 has an upper protective layer 14A and a lower protective layer 14B. The upper protective layer 14A has an outer surface 141. As shown in FIG. The lower protective layer 14B is arranged between the substrate 13 and the upper protective layer 14A.

特定熱機能部１５は、下部保護層１４Ｂに設けられた熱線反射膜１５３であって、面内方向について第二磁気検出素子１２に対応する位置に配置されている。すなわち、第二磁気検出素子１２と熱線反射膜１５３とは、平面視にて互いに重なるように、厚さ方向に配列されている。これに対し、第一磁気検出素子１１に対応する位置には、熱線反射膜１５３は設けられていない。 The specific heat functional part 15 is a heat ray reflecting film 153 provided on the lower protective layer 14B, and is arranged at a position corresponding to the second magnetic sensing element 12 in the in-plane direction. That is, the second magnetic detecting element 12 and the heat ray reflecting film 153 are arranged in the thickness direction so as to overlap each other in plan view. On the other hand, the heat ray reflecting film 153 is not provided at the position corresponding to the first magnetic detection element 11 .

本実施形態においては、熱線反射膜１５３は、第二磁気検出素子１２と第二主面１３２との間に配置されている。具体的には、熱線反射膜１５３は、第一主面１３１上に形成されつつ、下部保護層１４Ｂによって被覆されている。すなわち、第二磁気検出素子１２と熱線反射膜１５３との間には、下部保護層１４Ｂが設けられている。 In this embodiment, the heat ray reflecting film 153 is arranged between the second magnetic sensing element 12 and the second main surface 132 . Specifically, the heat ray reflecting film 153 is formed on the first main surface 131 and covered with the lower protective layer 14B. That is, the lower protective layer 14B is provided between the second magnetic sensing element 12 and the heat ray reflecting film 153. As shown in FIG.

熱線反射膜１５３は、電磁波反射機能を有している。すなわち、熱線反射膜１５３は、磁気センサ装置１０の全体にレーザ光等の熱線を照射した場合に、第二ピン磁性層１２２をブロッキング温度以上の温度まで昇温させるように設けられている。具体的には、例えば、熱線反射膜１５３は、アルミニウム、銅等の非磁性金属によって形成されている。 The heat ray reflecting film 153 has an electromagnetic wave reflecting function. That is, the heat ray reflecting film 153 is provided so as to raise the temperature of the second pinned magnetic layer 122 to a temperature equal to or higher than the blocking temperature when heat rays such as laser light are applied to the entire magnetic sensor device 10 . Specifically, for example, the heat ray reflecting film 153 is made of non-magnetic metal such as aluminum or copper.

次に、図９～図１２を参照しつつ、本実施形態に係る磁気センサ装置１０の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the magnetic sensor device 10 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 12. FIG.

まず、図１０に示されているように、第一磁気検出素子１１、第二磁気検出素子１２、基板１３、および保護層１４を含む積層体Ｓを用意する。このとき、保護層１４における、面内方向について第二磁気検出素子１２に対応する位置には、特定熱機能部１５としての熱線反射膜１５３が設けられている。図１０に示されている状態においては、第一ピン磁性層１１２および第二ピン磁性層１２２は、未だ磁化されていない。 First, as shown in FIG. 10, a laminate S including a first magnetic sensing element 11, a second magnetic sensing element 12, a substrate 13, and a protective layer 14 is prepared. At this time, a heat ray reflecting film 153 is provided as the specific heat functional portion 15 at a position in the protective layer 14 corresponding to the second magnetic sensing element 12 in the in-plane direction. In the state shown in FIG. 10, the first pinned magnetic layer 112 and the second pinned magnetic layer 122 are not yet magnetized.

このようにして、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２を有するとともに特定熱機能部１５としての熱線反射膜１５３が設けられた積層体Ｓを用意する。次に、積層体Ｓを全体的に加熱しつつ、積層体Ｓに第一方向の磁場を印加する。これにより、図１１に示されているように、第一ピン磁性層１１２および第二ピン磁性層１２２を、ともに第一方向に磁化することができる。 In this manner, the laminated body S having the first magnetic detection element 11 and the second magnetic detection element 12 and provided with the heat ray reflecting film 153 as the specific heat functional portion 15 is prepared. Next, a magnetic field in the first direction is applied to the laminate S while heating the laminate S as a whole. Thereby, as shown in FIG. 11, both the first pinned magnetic layer 112 and the second pinned magnetic layer 122 can be magnetized in the first direction.

続いて、図１２に示されているように、積層体Ｓの全体に対して、第一主面１３１側からレーザ光等の熱線を照射しつつ、第二方向の磁場を印加する。このとき、第二磁気検出素子１２の下方には、熱線反射膜１５３が設けられている。このため、第二磁気検出素子１２には、保護層１４の外表面１４１側から照射された熱線と、熱線反射膜１５３にて反射された熱線とが照射される。したがって、第二磁気検出素子１２における第二ピン磁性層１２２の温度は、ブロッキング温度以上の温度（例えば３００℃以上）に上昇する。一方、第一磁気検出素子１１の下方には、熱線反射膜１５３が設けられていない。このため、第一磁気検出素子１１における第一ピン磁性層１１２の温度は、固定磁化が所定程度消失する温度（例えば２００℃程度）までは上昇しない。 Subsequently, as shown in FIG. 12, a magnetic field in the second direction is applied to the entire laminate S while irradiating heat rays such as laser light from the first main surface 131 side. At this time, a heat ray reflecting film 153 is provided below the second magnetic detecting element 12 . Therefore, the second magnetic detecting element 12 is irradiated with heat rays irradiated from the outer surface 141 side of the protective layer 14 and heat rays reflected by the heat ray reflecting film 153 . Therefore, the temperature of the second pinned magnetic layer 122 in the second magnetic sensing element 12 rises to a temperature higher than the blocking temperature (for example, 300° C. or higher). On the other hand, the heat ray reflecting film 153 is not provided below the first magnetic sensing element 11 . Therefore, the temperature of the first pinned magnetic layer 112 in the first magnetic detecting element 11 does not rise to a temperature (for example, about 200° C.) at which fixed magnetization disappears to a predetermined degree.

（第四実施形態）
図１３を参照しつつ、第四実施形態に係る磁気センサ装置１０の概略構成について説明する。 (Fourth embodiment)
A schematic configuration of the magnetic sensor device 10 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 13 .

図１３に示されているように、本実施形態においては、基板１３は、第一層１３Ａと、第二層１３Ｂと、第三層１３Ｃとを有している。第一層１３Ａは、第一主面１３１を有している。第二層１３Ｂは、第一層１３Ａと第三層１３Ｃとの間に配置されている。第三層１３Ｃは、第二主面１３２を有している。 As shown in FIG. 13, in this embodiment, the substrate 13 has a first layer 13A, a second layer 13B and a third layer 13C. The first layer 13A has a first major surface 131 . The second layer 13B is arranged between the first layer 13A and the third layer 13C. The third layer 13C has a second main surface 132. As shown in FIG.

本実施形態においては、特定熱機能部１５は、基板１３に設けられた空洞部１５４であって、面内方向について第二磁気検出素子１２に対応する位置に配置されている。すなわち、空洞部１５４は、蓄熱機能あるいは熱流制御機能を有している。具体的には、空洞部１５４は、第二磁気検出素子１２と第二主面１３２との間にて、厚さ方向に第二層１３Ｂを貫通するように設けられている。また、空洞部１５４は、厚さ方向における両端の開口部が第一層１３Ａと第三層１３Ｃとによって閉塞された閉鎖空間として形成されている。これに対し、第一磁気検出素子１１に対応する位置には、空洞部１５４は設けられていない。 In this embodiment, the specific thermal function part 15 is a hollow part 154 provided in the substrate 13 and arranged at a position corresponding to the second magnetic detection element 12 in the in-plane direction. That is, the cavity 154 has a heat storage function or a heat flow control function. Specifically, the cavity 154 is provided between the second magnetic sensing element 12 and the second main surface 132 so as to penetrate the second layer 13B in the thickness direction. The hollow portion 154 is formed as a closed space in which openings at both ends in the thickness direction are closed by the first layer 13A and the third layer 13C. On the other hand, the hollow portion 154 is not provided at the position corresponding to the first magnetic detection element 11 .

次に、図１３～図１６を参照しつつ、本実施形態に係る磁気センサ装置１０の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the magnetic sensor device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 16. FIG.

まず、空洞部１５４を有する基板１３を用意する。次に、この基板１３上に、第一磁気検出素子１１、第二磁気検出素子１２、および保護層１４を形成する。第一磁気検出素子１１は、面内方向について、空洞部１５４に対応しない位置に設ける。一方、第二磁気検出素子１２は、面内方向について、空洞部１５４に対応する位置に設ける。これにより、図１４に示されているように、積層体Ｓが用意される。図１４に示されている状態においては、第一ピン磁性層１１２および第二ピン磁性層１２２は、未だ磁化されていない。 First, the substrate 13 having the cavity 154 is prepared. Next, on this substrate 13, the first magnetic sensing element 11, the second magnetic sensing element 12, and the protective layer 14 are formed. The first magnetic detection element 11 is provided at a position that does not correspond to the cavity 154 in the in-plane direction. On the other hand, the second magnetic detection element 12 is provided at a position corresponding to the hollow portion 154 in the in-plane direction. Thereby, a laminate S is prepared as shown in FIG. In the state shown in FIG. 14, the first pinned magnetic layer 112 and the second pinned magnetic layer 122 are not yet magnetized.

このようにして、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２を有するとともに特定熱機能部１５としての空洞部１５４が設けられた積層体Ｓを用意する。次に、積層体Ｓを全体的に加熱しつつ、積層体Ｓに第一方向の磁場を印加する。これにより、図１５に示されているように、第一ピン磁性層１１２および第二ピン磁性層１２２を、ともに第一方向に磁化することができる。 In this manner, the laminate S having the first magnetic detection element 11 and the second magnetic detection element 12 and provided with the hollow portion 154 as the specific thermal function portion 15 is prepared. Next, a magnetic field in the first direction is applied to the laminate S while heating the laminate S as a whole. Thereby, as shown in FIG. 15, both the first pinned magnetic layer 112 and the second pinned magnetic layer 122 can be magnetized in the first direction.

続いて、図１６に示されているように、冷却液等により冷却されたステージ１６０上に積層体Ｓを載置する。そして、積層体Ｓの全体に対して、第一主面１３１側からレーザ光等の熱線を照射しつつ、第二方向の磁場を印加する。 Subsequently, as shown in FIG. 16, the laminate S is placed on a stage 160 cooled by a coolant or the like. Then, a magnetic field in the second direction is applied to the entire laminate S while irradiating heat rays such as laser light from the first main surface 131 side.

このとき、第一磁気検出素子１１の下方には、空洞部１５４が設けられていない。このため、第一磁気検出素子１１に加えられた熱は、基板１３における第二層１３Ｂおよび第三層１３Ｃを介して、ステージ１６０側に逃がされる。一方、第二磁気検出素子１２の下方には、空洞部１５４が設けられている。このため、第二磁気検出素子１２に加えられた熱がステージ１６０側に逃がされることが、空洞部１５４によって抑制される。 At this time, the hollow portion 154 is not provided below the first magnetic detection element 11 . Therefore, the heat applied to the first magnetic sensing element 11 is released to the stage 160 side through the second layer 13B and the third layer 13C of the substrate 13 . On the other hand, a hollow portion 154 is provided below the second magnetic detection element 12 . Therefore, the hollow portion 154 prevents the heat applied to the second magnetic detection element 12 from escaping to the stage 160 side.

したがって、第二磁気検出素子１２における第二ピン磁性層１２２の温度は、ブロッキング温度以上の温度（例えば３００℃以上）に上昇する。一方、第一磁気検出素子１１における第一ピン磁性層１１２の温度は、固定磁化が所定程度消失する温度（例えば２００℃程度）までは上昇しない。 Therefore, the temperature of the second pinned magnetic layer 122 in the second magnetic sensing element 12 rises to a temperature higher than the blocking temperature (for example, 300° C. or higher). On the other hand, the temperature of the first pinned magnetic layer 112 in the first magnetic sensing element 11 does not rise to a temperature (for example, about 200° C.) at which fixed magnetization disappears to a predetermined degree.

（第五実施形態）
図１７～図１９を参照しつつ、第五実施形態に係る磁気センサ装置１０の製造方法について説明する。 (Fifth embodiment)
A method of manufacturing the magnetic sensor device 10 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 17 to 19. FIG.

本実施形態においては、第一実施形態と同様に、特定熱機能部１５は、保護層１４に設けられた遮熱膜１５１であって、面内方向について第一磁気検出素子１１に対応する位置に配置されている。但し、本実施形態においては、遮熱膜１５１は、除去可能に設けられている。 In the present embodiment, as in the first embodiment, the specific thermal function part 15 is a heat shield film 151 provided on the protective layer 14 and is located at a position corresponding to the first magnetic sensing element 11 in the in-plane direction. are placed in However, in this embodiment, the heat shield film 151 is provided so as to be removable.

具体的には、図１７に示されているように、積層体Ｓの全体に対して、第一主面１３１側からレーザ光等の熱線を照射しつつ、第二方向の磁場を印加する。このとき、第二磁気検出素子１２は、遮熱膜１５１によって覆われていない。このため、第二磁気検出素子１２における第二ピン磁性層１２２の温度は、ブロッキング温度以上の温度（例えば３００℃以上）に上昇する。一方、第一磁気検出素子１１は、遮熱膜１５１によって覆われている。このため、第一磁気検出素子１１における第一ピン磁性層１１２の温度は、固定磁化が所定程度消失する温度（例えば２００℃程度）までは上昇しない。 Specifically, as shown in FIG. 17, a magnetic field in the second direction is applied to the entire laminate S while irradiating heat rays such as laser light from the first main surface 131 side. At this time, the second magnetic sensing element 12 is not covered with the heat insulating film 151 . Therefore, the temperature of the second pinned magnetic layer 122 in the second magnetic sensing element 12 rises to a temperature higher than the blocking temperature (for example, 300° C. or higher). On the other hand, the first magnetic sensing element 11 is covered with a heat insulating film 151 . Therefore, the temperature of the first pinned magnetic layer 112 in the first magnetic detecting element 11 does not rise to a temperature (for example, about 200° C.) at which fixed magnetization disappears to a predetermined degree.

上記のようにして、第二磁気検出素子１２が選択的に加熱されつつ、積層体Ｓの全体に対して第二方向の磁場が印加される。すると、第二ピン磁性層１２２の磁化方向は、第二方向に変化することが可能となる。これに対し、第一ピン磁性層１１２の磁化方向は、第一方向のまま維持される。このようにして、図１８に示されているように、積層体Ｓにおいて、第一ピン磁性層１１２の磁化方向を第一方向に維持したまま、第二ピン磁性層１２２の磁化方向を、第二方向に変化させることができる。 As described above, a magnetic field in the second direction is applied to the entire laminate S while selectively heating the second magnetic detection element 12 . Then, the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 can be changed to the second direction. On the other hand, the magnetization direction of the first pinned magnetic layer 112 is maintained in the first direction. In this way, as shown in FIG. 18, in the laminate S, the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 is changed to the first direction while maintaining the magnetization direction of the first pinned magnetic layer 112 in the first direction. It can be changed in two directions.

上記のようにして、第二ピン磁性層１２２の磁化方向を第二方向に変化させた後、積層体Ｓから、特定熱機能部１５としての遮熱膜１５１を除去する。これにより、図１９に示されているように、互いの固定磁化方向が異なる第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２を有する磁気センサ装置１０が得られる。 After changing the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 to the second direction as described above, the thermal insulation film 151 as the specific thermal functional part 15 is removed from the laminate S. As a result, as shown in FIG. 19, the magnetic sensor device 10 having the first magnetic detection element 11 and the second magnetic detection element 12 whose fixed magnetization directions are different from each other is obtained.

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。 (Modification)
The present invention is not limited to the above embodiments. Therefore, the above embodiment can be modified as appropriate. A representative modified example will be described below. In the following description of the modified example, only parts different from the above embodiment will be described. Moreover, in the above-described embodiment and modifications, the same reference numerals are given to parts that are the same or equivalent to each other. Therefore, in the description of the modification below, the description in the above embodiment can be used as appropriate for components having the same reference numerals as those in the above embodiment, unless there is a technical contradiction or special additional description.

本発明は、上記実施形態にて示された具体的な装置構成に限定されない。例えば、第一磁気検出素子１１および第二磁気検出素子１２は、いわゆるＧＭＲ素子等の、他の種類の磁気抵抗素子であってもよい。また、第一ピン磁性層１１２の磁化方向と、第二ピン磁性層１２２の磁化方向とは、１８０度異なっていてもよい。 The present invention is not limited to the specific device configurations shown in the above embodiments. For example, the first magnetic sensing element 11 and the second magnetic sensing element 12 may be other types of magnetoresistive elements such as so-called GMR elements. Also, the magnetization direction of the first pinned magnetic layer 112 and the magnetization direction of the second pinned magnetic layer 122 may differ by 180 degrees.

図１を参照すると、特定熱機能部１５としての遮熱膜１５１は、複数の第一磁気検出素子１１に跨るように設けられていた。しかしながら、本発明は、かかる態様に限定されない。すなわち、例えば、図２０に示されているように、遮熱膜１５１は、複数の第一磁気検出素子１１の各々に対して個別的に設けられ得る。他の実施形態においても同様である。 Referring to FIG. 1 , the heat shield film 151 as the specific heat functional part 15 was provided so as to straddle the plurality of first magnetic detection elements 11 . However, the invention is not limited to such aspects. That is, for example, as shown in FIG. 20, the heat shield film 151 can be individually provided for each of the plurality of first magnetic detection elements 11. In FIG. The same applies to other embodiments.

吸熱膜１５２は、第二磁気検出素子１２と基板１３との間に設けられていてもよい。 The heat absorbing film 152 may be provided between the second magnetic sensing element 12 and the substrate 13 .

空洞部１５４は、気密的に形成されていてもよい。あるいは、空洞部１５４は、基板１３の内部に設けられた空気通路を介して、外部空間と連通していてもよい。 The cavity 154 may be airtight. Alternatively, the cavity 154 may communicate with the external space via an air passage provided inside the substrate 13 .

上記実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に本発明が限定されることはない。同様に、構成要素等の形状、方向、位置関係等が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に特定の形状、方向、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、方向、位置関係等に本発明が限定されることはない。各部を構成する材料についても、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の材料に限定される場合等を除き、特段の限定はない。 Needless to say, the elements constituting the above-described embodiments are not necessarily essential, unless explicitly stated as essential or clearly considered essential in principle. In addition, when numerical values such as the number, numerical value, amount, range, etc. of a constituent element are mentioned, unless it is explicitly stated that it is particularly essential or when it is clearly limited to a specific number in principle, The present invention is not limited to the number of . Similarly, when the shape, direction, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc. are mentioned, unless it is explicitly stated that it is particularly essential, or when it is limited to a specific shape, direction, positional relationship, etc. in principle , the shape, direction, positional relationship, etc., of which the present invention is not limited. There are no particular limitations on the materials that constitute each part, except when it is explicitly stated that they are particularly essential or when they are clearly limited to specific materials in principle.

変形例も、上記の例示に限定されない。また、複数の実施形態が、互いに組み合わされ得る。同様に、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。さらに、複数の実施形態のうちの少なくとも１つと、複数の変形例のうちの少なくとも１つとが、互いに組み合わされ得る。 Modifications are also not limited to the above examples. Also, multiple embodiments may be combined with each other. Likewise, multiple variants can be combined with each other. Furthermore, at least one of the multiple embodiments and at least one of the multiple variations may be combined with each other.

１０磁気センサ装置
１１第一磁気検出素子
１１２第一ピン磁性層
１２第二磁気検出素子
１２２第二ピン磁性層
１３基板
１３１第一主面
１３２第二主面
１４保護層
１５特定熱機能部 REFERENCE SIGNS LIST 10 magnetic sensor device 11 first magnetic detection element 112 first pinned magnetic layer 12 second magnetic detection element 122 second pinned magnetic layer 13 substrate 131 first main surface 132 second main surface 14 protective layer 15 specific thermal function part

Claims

A magnetic sensor device (10),
a first magnetic sensing element (11) having a first free magnetic layer (111) whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and a first pinned magnetic layer (112) whose magnetization direction is fixed in the first direction;
A second magnetic layer having a second free magnetic layer (121) whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and a second pinned magnetic layer (122) whose magnetization direction is fixed in a second direction different from the first direction a sensing element (12);
It has a first principal surface (131) and a second principal surface (132) which are a pair of principal surfaces with the thickness direction as a normal direction, and the first magnetic sensing element and the a substrate (13) provided to support the second magnetic sensing element;
a protective layer (14) provided on the first principal surface side so as to cover the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element;
It has an electromagnetic wave reflection function, an electromagnetic wave absorption function, a heat storage function, or a heat flow control function, and is in one of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element in the in-plane direction orthogonal to the thickness direction a specific thermal function part (15) which is not provided at a corresponding position but is provided at a position corresponding to the other;
A magnetic sensor device comprising:

The specific thermal function part is a heat shield film (151) provided on the protective layer at a position corresponding to the first magnetic sensing element in the in-plane direction,
The first magnetic sensing element is arranged between the heat shield film and the substrate,
The magnetic sensor device according to claim 1.

The specific heat function part is a heat absorption film (152) provided on the protective layer at a position corresponding to the second magnetic sensing element in the in-plane direction,
The second magnetic sensing element and the heat absorption film are arranged in the thickness direction,
The magnetic sensor device according to claim 1.

The specific heat functional part is a heat ray reflective film (153) provided at a position corresponding to the second magnetic sensing element in the in-plane direction,
The heat ray reflective film is arranged between the second magnetic sensing element and the second main surface,
The magnetic sensor device according to claim 1.

The specific thermal function part is a hollow part (154) provided in the substrate at a position corresponding to the second magnetic sensing element in the in-plane direction,
The cavity is arranged between the second magnetic sensing element and the second main surface,
The magnetic sensor device according to claim 1.

a first magnetic sensing element (11) having a first free magnetic layer (111) whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and a first pinned magnetic layer (112) whose magnetization direction is fixed in the first direction;
A second magnetic layer having a second free magnetic layer (121) whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and a second pinned magnetic layer (122) whose magnetization direction is fixed in a second direction different from the first direction a sensing element (12);
It has a first principal surface (131) and a second principal surface (132) which are a pair of principal surfaces with the thickness direction as a normal direction, and the first magnetic sensing element and the a substrate (13) provided to support the second magnetic sensing element;
a protective layer (14) provided on the first principal surface side so as to cover the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element;
A method of manufacturing a magnetic sensor device (10) comprising
A specific heat function part (15) having an electromagnetic wave reflection function, an electromagnetic wave absorption function, a heat storage function, or a heat flow control function is laminated including the substrate, the first magnetic detection element, the second magnetic detection element, and the protective layer. not provided at a position corresponding to one of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element in the in-plane direction perpendicular to the thickness direction of the body (S) but provided at a position corresponding to the other;
magnetizing both the first pinned magnetic layer and the second pinned magnetic layer in the first direction by applying a magnetic field in the first direction to the entire laminate while heating the laminate as a whole;
By applying a magnetic field in the second direction while selectively heating the second magnetic detecting element by irradiating the entire laminate with an electromagnetic wave from the first main surface side, the second changing the magnetization direction of the pinned magnetic layer to the second direction;
A method for manufacturing a magnetic sensor device.

The specific thermal function part is a heat shield film (151) provided on the protective layer at a position corresponding to the first magnetic sensing element in the in-plane direction,
The first magnetic sensing element is arranged between the heat shield film and the substrate,
A method of manufacturing the magnetic sensor device according to claim 6 .

The specific heat function part is a heat absorption film (152) provided on the protective layer at a position corresponding to the second magnetic sensing element in the in-plane direction,
The second magnetic sensing element and the heat absorption film are arranged in the thickness direction,
A method of manufacturing the magnetic sensor device according to claim 6 .

After changing the magnetization direction of the second pinned magnetic layer to the second direction, removing the specific thermal function part;
9. A method of manufacturing the magnetic sensor device according to claim 7 or 8.

The specific heat functional part is a heat ray reflective film (153) provided at a position corresponding to the second magnetic sensing element in the in-plane direction,
The heat ray reflective film is arranged between the second magnetic sensing element and the second main surface,
A method of manufacturing the magnetic sensor device according to claim 6 .

The specific thermal function part is a hollow part (154) provided in the substrate at a position corresponding to the second magnetic sensing element in the in-plane direction,
The cavity is arranged between the second magnetic sensing element and the second main surface,
A method of manufacturing the magnetic sensor device according to claim 6 .