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公開番号2025127720
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2024024599
出願日2024-02-21
発明の名称磁気センサの製造方法及び磁気センサ
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人
主分類H10N 50/01 20230101AFI20250826BHJP()
要約【課題】1回の工程で複数の磁石層を異なる磁化状態となるように着磁する。
【解決手段】磁気センサは、第1の方向Xと略平行な磁場検知軸4Aと、第1の方向Xと略直交する第2の方向Yに配列した2つの第1の磁石層21A、22Aと、第2の方向において2つの第1の磁石層に挟まれた第1の軟磁性層13Aと、を有する第1の磁場検知素子2Aと、第2の方向Yと略平行な磁場検知軸4Bと、第1の方向Xに配列した2つの第2の磁石層21B、22Bと、第1の方向において2つの第2の磁石層に挟まれた第2の軟磁性層13Bと、を有する第2の磁場検知素子2Bと、第1の磁場検知素子2Aと第2の磁場検知素子2Bとを支持する基板3と、を有する。第1の方向Xと第2の方向Yから略等角度の方向Wから外部磁場が印加され、2つの第1の磁石層21A、22Aと2つの第2の磁石層21B、22Bとが着磁される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１の方向と略平行な磁場検知軸と、前記第１の方向と略直交する第２の方向に配列した２つの第１の磁石層と、前記第２の方向において前記２つの第１の磁石層に挟まれた第１の軟磁性層と、を有する第１の磁場検知素子と、
前記第２の方向と略平行な磁場検知軸と、前記第１の方向に配列した２つの第２の磁石層と、前記第１の方向において前記２つの第２の磁石層に挟まれた第２の軟磁性層と、を有する第２の磁場検知素子と、
前記第１の磁場検知素子と前記第２の磁場検知素子とを支持する基板と、
を有する磁気センサの製造方法であって、
前記２つの第１の磁石層と前記２つの第２の磁石層と前記第１の軟磁性層と前記第２の軟磁性層とが前記基板に支持された状態で、前記第１の方向と前記第２の方向から略等角度の方向から外部磁場を印加し、前記２つの第１の磁石層と前記２つの第２の磁石層とを着磁することを有する磁気センサの製造方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記第１の磁場検知素子は、外部磁場によって磁化方向が回転する第１の磁化自由層と、前記第１の方向に磁化方向が固定された第１の磁化固定層と、第１の前記磁化自由層と前記第１の磁化固定層との間に位置する非磁性の第１のスペーサ層と、を有し、
前記第２の磁場検知素子は、外部磁場によって磁化方向が回転する第２の磁化自由層と、前記第２の方向に磁化方向が固定された第２の磁化固定層と、第２の前記磁化自由層と前記第２の磁化固定層との間に位置する非磁性の第２のスペーサ層と、を有し、
前記第１の磁化自由層は前記第１の軟磁性層であり、前記第２の磁化自由層は前記第２の軟磁性層である、請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項３】
前記第１の磁化自由層の中心線と前記２つの第１の磁石層の前記第２の方向と平行な中心線が一致し、前記第２の磁化自由層の中心線と前記２つの第２の磁石層の前記第１の方向と平行な中心線が一致している、請求項２に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項４】
前記第１の磁化自由層は前記外部磁場の印加方向における第１の上流側端部と第１の下流側端部と、を有し、
前記２つの第１の磁石層は、前記第１の上流側端部と対向する第１の上流側磁石層と、前記第１の下流側端部と対向する第１の下流側磁石層と、を有し、
前記第１の磁化自由層の前記第２の方向と平行な中心線が前記２つの第１の磁石層の前記第２の方向と平行な中心線の間にあり、
前記第１の上流側磁石層の前記第２の方向と平行な中心線が前記第１の下流側磁石層の前記第２の方向と平行な中心線より前記外部磁場の印加方向における手前側にあり、
前記第２の磁化自由層は前記外部磁場の印加方向における第２の上流側端部と第２の下流側端部と、を有し、
前記２つの第２の磁石層は、前記第２の上流側端部と対向する第２の上流側磁石層と、前記第２の下流側端部と対向する第２の下流側磁石層と、を有し、
前記第２の磁化自由層の前記第１の方向と平行な中心線が前記２つの第２の磁石層の前記第１の方向と平行な中心線の間にあり、
前記第２の上流側磁石層の前記第１の方向と平行な中心線が前記第２の下流側磁石層の前記第１の方向と平行な中心線より前記外部磁場の印加方向における手前側にある、請求項２に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項５】
前記第１の磁石層の前記第１の方向における寸法が前記第１の磁化自由層の前記第１の方向における寸法より大きく、
前記第２の磁石層の前記第２の方向における寸法が前記第２の磁化自由層の前記第２の方向における寸法より大きい、請求項２に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項６】
前記第１の磁化自由層は前記２つの第１の磁石層と対向する三角形状の２つの第１の端部領域を有し、
前記第２の磁化自由層は前記２つの第２の磁石層と対向する三角形状の２つの第２の端部領域を有する、請求項２に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項７】
前記２つの第１の磁石層は前記第１の端部領域を収容する第１の凹部を有し、
前記２つの第２の磁石層は前記第２の端部領域を収容する第２の凹部を有する、請求項６に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項８】
前記第１の磁化固定層を形成した後、前記第１の方向に磁場を印加しながら前記第１の磁化固定層を加熱して前記第1の磁化固定層を着磁し、
前記第２の磁化固定層を形成した後、前記第２の方向に磁場を印加しながら前記第２の磁化固定層を加熱して前記第２の磁化固定層を着磁する、請求項２に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項９】
前記２つの第１の磁石層の前記第２の方向の寸法は前記第１の方向の寸法より大きく、
前記２つの第２の磁石層の前記第１の方向の寸法は前記第２の方向の寸法より大きい、請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項１０】
前記第２の方向に細長く、前記第１の磁場検知素子をシールドする少なくとも一つの第１のシールド層と、
前記第１の方向に細長く、前記第２の磁場検知素子をシールドする少なくとも一つの第２のシールド層と、
を有する、請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサの製造方法と磁気センサに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の磁場検出方向を検知することができる磁気センサが知られている。特許文献１には、２種類のセンサブリッジが基板上に支持された磁気センサが記載されている。２種類のセンサブリッジは直交する２つの磁場成分をそれぞれ検知する。基板にはそれぞれのセンサブリッジにバイアス磁場を印加する複数の磁石が搭載され、複数の磁石は同じ方向に着磁されている。各センサブリッジは４つの素子で構成され、２つの素子の長軸と他の２つの素子の長軸は互いに直交している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１４－５１５４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された磁気センサでは、複数の磁石を１回の工程で着磁することができる。一方、バイアス磁場は磁気センサの素子の磁化状態を安定させ、出力の線形性や対称性を高めるために印加される。バイアス磁場は一方の組の素子の長軸と平行であるが、他方の組の素子の短軸と平行であるため、他方の組の素子の磁化状態を安定させることは難しい。磁石は素子の向きに合わせて異なる磁化状態となるように着磁することが望ましい。
【０００５】
本開示は、１回の工程で複数の磁石層を異なる磁化状態となるように着磁することが可能な磁気センサの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、第１の方向と略平行な磁場検知軸と、第１の方向と略直交する第２の方向に配列した２つの第１の磁石層と、第２の方向において２つの第１の磁石層に挟まれた第１の軟磁性層と、を有する第１の磁場検知素子と、第２の方向と略平行な磁場検知軸と、第１の方向に配列した２つの第２の磁石層と、第１の方向において２つの第２の磁石層に挟まれた第２の軟磁性層と、を有する第２の磁場検知素子と、第１の磁場検知素子と第２の磁場検知素子とを支持する基板と、を有する磁気センサの製造方法に関する。本製造方法は、２つの第１の磁石層と２つの第２の磁石層と第１の軟磁性層と第２の軟磁性層とが基板に支持された状態で、第１の方向と第２の方向から略等角度の方向から外部磁場を印加し、２つの第１の磁石層と２つの第２の磁石層とを着磁することを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、１回の工程で複数の磁石層を異なる磁化状態となるように着磁することが可能な磁気センサの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の第１の実施形態に係る磁気センサの概略構成図である。
図１に示す磁化自由層と磁石層の平面図である。
磁石層の着磁方法を示す概念図である。
第１の実施形態の変形例に係る磁気センサの概略構成図である。
本開示の第２の実施形態に係る磁気センサの磁石層の着磁方法を示す概念図である。
本開示の第３の実施形態に係る磁気センサの磁石層の着磁方法を示す概念図である。
本開示の第４の実施形態に係る磁気センサの磁石層の着磁方法を示す概念図である。
本開示の第５の実施形態に係る磁気センサの磁石層の着磁方法を示す概念図である。
本開示の第６の実施形態に係る磁気センサの磁石層の着磁方法を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して本開示の磁気センサの実施形態について説明する。以下の説明及び図面において、第１の方向Ｘは第１の磁場検知素子２Ａの磁気検知方向と略平行であり、第２の方向Ｙは第２の磁場検知素子２Ｂの磁気検知方向と略平行である。第３の方向Ｚは後述する積層体の積層方向に一致する。第１の方向Ｘと第２の方向Ｙは基板３の素子搭載面３Ａと平行である。第１の方向Ｘと第２の方向Ｙと第３の方向Ｚは互いに略垂直である。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る磁気センサ１の概略構成を示す断面図、図２は図１のＡ－Ａ線に沿った磁化自由層と磁石層の平面図である。図１を参照すると、磁気センサ１は、第１の磁場検知素子２Ａと、第２の磁場検知素子２Ｂと、第１の磁場検知素子２Ａと第２の磁場検知素子２Ｂとを支持する基板３と、を有している。第１の磁場検知素子２Ａは第１の方向Ｘと平行な磁場検知軸（磁場検出方向）４Ａを有し、第２の磁場検知素子２Ｂは第２の方向Ｙと平行な磁場検知軸（磁場検出方向）４Ｂを有している。第１の磁場検知素子２Ａと第２の磁場検知素子２Ｂの構成は同じであり、第１の（または第２の）磁場検知素子２Ａ（２Ｂ）をＸ－Ｙ面において９０度回転したものが第２の（または第１の）磁場検知素子２Ｂ（２Ａ）に対応する。第１の磁場検知素子２Ａと第２の磁場検知素子２Ｂとの間にはＡｌ
2
Ｏ
3
からなる絶縁層５が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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