(57)【要約】【課題】  フリー層の各磁区の磁化の向きを安定して初期状態の向きに復帰させることが可能な磁気センサを提供すること。【解決手段】  この磁気センサは、ピンド層を含む固定層Ｐとスペーサ層Ｓとフリー層Ｆとを含む磁気抵抗効果膜を備えるとともに、フリー層Ｆの両端部下方に同フリー層Ｆに所定の向きのバイアス磁界を付与する一対の端部バイアス磁石膜１１ｂ４，１１ｂ５を備えている。更に、この磁気センサは、前記一対の端部バイアス磁石膜１１ｂ４，１１ｂ５の間に配設されるとともに前記フリー層Ｆに前記所定の向きのバイアス磁界を付与する中央部バイアス磁石膜１１ｄ４を備えている。【選択図】  図３
2006066821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンド層及びフリー層を含む磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端部に配設されるとともに前記フリー層に所定の向きのバイアス磁界を付与する一対の端部バイアス磁石膜と、を含む磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサであって、
前記一対の端部バイアス磁石膜の間に配設されるとともに前記フリー層に前記所定の向きのバイアス磁界を付与する中央部バイアス磁石膜を更に備えた磁気センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気センサにおいて、
前記磁気抵抗効果膜は長手方向を有する幅狭帯状に形成され、
前記所定の向きは前記長手方向と平行であり、
前記中央部バイアス磁石膜は前記長手方向と同一方向に長手方向を有する形状に形成された磁気センサ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の磁気センサであって、
前記磁気抵抗効果素子を少なくとも二つ備え、且つ、同二つの磁気抵抗効果素子のピンド層の固定された磁化の向きが互いに直交するように構成された磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピンド層及びフリー層を含んでなる磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）やＴＭＲ素子（磁気トンネル効果素子）等の磁気抵抗効果素子が磁気センサに応用されている。これらの素子は、磁化の向きが固定されたピンド層を含む固定層と、磁化の向きが外部磁界に応じて変化するフリー層と、を含む磁気抵抗効果膜を備えている。
【０００３】
例えば、ＧＭＲ素子は、その断面図である図２６に示したように、基板１０１上に形成されたフリー層１０２と、フリー層１０２の上に形成されたスペーサ層１０３と、スペーサ層１０３の上に形成されたピンド層を含む固定層１０４と、を備え、ピンド層の固定された磁化の向きとフリー層１０２の磁化の向きの相対関係に応じた抵抗値を呈する。
【０００４】
このような磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサにおいて、微小な外部磁界を精度良く検出するためには、外部磁界が磁気センサに加わっていない場合のフリー層１０２の各磁区の磁化の向きをピンド層の固定された磁化の向きに直交する向き（以下、この向きを「フリー層の磁化の初期状態における向き」又は単に「初期状態の向き」とも称呼する。）に安定的に維持する必要がある。
【０００５】
そこで、従来から、フリー層１０２の平面視での形状を長方形とするとともに、同長方形の長辺（即ち、フリー層１０２の長手方向であって図２６においてＹ軸方向）を前記初期状態の向きに一致させている。このように構成すれば、磁化の向きが長手方向に揃う形状異方性が利用できるので、フリー層１０２の各磁区の磁化の向きを初期状態の向きに比較的容易に一致させることが可能となる。更に、従来の磁気センサは、フリー層１０２の長手方向の両端部に永久磁石膜である一対のバイアス磁石膜１０５，１０５を配し、同バイアス磁石膜１０５，１０５によって同初期状態の向きと同一の向きのバイアス磁界を同フリー層１０２に加えるようになっている。これによれば、外部磁界が消滅したとき、フリー層１０２の各磁区の磁化の向きがバイアス磁石膜１０５，１０５により付与される磁界により長期安定的に初期状態の向きに復帰する。
【０００６】
このような、フリー層１０２及びバイアス磁石膜１０５，１０５の磁化の様子を、同フリー層１０２と同バイアス磁石膜１０５，１０５の平面図である図２７を参照しながら説明する。これらの膜を形成した段階においては、図２７（Ａ）の矢印にて示したように、フリー層１０２及びバイアス磁石膜１０５，１０５の各磁区の磁化の向きはフリー層１０２の長手方向の向きである初期状態の向きに揃っていない。フリー層１０２及びバイアス磁石膜１０５，１０５がこのような状態にあるＧＭＲ素子に対し、フリー層１０２の長手方向と直交する方向（Ｘ軸方向）において大きさが変化する外部磁界を印加して同ＧＭＲ素子の抵抗値を調べると、図２７（Ｂ）に示したように、抵抗値の変化にヒステリシスが発生する。
【０００７】
このことから明らかなように、フリー層１０２及びバイアス磁石膜１０５，１０５の磁化の向きが同フリー層１０２の長手方向に揃っていないＧＭＲ素子を備えた磁気センサにおいては、外部磁界が「０」近傍であるときの抵抗値が図２７（Ｂ）に矢印にて示した範囲内で変動することになる。その結果、このような磁気センサは微小磁界を精度良く検出することができない。
【０００８】
次に、フリー層１０２及びバイアス磁石膜１０５，１０５が図２７（Ａ）に示した状態にある磁気センサに対してフリー層１０２の長手方向（この場合、Ｙ軸正方向）にバイアス磁石膜１０５，１０５の保持力よりも大きさが大きい磁界を印加し、フリー層１０２の初期化とバイアス磁石膜１０５，１０５の着磁とを行うと、図２８（Ａ）に示したように、同フリー層１０２及び同バイアス磁石膜１０５，１０５の各磁区の磁化の向きは初期状態の向きに一致する。この状態のＧＭＲ素子は、図２８（Ｂ）に示したように、ヒステリシスのない抵抗値変化を示す。従って、フリー層１０２の初期化及びバイアス磁石膜１０５，１０５の着磁を行ったＧＭＲ素子を備えた磁気センサは、微小磁界を精度良く検出することができる。
【０００９】
ところが、このようにフリー層１０２の初期化及びバイアス磁石膜１０５，１０５の着磁を行ったＧＭＲ素子に対し、バイアス磁石膜１０５，１０５の保持力よりは小さいがフリー層１０２の保持力より大きい大きさを有し且つ初期状態の向きとは反対の向き（この場合、Ｙ軸負方向）に主成分を有する外部磁界が印加されると、その後、同外部磁界が消滅しても、図２９（Ａ）に示したように、フリー層１０２の特に破線ＤＬで囲んだ中央部分の各磁区の磁化の向きが初期状態の向きへ一致（復帰）しなくなる。この結果、図２９（Ｂ）に示したように、ＧＭＲ素子は再び外部磁界の変化に対してヒステリシスを有する抵抗値を示すようになるので、磁気センサによる磁界の検出精度が悪化してしまう。
【００１０】
このような問題に対処するため、従来の磁気センサは、フリー層１０２に近接して設けられ所定条件下での通電により前記バイアス磁界と同一方向（Ｙ軸正方向）の磁界を同フリー層１０２に加える初期化用コイルを設けている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−１６３４１９号（請求項１、図１及び図２）
【００１１】
しかしながら、上記従来の磁気センサは、初期化用コイルと同初期化用コイルに電流を流すための処理回路を基板内に形成しなければならないので、センサの構成が複雑となるという問題点を有している。また、初期化用コイルに頻繁に電流を流すので、消費電力量が大きくなるという問題も有している。
従って、本発明の目的の一つは、大型の（広い面積を有する）初期化用コイルを用いなくとも、フリー層の各磁区の磁化の向きを安定して初期状態の向きに復帰させることが可能な磁気センサを提供することにある。
【発明の開示】
【００１２】
本発明による磁気センサは、
ピンド層及びフリー層を含む磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端部に配設されるとともに前記フリー層に所定の向きのバイアス磁界を付与する一対の端部バイアス磁石膜と、を含む磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサであって、
前記一対の端部バイアス磁石膜の間に配設されるとともに前記フリー層に前記所定の向きのバイアス磁界を付与する中央部バイアス磁石膜を更に備えた磁気センサである。
【００１３】
これによれば、比較的大きな外部磁界が加わった後であっても、同外部磁界が消滅したときには、端部バイアス磁石膜のみでなく中央部バイアス磁石膜によって広い範囲のフリー層の磁化の向きを初期状態の向きに復帰させることが可能となる。従って、この磁気センサの磁気抵抗効果素子は外部磁界の変化に対してヒステリシスを有さない抵抗値変化を安定して示すので、同磁気センサは微少な磁界を長期に渡り精度良く検出することができる。
【００１４】
この場合、
前記磁気抵抗効果膜は長手方向を有する幅狭帯状に形成され、
前記所定の向きは前記長手方向と平行であり、
前記中央部バイアス磁石膜は前記長手方向と同一方向に長手方向を有する形状に形成されることが好適である。
【００１５】
これによれば、フリー層が長手方向を有する形状となるので、同フリー層の初期状態における磁化の向きが形状異方性により同長手方向に容易に復帰する。加えて、中央部バイアス磁石膜の形状も長手方向を有するので、同中央部バイアス磁石膜は同長手方向に大きな磁界を安定して発生することができる。更に、フリー層の長手方向と中央部バイアス磁石膜の長手方向とは一致しているから、中央部バイアス磁石膜はフリー層の磁化の向きを初期状態の向きに復帰させる磁界を発生する。従って、この磁気センサの磁気抵抗効果素子は、外部磁界の変化に対してヒステリシスを有さない抵抗値変化をより長期に安定して示すことができる。
【００１６】
更に、上記磁気センサは、前記磁気抵抗効果素子を少なくとも二つ備え、且つ、同二つの磁気抵抗効果素子のピンド層の固定された磁化の向きが互いに直交するように構成されることが好適である。
【００１７】
この磁気センサは、ピンド層の磁化の向きが互いに直交した少なくとも二つの磁気抵抗効果素子を備えるから、互いに直交した方向の磁界の各成分を検出することができる。加えて、この二つの磁気抵抗効果素子に互いに直交する方向の磁界を与えることにより、各中央部バイアス磁石膜の磁化の向きを適切な向きに着磁するための処理を一時に行うことができる。
【００１８】
なお、上述した二つの磁気抵抗効果素子に与える「互いに直交する方向の磁界」として、「略直方体形状であって同直方体の一つの中心軸に直交する断面の形状が略正方形である複数の永久棒磁石を、同略正方形を有する端面の重心が正方格子の格子点に一致するように配設するとともに、同配設された各永久棒磁石の同端面に現れる磁極の極性が最短距離を隔てて隣接する他の永久棒磁石の同端面に現れる磁極の極性と異なるように配置・構成されたマグネットアレイ」が、各永久棒磁石の端面近傍に形成する磁界を用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明による磁気センサの各実施形態について図面を参照しながら説明する。この磁気センサにはＮタイプと称呼される磁気センサとＳタイプと称呼される磁気センサとがある。
（磁気センサの構造）
平面図である図１に示した本発明の実施形態に係るＮタイプの磁気センサ１０は、基板１０ａと、複数の（この例では合計で８個の）ＧＭＲ素子１１〜１４，２１〜２４と、回路部３０と、を備えている。
【００２０】
基板１０ａは、平面視において互いに直交するＸ軸及びＹ軸に沿った辺を有する略正方形状を有し、Ｘ軸及びＹ軸に直交するＺ軸方向に小さな厚みを有する薄板体である。
【００２１】
ＧＭＲ素子１１〜１４，２１〜２４は、それぞれの磁気検出方向（磁界検出方向）における外部磁界の成分に応じた大きさの抵抗値を示す磁気検出素子である。ＧＭＲ素子１１〜１４，２１〜２４は、基板１０ａに対して配設された位置が異なる点を除き、互いに実質的に同一の構造を備えている。従って、以下、ＧＭＲ素子１１を代表例として、その構造について説明する。なお、ＧＭＲ素子１１は第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１、ＧＭＲ素子１２は第２Ｘ軸ＧＭＲ素子１２、ＧＭＲ素子１３は第３Ｘ軸ＧＭＲ素子１３、ＧＭＲ素子１４は第４Ｘ軸ＧＭＲ素子１４と称呼される。また、ＧＭＲ素子２１は第１Ｙ軸ＧＭＲ素子２１、ＧＭＲ素子２２は第２Ｙ軸ＧＭＲ素子２２、ＧＭＲ素子２３は第３Ｙ軸ＧＭＲ素子２３、ＧＭＲ素子２４は第４Ｘ軸ＧＭＲ素子２４と称呼される。
【００２２】
第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１は、拡大平面図である図２及び図２の１−１線に沿った平面にて第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１を切断した概略断面図である図３に示したように、複数の（この例では６個の）幅狭帯状部１１ａ１〜１１ａ６と、複数の（この例では７個の）端部バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７と、一対の端子部１１ｃ１，１１ｃ２と、複数の（この例では６個の）中央部バイアス磁石膜１１ｄ１〜１１ｄ６と、を備えている。端部バイアス磁石膜及び中央部バイアス磁石膜は、端部ハードマグネット膜及び中央部ハードマグネット膜ともそれぞれ称呼される。
【００２３】
幅狭帯状部１１ａ１〜１１ａ６の各々はＹ軸方向に長手方向を有している。最もＸ軸正方向側に位置する幅狭帯状部１１ａ１のＹ軸負方向側の端部は、端部バイアス磁石膜１１ｂ１の上に形成されている。端部バイアス磁石膜１１ｂ１は接続部１１ｃ１と接続されている。幅狭帯状部１１ａ１のＹ軸正方向側の端部は、端部バイアス磁石膜１１ｂ２の上に形成されている。
【００２４】
幅狭帯状部１１ａ２は、幅狭帯状部１１ａ１のＸ軸負側において幅狭帯状部１１ａ１に隣接配置されている。幅狭帯状部１１ａ２の一つの端部は端部バイアス磁石膜１１ｂ２の上に形成されるとともに、端部バイアス磁石膜１１ｂ２上において幅狭帯状部１１ａ１と接続されている。幅狭帯状部１１ａ２の他の端部は端部バイアス磁石膜１１ｂ３の上に形成されている。
【００２５】
幅狭帯状部１１ａ３は、幅狭帯状部１１ａ２のＸ軸負側において幅狭帯状部１１ａ２に隣接配置されている。幅狭帯状部１１ａ３の一つの端部は端部バイアス磁石膜１１ｂ３の上に形成されるとともに、端部バイアス磁石膜１１ｂ３上において幅狭帯状部１１ａ２と接続されている。幅狭帯状部１１ａ３の他の端部は端部バイアス磁石膜１１ｂ４の上に形成されている。
【００２６】
幅狭帯状部１１ａ４は、幅狭帯状部１１ａ３のＸ軸負側において幅狭帯状部１１ａ３に隣接配置されている。幅狭帯状部１１ａ４の一つの端部は端部バイアス磁石膜１１ｂ４の上に形成されるとともに、端部バイアス磁石膜１１ｂ４上において幅狭帯状部１１ａ３と接続されている。幅狭帯状部１１ａ４の他の端部は端部バイアス磁石膜１１ｂ５の上に形成されている。
【００２７】
幅狭帯状部１１ａ５は、幅狭帯状部１１ａ４のＸ軸負側において幅狭帯状部１１ａ４に隣接配置されている。幅狭帯状部１１ａ５の一つの端部は端部バイアス磁石膜１１ｂ５の上に形成されるとともに、端部バイアス磁石膜１１ｂ５上において幅狭帯状部１１ａ４と接続されている。幅狭帯状部１１ａ５の他の端部は端部バイアス磁石膜１１ｂ６の上に形成されている。
【００２８】
幅狭帯状部１１ａ６は、幅狭帯状部１１ａ５のＸ軸負側において幅狭帯状部１１ａ５に隣接配置されている。幅狭帯状部１１ａ６の一つの端部は端部バイアス磁石膜１１ｂ６の上に形成されるとともに、端部バイアス磁石膜１１ｂ６上において幅狭帯状部１１ａ５と接続されている。幅狭帯状部１１ａ６の他の端部はバイアス磁石膜１１ｂ７の上に形成されている。バイアス磁石膜１１ｂ７は接続部１１ｃ２と接続されている。
【００２９】
端部バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７は、平面視において、幅狭帯状部１１ａ１〜１１ａ６の各長手方向と一致する方向（この場合、Ｙ軸方向）に長手方向を備える形状を有している。例えば、端部バイアス磁石膜１１ｂ２〜１１ｂ６の形状は、Ｙ軸方向に長辺を有する長方形である。端部バイアス磁石膜１１ｂ１，１１ｂ７の形状を同様の長方形とすることもできる。これにより、端部バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７は、長手方向に向かう大きさが大きい磁界を安定的に発生することができる。
【００３０】
中央部バイアス磁石膜１１ｄ１は、幅狭帯状部１１ａ１のＹ軸方向（長手方向）略中央部の直下において基板１０ａ上に形成されている。即ち、中央部バイアス磁石膜１１ｄ１は、一対の端部バイアス磁石膜１１ｂ１，１１ｂ２の中央部の近傍に配設されている。中央部バイアス磁石膜１１ｄ１は、平面視においてＹ軸方向に長辺（長手方向）を有する長方形状を有している。中央部バイアス磁石膜１１ｄ１の短辺の長さは、幅狭帯状部１１ａ１の幅（長手方向と直交する方向の長さ、この場合、Ｘ軸方向の長さ）と同一に、或いは、幅狭帯状部１１ａ１の幅よりも若干だけ大きく設定されている。
【００３１】
中央部バイアス磁石膜１１ｄ２乃至中央部バイアス磁石膜１１ｄ６のそれぞれは、中央部バイアス磁石膜１１ｄ１と同一形状を有している。中央部バイアス磁石膜１１ｄ２乃至中央部バイアス磁石膜１１ｄ６は、幅狭帯状部１１ａ２乃至幅狭帯状部１１ａ６のＹ軸方向（長手方向）略中央部の直下においてそれぞれ基板１０ａ上に形成されている。
【００３２】
幅狭帯状部１１ａ１〜１１ａ６の各々は、図４に膜構成を示したスピンバルブ膜からなっている。このスピンバルブ膜は、基板１０ａの上に形成されたフリー層Ｆ、フリー層Ｆの上に形成されたスペーサ層Ｓ、スペーサ層Ｓの上に形成された固定層Ｐ及び固定層Ｐの上に形成されたキャッピング層Ｃからなっている。基板１０ａは、Ｓｉ層１０ａ１とその上に積層されたＳｉＯ２（又はＳｉＮ）の絶縁層１０ａ２とからなっている。絶縁層１０ａ２は配線層を含んでいる。
【００３３】
フリー層Ｆは、外部磁界の向きに応じて磁化の向きが変化する層である。フリー層Ｆは、基板１０ａの直上に形成された膜厚が８ｎｍ（８０Å）のＣｏＺｒＮｂアモルファス磁性層１１−１と、ＣｏＺｒＮｂアモルファス磁性層１１−１の上に形成された膜厚が３．３ｎｍ（３３Å）のＮｉＦｅ磁性層１１−２と、ＮｉＦｅ磁性層１１−２の上に形成された膜厚が１〜３ｎｍ（１０〜３０Å）程度のＣｏＦｅ層１１−３とからなっている。ＣｏＺｒＮｂアモルファス磁性層１１−１とＮｉＦｅ磁性層１１−２は軟質の強磁性体膜を構成している。
【００３４】
フリー層Ｆは、幅狭帯状部１１ａ１〜１１ａ６のそれぞれが長手方向を有していることから、Ｙ軸方向に沿った長手方向を有した形状となっている。従って、フリー層Ｆの磁化の初期状態の向きは、形状異方性によりフリー層Ｆの長手方向（第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１の場合はＹ軸負方向）となっている。
【００３５】
スペーサ層Ｓは、膜厚が２．４ｎｍ（２４Å）のＣｕからなる導電性膜である。なお、前記ＣｏＦｅ層１１−３は、ＮｉＦｅ層１１−２のＮｉ及びスペーサ層ＳのＣｕ１１−４の拡散を防止するものである。
【００３６】
固定層（固着層、磁化固定層）Ｐは、膜厚が２．２ｎｍ（２２Å）のＣｏＦｅ磁性層１１−５と、Ｐｔを４５〜５５ｍｏｌ％含むＰｔＭｎ合金から形成した膜厚が２４ｎｍ（２４０Å）の反強磁性膜１１−６とを重ね合わせたものである。ＣｏＦｅ磁性層１１−５は、ピニング層を構成する反強磁性膜１１−６に交換結合的に裏打されることにより磁化（磁化ベクトル）の向きがＸ軸負方向にピン（固着）されるピンド層を構成している。ＣｏＦｅ磁性層１１−５の磁化の向きが、第１Ｘ軸ＧＭＲ素子のピンド層の固定された磁化の向きである。
【００３７】
キャッピング層Ｃは、膜厚が１．５ｎｍ（１５Å）のチタン（Ｔｉ）又はタンタル（Ｔａ）からなっている。
【００３８】
再び、図２及び図３を参照すると、端部バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７及び中央部バイアス磁石膜１１ｄ１〜１１ｄ６は、ＣｏＣｒＰｔ等の硬質強磁性体であって高保磁力及び高角型比を有する材質からなり、着磁されて永久磁石膜となっている。端部バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７及び中央部バイアス磁石膜１１ｄ１〜１１ｄ６は、外部磁界がない場合のフリー層Ｆの磁化の向きを初期状態の磁化の向きに復帰させるため、同フリー層Ｆに対して同フリー層Ｆの長手方向（第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１の場合、Ｙ軸負方向）にバイアス磁界を与えるようになっている。端部バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７及び中央部バイアス磁石膜１１ｄ１〜１１ｄ６は、それぞれの直上部に形成されたフリー層Ｆと磁気的に結合している。従って、端部バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７及び中央部バイアス磁石膜１１ｄ１〜１１ｄ６の直上部のフリー層Ｆの磁化の向きは測定対象の外部磁界に対して変化しないので、この部分の抵抗値は外部磁界の変化に対して変化しないようになっている。
【００３９】
このように、第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１の幅狭帯状部のそれぞれは、フリー層Ｆ（フリー層Ｆ及び固定層Ｐを含む磁気抵抗効果膜）の長手方向の両端部に配設されるとともにフリー層Ｆに所定の向き（長手方向の何れかの向き）のバイアス磁界を付与する一対の端部バイアス磁石膜と、その一対の端部バイアス磁石膜の間（略中央部近傍）に配設されるとともにフリー層Ｆに前記所定の向きのバイアス磁界を付与する中央部バイアス磁石膜を備えている。また、中央部バイアス磁石膜及び端部バイアス磁石膜はフリー層Ｆの直下（または直上でもよい）に同フリー層Ｆに非磁性体などを介することなく直接接触するように形成されている。
【００４０】
以上の構成により、第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１の抵抗値は、幅狭帯状部１１ａ１〜１１ａ６の各抵抗値の和として、接続部１１ｃ１及び接続部１１ｃ２から取得される。この結果、第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１は、図５に示したように、Ｘ軸に沿って変化する外部磁界に対し、−Ｈｃ〜＋Ｈｃの範囲において、略比例して変化する抵抗値（Ｘ軸正方向の外部磁界の大きさが大きくなるほど増大する抵抗値、つまり、Ｘ軸負方向の外部磁界の大きさが大きくなるほど減少する抵抗値）を示すようになっている。また、第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１は、Ｙ軸に沿って変化する外部磁界に対しては略一定の抵抗値を示すようになっている。即ち、第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１の磁気検出方向は、ピンド層の固定された磁化の向きに沿った方向である。
【００４１】
再び、図１を参照すると、第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１は、基板１０ａのＹ軸方向略中央部上方でＸ軸負方向端部近傍に形成されている。上述したように、第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１のピンド層の固定された磁化の向きはＸ軸負方向となっている。第２Ｘ軸ＧＭＲ素子１２は、基板１０ａのＹ軸方向略中央部下方でＸ軸負方向端部近傍に形成されていて、ピンド層の固定された磁化の向きはＸ軸負方向となっている。従って、第１Ｘ軸ＧＭＲ素子１１の磁気検出方向及び第２Ｘ軸ＧＭＲ素子１２の磁気検出方向は、共にＸ軸方向である。
【００４２】
第３Ｘ軸ＧＭＲ素子１３は、基板１０ａのＹ軸方向略中央部上方でＸ軸正方向端部近傍に形成されていて、ピンド層の固定された磁化の向きはＸ軸正方向となっている。第４Ｘ軸ＧＭＲ素子１４は、基板１０ａのＹ軸方向略中央部下方でＸ軸正方向端部近傍に形成されていて、ピンド層の固定された磁化の向きはＸ軸正方向となっている。従って、第３Ｘ軸ＧＭＲ素子１３の磁気検出方向及び第４Ｘ軸ＧＭＲ素子１４の磁気検出方向は、共にＸ軸方向である。
【００４３】
第１Ｙ軸ＧＭＲ素子２１は、基板１０ａのＸ軸方向略中央部左方でＹ軸正方向端部近傍に形成されていて、ピンド層の固定された磁化の向きはＹ軸正方向となっている。第２Ｙ軸ＧＭＲ素子２２は、基板１０ａのＸ軸方向略中央部右方でＹ軸正方向端部近傍に形成されていて、ピンド層の固定された磁化の向きはＹ軸正方向となっている。従って、第１Ｙ軸ＧＭＲ素子２１の磁気検出方向及び第２Ｙ軸ＧＭＲ素子２２の磁気検出方向は、共にＹ軸方向である。
【００４４】
第３Ｙ軸ＧＭＲ素子２３は、基板１０ａのＸ軸方向略中央部左方でＹ軸負方向端部近傍に形成されていて、ピンド層の固定された磁化の向きはＹ軸負方向となっている。第４Ｙ軸ＧＭＲ素子２４は、基板１０ａのＸ軸方向略中央部右方でＹ軸負方向端部近傍に形成されていて、ピンド層の固定された磁化の向きはＹ軸負方向となっている。従って、第３Ｙ軸ＧＭＲ素子２３の磁気検出方向及び第４Ｙ軸ＧＭＲ素子２４の磁気検出方向は、共にＹ軸方向である。
【００４５】
回路部３０は、図１に示したように、基板１０ａの略中央部において基板１０ａ内に形成されている。回路部３０は、以下に述べるように、第１〜第４Ｘ軸ＧＭＲ素子１１〜１４をフルブリッヂ接続して外部磁界のＸ軸方向成分に応じた出力Ｖoxを取り出し、第１〜第４Ｙ軸ＧＭＲ素子２１〜２４をフルブリッヂ接続して外部磁界のＹ軸方向成分に応じた出力Ｖoyを取りすようになっている。
【００４６】
即ち、回路部３０は、図６（Ａ）に等価回路を示したように、第１〜第４Ｘ軸ＧＭＲ素子１１〜１４をフルブリッヂ接続し、Ｘ軸磁気センサ（Ｘ軸方向を磁気検出方向とする磁気センサ）を構成するようになっている。なお、図６（Ａ）において、第１〜第４Ｘ軸ＧＭＲ素子１１〜１４の各々に隣接した位置に示されたグラフは、各グラフに隣接したＧＭＲ素子の特性（Ｘ軸正方向の外部磁界の成分Ｈｘに対する抵抗値Ｒの変化）を示している。また、図中のＶＢは磁気センサ１０が備える図示しない定電圧源が発生する一定の電圧であり、ＧＮＤはグランドを示している。このように構成されたＸ軸磁気センサは、図６（Ｂ）に示したように、外部磁界の成分Ｈｘに略比例して変化する出力電圧Ｖoxを示すようになっている。
【００４７】
また、回路部３０は、図７（Ａ）に等価回路を示したように、第１〜第４Ｙ軸ＧＭＲ素子２１〜２４をフルブリッヂ接続し、Ｙ軸磁気センサ（Ｙ軸方向を磁気検出方向とする磁気センサ）を構成するようになっている。なお、図７（Ａ）において、第１〜第４Ｙ軸ＧＭＲ素子２１〜２４の各々に隣接した位置に示されたグラフは、各グラフに隣接したＧＭＲ素子の特性（Ｙ軸正方向の外部磁界の成分Ｈｙに対する抵抗値Ｒの変化）を示している。また、図中のＶＢ及びＧＮＤの意味は図６（Ａ）と同様である。このように構成されたＹ軸磁気センサは、図７（Ｂ）に示したように、外部磁界の成分Ｈｙに略比例して変化する出力電圧Ｖoyを示すようになっている。以上が、Ｎタイプの磁気センサ１０の構成である。
【００４８】
次に、本発明の実施形態に係るＳタイプと称呼される磁気センサ５０について簡単に説明する。この磁気センサ５０は、図８に示したように、ＧＭＲ素子５１〜５４，６１〜６４と、回路部７０とを含んでいる。これらのＧＭＲ素子の構成自体は、ＧＭＲ素子１１と同一である。各ＧＭＲ素子の形成位置、ピンド層の磁化の向き及びフリー層の磁化の初期状態における向きは図８に示したとおりである。磁気センサ５０は、磁気センサ１０と同様な構成を有し、Ｘ軸磁気センサ及びＹ軸磁気センサを備えている。
【００４９】
即ち、磁気センサ５０のＸ軸磁気センサは、図９（Ａ）の等価回路図に示したように、回路部７０によって第１〜第４Ｘ軸ＧＭＲ素子５１〜５４がフルブリッヂ接続されることにより構成されている。なお、図９（Ａ）におけるグラフ及び記号の意味は図６（Ａ）におけるそれらと同一である。このように構成されたＸ軸磁気センサは、図９（Ｂ）に示したように、外部磁界の成分Ｈｘに略比例して変化する出力電圧Ｖoxを示すようになっている。
【００５０】
磁気センサ５０のＹ軸磁気センサは、図１０（Ａ）の等価回路図に示したように、回路部７０によって第１〜第４Ｙ軸ＧＭＲ素子６１〜６４がフルブリッヂ接続されることにより構成されている。なお、図１０（Ａ）におけるグラフ及び記号の意味は図７（Ａ）におけるそれらと同一である。このように構成されたＹ軸磁気センサは、図１０（Ｂ）に示したように、外部磁界の成分Ｈｙに略比例して変化する出力電圧Ｖoyを示すようになっている。
【００５１】
次に、上記のように構成された磁気センサ１０，５０の各ＧＭＲ素子におけるフリー層Ｆ、中央部バイアス磁石膜及び端部バイアス磁石膜の磁化の様子について図１１乃至図１３を参照しながら説明する。この説明においては、第１Ｙ軸ＧＭＲ素子２１を上述した複数のＧＭＲ素子の代表例として選択した。図１１（Ａ），図１２（Ａ）及び図１３（Ａ）のそれぞれは、第１Ｙ軸ＧＭＲ素子２１が備える複数の幅狭帯状部のうちの一つの幅狭帯状部のフリー層８１、端部バイアス磁石膜８２，８２及び中央部バイアス磁石膜８３の拡大平面図である。
【００５２】
先ず、これらの膜を基板上に形成した段階においては、図１１（Ａ）の矢印にて示したように、フリー層８１、端部バイアス磁石膜８２，８２及び中央部バイアス磁石膜８３の各磁区の磁化の向きはフリー層８１の長手方向の向き（初期状態の向き、Ｘ軸正方向）に揃っていない。このような状態にあるＧＭＲ素子に対し、フリー層８１の長手方向と直交する方向において大きさが変化する外部磁界Ｈ（Ｙ軸負方向を正方向とする磁界Ｈ）を印加して同ＧＭＲ素子の抵抗値を調べると、図１１（Ｂ）に示したように、抵抗値の変化にヒステリシスが発生する。
【００５３】
この状態にあるＧＭＲ素子を備えた磁気センサにおいては、外部磁界が「０」近傍であるときの抵抗値が図１１（Ｂ）に矢印にて示した範囲内で変動することになる。その結果、このような磁気センサは微小磁界を精度良く検出することができない。
【００５４】
次に、図１１（Ａ）に示した状態のＧＭＲ素子に対してフリー層８１の長手方向（この場合、Ｘ軸正方向）に端部バイアス磁石膜８２，８２及び中央部バイアス磁石膜８３の保持力よりも大きさが大きい磁界を印加し、端部バイアス磁石膜８２，８２及び中央部バイアス磁石膜８３の着磁を行う。これにより、図１２（Ａ）に示したように、フリー層８１、端部バイアス磁石膜８２，８２及び中央部バイアス磁石膜８３の各磁区の磁化の向きはフリー層８１の初期状態における磁化の向き（この場合、Ｘ軸正方向）に一致する。この状態のＧＭＲ素子は、図１２（Ｂ）に示したように、ヒステリシスのない抵抗値変化を示す。従って、端部バイアス磁石膜８２，８２及び中央部バイアス磁石膜８３の着磁を行ったＧＭＲ素子を備えた磁気センサは、微小磁界を精度良く検出することができる。
【００５５】
次いで、このように端部バイアス磁石膜８２，８２及び中央部バイアス磁石膜８３の着磁を行ったＧＭＲ素子に対し、端部バイアス磁石膜８２，８２及び中央部バイアス磁石膜８３の保持力よりは小さいがフリー層８１の保持力より大きい大きさを有し且つ初期状態の向きとは反対の向き（Ｘ軸負方向）に主成分を有する外部磁界を印加し、その後、外部磁界を消滅させる。
【００５６】
このとき、フリー層８１、端部バイアス磁石膜８２，８２及び中央部バイアス磁石膜８３は、図１３（Ａ）に示したように、図１２（Ａ）と同様な状態に復帰する。即ち、フリー層８１の総ての磁区の磁化の向きが初期状態の向きへ復帰する。中央部バイアス磁石膜８３が形成されていないＧＭＲ素子においては、図２９（Ａ）に示したように、フリー層１０２の特に破線ＤＬで囲んだ中央部分の各磁区の磁化の向きが初期状態の向きへ復帰しなくなるのに対し、中央部バイアス磁石膜８３を備えるＧＭＲ素子においては、破線ＤＬで囲んだ中央部分においても各磁区の磁化の向きが初期状態に確実に復帰する。この結果、本発明の実施形態に係るＧＭＲ素子は、図１３（Ｂ）に示したように、ヒステリシスのない抵抗値変化を示す。従って、このＧＭＲ素子を備えた磁気センサ１０，５０は、微小磁界を精度良く検出することができる。
【００５７】
次に、フリー層８１と中央部バイアス磁石膜８３との磁気的な結合関係について図１４乃至図１７を参照しながら説明する。中央部バイアス磁石膜８３は、図１４のＭ−Ｈ曲線により示したように、保持力Ｈｃ（＝Ｈｃ１）が大きく、外部磁界に対して磁化が変化しないという特性（磁気的に安定な特性）を有している。フリー層８１は、図１５のＭ−Ｈ曲線により示したように、保持力Ｈｃ（＝Ｈｃ２）が極めて小さく、外部磁界に対して敏感に変化する特性（磁気的に不安定な特性）を有している。
【００５８】
これに対し、フリー層８１と中央部バイアス磁石膜８３とをＴａなどの非磁性層を介することなく積層した膜は、図１６のＭ−Ｈ曲線により示したように、保持力Ｈｃ（＝Ｈｃ３）が大きく、外部磁界に対して磁化が変化しないという特性（磁気的に安定な特性）を有する。即ち、図１６から、フリー層８１は着磁された中央部バイアス磁石膜８３の上に直接積層されると、中央部バイアス磁石膜８３と磁気的に結合し、磁気的に安定することが理解される。
【００５９】
なお、フリー層８１と中央部バイアス磁石膜８３とをＴａなどの非磁性層を介して積層した膜は、図１７のＭ−Ｈ曲線により示したように、磁気ヒステリシスが２段折れ形状となる。これは、フリー層８１と中央部バイアス磁石膜８３との磁気的な結合が弱いことを表している。従って、フリー層８１と中央部バイアス磁石膜８３との間にＴａなどの非磁性層を介在させると、中央部バイアス磁石膜８３がその近傍のフリー層８１の磁化の向きを初期状態の向きに復帰させる能力が低下する。以上のことから、フリー層８１の磁化を安定的に初期状態の向きに復帰させるためには、フリー層８１と中央部バイアス磁石膜８３とをＴａなどの非磁性層を介することなく直接積層させることが望ましいことが理解される。
【００６０】
（製造方法）
次に、上記のように構成される磁気センサ１０，５０の製造方法について説明する。まず、平面図である図１８に示したように、後に基板１０ａ，５０ａとなる長方形の基板１０ａ−１の上に、上記ＧＭＲ素子１１〜１４，２１〜２４，５１〜５４，６１〜６４を構成する膜Ｍを島状に複数形成する。これらの膜Ｍは、基板１０ａ−１が後の切断工程により図１８の破線に沿って切断されて図１及び図８に示した個々の磁気センサ１０，５０に分割されたとき、ＧＭＲ素子１１〜１４，２１〜２４，５１〜５４，６１〜６４が図１及び図８に示した各位置に配置されるように形成される。
【００６１】
次に、図１９及び図２０に示したマグネットアレイＭＡを準備する。図１９は、マグネットアレイＭＡの平面図である。図２０は、図１９の２−２に沿った平面にてマグネットアレイＭＡを切断したマグネットアレイＭＡの断面図である。このマグネットアレイＭＡは、透明な石英ガラスからなるプレート９１と、それぞれが直方体形状の複数の永久棒磁石９２…９２とを備えている。永久棒磁石９２…９２は正方格子状に配列され、各上面がプレート９１の下面に固定されている。永久棒磁石９２…９２は、永久棒磁石９２…９２の各端面を含む平面において、最短距離で隣接する同端面に現れている磁極の極性が異なるように配列されている。
【００６２】
即ち、マグネットアレイＭＡは、略直方体形状であって同直方体の一つの中心軸に直交する断面の形状が略正方形である複数の永久棒磁石９２を、同略正方形を有する端面の重心が正方格子の格子点に一致するように配設するとともに、同配設された各永久棒磁石９２の同端面に現れる磁極の極性が最短距離を隔てて隣接する他の永久棒磁石９２の同端面に現れる磁極の極性と異なるように配置・構成されたマグネットアレイである。
【００６３】
図２１は、上記永久棒磁石９２…９２を四個だけ取り出した状態を示す斜視図である。この図から明らかなように、永久棒磁石９２…９２の端面（前記磁極が形成された端面）では、一つのＮ極から同Ｎ極に最短距離で隣接するＳ極に向かう９０°ずつ方向が異なる磁界が形成される。本実施形態においては、この磁界をＧＭＲ素子１１〜１４，２１〜２４，５１〜５４，６１〜６４のそれぞれの固定層Ｐ（固定層Ｐのピンド層）の磁化の向きを固定する際の磁界（熱処理中の磁界）として使用するとともに、それぞれの端部バイアス磁石膜及び中央部バイアス磁石膜の着磁のための磁界として使用する。
【００６４】
先ず、図２２に示したように、ＧＭＲ素子となる膜Ｍが形成された基板１０ａ−１を、膜Ｍが形成された面がプレート９１の上面と接するように配置し、プレート９１と基板１０ａ−１とをクランプＣにより互いに固定する。
【００６５】
このとき、後に磁気センサ１０，５０となる部分を拡大した平面図である図２３に示したように、基板１０ａ−１とマグネットアレイＭＡ（プレート９１）を相対的に配置する。即ち、磁気センサ１０，５０の各辺となる基板１０ａ−１の切断線ＣＬの各交点ＣＰが互いに隣接する４つの永久棒磁石９２…９２の平面視における重心のそれぞれと一致するように、同基板１０ａ−１とマグネットアレイＭＡとを相対的に配置する。この結果、図２３に矢印にて示したように、ＧＭＲ素子となる各膜Ｍに同各膜Ｍの幅狭帯状部の長手方向と直交する向きの磁界が加わる。
【００６６】
そして、この状態にある基板１０ａ１及びマグネットアレイＭＡを真空中で２５０℃〜２８０℃に加熱し、その後、４時間ほど放置する。この処理は熱処理と呼ばれる。これにより、固定層Ｐ（固定層Ｐのピンド層）の磁化の向きが固定される。
【００６７】
次に、ＧＭＲ素子となる膜Ｍが形成された基板１０ａ−１とマグネットアレイＭＡの相対位置関係を図２４の平面図に示したように変更し、同ＧＭＲ素子となる膜Ｍが形成された面がプレート９１の上面と接するように配置する。即ち、磁気センサ１０，５０の各辺となる基板１０ａ−１の切断線ＣＬの各交点ＣＰが永久棒磁石９２…９２の磁極が形成されている夫々の端面の重心と一致するように、同基板１０ａ−１とマグネットアレイＭＡを相対的に配置する。この結果、図２４に矢印にて示したように、ＧＭＲ素子１１〜１４，２１〜２４，５１〜５４，６１〜６４となる各膜Ｍに、同各膜Ｍの幅狭帯状部の長手方向の磁界が加わる。
【００６８】
これにより、各ＧＭＲ素子の端部バイアス磁石膜及び中央部バイアス磁石膜となる部分が着磁される。この着磁により、これらのバイアス磁石膜の各磁区の磁化の向きがフリー層Ｆの初期状態における磁化の向きと一致する。また、フリー層Ｆとなる部分の各磁区の磁化の向きも、フリー層Ｆの初期状態における磁化の向きに一致せしめられる。
【００６９】
次いで、基板１０ａ−１を取り出し、各膜Ｍを接続する配線等を形成し、最後に図１８に示した破線に沿って基板１０ａ−１を切断する。以上により、図１及び図８に示した磁気センサ１０，５０が一時に多数個製造される。
【００７０】
以上、説明したように、本発明による磁気センサの実施形態は、フリー層Ｆの長手方向の両端に配設されるとともに同フリー層に所定の向き（同フリー層の長手方向）のバイアス磁界を付与する永久磁石からなる端部バイアス磁石膜（１１ｂ１〜１１ｂ７）及び中央部バイアス磁石膜（１１ｄ１〜１１ｄ６）とを備えている。従って、上記磁気センサは、外部磁界が存在しない状態におけるフリー層の各磁区の磁化の向きを安定して所定の向き（初期状態の向き）に復帰させ、維持することができる。
【００７１】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態における磁気抵抗効果素子はスピンバルブ膜を備えたＧＭＲ素子であったが、フリー層とピンド層を含む固定層とを備え、フリー層の磁区の磁化の向きを安定化させ且つ初期状態の向きに復帰させることが必要な他の磁気抵抗効果素子に適用することができる。例えば、そのような素子は、固定層を多重膜積層固定層に置換したシンセティックスピンバルブ膜の巨大磁気抵抗効果素子ＳＡＦ、或いは、フリー層と固定層との間に絶縁層を形成してなる磁気トンネル効果素子であるＴＭＲ素子を含む。
【００７２】
また、上記実施形態の磁気センサは、直交する２軸（Ｘ軸及びＹ軸）方向の磁界成分を検出できるように構成されていたが、１軸方向のみ、或いは、３軸以上の方向の磁界成分を検出できるように構成されていてもよい。また、本発明は、互いに９０度以外の角度で交差する方向の磁界成分を検出できる２軸方向検出型磁気センサにも適用され得る。
【００７３】
更に、上記実施形態の磁気センサが備えるＧＭＲ素子は、幅狭帯状部を複数備え、これらをジグザグ状に接続した膜形状を有していたが、平面図である図２５に示したように、直線状の帯状部のみを備えた膜からなっていてもよい。また、中央部バイアス磁石膜は一対の端部バイアス磁石膜の間に１個である必要はなく、例えば、図２５に示したように、フリー層９５の両端に設けられた一対の端部バイアス磁石膜９６，９６の間に複数個（図２５の例では２個）の中央部バイアス磁石膜９７を設けてもよい。
【００７４】
加えて、上記実施形態の磁気センサが備えるＧＭＲ素子は、基板の上に形成された中央部バイアス磁石膜及び端部バイアス磁石膜の上にフリー層を形成していたが、基板の上に固定層、スペーサ層、フリー層の順に積層し、そのフリー層の上に中央部バイアス磁石膜及び端部バイアス磁石膜を形成してもよい。なお、本発明の中央部バイアス磁石膜に加え、フリー層に対して前記バイアス磁界を必要な部分に発生する初期化用コイルを併用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気センサの平面図である。
【図２】図１に示した第１Ｘ軸ＧＭＲ素子の部分拡大平面図である。
【図３】図２に示した１−１線に沿った平面にて第１Ｘ軸ＧＭＲ素子を切断した概略断面図である。
【図４】図１に示した第１Ｘ軸ＧＭＲ素子の膜構成を示した図である。
【図５】図１に示した第１Ｘ軸ＧＭＲ素子の抵抗値の変化を示したグラフである。
【図６】図６（Ａ）は図１に示した磁気センサが備えるＸ軸磁気センサの等価回路図、図６（Ｂ）はそのセンサの出力特性を示したグラフである。
【図７】図７（Ａ）は図１に示した磁気センサが備えるＹ軸磁気センサの等価回路図、図７（Ｂ）はそのセンサの出力特性を示したグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る他のタイプの磁気センサの平面図である。
【図９】図９（Ａ）は図８に示した磁気センサが備えるＸ軸磁気センサの等価回路図、図９（Ｂ）はそのセンサの出力特性を示したグラフである。
【図１０】図１０（Ａ）は図８に示した磁気センサが備えるＹ軸磁気センサの等価回路図、図１０（Ｂ）はそのセンサの出力特性を示したグラフである。
【図１１】図１１（Ａ）はバイアス磁石膜着磁前の状態におけるフリー層とバイアス磁石膜の磁化の様子を示した平面図であり、図１１（Ｂ）はバイアス磁石膜着磁前の状態におけるＧＭＲ素子の外部磁界に対する抵抗値の変化を示したグラフである。
【図１２】図１２（Ａ）はバイアス磁石膜着磁後の状態におけるフリー層とバイアス磁石膜の磁化の様子を示した平面図であり、図１２（Ｂ）はバイアス磁石膜着磁後の状態におけるＧＭＲ素子の外部磁界に対する抵抗値の変化を示したグラフである。
【図１３】図１３（Ａ）はバイアス磁石膜着磁後で且つ強磁界印加後の状態におけるフリー層とバイアス磁石膜の磁化の様子を示した平面図であり、図１３（Ｂ）はバイアス磁石膜着磁後で且つ強磁界印加後の状態におけるＧＭＲ素子の外部磁界に対する抵抗値の変化を示したグラフである。
【図１４】中央部バイアス磁石膜のＭ−Ｈ曲線を示したグラフである。
【図１５】フリー層のＭ−Ｈ曲線を示したグラフである。
【図１６】中央部バイアス磁石膜にフリー層を直接積層させた膜のＭ−Ｈ曲線を示したグラフである。
【図１７】中央部バイアス磁石膜に非磁性層を介してフリー層を積層させた膜のＭ−Ｈ曲線を示したグラフである。
【図１８】図１及び図８に示した磁気センサを製造する途中のスピンバルブ膜が形成された基板の平面図である。
【図１９】磁気センサの製造に用いるマグネットアレイの平面図である。
【図２０】図１９の２−２に沿った平面にてマグネットアレイを切断した同マグネットアレイＭＡの断面図である。
【図２１】図１９に示したマグネットアレイの磁石の一部を取り出した斜視図である。
【図２２】図１及び図８に示した磁気センサを製造する工程の一つを示した図である。
【図２３】ＧＭＲ素子のピンド層の磁化の向きを固定する方法を示した概念図である。
【図２４】ＧＭＲ素子の端部バイアス磁石膜及び中央部バイアス磁石膜を着磁する方法を示した概念図である。
【図２５】本発明による磁気センサが備えるＧＭＲ素子の変形例の平面図である。
【図２６】従来のＧＭＲ素子の縦断面図である。
【図２７】図２７（Ａ）は図２６に示したＧＭＲ素子のバイアス磁石膜着磁前の状態におけるフリー層とバイアス磁石膜の磁化の様子を示した平面図であり、図２７（Ｂ）はそのＧＭＲ素子の外部磁界に対する抵抗値の変化を示したグラフである。
【図２８】図２８（Ａ）は図２６に示したＧＭＲ素子のバイアス磁石膜着磁後の状態におけるフリー層とバイアス磁石膜の磁化の様子を示した平面図であり、図２８（Ｂ）はそのＧＭＲ素子の外部磁界に対する抵抗値の変化を示したグラフである。
【図２９】図２９（Ａ）は図２６に示したＧＭＲ素子のバイアス磁石膜着磁後で且つ強磁界印加後の状態におけるフリー層とバイアス磁石膜の磁化の様子を示した平面図であり、図２９（Ｂ）はそのＧＭＲ素子の外部磁界に対する抵抗値の変化を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７６】
１０，５０…磁気センサ、１０ａ，５０ａ…基板、１１〜１４，２１〜２４，５１〜５４，６１〜６４…ＧＭＲ素子、１１ａ１〜１１ａ６…幅狭帯状部、１１ｂ１〜１１ｂ７…端部バイアス磁石膜、１１ｄ１〜１１ｄ６…中央部バイアス磁石膜、３０，７０…回路部、８１…フリー層、８２，８２…端部バイアス磁石膜、８３…中央部バイアス磁石膜、９２…永久棒磁石（永久磁石）、９５…フリー層、９６，９６…端部バイアス磁石膜、９７…中央部バイアス磁石膜、１０２…フリー層、１０３…スペーサ層、１０４…固定層、１０５，１０５…バイアス磁石膜、Ｆ…フリー層、Ｓ…スペーサ層、Ｐ…ピンド層を含む固定層、ＭＡ…マグネットアレイ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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