(57)【要約】【課題】  巨大磁気抵抗効果素子を利用した小型の磁気センサを提供すること。【解決手段】  磁気センサ１０は、単一の基板１０ａと、単一膜固定層を備えたスピンバルブ膜からなる通常ＧＭＲ素子１１，１２と、多層膜積層固定層を備えたシンセティックスピンバルブ膜からなるＳＡＦ素子１３，１４とを備える。磁気センサは、通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子をフルブリッヂ接続した回路により外部磁界を検出する。通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子は、それらを構成する膜を基板上に形成し、それらの膜に同一方向の磁界を高温下で加えることにより、磁気検出方向が１８０度相違する巨大磁気抵抗効果素子となる。従って、通常ＧＭＲ素子となる膜及びＳＡＦ素子となる膜は、互いに近接した位置に形成され得るので、小型な磁気センサが提供され得る。【選択図】  図１
2006098088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の基板と、
前記基板上に形成されるとともに、単一の強磁性体膜及びピニング層からなり同強磁性体膜の磁化の向きが同ピニング層により第１の向きに固定されて同強磁性体膜がピンド層を構成する固定層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー層と、同ピンド層と同フリー層との間に配置された非磁性導電体からなるスペーサ層と、を備えた単一膜固定層のスピンバルブ膜からなる第１巨大磁気抵抗効果素子と、
前記基板上に形成されるとともに、第１強磁性体膜、同１強磁性体膜に接する交換結合膜、同交換結合膜に接する第２強磁性体膜及び同第２強磁性体膜に接するピニング層からなり同第２強磁性体膜の磁化の向きが同ピニング層により固定され且つ同第２強磁性体膜と同第１強磁性体膜が同交換結合膜を介して交換結合することにより同第１強磁性体膜の磁化の向きが前記第１の向きと１８０度相違する第２の向きに固定されたピンド層を構成する固定層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー層と、同ピンド層と同フリー層との間に配置された非磁性導電体からなるスペーサ層と、を備えた多重膜積層固定層のスピンバルブ膜からなる第２巨大磁気抵抗効果素子と、
を具備した磁気センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気センサであって、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子と前記第２巨大磁気抵抗効果素子とをブリッジ接続することにより回路を形成し、前記磁気センサに加わる磁界の前記第１の向きの成分の大きさが大きくなるほど電位が単調増加又は単調減少する同回路中の所定点の電位に基づく出力値を出力するように構成された磁気センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気センサであって、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子をそれぞれ２個備え、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第２巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第１回路要素を構成し、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第２巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第２回路要素を構成し、
前記第１回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の他端に第１電位を付与するとともに同第１回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の他端に同第１電位と異なる第２電位を付与し、
前記第２回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第１電位を付与するとともに同第２回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第２電位を付与し、
前記第１回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第１回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、前記第２回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第２回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、の電位差を出力値として出力するように構成された磁気センサ。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気センサであって、
前記基板上に形成されるとともに前記第１巨大磁気抵抗効果素子と同一の単一膜固定層のスピンバルブ膜を有し、前記固定層の強磁性体膜の磁化の向きが前記第１の向きと直交する第３の向きに固定された第３巨大磁気抵抗効果素子と、
前記基板上に形成されるとともに前記第２巨大磁気抵抗効果素子と同一の多重膜積層固定層のスピンバルブ膜を有し、前記固定層の第１強磁性体膜の磁化の向きが前記第３の向きと１８０度相違する第４の向きに固定された第４巨大磁気抵抗効果素子と、
を更に備えた磁気センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気センサであって、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子と前記第２巨大磁気抵抗効果素子とをブリッジ接続することにより回路を形成し、前記磁気センサに加わる磁界の前記第１の向きの成分の大きさが大きくなるほど電位が単調増加又は単調減少する同回路中の所定点の電位に基づく値を第１出力値として出力し、
前記第３巨大磁気抵抗効果素子と前記第４巨大磁気抵抗効果素子とをブリッジ接続することにより回路を形成し、前記磁気センサに加わる磁界の前記第３の向きの成分の大きさが大きくなるほど電位が単調増加又は単調減少する同回路中の所定点の電位に基づく値を第２出力値として出力するように構成された磁気センサ。
【請求項６】
請求項４に記載の磁気センサであって、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子、前記第２巨大磁気抵抗効果素子、前記第３巨大磁気抵抗効果素子及び前記第４巨大磁気抵抗効果素子をそれぞれ２個備え、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第２巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第１回路要素を構成し、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第２巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第２回路要素を構成し、
前記第１回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の他端に第１電位を付与するとともに同第１回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の他端に同第１電位と異なる第２電位を付与し、
前記第２回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第１電位を付与するとともに同第２回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第２電位を付与し、
前記第１回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第１回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、前記第２回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第２回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、の電位差を第１出力値として出力するように構成され、
前記第３巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第３巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第４巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第４巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第３回路要素を構成し、
前記第３巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第３巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第４巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第４巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第４回路要素を構成し、
前記第３回路要素の前記第３巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第１電位を付与するとともに同第３回路要素の前記第４巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第２電位を付与し、
前記第４回路要素の前記第４巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第１電位を付与するとともに同第４回路要素の前記第３巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第２電位を付与し、
前記第３回路要素の前記第３巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第３回路要素の前記第４巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、前記第４回路要素の前記第３巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第４回路要素の前記第４巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、の電位差を第２出力値として出力するように構成された磁気センサ。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気センサであって、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子を２個備え、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子を２個備え、
前記２個の第１巨大磁気抵抗効果素子と前記２個の第２巨大磁気抵抗効果素子とが互いに近接して第１領域内に形成され、
前記基板上に形成されるとともに前記第１巨大磁気抵抗効果素子と同一の単一膜固定層のスピンバルブ膜からなり、前記固定層の強磁性体膜の磁化の向きが前記第２の向きに固定された第５巨大磁気抵抗効果素子を２個備え、
前記基板上に形成されるとともに前記第２巨大磁気抵抗効果素子と同一の多重膜積層固定層のスピンバルブ膜からなり、前記固定層の第１強磁性体膜の磁化の向きが前記第１の向きに固定された第６巨大磁気抵抗効果素子を２個備え、
前記２個の第５巨大磁気抵抗効果素子と前記２個の第６巨大磁気抵抗効果素子とが互いに近接して前記第１領域とは離間した第２領域内に形成され、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第５巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第５巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第５回路要素を構成し、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第５巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第５巨大磁気抵抗効果素子の一端とを直列接続して第６回路要素を構成し、
前記第５回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の他端に第１電位を付与するとともに同第５回路要素の前記第５巨大磁気抵抗効果素子の他端に同第１電位と異なる第２電位を付与し、
前記第６回路要素の前記第５巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第１電位を付与するとともに同第６回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第２電位を付与し、
前記第５回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第５回路要素の前記第５巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、前記第６回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第６回路要素の前記第５巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、の電位差を通常ＧＭＲ素子出力値として取得し、
且つ、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第２巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第６巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第６巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第７回路要素を構成し、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第２巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第６巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第６巨大磁気抵抗効果素子の一端とを直列接続して第８回路要素を構成し、
前記第７回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第１電位を付与するとともに同第７回路要素の前記第６巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第２電位を付与し、
前記第８回路要素の前記第６巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第１電位を付与するとともに同第８回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第２電位を付与し、
前記第７回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第７回路要素の前記第６巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、前記第８回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第８回路要素の前記第６巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、の電位差をＳＡＦ素子出力値として取得し、
前記通常ＧＭＲ素子出力値と前記ＳＡＦ素子出力値とに基づく値を出力するように構成された磁気センサ。
【請求項８】
請求項１に記載の磁気センサであって、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子を複数個備えるとともに前記第２巨大磁気抵抗効果素子を同第１巨大磁気抵抗効果素子と同数個備え、
前記基板上の所定方向に沿って同第１巨大磁気抵抗効果素子と同第２巨大磁気抵抗効果素子とが交互に配列され、
前記複数の第１巨大磁気抵抗効果素子同士が直列接続されて一つの巨大磁気抵抗効果素子を形成し、前記複数の第２巨大磁気抵抗効果素子同士が直列接続されて他の巨大磁気抵抗効果素子を形成してなる磁気センサ。
【請求項９】
請求項１に記載の磁気センサであって、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子をそれぞれ４個備え、互いに隣接した２個の前記第１巨大磁気抵抗効果素子からなる第１群、互いに隣接した他の２個の前記第１巨大磁気抵抗効果素子からなる第２群、互いに隣接した２個の前記第２巨大磁気抵抗効果素子からなる第３群、互いに隣接した他の２個の前記第２巨大磁気抵抗効果素子からなる第４群を形成し、前記基板上の所定方向に沿って第１群、第３群、第２群及び第４群の順、又は、前記基板上の所定方向に沿って第３群、第１群、第４群及び第２群の順に配列し、且つ、
互いに隣接しない２個の前記第１巨大磁気抵抗効果素子を直列接続することにより第１巨大磁気抵抗効果素子のみからなる２個の素子を形成し、互いに隣接しない２個の前記第２巨大磁気抵抗効果素子を直列接続することにより第２巨大磁気抵抗効果素子のみからなる２個の素子を形成してなる磁気センサ。
【請求項１０】
単一の基板と、
前記基板上に形成されるとともに、単一の強磁性体膜及びピニング層からなり同強磁性体膜の磁化の向きが同ピニング層により第１の向きに固定されて同強磁性体膜がピンド層を構成する固定層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー層と、同ピンド層と同フリー層との間に配置された非磁性導電体からなるスペーサ層と、を備えた単一膜固定層のスピンバルブ膜からなる第１巨大磁気抵抗効果素子と、
前記基板上に形成されるとともに、第１強磁性体膜、同１強磁性体膜に接する交換結合膜、同交換結合膜に接する第２強磁性体膜及び同第２強磁性体膜に接するピニング層からなり同第２強磁性体膜の磁化の向きが同ピニング層により固定され且つ同第２強磁性体膜と同第１強磁性体膜が同交換結合膜を介して交換結合することにより同第１強磁性体膜の磁化の向きが前記第１の向きと１８０度相違する第２の向きに固定されたピンド層を構成する固定層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー層と、同ピンド層と同フリー層との間に配置された非磁性導電体からなるスペーサ層と、を備えた多重膜積層固定層のスピンバルブ膜からなる第２巨大磁気抵抗効果素子と、
を具備した磁気センサの製造方法であって、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜を前記基板上に形成する膜形成工程と、
前記形成された各膜に対して同一の向きの磁界を高温下で付与することにより同各膜の前記ピンド層の磁化の向きを固定する磁場中熱処理工程と、
を含む磁気センサの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の磁気センサの製造方法において、
前記磁場中熱処理工程は、
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磁石の磁極の極性が最短距離を隔てて隣接する他の永久磁石の磁極の極性と異なるように配置されたマグネットアレイによって形成される磁界を同磁場中熱処理工程中の磁界として用いる磁気センサの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の磁気センサの製造方法において、
前記膜形成工程は、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜のうちの一方の膜を前記基板の上に形成する第１膜形成工程と、
前記形成された一方の膜の不要部分を除去する第１不要部除去工程と、
前記不要部分が除去された前記一方の膜を絶縁膜により覆う絶縁膜形成工程と、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜のうちの他方の膜を前記基板及び前記絶縁膜の上に形成する第２膜形成工程と、
前記形成された他方の膜の不要部分を除去する第２不要部除去工程と、
を含む磁気センサの製造方法。
【請求項１３】
請求項１０又は請求項１１に記載の磁気センサの製造方法において、
前記膜形成工程は、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子の前記ピニング層となる膜と前記第２強磁性体膜となる膜と前記交換結合膜となる膜とを前記基板上に順に積層して第１予備膜を形成する第１予備膜形成工程と、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の前記第１予備膜を除去することなく前記第１巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の同第１予備膜の前記交換結合膜となる膜の総てを除去する第１交換結合膜除去工程と、
前記第１交換結合膜除去工程を経た膜の上面全体に前記第２強磁性体膜となる膜と同一の強磁性体膜を形成し、次いで、前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子のスペーサ層及びフリー層となる膜を形成する第１追加膜形成工程と、
を含む磁気センサの製造方法。
【請求項１４】
請求項１０又は請求項１１に記載の磁気センサの製造方法において、
前記膜形成工程は、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子のフリー層となる膜、同第１巨大磁気抵抗効果素子及び同第２巨大磁気抵抗効果素子のスペーサ層となる膜、同第２巨大磁気抵抗効果素子の前記第１強磁性体膜となる膜及び同第２巨大磁気抵抗効果素子の前記交換結合膜となる膜が前記基板上に順に積層されてなる第２予備膜を形成する第２予備膜形成工程と、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の前記第２予備膜を除去することなく前記第１巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の同第２予備膜の前記交換結合膜となる膜の総てを除去する第２交換結合膜除去工程と、
前記第２交換結合膜除去工程を経た膜の上面全体に前記第１強磁性体膜となる膜と同一の強磁性体膜を形成し、次いで、前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子のピニング層となる膜を形成する第２追加膜形成工程と、
を含む磁気センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巨大磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られる巨大磁気抵抗効果素子は、ピンド層及び同ピンド層の磁化の向きを固定するためのピニング層を含む固定層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー層と、同ピンド層と同フリー層との間に配置された非磁性導電体からなるスペーサ層と、からなるスピンバルブ膜から構成されている。上記固定層のピンド層は、単一の強磁性体膜（例えばＣｏＦｅ層）のみを含むので、以下、便宜上、「単一膜固定層」と称呼する。また、このような単一膜固定層を有する巨大磁気抵抗効果素子を、本明細書においては、「通常ＧＭＲ素子」と称呼する。
【０００３】
この通常ＧＭＲ素子の抵抗値は、ピンド層の磁化の向きとフリー層の磁化の向きのなす角度に応じて変化する。即ち、素子の抵抗値は、外部磁界のピンド層の磁化の向きに沿う成分に応じて変化する。従って、素子の磁気検出方向は、ピンド層の固定された磁化の向きに沿う向き（実際には、ピンド層の固定された磁化の向きと反平行の向き）となる。ピンド層の磁化は、例えば、ピンド層となる強磁性体膜にピニング層となる反強磁性体膜を積層し、その積層された膜に所定の向きの磁界を加えながら同膜を高温下に置く磁場中熱処理を行うことにより同所定の向きに固定される。
【０００４】
ところで、このような通常ＧＭＲ素子を利用した磁気センサは、図４５（Ａ）に示したように、磁気検出方向が所定の向きの二つの通常ＧＭＲ素子１０１，１０２及び磁気検出方向が前記所定の向きと１８０度異なる二つの通常ＧＭＲ素子１０３，１０４を備え、これらの素子をフルブリッジ接続して図示した箇所の電位差を出力Ｖとして取り出している。図４５（Ｂ）は、図４５（Ａ）に示した磁気センサの磁気検出方向の外部磁界Ｈに対する出力Ｖを示す。
【０００５】
このブリッジ接続により、従来の磁気センサは、微小な磁界に対しても大きな出力を得ることが可能となる。また、各素子の温度は同様に変化するから、各素子の抵抗値も同様に変化する。即ち、例えば、一つの素子の温度が上昇したとき他の素子の温度も同様に上昇するから、各素子の抵抗値は同様に変化する。従って、出力Ｖは素子温度の変化の影響を受け難いので、上記磁気センサは、素子温度が変化した場合にも外部磁界を精度良く検出することができる（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１６３４１９号
【０００６】
一方、磁気検出方向を決定するピンド層の磁化の向きは磁場中熱処理において固定層となる層に与えられる磁界と一致するから、上記ブリッジ接続に用いる磁気検出方向が互いに１８０度異なる複数の通常ＧＭＲ素子を形成するためには、向きが１８０度異なる磁界を複数の通常ＧＭＲ素子となる膜が形成された基板に付与しなければならない。更に、直交する２軸（例えば、Ｘ軸及びＹ軸）方向の磁界の成分をそれぞれ検出することが可能な磁気センサは、Ｘ軸正方向、Ｙ軸正方向、Ｘ軸負方向及びＹ軸負方向の各方向に磁気検出方向を有する通常ＧＭＲ素子を微小な基板上に備えなければならないので、磁場中熱処理において複数の通常ＧＭＲ素子となる膜が形成された基板にこの４方向の磁界を付与しなければならない。ところが、このような互いに向きが異なる磁界を狭い範囲に発生させることは容易でない。
【０００７】
そこで、上記特許文献は、以下に述べるセンサ構造とマグネットアレイとを採用することにより、このような磁気センサを製造する技術を開示している。即ち、先ず、平面図である図４６に示したように、略正方形の基板１００ａの各辺の近傍に各２個（合計で８個）の通常ＧＭＲ素子１０１〜１０８となる膜を形成する。
【０００８】
マグネットアレイは、四角柱の永久磁石を正方格子状に配列したものである。永久磁石は、複数の永久磁石の端面の総てが略同一平面上に存在し、且つ、最短距離を隔てて互いに隣接する二つの永久磁石の端面に形成された磁極の極性が異なるように、配置されている。図４７は、かかるマグネットアレイの一部の永久磁石１１０の斜視図である。図４７から理解されるように、マグネットアレイの上部にはＮ極からＳ極へ向う４方向の磁界が発生する。
【０００９】
そして、磁場中熱処理を実行するとき、マグネットアレイの上部に上記通常ＧＭＲ膜となる膜が形成された基板１００ａを配置する。これにより、図４８に示したように、マグネットアレイの上部に発生した４方向の磁界が磁場中熱処理の磁界として通常ＧＭＲ素子となる膜に付与される。以上により、図４６に示した磁気センサ１００が製造される。
【００１０】
この磁気センサ１００において、通常ＧＭＲ素子１０１〜１０４は、Ｘ軸方向の磁界成分を検出するための素子である。通常ＧＭＲ素子１０１，１０２の各ピンド層の固定された磁化の向きはＸ軸負方向である。通常ＧＭＲ素子１０３，１０４の各ピンド層の固定された磁化の向きはＸ軸正方向である。通常ＧＭＲ素子１０１〜１０４は、図４５のようにフルブリッジ接続されてＸ軸方向の磁界を検出するＸ軸磁気センサとなる。
【００１１】
通常ＧＭＲ素子１０５〜１０８は、Ｙ軸方向の磁界成分を検出するための素子である。通常ＧＭＲ素子１０５，１０６の各ピンド層の固定された磁化の向きはＹ軸正方向である。通常ＧＭＲ素子１０７，１０８の各ピンド層の固定された磁化の向きはＹ軸負方向である。通常ＧＭＲ素子１０５〜１０８も通常ＧＭＲ素子１０１〜１０４と同様にフルブリッジ接続され、Ｙ軸方向の磁界を検出するＹ軸磁気センサとなる。
【００１２】
しかしながら、このような磁気センサにおいては、基板１００ａの各辺の近傍に通常ＧＭＲ素子が配置されることになるので、磁気センサ（チップ）を十分に小型化できないという問題がある。
【００１３】
また、複数の通常ＧＭＲ素子間の距離が大きいと、基板１００ａや基板１００ａ等を覆う樹脂が熱や外部から加わる応力などによって変形したとき、同複数の通常ＧＭＲ素子に互いに異なる応力が加わって各通常ＧＭＲ素子が互いに異なるように変形する。従って、各通常ＧＭＲ素子の抵抗値が種々に変化するので、通常ＧＭＲ素子をブリッジ接続した回路を有する磁気センサにおいては、ブリッジ回路のバランスが崩れてしまう。その結果、かかる磁気センサは磁界を精度良く検出することがでいないという問題も有している。
【００１４】
更に、上記磁気センサにおいては、通常ＧＭＲ素子同士の距離が大きくなるので、それらをフルブリッジ接続するための配線の長さが長くなり、その配線の抵抗による損失が大きくなってしまうという問題もある。
【発明の開示】
【００１５】
本発明の磁気センサは、単一膜固定層の第１巨大磁気抵抗効果素子と、多重膜積層固定層の第２巨大磁気抵抗効果素子と、を単一の基板上に備えたセンサである。
【００１６】
前記第１巨大磁気抵抗効果素子は、
単一の強磁性体膜及びピニング層からなり同強磁性体膜の磁化の向きが同ピニング層により第１の向き（例えば、Ｘ軸正方向）に固定されて同強磁性体膜がピンド層を構成する固定層と、
外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー層と、
同ピンド層と同フリー層との間に配置された非磁性導電体からなるスペーサ層と、
を備えた単一膜固定層のスピンバルブ膜からなる。
【００１７】
前記第２巨大磁気抵抗効果素子は、
第１強磁性体膜、同１強磁性体膜に接する交換結合膜、同交換結合膜に接する第２強磁性体膜及び同第２強磁性体膜に接するピニング層からなり同第２強磁性体膜の磁化の向きが同ピニング層により固定され且つ同第２強磁性体膜と同第１強磁性体膜が同交換結合膜を介して交換結合することにより同第１強磁性体膜の磁化の向きが第２の向き（例えば、Ｘ軸負方向）に固定されたピンド層を構成する固定層と、
外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー層と、
同ピンド層と同フリー層との間に配置された非磁性導電体からなるスペーサ層と、
を備えた多重膜積層固定層のスピンバルブ膜からなる。
【００１８】
そして、前記第１巨大磁気抵抗効果素子のピンド層の固定された磁化の向き（即ち、第１の向き）と、前記第２巨大磁気抵抗効果素子のピンド層の固定された磁化の向き（即ち、第２の向き）とは１８０度相違している（反平行である。）。
【００１９】
ところで、基板上に前記単一膜固定層の第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜と前記多相膜固定層の第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜とを形成しておき、これらの膜に対して同一方向の磁界を高温下で与える磁場中熱処理を施すと、第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜の固定層のピンド層となる強磁性体膜の磁化及び第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜の第２強磁性体膜の磁化は、同一の向きに固定される。更に、第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜のピンド層となる第１強磁性体膜は交換結合膜を介して第２強磁性体膜と交換結合するので、第１強磁性体膜の磁化は第２強磁性体膜の磁化の向きと１８０度相違する向きに固定される。この結果、第１巨大磁気抵抗効果素子のピンド層（強磁性体膜）の磁化の向きと第２巨大磁気抵抗効果素子のピンド層（第１強磁性体膜）の磁化の向きとが１８０度相違するように固定される。
【００２０】
一方、前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子は、何れも、ピンド層の固定された磁化の向きと１８０度相違する向きに磁気検出方向を有する。換言すると、何れの素子においても、磁気検出方向はピンド層の固定された磁化の向きと反平行の向きとなる。この結果、これらの素子の磁気検出方向は互いに１８０度相違することになる（図１４を参照。）。
【００２１】
以上のことから、本発明による磁気センサにおいては、従来の磁気センサのように「１８０度相違する向きの磁界を二つの巨大磁気抵抗効果素子に付与することを可能とするために同二つの巨大磁気抵抗効果素子間の距離を大きくしておくこと」が要求されない。即ち、本発明による磁気センサは、前記第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜と前記第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜とを基板上に形成しておき、これらの素子に同一の向きの磁界を付与する上記磁場中熱処理を施すことにより容易に製造され得る。従って、本発明によれば、磁気検出方向が１８０度相違する二つの巨大磁気抵抗効果素子の距離（第１巨大磁気抵抗効果素子と第２巨大磁気抵抗効果素子の距離）を小さく設定することができるので、非常に小型の磁気センサが提供される。
【００２２】
上記本発明の一態様の磁気センサは、前記第１巨大磁気抵抗効果素子と前記第２巨大磁気抵抗効果素子とをブリッジ接続することにより回路を形成し、前記磁気センサに加わる磁界の前記第１の向きの成分の大きさが大きくなるほど電位が単調増加又は単調減少する同回路中の所定点の電位に基づく出力値を出力するように構成されることができる。
【００２３】
このようなブリッジ接続により形成された回路には、ハーブブリッジ回路及びフルブリッジ回路が含まれる。更に、この回路を構成する素子として、上記第１巨大磁気抵抗効果素子及び上記第２巨大磁気抵抗効果素子に加え、固定抵抗が含まれていてもよい。
【００２４】
上記態様の磁気センサは、前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子をそれぞれ２個備え、それらの素子を接続したフルブリッジ回路を含むことができる。
【００２５】
即ち、そのような磁気センサは、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第２巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第１回路要素を構成し、
前記第１回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の他端に第１電位を付与するとともに同第１回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の他端に同第１電位と異なる第２電位を付与するように構成される。
【００２６】
また、その磁気センサは、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第２巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第２回路要素を構成し、
前記第２回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第１電位を付与するとともに同第２回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の他端に前記第２電位を付与するように構成される。
【００２７】
そして、その磁気センサは、
前記第１回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第１回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、前記第２回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子の一端と同第２回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子の一端との接続箇所の電位と、の電位差を出力値として出力するように構成される。
【００２８】
上記態様の磁気センサは、互いに磁気検出方向が１８０度相違する巨大磁気抵抗効果素子をそれぞれ２個ずつ必要とする。一方、前述したように、互いに磁気検出方向が１８０度相違する前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子は、一つの基板上の微小領域内に容易に形成することができるから、２個の前記第１巨大磁気抵抗効果素子と２個の前記第２巨大磁気抵抗効果素子とを基板上の微小領域内に形成することも容易である。従って、上記態様によれば、上記フルブリッジ回路を備えて温度特性が良好であり、且つ、小型な磁気センサが提供され得る。
【００２９】
また、これらの巨大磁気抵抗効果素子は単一基板上の微小領域内に形成され得るので、基板及び基板等を覆う樹脂等が熱や外部から加わる応力などによって変形したときであっても、上記巨大磁気抵抗効果素子には一様な応力（例えば、略同一の引張応力又は略同一の圧縮応力）が加わる。従って、各巨大磁気抵抗効果素子の抵抗値は互いに同様に増大又は減少するので、フルブリッジ回路のバランスが崩れてしまう可能性が低減する。この結果、上記態様の磁気センサは磁界を精度良く検出することができる。
【００３０】
本発明の他の態様の磁気センサは、上記第１巨大磁気抵抗効果素子及び上記第２巨大磁気抵抗効果素子に加え、
前記基板上に形成されるとともに前記第１巨大磁気抵抗効果素子と同一の単一膜固定層のスピンバルブ膜を有し、前記固定層の強磁性体膜の磁化の向きが前記第１の向きと直交する第３の向きに固定された第３巨大磁気抵抗効果素子と、
前記基板上に形成されるとともに前記第２巨大磁気抵抗効果素子と同一の多重膜積層固定層のスピンバルブ膜を有し、前記固定層の第１強磁性体膜の磁化の向きが前記第３の向きと１８０度相違する第４の向きに固定された第４巨大磁気抵抗効果素子と、
を更に備えている。
【００３１】
これによれば、直交する２軸方向に沿う磁界の成分（磁気）を検出することができる磁気センサ（以下、「直交２軸方向検出型磁気センサ」とも称呼する。）が提供される。また、上記態様によれば、第３巨大磁気抵抗効果素子と第４巨大磁気抵抗効果素子は第１巨大磁気抵抗効果素子及び第２巨大磁気抵抗効果素子と同様に基板上の微小領域内に容易に形成することができるので、小型な直交２軸方向検出型磁気センサが容易に提供される。
【００３２】
更に、上記態様の磁気センサは、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子と前記第２巨大磁気抵抗効果素子とをブリッジ接続することにより回路を形成し、前記磁気センサに加わる磁界の前記第１の向きの成分の大きさが大きくなるほど電位が単調増加又は単調減少する同回路中の所定点の電位に基づく値を第１出力値として出力し、
前記第３巨大磁気抵抗効果素子と前記第４巨大磁気抵抗効果素子とをブリッジ接続することにより回路を形成し、前記磁気センサに加わる磁界の前記第３の向きの成分の大きさが大きくなるほど電位が単調増加又は単調減少する同回路中の所定点の電位に基づく値を第２出力値として出力するように構成されることもできる。
【００３３】
このようなブリッジ接続により形成された回路には、ハーブブリッジ回路及びフルブリッジ回路が含まれる。更に、上記第１巨大磁気抵抗効果素子及び上記第２巨大磁気抵抗効果素子を含む回路は固定抵抗を含んでいてもよく、上記第３巨大磁気抵抗効果素子及び上記第４巨大磁気抵抗効果素子を含む回路は固定抵抗を含んでいてもよい。
【００３４】
上記態様の磁気センサは、前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子をそれぞれ２個備え、それらの素子を接続した第１及び第２回路要素からなるフルブリッジ回路を含むとともに、前記第３巨大磁気抵抗効果素子及び前記第４巨大磁気抵抗効果素子をそれぞれ２個備え、それらの素子を接続した第３及び第４回路要素からなるフルブリッジ回路を含むことができる。
【００３５】
これにより、温度特性が良好なフルブリッジ回路を２個含む直交２軸方向検出型の磁気センサを得ることができる。また、前述したように、２個の前記第１巨大磁気抵抗効果素子と２個の前記第２巨大磁気抵抗効果素子とを基板上の微小領域内に形成することは容易であることに加え、２個の前記第３巨大磁気抵抗効果素子と２個の前記第４巨大磁気抵抗効果素子とを基板上の他の微小領域内に形成することも容易である。従って、上記態様によれば、温度特性が良好なフルブリッジ回路を２組備えた直交２軸方向検出型の小型な磁気センサが提供され得る。
【００３６】
また、一つのブリッジ回路の一部をなす巨大磁気抵抗効果素子は、互いに単一基板上の微小領域内に形成され得る。従って、基板及び基板等を覆う樹脂等が変形したときであっても、一つのブリッジ回路の一部をなす各巨大磁気抵抗効果素子には一様な応力が加わるから、同一つのブリッジ回路の一部をなす各巨大磁気抵抗効果素子の抵抗値は互いに同様に増大又は減少する。この結果、各フルブリッジ回路のバランスが崩れてしまう可能性が低減するから、上記態様の磁気センサは直交２軸方向の磁界の成分をそれぞれ精度良く検出することができる。
【００３７】
本発明の他の態様の磁気センサは、基板上に４個の単一膜固定層のスピンバルブ膜からなる巨大磁気抵抗効果素子を形成し、これらをフルブリッジ接続してある方向を磁気検出方向とする回路を備えるとともに、同基板上に４個の多層膜積層固定層のスピンバルブ膜からなる巨大磁気抵抗効果素子を形成し、これらをフルブリッジ接続して前記ある方向を磁気検出方向とする回路を備え、これら二つの回路の出力を利用することにより、各素子に加わる応力の影響を極力排除した出力値を得ることができるセンサである。
【００３８】
理解を容易にするために、図３０乃至図３４と対比しながらより具体的に説明すると、この磁気センサは、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子を２個備え（５１Ｇ，５２Ｇ）、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子を２個備え（６１Ｓ，６２Ｓ）、
前記２個の第１巨大磁気抵抗効果素子と前記２個の第２巨大磁気抵抗効果素子とが互いに近接して第１領域内に形成されたセンサである。
【００３９】
更に、この磁気センサは、
前記基板上に形成されるとともに前記第１巨大磁気抵抗効果素子と同一の単一膜固定層のスピンバルブ膜からなり、前記固定層の強磁性体膜の磁化の向きが前記第２の向きに固定された第５巨大磁気抵抗効果素子を２個備え（５３Ｇ，５４Ｇ）、
前記基板上に形成されるとともに前記第２巨大磁気抵抗効果素子と同一の多重膜積層固定層のスピンバルブ膜からなり、前記固定層の第１強磁性体膜の磁化の向きが前記第１の向きに固定された第６巨大磁気抵抗効果素子を２個備え（６３Ｓ，６４Ｓ）、
前記２個の第５巨大磁気抵抗効果素子と前記２個の第６巨大磁気抵抗効果素子とが互いに近接して前記第１領域とは離間した第２領域内に形成されたセンサである。
【００４０】
更に、この磁気センサは、図３２に示したように、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第１巨大磁気抵抗効果素子（５１Ｇ）の一端と前記第５巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つ（５３Ｇ）の第５巨大磁気抵抗効果素子の一端とを接続して第５回路要素を構成し、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第１巨大磁気抵抗効果素子（５２Ｇ）の一端と前記第５巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つ（５４Ｇ）の第５巨大磁気抵抗効果素子の一端とを直列接続して第６回路要素を構成し、
前記第５回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子（５１Ｇ）の他端に第１電位（＋Ｖ）を付与するとともに同第５回路要素の前記第５巨大磁気抵抗効果素子（５３Ｇ）の他端に同第１電位と異なる第２電位（ＧＮＤ）を付与し、
前記第６回路要素の前記第５巨大磁気抵抗効果素子（５４Ｇ）の他端に前記第１電位（＋Ｖ）を付与するとともに同第６回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子（５２Ｇ）の他端に前記第２電位（ＧＮＤ）を付与し、
前記第５回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子（５１Ｇ）の一端と同第５回路要素の前記第５巨大磁気抵抗効果素子（５３Ｇ）の一端との接続箇所（Q10）の電位と、前記第６回路要素の前記第１巨大磁気抵抗効果素子（５２Ｇ）の一端と同第６回路要素の前記第５巨大磁気抵抗効果素子（５４Ｇ）の一端との接続箇所（Q20）の電位と、の電位差VoxConvを通常ＧＭＲ素子出力値として取得する。
【００４１】
更に、この磁気センサは、図３３に示したように、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第２巨大磁気抵抗効果素子（６１Ｓ）の一端と前記第６巨大磁気抵抗効果素子のうちの一つの第６巨大磁気抵抗効果素子（６３Ｓ）の一端とを接続して第７回路要素を構成し、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第２巨大磁気抵抗効果素子（６２Ｓ）の一端と前記第６巨大磁気抵抗効果素子のうちの他の一つの第６巨大磁気抵抗効果素子（６４Ｓ）の一端とを直列接続して第８回路要素を構成し、
前記第７回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子（６１Ｓ）の他端に前記第１電位（＋Ｖ）を付与するとともに同第７回路要素の前記第６巨大磁気抵抗効果素子（６３Ｓ）の他端に前記第２電位（ＧＮＤ）を付与し、
前記第８回路要素の前記第６巨大磁気抵抗効果素子（６４Ｓ）の他端に前記第１電位（＋Ｖ）を付与するとともに同第８回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子（６２Ｓ）の他端に前記第２電位（ＧＮＤ）を付与し、
前記第７回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子（６１Ｓ）の一端と同第７回路要素の前記第６巨大磁気抵抗効果素子（６３Ｓ）の一端との接続箇所（Q30）の電位と、前記第８回路要素の前記第２巨大磁気抵抗効果素子（６２Ｓ）の一端と同第８回路要素の前記第６巨大磁気抵抗効果素子（６４Ｓ）の一端との接続箇所（Q40）の電位と、の電位差VoxSAFをＳＡＦ素子出力値として取得する。
【００４２】
そして、この磁気センサは、図３１に示したように、
前記通常ＧＭＲ素子出力値と前記ＳＡＦ素子出力値とに基づく値を出力するように構成される。この「前記通常ＧＭＲ素子出力値と前記ＳＡＦ素子出力値とに基づく値」とは、前記通常ＧＭＲ素子出力値と前記ＳＡＦ素子出力値との差でもよく、これらの比等であってもよい。
【００４３】
ここで、説明の便宜上、検出すべき磁界の向きの正方向を第１の向きと反対の向きとする。更に、接続箇所Q10の電位から接続箇所Q20の電位を減算した値を上記通常ＧＭＲ素子出力値VoxConvとし、接続箇所Q30の電位から接続箇所Q40の電位を減算した値を上記ＳＡＦ素子出力値VoxSAFとする。加えて、この磁気センサは、前記ＳＡＦ素子出力値VoxSAFから前記通常ＧＭＲ素子出力値VoxConvを減算した値を出力するように構成されていると仮定する。
【００４４】
このとき、図３２の（Ｂ）に示したように、検出すべき磁界が大きくなるほど、上記通常ＧＭＲ素子出力値VoxConvは低下し、且つ、図３３の（Ｂ）に示したように、上記ＳＡＦ素子出力値VoxSAFは上昇する。その結果、図３４に示したように、検出すべき磁界が大きくなるほど磁気センサの出力値Voxは上昇する。
【００４５】
一方、このように構成された磁気センサにおいては、第１領域内に形成された各２個の第１巨大磁気抵抗効果素子（５１Ｇ，５２Ｇ）及び第２巨大磁気抵抗効果素子（６１Ｓ，６２Ｓ）には、一様な応力（例えば、略同一の引張応力又は略同一の圧縮応力）が加わる。同様に、第２領域内に形成された各２個の第５巨大磁気抵抗効果素子（５３Ｇ，５４Ｇ）及び第６巨大磁気抵抗効果素子（６３Ｓ，６４Ｓ）には、一様な応力（例えば、略同一の引張応力又は略同一の圧縮応力）が加わる。
【００４６】
そこで、いま、検出すべき磁界が変化しない状態において、第１領域内に形成された素子に圧縮応力が加わり、第２領域内に形成された素子に引張応力が加わったと仮定する。この場合、第１領域内の各素子（５１Ｇ，５２Ｇ，６１Ｓ，６２Ｓ）の抵抗値は一様に減少し、第２領域内の各素子（５３Ｇ，５４Ｇ，６３Ｓ，６４Ｓ）の抵抗値は一様に増大する。従って、接続箇所Q10及び接続箇所Q30の電位は上昇し、接続箇所Q20及び接続箇所Q40の電位は低下する。
【００４７】
この結果、上記ＳＡＦ素子出力値VoxSAF及び上記通常ＧＭＲ素子出力値VoxConvは、共に上昇するから、それらの差である磁気センサの出力値は殆ど変化しない。
【００４８】
次に、第１領域内に形成された素子に引張応力が加わり、第２領域内に形成された素子に圧縮応力が加わったと仮定する。この場合、第１領域内の各素子（５１Ｇ，５２Ｇ，６１Ｓ，６２Ｓ）の抵抗値は一様に増大し、第２領域内の各素子（５３Ｇ，５４Ｇ，６３Ｓ，６４Ｓ）の抵抗値は一様に減少する。従って、接続箇所Q10及び接続箇所Q30の電位は低下し、接続箇所Q20及び接続箇所Q40の電位は上昇する。
【００４９】
この結果、上記ＳＡＦ素子出力値VoxSAF及び上記通常ＧＭＲ素子出力値VoxConvは、共に低下するから、磁気センサの出力値は殆ど変化しない。
【００５０】
更に、総ての素子に引張応力が加わったと仮定する。この場合、第１領域内の各素子及び第２領域内の各素子の抵抗値は一様に増大する。従って、接続箇所Q10〜Q40の電位は殆ど変化しない。この結果、上記ＳＡＦ素子出力値VoxSAF及び上記通常ＧＭＲ素子出力値VoxConvは変化しないので、それらの差である磁気センサの出力値は殆ど変化しない。同様に、総ての素子に圧縮応力が加わった場合、接続箇所Q10〜Q40の電位は殆ど変化しないから、磁気センサの出力値は殆ど変化しない。
【００５１】
以上の例示的説明からも明らかなように、上記態様の磁気センサは、素子に加わる応力が変化した場合であっても、外部磁界が変化しない限り一定の出力値を出力することができる。この結果、上記態様の磁気センサは磁界を精度良く検出することができる。
【００５２】
本発明の他の態様の磁気センサは、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子を複数個備えるとともに前記第２巨大磁気抵抗効果素子を同第１巨大磁気抵抗効果素子と同数個備え、
前記基板上の所定方向に沿って同第１巨大磁気抵抗効果素子と同第２巨大磁気抵抗効果素子とが交互に配列され、
前記複数の第１巨大磁気抵抗効果素子同士が直列接続されて一つの巨大磁気抵抗効果素子を形成し、前記複数の第２巨大磁気抵抗効果素子同士が直列接続されて他の巨大磁気抵抗効果素子を形成してなる磁気センサである。
【００５３】
前述したように、本発明による磁気センサは小型化され得るので、基板上の各巨大磁気抵抗効果素子に加わる応力の差は小さい。ところで、基板や樹脂が変形したことにともなって基板上に形成された複数の素子に加わる応力は基板平面に沿って徐々に変化する確率が高い。従って、上記構成のように、基板上の所定方向に沿って同第１巨大磁気抵抗効果素子と同第２巨大磁気抵抗効果素子とを交互に配列しておき、前記複数の第１巨大磁気抵抗効果素子同士を直列接続して一つの巨大磁気抵抗効果素子（第１素子）を形成し、前記複数の第２巨大磁気抵抗効果素子同士を直列接続して他の巨大磁気抵抗効果素子（第２素子）を形成すれば、第１素子と第２素子には全体として互いに近しい大きさの応力（応力の平均値が近い応力）が加わっている可能性が高くなる。従って、第１素子と第２素子の応力による抵抗変化量は互いに近しい値となるから、例えば、これらの素子をブリッジ接続した回路により出力値を得るように磁気センサを構成したとき、その出力値への応力の影響は一層小さくなる。
【００５４】
本発明の他の態様の磁気センサは、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子をそれぞれ４個備え、互いに隣接した２個の前記第１巨大磁気抵抗効果素子からなる第１群、互いに隣接した他の２個の前記第１巨大磁気抵抗効果素子からなる第２群、互いに隣接した２個の前記第２巨大磁気抵抗効果素子からなる第３群、互いに隣接した他の２個の前記第２巨大磁気抵抗効果素子からなる第４群を形成し、前記基板上の所定方向に沿って第１群、第３群、第２群及び第４群の順、又は、前記基板上の所定方向に沿って第３群、第１群、第４群及び第２群の順に配列し、且つ、
互いに隣接しない２個の前記第１巨大磁気抵抗効果素子を直列接続することにより第１巨大磁気抵抗効果素子のみからなる２個の素子（第３素子、第４素子）を形成し、互いに隣接しない２個の前記第２巨大磁気抵抗効果素子を直列接続することにより第２巨大磁気抵抗効果素子のみからなる２個の素子（第５素子、第６素子）を形成してなる磁気センサである。
【００５５】
これによれば、第３〜第６素子には、互いにより近しい大きさの応力が加わる可能性が高くなる。従って、第３〜第６素子の応力による抵抗変化量は互いに近しい値となる。従って、第３〜第６素子をフルブリッジ接続した回路により出力値を得るように構成した磁気センサは、各素子に加わる応力の影響を一層排除した出力値を出力することができる。
【００５６】
一方、前述したように、本発明による磁気センサは、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜を基板上に形成する膜形成工程と、
前記形成された各膜に対して同一の向きの磁界を高温下で付与することにより同各膜の前記ピンド層の磁化の向きを固定する磁場中熱処理工程と、
を含む製造方法により、容易に製造することができる。
【００５７】
即ち、この磁場中熱処理により、第１巨大磁気抵抗効果素子の固定層のピンド層と第２巨大磁気抵抗効果素子の固定層のピンド層との磁化を１８０度相違する向きに容易に固定することができるので、磁気検出方向が互いに１８０度相違する２つの巨大磁気抵抗効果素子を単一の基板上に容易に製造することができる。
【００５８】
この場合、
前記磁場中熱処理工程は、
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磁石の磁極の極性が最短距離を隔てて隣接する他の永久磁石の磁極の極性と異なるように配置されたマグネットアレイによって形成される磁界を同磁場中熱処理工程中の磁界として用いることが好ましい。
【００５９】
更に、前記膜形成工程は、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜のうちの一方の膜を前記基板の上に形成する第１膜形成工程と、
前記形成された一方の膜の不要部分を除去する第１不要部除去工程と、
前記不要部分が除去された前記一方の膜を絶縁膜により覆う絶縁膜形成工程と、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜のうちの他方の膜を前記基板及び前記絶縁膜の上に形成する第２膜形成工程と、
前記形成された他方の膜の不要部分を除去する第２不要部除去工程と、
を含むことが好適である。
【００６０】
これにより、第１巨大磁気抵抗効果素子と第２巨大磁気抵抗効果素子とを単一の基板上に形成した磁気センサが容易に製造され得る。
【００６１】
また、前記膜形成工程は、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子の前記ピニング層となる膜と前記第２強磁性体膜となる膜と前記交換結合膜となる膜とを前記基板上に順に積層して第１予備膜を形成する第１予備膜形成工程と、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の前記第１予備膜を除去することなく前記第１巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の同第１予備膜の前記交換結合膜となる膜の総てを除去する第１交換結合膜除去工程と、
前記第１交換結合膜除去工程を経た膜の上面全体に前記第２強磁性体膜となる膜と同一の強磁性体膜を形成し、次いで、前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子のスペーサ層及びフリー層となる膜を形成する第１追加膜形成工程と、
を含むことができる。
【００６２】
これによれば、一方に交換結合膜を挟む第１強磁性体膜及び第２強磁性体膜を備えた第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜が形成され、他方に２度に分けて積層された強磁性体膜を固定層となる膜（ピンド層になる膜）に備えた第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜が形成される。従って、この方法によっても、第１巨大磁気抵抗効果素子と第２巨大磁気抵抗効果素子とを単一の基板上に形成した磁気センサが容易に製造され得る。
【００６３】
更に、前記膜形成工程は、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子のフリー層となる膜、同第１巨大磁気抵抗効果素子及び同第２巨大磁気抵抗効果素子のスペーサ層となる膜、同第２巨大磁気抵抗効果素子の前記第１強磁性体膜となる膜及び同第２巨大磁気抵抗効果素子の前記交換結合膜となる膜が前記基板上に順に積層されてなる第２予備膜を形成する第２予備膜形成工程と、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の前記第２予備膜を除去することなく前記第１巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の同第２予備膜の前記交換結合膜となる膜の総てを除去する第２交換結合膜除去工程と、
前記第２交換結合膜除去工程を経た膜の上面全体に前記第１強磁性体膜となる膜と同一の強磁性体膜を形成し、次いで、前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子のピニング層となる膜を形成する第２追加膜形成工程と、
を含むことができる。
【００６４】
これによっても、一方に交換結合膜を挟む第１強磁性体膜及び第２強磁性体膜を備えた第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜が形成され、他方に２度に分けて積層された強磁性体膜を固定層となる膜（ピンド層になる膜）に備えた第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜が形成されるので、第１巨大磁気抵抗効果素子と第２巨大磁気抵抗効果素子とを単一の基板上に形成した磁気センサが容易に製造され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
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。
＜第１実施形態＞
（磁気センサの構造）
図１に平面図を示した本発明の第１実施形態に係る磁気センサ１０は、単一の基板（モノリシックチップ）１０ａと、合計で８個の巨大磁気抵抗効果素子１１〜１４，２１〜２４と、を含んでいる。磁気センサ１０は、便宜上「Ｎタイプの磁気センサ１０」と称呼される。
【００６６】
基板１０ａは、シリコンからなっている。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長方形状（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。
【００６７】
巨大磁気抵抗効果素子１１，１２，２１及び２２は、上述した通常ＧＭＲ素子である。巨大磁気抵抗効果素子１３，１４，２３及び２４は後述する多重膜積層固定層を含むシンセティックスピンバルブ膜からなる素子（以下、便宜上、「ＳＡＦ素子」と称呼する。）である。
【００６８】
本実施形態において、巨大磁気抵抗効果素子１１，１２，１３及び１４はそれぞれ第１，第２，第３及び第４Ｘ軸磁気検出素子とも称呼され、巨大磁気抵抗効果素子２１，２２，２３及び２４はそれぞれ第１，第２，第３及び第４Ｙ軸磁気検出素子とも称呼される。また、通常ＧＭＲ素子１１，１２は第１巨大磁気抵抗効果素子、ＳＡＦ素子１３，１４は第２巨大磁気抵抗効果素子、通常ＧＭＲ素子２１，２２は第３巨大磁気抵抗効果素子、ＳＡＦ素子２３，２４は第４巨大磁気抵抗効果素子とも称呼される。
【００６９】
通常ＧＭＲ素子１１，１２，２１及び２２は、基板１０ａにおける配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、通常ＧＭＲ素子１１をこれらの代表例として、その構造について説明する。
【００７０】
通常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通常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）バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７と、一対の端子部１１ｃ１，１１ｃ２と、を備えている。
【００７１】
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、バイアス磁石膜１１ｂ１の上に形成されている。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、バイアス磁石膜１１ｂ２の上に形成されている。
【００７２】
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の一つの端部はバイアス磁石膜１１ｂ２の上に形成されるとともに、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の他の端部はバイアス磁石膜１１ｂ３の上に形成されている。
【００７３】
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の一つの端部はバイアス磁石膜１１ｂ３の上に形成されるとともに、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の他の端部はバイアス磁石膜１１ｂ４の上に形成されている。
【００７４】
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の一つの端部はバイアス磁石膜１１ｂ４の上に形成されるとともに、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の他の端部はバイアス磁石膜１１ｂ５の上に形成されている。
【００７５】
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の一つの端部はバイアス磁石膜１１ｂ５の上に形成されるとともに、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の他の端部はバイアス磁石膜１１ｂ６の上に形成されている。
【００７６】
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の一つの端部はバイアス磁石膜１１ｂ６の上に形成されるとともに、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。このように、通常ＧＭＲ素子１１は、複数の幅狭帯状部をジグザグ状に配列し、それらを直列接続した素子である。
【００７７】
幅狭帯状部１１ａ１〜１１ａ６の各々は、図４の（Ａ）に膜構成を示した通常の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の上に形成された保護層（キャッピング層）Ｃからなっている。なお、実際には、基板１０ａの上面とフリー層Ｆとの間に図示を省略したＳｉＯ２又はＳｉＮからなる絶縁・配線層が形成されている。
【００７８】
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ＣｏＺｒＮｂアモルファス磁性層と、ＣｏＺｒＮｂアモルファス磁性層の上に形成されたＮｉＦｅ磁性層と、ＮｉＦｅ磁性層の上に形成されたＣｏＦｅ磁性層とからなっている。これらは、軟質の強磁性体膜を構成している。
【００７９】
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に外部磁界が付与されていない場合の同フリー層Ｆの磁化の向き（以下、「初期状態における磁化の向き」と称呼する。）は、形状異方性によりフリー層Ｆの長手方向（通常ＧＭＲ素子１１の場合はＹ軸正方向）となっている。
【００８０】
スペーサ層Ｓは、非磁性導電体（本例では、Ｃｕ）からなる膜である。
【００８１】
固定層（固着層、磁化固定層）Ｐは、強磁性体膜であるＣｏＦｅ磁性層Ｐｄと、Ｐｔを４５〜５５ｍｏｌ％含むＰｔＭｎ合金から形成した反強磁性膜Ｐｉとを重ね合わせた単一膜固定層である。ＣｏＦｅ磁性層Ｐｄは、ピニング層を構成する反強磁性膜Ｐｉ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軸正方向にピン（固着）されるピンド層Ｐｄを構成している。ＣｏＦｅ磁性層Ｐｄの磁化の向きが、各通常ＧＭＲ素子のピンド層の固定された磁化の向きである。
【００８２】
保護層Ｃは、チタン（Ｔｉ）又はタンタル（Ｔａ）からなっている。
【００８３】
再び、図２及び図３を参照すると、バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７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（ハードマグネット膜）となっている。バイアス磁石膜１１ｂ１〜１１ｂ７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、フリー層Ｆに対して同フリー層Ｆの長手方向（通常ＧＭＲ素子１１の場合、Ｙ軸正方向）にバイアス磁界を与えるようになっている。
【００８４】
以上の構成により、通常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、通常ＧＭＲ素子１１は、図４の（Ｂ）及び図４の（Ｃ）に示したように、−Ｈｃ〜＋Ｈｃの範囲において固定層ＰのＣｏＦｅ磁性層Ｐｄの固定された磁化の向き（この場合、Ｘ軸正方向の向き）に沿って変化する外部磁界Ｈに対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減少する抵抗値）を示すようになっている。換言すると、通常ＧＭＲ素子１１の磁気検出方向は、スペーサ層Ｓに隣接した固定層ＰのＣｏＦｅ磁性層Ｐｄの固定された磁化の向きと反平行の向き（１８０度相違する向き）である。なお、通常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。
【００８５】
一方、ＳＡＦ素子１３，１４，２３及び２４は、基板１０ａにおける配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、ＳＡＦ素子１３をこれらの代表例として、その構造について説明する。
【００８６】
ＳＡＦ素子１３は、スピンバルブ膜の膜構成を除き、通常ＧＭＲ素子１１と同一構造を備えている。
ＳＡＦ素子１３は、図５の（Ａ）に示したシンセティックスピンバルブ膜からなっている。このシンセティックスピンバルブ膜は、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’の上に形成された保護層（キャッピング層）Ｃからなっている。
【００８７】
シンセティックスピンバルブ膜のフリー層Ｆ、スペーサ層Ｓ及び保護層Ｃは、図４の（Ａ）に示した通常のスピンバルブ膜と同一の構成を備えている。即ち、シンセティックスピンバルブ膜は、固定層Ｐ’のみが通常のスピンバルブ膜の固定層Ｐと相違している。
【００８８】
固定層Ｐ’は、ＣｏＦｅからなる第１強磁性体膜Ｐ１と、第１強磁性体膜Ｐ１の上に積層されたＲｕからなる交換結合膜Ｅｘと、交換結合膜Ｅｘの上に積層されたＣｏＦｅからなる第２強磁性体膜Ｐ２と、第２強磁性体膜Ｐ２の上に積層されるとともにＰｔを４５〜５５ｍｏｌ％含むＰｔＭｎ合金からなる交換バイアス膜（反強磁性体膜）Ｅｂとを重ね合わせた多重膜積層固定層である。
【００８９】
交換結合膜Ｅｘは、第１強磁性体膜Ｐ１と第２強磁性体膜Ｐ２とにサンドイッチ状に挟まれている。第１強磁性体膜Ｐ１は、交換結合膜Ｅｘ及び第２強磁性体膜Ｐ２と協働して磁化の向きが外部磁界の変化に対して変化しないように固定されるピンド層を構成している。交換バイアス膜Ｅｂは、第２強磁性体膜Ｐ２及び交換結合膜Ｅｘを介してピンド層である第１強磁性体膜Ｐ１の磁化の向きを固定するピニング層を構成している。なお、第１強磁性体膜Ｐ１、交換結合膜Ｅｘ及び第２強磁性体膜Ｐ２をピンド層と呼ぶこともできる。
【００９０】
交換バイアス膜Ｅｂは第２強磁性体膜Ｐ２と交換結合し、第２強磁性体膜Ｐ２の磁化（磁化ベクトル）の向きをＸ軸正方向に固定している。また、第１強磁性体膜Ｐ１と第２強磁性体膜Ｐ２は、交換結合膜Ｅｘを介して互いに交換結合している。このとき、図５の（Ｂ）に矢印にて示したように、第１強磁性体膜Ｐ１の磁化の向きと第２強磁性体膜Ｐ２の磁化の向きは反平行となる。この結果、第１強磁性体膜Ｐ１の磁化の向きは、Ｘ軸負方向に固定される。
【００９１】
このように構成されたＳＡＦ素子１３は、図５の（Ｃ）に示したように、−Ｈｃ〜＋Ｈｃの範囲において固定層Ｐ’における第１強磁性体膜Ｐ１（ピンド層）の固定された磁化の向きに沿って変化する外部磁界Ｈに対して変化する抵抗値（Ｘ軸正方向の外部磁界Ｈの大きさが大きくなるほど増大する抵抗値）を示すようになっている。換言すると、ＳＡＦ素子１３の磁気検出方向は、スペーサ層Ｓに隣接した固定層Ｐ’の第１磁性層Ｐ１の固定された磁化の向きと反平行の向きである。なお、ＳＡＦ素子１３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。
【００９２】
再び図１を参照すると、通常ＧＭＲ素子１１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る。通常ＧＭＲ素子１１の磁気検出方向はＸ軸負方向となっている。通常ＧＭＲ素子１２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る。通常ＧＭＲ素子１２の磁気検出方向はＸ軸負方向となっている。
【００９３】
ＳＡＦ素子１３は、基板１０ａのＹ軸方向略中央部上方で通常ＧＭＲ素子１１から僅かな距離だけＸ軸負方向に離れた位置に形成されている。ＳＡＦ素子１３の磁気検出方向はＸ軸正方向となっている。ＳＡＦ素子１４は、基板１０ａのＹ軸方向略中央部下方で通常ＧＭＲ素子１２から僅かな距離だけＸ軸負方向に離れた位置に形成されている。ＳＡＦ素子１４の磁気検出方向はＸ軸正方向となっている。
【００９４】
このように、素子１１〜１４は、基板１０ａ上のＸ軸正方向端部近傍において互いに近接した位置（第１微小領域内）に形成されている。
【００９５】
通常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る。通常ＧＭＲ素子２１の磁気検出方向はＹ軸負方向となっている。通常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る。通常ＧＭＲ素子２２の磁気検出方向はＹ軸負方向となっている。
【００９６】
ＳＡＦ素子２３は、基板１０ａのＸ軸方向略中央部左方で通常ＧＭＲ素子２１から僅かな距離だけＹ軸負方向に離れた位置に形成されている。ＳＡＦ素子２３の磁気検出方向はＹ軸正方向となっている。ＳＡＦ素子２４は、基板１０ａのＸ軸方向略中央部右方で通常ＧＭＲ素子２２から僅かな距離だけＹ軸負方向に離れた位置に形成されている。ＳＡＦ素子２４の磁気検出方向はＹ軸正方向となっている。
【００９７】
このように、素子２１〜２４は、基板１０ａ上のＹ軸正方向端部近傍において互いに近接した位置（第１微小領域内から所定距離離れた第２微小領域内）に形成されている。
【００９８】
磁気センサ１０は、素子１１〜１４からなるＸ軸磁気センサ（Ｘ軸方向を磁界検出方向とする磁気センサ）及び素子２１〜２４からなるＹ軸磁気センサ（Ｙ軸方向を磁界検出方向とする磁気センサ）を備えている。
【００９９】
Ｘ軸磁気センサは、図６の（Ａ）に等価回路を示したように、素子１１〜１４が図１において図示を省略した導線を介してフルブリッジ接続されることにより構成されている。なお、図６の（Ａ）において、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素子の特性（Ｘ軸に沿って大きさが変化する外部磁界（外部磁界ＨのＸ軸正方向成分）Ｈｘに対する抵抗値Ｒの変化）を示している。また、通常ＧＭＲ素子に対しては各符合の後に「Conv」の記号が付され、ＳＡＦ素子に対しては各符合の「SAF」の記号が付されている。
【０１００】
Ｘ軸磁気センサについて具体的に述べると、通常ＧＭＲ素子１１の一端とＳＡＦ素子１１３の一端とが接続されて第１回路要素が構成されている。通常ＧＭＲ素子１１の他端には第１電位（図示しない定電圧源により与えられる一定電圧）＋Ｖが付与されている。ＳＡＦ素子１３の他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、ＳＡＦ素子１３の他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１０１】
更に、通常ＧＭＲ素子１２の一端とＳＡＦ素子１４の一端とが接続されて第２回路要素が構成されている。ＳＡＦ素子１４の他端には第１電位＋Ｖが付与されている。通常ＧＭＲ素子１２の他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、通常ＧＭＲ素子１２の他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１０２】
そして、通常ＧＭＲ素子１１の一端とＳＡＦ素子１３の一端との接続箇所Ｑ１の電位VQ1と、通常ＧＭＲ素子１２の一端とＳＡＦ素子１４の一端との接続箇所Ｑ２の電位VQ2と、の電位差Vox（＝VQ2−VQ1）がセンサの出力値（第１出力値）として取り出される。この結果、Ｘ軸磁気センサは、図６の（Ｂ）に示したように、外部磁界Ｈｘに略比例するとともに、外部磁界Ｈｘが大きいほど小さくなる電圧Voxを出力するようになっている。
【０１０３】
Ｙ軸磁気センサは、図７の（Ａ）に等価回路を示したように、素子２１〜２４が図１において図示を省略した導線を介してフルブリッジ接続されることにより構成されている。なお、図７の（Ａ）において、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素子の特性（Ｙ軸に沿って大きさが変化する外部磁界Ｈ（外部磁界のＹ軸正方向成分）Ｈｙに対する抵抗値Ｒの変化）を示している。
【０１０４】
Ｙ軸磁気センサについてより具体的に述べると、通常ＧＭＲ素子２１の一端とＳＡＦ素子２３の一端とが接続されて第３回路要素が構成されている。通常ＧＭＲ素子２１の他端には第１電位＋Ｖが付与されている。ＳＡＦ素子２３の他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、ＳＡＦ素子２３の他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１０５】
更に、通常ＧＭＲ素子２２の一端とＳＡＦ素子２４の一端とが接続されて第４回路要素が構成されている。ＳＡＦ素子２４の他端には第１電位＋Ｖが付与されている。通常ＧＭＲ素子２２の他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、通常ＧＭＲ素子２２の他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１０６】
そして、通常ＧＭＲ素子２１の一端とＳＡＦ素子２３の一端との接続箇所Ｑ３の電位VQ3と、通常ＧＭＲ素子２２の一端とＳＡＦ素子２４の一端との接続箇所Ｑ４の電位VQ4と、の電位差Voy（＝VQ3−VQ4）がセンサの出力値（第２出力値）として取り出される。この結果、Ｙ軸磁気センサは、図７の（Ｂ）に示したように、Ｙ軸に沿って変化する外部磁界Ｈｙに略比例するとともに、外部磁界Ｈｙが大きいほど大きくなる電圧Voyを出力するようになっている。
【０１０７】
（磁気センサ１０のピンド層の磁化固定方法）
次に、上記素子１１〜１４及び２１〜２４の各ピンド層の磁化の固定方法について説明する。先ず、平面図である図８に示したように、後に基板１０ａとなる基板１０ａ−１の上に、上記素子１１〜１４及び２１〜２４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８の鎖線にて示した切断線ＣＬに沿って切断されて図１に示した個々の磁気センサ１０に分割されたとき、素子１１〜１４及び２１〜２４が図１に示した基板１０ａ上の各位置に配置されるように形成される。なお、膜Ｍの形成方法については後述する。
【０１０８】
次に、図９及び図１０に示したマグネットアレイ３０を準備する。図９は、マグネットアレイ３０の平面図である。図１０は、図９の２−２線に沿った平面にてマグネットアレイ３０を切断したマグネットアレイ３０の断面図である。このマグネットアレイ３０は、それぞれが直方体形状の複数の永久磁石（永久棒磁石）３１…３１と透明な石英ガラスからなるプレート３２と、を備えている。永久磁石３１…３１は正方格子状に配列され、各上面がプレート３２の下面に固定されている。永久磁石３１…３１は、永久磁石３１…３１の各端面を含む平面において、最短距離で隣接する磁極の極性が異なるように配列されている。
【０１０９】
即ち、マグネットアレイ３０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磁石３１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磁石３１の磁極の極性が最短距離を隔てて隣接する他の永久磁石３１の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。
【０１１０】
図１１は、上記永久磁石３１…３１を５個だけ取り出した状態を示す同永久磁石の斜視図である。この図から明らかなように、永久磁石３１…３１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、この磁界を素子１１〜１４及び２１〜２４のピンド層の磁化の向きを固定する際の磁界として使用する。
【０１１１】
次に、上記膜Ｍが形成された基板１０ａ−１をマグネットアレイ３０の上に配置する。このとき、図１２の平面図に示したように、基板１０ａ−１を切断線ＣＬにて切断したときに形成される正方形の膜Ｍが隣接して形成されていない２辺及びその２辺の交点を、２本の切断線ＣＬ及びその２本の切断線ＣＬの交点とそれぞれ一致させるように、基板１０ａ−１とマグネットアレイ３０とを相対的に配置する。この結果、図１１及び図１２に矢印にて示したように、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。
【０１１２】
そして、この状態にある基板１０ａ−１及びマグネットアレイ３０を真空中で２５０℃〜２８０℃に加熱し、その後、４時間ほど放置する磁場中熱処理を実施する。これにより、固定層Ｐ（ピンド層Ｐｄ）の磁化の向き及び固定層Ｐ’（ピンド層Ｐ１）磁化の向きが固定される。
【０１１３】
ところで、図１３に示したように、互いに近接した位置に互いに磁気検出方向が反平行（１８０度相違する）の通常ＧＭＲ素子を形成しようとすると、通常ＧＭＲ素子となる一つの膜Ｍ１に対して磁場中熱処理中に付与する磁界の向きと、通常ＧＭＲ素子となる他の一つの膜Ｍ２に対して磁場中熱処理中に付与する磁界の向きとは互いに反平行でなければならない。しかしながら、このように小さい領域に各大きさが大きい反平行の磁界を発生することは一般に困難である。このため、従来においては、二つの通常ＧＭＲ素子の距離を大きくし、マグネットアレイ３０の一つのＮ極から同Ｎ極に隣接する二つのＳ極に向う１８０度向きが相違する磁界（或いは、マグネットアレイ３０の一つのＳ極から同Ｓ極に隣接する二つのＮ極から同Ｓ極に向う１８０度向きが相違する磁界）を付与していた。
【０１１４】
一方、図１４に示したように、通常ＧＭＲ素子となる膜Ｍ３及びＳＡＦ素子となる膜Ｍ４を近接して形成しておき、これらに対し磁場中熱処理において同一方向の磁界を与えると、磁気検出方向が互いに反平行である巨大磁気抵抗効果素子が得られる。これは、通常ＧＭＲ素子となる膜の固定層Ｐのピンド層Ｐｄ（ＣｏＦｅ磁性層）及びＳＡＦ素子となる膜の固定層Ｐ’の第２強磁性体膜Ｐ２の磁化の向きは一致し、固定層Ｐ’の第１強磁性体膜Ｐ１の磁化の向きは第２強磁性体膜Ｐ２の磁化の向きと反平行となるからである。
【０１１５】
従って、この方法によれば、極めて狭い領域内に磁気検出方向が互いに１８０度異なる二つ以上の巨大磁気抵抗効果素子を形成することができる。
【０１１６】
なお、実際には、このように磁場中熱処理を実施した後、バイアス磁石膜等の着磁などの必要な処理を行い、図１２に示した切断線ＣＬに沿って基板１０ａ−１を切断する。これにより、図１に示した磁気センサ１０と図１５に示した磁気センサ４０とが同時に多数個製造される。
【０１１７】
この磁気センサ４０は、便宜上「Ｓタイプの磁気センサ４０」と称呼される。ここで磁気センサ４０について説明すると、磁気センサ４０は、巨大磁気抵抗効果素子４１〜４４，５１〜５４を備えている。素子４１，４２，５１及び５２は、通常ＧＭＲ素子であり、素子４３，４４，５３及び５４はＳＡＦ素子である。これらの素子のフリー層の初期状態における磁化の向き及びピンド層（スペーサ層に接する強磁性体膜）の固定された磁化の向き（従って、磁気検出方向と反平行の向き）は、図１５に示した通りである。
【０１１８】
また、素子４１，４２，４３及び４４はそれぞれ第１，第２，第３及び第４Ｘ軸磁気検出素子と称呼され、磁気センサ１０の素子１１，１２，１３及び４４と同様にフルブリッジ接続されてＸ軸磁気センサを構成する。同様に、素子５１，５２，５３及び５４はそれぞれ第１，第２，第３及び第４Ｙ軸磁気検出素子と称呼され、磁気センサ１０の素子２１，２２，２３及び２４と同様にフルブリッジ接続されてＹ軸磁気センサを構成する。
【０１１９】
（膜Ｍの第１の製造方法）
次に、上述した膜Ｍ（通常ＧＭＲ素子となる膜及びＳＡＦ素子となる膜）の第１の製造方法（膜形成工程）について説明する。
【０１２０】
ステップ１；先ず、図１６の（Ａ）に示したように、基板１０ａを準備する。基板１０ａには上述したブリッジ接続のための配線１０ａ１と、配線１０ａ１を覆う絶縁層１０ａ２とからなる絶縁・配線層が形成されている。絶縁層１０ａ２には、ＶＩＡホールと呼ばれる接続孔が形成されている。ＶＩＡホールにより配線１０ａ１の一部が外部に露呈されている。
【０１２１】
ステップ２；図１６の（Ｂ）に示したように、バイアス磁石膜１０ｂとなるＣｏＣｒＰｔからなる膜を基板１０ａの上面にスパッタリングによって成膜する。
ステップ３；図１６の（Ｃ）に示したように、バイアス磁石膜１０ｂの上面にレジストＲ１を形成し、そのレジストＲ１をバイアス磁石膜１０ｂの必要部分のみを覆うパターンにカットする。即ち、レジストＲ１によるレジストマスクを形成する。
【０１２２】
ステップ４；図１７の（Ａ）に示したように、イオンミリングによりバイアス磁石膜１０ｂの不要部分を除去する。
ステップ５；図１７の（Ｂ）に示したように、レジストＲ１を除去する。
ステップ６；図１７の（Ｃ）に示したように、通常ＧＭＲ素子となる図４の（Ａ）に示した膜１０ｃを上面に形成する。
【０１２３】
ステップ７；図１８の（Ａ）に示したように、上面にレジストＲ２を形成し、そのレジストＲ２を通常ＧＭＲ素子となる膜１０ｃの必要部分のみを覆うパターンにカットする。即ち、レジストＲ２によるレジストマスクを形成する。
ステップ８；図１８の（Ｂ）に示したように、イオンミリングにより通常ＧＭＲ素子となる膜１０ｃの不要部分を除去する。
ステップ９；図１８の（Ｃ）に示したように、レジストＲ２を除去する。
【０１２４】
ステップ１０；図１９の（Ａ）に示したように、上面にＳｉＮからなる層間絶縁膜ＩＮＳ１をＣＶＤ法により成膜する。層間絶縁膜ＩＮＳ１はＳｉＯ２であってもよい。
ステップ１１；図１９の（Ｂ）に示したように、上面にレジストＲ３を形成し、そのレジストＲ３を後に通常ＧＭＲ素子となる部分のみを覆うパターンにカットする。即ち、レジストＲ３によるレジストマスクを形成する。
ステップ１２；図１９の（Ｃ）に示したように、イオンミリングにより層間絶縁膜ＩＮＳ１の不要部分を除去する。
【０１２５】
ステップ１３；図２０の（Ａ）に示したように、レジストＲ３を除去する。
ステップ１４；図２０の（Ｂ）に示したように、ＳＡＦ素子となる図５の（Ａ）に示した膜１０ｄを上面に形成する。
ステップ１５；図２０の（Ｃ）に示したように、上面にレジストＲ４を形成し、そのレジストＲ４をＳＡＦ素子となる膜１０ｄの必要部分のみを覆うパターンにカットする。即ち、レジストＲ４によるレジストマスクを形成する。
【０１２６】
ステップ１６；図２１の（Ａ）に示したように、イオンミリングによりＳＡＦ素子となる膜１０ｄの不要部分を除去する。
ステップ１７；図２１の（Ｂ）に示したように、レジストＲ４を除去する。
以上により、図２１の（Ｂ）の紙面左側に通常ＧＭＲ素子となる膜が形成され、右側にＳＡＦ素子となる膜が形成される。なお、この後、上述した磁場中熱処理を行う。
【０１２７】
なお、上記方法においては、通常ＧＭＲ素子となる膜を先に形成し、その後、ＳＡＦ素子となる膜を形成していたが、ＳＡＦ素子となる膜を先に形成し、その後、通常ＧＭＲ素子となる膜を形成してもよい。
【０１２８】
このように、第１の製造方法は、
第１巨大磁気抵抗効果素子（通常ＧＭＲ素子）となる膜及び第２巨大磁気抵抗効果素子（ＳＡＦ素子）となる膜のうちの一方の膜を単一の基板の上に形成する第１膜形成工程（ステップ６）と、
前記形成された一方の膜の不要部分を除去する第１不要部除去工程（ステップ７〜９）と、
前記不要部分が除去された前記一方の膜を絶縁膜により覆う絶縁膜形成工程（ステップ１０〜１３）と、
前記第１巨大磁気抵抗効果素子となる膜及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子となる膜のうちの他方の膜を前記基板及び前記絶縁膜の上に形成する第２膜形成工程と（ステップ１４）と、
前記形成された他方の膜の不要部分を除去する第２不要部除去工程（ステップ１５〜１７）と、
を備えた膜形成工程を含んでいる。
これにより、単一の基板上に通常ＧＭＲ素子となる膜及びＳＡＦ素子となる膜が連続的に形成される。
【０１２９】
（膜Ｍの第２の製造方法）
次に、上述した膜Ｍの第２の製造方法について説明する。第２の製造方法により形成される膜は、固定層Ｐ，Ｐ’が基板上に配置され、スペーサ層Ｓ及びフリー層Ｆがその上に形成される膜である。このような膜は、ボトムスピンバルブ膜とも称呼される。
【０１３０】
ステップ１；先ず、図２２の（Ａ）に示した基板１０ａを準備する。この基板は、図１６の（Ａ）に示した基板１０ａと同一の構造を備えている。
ステップ２；図２２の（Ｂ）に示したように、バイアス磁石膜１０ｂとなるＣｏＣｒＰｔからなる膜を基板１０ａの上面にスパッタリングによって成膜する。
ステップ３；図２２の（Ｃ）に示したように、バイアス磁石膜１０ｂとなる膜の上面にレジストＲ１を形成し、そのレジストＲ１をバイアス磁石膜１０ｂの必要部分のみを覆うパターンにカットする。即ち、レジストＲ１によるレジストマスクを形成する。
【０１３１】
ステップ４；図２３の（Ａ）に示したように、イオンミリングによりバイアス磁石膜１０ｂの不要部分を除去する。
ステップ５；図２３の（Ｂ）に示したように、レジストＲ１を除去する。このステップ５までのステップは、上述した第１の製造方法のステップ５までのステップと同一である。
ステップ６；図２４の（Ａ）に示したように、ＰｔＭｎ膜、ＣｏＦｅ膜及びＲｕ膜を順に成膜（積層）する。即ち、ＳＡＦ素子となる膜の一部（以下、「ＳＡＦ用第１積層膜」とも称呼する。）を形成する。図２４の（Ｂ）は、このＳＡＦ用第１積層膜を拡大して示した図である。
【０１３２】
ステップ７；図２５の（Ａ）に示したように、上面にレジストＲ５を形成し、そのレジストＲ５をＳＡＦ素子を形成するために必要となる部分のＳＡＦ用第１積層膜とその周辺を覆うようにパターンにカットする。即ち、レジストＲ５によるレジストマスクを形成する。図２５の（Ｂ）は、このレジストＲ５の端部近傍を拡大して示した図である。
【０１３３】
ステップ８；図２６の（Ａ）に示したように、イオンミリングにより不要なＲｕ膜を除去するとともに、ＣｏＦｅ膜の一部を除去する。図２６の（Ｂ）は、このイオンミリングがなされた膜を拡大して示した図である。
ステップ９；図２６の（Ｃ）に示したように、レジストＲ５を除去する。
【０１３４】
ステップ１０；図２７の（Ａ）に示したように、上面に、ＣｏＦｅ膜と、Ｃｕからなるスペーサ層となる膜と、ＣｏＦｅ膜、ＮｉＦｅ膜及びＣｏＺｒＮｂ膜からなるフリー層となる膜と、を順に積層する。図２７の（Ｂ）は、このように形成された膜を拡大して示した図である。そして、この段階で上述した磁場中熱処理を行う。
【０１３５】
ステップ１１；図２８の（Ａ）に示したように、上面にレジストＲ６を形成し、そのレジストＲ６を、通常ＧＭＲ素子となる膜及びＳＡＦ素子となる膜に対応する必要な部分のみを覆うパターンにカットする。即ち、レジストＲ６によるレジストマスクを形成する。
ステップ１２；図２８の（Ｂ）に示したように、イオンミリングにより不要な膜の部分を除去する。
ステップ１３；図２８の（Ｃ）に示したように、レジストＲ６を除去する。
以上により、図２８の（Ｃ）の紙面左側にＳＡＦ素子となる膜が形成され、右側に通常ＧＭＲ素子となる膜が形成される。
【０１３６】
このように、第２の製造方法は、
第２巨大磁気抵抗効果素子（ＳＡＦ素子）の前記ピニング層となる膜と前記第２強磁性体膜となる膜と前記交換結合膜となる膜とを前記基板上に順に積層して第１予備膜（ＳＡＦ用第１積層膜）を形成する第１予備膜形成工程（ステップ６）と、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の前記第１予備膜を除去することなく第１巨大磁気抵抗効果素子（通常ＧＭＲ素子）が形成されるべき部分の同第１予備膜の前記交換結合膜となる膜の総てを除去する第１交換結合膜除去工程（ステップ７〜９）と、
前記第１交換結合膜除去工程を経た膜の上面全体に前記第２強磁性体膜となる膜と同一の強磁性体膜を形成し、次いで、前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子のスペーサ層及びフリー層となる膜を形成する第１追加膜形成工程（ステップ１０）と、
を備えた膜形成工程を含んでいる。
これにより、単一の基板上に通常ＧＭＲ素子となる膜及びＳＡＦ素子となる膜が連続的に形成される。
【０１３７】
（膜Ｍの第３の製造方法）
次に、上述した膜Ｍの第３の製造方法について図２９を参照しながら簡潔に説明する。第３の製造方法により形成される膜は、第１の製造方法により形成される膜と同様の膜であって、フリー層Ｆが基板上に配置され、スペーサ層Ｓ及び固定層Ｐ，Ｐ’がその上に形成される膜である。このような膜は、トップスピンバルブ膜とも称呼される。
【０１３８】
ステップ１；先ず、図２９のステップ１に示したように、第１の製造方法のステップ５までを実行することによりバイアス磁石膜１０ｂを形成した基板１０ａの上に、フリー層Ｆとなる膜（ＣｏＺｒＮｂ膜、ＮｉＦｅ膜及びＣｏＦｅ膜）とスペーサ層Ｓとなる膜とＣｏＦｅ膜とＲｕ膜とを順に積層する。
【０１３９】
ステップ２；次に、図２９のステップ２に示したように、ＳＡＦ素子を形成すべき部分にレジストを形成し、イオンミリングにより不要な部分のＲｕ膜及び同Ｒｕ膜の直下にあるＣｏＦｅ膜の上部を除去する。
ステップ３；次に、レジストを除去する。
ステップ４；次に、図２９のステップ４に示したように、ＣｏＦｅ膜、ＰｔＭｎ膜及びＴａ膜を順に積層する。これにより、Ｒｕ膜が残っている部分にはＳＡＦ素子となる膜の固定層Ｐ’となる膜が形成され、Ｒｕ膜が残っていない部分には通常ＧＭＲ素子となる膜の固定層Ｐとなる膜が形成される。
【０１４０】
ステップ５；次に、上述した磁場中熱処理を行い、固定層Ｐのピンド層の磁化の向き及び固定層Ｐ’のピンド層の磁化の向きを固定する。
ステップ６；最後に、図２８の（Ａ）〜（Ｃ）に示したステップと同様なパターニング処理を行うことにより、通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子を形成する。
【０１４１】
このように、第３の製造方法は、
第１巨大磁気抵抗効果素子（通常ＧＭＲ素子）及び第２巨大磁気抵抗効果素子（ＳＡＦ素子）のフリー層となる膜、同第１巨大磁気抵抗効果素子及び同第２巨大磁気抵抗効果素子のスペーサ層となる膜、同第２巨大磁気抵抗効果素子の前記第１強磁性体膜となるＣｏＦｅ膜及び同第２巨大磁気抵抗効果素子の前記交換結合膜となる膜が基板上に順に積層されてなる第２予備膜を形成する第２予備膜形成工程（ステップ１）と、
前記第２巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の前記第２予備膜を除去することなく前記第１巨大磁気抵抗効果素子が形成されるべき部分の同第２予備膜の前記交換結合膜となる膜の総てを除去する第２交換結合膜除去工程（ステップ２及びステップ３）と、
前記第２交換結合膜除去工程を経た膜の上面全体に前記第１強磁性体膜となる膜と同一の強磁性体膜（ＣｏＦｅ膜）を形成し、次いで、前記第１巨大磁気抵抗効果素子及び前記第２巨大磁気抵抗効果素子のピニング層となる膜を形成する第２追加膜形成工程（ステップ４）と、
を備えた膜形成工程を含んでいる。
これにより、単一の基板上に通常ＧＭＲ素子となる膜及びＳＡＦ素子となる膜が連続的に形成される。
【０１４２】
以上、説明したように、磁気センサ１０は、単一基板上に通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子を備える構造を有するので、これらの素子となる膜を近接した位置に形成した後に単一の方向の磁界を加えることにより、磁気検出方向が１８０度相違する素子を微小領域内に備えることができる。従って、磁気センサ１０は非常に小型の磁気センサとなっている。
【０１４３】
一方、磁気センサ１０において、巨大磁気抵抗効果素子１１〜１４，２１〜２４は、基板１０ａ上に形成されるとともに樹脂などにより被覆される。従って、基板１０ａや樹脂等が熱や外部から加わる応力などによって変形すると、巨大磁気抵抗効果素子１１〜１４，２１〜２４も熱や応力により変形し、その抵抗値が変化してしまう。この結果、磁気センサ１０のように、巨大磁気抵抗効果素子をブリッジ接続している磁気センサにおいては、ブリッジ回路のランスが崩れ、出力値が応力により変化してしまう。従って、かかる磁気センサは、外部磁界の大きさを精度良く検出できないという問題がある。
【０１４４】
しかしながら、上記磁気センサ１０は、一つのフルブリッジ回路を形成する巨大磁気抵抗効果素子１１〜１４（又は、巨大磁気抵抗効果素子２１〜２４）は、基板１０ａ上の微小領域内に形成されているから、それらの素子には一様な応力（例えば、略同一の引張応力又は略同一の圧縮応力）が加わる。従って、各巨大磁気抵抗効果素子の抵抗値は互いに同様に増大又は減少するので、ブリッジ回路のバランスが崩れてしまう可能性が低減する。この結果、磁気センサ１０は磁界を精度良く検出することができる。
【０１４５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る磁気センサについて説明する。図３０に示したように、この磁気センサ５０は、単一の基板５０ａ、通常ＧＭＲ素子５１Ｇ〜５４Ｇ、ＳＡＦ素子６１Ｓ〜６４Ｓ、通常ＧＭＲ素子７１Ｇ〜７４Ｇ及びＳＡＦ素子８１Ｓ〜８４Ｓを備えている。
【０１４６】
基板５０ａは、基板１０ａと同様の形状を有するシリコンからなる薄板体である。
【０１４７】
通常ＧＭＲ素子５１Ｇ〜５４Ｇ及び通常ＧＭＲ素子７１Ｇ〜７４Ｇのそれぞれは、上述した通常ＧＭＲ素子１１と同一の構造を備えている。ＳＡＦ素子６１Ｓ〜６４Ｓ及びＳＡＦ素子８１Ｓ〜８４Ｓのそれぞれは、上述したＳＡＦ素子１３と同一の構造を備えている。また、これらの素子は、それぞれの磁気検出方向に同一の大きさの磁界が付与されたときに同一の抵抗値を示すとともに、同一の向き且つ大きさの応力を受けたとき、各抵抗値が同量だけ変化するように、スピンバルブ膜を構成する膜厚等が調整されている。
【０１４８】
なお、本実施形態において、通常ＧＭＲ素子５１Ｇ，５２Ｇは第１巨大磁気抵抗効果素子、ＳＡＦ素子６１Ｓ，６２Ｓは第２巨大磁気抵抗効果素子、通常ＧＭＲ素子５３Ｇ，５４Ｇは第５巨大磁気抵抗効果素子、ＳＡＦ素子６３Ｓ，６４Ｓは第６巨大磁気抵抗効果素子とも称呼される。
【０１４９】
これらの素子の基板５０ａ上の位置、通常ＧＭＲ素子５１Ｇ〜５４Ｇ，７１Ｇ〜７４Ｇの固定層Ｐのピンド層Ｐｄの固定された磁化の向き、ＳＡＦ素子６１Ｓ〜６４Ｓ，８１Ｓ〜８４Ｓの固定層Ｐ’のピンド層である第１強磁性体膜Ｐ１の固定された磁化の向き及び磁気検出方向等は図３０及び以下の表１〜表４に示した通りである。
【０１５０】
【表１】
2006098088.tif 000003
【０１５１】
【表２】
2006098088.tif 000004
【０１５２】
なお、ＳＡＦ素子６１Ｓ及びＳＡＦ素子６２Ｓは、通常ＧＭＲ素子５１Ｇ及び通常ＧＭＲ素子５２Ｇのそれぞれから僅かな距離だけＸ軸正方向に離間した位置に配設されている。同様に、ＳＡＦ素子６３Ｓ及びＳＡＦ素子６４Ｓは、通常ＧＭＲ素子５３Ｇ及び通常ＧＭＲ素子５４Ｇのそれぞれから僅かな距離だけＸ軸負方向に離間した位置に配設されている。
【０１５３】
【表３】
2006098088.tif 000005
【０１５４】
【表４】
2006098088.tif 000006
【０１５５】
なお、ＳＡＦ素子８１Ｓ及びＳＡＦ素子８２Ｓは、通常ＧＭＲ素子７１Ｇ及び通常ＧＭＲ素子７２Ｇのそれぞれから僅かな距離だけＹ軸負方向に離間した位置に配設されている。同様に、ＳＡＦ素子８３Ｓ及びＳＡＦ素子８４Ｓは、通常ＧＭＲ素子７３Ｇ及び通常ＧＭＲ素子７４Ｇのそれぞれから僅かな距離だけＹ軸正方向に離間した位置に配設されている。
【０１５６】
また、通常ＧＭＲ素子５１Ｇ，５２Ｇ（第１巨大磁気抵抗効果素子）及びＳＡＦ素子６１Ｓ，６２Ｓ（第２巨大磁気抵抗効果素子）は、互いに近接していて、一つの狭い領域である第１領域（基板５０ａのＸ軸負方向端部領域）に形成されている。従って、これらの素子は、略同一の応力による変形を受ける位置に配設されている。
【０１５７】
同様に、通常ＧＭＲ素子５３Ｇ，５４Ｇ（第５巨大磁気抵抗効果素子）及びＳＡＦ素子６３Ｓ，６４Ｓ（第６巨大磁気抵抗効果素子）は、互いに近接していて、一つの狭い領域であって前記第１領域から離間した第２領域（基板５０ａのＸ軸正方向端部領域）に形成されている。従って、これらの素子は、略同一の応力による変形を受ける位置に配設されている。
【０１５８】
更に、通常ＧＭＲ素子７１Ｇ、通常ＧＭＲ素子７２Ｇ，ＳＡＦ素子８１Ｓ及びＳＡＦ素子８２Ｓは、互いに近接していて、一つの狭い領域である第３領域（基板５０ａのＹ軸正方向端部領域）に形成されている。従って、これらの素子は、同一の応力による変形を受ける位置に配設されている。
【０１５９】
同様に、通常ＧＭＲ素子７３Ｇ、通常ＧＭＲ素子７４Ｇ，ＳＡＦ素子８３Ｓ及びＳＡＦ素子８４Ｓは、互いに近接していて、一つの狭い領域であって第３領域から離間した第４領域（基板５０ａのＹ軸負方向端部領域）に形成されている。従って、これらの素子は、同一の応力による変形を受ける位置に配設されている。
【０１６０】
磁気センサ５０は、図３１に示したように、第１Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ１と、第２Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ２と、差分回路５０ＸdifとからなるＸ軸磁気センサ５０Ｘを備えている。
【０１６１】
第１Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ１は、図３２の（Ａ）に等価回路を示したように、４つの通常ＧＭＲ素子５１Ｇ〜５４Ｇが図３０において図示を省略した導線を介してフルブリッジ接続されることにより構成されている。
【０１６２】
より具体的に第１Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ１について述べると、通常ＧＭＲ素子５１Ｇの一端と通常ＧＭＲ素子５３Ｇの一端とが接続されて第５回路要素が構成されている。通常ＧＭＲ素子５１Ｇの他端には第１電位（図示しない定電圧源により与えられる一定電圧）＋Ｖが付与されている。通常ＧＭＲ素子５３Ｇの他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、通常ＧＭＲ素子５３Ｇの他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１６３】
更に、通常ＧＭＲ素子５４Ｇの一端と通常ＧＭＲ素子５２Ｇの一端とが接続されて第６回路要素が構成されている。通常ＧＭＲ素子５４Ｇの他端には第１電位＋Ｖが付与されている。通常ＧＭＲ素子５２Ｇの他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、通常ＧＭＲ素子５２Ｇの他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１６４】
そして、通常ＧＭＲ素子５１Ｇの一端と通常ＧＭＲ素子５３Ｇの一端との接続箇所Q10の電位VQ10と、通常ＧＭＲ素子５４Ｇの一端と通常ＧＭＲ素子５２Ｇの一端との接続箇所Q20の電位VQ20と、の電位差VoxConv（＝VQ10−VQ20）がセンサの出力値（通常ＧＭＲ素子出力値，通常ＧＭＲ素子Ｘ軸出力値）として取り出される。
【０１６５】
なお、図３２の（Ａ）において、通常ＧＭＲ素子５１Ｇ〜５４Ｇ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素子の特性を示している。これらのグラフにおいて、実線、破線及び二点鎖線は、各通常ＧＭＲ素子が応力を受けていない場合、各通常ＧＭＲ素子が引張応力を受けた場合及び各通常ＧＭＲ素子が圧縮応力を受けた場合における外部磁界Ｈｘに対する抵抗値Ｒの変化をそれぞれ示している。
【０１６６】
従って、第１Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ１の出力VoxConvは、通常ＧＭＲ素子５１Ｇ〜５４Ｇに応力が加わっていないとき、図３２の（Ｂ）の実線により示したように、外部磁界Ｈｘに略比例するとともに、外部磁界Ｈｘが大きいほど小さくなる。
【０１６７】
第２Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ２は、図３３の（Ａ）に等価回路を示したように、４つのＳＡＦ素子６１Ｓ〜６４Ｓが図３０において図示を省略した導線を介してフルブリッジ接続されることにより構成されている。
【０１６８】
より具体的に第２Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ２について述べると、ＳＡＦ素子６１Ｓの一端とＳＡＦ素子６３Ｓの一端とが接続されて第７回路要素が構成されている。ＳＡＦ素子６１Ｓの他端には第１電位＋Ｖが付与されている。ＳＡＦ素子６３Ｓの他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、ＳＡＦ素子６３Ｓの他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１６９】
更に、ＳＡＦ素子６４Ｓの一端とＳＡＦ素子６２Ｓの一端とが接続されて第８回路要素が構成されている。ＳＡＦ素子６４Ｓの他端には第１電位＋Ｖが付与されている。ＳＡＦ素子６２Ｓの他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、ＳＡＦ素子６２Ｓの他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１７０】
そして、ＳＡＦ素子６１Ｓの一端とＳＡＦ素子６３Ｓの一端との接続箇所Q30の電位VQ30と、ＳＡＦ素子６４Ｓの一端とＳＡＦ素子６２Ｓの一端との接続箇所Q40の電位VQ40と、の電位差VoxSAF（＝VQ30−VQ40）がセンサの出力値（ＳＡＦ素子出力値，ＳＡＦ素子Ｘ軸出力値）として取り出される。
【０１７１】
なお、図３３の（Ａ）において、ＳＡＦ素子６１Ｓ〜６４Ｓ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素子の特性を示している。これらのグラフにおいて、実線、破線及び二点鎖線は、各ＳＡＦ素子が応力を受けていない場合、各ＳＡＦ素子が引張応力を受けた場合及び各ＳＡＦ素子が圧縮応力を受けた場合における外部磁界Ｈｘに対する抵抗値Ｒの変化をそれぞれ示している。
【０１７２】
従って、第２Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ２の出力VoxSAFは、ＳＡＦ素子６１Ｓ〜６４Ｓに応力が加わっていないとき、図３３の（Ｂ）の実線により示したように、外部磁界Ｈｘに略比例するとともに、外部磁界Ｈｘが大きいほど大きくなる。
【０１７３】
差分回路５０Ｘdifは、図３１に示したように、第２Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ２の出力VoxSAFから第１Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ１の出力VoxConvを減算して、その減算結果をＸ軸磁気センサ５０Ｘの出力値Voxとして出力する回路である。これにより、磁気センサ５０の出力Voxは、図３４に示したように、外部磁界Ｈｘに略比例するとともに、外部磁界Ｈｘが大きいほど大きくなる。
【０１７４】
更に、磁気センサ５０は、図３５に示したように、Ｙ軸磁気センサ５０Ｙを備えている。Ｙ軸磁気センサ５０Ｙは、第１Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ１と、第２Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ２と、差分回路５０Ｙdifとからなっている。
【０１７５】
第１Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ１は、図３６の（Ａ）に等価回路を示したように、４つの通常ＧＭＲ素子７１Ｇ〜７４Ｇが図３０において図示を省略した導線を介してフルブリッジ接続されることにより構成されている。
【０１７６】
より具体的に第１Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ１について述べると、通常ＧＭＲ素子７１Ｇの一端と通常ＧＭＲ素子７３Ｇの一端とが接続されて第９回路要素が構成されている。通常ＧＭＲ素子７１Ｇの他端には第１電位＋Ｖが付与されている。通常ＧＭＲ素子７３Ｇの他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、通常ＧＭＲ素子７３Ｇの他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１７７】
更に、通常ＧＭＲ素子７４Ｇの一端と通常ＧＭＲ素子７２Ｇの一端とが接続されて第１０回路要素が構成されている。通常ＧＭＲ素子７４Ｇの他端には第１電位＋Ｖが付与されている。通常ＧＭＲ素子７２Ｇの他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、通常ＧＭＲ素子７２Ｇの他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１７８】
そして、通常ＧＭＲ素子７１Ｇの一端と通常ＧＭＲ素子７３Ｇの一端との接続箇所Q50の電位VQ50と、通常ＧＭＲ素子７４Ｇの一端と通常ＧＭＲ素子７２Ｇの一端との接続箇所Q60の電位VQ60と、の電位差VoyConv（＝VQ50−VQ60）がセンサの出力値（通常ＧＭＲ素子出力値，通常ＧＭＲ素子Ｙ軸出力値）として取り出される。
【０１７９】
なお、図３６の（Ａ）において、通常ＧＭＲ素子７１Ｇ〜７４Ｇ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素子の特性を示している。これらのグラフにおいて、実線、破線及び二点鎖線は、各通常ＧＭＲ素子が応力を受けていない場合、各通常ＧＭＲ素子が引張応力を受けた場合及び各通常ＧＭＲ素子が圧縮応力を受けた場合における外部磁界Ｈｙに対する抵抗値Ｒの変化をそれぞれ示している。
【０１８０】
従って、第１Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ１の出力VoyConvは、通常ＧＭＲ素子７１Ｇ〜７４Ｇに応力が加わっていないとき、図３６の（Ｂ）の実線により示したように、外部磁界Ｈｙに略比例するとともに、外部磁界Ｈｙが大きいほど大きくなる。
【０１８１】
第２Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ２は、図３７の（Ａ）に等価回路を示したように、４つのＳＡＦ素子８１Ｓ〜８４Ｓが図３０において図示を省略した導線を介してフルブリッジ接続されることにより構成されている。
【０１８２】
より具体的に第２Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ２について述べると、ＳＡＦ素子８１Ｓの一端とＳＡＦ素子８３Ｓの一端とが接続されて第１１回路要素が構成されている。ＳＡＦ素子８１Ｓの他端には第１電位＋Ｖが付与されている。ＳＡＦ素子８３Ｓの他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、ＳＡＦ素子８３Ｓの他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１８３】
更に、ＳＡＦ素子８４Ｓの一端とＳＡＦ素子８２Ｓの一端とが接続されて第１２回路要素が構成されている。ＳＡＦ素子８４Ｓの他端には第１電位＋Ｖが付与されている。ＳＡＦ素子８２Ｓの他端は、接地されている（ＧＮＤに接続されている。）。即ち、ＳＡＦ素子８２Ｓの他端には、第１電位と異なる第２電位が付与されている。
【０１８４】
そして、ＳＡＦ素子８１Ｓの一端とＳＡＦ素子８３Ｓの一端との接続箇所Q70の電位VQ70と、ＳＡＦ素子８４Ｓの一端とＳＡＦ素子８２Ｓの一端との接続箇所Q80の電位VQ80と、の電位差VoySAF（＝VQ70−VQ80）がセンサの出力値（ＳＡＦ素子出力値，ＳＡＦ素子Ｙ軸出力値）として取り出される。
【０１８５】
なお、図３７の（Ａ）において、ＳＡＦ素子８１Ｓ〜８４Ｓ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素子の特性を示している。これらのグラフにおいて、実線、破線及び二点鎖線は、各ＳＡＦ素子が応力を受けていない場合、各ＳＡＦ素子が引張応力を受けた場合及び各ＳＡＦ素子が圧縮応力を受けた場合における外部磁界Ｈｙに対する抵抗値Ｒの変化をそれぞれ示している。
【０１８６】
従って、第２Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ２の出力VoySAFは、ＳＡＦ素子８１Ｓ〜８４Ｓに応力が加わっていないとき、図３７の（Ｂ）の実線により示したように、外部磁界Ｈｙに略比例するとともに、外部磁界Ｈｙが大きいほど小さくなる。
【０１８７】
差分回路５０Ｙdifは、図３５に示したように、第１Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ１の出力VoyConvから第２Ｙ軸磁気センサ５０Ｙ２の出力VoySAFを減算して、その減算結果をＹ軸磁気センサ５０Ｙの出力値Voyとして出力する回路である。これにより、磁気センサ５０の出力Voyは、図３８に示したように、外部磁界Ｈｙに略比例するとともに、外部磁界Ｈｙが大きいほど小さくなる。
【０１８８】
次に、このように構成された磁気センサ５０の作動について場合を分けて説明する。なお、Ｘ軸磁気センサ５０ＸとＹ軸磁気センサ５０Ｙは、磁界検出方向が９０度相違する点を除いて同様に作動する。従って、以下においては、Ｘ軸磁気センサ５０Ｘの作動について述べる。
【０１８９】
（１）通常ＧＭＲ素子５１Ｇ〜５４Ｇ及びＳＡＦ素子６１Ｓ〜６４Ｓに応力が加わっていない場合。
このとき、Ｘ軸磁気センサ５０Ｘは、前述したように外部磁界Ｈｘが大きいほど大きくなる電圧Voxを出力する。
【０１９０】
（２）第１領域内の素子（通常ＧＭＲ素子５１Ｇ、通常ＧＭＲ素子５２Ｇ，ＳＡＦ素子６１Ｓ及びＳＡＦ素子６２Ｓ）に引張応力が加わり、第２領域内の素子（通常ＧＭＲ素子５３Ｇ、通常ＧＭＲ素子５４Ｇ，ＳＡＦ素子６３Ｓ及びＳＡＦ素子６４Ｓ）に圧縮応力が加わった場合。
【０１９１】
この場合、通常ＧＭＲ素子５１Ｇ及び通常ＧＭＲ素子５２Ｇの抵抗値は、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず共に略一定値だけ増大する（図３２の素子５１Ｇ，５２Ｇに対応するグラフにおける破線を参照。）。また、通常ＧＭＲ素子５３Ｇ及び通常ＧＭＲ素子５４Ｇの抵抗値は、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず共に同略一定値だけ減少する（図３２の素子５３Ｇ，５４Ｇに対応するグラフにおける二点鎖線を参照。）。この結果、第１Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ１の出力VoxConvは、図３２の（Ｂ）に一点鎖線により示したように、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず一定値だけ減少する。
【０１９２】
一方、ＳＡＦ素子６１Ｓ及びＳＡＦ素子６２Ｓの抵抗値は、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず共に一定値だけ増大する（図３３の素子６１Ｓ，６２Ｓに対応するグラフにおける破線を参照。）。また、ＳＡＦ素子６３Ｓ及びＳＡＦ素子６４Ｓの抵抗値は、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず共に一定値だけ減少する（図３３の素子６３Ｓ，６４Ｓに対応するグラフにおける二点鎖線を参照。）。この結果、第２Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ２の出力VoxSAFは、図３３の（Ｂ）に一点鎖線により示したように、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず一定値だけ減少する。従って、この場合、出力VoxConv及び出力VoxSAFは共に一定値だけ減少するから、その差であるＸ軸磁気センサ５０Ｘの出力Voxは変化しない。
【０１９３】
（３）第１領域内の素子（通常ＧＭＲ素子５１Ｇ、通常ＧＭＲ素子５２Ｇ，ＳＡＦ素子６１Ｓ及びＳＡＦ素子６２Ｓ）に圧縮応力が加わり、第２領域内の素子（通常ＧＭＲ素子５３Ｇ、通常ＧＭＲ素子５４Ｇ，ＳＡＦ素子６３Ｓ及びＳＡＦ素子６４Ｓ）に引張応力が加わった場合。
【０１９４】
この場合、通常ＧＭＲ素子５１Ｇ及び通常ＧＭＲ素子５２Ｇの抵抗値は、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず共に略一定値だけ減少する（図３２の素子５１Ｇ，５２Ｇに対応するグラフにおける二点鎖線を参照。）。また、通常ＧＭＲ素子５３Ｇ及び通常ＧＭＲ素子５４Ｇの抵抗値は、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず共に同略一定値だけ増大する（図３２の素子５３Ｇ，５４Ｇに対応するグラフにおける破線を参照。）。この結果、第１Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ１の出力VoxConvは、図３２の（Ｂ）に破線により示したように、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず一定値だけ増大する。
【０１９５】
一方、ＳＡＦ素子６１Ｓ及びＳＡＦ素子６２Ｓの抵抗値は、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず共に一定値だけ減少する（図３３の素子６１Ｓ，６２Ｓに対応するグラフにおける二点鎖線参照。）。また、ＳＡＦ素子６３Ｓ及びＳＡＦ素子６４Ｓの抵抗値は、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず共に一定値だけ増大する（図３３の素子６３Ｓ，６４Ｓに対応するグラフにおける破線を参照。）。この結果、第２Ｘ軸磁気センサ５０Ｘ２の出力VoxSAFは、図３３の（Ｂ）に破線により示したように、外部磁界Ｈｘの大きさに拘わらず一定値だけ増大する。従って、この場合、出力VoxConv及び出力VoxSAFは共に一定値だけ増大するから、その差であるＸ軸磁気センサ５０Ｘの出力Voxは変化しない。
【０１９６】
（４）第１領域内の素子及び第２領域内の素子の総てに圧縮応力が加わった場合。
この場合、総ての素子の抵抗値は一定量だけ小さくなる。従って、出力VoxConv及び出力VoxSAFは変化しない。この結果、Ｘ軸磁気センサ５０Ｘの出力Voxは変化しない。
【０１９７】
（５）第１領域内の素子及び第２領域内の素子の総てに引張応力が加わった場合。
この場合、総ての素子の抵抗値は一定量だけ大きくなる。従って、出力VoxConv及び出力VoxSAFは変化しない。この結果、Ｘ軸磁気センサ５０Ｘの出力Voxは変化しない。
【０１９８】
以上、説明したように、第２実施形態に係る磁気センサ５０は、各素子に加わる応力が変化した場合であっても、外部磁界が変化しない限り一定の出力値を出力することができる。この結果、磁気センサ５０は磁界を精度良く検出することができる。
【０１９９】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る磁気センサは、第１実施形態に係る図１に示した磁気センサ１０の互いに隣接した一つの通常ＧＭＲ素子（例えば、通常ＧＭＲ素子１１）及び一つのＳＡＦ素子（例えば、ＳＡＦ素子１３）からなる素子群を、図３９及び図４０に示した素子群の何れかに置換した点のみにおいて、磁気センサ１０と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
【０２００】
即ち、第３実施形態に係る磁気センサにおいては、第１実施形態に係る磁気センサ１０の通常ＧＭＲ素子１１及びＳＡＦ素子１３からなる第１素子群が、図３９に示した素子群９１に置換される。この素子群９１は、図１に示した基板１０ａに対して通常ＧＭＲ素子１１及びＳＡＦ素子１３からなる第１素子群が形成されている部分に形成される。
【０２０１】
素子群９１は、４個の通常ＧＭＲ素子９１ｇ１〜９１ｇ４と、４個のＳＡＦ素子９１ｓ１〜９１ｓ４と、からなっている。通常ＧＭＲ素子９１ｇ１〜９１ｇ４及びＳＡＦ素子９１ｓ１〜９１ｓ４のそれぞれの平面視における形状は、互いに同一の幅狭帯状となっている。各素子の長手方向はＹ軸に沿っている。これらの素子は、基板１０ａのＸ軸正方向端部からＸ軸負方向に向けて、通常ＧＭＲ素子９１ｇ１、ＳＡＦ素子９１ｓ１、通常ＧＭＲ素子９１ｇ２、ＳＡＦ素子９１ｓ２、通常ＧＭＲ素子９１ｇ３、ＳＡＦ素子９１ｓ３、通常ＧＭＲ素子９１ｇ４、ＳＡＦ素子９１ｓ４の順に配列されている。即ち、素子群９１においては、基板１０ａ上の所定方向（Ｘ軸負方向）に沿って通常ＧＭＲ素子（第１巨大磁気抵抗効果素子）とＳＡＦ素子（第２巨大磁気抵抗効果素子）とが交互に配列されている。
【０２０２】
通常ＧＭＲ素子９１ｇ１〜９１ｇ４のそれぞれの膜構成は、図４に示したスピンバルブ膜と同一の構成となっている。通常ＧＭＲ素子９１ｇ１〜９１ｇ４のそれぞれの固定層Ｐのピンド層Ｐｄの固定された磁化の向きはＸ軸正方向であり、それぞれのフリー層Ｆの初期状態における磁化の向きはＹ軸正方向である。
【０２０３】
通常ＧＭＲ素子９１ｇ１のＹ軸負方向端部は、端子部９１ａに接続されている。通常ＧＭＲ素子９１ｇ１のＹ軸正方向端部は通常ＧＭＲ素子９１ｇ２のＹ軸正方向端部に接続されている。通常ＧＭＲ素子９１ｇ２のＹ軸負方向端部は通常ＧＭＲ素子９１ｇ３のＹ軸負方向端部に接続されている。通常ＧＭＲ素子９１ｇ３のＹ軸正方向端部は通常ＧＭＲ素子９１ｇ４のＹ軸正方向端部に接続されている。通常ＧＭＲ素子９１ｇ４のＹ軸負方向端部は端子部９１ｂに接続されている。
【０２０４】
これにより、通常ＧＭＲ素子９１ｇ１〜９１ｇ４の各抵抗値の和が、磁気センサ１０の通常ＧＭＲ素子１１の抵抗値の代わりに、端子部９１ａ及び端子部９１ｂから取り出される。通常ＧＭＲ素子９１ｇ１〜９１ｇ４の各抵抗値の和は、通常ＧＭＲ素子１１と同様に変化する。換言すると、通常ＧＭＲ素子９１ｇ１〜９１ｇ４は、変更された通常ＧＭＲ素子１１を構成している。即ち、複数の通常ＧＭＲ素子９１ｇ１〜９１ｇ４同士が直列接続されて一つの巨大磁気抵抗効果素子（第１素子）を形成している。
【０２０５】
４個のＳＡＦ素子９１ｓ１〜９１ｓ４のそれぞれの膜構成は、図５に示したシンセティックスピンバルブ膜と同一の構成となっている。ＳＡＦ素子９１ｓ１〜ＳＡＦ素子９１ｓ４のそれぞれの固定層Ｐ’のピンド層（第１磁性層Ｐ１）の固定された磁化の向きはＸ軸負方向であり、それぞれのフリー層Ｆの初期状態における磁化の向きはＹ軸正方向である。
【０２０６】
ＳＡＦ素子９１ｓ１のＹ軸負方向端部は、端子部９１ｃに接続されている。ＳＡＦ素子９１ｓ１のＹ軸正方向端部はＳＡＦ素子９１ｓ２のＹ軸正方向端部に接続されている。ＳＡＦ素子９１ｓ２のＹ軸負方向端部はＳＡＦ素子９１ｓ３のＹ軸負方向端部に接続されている。ＳＡＦ素子９１ｓ３のＹ軸正方向端部はＳＡＦ素子９１ｓ４のＹ軸正方向端部に接続されている。ＳＡＦ素子９１ｓ４のＹ軸負方向端部は端子部９１ｄに接続されている。
【０２０７】
これにより、ＳＡＦ素子９１ｓ１〜ＳＡＦ素子９１ｓ４の各抵抗値の和が、磁気センサ１０のＳＡＦ素子１３の抵抗値の代わりに、端子部９１ｃ及び端子部９１ｄから取り出される。ＳＡＦ素子９１ｓ１〜９１ｓ４の各抵抗値の和は、ＳＡＦ素子１３と同様に変化する。換言すると、ＳＡＦ素子９１ｓ１〜９１ｓ４は、変更されたＳＡＦ素子１３を構成している。即ち、複数のＳＡＦ素子９１ｓ１〜９１ｓ４同士が直列接続されて他の巨大磁気抵抗効果素子（第２素子）を形成している。
【０２０８】
なお、通常ＧＭＲ素子９１ｇ１〜９１ｇ４及びＳＡＦ素子９１ｓ１〜９１ｓ４のそれぞれの両端部には、それぞれのフリー層Ｆの初期状態における磁化の向きと同一の向きのバイアス磁界をそれぞれのフリー層Ｆに付与するバイアス磁石膜（図３９において図示省略）が形成されている。
【０２０９】
また、第３実施形態に係る磁気センサにおいては、第１実施形態に係る磁気センサ１０の通常ＧＭＲ素子１２及びＳＡＦ素子１４からなる第２素子群が、図３９に示した素子群９１と同一構成の素子群に置換される。この素子群は、図１に示した基板１０ａに対して通常ＧＭＲ素子１２及びＳＡＦ素子１４からなる第２素子群が形成されている部分に形成される。このように、第３実施形態に係る磁気センサにおいては、磁気センサ１０の第２素子群が形成されている位置に、変更された通常ＧＭＲ素子１２及び変更されたＳＡＦ素子１４が形成されている。
【０２１０】
更に、第３実施形態に係る磁気センサにおいて、第１実施形態に係る磁気センサ１０の通常ＧＭＲ素子２１及びＳＡＦ素子２３からなる第３素子群は、図４０に示した素子群９２に置換される。この素子群９２は、図１に示した基板１０ａに対して通常ＧＭＲ素子２１及びＳＡＦ素子２３からなる第３素子群が形成されている部分に形成される。
【０２１１】
素子群９２は、図４０に示したように、図３９に示した素子群９１と同様な構成を備えている。即ち、素子群９２は、通常ＧＭＲ素子９２ｇ１〜９２ｇ４及びＳＡＦ素子９２ｓ１〜９２ｓ４を備えている。これらの素子の形状は平面視において何れも幅狭帯状である。素子群９２の各素子の長手方向の向き、フリー層Ｆの初期状態における磁化の向き、固定層Ｐ，Ｐ’のピンド層の固定された磁化の向き及び素子の接続関係は、図４０に示したとおりである。このように、第３実施形態に係る磁気センサにおいては、磁気センサ１０の第３素子群が形成されている位置に素子群９２が形成され、これにより変更された通常ＧＭＲ素子２１及び変更されたＳＡＦ素子２３が形成されている。
【０２１２】
また、第３実施形態に係る磁気センサにおいては、第１実施形態に係る磁気センサ１０の通常ＧＭＲ素子２２及びＳＡＦ素子２４からなる第４素子群が、図４０に示した素子群９２と同一構成の素子群に置換される。この素子群は、図１に示した基板１０ａに対して通常ＧＭＲ素子２２及びＳＡＦ素子２４からなる第４素子群が形成されている部分に形成される。このように、第３実施形態に係る磁気センサにおいては、磁気センサ１０の第４素子群が形成されている位置に、変更された通常ＧＭＲ素子２２及び変更されたＳＡＦ素子２４が形成されている。
【０２１３】
そして、第３実施形態に係る磁気センサにおいても、変更された通常ＧＭＲ素子１１、１２、２１、２２及び変更されたＳＡＦ素子１３、１４、２３、２４が磁気センサ１０と同様にフルブリッジ接続され、Ｘ軸磁気センサ及びＹ軸磁気センサが構成される。
【０２１４】
ところで、上述したように、単一の基板上に複数の巨大磁気抵抗効果素子を備えたセンサにおいては、基板や巨大磁気抵抗効果素子を覆う樹脂が変形することにより同複数の巨大磁気抵抗効果素子に応力が加わる。その応力は、基板平面に沿って徐々に変化する確率が高い。
【０２１５】
従って、第３実施形態に係る磁気センサのように、基板１０ａ上の所定方向（この例では、Ｘ軸方向又はＹ軸方向）に沿って通常ＧＭＲ素子とＳＡＦ素子とを交互に配列しておき、その複数の通常ＧＭＲ素子同士を直列接続して一つの第１素子を形成し、その複数のＳＡＦ素子同士を直列接続して第２素子を形成すれば、第１素子と第２素子には互いに近しい大きさの応力が加わっている可能性が高くなる。従って、第１素子と第２素子の応力による抵抗変化量は互いに近しい値となる。
【０２１６】
これにより、これらの素子をブリッジ接続した回路により出力値を得るＸ軸磁気センサ及びＹ軸磁気センサは、素子に加わる応力の影響が小さくなっている出力値を出力することができる。この結果、第３実施形態に係る磁気センサは、第１実施形態に係る磁気センサ１０よりも、素子に加わる応力が出力値に及ぼす影響を排除することができるので、一層精度良く磁界を検出することができる。
【０２１７】
なお、第３実施形態に係る磁気センサ（素子群９１，素子群９２）において、素子の配列順を変更してもよい。即ち素子を、基板１０ａのＸ軸正方向端部からＸ軸負方向に向けて、ＳＡＦ素子９１ｓ１、通常ＧＭＲ素子９１ｇ１、ＳＡＦ素子９１ｓ２、通常ＧＭＲ素子９１ｇ２、ＳＡＦ素子９１ｓ３、通常ＧＭＲ素子９１ｇ３、ＳＡＦ素子９１ｓ４、通常ＧＭＲ素子９１ｇ４の順に配列することもできる。また、基板１０ａのＹ軸正方向端部からＹ軸負方向に向けて、ＳＡＦ素子９２ｓ１、通常ＧＭＲ素子９２ｇ１、ＳＡＦ素子９２ｓ２、通常ＧＭＲ素子９２ｇ２、ＳＡＦ素子９２ｓ３、通常ＧＭＲ素子９２ｇ３、ＳＡＦ素子９２ｓ４、通常ＧＭＲ素子９２ｇ４の順に配列することもできる。
【０２１８】
更に、図３９及び図４０に示した素子群を、図３０に示した磁気センサ５０に適用してもよい。
【０２１９】
＜第４実施形態＞
図４１に平面図を示した本発明の第４実施形態に係る磁気センサ９５は、前記基板１０ａと同様な単一の基板９５ａと、Ｘ軸方向磁気検出素子群９６とＹ軸方向磁気検出素子群９７とを備えている。Ｘ軸方向磁気検出素子群９６は基板９５ａのＹ軸方向略中央部且つＸ軸正方向端部近傍に形成されている。Ｙ軸方向磁気検出素子群９７は基板９５ａのＸ軸方向略中央部且つＹ軸正方向端部近傍に形成されている。
【０２２０】
Ｘ軸方向磁気検出素子群９６は、図４２に示したように、４個の通常ＧＭＲ素子９６ｇ１〜９６ｇ４と、４個のＳＡＦ素子９６ｓ１〜９６ｓ４と、からなっている。通常ＧＭＲ素子９６ｇ１〜９６ｇ４及びＳＡＦ素子９６ｓ１〜９６ｓ４のそれぞれの平面視における形状は、互いに同一の幅狭帯状となっている。各素子の長手方向はＹ軸に沿っている。これらの素子は、基板９５ａのＸ軸正方向端部からＸ軸負方向に向けて、通常ＧＭＲ素子９６ｇ１、通常ＧＭＲ素子９６ｇ２、ＳＡＦ素子９６ｓ１、ＳＡＦ素子９６ｓ２、通常ＧＭＲ素子９６ｇ３、通常ＧＭＲ素子９６ｇ４、ＳＡＦ素子９６ｓ３、ＳＡＦ素子９６ｓ４の順に配列されている。
【０２２１】
通常ＧＭＲ素子９６ｇ１〜９６ｇ４のそれぞれの膜構成は、図４に示したスピンバルブ膜と同一の構成となっている。通常ＧＭＲ素子９６ｇ１〜９６ｇ４のそれぞれの固定層Ｐのピンド層Ｐｄの固定された磁化の向きはＸ軸正方向であり、それぞれのフリー層Ｆの初期状態における磁化の向きはＹ軸正方向である。
【０２２２】
通常ＧＭＲ素子９６ｇ１のＹ軸負方向端部は、端子部９６ａ１に接続されている。通常ＧＭＲ素子９６ｇ１のＹ軸正方向端部は通常ＧＭＲ素子９６ｇ３のＹ軸正方向端部に接続されている。通常ＧＭＲ素子９６ｇ３のＹ軸負方向端部は端子部９６ａ２に接続されている。
【０２２３】
これにより、通常ＧＭＲ素子９６ｇ１の抵抗値と通常ＧＭＲ素子９６ｇ３の抵抗値の和が、端子部９６ａ１及び端子部９６ａ２から取り出される。この抵抗値は、磁気センサ１０の通常ＧＭＲ素子１１と同様に変化する。換言すると、通常ＧＭＲ素子９６ｇ１及び通常ＧＭＲ素子９６ｇ３は、変更された通常ＧＭＲ素子１１を構成している。
【０２２４】
一方、通常ＧＭＲ素子９６ｇ２のＹ軸負方向端部は、端子部９６ｂ１に接続されている。通常ＧＭＲ素子９６ｇ２のＹ軸正方向端部は通常ＧＭＲ素子９６ｇ４のＹ軸正方向端部に接続されている。通常ＧＭＲ素子９６ｇ４のＹ軸負方向端部は端子部９６ｂ２に接続されている。
【０２２５】
これにより、通常ＧＭＲ素子９６ｇ２の抵抗値と通常ＧＭＲ素子９６ｇ４の抵抗値の和が、端子部９６ｂ１及び端子部９６ｂ２から取り出される。この抵抗値は、磁気センサ１０の通常ＧＭＲ素子１２と同様に変化する。換言すると、通常ＧＭＲ素子９６ｇ２及び通常ＧＭＲ素子９６ｇ４は、変更された通常ＧＭＲ素子１２を構成している。
【０２２６】
ＳＡＦ素子９６ｓ１〜９６ｓ４のそれぞれの膜構成は、図５に示したシンセティックスピンバルブ膜と同一の構成となっている。ＳＡＦ素子９６ｓ１〜ＳＡＦ素子９６ｓ４のそれぞれの固定層Ｐ’のピンド層（第１磁性層Ｐ１）の固定された磁化の向きはＸ軸負方向であり、それぞれのフリー層Ｆの初期状態における磁化の向きはＹ軸正方向である。
【０２２７】
ＳＡＦ素子９６ｓ１のＹ軸負方向端部は、端子部９６ｃ１に接続されている。ＳＡＦ素子９６ｓ１のＹ軸正方向端部はＳＡＦ素子９６ｓ３のＹ軸正方向端部に接続されている。ＳＡＦ素子９６ｓ３のＹ軸負方向端部は端子部９６ｃ２に接続されている。
【０２２８】
これにより、ＳＡＦ素子９６ｓ１の抵抗値とＳＡＦ素子９６ｓ３の抵抗値の和が、端子部９６ｃ１及び端子部９６ｃ２から取り出される。この抵抗値は、磁気センサ１０のＳＡＦ素子１３と同様に変化する。換言すると、ＳＡＦ素子９６ｓ１及びＳＡＦ素子９６ｓ３は、変更されたＳＡＦ素子１３を構成している。
【０２２９】
一方、ＳＡＦ素子９６ｓ２のＹ軸負方向端部は、端子部９６ｄ１に接続されている。ＳＡＦ素子９６ｓ２のＹ軸正方向端部はＳＡＦ素子９６ｓ４のＹ軸正方向端部に接続されている。ＳＡＦ素子９６ｓ４のＹ軸負方向端部は端子部９６ｄ２に接続されている。
【０２３０】
これにより、ＳＡＦ素子９６ｓ２の抵抗値とＳＡＦ素子９６ｓ４の抵抗値の和が、端子部９６ｄ１及び端子部９６ｄ２から取り出される。この抵抗値は、磁気センサ１０のＳＡＦ素子１４と同様に変化する。換言すると、ＳＡＦ素子９６ｓ２及びＳＡＦ素子９６ｓ４は、変更されたＳＡＦ素子１４を構成している。
【０２３１】
なお、通常ＧＭＲ素子９６ｇ１〜９６ｇ４及びＳＡＦ素子９６ｓ１〜９６ｓ４のそれぞれの両端部には、それぞれのフリー層Ｆの初期状態における磁化の向きと同一の向きのバイアス磁界をそれぞれのフリー層Ｆに付与するバイアス磁石膜（図４２において図示省略）が形成されている。
【０２３２】
上述した変更された通常ＧＭＲ素子１１、１２及び変更されたＳＡＦ素子１３、１４は、磁気センサ１０の通常ＧＭＲ素子１１、１２及びＳＡＦ素子１３、１４と同様にフルブリッジ接続され、Ｘ軸磁気センサを構成している。
【０２３３】
Ｙ軸方向磁気検出素子群９７は、図４３に示したように、図４２に示したＸ軸方向磁気検出素子群９６と同様な構成を備えている。即ち、Ｙ軸方向磁気検出素子群９７は、通常ＧＭＲ素子９７ｇ１〜９７ｇ４及びＳＡＦ素子９７ｓ１〜９７ｓ４を備えている。これらの素子の形状は平面視において何れも幅狭帯状である。Ｙ軸方向磁気検出素子群９７の各素子の長手方向の向き、フリー層Ｆの初期状態における磁化の向き、固定層Ｐ，Ｐ’のピンド層の固定された磁化の向き及び素子の接続関係は図４３に示したとおりである。
【０２３４】
従って、通常ＧＭＲ素子９７ｇ１及び通常ＧＭＲ素子９７ｇ３は変更された通常ＧＭＲ素子２１を構成し、通常ＧＭＲ素子９７ｇ２及び通常ＧＭＲ素子９７ｇ４は変更された通常ＧＭＲ素子２２を構成している。同様に、ＳＡＦ素子９７ｓ１及びＳＡＦ素子９７ｓ３は変更されたＳＡＦ素子２３を構成し、ＳＡＦ素子９７ｓ２及びＳＡＦ素子９７ｓ４は変更されたＳＡＦ素子２４を構成している。
【０２３５】
そして、上述した変更された通常ＧＭＲ素子２１、２２及び変更されたＳＡＦ素子２３、２４は、磁気センサ１０の通常ＧＭＲ素子２１、２２及びＳＡＦ素子２３、２４と同様にフルブリッジ接続され、Ｙ軸磁気センサを構成している。
【０２３６】
このように構成された第４実施形態に係る磁気センサ９５は、例えば、Ｘ軸磁気センサに着目すると、通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子をそれぞれ４個備え、互いに隣接した２個の通常ＧＭＲ素子からなる第１群（通常ＧＭＲ素子９６ｇ１，９６ｇ２）、互いに隣接した他の２個の通常ＧＭＲ素子からなる第２群（通常ＧＭＲ素子９６ｇ３，９６ｇ４）、互いに隣接した２個のＳＡＦ素子からなる第３群（ＳＡＦ素子９６ｓ１，９６ｓ２）、互いに隣接した他の２個のＳＡＦ素子からなる第４群（ＳＡＦ素子９６ｓ３，９６ｓ４）を形成し、基板１０ａ上の所定方向（Ｘ軸負方向）に沿って第１群、第３群、第２群及び第４群の順（又は、前記基板上の所定方向に沿って第３群、第１群、第４群及び第２群の順であってもよい。）に配列したセンサである。
【０２３７】
更に、磁気センサ９５のＸ軸磁気センサは、互いに隣接しない２個の通常ＧＭＲ素子同士（通常ＧＭＲ素子９６ｇ１と９６ｇ３、及び、通常ＧＭＲ素子９６ｇ２と９６ｇ４）を直列接続することにより通常ＧＭＲ素子のみからなる２個の素子（第３素子、第４素子）を形成し、互いに隣接しない２個のＳＡＦ素子（ＳＡＦ素子９６ｓ１と９６ｓ３、及び、ＳＡＦ素子９６ｓ２と９６ｓ４）を直列接続することによりＳＡＦ素子のみからなる２個の素子（第５素子、第６素子）を形成してなる磁気センサである。
【０２３８】
これによれば、第３〜第６素子の各素子には、互いにより近しい大きさの応力が加わる可能性が高くなる。従って、第３〜第６素子の応力による抵抗変化量は互いに近しい値となる。従って、第３〜第６素子をフルブリッジ接続した回路により出力値を得る磁気センサ９５のＸ軸磁気センサは、各素子に加わる応力の影響を一層排除した出力値を出力することができる。
【０２３９】
以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る磁気センサは、小型であって、素子が受ける応力の出力値への影響を極力小さくした磁気センサとなっている。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。
【０２４０】
例えば、図４４の（Ａ）に示したように、ＳＡＦ素子１４と通常ＧＭＲ素子１２とをハーフブリッジ接続し、それらの素子の接続箇所Ｔ１の電位をＸ軸磁気センサの出力値Voxとしてもよい。また、図４４の（Ｂ）に示したように、固定抵抗９８，９９を含んでフルブリッジ回路を構成し、接続箇所Ｔ２の電位と接続箇所Ｔ３の電位との電位差をＸ軸磁気センサの出力値Voxとしてもよい。
【０２４１】
更に、例えば、図６に示した回路において、ＳＡＦ素子１３と接続箇所Ｑ１との間に固定抵抗を直列接続するとともに、ＳＡＦ素子１４と接続箇所Ｑ２との間に他の固定抵抗を直列接続してもよい。
【０２４２】
また、上記各実施形態は、直交２軸方向検出型磁気センサであったが、Ｘ軸磁気センサのみを備えた１軸方向検出型磁気センサであてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気センサ（Ｎタイプ）の平面図である。
【図２】図１に示した通常ＧＭＲ素子の拡大平面図である。
【図３】図２の１−１線に沿った平面にて通常ＧＭＲ素子を切断した概略断面図である。
【図４】図４の（Ａ）は図１に示した通常ＧＭＲ素子の膜構成を示した図、図４の（Ｂ）は図１に示した通常ＧＭＲ素子の概念的斜視図、図４の（Ｃ）は図１に示した通常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５】図５の（Ａ）は図１に示したＳＡＦ素子の膜構成を示した図、図５の（Ｂ）は図１に示したＳＡＦ素子の概念的斜視図、図５の（Ｃ）は図１に示したＳＡＦ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６】図６の（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であり、図６の（Ｂ）は外部磁界のＸ軸正方向成分に対する同Ｘ軸磁気センサの出力の変化を示したグラフである。
【図７】図７の（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であり、図７の（Ｂ）は外部磁界のＹ軸正方向成分に対する同Ｙ軸磁気センサの出力の変化を示したグラフである。
【図８】図１に示した磁気センサを製造するためのウエハ（基板）の部分平面図である。
【図９】図１に示した磁気センサのピンド層の磁化の向きを固定する際に使用するマグネットアレイの平面図である。
【図１０】図９の２−２線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の断面図である。
【図１１】図９に示したマグネットアレイの永久磁石を５個だけ取り出した状態を示す同永久磁石の斜視図である。
【図１２】図１に示した磁気センサの通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子のピンド層の磁化の向きを固定する方法を示したマグネットアレイ及びウエハの部分平面図である。
【図１３】通常ＧＭＲ素子の磁場中熱処理時における磁界方向と得られる素子の特性との関係を示した図である。
【図１４】通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子の磁場中熱処理時における磁界方向と得られる素子の特性との関係を示した図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係る磁気センサ（Ｓタイプ）の平面図である。
【図１６】図１に示した磁気センサが備える通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子となる各膜を基板上に形成するための第１の製造方法における一工程を示した図である。
【図１７】第１の製造方法における図１６に続く工程を示した図である。
【図１８】第１の製造方法における図１７に続く工程を示した図である。
【図１９】第１の製造方法における図１８に続く工程を示した図である。
【図２０】第１の製造方法における図１９に続く工程を示した図である。
【図２１】第１の製造方法における図２０に続く工程を示した図である。
【図２２】図１に示した磁気センサが備える通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子となる各膜を基板上に形成するための第２の製造方法における工程を示した図である。
【図２３】第２の製造方法における図２２に続く工程を示した図である。
【図２４】第２の製造方法における図２３に続く工程を示した図である。
【図２５】第２の製造方法における図２４に続く工程を示した図である。
【図２６】第２の製造方法における図２５に続く工程を示した図である。
【図２７】第２の製造方法における図２６に続く工程を示した図である。
【図２８】第２の製造方法における図２７に続く工程を示した図である。
【図２９】図１に示した磁気センサが備える通常ＧＭＲ素子及びＳＡＦ素子となる各膜を基板上に形成するための第３の製造方法を示した図である。
【図３０】本発明の第２実施形態に係る磁気センサの平面図である。
【図３１】図３０に示した磁気センサが備えるＸ軸磁気センサの回路構成を示したブロック図である。
【図３２】図３２の（Ａ）は図３０に示した磁気センサが備える第１Ｘ軸磁気センサの等価回路図であり、図３２の（Ｂ）は外部磁界のＸ軸正方向成分に対する同第１Ｘ軸磁気センサの出力の変化を示したグラフである。
【図３３】図３３の（Ａ）は図３０に示した磁気センサが備える第２Ｘ軸磁気センサの等価回路図であり、図３３の（Ｂ）は外部磁界のＸ軸正方向成分に対する同第２Ｘ軸磁気センサの出力の変化を示したグラフである。
【図３４】外部磁界のＸ軸正方向成分に対する図３０に示した磁気センサが備えるＸ軸磁気センサの出力の変化を示したグラフである。
【図３５】図３０に示した磁気センサが備えるＹ軸磁気センサの回路構成を示したブロック図である。
【図３６】図３６の（Ａ）は図３０に示した磁気センサが備える第１Ｙ軸磁気センサの等価回路図であり、図３６の（Ｂ）は外部磁界のＹ軸正方向成分に対する同第１Ｙ軸磁気センサの出力の変化を示したグラフである。
【図３７】図３７の（Ａ）は図３０に示した磁気センサが備える第２Ｙ軸磁気センサの等価回路図であり、図３７の（Ｂ）は外部磁界のＹ軸正方向成分に対する同第２Ｙ軸磁気センサの出力の変化を示したグラフである。
【図３８】外部磁界のＹ軸正方向成分に対する図３０に示した磁気センサが備えるＹ軸磁気センサの出力の変化を示したグラフである。
【図３９】本発明の第３実施形態に係る磁気センサの一つの素子群の平面図である。
【図４０】本発明の第３実施形態に係る磁気センサの他の素子群の平面図である。
【図４１】本発明の第４実施形態に係る磁気センサの平面図である。
【図４２】図４１に示した磁気センサのＸ軸方向磁気検出素子群の平面図である。
【図４３】図４１に示した磁気センサのＹ軸方向磁気検出素子群の平面図である。
【図４４】図４４の（Ａ）は本発明の変形例に係る磁気センサの等価回路図であり、図４４（Ｂ）は本発明の他の変形例に係る磁気センサの等価回路図である。
【図４５】図４５の（Ａ）は従来の磁気センサの等価回路図であり、図４５（Ｂ）は同従来の磁気センサの外部磁界に対する出力の変化を示したグラフである。
【図４６】従来の磁気センサの平面図である。
【図４７】従来の磁気センサの固定層の磁化の向きを固定する際に使用するマグネットアレイの永久磁石を５個だけ取り出した状態を示す同永久磁石の斜視図である。
【図４８】固定層の磁化の向きを固定する際の図４７に示したマグネットアレイとウエハとの位置関係を示した平面図である。
【符号の説明】
【０２４４】
１０…磁気センサ、１１，１２，２１，２２…通常ＧＭＲ素子、１３，１４，２３，２４…ＳＡＦ素子、１１ａ１〜１１ａ６…幅狭帯状部、３０…マグネットアレイ、３１…永久磁石、４０…磁気センサ、４１，４２，５１，５２…通常ＧＭＲ素子、４３，４４，５３，５４…ＳＡＦ素子、５０…磁気センサ、５１Ｇ〜５４Ｇ，７１Ｇ〜７４Ｇ…通常ＧＭＲ素子、６１Ｓ〜６４Ｇ，８１Ｓ〜８４Ｓ…ＳＡＦ素子、９１ｇ１〜９１ｇ４…通常ＧＭＲ素子、９１ｓ１〜９１ｓ４…ＳＡＦ素子、９５…磁気センサ、９６…Ｘ軸方向磁気検出素子群、９６ｇ１〜９６ｇ４…通常ＧＭＲ素子、９６ｓ１〜９６ｓ４…ＳＡＦ素子、Ｅｂ…交換バイアス膜、Ｅｘ…交換結合膜、Ｆ…フリー層、Ｐ，Ｐ’…固定層、Ｐ１…ピンド層（第１強磁性体膜）、Ｐ２…第２強磁性体膜、Ｐｄ…ピンド層、Ｓ…スペーサ層。
【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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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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