(57)【要約】【課題】磁界中熱処理を用いる場合に比べて、製造に要する工程が簡略化された磁気センサの製造方法などを提供する。【解決手段】磁気センサの製造方法は、マグネトロンスパッタリングにより、基板１０上に磁界を感受する感受部２１を構成する軟磁性体層１０１を堆積する軟磁性体層堆積工程と、軟磁性体層１０１のマグネトロンスパッタリングに用いた磁界により一軸磁気異方性が付与された部分に、磁界を感受する感受部２１を形成する感受部形成工程とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトロンスパッタリングにより、基板上に磁界を感受する感受部を構成する軟磁性体層を堆積する軟磁性体層堆積工程と、
前記軟磁性体層の前記マグネトロンスパッタリングに用いた磁界により一軸磁気異方性が付与された部分に、磁界を感受する感受部を形成する感受部形成工程と
を含む磁気センサの製造方法。
【請求項２】
前記感受部形成工程において、
長手方向と短手方向とを有する前記感受部の当該短手方向が前記一軸磁気異方性の方向を向くように当該感受部を形成することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項３】
前記マグネトロンスパッタリングは、前記基板の表面に対向する面内において、磁界を形成する磁石が回転するカソードを用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項４】
前記感受部の一軸磁気異方性の方向と交差する方向に磁界を形成する、硬磁性体で構成された薄膜磁石が設けられた基板に対して、前記軟磁性体層堆積工程と、前記感受部形成工程とを行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項５】
磁界を感受する感受部が、当該感受部を構成する軟磁性体層の形成に用いられたマグネトロンスパッタリングにおいて形成された磁界の位置を反映して、それぞれが配置された複数の磁気センサを備える磁気センサ集合体。
【請求項６】
複数の前記磁気センサのそれぞれの前記感受部は、長手方向と短手方向とを有し、当該短手方向が前記マグネトロンスパッタリングにおいて形成された磁界の方向を向いていることを特徴とする請求項５に記載の磁気センサ集合体。
【請求項７】
複数の前記磁気センサのそれぞれは、前記感受部の一軸磁気異方性の方向と交差する方向に磁界を形成する、硬磁性体で構成された薄膜磁石を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の磁気センサ集合体。
【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及び磁気センサ集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
公報記載の従来技術として、磁気インピーダンス効果を利用した磁気検出素子であって、非磁性基板上に高透磁率磁性膜を形成して構成され、前記高透磁率磁性膜は、磁界検出方向に沿った複数本の直線部分が所定間隔で平行に並び、順次折り返すように連結され、電気的に直列接続されたつづら折り状パターンに形成され、且つ磁化容易軸方向が磁界検出方向に対し膜面内で垂直な方向になるように磁気異方性が付けられており、該高透磁率磁性膜の両端部から高周波電流を印加し外部磁界により前記両端部間に発生するインピーダンスの変化を電気信号に変換して出力を得られるようにした磁気検出素子が存在する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３３０６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、磁気インピーダンス効果を用いた磁気センサでは、長手方向に一軸異方性が付与された短冊状の軟磁性体が感受部として用いられる。そして、軟磁性体の一軸異方性は、感受部が形成された後に、磁界中熱処理などにより付与されていた。
本発明は、磁界中熱処理を用いる場合に比べて、製造に要する工程が簡略化された磁気センサの製造方法などを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明が適用される磁気センサの製造方法は、マグネトロンスパッタリングにより、基板上に磁界を感受する感受部を構成する軟磁性体層を堆積する軟磁性体層堆積工程と、軟磁性体層のマグネトロンスパッタリングに用いた磁界により一軸磁気異方性が付与された部分に、磁界を感受する感受部を形成する感受部形成工程とを含む。
このような磁気センサの製造方法の感受部形成工程において、長手方向と短手方向とを有する感受部の短手方向が一軸磁気異方性の方向を向くように感受部を形成することを特徴とすることができる。
また、マグネトロンスパッタリングは、基板の表面に対向する面内において、磁界を形成する磁石が回転するカソードを用いて行うことを特徴とすることができる。
さらに、このような磁気センサの製造方法において、感受部の一軸磁気異方性の方向と交差する方向に磁界を形成する、硬磁性体で構成された薄膜磁石が設けられた基板に対して、軟磁性体層堆積工程と、感受部形成工程とが行われることを特徴とすることができる。
【０００６】
他の観点から捉えると、本発明が適用される磁気センサ集合体は、磁界を感受する感受部が、感受部を構成する軟磁性体層の形成に用いられたマグネトロンスパッタリングにおいて形成された磁界の位置を反映して、それぞれが配置された複数の磁気センサを備える。
このような磁気センサ集合体における複数の磁気センサのそれぞれの感受部は、長手方向と短手方向とを有し、短手方向がマグネトロンスパッタリングにおいて形成された磁界の方向を向いていることを特徴とすることができる。
さらに、複数の磁気センサのそれぞれは、感受部の一軸磁気異方性の方向と交差する方向に磁界を形成する、硬磁性体で構成された薄膜磁石を備えることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、磁界中熱処理を用いる場合に比べて、製造に要する工程が簡略化された磁気センサの製造方法などが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＢ−ＩＢ線での断面図である。
【図２】磁気センサの製造方法の一例を説明する図である。（ａ）〜（ｃ）は、磁気センサの製造方法における工程を示す。
【図３】マグネトロンスパッタリング装置の概要を説明する断面図である。
【図４】マグネトロンスパッタリング装置における磁気回路の構成及び基板に形成された磁気センサの配置（磁気センサ集合体）を示す図である。（ａ）は、ターゲット側から見た磁気回路の構成、（ｂ）は、基板に形成された磁気センサの配置（磁気センサ集合体）を示す。
【図５】マグネトロンスパッタリング装置における磁気回路の変形例１と、基板に形成された磁気センサの配置（磁気センサ集合体）を示す図である。（ａ）は、ターゲット側から見た変形例１の磁気回路の構成、（ｂ）は、基板に形成された磁気センサの配置（磁気センサ集合体）を示す。
【図６】マグネトロンスパッタリング装置における磁気回路の変形例２の構成と、基板に形成された磁気センサの配置（磁気センサ集合体）を示す図である。（ａ）は、ターゲット側から見た変形例２の磁気回路の構成、（ｂ）は、基板１０に形成された磁気センサの配置（磁気センサ集合体）を示す。
【図７】第２の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線での断面図である。
【図８】第３の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線での断面図である。
【図９】第４の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線での断面図である。
【図１０】第４の実施の形態が適用される磁気センサの製造方法の一例を説明する図である。（ａ）〜（ｇ）は、磁気センサの製造方法における工程を示す。
【図１１】第５の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線での断面図である。
【図１２】第６の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で説明する磁気センサは、いわゆる磁気インピーダンス効果素子を用いたものである。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
［第１の実施の形態］
（磁気センサ１の構成）
まず、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１の構成を説明する。
図１は、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１の一例を説明する図である。図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩＢ−ＩＢ線での断面図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、磁気センサ１は、基板１０と、基板１０上に設けられ、軟磁性体（後述する軟磁性体層１０１）で構成された磁気センサ本体２０とを備える。
図１（ａ）に示すように、磁気センサ本体２０は、磁界（外部磁界）の変化を感知する複数の感受部２１と、複数の感受部２１を直列（つづら折り）接続する接続部２２と、感受部２１に電流を供給する電線が接続される端子部２３とを備える。なお、本明細書においては、感受部２１を構成する軟磁性体層１０１を（  ）内に表記する。他の場合も同様である。
【００１１】
ここで軟磁性体とは、外部磁界によって容易に磁化されるが、外部磁界を取り除くと速やかに磁化のないか又は小さい元の状態に戻る、いわゆる保磁力の小さい材料である。軟磁性体としては、例えば、Ｃｏを主成分にした合金（以下では、感受部２１を構成するＣｏ合金と表記する。）に高融点金属Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等を添加したアモルファス合金が用いうる。感受部２１を構成するＣｏ合金としては、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＦｅＴａ、ＣｏＷＺｒ等が挙げられる。なお、本明細書においては、合金の組成比は、特に示していない。以下同様である。
【００１２】
基板１０は、非磁性体からなる基板であって、例えば、ガラス、サファイア等の酸化物基板や、シリコン等の半導体基板が用いうる。ここでは、基板１０は、ガラスであるとして説明する。なお、基板１０は、一例として直径が約９５ｍｍの円盤状であって、厚さは約０．５ｍｍである。そして、複数の磁気センサ１が基板１０上に一括して製造されたのち、個々の磁気センサ１に分割される（切り出される）。図１は、切り出された１個の磁気センサ１である。
なお、基板１０が導電体である場合には、基板１０上に電気的な絶縁層を設けておけばよい。
【００１３】
次に、磁気センサ本体２０を説明する。
感受部２１は、後述する軟磁性体層１０１で構成された、長手方向に電流が流れるように設けられた短冊状の部材である。そして、複数の感受部２１（ここでは、４個）が、長手方向が平行に配置（配列）されている。なお、感受部２１は１個でもよい。
【００１４】
そして、接続部２２は、軟磁性体層１０１で構成され、隣接する感受部２１の端部間に設けられている。そして、接続部２２は、複数の感受部２１を直列（つづら折り）に接続する。ここでは、感受部２１が４個あるため、接続部２２は３個である。感受部２１が２個である場合には、接続部２２は１個でよい。なお、感受部２１が１個である場合には、接続部２２を備えなくともよい。接続部２２の幅は、感受部２１と同様であればよい。
【００１５】
さらに、端子部２３は、軟磁性体層１０１で構成され、接続部２２で接続されていない感受部２１の端部（２個）にそれぞれ設けられている。端子部２３は、感受部２１から引き出す引き出し部分と、電流を供給する電線を接続する部分（パッド）とを備える。なお、電線を接続する部分は、電線を接続しうる大きさであればよい。
【００１６】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、感受部２１、接続部２２及び端子部２３は、同一の軟磁性体層１０１を加工して形成されていて、連続している。
【００１７】
磁気センサ１は、感受部２１の長手方向と交差する短手方向（幅方向）に磁化容易軸が向いた、一軸磁気異方性が付与されている。
使用時には、外部から感受部２１の長手方向に磁束が透過するように、例えばコイルに電流を流して発生させたバイアス磁界が印加される。そして、バイアス磁界が印加された状態で、２個の端子部２３から感受部２１に高周波電流を流して、端子部２３間の抵抗値（インピーダンス）を計測する。端子部２３間の抵抗値（インピーダンス）は、外部磁界の感受部２１の長手方向に沿った方向の成分を感受する。よって、端子部２３間の抵抗値（インピーダンス）の計測から、外部磁界又は外部磁界の変化が測定される。
【００１８】
なお、バイアス磁界は、外部磁界の変化に対して、端子部２３間の抵抗値（インピーダンス）変化が大きい状態に設定する。つまり、バイアス磁界を印加して、外部磁界に対してインピーダンス変化の急峻なところを使うと、微弱な外部磁界の変化を捉えることが可能となる。
【００１９】
感受部２１は、例えば短手方向の幅が数１０μｍ、長手方向の長さが約１ｍｍ、厚さが０．５μｍ〜５μｍである。そして、平行して配置（配列）される２個の感受部２１の間隔は、５０〜１００μｍである。よって、磁気センサ１の平面形状は、数ｍｍ角である。
なお、計測する外部磁界の値や用いる軟磁性体材料などによって、他の値を用いてもよい。
【００２０】
（磁気センサ１の製造方法）
次に、磁気センサ１の製造方法を説明する。複数の磁気センサ１が一括して製造される。ここでは、１個の磁気センサ１に着目して説明する。以下で説明する製造方法では、リフトオフ法を用いる。なお、エッチング法を用いてもよい。
図２は、磁気センサ１の製造方法の一例を説明する図である。図２（ａ）〜（ｃ）は、磁気センサ１の製造方法における工程を示す。なお、図２（ａ）〜（ｃ）は、代表的な工程であって、図２（ａ）〜（ｃ）の順に進む。図２（ａ）〜（ｃ）は、図１（ｂ）の断面図に対応する。
【００２１】
図２（ａ）は、レジストパターン形成工程であって、次の図２（ｂ）で堆積する軟磁性体層１０１をリフトオフするためのレジストパターン２０１を基板１０上に形成する。
ここでは、基板１０を洗浄した後、基板１０の一方の面（以下、表面と表記する。）上に、磁気センサ本体２０が形成される部分を開口部とするレジストパターン２０１を、公知のフォトリソグラフィにより形成する。
【００２２】
なお、レジストパターン２０１は、磁気センサ本体２０の感受部２１が、後述するマグネトロン方式のスパッタリング装置３００（マグネトロンスパッタリング装置３００）で用いられる磁界内に配置され、且つ、感受部２１の短手方向（幅方向）が磁界の方向に向くように形成されている。
ここで、短手方向（幅方向）が磁界の方向を向くとは、磁界の方向と短手方向とのなす角度が４５°未満であることをいう。なお、磁界の方向と短手方向とのなす角度は、より小さいほどよい。
【００２３】
図２（ｂ）は、軟磁性体層堆積工程であって、レジストパターン２０１が形成された基板１０の表面上に軟磁性体の層（軟磁性体層１０１）を堆積する。
ここでは、軟磁性体層１０１は、マグネトロンスパッタリング装置３００により、軟磁性体で構成されたターゲット（後述する図３に示すターゲット）を用いて、基板１０上に堆積される。なお、軟磁性体は、前述した感受部２１を構成するＣｏ合金である。
なお、マグネトロンスパッタリング装置３００により軟磁性体層１０１など堆積することを、マグネトロンスパッタリングにより軟磁性体層１０１などを堆積すると表記することがある。
【００２４】
図２（ｃ）は、軟磁性体層リフトオフ工程であって、基板１０上に堆積された軟磁性体層１０１が、リフトオフにより感受部２１、接続部２２及び端子部２３を含む磁気センサ本体２０に加工される。
ここでは、レジストパターン２０１を除去することで、レジストパターン２０１上に堆積した軟磁性体層１０１が除去される。これにより、レジストパターン２０１の開口部に軟磁性体層１０１が残る。このようにして、磁気センサ本体２０が形成される。
なお、この軟磁性体層リフトオフ工程は、感受部形成工程の一例である。エッチング法を用いる場合には、エッチングにより感受部２１を形成する工程が感受部形成工程となる。
【００２５】
ここでは、磁気センサ本体２０の感受部２１がマグネトロンスパッタリング装置２の磁界内にあり、且つ、感受部２１の短手方向（幅方向）が、マグネトロンスパッタリング装置３００の磁界の方向に向くように設定されている。よって、軟磁性体層１０１は、成膜（堆積）中に、感受部２１の短手方向（幅方向）に磁化容易軸が向いた一軸磁気異方性が付与される。つまり、一軸磁気異方性は、マグネトロンスパッタリング装置３００の磁界によって誘導されて付与される。よって、この一軸磁気異方性は、誘導磁気異方性と表記されることがある。これにより、磁気センサ１が形成された後に、磁界中熱処理を行うことを要しない。
【００２６】
なお、磁界中熱処理は、例えば３ｋＧ（０．３Ｔ）の回転磁界中における４００℃での熱処理と、それに引き続く３ｋＧ（０．３Ｔ）の静磁界中における４００℃での熱処理である。
つまり、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１の製造方法では、４００℃などの高温での磁界中熱処理を要しない。
【００２７】
（マグネトロンスパッタリング装置３００）
ここで、図２（ｂ）におけるマグネトロンスパッタリング装置３００を用いた軟磁性体層１０１の形成について説明する。まず、マグネトロンスパッタリング装置３００を説明する。
図３は、マグネトロンスパッタリング装置３００の概要を説明する断面図である。ここでのマグネトロンスパッタリング装置３００は、図３のＯ−Ｏ線を回転の軸とする円筒状である。
マグネトロンスパッタリング装置３００は、隔壁３１０とマグネトロンカソード３２０とを備える。隔壁３１０とマグネトロンカソード３２０とは、ポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁部材３１１を介して、密閉された空間であるチャンバ３４０を構成する。
チャンバ３４０内には、基板１０を保持する基板ホルダ３５０を備える。
【００２８】
隔壁３１０は、接地（ＧＮＤ）されている。基板ホルダ３５０は、隔壁３１０を介して接地（ＧＮＤ）されアノードとして機能する。つまり、接地された基板ホルダ３５０とマグネトロンカソード３２０との間に、高周波電源３６０が接続されている。なお、高周波電源３６０の代わりに、直流電源が接続され、基板ホルダ３５０とマグネトロンカソード３２０との間に、直流（ＤＣ）が印加されるようにしてもよい。
【００２９】
なお、図３では図示していないが、マグネトロンスパッタリング装置３００には、上記の他にチャンバ３４０内を減圧する真空ポンプ、チャンバ３４０内にスパッタリングに用いるガス、例えばＡｒなどを導入するガス供給機構やチャンバ３４０内の圧力を予め定められた値に保持する圧力調整機構を備える。また、マグネトロンカソード３２０を冷却するために、マグネトロンカソード３２０に冷却液を供給する冷却機構を備えてもよい。そして、基板１０を加熱するための加熱機構、例えば赤外線ランプや、逆に、基板１０を冷却するために、基板ホルダ３５０に冷却液を供給する冷却機構を備えてもよい。
【００３０】
マグネトロンカソード３２０は、カソード筐体３２１、基板１０上に形成する薄膜の材料であるターゲット３２２、ターゲット３２２を保持するバッキングプレート３２３、及び、バッキングプレート３２３を透過して磁界をターゲット３２２側に生じさせる磁気回路３３０を備える。
【００３１】
ターゲット３２２は、前述した感受部２１を構成するＣｏ合金で構成されている。
バッキングプレート３２３は、導電率の高い無酸素銅などで構成されている。そして、表面に、ターゲット３２２が導電性の接着剤などで固定されている。
カソード筐体３２１は、ステンレス鋼などで構成されている。カソード筐体３２１にターゲット３２２が取り付けられたバッキングプレート３２３が固定され、バッキングプレート３２３のターゲット３２２の設けられていない側に、磁気回路３３０が設けられている。
ターゲット３２２の大きさ（直径）は、基板１０の予め定められた領域（範囲）に膜が形成（堆積）されるように設定されている。ここでは、ターゲット３２２の直径は、基板１０の直径より大きくしている。
【００３２】
磁気回路３３０は、バッキングプレート３２３側にＮ極が露出した磁石（マグネット）３３１と、Ｓ極が露出した磁石３３２と、磁石３３１、３３２のバッキングプレート３２３側とは反対側に設けられ、磁石３３２のＮ極からの磁束を磁石３３１のＳ極に誘導するヨーク３３３を備える。磁石３３１、３３２には、一般に永久磁石が用いられる。
ここでは、後述する図４に示すように、磁石３３１、３３２は、バッキングプレート３２３側にＮ極が露出した磁石３３１が外側、Ｓ極が露出した磁石３３２が内側になるように同心円状に設けられている。
【００３３】
すると、磁石３３１のＮ極から磁石３３２のＳ極に向かう磁力線（矢印で示す）が、バッキングプレート３２３及びターゲット３２２を貫いて、チャンバ３４０内に発生する。そして、この磁力線の一部は、基板ホルダ３５０に保持された基板１０に到達し、基板１０を、表面に平行な方向に通過する。つまり、基板１０には、磁力線が通過する部分において、表面に平行な方向の磁界が発生する。
すなわち、基板１０に発生する表面に平行な方向の磁界により、基板１０上に堆積（形成）される軟磁性体層１０１の堆積に伴って一軸磁気異方性が付与される。
【００３４】
なお、マグネトロンスパッタリング装置３００では、高周波電源３６０によって発生させた放電によって発生した電子を、ターゲット３２２の表面の磁力線によって、ターゲット３２２の近傍に集中させる（閉じ込める）。これにより、電子とガスとの衝突確率を増加させてガスの電離を促進し、膜の堆積速度（成膜速度）を向上させている。なお、磁力線によって電子を集中させたターゲット３２２の表面が、電離したガスのイオンの衝撃で浸食（エロージョン）される範囲となる。
【００３５】
基板ホルダ３５０は、ステンレス鋼などで構成されている。そして、基板ホルダ３５０は、基板１０を保持する機構（不図示）により、基板１０を保持する。
前述したように、マグネトロンスパッタリング装置３００は、円筒状である。そして、ターゲット３２２も円形（円盤状）である。そして、基板１０も円形（円盤状）であって、ターゲット３２２に対向するように基板ホルダ３５０に保持されている（後述する図４参照）。
【００３６】
以上説明したように、図３に示すマグネトロンスパッタリング装置３００は、いわゆる基板１０の一枚毎に、膜を形成（堆積）する枚葉式のスパッタリング装置である。
また、図３に示すマグネトロンスパッタリング装置３００では、基板１０の表面（ターゲット３２２の表面）を水平（図３の紙面における左右方向）に配置するように構成したが、垂直（図３の紙面における上下方向に）に配置するように構成してもよい。
【００３７】
図４は、マグネトロンスパッタリング装置３００における磁気回路３３０の構成及び基板１０に形成された磁気センサ１の配置（磁気センサ集合体）を示す図である。図４（ａ）は、ターゲット３２２側から見た磁気回路３３０の構成、図４（ｂ）は、基板１０に形成された磁気センサ１の配置（磁気センサ集合体）を示す。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、ターゲット３２２は、円形である。そして、ターゲット３２２を通して見た磁気回路３３０は、同心円状に磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極とが設けられている。そして、ターゲット３２２を透過して、磁石３３１のＮ極から磁石３３２のＳ極に向かう磁力線（矢印）が形成されている。
【００３９】
そして、図４（ｂ）に示すように、基板１０は、ターゲット３２２に対向して設けられた円板状である。なお、図４（ｂ）には、対向する磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の位置を合わせて示している。そして、磁気センサ１は、基板１０上の磁力線が通過する部分（磁界）において、磁力線の通過する方向に軟磁性体層１０１で形成される感受部２１の短手方向（幅方向）が向くように配置（配列）されている。例えば、磁気センサ１は、磁気回路３３０における磁石３３１のＮ極の作る円と磁石３３２のＳ極が作る円との内側に、感受部２１の短手方向（幅方向）が円の径方向に沿うように配置（配列）されている。
【００４０】
ここでは、磁気回路３３０における磁石３３１のＮ極の作る円と磁石３３２のＳ極が作る円との間に１個の磁気センサ１を記載している。これは、磁気センサ１の感受部２１と、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との作る磁界との関係を説明するためである。磁気センサ１は、磁気センサ本体２０における感受部２１の短手方向が磁界の方向に沿うように配置されている。そして、複数の磁気センサ１が、円周方向に沿って配置されている。
なお、磁気センサ１の平面形状は、前述したように数ｍｍ角である。よって、実際には、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極とで形成される磁界の方向には、複数の磁気センサ１が配置されている。また、円周方向においても同様である。
【００４１】
なお、基板１０の中心部や外周部は、磁気回路３３０による磁界の影響を受けにくい。つまり、磁気回路３３０による磁界によって、軟磁性体層１０１に一軸磁気異方性が付与されにくい。基板１０上の磁気センサ１を設ける領域は、予め定められた一軸磁気異方性が付与される領域であればよい。なお、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間が、磁界が強い。よって、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間に、磁気センサ１が配置することがよい。なお、予め定められた一軸磁気異方性が付与されるならば、磁気センサ１が配置する領域は磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間でなくともよい。よって、一軸磁気異方性が付与しづらい基板１０の中心部や外周部には、磁気センサ１を配置しないことがよい。しかし、基板１０の中心部や外周部に磁気センサ１を配置した場合には、基板１０の中心部や外周部に配置された磁気センサ１には、磁界中熱処理などにより、一軸磁気異方性を付与すればよい。
【００４２】
そして、基板１０上に複数の磁気センサ１が形成された状態を、磁気センサ集合体と表記する。磁気センサ１は、複数の磁気センサ１が形成された基板１０のまま出荷されることがある。つまり、出荷先において、基板１０が分割（切断）され、個々の磁気センサ１にされる。なお、基板１０は、一部であってもよい。
【００４３】
図４（ｂ）では、基板１０から個々の磁気センサ１が切り出されていない磁気センサ集合体を示している。しかし、磁気センサ集合体は、基板１０を粘着シートに貼り付け、レーザなどの切断手段により基板１０を磁気センサ１毎に切断した後、磁気センサ１を取り出しやすいように粘着シートを引き延ばした状態であってもよい。磁気センサ１は、このような状態においても出荷されうる。つまり、出荷先において、粘着テープから個々の磁気センサ１が取り出される。なお、基板１０は、一部であってもよい。
【００４４】
いずれの磁気センサ集合体においても、磁気センサ１は、軟磁性体層１０１を形成するマグネトロンスパッタリング装置３００のマグネトロンカソード３２０における磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の配置を反映した状態で配置されている。
【００４５】
以上説明したように、第１の実施の形態では、軟磁性体層１０１の形成（堆積）にマグネトロンスパッタリング装置３００を用いることにより、軟磁性体層１０１の堆積速度を向上させて、堆積（成膜）に係る所要時間を短縮するとともに、軟磁性体層１０１の堆積と同時に一軸磁気異方性を付与している。よって、磁気センサ１の製造において、一軸磁気異方性を付与するための磁界中熱処理工程を不要にし、製造に要する工程を簡略化している。
【００４６】
（変形例１）
次に、マグネトロンスパッタリング装置３００における磁気回路３３０の変形例１を説明する。
図５は、マグネトロンスパッタリング装置３００における磁気回路３３０の変形例１と、基板１０に形成された磁気センサ１の配置（磁気センサ集合体）を示す図である。図５（ａ）は、ターゲット３２２側から見た変形例１の磁気回路３３０の構成、図５（ｂ）は、基板１０に形成された磁気センサ１の配置（磁気センサ集合体）である。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、変形例１の磁気回路３３０におけるターゲット３２２の平面形状は、長方形である。つまり、変形例１の磁気回路３３０を備えるマグネトロンスパッタリング装置３００は、チャンバ３４０が円筒状でなく、角柱状である。なお、他の構成は、図３に示したマグネトロンスパッタリング装置３００と同様である。よって、同様の部分の説明を省略する。
そして、ターゲット３２２を通して見た変形例１の磁気回路３３０は、長方形のターゲット３２２の内側に、磁石３３１のＮ極が長方形の辺に沿って設けられ、磁石３３２のＳ極がその内側において、長方形の辺に沿って配置（配列）されている。
【００４８】
ここでは、図５（ｂ）に示すように、基板１０は、ターゲット３２２に対向して設けられた長方形である。なお、図５（ｂ）には、対向する磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の位置を合わせて示している。そして、磁気センサ１は、基板１０上の磁力線が通過する部分において、磁力線の通過する方向（磁界の方向）に軟磁性体層１０１で形成された感受部２１の短手方向（幅方向）が向くように配置されている。つまり、磁気センサ１は、磁気回路３３０の磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極とが作る磁界の内側に、感受部２１の短手方向（幅方向）が磁界の方向に沿うように設けられている。
【００４９】
ここでも、磁気回路３３０における磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間に１個の磁気センサ１を記載している。これは、磁気センサ１の感受部２１と、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との作る磁界との関係を説明するためである。磁気センサ１は、磁気センサ本体２０における感受部２１の短手方向が磁界の方向に沿うように、磁石３３１、３３２の設けられた長方形の辺に沿って配置されている。
なお、磁気センサ１の平面形状は、前述したように数ｍｍ角である。よって、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間には、複数の磁気センサ１が配置されている。また、磁石３３１、３３２の設けられた長方形の辺に沿う方向においても同様である。
【００５０】
図５（ｂ）では、基板１０から個々の磁気センサ１が切り出されていない磁気センサ集合体を示している。しかし、磁気センサ集合体は、基板１０を粘着シートに貼り付け、レーザなどの切断手段により基板１０を磁気センサ１毎に切断した後、磁気センサ１を取り出しやすいように粘着シートを引き延ばした状態であってもよい。磁気センサ１は、このような状態においても出荷されうる。つまり、出荷先において、粘着テープから個々の磁気センサ１が取り出される。なお、基板１０は、一部であってもよい。
【００５１】
いずれの磁気センサ集合体においても、磁気センサ１は、軟磁性体層１０１を形成するマグネトロンスパッタリング装置３００のマグネトロンカソード３２０における磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の配置を反映した状態で配置されている。
【００５２】
なお、図５（ｂ）に示すように、基板１０は、ターゲット３２２の平面形状に対応するように、長方形とした。しかし、基板１０は、図４（ｂ）に示すような円形であってもよい。複数の磁気センサ１が、磁気回路３３０の磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との作る磁界に対応して配置されていればよい。
【００５３】
なお、図５（ａ）では、変形例１の磁気回路３３０を構成する磁石３３１、３３２は、長方形であるとしたが、正方形であってもよく、多角形であってもよい。そして、製造される磁気センサ１の感受部２１の短手方向が磁石３３１、３３２の発生する磁界の方向に配置されていればよい。
【００５４】
（変形例２）
次に、マグネトロンスパッタリング装置３００における磁気回路３３０の変形例２を説明する。
図６は、マグネトロンスパッタリング装置３００における磁気回路３３０の変形例２の構成と、基板１０に形成された磁気センサ１の配置（磁気センサ集合体）を示す図である。図６（ａ）は、ターゲット３２２側から見た変形例２の磁気回路３３０の構成、図６（ｂ）は、基板１０に形成された磁気センサ１の配置（磁気センサ集合体）を示す。
【００５５】
図６（ａ）に示すように、変形例２の磁気回路３３０では、図４に示した磁気回路３３０と同様に、ターゲット３２２が円盤状であって、磁石３３１が、磁石３３２を取り囲むように設けられている。しかし、磁石３３１は、その端がターゲット３２２の中心Ｃから、距離αの部分と、距離αより短い距離βの部分とを含むように構成されている（α＞β）。そして、磁石３３１と磁石３３２との間の距離γは、大略等しく設けられている。
なお、変形例２の磁気回路３３０を備えるマグネトロンスパッタリング装置３００の他の構成は、図３に示したマグネトロンスパッタリング装置３００と同様である。よって、同様の部分の説明を省略する。
【００５６】
そして、磁石３３１及び磁石３３２は、この状態を維持して、ターゲット３２２の中心Ｃを回転軸として回転するようになっている。なお、磁石３３１、３３２を備える磁気回路３３０が回転し、ターゲット３２２（バッキングプレート３２３）は回転しない。つまり、磁気回路３３０は、ターゲット３２２（バッキングプレート３２３）の裏面において、ターゲット３２２（バッキングプレート３２３）の面に平行な仮想的な面（磁石３３１のＮ極の端部と磁石３３２のＳ極の端部とを含む面）内で回転する。ここでは、ターゲット３２２と基板１０とは、平行に配置されているので、磁気回路３３０は、基板１０の表面に平行な面内で回転する。なお、基板１０に対して必ずしも平行な面内で回転することを要せず、基板１０の表面に対向する面内で回転すればよい。
【００５７】
このようにすることで、ターゲット３２２上には、中心Ｃから距離αと距離α−γの部分にできる磁界と、距離βと距離β−γの部分にできる磁界とが、交互に発生する。このようにすることで、図４（ａ）に示した場合に比べ、電子が補足される領域（面積）が拡大する。これにより、ターゲット３２２がイオンの衝撃で浸食（エロージョン）される範囲が広がり、ターゲット３２２の使用効率が高くなる。
【００５８】
また、基板１０上においても、磁界が形成される面積が拡大することから、軟磁性体層１０１に一軸磁気異方性が付与される面積が拡大する。つまり、磁気センサ１を形成しうる領域が拡大する。よって、図６（ｂ）に示すように、磁気センサ１は、磁気回路３３０における磁石３３１、３３２が作る磁力線が通過する部分において、磁力線の通過する方向（磁界の方向）に軟磁性体層１０１で形成された感受部２１の短手方向（幅方向）が向くように配置されている。例えば、磁気センサ１は、磁気回路３３０における磁石３３１、３３２が作る磁界の内側とは、中心Ｃから磁石３３１のＮ極までの最大距離を半径とする円と、中心Ｃから磁石３３２のＳ極までの最小距離を半径とする円との間に配置されている。このように、図４（ｂ）に示した場合に比べ、基板１０上に製造できる磁気センサ１の数が増加する。
なお、図６（ｂ）には、対向する磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の位置を合わせて示している。
【００５９】
ここでは、中心Ｃから磁石３３１のＮ極までの最大距離を半径とする円と、中心Ｃから磁石３３２のＳ極までの最小距離を半径とする円との間の直径方向に３個の磁気センサ１を記載している。これは、磁気センサ１の感受部２１と、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との作る磁界との関係を説明するためである。磁気センサ１は、磁気センサ本体２０における感受部２１の短手方向が磁界の方向に沿うように、円周に沿って配置されている。
なお、磁気センサ１の平面形状は、前述したように数ｍｍ角である。よって、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極とが作る磁界の方向（直径方向）には、複数の磁気センサ１が配置されている。また、円周方向においても同様である。
【００６０】
図６（ｂ）では、基板１０から個々の磁気センサ１が切り出されていない磁気センサ集合体を示している。しかし、磁気センサ集合体は、基板１０を粘着シートに貼り付け、レーザなどの切断手段により基板１０を磁気センサ１毎に切断した後、磁気センサ１を取り出しやすいように粘着シートを引き延ばした状態であってもよい。磁気センサ１は、このような状態においても出荷されうる。つまり、出荷先において、粘着テープから個々の磁気センサ１が取り出される。なお、基板１０は、一部であってもよい。
【００６１】
いずれの磁気センサ集合体においても、個々の磁気センサ１は、軟磁性体層１０１を形成するマグネトロンスパッタリング装置３００のマグネトロンカソード３２０における磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の配置を反映した状態で配置されている。
【００６２】
なお、磁気回路３３０を構成する磁石３３１、３３２の配置及び形状は、図６に示す以外の配置及び形状にしてもよい。基板１０上に形成される軟磁性体層１０１の一軸磁気異方性が得られる面積が広がるように設定すればよい。
【００６３】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態が適用される磁気センサ２では、接続部２２、端子部２３が電導性の材料で構成されている。以下では、第１の実施の形態と異なる部分を主に説明し、同様の部分は同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
（磁気センサ２）
図７は、第２の実施の形態が適用される磁気センサ２の一例を説明する図である。図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線での断面図である。
図７（ａ）に示すように、磁気センサ本体２０は、感受部２１と、複数の感受部２１を直列（つづら折り）接続する接続導電体部３１と、感受部２１に電流を供給する電線が接続される端子導電体部３２とを備える。
【００６５】
接続導電体部３１及び端子導電体部３２は、導電性に優れた導電体であればよく、例えばＣｕ、Ａｕ、Ａｌ等が用いうる。
接続導電体部３１を用いることで、図１の磁気センサ１における磁気センサ本体２０の接続部２２において磁気インピーダンス効果を生じないようにし、感受部２１のみの磁気インピーダンス効果で磁界を検出する。このようにすることで、磁界を検出する方向の磁気インピーダンス効果のみが引き出されるので、検出感度が向上する。
【００６６】
なお、端子導電体部３２を導電体とすることで、感受部２１に電流を供給する電線が接続しやすくなる。
【００６７】
接続導電体部３１及び端子導電体部３２は、例えば、メタルマスクを用いて、スパッタリング法又は真空蒸着法にて形成することができる。つまり、接続導電体部３１及び端子導電体部３２は、図２（ｃ）の後に、接続導電体部３１及び端子導電体部３２の領域が開口となったメタルマスクを通して、導電体層１０２を堆積すればよい。
また、接続導電体部３１及び端子導電体部３２は、フォトレジストを用いたリフトオフ法によって形成してもよい。つまり、接続導電体部３１及び端子導電体部３２は、図２（ｃ）の後に、接続導電体部３１及び端子導電体部３２を形成する領域が開口となったレジストパターンを形成した後、導電体層１０２を堆積し、レジストパターンを除去することで形成される。
【００６８】
なお、いずれの場合であっても、接続導電体部３１を軟磁性体層１０１の接続部２２に重ねて設けてもよく、接続部２２を設けないで感受部２１を接続するように設けてもよい。端子導電体部３２も同様である。
また、端子導電体部３２の厚さを接続導電体部３１より厚くしたい場合などには、接続導電体部３１と端子導電体部３２とを別工程で形成してもよい。
【００６９】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態が適用される磁気センサ３では、感受部２１が、反磁界抑制層を挟んで設けられた二つの軟磁性体層で構成されている。以下では、第１の実施の形態と異なる部分を主に説明し、同様の部分は同じ符号を付して説明を省略する。
【００７０】
（磁気センサ３）
図８は、第３の実施の形態が適用される磁気センサ３の一例を説明する図である。図８（ａ）は、平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線での断面図である。
【００７１】
図８（ｂ）に示すように、磁気センサ３では、磁性体層１０１′は、下層（基板１０）側の下層軟磁性体層１０１ａと、反磁界抑制層１０１ｂと、上層（基板１０と反対）側の上層軟磁性体層１０１ｃとを備える。つまり、下層軟磁性体層１０１ａと上層軟磁性体層１０１ｃとは、反磁界抑制層１０１ｂを挟んで設けられている。下層軟磁性体層１０１ａと上層軟磁性体層１０１ｃには、第１の実施の形態における軟磁性体と同様に、Ｃｏを主成分にした合金（感受部２１を構成するＣｏ合金）に高融点金属Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等を添加したアモルファス合金が用いうる。感受部２１を構成するＣｏ合金としては、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＦｅＴａ、ＣｏＷＺｒ等が挙げられる。
反磁界抑制層１０１ｂには、Ｒｕ又はＲｕ合金が用いうる。
【００７２】
ここで、Ｒｕ又はＲｕ合金の反磁界抑制層１０１ｂの膜厚を０．４ｎｍ〜１．０ｎｍ又は１．６ｎｍ〜２．６ｎｍの範囲とすることで、下層軟磁性体層１０１ａと上層軟磁性体層１０１ｃとが反強磁性結合（ＡＦＣ）構造となる。つまり、反磁界が抑制され、感受部２１の感度が向上する。
【００７３】
この磁気センサ３は、図２（ｂ）に示した軟磁性体層堆積工程において、軟磁性体層１０１の堆積の代わりに、下層軟磁性体層１０１ａ、反磁界抑制層１０１ｂ、上層軟磁性体層１０１ｃをこの順に連続堆積すればよい。これらの堆積は、第１の実施の形態と同様に、マグネトロンスパッタリング装置３００を用いて行う。他の工程は同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
このようにすることで、下層軟磁性体層１０１ａ、上層軟磁性体層１０１ｃの堆積時に、一軸磁気異方性が付与される。このため、磁界中加熱による一軸磁気異方性付与の工程を行うことを要しない。よって、磁気センサ３の製造において、一軸磁気異方性を付与するための磁界中熱処理工程を不要にし、製造に要する工程を簡略化している。
また、第２の実施の形態と同様に、接続導電体部３１、端子導電体部３２を設けてもよい。
【００７５】
［第４の実施の形態］
（磁気センサ４の構成）
第１の実施の形態から第３の実施の形態が適用される磁気センサ１、２、３は、外部からバイアス磁界を印加する。
第４の実施の形態が適用される磁気センサ４は、バイアス磁界を印加する硬磁性体で構成された薄膜磁石（後述する図９の薄膜磁石４０）を内蔵している。ここで硬磁性体とは、外部磁界によって磁化されると、外部磁界を取り除いても磁化された状態が保持される、いわゆる保磁力の大きい材料である。
図９は、第４の実施の形態が適用される磁気センサ４の一例を説明する図である。
図９（ａ）は、平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線での断面図である。
図９（ｂ）に示すように、第４の実施の形態が適用される磁気センサ４は、硬磁性体（硬磁性体層１０５）で構成された薄膜磁石４０と、薄膜磁石４０に対向して設けられ、軟磁性体（軟磁性体層１０１）で構成されて磁界（外部磁界）を感受する磁気センサ本体２０とを備える。磁気センサ本体２０は、第２の実施の形態が適用される磁気センサ２で説明したように、感受部２１、接続導電体部３１及び端子導電体部３２を備える。なお、磁気センサ本体２０は、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１と同様であってもよい。
【００７６】
さらに、磁気センサ４は、薄膜磁石４０の磁気異方性が面内方向に発現するように制御する制御層１０４を備える。制御層１０４は、薄膜磁石４０に対して、感受部２１が設けられた側と反対側に設けられている。
【００７７】
磁気センサ本体２０は、第２の実施の形態が適用される磁気センサ２と同様であるので、説明を省略する。
図１（ｂ）に示すように、磁気センサ４は、薄膜磁石４０のＮ極とＳ極から発生する磁束が、感受部２１を長手方向に透過するように、薄膜磁石４０のＮ極から感受部２１の長手方向の一方の端部に磁束を誘導するヨーク５０ａと、感受部２１の長手方向の他方の端部から薄膜磁石４０のＳ極に磁束を誘導するヨーク５０ｂとを備える。ヨーク５０ａ、５０ｂ（区別しない場合は、ヨーク５０と表記する。）は、磁束が透過しやすい軟磁性体で構成されている。ここでは、ヨーク５０は、感受部２１を構成する軟磁性体層１０１で構成されている。このようにして、薄膜磁石４０は、感受部２１にバイアス磁界を印加する。
【００７８】
次に、図９（ｂ）により、磁気センサ４の断面構造を詳細に説明する。磁気センサ４は、非磁性の基板１０上に、密着層１０３、制御層１０４、薄膜磁石４０（硬磁性体層１０５）、絶縁層１０６及び磁気センサ本体２０がこの順に配置（積層）されて構成されている。密着層１０３、制御層１０４、薄膜磁石４０（硬磁性体層１０５）及び絶縁層１０６は、少なくとも二つの対向する側面が露出するように加工されている。なお、露出させる少なくとも二つの側面は、露出した薄膜磁石４０を構成する硬磁性体層１０５の二つの側面が、Ｎ極及びＳ極となるように設定されている。そして、ヨーク５０ａ、５０ｂは、それぞれ、露出した薄膜磁石４０のＮ極、Ｓ極に接して設けられ、発生する磁束が感受部２１を長手方向に透過するように誘導する。なお、ヨーク５０ａ、５０ｂは、露出した薄膜磁石４０のＮ極及びＳ極に接して設けられていなくてもよく、空隙（ギャップ）があってもよい。なお、ヨーク５０ａ、５０ｂが露出した薄膜磁石４０のＮ極及びＳ極に接していると磁束が漏れることが抑制される。
【００７９】
なお、図９（ａ）に示すように、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）は、基板１０の上側から見た形状が、感受部２１に近づくにつれて狭くなるように構成されている。これは、薄膜磁石４０が発生した磁束を、感受部２１に集中させる（磁束密度を高める）ためである。つまり、薄膜磁石４０のＮ極及びＳ極の幅を、複数の感受部２１が設けられている部分の幅より広くして、感受部２１に対するバイアス磁界が強くなるようにしている。よって、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）の感受部２１に対向する部分の幅は、複数の感受部２１が設けられている部分の幅より広く設定されていればよい。なお、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）の感受部２１に対向する部分の幅を狭くしなくてもよい。
【００８０】
ここで、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）と感受部２１の長手方向の端部との間隔は、例えば１μｍ〜１００μｍであればよい。
【００８１】
密着層１０３は、制御層１０４の基板１０に対する密着性を向上させる。密着層１０３としては、Ｃｒ又はＮｉを含む合金を用いるのがよい。Ｃｒ又はＮｉを含む合金としては、ＣｒＴｉ、ＣｒＴａ、ＮｉＴａ等が挙げられる。密着層１０３の厚さは、例えば５ｎｍ〜５０ｎｍである。なお、基板１０に対する制御層１０４の密着性に問題がなければ、密着層１０３を設けることを要しない。
【００８２】
制御層１０４は、硬磁性体層１０５で構成される薄膜磁石４０の磁気異方性が膜の面内方向に発現するように制御する層である。制御層１０４としては、Ｃｒ、Ｍｏ若しくはＷ又はそれらを含む合金（以下では、制御層１０４を構成するＣｒ等を含む合金と表記する。）を用いるのがよい。制御層１０４を構成するＣｒ等を含む合金としては、ＣｒＴｉ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶ、ＣｒＷ等が上げられる。制御層１０４の厚さは、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００８３】
薄膜磁石４０を構成する硬磁性体（硬磁性体層１０５）は、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒ又はＰｔのいずれか一方又は両方を含む合金（以下では、薄膜磁石４０を構成するＣｏ合金と表記する。）を用いることがよい。薄膜磁石４０を構成するＣｏ合金としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＰｔＢ等が挙げられる。なお、Ｆｅが含まれていてもよい。薄膜磁石４０を構成する硬磁性体（硬磁性体層１０５）の厚さは、例えば５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００８４】
制御層１０４を構成するＣｒ等を含む合金は、ｂｃｃ（body-centered cubic（体心立方格子））構造を有する。よって、薄膜磁石４０を構成する硬磁性体（硬磁性体層１０５）は、ｂｃｃ構造のＣｒ等を含む合金で構成された制御層１０４上において、結晶成長しやすいｈｃｐ（hexagonal close-packed（六方最密充填））構造であるとよい。ｂｃｃ構造上にｈｃｐ構造の硬磁性体層１０５を結晶成長させると、ｈｃｐ構造のｃ軸が面内に向くように配向しやすい。よって、硬磁性体層１０５によって構成される薄膜磁石４０が面内方向に磁気異方性を有するようになりやすい。なお、硬磁性体層１０５は、多結晶であって、各結晶が面内方向に磁気異方性を有する。よって、この磁気異方性は、結晶磁気異方性と呼ばれることがある。
【００８５】
なお、制御層１０４を構成するＣｒ等を含む合金及び薄膜磁石４０を構成するＣｏ合金の結晶成長を促進するために、基板１０は、１００℃〜６００℃に加熱されているとよい。この加熱により、制御層１０４を構成するＣｒ等を含む合金が結晶成長し、ｈｃｐ構造を持つ硬磁性体層１０５が面内に磁化容易軸を持つように結晶配向されやすくなる。つまり、硬磁性体層１０５の面内に磁気異方性が付与されやすくなる。
【００８６】
絶縁層１０６は、非磁性の絶縁体で構成され、薄膜磁石４０と磁気センサ本体２０との間を電気的に絶縁する。絶縁層１０６を構成する絶縁物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の酸化物、又は、Ｓｉ２Ｎ４、ＡｌＮ等の窒化物等が挙げられる。絶縁層１０６の厚さは、例えば１００ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００８７】
ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）は、透磁率の高い軟磁性体から構成されるのがよい。ここでは、ヨーク５０は、磁気センサ本体２０の感受部２１を構成する軟磁性体層１０１で構成されている。
ヨーク５０を設けることにより、薄膜磁石４０から発生する磁束がヨーク５０を介して感受部２１にバイアス磁界として作用する。ヨーク５０によって、薄膜磁石４０からの磁束の漏れが減り、感受部２１に対して効率的にバイアス磁界が掛けられる。この薄膜磁石４０によって、コイルなどにより外部からバイアス磁界を印加することを要しない。よって、磁気センサ４の省電力化及び小型化を図ることができる。
【００８８】
なお、薄膜磁石４０を、感受部２１と同様に、複数の薄膜磁石片とし、薄膜磁石片を各感受部２１に対応させて設けてもよい。つまり、薄膜磁石片上に絶縁層１０６を介して感受部２１が積層された構成としてもよい。このようにすることで、薄膜磁石４０内部で発生する反磁界が小さくなり、薄膜磁石４０からの磁束発生効率が高くなる。
【００８９】
（磁気センサ４の製造方法）
次に磁気センサ４の製造方法の一例を説明する。
図１０は、第４の実施の形態が適用される磁気センサ４の製造方法の一例を説明する図である。図１０（ａ）〜（ｇ）は、磁気センサ４の製造方法における工程を示す。なお、図１０（ａ）〜（ｇ）は、代表的な工程であって、図１０（ａ）〜（ｇ）の順に進む。図１０（ａ）〜（ｇ）は、図９（ｂ）の断面図に対応する。
【００９０】
基板１０は、前述したように、非磁性材料からなる基板であって、例えばガラス、サファイアなどの酸化物基板、又は、シリコン等の半導体基板である。基板１０には、研磨機などを用いて、例えば曲率半径Ｒａが０．１ｎｍ〜１００ｎｍの筋状の溝又は筋状の凹凸が設けられていてもよい。なお、この筋状の溝又は筋状の凹凸の筋の方向は、硬磁性体層１０５によって構成される薄膜磁石４０のＮ極とＳ極とを結ぶ方向に設けられているとよい。よって、図４（ａ）、（ｂ）又は図６（ａ）、（ｂ）に示す磁気センサ１のように磁気センサ４を配置する場合には、同心円状に筋状の溝又は筋状の凹凸の筋を形成することがよい。
【００９１】
このようにすることで、硬磁性体層１０５における結晶成長が、溝の方向へ促進される。よって、硬磁性体層１０５により構成される薄膜磁石４０の磁化容易軸がより溝方向（薄膜磁石４０のＮ極とＳ極とを結ぶ方向）に向きやすい。つまり、薄膜磁石４０の着磁を、より容易にする。
【００９２】
以下で説明する製造方法では、主にリフトオフ法を用いる。なお、エッチング法を用いてもよい。
【００９３】
まず、基板１０を洗浄した後、図１０（ａ）に示すように、基板１０の表面上に、薄膜磁石４０が形成される部分を開口とするレジストパターン２０２を、公知のフォトリソグラフィにより形成する。ここでは、図１０（ｅ）において用いるマグネトロンスパッタリング装置３００（図３参照）の磁界の向きが、磁気センサ本体２０の感受部２１の短手方向になるように磁気センサ４の向きが設定されている。
【００９４】
次に、図１０（ｂ）に示すように、レジストパターン２０２が形成された基板１０の表面上に、密着層１０３、制御層１０４及び薄膜磁石４０を構成する硬磁性体層１０５を順に成膜（堆積）する。例えばスパッタリング法を用いて、密着層１０３となるＣｒ又はＮｉを含む合金の層（膜）、制御層１０４となるＣｒ等を含む合金の層（膜）、及び、硬磁性体層１０５となるＣｏ合金の層（膜）を順に連続して成膜（堆積）する。前述したように、制御層１０４及び硬磁性体層１０５の形成では、結晶成長を促進するために、基板１０を例えば１００〜６００℃に加熱するとよい。
【００９５】
なお、密着層１０３の成膜では、基板１０の加熱を行ってもよく、行わなくてもよい。基板１０に吸着している水分などを除去するために、密着層１０３を成膜する前に、基板１０を加熱してもよい。
【００９６】
次に、絶縁層１０６となるＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の酸化物、又は、Ｓｉ２Ｎ４、ＡｌＮ等の窒化物等の層（膜）を成膜（堆積）する。絶縁層１０６の成膜は、プラズマＣＶＤ、反応性スパッタリング法などで行える。
【００９７】
そして、図１０（ｃ）に示すように、レジストパターン２０２を除去するとともに、密着層１０３、制御層１０４、硬磁性体層１０５及び絶縁層１０６のレジストパターン２０２上に堆積した部分を除去する（リフトオフ）。このようにして、基板１０上に、密着層１０３、制御層１０４、硬磁性体層１０５及び絶縁層１０６が形成される。この硬磁性体層１０５が、薄膜磁石４０になる。
【００９８】
次に、図１０（ｄ）に示すように、基板１０上に、磁気センサ本体２０の感受部２１が形成される部分及びヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）が形成される部分を開口とするレジストパターン２０３を形成する。
【００９９】
そして、図１０（ｅ）に示すように、レジストパターン２０３が形成された基板１０上に、感受部２１及びヨーク５０を構成する軟磁性体層１０１となるＣｏ合金の膜を成膜（堆積）する。ここでは、図３に示したマグネトロンスパッタリング装置３００を用いる。
【０１００】
図１０（ｆ）に示すように、レジストパターン２０３を除去することで、軟磁性体層１０１のレジストパターン２０３上に堆積した部分を除去する。薄膜磁石４０（硬磁性体層１０５）上に絶縁層１０６を介して積層された軟磁性体層１０１が、磁気センサ本体２０の感受部２１となる。そして、一部が薄膜磁石４０のＮ極又はＳ極に接し、他の一部が感受部２１に対向するように延びた軟磁性体層１０１が、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）になる。つまり、磁気センサ本体２０の感受部２１とヨーク５０とが、１回の軟磁性体層１０１の成膜で形成される。
【０１０１】
次に、図１０（ｇ）に示すように、感受部２１をつづら折りに接続する接続導電体部３１及び端子導電体部３２を、導電体層１０２によって形成する。
【０１０２】
この後、薄膜磁石４０を構成する硬磁性体層１０５を着磁する。硬磁性体層１０５の着磁は、静磁界中又はパルス状の磁界中において、硬磁性体層１０５の保磁力より大きい磁界を、硬磁性体層１０５の磁化が飽和するまで掛ける（印加する）。こうして、着磁された硬磁性体層１０５は、薄膜磁石４０になり、薄膜磁石４０からの磁束がヨーク５０を経て磁気センサ本体２０の感受部２１にバイアス磁界を供給する。
このようにして、磁気センサ４が製造される。
【０１０３】
なお、制御層１０４を備えない場合には、硬磁性体層１０５を成膜後、８００℃以上に加熱して結晶成長させることで、面内に磁気異方性を付与することが必要となる。しかし、第４の実施の形態が適用される磁気センサ４では、制御層１０４により結晶成長が促進されるため、８００℃以上の加熱による結晶成長を要しない。
【０１０４】
さらに、軟磁性体層１０１の形成（堆積）にマグネトロンスパッタリング装置３００を用いることにより、軟磁性体層１０１の堆積速度を向上させて、堆積（成膜）に係る所要時間を短縮するとともに、軟磁性体層１０１の堆積と同時に一軸磁気異方性を付与している。よって、磁気センサ４の製造において、一軸磁気異方性を付与するための磁界中熱処理の工程を不要にし、製造に要する工程を簡略化している。
【０１０５】
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態が適用される磁気センサ５では、第４の実施の形態で説明した磁気センサ４の磁気センサ本体２０における感受部２１が、第３の実施の形態と同様に、反磁界抑制層を挟んで設けられた二つの軟磁性体層で構成されている。以下では、第４の実施の形態が適用される磁気センサ４と異なる部分を主に説明し、同様の部分は同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０６】
（磁気センサ５）
図１１は、第５の実施の形態が適用される磁気センサ５の一例を説明する図である。図１１（ａ）は、平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線での断面図である。
【０１０７】
図１１（ｂ）に示すように、磁気センサ５では、図８に示した磁気センサ３と同様に、磁気センサ本体２０における感受部２１を構成する磁性体層１０１′は、下層軟磁性体層１０１ａと、反磁界抑制層１０１ｂと、上層軟磁性体層１０１ｃとを備える。
なお、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）は、軟磁性体層１０７で構成されている。
【０１０８】
磁気センサ５は、図１０に示した磁気センサ４の製造方法を変更することで製造される。つまり、図１０（ｅ）において、軟磁性体層１０１の代わりに、下層軟磁性体層１０１ａ、反磁界抑制層１０１ｂ及び上層軟磁性体層１０１ｃから構成される磁性体層１０１′を堆積する。なお、このとき、レジストパターン２０３は、感受部２１のみが開口となっている。
そして、図１０（ｆ）の後に、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）が開口となったレジストパターンを形成し、軟磁性体層１０７を堆積する。そして、レジストパターンとともに、レジストパターン上の軟磁性体層１０７を除去（リフトオフ）することで、（ヨーク５０ａ、５０ｂ）を形成すればよい。
【０１０９】
［第６の実施の形態］
第６の実施の形態が適用される磁気センサ６は、磁気センサ本体２０の感受部２１が第５の実施の形態の磁気センサ５と同様に、反磁界抑制層を挟んで設けられた二つの軟磁性体層で構成されている。さらに、ヨーク５０も、反磁界抑制層を挟んで設けられた二つの軟磁性体層で構成されている。以下では、第５の実施の形態の磁気センサ５と異なる部分を主に説明し、同様の部分は同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
（磁気センサ６）
図１２は、第６の実施の形態が適用される磁気センサ６の一例を説明する図である。図１２（ａ）は、平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線での断面図である。
第６の実施の形態が適用される磁気センサ６は、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）が異なる。
【０１１１】
図１２（ｂ）に示すように、磁気センサ６では、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）は、第５の実施の形態が適用される磁気センサ５の磁気センサ本体２０の感受部２１と同じ磁性体層１０１′で構成されている。つまり、ヨーク５０（ヨーク５０ａ、５０ｂ）は、下層軟磁性体層１０１ａ、反磁界抑制層１０１ｂ及び上層軟磁性体層１０１ｃを備える。
【０１１２】
このようにすることで、磁気センサ６の製造方法は、図１０（ｅ）に示した軟磁性体層１０１の堆積の代わりに、磁性体層１０１′を構成する下層軟磁性体層１０１ａ、反磁界抑制層１０１ｂ及び上層軟磁性体層１０１ｃを順に成膜（堆積）すればよい。
【０１１３】
以上第１の実施の形態から第６の実施の形態を説明したが、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形を行っても構わない。
【符号の説明】
【０１１４】
１〜６…磁気センサ、１０…基板、２０…磁気センサ本体、２１…感受部、２２…接続部、２３…端子部、３１…接続導電体部、３２…端子導電体部、４０…薄膜磁石、５０、５０ａ、５０ｂ…ヨーク、１０１、１０７…軟磁性体層、１０１′…磁性体層、１０１ａ…下層軟磁性体層、１０１ｂ…反磁界抑制層、１０１ｃ…上層軟磁性体層、１０２…導電体層、１０３…密着層、１０４…制御層、１０５…硬磁性体層、１０６…絶縁層、２０１、２０２、２０３…レジストパターン、３００…マグネトロンスパッタリング装置、３１０…隔壁、３２０…マグネトロンカソード、３２１…カソード筐体、３２２…ターゲット、３２３…バッキングプレート、３３０…磁気回路、３３１、３３２…磁石、３３３…ヨーク、３４０…チャンバ、３５０…基板ホルダ、３６０…高周波電源
【図１】
2019067869.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月12日(2018.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ところで、磁気インピーダンス効果を用いた磁気センサでは、短手方向に一軸異方性が付与された短冊状の軟磁性体が感受部として用いられる。そして、軟磁性体の一軸異方性は、感受部が形成された後に、磁界中熱処理などにより付与されていた。
本発明は、磁界中熱処理を用いる場合に比べて、製造に要する工程が簡略化された磁気センサの製造方法などを提供する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ここでは、磁気センサ本体２０の感受部２１がマグネトロンスパッタリング装置３００の磁界内にあり、且つ、感受部２１の短手方向（幅方向）が、マグネトロンスパッタリング装置３００の磁界の方向に向くように設定されている。よって、軟磁性体層１０１は、成膜（堆積）中に、感受部２１の短手方向（幅方向）に磁化容易軸が向いた一軸磁気異方性が付与される。つまり、一軸磁気異方性は、マグネトロンスパッタリング装置３００の磁界によって誘導されて付与される。よって、この一軸磁気異方性は、誘導磁気異方性と表記されることがある。これにより、磁気センサ１が形成された後に、磁界中熱処理を行うことを要しない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
なお、基板１０の中心部や外周部は、磁気回路３３０による磁界の影響を受けにくい。つまり、磁気回路３３０による磁界によって、軟磁性体層１０１に一軸磁気異方性が付与されにくい。基板１０上の磁気センサ１を設ける領域は、予め定められた一軸磁気異方性が付与される領域であればよい。なお、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間が、磁界が強い。よって、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間に、磁気センサ１を配置することがよい。なお、予め定められた一軸磁気異方性が付与されるならば、磁気センサ１を配置する領域は磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間でなくともよい。よって、一軸磁気異方性が付与しづらい基板１０の中心部や外周部には、磁気センサ１を配置しないことがよい。しかし、基板１０の中心部や外周部に磁気センサ１を配置した場合には、基板１０の中心部や外周部に配置された磁気センサ１には、磁界中熱処理などにより、一軸磁気異方性を付与すればよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
また、基板１０上においても、磁界が形成される面積が拡大することから、軟磁性体層１０１に一軸磁気異方性が付与される面積が拡大する。つまり、磁気センサ１を形成しうる領域が拡大する。よって、図６（ｂ）に示すように、磁気センサ１は、磁気回路３３０における磁石３３１、３３２が作る磁力線が通過する部分において、磁力線の通過する方向（磁界の方向）に軟磁性体層１０１で形成された感受部２１の短手方向（幅方向）が向くように配置されている。例えば、磁気センサ１は、磁気回路３３０における磁石３３１、３３２が作る磁界の内側すなわち、中心Ｃから磁石３３１のＮ極までの最大距離を半径とする円と、中心Ｃから磁石３３２のＳ極までの最小距離を半径とする円との間に配置されている。このように、図４（ｂ）に示した場合に比べ、基板１０上に製造できる磁気センサ１の数が増加する。
なお、図６（ｂ）には、対向する磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の位置を合わせて示している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
磁気センサ本体２０は、第２の実施の形態が適用される磁気センサ２と同様であるので、説明を省略する。
図９（ｂ）に示すように、磁気センサ４は、薄膜磁石４０のＮ極とＳ極から発生する磁束が、感受部２１を長手方向に透過するように、薄膜磁石４０のＮ極から感受部２１の長手方向の一方の端部に磁束を誘導するヨーク５０ａと、感受部２１の長手方向の他方の端部から薄膜磁石４０のＳ極に磁束を誘導するヨーク５０ｂとを備える。ヨーク５０ａ、５０ｂ（区別しない場合は、ヨーク５０と表記する。）は、磁束が透過しやすい軟磁性体で構成されている。ここでは、ヨーク５０は、感受部２１を構成する軟磁性体層１０１で構成されている。このようにして、薄膜磁石４０は、感受部２１にバイアス磁界を印加する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
基板１０は、前述したように、非磁性材料からなる基板であって、例えばガラス、サファイアなどの酸化物基板、又は、シリコン等の半導体基板である。基板１０には、研磨機などを用いて、例えば曲率半径Ｒａが０．１ｎｍ〜１００ｎｍの筋状の溝又は筋状の凹凸が設けられていてもよい。なお、この筋状の溝又は筋状の凹凸の筋の方向は、硬磁性体層１０５によって構成される薄膜磁石４０のＮ極とＳ極とを結ぶ方向に設けられているとよい。よって、図４（ａ）、（ｂ）又は図６（ａ）、（ｂ）に示す磁気センサ１のように磁気センサ４を配置する場合には、同心円状に筋状の溝又は筋状の凹凸を形成することがよい。