(57)【要約】【課題】磁場の検出特性が安定するとともに工程数の増加を抑制可能な磁気センサの製造方法を提供する。【解決手段】磁気センサの製造方法として、フリー層の上層にピン層を積層して磁気抵抗効果素子を形成する工程と、前記磁気抵抗効果素子の上層を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層をエッチングしてコンタクトホールを形成する工程と、前記絶縁層の上層に、前記コンタクトホールを通じて前記磁気抵抗効果素子の上面と接触する配線層を形成する工程と、を有し、前記コンタクトホールを形成する工程において、前記磁気抵抗効果素子の前記ピン層をエッチングストッパに用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリー層と、当該フリー層の上層に積層されたピン層と、を有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の上層を覆うように形成された絶縁層と、
前記絶縁層の上層に形成されて、当該絶縁層に形成されたコンタクトホールを通じて前記磁気抵抗効果素子の上面と接触する配線層と、を備え、
前記磁気抵抗効果素子は、少なくとも前記ピン層の上面が前記配線層と接触する
ことを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記ピン層は、当該ピン層に含まれる層の最上層においてプラチナ及びマンガンを含む反強磁性層を有し、
前記反強磁性層の上面が前記配線層と接触している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記磁気抵抗効果素子は、延在方向の端部に向かうにつれて幅方向に先細るように形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
フリー層の上層にピン層を積層して磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
前記磁気抵抗効果素子の上層を覆うように絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層をエッチングしてコンタクトホールを形成する工程と、
前記絶縁層の上層に、前記コンタクトホールを通じて前記磁気抵抗効果素子の上面と接触する配線層を形成する工程と、
を含み、
前記コンタクトホールを形成する工程において、前記磁気抵抗効果素子の前記ピン層をエッチングストッパに用いる
ことを特徴とする磁気センサの製造方法。
【請求項５】
前記磁気抵抗効果素子を形成する工程において、
前記ピン層に含まれる層の最上層に、プラチナ及びマンガンを含む反強磁性層を形成し、
前記コンタクトホールを形成する工程において、
前記反強磁性層をエッチングストッパに用いて前記コンタクトホールを形成する
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気センサの製造方法。
【請求項６】
前記磁気抵抗効果素子を形成する工程において、
前記磁気抵抗効果素子を、当該磁気抵抗効果素子の延在方向の端部に向かうにつれて幅方向に先細るように形成する
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の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、磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサ及び磁気センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気センサに使用される素子として、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子）が知られている。この磁気抵抗効果素子は、磁化の向きが所定の方位に固定（ピン）されたピン層と、磁化の向きが外部磁場に応じて変化するフリー層とを備え、ピン層の磁化の向きと、フリー層の磁化の向きとの相対関係に応じて抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気的に検知することで、外部磁場（磁界）の強度を把握することができる。
【０００３】
磁気センサを作製するためには、複数の上記磁気抵抗効果素子を、金属配線（配線層）で引き回して接続する必要がある。このような磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサの製造方法が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０５２２５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９２６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記磁気センサを製造する工程によっては、例えば、磁気抵抗効果素子と配線層との間で十分なコンタクト（接触）を得ることができず、コンタクト部分における電気的な抵抗がばらつくことに起因して、磁気センサとしての磁場の検出特性が不安定になる場合があった。また、両者の十分なコンタクトを得ようとすると製造の工程数が増して、製造コストが増加することが懸念された。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、磁場の検出特性が安定するとともに工程数の増加を抑制可能な磁気センサ及び磁気センサの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、フリー層の上層にピン層を積層されてなる磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上層を覆うように形成される絶縁層と、前記絶縁層の上層に形成されて、当該絶縁層に形成されたコンタクトホールを通じて前記磁気抵抗効果素子の上面と接触する配線層と、を備え、前記磁気抵抗効果素子は、少なくとも前記ピン層の上面が前記配線層と接触することを特徴とする磁気センサである。
このような磁気センサによれば、磁気抵抗効果素子の上層に配線層が形成されるので、磁気抵抗効果素子と配線層とが、当該磁気抵抗効果素子の上面における平坦面で接触する。したがって、磁気抵抗効果素子と配線層とが接触する部分における電気的特性が安定化し、これによって磁気センサの磁場の検出特性を安定化させることができる。
また、磁気抵抗効果素子のピン層の上面が配線層と接触可能となるようにコンタクトホールを形成する工程において、当該ピン層をエッチングストッパとして利用したエッチングによって形成することができる。したがって、別途のエッチングストッパ用の層を成膜する工程を排することができ、これによって工程数の増加を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上述の磁気センサにおいて、前記ピン層が、当該ピン層に含まれる層の最上層においてプラチナ及びマンガンを含む反強磁性層を有し、前記反強磁性層の上面が前記配線層と接触していることを特徴とする。
このような磁気センサによれば、プラチナ及びマンガンを含む磁気抵抗効果素子の反強磁性層がエッチングストッパとして利用可能となるため、別途のエッチングストッパ用の層を成膜する工程を排することができる。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上述の磁気センサにおいて、前記磁気抵抗効果素子が、延在方向の端部に向かうにつれて幅方向に先細るように形成されていることを特徴とする。
このような磁気センサによれば、磁気抵抗効果素子の延在方向の端部において、磁化の方位が互いに異なるマグネティックドメインの生成を抑制することができる。したがって、配線層と接触する部分における磁気抵抗効果素子の磁化の方位が均一化され、磁気センサとしての磁場の検出特性を一層安定化することができる。
【００１０】
また、本発明の一態様は、フリー層の上層にピン層を積層して磁気抵抗効果素子を形成する工程と、前記磁気抵抗効果素子の上層を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層をエッチングしてコンタクトホールを形成する工程と、前記絶縁層の上層に、前記コンタクトホールを通じて前記磁気抵抗効果素子の上面と接触する配線層を形成する工程と、を有し、前記コンタクトホールを形成する工程において、前記磁気抵抗効果素子の前記ピン層をエッチングストッパに用いることを特徴とする磁気センサの製造方法である。
このような磁気センサの製造方法によれば、磁気抵抗効果素子の上層に配線層が形成されるので、磁気抵抗効果素子と配線層とが、当該磁気抵抗効果素子の上面における平坦面で接触する。したがって、磁気抵抗効果素子と配線層とが接触する部分における電気的特性が安定化し、これによって磁気センサの磁場の検出特性を安定化させることができる。
また、磁気抵抗効果素子の上層を覆うように形成された絶縁層に対しエッチングによってコンタクトホールを形成する工程において、磁気抵抗効果素子に含まれるピン層をエッチングストッパとして利用することで、別途のエッチングストッパ用の層を成膜する工程を排することができ、これによって工程数の増加を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上述の磁気センサの製造方法において、前記磁気抵抗効果素子を形成する工程において、前記ピン層に含まれる層の最上層に、プラチナ及びマンガンを含む反強磁性層を形成し、前記コンタクトホールを形成する工程において、前記反強磁性層をエッチングストッパに用いて前記コンタクトホールを形成することを特徴とする。
このような磁気センサの製造方法によれば、プラチナ及びマンガンを含む磁気抵抗効果素子の反強磁性層がエッチングストッパとして利用可能となるため、別途のエッチングストッパ用の層を成膜する工程を排することができる。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上述の磁気センサの製造方法において、前記磁気抵抗効果素子を形成する工程において、前記磁気抵抗効果素子を、当該磁気抵抗効果素子の延在方向の端部に向かうにつれて幅方向に先細るように形成することを特徴とする。
このような磁気センサの製造方法によれば、磁気抵抗効果素子の延在方向の端部において、磁化の方位が互いに異なるマグネティックドメインの生成を抑制することができる。したがって、配線層と接触する部分における磁気抵抗効果素子の磁化の方位が均一化され、磁気センサとしての磁場の検出特性を一層安定化することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述の磁気センサ及び磁気センサの製造方法によれば、磁場の検出特性が安定するとともに工程数の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る磁気センサの構造を示す第１の図である。
【図２】第１の実施形態に係る磁気センサの構造を示す第２の図である。
【図３】対比例に係る磁気センサの構造を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の構造を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る磁気センサの製造工程を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る磁気センサの構造を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る磁気センサの作用を説明する図である。
【図８】他の実施形態に係る磁気センサの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る磁気センサについて図面を参照しながら説明する。
第１の実施形態に係る磁気センサは、スピンバルブ型ＧＭＲ素子として一般的に知られている磁気抵抗効果素子を利用した磁気センサである。
【００１６】
図１は、第１の実施形態に係る磁気センサの構造を示す第１の図である。
また、図２は、第１の実施形態に係る磁気センサの構造を示す第２の図である。
図１は、磁気センサ１０の平面図であり、図２は、図１に示す磁気センサ１０の断面α―αの断面図を示している。
【００１７】
図１、図２に示すように、磁気センサ１０は、磁気抵抗効果素子１００と、絶縁層１１０と、配線層１２０と、を備えている。
磁気抵抗効果素子１００は、基板Ｗ上において、後述するピン層Ｐ、フリー層Ｆ及びスペーサ層Ｓ等が積層されてなり、外部から印加される磁場の方位及び強度に応じて電気抵抗が変化する素子である。磁気センサ１０は、磁気抵抗効果素子１００の電気抵抗を読み取ることで外部磁場の方位や強度を検出する。
また、磁気抵抗効果素子１００は、平面視で長方形状をなすように形成される。これにより、形状磁気異方性に基づいて、フリー層Ｆの磁化の方位が磁気抵抗効果素子１００の延在方向を向く。
なお、本実施形態において、磁気抵抗効果素子１００の膜厚は、５０ｎｍ前後とされる。
【００１８】
絶縁層１１０は、磁気抵抗効果素子１００の上層及び基板Ｗの表面全体を覆うように形成（成膜）された層間膜である。絶縁層１１０は、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ）等の絶縁体からなる層であって、その上層及び下層の各々に配される配線や各種素子を電気的に分離する。絶縁層１１０は、磁気抵抗効果素子１００が形成された後に成膜される。
また、本実施形態に係る絶縁層１１０には、コンタクトホール１１０ａが形成されている。絶縁層１１０が成膜された後、このコンタクトホール１１０ａが形成されることで、絶縁層１１０に覆われた磁気抵抗効果素子１００のうち、コンタクトホール１１０ａに対応する部分の上面（上面Ａ）が露出した状態となる。
【００１９】
配線層１２０は、絶縁層１１０の上層に形成されて、コンタクトホール１１０ａを通じて磁気抵抗効果素子１００の上面Ａと接触（コンタクト）する。配線層１２０は、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）やアルミニウム（Ａｌ）等の導電帯が積層されてなる引き回し配線（リード線）である。配線層１２０が磁気抵抗効果素子１００と接触して導通することで、当該配線層１２０を通じて磁気抵抗効果素子１００の電気抵抗を検出することができる。
具体的には、磁気抵抗効果素子１００は、配線層１２０を介して定電圧源（図示せず）と電気的に接続される。この定電圧源による所定の電源電圧Ｖｉｎ＋（例えば、３Ｖ）及び接地電圧Ｖｉｎ−（例えば、０Ｖ）の印加に応じて、配線層１２０を介して磁気抵抗効果素子１００に電流が流れる。
なお、配線層１２０は、コンタクトホール１１０ａが形成されて磁気抵抗効果素子１００の上面Ａが露出した後に成膜される。また、本実施形態において、配線層１２０の膜厚は、６００ｎｍ前後とされる。
【００２０】
図３は、対比例に係る磁気センサの構造を示す図である。
本実施形態に係る磁気センサ１０（図１、図２）の特性について、図３に示す対比例に係る磁気センサ９０と対比しながら説明する。
【００２１】
図３は、配線層１２０を形成した後に磁気抵抗効果素子１００を形成する製造工程を経て作製された磁気センサ９０の断面構造を示している。図３に示すように、当該対比例に係る磁気センサ９０において、基板Ｗ上に配線層１２０が形成された後、その上層及び側面に磁気抵抗効果素子１００が形成されている。
ここで、配線層１２０の方が磁気抵抗効果素子１００よりも厚いため、磁気抵抗効果素子１００が配線層１２０の側面（垂直面Ｖ）に形成された磁気抵抗効果素子１００を通じて電流が流れる。一般的な製造工程上、配線層１２０の垂直面Ｖにおいては、磁気抵抗効果素子１００が均等な膜厚で成膜されにくくなるため、側面接続がなされている部分における電気抵抗が不安定となる。即ち、配線層１２０と磁気抵抗効果素子１００との間で安定的なコンタクトを得ることが困難となる。そうすると、磁気センサ９０としての磁場の検出特性（センサ特性）が不安定となるため、例えば、磁気センサ９０から出力される検出信号が変動する等の異常（データとび）が発生する。
このような問題を解決する手段の一つとしては、配線層１２０における垂直面Ｖのテーパ化（側面の傾斜化）等が考えられるが、安定的にテーパ化を実現するためには複雑な工程を経る必要があり現実的でない。
【００２２】
一方、本実施形態に係る磁気センサ１０は、図１、図２に示したように、磁気抵抗効果素子１００の上層に配線層１２０が形成される。これにより、磁気抵抗効果素子１００の上面Ａにおける平坦面（基板Ｗの平坦面と平行な平坦面）の所定範囲に渡って面接触する。したがって、磁気抵抗効果素子１００と配線層１２０とが接触する部分における電気的特性が安定化し、これによって磁気センサ１０のセンサ特性を安定化させることができる。
【００２３】
図４は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の構造を示す図である。
次に、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子１００の詳細な構造について図４を参照しながら説明する。
図４に示すように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子１００は、基板Ｗの平坦面上に順次積層されたフリー層Ｆ、膜厚が２．８ｎｍの銅（Ｃｕ）からなる導電性のスペーサ層Ｓ、ピン層Ｐ、及び、膜厚が２．５ｎｍ〜３．０ｎｍ程度のタンタル（Ｔａ）からなるキャッピング層Ｃ１、緩衝層Ｃ２によって構成されている。
【００２４】
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り、基板Ｗの直上の緩衝層Ｃ２上に形成された膜厚が８ｎｍのＣｏＺｒＮｂアモルファス磁性層Ｆ１と、ＣｏＺｒＮｂアモルファス磁性層Ｆ１の上に形成されて膜厚が３．３ｎｍのＮｉＦｅ磁性層Ｆ２と、ＮｉＦｅ磁性層Ｆ２の上に形成されて膜厚が１．２ｎｍのＣｏＦｅ層Ｆ３とからなる。
ここで、ＣｏＺｒＮｂアモルファス磁性層Ｆ１、ＮｉＦｅ磁性層Ｆ２及びＣｏＦｅ層Ｆ３は軟質強磁性体薄膜層を構成している。また、ＣｏＦｅ層Ｆ３はＮｉＦｅ磁性層Ｆ２のＮｉ、及び、スペーサ層ＳをなすＣｕ層Ｓ１の拡散を防止するために設けられている。
【００２５】
ピン層Ｐは、Ｃｕ層Ｓ１（スペーサ層Ｓ）の上に形成されて膜厚が３．２ｎｍの第１ＣｏＦｅ磁性層Ｐ１と、第１ＣｏＦｅ磁性層Ｐ１の上に形成されて膜厚が０．５ｎｍのＲｕ層Ｐ２と、Ｒｕ層Ｐ２の上に形成されて膜厚が２．２ｎｍの第２ＣｏＦｅ磁性層Ｐ３と、を有している。
また、ピン層Ｐは、第２ＣｏＦｅ磁性層Ｐ３の上に形成されてプラチナ（Ｐｔ）を４５〜５５ｍｏｌ％含むＰｔＭｎ合金（プラチナ及びマンガンの合金）からなる膜厚が２４ｎｍの反強磁性層Ｐ４を有している。
【００２６】
そして、上述した第２ＣｏＦｅ磁性層Ｐ３は、反強磁性層Ｐ４に交換結合的に裏打されており、その磁化の方位が反強磁性層Ｐ４の磁化の方位と同じ方向（−Ｘ方向）にピン（固定）されている。また、第１ＣｏＦｅ磁性層Ｐ１は、第２ＣｏＦｅ磁性層Ｐ３との間で反強磁性的に結合されており、その磁化の方位が反強磁性層Ｐ４における磁化の方位と逆方向（＋Ｘ方向）にピン（固定）されている。すなわち、これら２つのＣｏＦｅ磁性層（第１ＣｏＦｅ磁性層Ｐ１、第２ＣｏＦｅ磁性層Ｐ３）によってピン層Ｐにおける磁化の方位が定められている。
【００２７】
ここで、ピン層Ｐの磁化の方位は、外部磁場がない場合におけるフリー層Ｆの磁化の方位（即ち、磁気抵抗効果素子の延在方向（±Ｙ方向））と直交するように設定される。磁気センサ１０は、当該直交角度（９０°）からの変位に応じた抵抗値の変化を読み取ることで外部磁場を検出する。
【００２８】
このように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子１００は、フリー層Ｆの上層にピン層Ｐを積層してなり、かつ、ピン層Ｐに含まれる層の最上層に、プラチナ（Ｐｔ）及びマンガン（Ｍｎ）を含む反強磁性層Ｐ４が形成されている。
【００２９】
図５は、第１の実施形態に係る磁気センサの製造工程を示す図である。
以下、図５（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、磁気センサ１０の製造工程について順を追って説明する。
まず、基板Ｗの平坦面上に磁気抵抗効果素子１００を構成するフリー層Ｆ、スペーサ層Ｓ、ピン層Ｐ等を成膜するとともに、所定の長方形状となるようにパターニングする（図５（ａ）参照）。具体的には、各層を成膜した後にレジストを塗布し、これを所定のパターンにカットし、更に、露出した部分に対してエッチングを行う。そして、その後、レジストを除去する。なお、この場合における磁気抵抗効果素子１００の層構造は、図４に示した通りである。
次いで、磁気抵抗効果素子１００の上層を覆うように、基板Ｗの平坦面全体に絶縁層１１０（ＳｉＯ又はＳｉＮ）を成膜する（図５（ｂ）参照）。
次に、図５（ｂ）で成膜した絶縁層１１０に対してドライエッチング処理を施してコンタクトホール１１０ａを形成する。即ち、レジストを塗布した後、コンタクトホール１１０ａ用にレジストをカットし、その後、ドライエッチング処理を施して絶縁層１１０をエッチングすることでコンタクトホール１１０ａを形成する。コンタクトホール１１０ａが形成された段階で、磁気抵抗効果素子１００の上面Ａが露出する（図５（ｃ）参照）。
【００３０】
ここでなされるドライエッチング処理においては、磁気抵抗効果素子１００に含まれる反強磁性層Ｐ４をエッチングストッパとして利用する。これにより、絶縁層１１０がエッチングされていく過程において、磁気抵抗効果素子１００の反強磁性層Ｐ４が露出した段階でエッチングの進行が停止するので、磁気抵抗効果素子１００の上面Ａを精度よく露出させることができる。
なお、この場合、エッチングストッパとされる反強磁性層Ｐ４の上層にはキャッピング層Ｃ１が成膜されているが、コンタクトホール１１０ａに対応する部分のキャッピング層Ｃ１はエッチングによって消失し、反強磁性層Ｐ４が磁気抵抗効果素子１００の上面Ａとして露出する。
【００３１】
その後、配線層１２０（ＴｉＮ、Ａｌ等）を成膜し、更に、所定の引き回し配線が形成されるようにパターニングする（図５（ｄ）参照）。このとき、配線層１２０は、コンタクトホール１１０ａを通じて、絶縁層１１０の下層に配される磁気抵抗効果素子１００の上面Ａと面接触する。
以上の工程を経て磁気抵抗効果素子１００を用いた磁気センサ１０が製造される。
【００３２】
上述の製造工程（図５（ａ）〜図５（ｄ））によって製造される磁気センサ１０の作用効果について説明する。
側面接続の場合、図３に示したように、配線層１２０と磁気抵抗効果素子１００との間で安定的なコンタクトを得ることが困難となる。一方、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示した製造工程によれば、配線層１２０が磁気抵抗効果素子１００の上面Ａと面接触するため、磁気抵抗効果素子１００と配線層１２０とが接触する部分における電気的特性が安定化し、これによって磁気センサ１０のセンサ特性を安定化させることができる。
また、本実施形態に係る磁気センサ１０の製造方法によれば、上述のように、コンタクトホール１１０ａを形成する工程（図５（ｃ））において、磁気抵抗効果素子１００のピン層Ｐをエッチングストッパに用いることを特徴としている。
このようにすることで、別途のエッチングストッパ用の層を成膜する工程を排することができ、これによって工程数の増加を抑制することができる。
また、磁気抵抗効果素子１００のピン層Ｐがエッチングストッパとなることで、当該ピン層Ｐまでエッチングが進んだ時点で進行が止まるため、エッチングによって精度よくピン層Ｐにおける平坦面（上面Ａ）を露出させることができる。即ち、複数の磁気抵抗効果素子１００ごとに、エッチングが不十分で上面Ａが露出していなかったり、エッチングが進み過ぎて磁気抵抗効果素子１００が消失したり、というような工程上のばらつきが抑制される。これにより、磁気抵抗効果素子１００と配線層１２０とを精度よく面接触させることができ、磁気センサ１０全体としての歩留まりの改善、及び、磁気センサ１０ごとの特性の安定化を図ることができる。
【００３３】
また、本実施形態に係る磁気センサ１０によれば、磁気抵抗効果素子１００のピン層Ｐが、当該ピン層Ｐに含まれる層の最上層においてプラチナ及びマンガンを含む反強磁性層Ｐ４を有するとともに、当該反強磁性層Ｐ４の上面が配線層１２０と接触していることを特徴とする。
このようにすることで、プラチナ及びマンガンを含む反強磁性層Ｐ４がエッチングストッパとして利用可能となるため、別途のエッチングストッパ用の層を成膜する工程を排することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る磁気センサ１０によれば、エッチングストッパとして利用する反強磁性層Ｐ４を有するピン層Ｐが、磁気抵抗効果素子１００を構成するフリー層Ｆ、スペーサ層Ｓ、ピン層Ｐのうちの最上層に配されている。また、ピン層Ｐを構成する層のうちエッチングストッパとして利用可能な反強磁性層Ｐ４が、当該ピン層Ｐの最上層に配されている。これにより、磁気抵抗効果素子１００の磁気抵抗効果に関わる各層（ピン層Ｐ、フリー層Ｆ）の内部までエッチングが進行することを防止することができる。したがって、磁気抵抗効果に関わる各層の内部までエッチングが進行することに起因する、磁気抵抗効果素子１００の特性のばらつきを抑制することができる。
【００３５】
以上、第１の実施形態に係る磁気センサ１０について詳細に説明したが、本実施形態に係る磁気センサ１０の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
例えば、本実施形態に係る磁気センサ１０の磁気抵抗効果素子１００の層構造は、図４に示したものに限定されない。即ち、磁気抵抗効果素子１００の磁気抵抗効果に関わる各層（フリー層Ｆ、スペーサ層Ｓ、ピン層Ｐ）の中で、エッチングストッパとして利用可能な層（反強磁性層Ｐ４）が最上層に設けられてさえいれば、フリー層Ｆ、スペーサ層Ｓ、ピン層Ｐの各層における層構造や材料は、適宜変更可能である。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態に係る磁気センサについて図面を参照しながら説明する。
第２の実施形態に係る磁気センサは、第１の実施形態に係る磁気センサにおけるセンサ特性のばらつきを更に改善できる磁気センサである。
【００３７】
図６は、第２の実施形態に係る磁気センサの構造を示す図である。
図６に示すように、第２の実施形態に係る磁気センサ１０は、第１の実施形態と同様に、磁気抵抗効果素子１００、絶縁層１１０及び配線層１２０を備えている。磁気抵抗効果素子１００、絶縁層１１０、配線層１２０の層構造は、第１の実施形態と同等であるため説明を省略する（図２を参照）。
【００３８】
本実施形態に係る磁気センサ１０は、磁気抵抗効果素子１００がその延在方向（±Ｙ方向）の端部において先端部１００ａを有している点で、第１の実施形態と異なっている。
図６に示すように、先端部１００ａは、磁気抵抗効果素子１００の延在方向において、コンタクトホール１１０ａと重なる位置（上面Ａ）よりも端部側に設けられている。また、先端部１００ａは、磁気抵抗効果素子１００の延在方向の端部へ向かうにつれて幅方向（±Ｘ方向）に先細るように形成されている。
【００３９】
図７は、第２の実施形態に係る磁気センサの作用を説明する図である。
図６に示した先端部１００ａを有する磁気センサ１０の作用について、図７を参照しながら説明する。
図７（ａ）は、長方形状に形成された磁気抵抗効果素子１００の延在方向の端部におけるマグネティックドメイン（磁区）を模式的に示す図である。また、図７（ｂ）は、先端部１００ａが設けられた磁気抵抗効果素子１００の延在方向の端部におけるマグネティックドメインを模式的に示す図である。
【００４０】
図７（ａ）に示すように、長方形状に形成された磁気抵抗効果素子１００の端部では、直角（９０°）に区画された隅付近の領域（領域Ｍ）において、フリー層Ｆの磁化が不規則に異なる方位を向く微小なマグネティックドメインが多数生じている。一般にフリー層Ｆにおける磁化の方位は、形状磁気異方性に基づき磁化容易軸が磁気抵抗効果素子１００（フリー層Ｆ）の長尺方向（延在方向）に一致する。しかしながら、直角に区画された周縁付近では、長尺を有する形状に基づく形状磁気異方性が作用しないため、磁化の方位が揃わないマグネティックドメインが多数発生する。
一方、図７（ｂ）に示すように、先端部１００ａが設けられた磁気抵抗効果素子１００の端部では、鈍角に区画された隅付近の領域（領域Ｍ’）において、フリー層Ｆの磁化が不規則に異なるマグネティックドメインの生成が抑制される。即ち、領域Ｍ’において、磁気抵抗効果素子１００（フリー層Ｆ）の延在方向に沿って鈍角に区画することで、長尺を有する形状に基づく形状磁気異方性を周縁付近まで有効に作用させることができる。
【００４１】
ここで、図７（ａ）に示す場合において、コンタクトホール１１０ａが形成される位置（上面Ａ）が領域Ｍに重なると、磁化の方位が不規則なマグネティックドメインが外部磁場に対する電気抵抗の変化の特性に影響を及ぼすため、磁気センサ１０の検出結果が変動する場合がある。したがって、領域Ｍにおけるマグネティックドメインは、磁気センサ１０のセンサ特性にばらつきを生じさせる要因となり得る。
一方、本実施形態に係る磁気センサ１０（図７（ｂ））では、領域Ｍ’においてマグネティックドメインの生成が抑制されているため、コンタクトホール１１０ａが形成される位置（上面Ａ）が領域Ｍ’に重なった場合であっても、磁気センサ１０のセンサ特性に影響を及ぼす程度が低減される。これにより、コンタクトホール１１０ａのパターニングずれに基づいて生じるセンサ特性の変動を最小限に抑制することができる。
【００４２】
このように、第２の実施形態に係る磁気センサ１０によれば、磁気抵抗効果素子１００の延在方向の端部において、磁化の方位が互いに異なる微小なマグネティックドメインの生成を抑制することができる。したがって、配線層１２０と接触する部分（領域Ａ）における磁気抵抗効果素子１００の磁化の方位が均一化され、磁気センサ１０としてのセンサ特性を一層安定化することができる。
【００４３】
以上、第２の実施形態に係る磁気センサ１０について詳細に説明したが、本実施形態に係る磁気センサ１０の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
即ち、先端部１００ａの形状は、延在方向の端部に向かうにつれて幅方向に先細るように形成されている部分があればよく、例えば、三角形状に形成される場合（図６）の他、半円状、半楕円状、磁気抵抗効果素子１００の隅が角丸に形成されたものであってもよい。
【００４４】
また、第１、第２の実施形態に係る磁気センサ１０では、コンタクトホール１１０ａが磁気抵抗効果素子１００の幅方向（±Ｘ方向）の長さよりも短い幅で形成され、コンタクトホール１１０ａの形成により平坦面（上面Ａ）のみが露出するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
【００４５】
図８は、他の実施形態に係る磁気センサの構造を示す図である。
ここで、図８（ａ）は、他の実施形態に係る磁気センサ１０の平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す磁気センサ１０の断面β―βの断面図を示している。
他の実施形態に係る磁気センサ１０では、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、磁気抵抗効果素子１００の幅方向の長さＬ１よりもコンタクトホール１１０ａの幅方向の長さＬ２の方が長くなるように形成されていてもよい。
コンタクトホール１１０ａがこのように形成されることで、配線層１２０は、磁気抵抗効果素子１００の平坦面（上面Ａ）のみならず側面Ａ’とも接触する。このように磁気抵抗効果素子１００と配線層１２０との接触面積が増えることで、両者の電気的な接続を一層安定させることができる。
【００４６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００４７】
１０…磁気センサ、１００…磁気抵抗効果素子、１００ａ…先端部、１１０…絶縁層、１１０ａ…コンタクトホール、１２０…配線層、９０…磁気センサ、Ｗ…基板、Ａ…上面、Ａ’…側面、Ｍ、Ｍ’…領域、Ｐ…ピン層、Ｐ１…第１ＣｏＦｅ磁性層、Ｐ２…Ｒｕ層、Ｐ３…第２ＣｏＦｅ磁性層、Ｐ４…反強磁性層、Ｓ…スペーサ層、Ｓ１…Ｃｕ層、Ｆ…フリー層、Ｆ１…ＣｏＺｒＮｂアモルファス磁性層、Ｆ２…ＮｉＦｅ磁性層、Ｆ３…ＣｏＦｅ層、Ｖ…側面
【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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