JP2004117367A - 磁気センサ及び同磁気センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】　磁気トンネル効果素子を用いた磁気センサの温度特性を改善し、外部磁界の検出精度を向上すること。
【解決手段】　磁気センサは、磁気トンネル効果素子５１，５２を有し、これらの磁気トンネル効果素子の各固定磁化層の磁化の向きは、それぞれの素子において総て同一方向（図５に矢印にて示す方向）とされている。この磁気センサは、磁気トンネル効果素子５１と磁気トンネル効果素子５２とを直列接続するとともに、これに直流定電圧源５３を直列に接続し、磁気トンネル効果素子５２の両端電圧を出力電圧Ｖoutとして取り出すハーフブリッヂ回路により構成されている。
【選択図】　図５

Description

　本発明は、磁化の向きが所定の向きに固定された固定磁化層と、磁化の向きが外部磁界に応じて変化する自由磁化層と、固定磁化層と自由磁化層との間に挟まれた絶縁層とを含んでなる磁気トンネル効果素子を用いた磁気センサ及び同磁気センサの製造方法に関する。

　従来から、異方性ＭＲ効果を利用した磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）、或いは巨大磁気抵抗効果を利用した巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ素子）が広く知られている。一方、最近では、ＡＭＲ素子又はＧＭＲ素子よりも磁気抵抗変化率が大きく感度が良好な素子として磁気トンネル効果素子（ＴＭＲ素子）が注目されており、同素子の磁気センサへの応用開発が進められている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−７０１４８号公報

　しかしながら、磁気トンネル効果素子は温度特性が良好ではないため、磁気センサとして使用し難いという問題がある。一例として、図１７は、環境温度を２５，９０，及び１５０℃に変化させた場合における、所定の磁気トンネル効果素子の外部磁界に対する抵抗値（出力）を測定した結果を示している。図１７から理解されるように、外部磁界が大きく異なっていても、環境温度が変化することにより素子の示す抵抗値が同じになる場合があることから、このような素子をそのまま磁気センサに用いることは困難である。

　また、図１８は図１７に示した測定結果をもとに、横軸に環境温度をとり、縦軸に素子の抵抗値をとって、各環境温度における抵抗値の最大値と最小値を破線及び実線にてそれぞれ示したものである。一般に、磁界の向きが所定の向きであるか、又は同所定の向きとは反対の向きであるかを検出するためには、磁気センサの出力が所定の閾値以上か否かを判断する必要があるが、図１８から理解されるように、この素子においては、そのような検出を行うための適切な閾値を２５〜１５０℃の環境温度範囲において設定することが困難である（図中の一点鎖線を参照）。

　本発明は、上記課題に対処するためになされたものであって、その特徴は、磁気トンネル効果素子の固定磁化層の固定された磁化の向きが互いに略反対向きとなるように配設された素子によりハーフブリッジ回路を構成して磁気センサとしたことにある。

　具体的には、本発明の他の特徴は、直流電圧源と、磁化された強磁性膜及び同磁化された強磁性膜により磁化の向きが所定の向きに固定された強磁性膜からなる固定磁化層と磁化の向きが外部磁界に応じて変化する自由磁化層と前記固定磁化層及び前記自由磁化層の間に挟まれた絶縁層とを含んでなる少なくとも二つの磁気トンネル効果素子と、を備えた磁気センサにおいて、前記磁気トンネル効果素子のうちの一の磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きと前記磁気トンネル効果素子のうちの他の磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きとが略反対の向きとなるように同両磁気トンネル効果素子を配設し、前記一の磁気トンネル効果素子と、前記他の磁気トンネル効果素子と、前記直流電圧源とを直列に接続し、前記磁気トンネル効果素子の何れかの素子の両端電圧を出力するように構成したことにある。この場合において、前記少なくとも二つの磁気トンネル効果素子は、同一基板上に形成してもよく、独立した基板上に形成してもよい。

　これによれば、図５に示したように、直流電圧源の電圧をＶin、前記磁気トンネル効果素子に外部磁界が加わっていない場合の同素子の抵抗値をＲ0、十分大きな外部磁界であって、固定磁化層の磁化の向きと同一向き又は反対向きの磁界が磁気トンネル効果素子に加わった場合の同素子の抵抗変化分をそれぞれ−ΔＲd，ΔＲuとするとき、出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmax、最小値Ｖminは下記数１，数２で表される。
Ｖmax＝Ｖin・（Ｒ0＋ΔＲu）／（２Ｒ0＋ΔＲu−ΔＲd）　…数１
Ｖmin＝Ｖin・（Ｒ0−ΔＲd）／（２Ｒ0＋ΔＲu−ΔＲd）　…数２

　一般に、磁気トンネル効果素子においては、ΔＲu≒ΔＲdであるので、ΔＲ＝ΔＲu＝ΔＲdとおくと、数１，数２は、それぞれ、以下の数３及び数４に変形される。
Ｖmax＝Ｖin・（１＋（ΔＲ／Ｒ0））／２　…数３
Ｖmin＝Ｖin・（１−（ΔＲ／Ｒ0））／２　…数４

　この場合、図１７の測定に用いた磁気トンネル効果素子を例にとると、最大値Ｖmaxは、図２のラインＤにて示したように０．５３３Ｖin〜０．５２５Ｖin程度となり、最小値Ｖminは図２のラインＥにて示したように０．４６８Ｖin〜０．４７５Ｖin程度となる。従って、磁気遮蔽した磁気トンネル効果素子と磁気遮蔽しない磁気トンネル効果素子とによりハーフブリッヂ回路を構成した上記の場合と同様に、温度特性が改善されるととともに、同場合よりも出力特性が向上する。また、この磁気センサにおいても、ラインＣのように、外部磁界の向きを検出するための閾値を上記環境温度の全域に渡り設定することができるので、同磁気センサは外部磁界の方向の変化を確実に検出し得るものとなる。

　本発明の他の特徴は、磁気トンネル効果素子によりフルブリッジ回路を構成するものであって、同フルブリッヂ回路の対向する位置にある磁気トンネル効果素子については、その固定磁化層の固定された磁化の向きが略同一向きとなり、且つ隣接する位置にある素子については、その固定磁化層の固定された磁化の向きが略反対の向きとなるように各磁気トンネル効果素子を配設したものである。

　具体的には、本発明の他の特徴は、直流電圧源と、磁化された強磁性膜及び同磁化された強磁性膜により磁化の向きが所定の向きに固定された強磁性膜からなる固定磁化層と磁化の向きが外部磁界に応じて変化する自由磁化層と前記固定磁化層及び前記自由磁化層の間に挟まれた絶縁層とを含んでなる第１乃至第４磁気トンネル効果素子と、を備えた磁気センサにおいて、第１磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きと第２磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きとが略反対の向きとなるように同第１及び第２磁気トンネル効果素子を配設するとともに同第１磁気トンネル効果素子と同第２磁気トンネル効果素子とを各一端にて接続し、同第１磁気トンネル効果素子の他端と同第２磁気トンネル効果素子の他端とを前記直流電圧源の正極と負極とにそれぞれ接続し、第３磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きと第４磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きとが略反対の向きであって、同第３磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きと前記第１磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きとが略反対の向きとなるように同第３及び同第４磁気トンネル効果素子を配設するとともに同第３磁気トンネル効果素子と同第４磁気トンネル効果素子とを各一端にて接続し、同第３磁気トンネル効果素子の他端と同第４磁気トンネル効果素子の他端とを前記直流電圧源の正極と負極とにそれぞれ接続し、前記第１磁気トンネル効果素子と前記第２磁気トンネル効果素子との接続個所と、前記第３磁気トンネル効果素子と第４磁気トンネル効果素子との接続個所との間の電位差を出力するように構成したことにある。

　この場合、上記フルブリッヂ回路全体を同一基板上に形成してもよく、前記第１及び第２磁気トンネル効果素子からなる回路要素、または前記第３及び第４磁気トンネル効果素子からなる回路要素を、同回路要素単位で同一基板上に形成してもよい。また、第１〜第４磁気トンネル効果素子の各々を異なる基板上に形成することもできる。

　このように構成された磁気センサにおいては、図１３に示したように、第１及び第２磁気トンネル効果素子の接続点と、第３及び第４磁気トンネル効果素子の接続点との電位差が出力電圧Ｖoutとして出力され、前記磁気トンネル効果素子に外部磁界が加わっていない場合の同素子の抵抗値をＲ0、十分大きな外部磁界であって、固定磁化層の磁化の向きと同一向き又は反対向きの磁界が磁気トンネル効果素子に加わった場合の同素子の抵抗変化分をそれぞれ−ΔＲd，ΔＲuとするとき、出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmax、最小値Ｖminは下記数５，数６で表される。
Ｖmax＝（ΔＲu＋ΔＲd）／（２Ｒ0＋ΔＲu−ΔＲd）　…数５
Ｖmin＝−（ΔＲu＋ΔＲd）／（２Ｒ0＋ΔＲu−ΔＲd）　…数６

　一般に、磁気トンネル効果素子においては、ΔＲu≒ΔＲdであるので、ΔＲ＝ΔＲu＝ΔＲdとおくと、数５，数６は、それぞれ、以下の数７及び数８に変形される。
Ｖmax＝２・ΔＲ／Ｒ0　…数７
Ｖmin＝−２・ΔＲ／Ｒ0　…数８

　図１７の測定例においては、このΔＲ／Ｒ0の値は０．０６５〜０．０４９であって環境温度の変化による影響が小さい。また、この傾向は磁気トンネル効果素子に一般的である。従って、上記フルブリッヂ回路の磁気センサは、温度特性が改善されたものとなる。また、最大値Ｖmaxは正の値であり、最小値Ｖminは負の値であり、それらの中央値は「０」である。従って、値「０」を閾値とすることにより、外部磁界の向きの変化を確実に検出しうる磁気センサが提供され得る。

　また、本発明の他の特徴は、磁化された強磁性膜及び同磁化された強磁性膜により磁化の向きが所定の向きに固定された強磁性膜からなる固定磁化層と、磁化の向きが外部磁界に応じて変化する磁性層からなる自由磁化層と、前記固定磁化層と前記自由磁化層とに挟まれた絶縁層とを含んでなる磁気トンネル効果素子を複数備えた磁気センサの製造方法において、前記固定磁化層となるべき磁性層と、前記自由磁化層となるべき磁性層と、前記両磁性層の間に挟まれた絶縁層とを含む積層体を単一の基板上に複数形成する工程と、前記積層体のうちの一つの積層体に対し磁気ヘッドにより磁界を与え、同積層体の前記固定磁化層となるべき磁性層の磁化の向きが所定の向きとなるように同磁性層を磁化する工程と、前記積層体のうちの他の積層体に対し磁気ヘッドにより磁界を与え、同積層体の前記固定磁化層となるべき磁性層の磁化の向きが前記所定の向きと略反対の向きとなるように同磁性層を磁化する工程とを含んだことにある。

　この製造方法によれば、固定磁化層の磁化の向きが反対の向きとなっている上記磁気センサを単一基板上に容易に製造することができる。

　また、本発明の他の特徴は、磁化された強磁性膜及び同磁化された強磁性膜により磁化の向きが所定の向きに固定された強磁性膜からなる固定磁化層と、磁化の向きが外部磁界に応じて変化する磁性層からなる自由磁化層と、前記固定磁化層と前記自由磁化層とに挟まれた絶縁層とを含んでなる磁気トンネル効果素子を複数備えた磁気センサの製造方法において、前記固定磁化層となるべき磁性層と、前記自由磁化層となるべき磁性層と、前記両磁性層の間に挟まれた絶縁層とを含む積層体を単一の基板上に複数形成する工程と、前記複数の積層体の全体に対して所定の向きの磁界を与えて同複数の積層体の前記固定磁化層となるべき磁性層を磁化する工程と、前記積層体のうちの少なくとも一つの積層体を磁気遮蔽した後に前記複数の積層体の全体に対して前記所定の向きとは略反対の向きの磁界を与えて前記磁気遮蔽されていない積層体の前記固定磁化層となるべき磁性層を再度磁化する工程とを含んだことにある。

　この製造方法によっても、固定磁化層の磁化の向きが反対の向きとなっている上記磁気センサを単一基板上に容易に製造することができる。

　以下、本発明による磁気トンネル効果素子を用いた磁気センサの各実施形態について、同各実施形態に共通に使用される磁気トンネル効果素子から説明する。図１４は、かかる磁気トンネル効果素子の一部を示す概略断面図であり、図１５及び図１６は、図１４に対応した磁気トンネル効果素子の概略平面図である。

　この磁気トンネル効果素子は、例えばＳｉＯ₂／Ｓｉ、ガラス又は石英からなる基板１０を備えている。基板１０上には、平面形状を長方形状にした複数の下部電極１１が横方向に所定の間隔を隔てて一列に配置されており、下部電極１１は、導電性非磁性金属材料であるＣｒ（又はＴｉ）により膜厚１０ｎｍ程度に形成されている。各下部電極１１上には、同下部電極１１と同一平面形状に形成され、ＣｏＣｒ系金属（例えば、ＣｏＰｔＣｒ）からなり膜厚３０ｎｍ程度の強磁性膜１２がそれぞれ積層されている。強磁性膜１２は、図１６の矢印方向に磁化されている。

　各強磁性膜１２上には、膜厚５ｎｍ程度のＮｉＦｅからなる一対の強磁性膜１３，１３が間隔を隔てて積層されている。この強磁性膜１３，１３は、平面視において長方形状（例えば、２０×１２μｍ）を有し、その各長辺が平行に対向されるとともに、各短辺は前記強磁性膜１２の磁化方向と同一となるように配置されている。この強磁性膜１３は、強磁性膜１２と協働して磁化の向きが固定された硬質磁性の磁性膜である固定磁化層（固着層）を構成するものであり、強磁性膜１２の磁化により、図１６に示すように短辺方向に磁化されている。

　各強磁性膜１３の上には、同強磁性膜１３と同一平面形状を有する絶縁層１４が形成されている。絶縁層１４は、絶縁材料であるＡｌ₂Ｏ₃からなり、その膜厚は３〜４ｎｍ程度となるように形成されている。

　絶縁層１４の上には、同絶縁層１４と同一平面形状を有する強磁性膜１５が形成されている。この強磁性膜１５は、絶縁層１４に接する膜厚２ｎｍ程度のＣｏ膜を下層とし、同Ｃｏ膜に接する膜厚６０ｎｍ程度のＮｉＦｅ膜を上層とする２層構造を有している。強磁性膜１５は、その磁化の向きが外部磁界の向きに応じて変化する軟質磁性の磁性膜である自由磁化層を構成し、前記強磁性膜１２，１３からなる固定磁化層と前記絶縁層１４とともに磁気トンネル接合構造を形成している。

　各強磁性膜１５の上には、同各強磁性膜１５と同一平面形状のダミー膜１６がそれぞれ形成されている。このダミー膜１６は、膜厚３０ｎｍ程度のＭｏ膜からなる導電性非磁性金属材料によって構成されている。

　基板１０、下部電極１１、強磁性膜１２，１３、絶縁層１４、強磁性膜１５及びダミー膜１６を覆う領域には、複数の下部電極１１及び強磁性膜１２をそれぞれ絶縁分離するとともに、各強磁性膜１２上に設けた一対の強磁性膜１３、絶縁層１４、強磁性膜１５及びダミー膜１６をそれぞれ絶縁分離するための層間絶縁層１７が設けられている。層間絶縁層１７は、例えばＳｉＯ₂からなり、その膜厚は２５０ｎｍ程度である。

　この層間絶縁膜１７には、各ダミー膜１６上にてコンタクトホール１７ａがそれぞれ形成されている。このコンタクトホール１７ａを埋設するとともに、異なる下部電極１１及び強磁性膜１２上に設けた一対のダミー膜１６，１６の各一方間を互いに電気的に接続するように、例えば膜厚３００ｎｍのＡｌからなる上部電極１８，１８がそれぞれ形成されている。このように、下部電極１１及び強磁性膜１２と、上部電極１８とにより、隣り合う一対の磁気トンネル接合構造の各強磁性膜１５，１５（各ダミー膜１６，１６）と各強磁性膜１２，１２とをそれぞれ交互に順次電気的に接続して、固定磁化層の磁化の向きが同一とされた複数の磁気トンネル接合構造を直列に接続した磁気トンネル効果素子（磁気トンネル効果素子群）が形成される。

　図１７は、上記基板１０上の２×２ｍｍ^２の領域に、上述の磁気トンネル効果素子を５００個（１個の磁気トンネル効果素子は、一組の固定磁化層、絶縁層、自由磁化層を有する。従って、図１４では４個の磁気トンネル効果素子が示されている。）形成し、これらを電気的に直列接続した試料の温度特性を示す図である。この図において、ラインＡ，Ｂ，Ｃは、環境温度をそれぞれ２５，９０，及び１５０℃に変化させた場合における同試料の外部磁界に対する抵抗値の変化を示している。図１７から理解されるように、外部磁界が大きく異なっている場合であっても環境温度により試料の示す抵抗値が同じになる場合があるので、このような試料をそのまま磁気センサに用いることは困難である。

　次に、本発明による温度特性が改善された磁気センサの各実施形態について個別に説明する。

（第１実施形態）
　図１に示した第１実施形態に係る磁気センサは、図１４における基板１０に相当する基板３０上に形成された磁気トンネル効果素子３１と、同基板３０上に形成され磁気遮蔽が施された磁気トンネル効果素子３２とを備えている。磁気トンネル効果素子３１，３２の各々は、図１４〜図１６に示したように、同一構成からなる複数個（例えば、５００個）の磁気トンネル効果素子を直列接続したものである。磁気トンネル効果素子３１，３２を構成する前記複数の磁気トンネル効果素子の各固定磁化層の磁化の向きは、総て同一方向（図１に矢印にて示す方向）とされている。

　そして、この磁気センサは、磁気遮蔽されていない磁気トンネル効果素子３１と磁気遮蔽されている磁気トンネル効果素子３２とを直列接続するとともに、これに直流定電圧源３３を直列に接続し、磁気トンネル効果素子３２の両端電圧を出力電圧Ｖoutとして取り出すハーフブリッヂ回路により構成されている。

　この磁気センサは、以下に述べる工程を経て製造することができる。即ち、図１４に示した各層１１〜１８に相当する層を有する積層体を基板３０上に形成し、次いで上記ハーフブリッヂ回路を構成する。その後、磁気トンネル効果素子３２となるべき積層体を軟磁性体により被覆して同積層体に対し磁気遮蔽を施す。最後に、全体に対して前記磁気遮蔽にて遮蔽できない程度の強い磁場を付与することで前記積層体を磁化（着磁）し、これにより、磁気トンネル効果素子３１，３２の固定磁化層の磁化の向きを固定する。

　このように構成した磁気センサにおいては、磁気トンネル効果素子３２が磁気遮蔽されていることから、同素子３２の抵抗値は外部磁界に関わらず一定値Ｒ0である。一方、磁気トンネル効果素子３１に、同素子３１の固定磁化層の磁化の向きと同じ向きの十分大きな外部磁界が加わっている場合には、同素子３１の抵抗値はＲ0−ΔＲdとなる。また、磁気トンネル効果素子３１に、同素子３１の固定磁化層の磁化の向きと反対向きの十分大きな外部磁界が加わっている場合には、同素子３１の抵抗値はＲ0＋ΔＲuとなる。そこで、直流電圧源３３の電圧をＶinとすると、出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmaxは、Ｖmax＝Ｖin／（２−（ΔＲd／Ｒ0））…(1)で表され、最小値Ｖminは、Ｖmin＝Ｖin／（２＋（ΔＲu／Ｒ0））…(2)で表される。

　ところで、磁気トンネル効果素子は、環境温度が変化しても上記(1)式のΔＲd／Ｒ0、及び(2)式のΔＲu／Ｒ0の変化量が小さいという特性を有している。例えば、図１７の測定例では、ΔＲd／Ｒ0、及びΔＲu／Ｒ0は共に、環境温度２５，９０，及び１５０℃に対し、それぞれ、０．０６５，０．０５６，及び０．０４９程度である。従って、環境温度２５，９０，及び１５０℃に対し、上記磁気センサの出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmaxは、それぞれ略０．５１６Ｖin，０．５１４Ｖin，及び０．５１３Ｖinとなる。また、環境温度２５，９０，及び１５０℃に対し、上記磁気センサの出力電圧Ｖoutの最小値Ｖminは、それぞれ略０．４８４Ｖin，０．４８６Ｖin，及び０．４８８Ｖinである。即ち、環境温度が変化した場合であっても、上記磁気センサの出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmaxは０．５１Ｖin程度の略一定値となり、出力電圧Ｖoutの最小値Ｖminは、０．４８Ｖin程度の略一定値となる。従って、上記特徴を有する磁気センサは、温度特性が良好なものとなっている。

　また、この磁気センサの環境温度に対する出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmax、最小値Ｖminを図示した図２から理解されるように、最大値Ｖmax（ラインＡ）と最小値Ｖmin（ラインＢ）は、上記環境温度の全域に渡り同一の値となることがない。これにより、外部磁界の方向の変化を検出するための閾値（外部磁界が「０」であるときの出力電圧Ｖoutに相当する値）を、ラインＣにて示したように上記環境温度の全域に渡り設定することができる。従って、上記磁気センサは、環境温度が広い範囲で変化した場合においても、外部磁界の方向の変化を確実に検出し得るものとなっている。

（第１実施形態の変形例）
　第１実施形態の変形例は、図１において破線にて示したように、磁気遮蔽された磁気トンネル効果素子３２の両端電圧を出力電圧Ｖoutとする代わりに、磁気トンネル効果素子３１の両端電圧を出力電圧Ｖ´outとしたものであり、他の部分については第１実施形態と同一である。

　この場合においては、出力電圧Ｖ´outの最大値Ｖ´max及び最小値Ｖ´minは、直流定電圧源３３の電圧Ｖinから上記(2)式の最小値Ｖmin及び(1)式の最大値Ｖmaxをそれぞれ減じた値となる。従って、このように出力を取り出した場合においても、出力電圧Ｖ´outの最大値Ｖ´max及び最小値Ｖ´minは環境温度に関わらず略一定値となる。即ち、この磁気センサは、温度特性が改善されており、また、外部磁界の方向の変化を精度よく検出し得る。

　（第２実施形態）
　図３に示した第２実施形態に係る磁気センサは、図１４における基板１０に相当する基板４０上に形成された磁気トンネル効果素子４１，４４と、同基板４０上に形成され磁気遮蔽が施された磁気トンネル効果素子４２，４３とを備えている。磁気トンネル効果素子４１〜４４の各々は、図１４〜図１６に示したように、同一構成からなる複数個（例えば、５００個）の磁気トンネル効果素子を直列接続したものであり、磁気トンネル効果素子４１〜４４の各々を構成する前記複数の磁気トンネル効果素子の各固定磁化層の磁化の向きは、総て同一方向（図３に矢印にて示す方向）に固定されている。

　そして、この磁気センサにおいては、磁気遮蔽されていない磁気トンネル効果素子４１の一端と磁気遮蔽されている磁気トンネル効果素子４２の一端とが接続されて一の回路要素が構成され、磁気遮蔽されている磁気トンネル効果素子４３の一端と磁気遮蔽されていない磁気トンネル効果素子４４の一端とが接続されて他の回路要素が構成され、この一対の回路要素が直流定電圧源４５に接続されてフルブリッジ回路を構成している。

　即ち、磁気トンネル効果素子４１の他端と磁気トンネル効果素子４２の他端は、直流定電圧源４５の正極と負極とにそれぞれ接続され、磁気トンネル効果素子４３の他端と磁気トンネル効果素子４４の他端は、直流定電圧源４５の正極と負極とにそれぞれ接続されている。また、磁気トンネル効果素子４１の固定磁化層の固定された磁化の向きと磁気トンネル効果素子４４の固定磁化層の固定された磁化の向きとが略同一となるように、磁気トンネル効果素子４１，４４が配設されている。そして、磁気トンネル効果素子４１と磁気トンネル効果素子４２との接続点の電位と、磁気トンネル効果素子４３と磁気トンネル効果素子４４との接続点の電位とが取出され、これらの接続点の電位差が磁気センサの出力電圧Ｖoutとなるように構成されている。

　この磁気センサは、図１４に示した各層１１〜１８に相当する層を有する積層体を基板４０上に形成し、これらの積層体を上述のように接続してフルブリッヂ回路を構成し、その後、磁気トンネル効果素子４２，４３となるべき積層体を軟磁性体により被覆して磁気遮蔽を施し、最後に全体に対して前記磁気遮蔽にて遮蔽できない程度の強い磁場を付与することで前記積層体を磁化し、これにより、磁気トンネル効果素子４１〜４４の固定磁化層の磁化の向きを固定することで製造する。

　このように構成した磁気センサにおいては、磁気トンネル効果素子４２，４３が磁気遮蔽されていることから、同素子４２，４３の抵抗値は外部磁界に関わらず一定値Ｒ0である。一方、磁気トンネル効果素子４１，４４に外部磁界が加わっていない場合には、同素子４１，４４の抵抗値もＲ0となる。また、磁気トンネル効果素子４１，４４に、これらの素子の固定磁化層の磁化の向きと同一又は反対向きの十分大きな外部磁界が加わると、同素子４１，４４の抵抗値は、それぞれＲ0−Ｒd又はＲ0＋Ｒuとなる。このとき、出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmaxは、Ｖmax＝Ｖin／（１＋２・（Ｒ0／ΔＲu））…(3)、最小値Ｖminは、Ｖmin＝Ｖin／（１−２・（Ｒ0／ΔＲd））…(4)で表される。

　(3)式、(4)式、及び図１７の測定によれば、環境温度が２５〜１５０℃の範囲で変化するとき、最大値Ｖmaxは０．０３１７Ｖin〜０．０２３９Ｖinの間で変化する。一方、最小値Ｖminは、−０．０３３９Ｖin〜−０．０２３９Ｖinの間で変化する。即ち、上記構成によれば、出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmaxと最小値Ｖminとの差（０．０６５６Ｖin〜０．０４７８Ｖin）に対して、同出力電圧Ｖoutの環境温度による変動（例えば、最大値Ｖmaxの環境温度変化による変動分＝０．０３１７Ｖin−０．０２３９Ｖin＝０．００７８Ｖin、最小値Ｖminの環境温度による変動分＝０．０２３９Ｖin−０．０３３９Ｖin＝０．０１０Ｖin）が十分小さい。これに対し、図１７の測定に用いた試料の抵抗値の最大値Ｒmaxと最小値Ｒminとの差ΔＲmm（略０．１５〜０．２０Ω）は、環境温度による抵抗値の変動分（０．１３〜０．２０Ω）と同程度である。以上から、第２実施形態に係る磁気センサは温度特性が改善されたものとなっていることが理解される。また、磁気トンネル効果素子は、一般に図１７に示したようなオーダーの抵抗変化特性を有する。従って、上記構成の磁気センサは、結果として温度特性が改善されたものとなる。

　図４は、上記図１７の測定に用いた磁気トンネル効果素子により上記フルブリッヂ回路を構成した場合における環境温度に対する出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmax（ラインＡ）と最小値Ｖmin（ラインＢ）を示した図である。図４から理解されるように、温度特性が改善された結果、環境温度の変化があったとしても出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmaxと最小値Ｖminとが同一の値をとることがない。これにより、外部磁界の方向の変化を検出するための閾値を、上記環境温度の全域に渡り設定することができる（ラインＣ参照）。即ち、上記フルブリッヂの磁気センサは、環境温度が広い範囲で変化した場合においても、外部磁界の方向の変化を確実に検出し得るものとなっている。

　（第３実施形態）
　図５に示した第３実施形態に係る磁気センサは、図１４における基板１０に相当する基板５０上に形成された磁気トンネル効果素子５１，５２を備えている。磁気トンネル効果素子５１，５２の各々は、図１４〜図１６に示したように、同一構成からなる複数個（例えば、５００個）の磁気トンネル効果素子を直列接続したものである。各磁気トンネル効果素子５１，５２を構成する前記複数の磁気トンネル効果素子の各固定磁化層の磁化の向きは、素子５１，５２の各々において総て同一方向（図５に矢印にて示す方向）とされている。また、磁気トンネル効果素子５１の固定磁化層の磁化の向きと、磁気トンネル効果素子５２の固定磁化層の磁化の向きとは互いに反対向きとなるように、同素子５１，５２が配設されている。

　そして、この磁気センサは、磁気トンネル効果素子５１と磁気トンネル効果素子５２とを直列接続するとともに、これに直流定電圧源５３を直列に接続し、磁気トンネル効果素子５２の両端電圧を出力電圧Ｖoutとして取出すハーフブリッヂ回路により構成されている。

　この磁気センサは以下に述べる工程を経て製造することができる。即ち、図６に平面図を、図７に正面図を示したように、図１４に示した各層１１〜１８に相当する層を有する一対の積層体５１ａ，５２ａを基板５０上に形成し、ハーフブリッヂ回路を構成するべく導電膜５４により同一対の積層体５１ａ，５２ａを接続するとともに、前記直流定電圧源５３と接続するための電極５５，５６を形成する。次いで、図８に示したように、積層体５１ａに対し磁気ヘッドＭＨを用いて磁場を付与し、同積層体５１ａの固定磁化層を磁化し、同磁化の向きを所定の向き（図８においては右向き）に固定する。次いで、図９に示したように、積層体５２ａに対し磁気ヘッドＭＨを用いて図８に示した磁場とは反対の向きの磁場を付与し、同積層体５２ａの固定磁化層を磁化し、同磁化の向きを前記所定の向きとは反対の向き（図８においては左向き）に固定する。

　また、この磁気センサは、以下に述べる工程を経て製造することも可能である。即ち、先ず図１０（Ａ）に示したように、単一の基板５０上に図１４に示した各層からなる一対の積層体５１ａ，５２ａを形成する。次いで、図１０（Ｂ）に示したように、全体に一様な磁場を付与して、積層体５１ａ，５２ａの固定磁化層を同一向き（図１０（Ｂ）において右向き）に磁化し、その後、図１０（Ｃ）に示したように、積層体５２ａを軟磁性体Ｓにより被覆して磁気遮蔽する。そして、図１０（Ｄ）に示したように、全体に対し図１０（Ｂ）に矢印にて示した磁場とは反対向きの磁場（上記磁気遮蔽により遮蔽される程度の強さの磁場）を付与する。この結果、磁気遮蔽されていない積層体５１ａの固定磁化層の磁化の向きが磁気遮蔽された積層体５２ａの固定磁化層の磁化の向きと反対向きとなる。最後に、図１０（Ｅ）に示したように磁気遮蔽Ｓを除去する。これにより、互いに固定磁化層の磁化の向きが反対向きである磁気トンネル効果素子５１，５２を得て、その後これらを電気的に直列接続する。

　上記第３実施形態の磁気センサにおいては、外部磁界の大きさが「０」のときは、両磁気トンネル効果素子５１，５２の抵抗値は共にＲ0となる。また、外部磁界の向きが磁気トンネル効果素子５２の固定磁化層の磁化の向きと同一（図５において下向き）であるときは、磁気トンネル効果素子５１，５２の抵抗値は、それぞれＲ0＋ΔＲu，Ｒ0−ΔＲdとなる。他方、外部磁界の向きが磁気トンネル効果素子５１の固定磁化層の磁化の向きと同一（図５において上向き）であるときは、磁気トンネル効果素子５１，５２の抵抗値は、それぞれＲ0−ΔＲd，Ｒ0＋ΔＲuとなる。従って、出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmaxは、Ｖmax＝Ｖin・（Ｒ0＋ΔＲu）／（２Ｒ0＋ΔＲu−ΔＲd）…（数１）となり、出力電圧Ｖoutの最小値Ｖminは、Ｖmin＝Ｖin・（Ｒ0−ΔＲd）／（２Ｒ0＋ΔＲu−ΔＲd）…（数２）となる。また、一般に、磁気トンネル効果素子においては、ΔＲu≒ΔＲdであるので、ΔＲ＝ΔＲu＝ΔＲdとおくと、数１，数２は、それぞれ、Ｖmax＝Ｖin・（１＋（ΔＲ／Ｒ0））／２…（数３）、Ｖmin＝Ｖin・（１−（ΔＲ／Ｒ0））／２…（数４）と変形される。

　この場合、図１７の測定に用いた磁気トンネル効果素子を例にとると、最大値Ｖmaxは、図２のラインＤにて示したように０．５３３Ｖin〜０．５２５Ｖin程度となり、最小値Ｖminは図２のラインＥにて示したように０．４６８Ｖin〜０．４７５Ｖin程度となる。従って、磁気遮蔽した磁気トンネル効果素子と磁気遮蔽しない磁気トンネル効果素子とによりハーフブリッヂ回路を構成した第１実施形態の場合と同様に、温度特性が改善されるととともに、同場合よりも出力特性が向上する。また、この磁気センサにおいても、ラインＣのように、外部磁界の向きを検出するための閾値を上記環境温度の全域に渡り設定することができるので、同磁気センサは外部磁界の方向の変化を確実に検出し得るものとなっている。

　図１９は、図１７の測定に用いた試料（以下、試料Ｘ）と同一構成の試料Ｙを試料Ｘと同一の基板上に形成し、上述の磁気ヘッドＭＨを用いた方法で試料Ｘ，Ｙの固定磁化層の着磁を行い、試料Ｙの固定磁化層の磁化の向きを試料Ｘのそれとは反対の向きに磁化した試料Ｙの外部磁界に対する抵抗値の変化を示している。この場合、試料Ｘ，試料Ｙの各固定磁化層の着磁が理想的に行われれば、両者の特性は同一（同一の大きさの外部磁界で方向が反対の磁界が加わったときの抵抗値が同一）となるはずであるが、図１７，図１９から解るように、試料Ｘ，Ｙの特性は異なっている。このことは、磁気トンネル効果素子そのものを磁気センサとして利用すると、製造誤差により検出精度が低下することを意味している。

　図２０は、上記試料Ｘ，Ｙを上記第３実施形態の磁気トンネル効果素子５１，５２にそれぞれ採用し、直流定電圧源５３の電圧を１Ｖとした場合における環境温度２５，９０及び１５０℃での磁気センサの出力特性を示している。図２０から解るように、外部磁界「０」における出力電圧Ｖoutは一定である。即ち、このように構成した磁気センサは、試料Ｘ，Ｙのバランスが崩れている場合であっても、精度良く外部磁界「０」（即ち、磁界の方向）を検出することができる。また、外部磁界の絶対値が大きい場合であっても、その出力電圧の環境温度による変動は小さいことが解る。即ち、第３実施形態に係る磁気センサは、温度特性が改善されたものとなっている。

（第３実施形態の変形例）
　図１１に示した第３実施形態に係る磁気センサの変形例は、磁気トンネル効果素子５１，５２が、それぞれ別の基板５０ａ，５０ｂの上に形成されてなるものである。この磁気センサの特性は第３実施形態と同じである。

　この変形例に係る磁気センサは、以下に述べる工程を経て製造する。即ち、図１２（Ａ）に示したように、まず同一基板５０ａ上に図１４に示した各層からなる一対の積層体５１ａ，５２ａを形成する。このとき、積層体５１ａ，５２ａの電極５１ｂ，５２ｂを互いに対向する位置に設けておく。即ち、積層体５１ａ，５２ａの向きが反対となるように、同積層体を形成する。そして、全体に対して一様な外部磁界を付与して積層体５１ａ，５２ａの固定磁化層を磁化する。この時点で、磁気トンネル効果素子５１，５２が得られる。次に、図１２（Ｂ）に示したように、基板５０ａを基板５０ｂと基板５０ｃに切断して磁気トンネル効果素子５１，５２を分離する。最後に、図１２（Ｃ）に示したように、回路基板５０ｄ上に電極５１ｂ，５２ｂの向きが同じ向きとなるように磁気トンネル効果素子５１，５２を配設して固定し、最後に各電極５１ｂ，５２ｂを図示したようにワイヤにより接続して上記ハーフブリッヂ回路を構成する。

　なお、第３実施形態及びその変形例においても、第１実施形態の場合と同様に、磁気トンネル効果素子群５２の両端電圧を出力電圧Ｖoutとする代わりに、磁気トンネル効果素子５１の両端電圧を出力電圧Ｖ´outとすることもできる。

（第４実施形態）
　図１３に示した第４実施形態に係る磁気センサは、図１４における基板１０に相当する基板６０上に形成された第１〜第４磁気トンネル効果素子６１〜６４を備えている。第１〜第４磁気トンネル効果素子６１〜６４の各々は、図１４〜図１６に示したように、同一構成からなる複数個（例えば、５００個）の磁気トンネル効果素子を直列接続したものであり、第１〜第４磁気トンネル効果素子６１〜６４の各々を構成する前記直列接続された複数の磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きは、同第１〜第４磁気トンネル効果素子６１〜６４の各々において総て同一向きに固定されている。また、第１磁気トンネル効果素子６１の固定磁化層の磁化の向きと、第２磁気トンネル効果素子６２の固定磁化層の磁化の向きは反対向きとなっており、第３磁気トンネル効果素子６３の固定磁化層の磁化の向きと、第４磁気トンネル効果素子６４の固定磁化層の磁化の向きは反対向きとなっている。さらに、第１磁気トンネル効果素子６１の固定磁化層の磁化の向きと、第４磁気トンネル効果素子６４の固定磁化層の磁化の向きは同一向きとなっており、第２磁気トンネル効果素子６２の固定磁化層の磁化の向きと、第３磁気トンネル効果素子６３の固定磁化層の磁化の向きは同一向きとなっている。

　そして、この第４実施形態に係る磁気センサにおいては、第１〜第４磁気トンネル効果素子６１〜６４によりフルブリッヂ回路が構成されている。具体的には、第１磁気トンネル効果素子６１の一端と第２磁気トンネル効果素子６２の一端とが接続され、同第１磁気トンネル効果素子６１の他端と同第２磁気トンネル効果素子６２の他端とが直流定電圧源６５の正極と負極とにそれぞれ接続されている。また、第３磁気トンネル効果素子６３の一端と第４磁気トンネル効果素子６４の一端とが接続され、同第３磁気トンネル効果素子６３の他端と同第４磁気トンネル効果素子６４の他端とが直流定電圧源６５の正極と負極とにそれぞれ接続されている。また、第１磁気トンネル効果素子６１と第２磁気トンネル効果素子６２との接続点の電位と、第３磁気トンネル効果素子６３と第４磁気トンネル効果素子６４との接続点の電位とが取出され、これらの接続点の電位差が磁気センサの出力電圧Ｖoutとなるように構成されている。

　この磁気センサは、上記第３実施形態において説明した方法と同様な方法により製造することが可能である。即ち、同一基板６０上に後に上記第１〜第４磁気トンネル効果素子６１〜６４とされる積層体を形成し、これらを上記フルブリッヂ回路とすべく電気的に接続し、次いで、図８，図９に示した方法と同様に、各積層体に対し磁気ヘッドを用いて磁場を付与し、同積層体の各固定磁化層を磁化する。なお、固定磁化層の磁化については、図１９に示した方法と同様な方法を採用することもできる。

　上記第４実施形態の磁気センサにおいては、外部磁界の大きさが「０」のときは、両磁気トンネル効果素子６１〜６４の抵抗値は総てＲ0となる。また、外部磁界の向きが第１，第４磁気トンネル効果素子６１，６４の固定磁化層の磁化の向きと反対向き（図１３において下向き）であるときは、第１，第４磁気トンネル効果素子６１，６４の抵抗値はＲ0＋ΔＲuとなり、第２，第３磁気トンネル効果素子６２，６３の抵抗値はＲ0−ΔＲdとなる。他方、外部磁界の向きが第１，第４磁気トンネル効果素子６１，６４の固定磁化層の磁化の向きと同一向き（図１３において上向き）であるときは、第１，第４磁気トンネル効果素子６１，６４の抵抗値はＲ0−ΔＲdとなり、第２，第３磁気トンネル効果素子６２，６３の抵抗値はＲ0＋ΔＲuとなる。また、一般に、磁気トンネル効果素子においては、ΔＲu≒ΔＲdであるので、ΔＲ＝ΔＲu＝ΔＲdとおくと、出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmaxは、Ｖmax＝２・ΔＲ／Ｒ0…（数７）、最小値Ｖminは、Ｖmin＝−２・ΔＲ／Ｒ0…（数８）となる。

　図１７の測定例においては、ΔＲ／Ｒ0の値は０．０６５〜０．０４９であり、環境温度の変化による影響が小さい。また、この特性は磁気トンネル効果素子に共通するものである。従って、上記第４実施形態の磁気センサは温度特性が改善されたものとなっている。また、最大値Ｖmaxは正の値であり、最小値Ｖminは負の値であり、それらの中央値は「０」である。従って、値「０」を閾値とすることにより、温度が大きく変わる環境において、外部磁界の向きの変化を確実に検出し得る磁気センサが提供される。

　以上に説明したように、本発明の各実施形態（及び変形例）によれば、単一の磁気トンネル効果素子群の抵抗変化を検出する場合に比べて、温度特性が改善された磁気センサが提供される。また、出力電圧Ｖoutの最大値Ｖmaxと最小値Ｖminとが環境温度の変化しうる全域において同一の値をとることがないので、外部磁界の方向を検出するための一定の閾値をこれらの間に設定することができる。この結果、外部磁界をメディア（磁気媒体）や磁石ロータなどで変化させて磁気情報、或いは物体の回転を検出するセンサに好適なセンサが提供された。

　なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態の多くにおいては、同一基板上に総ての磁気トンネル効果素子を形成したが、第３実施形態の変形例と同様に、個別の基板上に各磁気トンネル効果素子群を形成し、これらをワイヤにより接続して各ブリッヂ回路を構成してもよい。

本発明の第１実施形態に係る磁気センサの概略平面図である。 第１実施形態及び第３実施形態に係る磁気センサの外部磁界に対する出力電圧を環境温度に対して示した図である。 本発明の第２実施形態に係る磁気センサの概略平面図である。 図３に示した磁気センサの外部磁界に対する出力電圧を環境温度に対して示した図である。 本発明の第３実施形態に係る磁気センサの概略平面図である。 図５に示した磁気センサの一製造方法の工程を示す図である。 図５に示した磁気センサの一製造方法の工程を示す図である。 図５に示した磁気センサの一製造方法の工程を示す図である。 図５に示した磁気センサの一製造方法の工程を示す図である。 図５に示した磁気センサの他の製造方法を工程順に示す図である。 本発明の第３実施形態の変形例に係る磁気センサの概略平面図である。 図１１に示した磁気センサの製造方法を工程順に示す図である。 本発明の第４実施形態に係る磁気センサの概略平面図である。 本発明の各実施形態において使用される磁気トンネル効果素子の一部を示す概略断面図である。 図１４に示した磁気トンネル効果素子の層間絶縁膜及び基板を省略した同素子の概略平面図である。 図１４に示した磁気トンネル効果素子の固定磁化層を形成する強磁性膜の概略平面図である。 ある磁気トンネル効果素子の外部磁界に対する抵抗変化を環境温度別に示す図である。 図１７の結果を得た磁気トンネル効果素子の抵抗値の最大値及び最小値の環境温度に対する変化を示す図である。 図１７の結果を得た磁気トンネル効果素子と同一基板上に形成した磁気トンネル効果素子の外部磁界に対する抵抗変化を環境温度別に示す図である。 図１７，図１８の結果を得た磁気トンネル効果素子群により図５に示した磁気センサを構成した場合における、同磁気センサの外部磁界に対する出力電圧を環境温度別に示した図である。

符号の説明

　１０，３０，４０，５０，６０…基板、１１…下部電極、１２…強磁性膜、１３…強磁性膜、１４…絶縁層、１５…強磁性膜、１６…ダミー膜、１７…層間絶縁膜、１８…上部電極、３１，３２，４１〜４４，５１，５２，６１〜６４…磁気トンネル効果素子、３３，４５，５３，６５…直流定電圧源。

Claims (6)

1. 　直流電圧源と、
   　磁化された強磁性膜及び同磁化された強磁性膜により磁化の向きが所定の向きに固定された強磁性膜からなる固定磁化層と、磁化の向きが外部磁界に応じて変化する自由磁化層と、前記固定磁化層及び前記自由磁化層の間に挟まれた絶縁層と、を含んでなる少なくとも二つの磁気トンネル効果素子と、
   　を備えた磁気センサにおいて、
   　前記磁気トンネル効果素子のうちの一の磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きと前記磁気トンネル効果素子のうちの他の磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きとが略反対の向きとなるように同両磁気トンネル効果素子を配設し、前記一の磁気トンネル効果素子と、前記他の磁気トンネル効果素子と、前記直流電圧源とを直列に接続し、前記磁気トンネル効果素子の何れかの素子の両端電圧を出力するように構成したことを特徴とする磁気センサ。
2. 　請求項１に記載の磁気センサにおいて、
   　前記一の磁気トンネル効果素子と前記他の磁気トンネル効果素子とが同一基板上に形成されてなることを特徴とする磁気センサ。
3. 　直流電圧源と、
   　磁化された強磁性膜及び同磁化された強磁性膜により磁化の向きが所定の向きに固定された強磁性膜からなる固定磁化層と、磁化の向きが外部磁界に応じて変化する自由磁化層と、前記固定磁化層及び前記自由磁化層の間に挟まれた絶縁層と、を含んでなる第１乃至第４磁気トンネル効果素子と、
   　を備えた磁気センサにおいて、
   　第１磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きと第２磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きとが略反対の向きとなるように同第１及び第２磁気トンネル効果素子を配設するとともに同第１磁気トンネル効果素子と同第２磁気トンネル効果素子とを各一端にて接続し、同第１磁気トンネル効果素子の他端と同第２磁気トンネル効果素子の他端とを前記直流電圧源の正極と負極とにそれぞれ接続し、
   　第３磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きと第４磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きとが略反対の向きであって、同第３磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きと前記第１磁気トンネル効果素子の固定磁化層の磁化の向きとが略反対の向きとなるように同第３及び同第４磁気トンネル効果素子を配設するとともに同第３磁気トンネル効果素子と同第４磁気トンネル効果素子とを各一端にて接続し、同第３磁気トンネル効果素子の他端と同第４磁気トンネル効果素子の他端とを前記直流電圧源の正極と負極とにそれぞれ接続し、
   　前記第１磁気トンネル効果素子と前記第２磁気トンネル効果素子との接続個所と、前記第３磁気トンネル効果素子と第４磁気トンネル効果素子との接続個所との間の電位差を出力するように構成したことを特徴とする磁気センサ。
4. 　請求項３に記載の磁気センサにおいて、
   　前記第１及び第２磁気トンネル効果素子からなる回路要素、または前記第３及び第４磁気トンネル効果素子からなる回路要素の少なくとも一つの回路要素が同一基板上に形成されてなることを特徴とする磁気センサ。
5. 　磁化された強磁性膜及び同磁化された強磁性膜により磁化の向きが所定の向きに固定された強磁性膜からなる固定磁化層と、磁化の向きが外部磁界に応じて変化する磁性層からなる自由磁化層と、前記固定磁化層と前記自由磁化層とに挟まれた絶縁層とを含んでなる磁気トンネル効果素子を複数備えた磁気センサの製造方法において、
   　前記固定磁化層となるべき磁性層と、前記自由磁化層となるべき磁性層と、前記両磁性層の間に挟まれた絶縁層とを含む積層体を単一の基板上に複数形成する工程と、
   　前記積層体のうちの一つの積層体に対し磁気ヘッドにより磁界を与え、同積層体の前記固定磁化層となるべき磁性層の磁化の向きが所定の向きとなるように同磁性層を磁化する工程と、
   　前記積層体のうちの他の積層体に対し磁気ヘッドにより磁界を与え、同積層体の前記固定磁化層となるべき磁性層の磁化の向きが前記所定の向きと略反対の向きとなるように同磁性層を磁化する工程とを含んだことを特徴とする磁気センサの製造方法。
6. 　磁化された強磁性膜及び同磁化された強磁性膜により磁化の向きが所定の向きに固定された強磁性膜からなる固定磁化層と、磁化の向きが外部磁界に応じて変化する磁性層からなる自由磁化層と、前記固定磁化層と前記自由磁化層とに挟まれた絶縁層とを含んでなる磁気トンネル効果素子を複数備えた磁気センサの製造方法において、
   　前記固定磁化層となるべき磁性層と、前記自由磁化層となるべき磁性層と、前記両磁性層の間に挟まれた絶縁層とを含む積層体を単一の基板上に複数形成する工程と、
   　前記複数の積層体の全体に対して所定の向きの磁界を与えて同複数の積層体の前記固定磁化層となるべき磁性層を磁化する工程と、
   　前記積層体のうちの少なくとも一つの積層体を磁気遮蔽した後に前記複数の積層体の全体に対して前記所定の向きとは略反対の向きの磁界を与えて前記磁気遮蔽されていない積層体の前記固定磁化層となるべき磁性層を再度磁化する工程とを含んだことを特徴とする磁気センサの製造方法。
   

Images