JPH10125975A - 磁気抵抗磁気センサの製造方法およびこの方法を用いて得られるセンサ - Google Patents
磁気抵抗磁気センサの製造方法およびこの方法を用いて得られるセンサInfo
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- JPH10125975A JPH10125975A JP9305049A JP30504997A JPH10125975A JP H10125975 A JPH10125975 A JP H10125975A JP 9305049 A JP9305049 A JP 9305049A JP 30504997 A JP30504997 A JP 30504997A JP H10125975 A JPH10125975 A JP H10125975A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気抵抗磁気センサを製造する方法、および
この方法を用いて得られるセンサ。 【解決手段】 本発明によるセンサは、基板（２０）に
埋め込まれた二つの収束ガイド（３２、３４）を含む。
これらのガイドの傾斜した側面は基板（２０）の結晶面
に対応する。磁気抵抗（４０）は、基板（２０）上のガ
イド（３２、３４）の間に位置する。磁力計測に応用さ
れる。
この方法を用いて得られるセンサ。 【解決手段】 本発明によるセンサは、基板（２０）に
埋め込まれた二つの収束ガイド（３２、３４）を含む。
これらのガイドの傾斜した側面は基板（２０）の結晶面
に対応する。磁気抵抗（４０）は、基板（２０）上のガ
イド（３２、３４）の間に位置する。磁力計測に応用さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の目的は、磁気抵抗セ
ンサの製造方法とこの方法を用いて得られるセンサにあ
る。利用分野は特に磁気計測である。
ンサの製造方法とこの方法を用いて得られるセンサにあ
る。利用分野は特に磁気計測である。
【０００２】
【従来の技術】測定される磁界を収束させるように設計
された二つの磁束ガイドの間に設置された磁気抵抗素子
からなる磁気センサは知られている。この種のセンサの
一変形例において、磁束ガイドは積層を成しており、こ
の積層がエッチングによって傾斜した側面になる。米国
特許明細書第５，２６０，６５３号はこのタイプのセン
サを記述している。その製造方法の主要工程を付録の図
１Ａおよび図１Ｂに示す。
された二つの磁束ガイドの間に設置された磁気抵抗素子
からなる磁気センサは知られている。この種のセンサの
一変形例において、磁束ガイドは積層を成しており、こ
の積層がエッチングによって傾斜した側面になる。米国
特許明細書第５，２６０，６５３号はこのタイプのセン
サを記述している。その製造方法の主要工程を付録の図
１Ａおよび図１Ｂに示す。
【０００３】第一に、図１Ａは磁気抵抗ストリップ１０
及び磁性積層からなる二つの磁束ガイド１２および１４
を示す。この図は、ガイド１２および１４を斜めにエッ
チングする、製造の第一工程に相当する。
及び磁性積層からなる二つの磁束ガイド１２および１４
を示す。この図は、ガイド１２および１４を斜めにエッ
チングする、製造の第一工程に相当する。
【０００４】図１Ｂは、アセンブリ上に磁性層を付着
し、次いでエッチングして積層１２および１４の上の部
品１６及び１８だけが残るようにする第二工程を示す。
層１６および１８は、ガイドの分厚い部分とこれに覆わ
れる磁気抵抗とに密接に結合する。
し、次いでエッチングして積層１２および１４の上の部
品１６及び１８だけが残るようにする第二工程を示す。
層１６および１８は、ガイドの分厚い部分とこれに覆わ
れる磁気抵抗とに密接に結合する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この製造方法には、エ
ッチングによってこのようなタイプの傾斜した側面を作
るのが難しいという不利がある。いずれにしても、この
エッチングは再現性があまりよくない。更に、結合（層
１６及び１８）を形成するために別の磁性層を必要と
し、またこの層を磁気抵抗の上でエッチングしなければ
ならず、これは余り容易ではない。
ッチングによってこのようなタイプの傾斜した側面を作
るのが難しいという不利がある。いずれにしても、この
エッチングは再現性があまりよくない。更に、結合（層
１６及び１８）を形成するために別の磁性層を必要と
し、またこの層を磁気抵抗の上でエッチングしなければ
ならず、これは余り容易ではない。
【０００６】本発明の目的は、これらの不利を克服する
ことにある。
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明で
は、結晶面を有する結晶基板を用いることならびに、こ
の結晶面を用いて磁束の収束に必要な傾斜した側面を用
いることを推奨する。これらの側面は結晶基板のエッチ
ングにより、非常に簡単に、再現性よく得ることができ
る。本発明の別の特徴は、基板中に形成された傾斜側面
のある区画内に磁束ガイドを埋め込むことにある。次い
で、アセンブリ上に磁気抵抗層を形成させる。この結
果、別の磁気結合層は不要になる。
は、結晶面を有する結晶基板を用いることならびに、こ
の結晶面を用いて磁束の収束に必要な傾斜した側面を用
いることを推奨する。これらの側面は結晶基板のエッチ
ングにより、非常に簡単に、再現性よく得ることができ
る。本発明の別の特徴は、基板中に形成された傾斜側面
のある区画内に磁束ガイドを埋め込むことにある。次い
で、アセンブリ上に磁気抵抗層を形成させる。この結
果、別の磁気結合層は不要になる。
【０００８】詳しくは、本発明の目的は、結晶面を有す
る結晶性基板から出発する操作と、この基板を基板の結
晶面に沿って中央部の各側面でエッチングして、傾斜し
た側面を持つ二つの区画を得る操作と、この二つの区画
に少なくとも一種の磁性物質を充填して、二つの磁束ガ
イドを形成する操作と、基板上の中央部内に磁気抵抗を
形成する操作とを含むことを特徴とする、磁気抵抗磁気
センサの製造方法にある。
る結晶性基板から出発する操作と、この基板を基板の結
晶面に沿って中央部の各側面でエッチングして、傾斜し
た側面を持つ二つの区画を得る操作と、この二つの区画
に少なくとも一種の磁性物質を充填して、二つの磁束ガ
イドを形成する操作と、基板上の中央部内に磁気抵抗を
形成する操作とを含むことを特徴とする、磁気抵抗磁気
センサの製造方法にある。
【０００９】磁気抵抗は、磁束ガイドに重なるように形
成することが好ましい。
成することが好ましい。
【００１０】別の変形例によれば、磁性層は二カ所でエ
ッチングによって作られた二つの磁束ガイドの上に形成
され、この二つの磁性部分に重なる磁気抵抗が後に形成
される。
ッチングによって作られた二つの磁束ガイドの上に形成
され、この二つの磁性部分に重なる磁気抵抗が後に形成
される。
【００１１】磁気抵抗に重なる磁性層は、磁気抵抗が形
成された後に付着することが好ましい。
成された後に付着することが好ましい。
【００１２】基板は半導体基板、たとえばシリコンが好
ましい。
ましい。
【００１３】本発明の別の目的は、磁束ガイドが結晶面
を有する基板に埋め込まれ、その磁束ガイドがこの基板
の中央部の各側面に形成された二つの区画を充たし、こ
の区画が基板の結晶面に対応する傾斜した側面を有し、
磁気抵抗が基板の中央部に位置することを特徴とする、
上記方法によって得られ、傾斜した側面を有する二つの
磁束ガイドの間に位置する磁気抵抗よりなる磁気抵抗磁
気センサにある。
を有する基板に埋め込まれ、その磁束ガイドがこの基板
の中央部の各側面に形成された二つの区画を充たし、こ
の区画が基板の結晶面に対応する傾斜した側面を有し、
磁気抵抗が基板の中央部に位置することを特徴とする、
上記方法によって得られ、傾斜した側面を有する二つの
磁束ガイドの間に位置する磁気抵抗よりなる磁気抵抗磁
気センサにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】図２ないし図８は本発明にしたが
ってセンサを製造する方法の工程のいくつかを説明する
図である。
ってセンサを製造する方法の工程のいくつかを説明する
図である。
【００１５】樹脂マスク２２（図２Ａ）が付着した基板
２０、たとえば配向したシリコン＜１００＞、から出発
する。次に基板を、たとえばＫＯＨ溶液を用いて化学エ
ッチングし、２５および２７でそれぞれ示す傾斜した側
面を有する二つの区画２４および２６を得る（図３）。
エッチングの深さは１μｍと１００μｍとの間で、たと
えば約１０μｍである。配向したシリコン＜１００＞の
場合、得られる側面は水平から５５゜傾く。次に、マス
ク２２を除去して二つの区画の間に位置する中央部２３
を露出させる。
２０、たとえば配向したシリコン＜１００＞、から出発
する。次に基板を、たとえばＫＯＨ溶液を用いて化学エ
ッチングし、２５および２７でそれぞれ示す傾斜した側
面を有する二つの区画２４および２６を得る（図３）。
エッチングの深さは１μｍと１００μｍとの間で、たと
えば約１０μｍである。配向したシリコン＜１００＞の
場合、得られる側面は水平から５５゜傾く。次に、マス
ク２２を除去して二つの区画の間に位置する中央部２３
を露出させる。
【００１６】次に、熱酸化を行ってアセンブリを被覆す
る絶縁層２８を得る。シリコンの場合、この層はＳｉＯ
2 からなる。その厚みは０．５μｍでよい。
る絶縁層２８を得る。シリコンの場合、この層はＳｉＯ
2 からなる。その厚みは０．５μｍでよい。
【００１７】次に磁性層３０を区画内および中央部の上
に付着する。この付着は電解によって行うことができ
る。この場合、（たとえばＣｒまたはＡｕでできた）導
電性の下層を初めに付着し、たとえばＮｉまたはＦｅ−
Ｎｉの層３０をアセンブリ上で区画の深さを上回る厚み
に成長させる（図４）。アセンブリを研磨することによ
り過剰の磁性材料を除去して、磁束ガイドを形成する二
つの磁性部分を互いに同一平面に作り、基板の酸化され
た面が中央部３６に見えるようにする（図５）。
に付着する。この付着は電解によって行うことができ
る。この場合、（たとえばＣｒまたはＡｕでできた）導
電性の下層を初めに付着し、たとえばＮｉまたはＦｅ−
Ｎｉの層３０をアセンブリ上で区画の深さを上回る厚み
に成長させる（図４）。アセンブリを研磨することによ
り過剰の磁性材料を除去して、磁束ガイドを形成する二
つの磁性部分を互いに同一平面に作り、基板の酸化され
た面が中央部３６に見えるようにする（図５）。
【００１８】次に、総厚み１００ｎｍ未満の一層ないし
数層の磁気抵抗材料を、たとえば陰極スプレーによって
付着させ、この層を（たとえばイオン加工により）エッ
チングしてストリップ４０だけを残す（図６）。このス
トリップは磁束ガイド３２および３４のねじ込み端にわ
ずかに重なる。
数層の磁気抵抗材料を、たとえば陰極スプレーによって
付着させ、この層を（たとえばイオン加工により）エッ
チングしてストリップ４０だけを残す（図６）。このス
トリップは磁束ガイド３２および３４のねじ込み端にわ
ずかに重なる。
【００１９】磁束ガイド３２および３４が互いに更に離
れた図７に示した実施形態の変形例においては、別の磁
性層を（たとえば０．２μｍの厚みに）付着し、このエ
ッチングによりガイド３２および３４を被覆しこれらに
わずかに重なる二つの層３６および３８を提供する。磁
気抵抗４０は未だ形成されず、層３６および３８と重な
り合う。
れた図７に示した実施形態の変形例においては、別の磁
性層を（たとえば０．２μｍの厚みに）付着し、このエ
ッチングによりガイド３２および３４を被覆しこれらに
わずかに重なる二つの層３６および３８を提供する。磁
気抵抗４０は未だ形成されず、層３６および３８と重な
り合う。
【００２０】図８に示す別の変形例においては、図６に
対応するアセンブリを作った後、磁気抵抗４０に重なる
磁性層４２および４４を付着させる。したがって、磁気
抵抗４０はその縁が層４２および４４と、ガイド３２お
よび３４とに二重に重なり合う。
対応するアセンブリを作った後、磁気抵抗４０に重なる
磁性層４２および４４を付着させる。したがって、磁気
抵抗４０はその縁が層４２および４４と、ガイド３２お
よび３４とに二重に重なり合う。
【００２１】この後者の変形例において、層４２および
４４はガイド３２および３４と接触してもしなくてもよ
い。
４４はガイド３２および３４と接触してもしなくてもよ
い。
【００２２】図９および図１０は、本発明によるセンサ
の感度と、従来技術を用いたセンサの感度の比較であ
る。曲線は同一単位に加えられる測定信号Ｓの変化を、
加えられた磁界Ｈの関数として示す。曲線５０は二重重
複変形例の場合の従来技術に対応し、曲線５２は同じく
本発明に対応する（図８）。これらの曲線は、本発明に
よるセンサが従来技術を用いるセンサより高感度である
ことを示す。
の感度と、従来技術を用いたセンサの感度の比較であ
る。曲線は同一単位に加えられる測定信号Ｓの変化を、
加えられた磁界Ｈの関数として示す。曲線５０は二重重
複変形例の場合の従来技術に対応し、曲線５２は同じく
本発明に対応する（図８）。これらの曲線は、本発明に
よるセンサが従来技術を用いるセンサより高感度である
ことを示す。
【００２３】本発明に用いられる磁気抵抗は、既知のい
かなるタイプのものでもよく、異方正でもＧＭＲ（たと
えばスピン・バルブ付きなど）でもよい。どのような形
状でもよい。図１１において、磁気抵抗は二つの電気接
続６１および６３に接続したストリップ６０である。こ
のタイプの磁気抵抗は横モードで作動する。磁界Ｈはス
トリップの大きい側面に垂直で、これらの大きい側面は
部分的に磁束ガイド６２および６４を覆っている。図１
２に示す場合において、磁気抵抗７０は蛇行パタンであ
る。その両端は二つの電気接続７１および７３にも接続
され、磁束ガイド７２および７４は磁気抵抗の水平の分
岐に覆われている。したがって、この磁気抵抗は縦モー
ドで、その分岐内でガイド間を行き来して作動する。
かなるタイプのものでもよく、異方正でもＧＭＲ（たと
えばスピン・バルブ付きなど）でもよい。どのような形
状でもよい。図１１において、磁気抵抗は二つの電気接
続６１および６３に接続したストリップ６０である。こ
のタイプの磁気抵抗は横モードで作動する。磁界Ｈはス
トリップの大きい側面に垂直で、これらの大きい側面は
部分的に磁束ガイド６２および６４を覆っている。図１
２に示す場合において、磁気抵抗７０は蛇行パタンであ
る。その両端は二つの電気接続７１および７３にも接続
され、磁束ガイド７２および７４は磁気抵抗の水平の分
岐に覆われている。したがって、この磁気抵抗は縦モー
ドで、その分岐内でガイド間を行き来して作動する。
【図１Ａ】センサを作る既知の方法の二つの工程を示す
図である。
図である。
【図１Ｂ】センサを作る既知の方法の二つの工程を示す
図である。
図である。
【図２】本発明による方法の第１工程を示す図である。
【図３】区画の形成の後の、本方法の別の工程を示す図
である。
である。
【図４】その区画の充填を含む、本方法の別の工程を示
す図である。
す図である。
【図５】二つの磁束ガイドを得る、本方法の別の工程を
示す図である。
示す図である。
【図６】磁気抵抗を形成する工程を示す図である。
【図７】別の磁気層を用いる変形例を説明する図であ
る。
る。
【図８】二重の重ね合わせを有する別の変形例を説明す
る図である。
る図である。
【図９】従来の技術を用いたセンサと、本発明によるセ
ンサとの測定信号の比較を示す図である。
ンサとの測定信号の比較を示す図である。
【図１０】図９の拡大図である。
【図１１】磁気抵抗が横モードで作動する、本発明によ
るセンサの上面図である。
るセンサの上面図である。
【図１２】縦モードで作動する蛇行磁気抵抗を有する別
の変形例を示す上面図である。
の変形例を示す上面図である。
１０ 磁気抵抗ストリップ １２、１４ 磁束ガイド ２０ 基板 ２２ マスク ２３ 中央部 ２４、２６ 区画 ２８ 絶縁層 ３２、３４ 磁束ガイド ３６、３８ 磁性層 ４０ 磁気抵抗 ４２、４４ 磁性層
Claims (12)
- 【請求項１】 結晶面を有する結晶性基板（２０）から
出発する操作と、 この基板（２０）を基板の結晶面に沿って中央部（３
６）の各側面でエッチングして、傾斜した側面を持つ二
つの区画（２４、２６）を得る操作と、 この二つの区画に少なくとも一種の磁性物質を充填し
て、二つの磁束ガイド（３２、３４）を形成する操作
と、 基板上の中央部（３６）内に磁気抵抗（４０）を形成す
る操作とを含むことを特徴とする、磁気抵抗磁気センサ
の製造方法。 - 【請求項２】 磁気抵抗（４０）を磁束ガイド（３２、
３４）に重なるように形成することを特徴とする、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項３】 磁気抵抗を形成する前に、磁性層を二つ
の磁束ガイド（３２、３４）の上に形成し、この層を二
カ所（３６、３８）でエッチングし、その後でこの二つ
の磁性部分（３６、３８）に重なる磁気抵抗（４０）を
形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 磁気抵抗（４０）を形成した後で磁気抵
抗（４０）を覆う磁性層（４２）を付着することを特徴
とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 半導体基板から出発することを特徴とす
る、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 シリコン基板から出発することを特徴と
する、請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の方法で得られ、傾斜し
た側面を有する二つの磁束ガイド（３２、３４）の間に
位置する磁気抵抗（４０）を含む磁気抵抗磁気センサで
あって、二つの磁束ガイド（３２、３４）が結晶面を有
する基板（２０）に埋め込まれ、その磁束ガイド（３
２、３４）がこの基板（２０）の中央部（３２、３４）
の各側面に形成された二つの区画を充たし、これらの区
画が基板の結晶面に対応する傾斜した側面を提供し、磁
気抵抗（４０）が基板上の中央部に位置することを特徴
とするセンサ。 - 【請求項８】 磁気抵抗（４０）が磁束ガイド（３２、
３４）に重なることを特徴とする、請求項７に記載のセ
ンサ。 - 【請求項９】 二つの磁束ガイド（３２、３４）をそれ
ぞれ覆う二つの磁性層部分（３６、３８）を含み、磁気
抵抗（４０）がこれらの磁性層部分（３６、３８）と重
なることを特徴とする、請求項７に記載のセンサ。 - 【請求項１０】 二つの磁束ガイド（３２、３４）の上
に位置する二つの磁性層部分（３６、３８）を含み、こ
れらの二つの磁性層部分（４２、４４）が磁気抵抗（４
０）と重なることを特徴とする、請求項７に記載のセン
サ。 - 【請求項１１】 基板（２０）が半導体であることを特
徴とする、請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の
センサ。 - 【請求項１２】 基板（２０）がシリコンで作られるこ
とを特徴とする、請求項１１に記載のセンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9612812A FR2754905B1 (fr) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Procede de realisation d'un capteur magnetique magnetoresistif et capteur obtenu par ce procede |
| FR9612812 | 1996-10-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10125975A true JPH10125975A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=9496862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9305049A Withdrawn JPH10125975A (ja) | 1996-10-22 | 1997-10-21 | 磁気抵抗磁気センサの製造方法およびこの方法を用いて得られるセンサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6103545A (ja) |
| EP (1) | EP0838690A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10125975A (ja) |
| FR (1) | FR2754905B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004363157A (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | 薄膜磁気センサ及びその製造方法 |
| JPWO2017204151A1 (ja) * | 2016-05-24 | 2019-03-22 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
| JP2019219182A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
| JP2022094034A (ja) * | 2020-12-14 | 2022-06-24 | 株式会社東芝 | 磁気センサ及び検査装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100337658B1 (ko) * | 1997-04-03 | 2002-05-24 | 사토 요시하루 | 회로 기판 및 검출기 그리고 이의 제조 방법 |
| US6223420B1 (en) * | 1998-12-04 | 2001-05-01 | International Business Machines Corporation | Method of making a read head with high resistance soft magnetic flux guide layer for enhancing read sensor efficiency |
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