磁传感器的制作方法

本发明涉及磁传感器，其能够使用磁检测元件，来检测磁检测元件具有灵敏度的方向以外的方向的磁场。

背景技术：

近年来，有时在手机等移动体通信设备内组装有地磁传感器。作为这种用途的地磁传感器，要求小型且能够检测外部磁场的三维方向。这种地磁传感器例如通过使用磁传感器来实现。作为磁传感器，已知有设置于基板上的多个磁检测元件的磁传感器。作为磁检测元件，例如可使用磁阻效应元件。

设置于基板上的磁检测元件大多以检测平行于基板面的方向的磁场的方式构成。在使用磁传感器来实现地磁传感器的情况下，需要使用能够检测垂直于基板面的方向的磁场的磁传感器。

日本国专利申请公开2015－203647公报记载有使用检测平行于基板面的方向的磁场的磁阻效应元件就能够检测垂直于基板面的方向的磁场的磁传感器。该磁传感器具备软磁性体，所述软磁性体将垂直于基板面的方向的垂直磁场成分转换为平行于基板面的方向的水平磁场成分，并将该水平磁场成分施加于磁阻效应元件。

在如日本国专利申请公开2015－203647公报记载的磁传感器那样具备：磁阻效应元件等的磁检测元件、和将垂直磁场成分转换为水平磁场成分的软磁性体的磁传感器中，在除施加了由软磁性体将垂直磁场成分转换而得到的水平磁场成分以外，还施加平行于基板面的方向的磁场时，磁检测元件也检测该磁场。因此，在该磁传感器中，上述水平磁场成分以外的平行于基板面的方向的磁场会作为噪声磁场发挥作用，存在磁检测元件的检测值包含由噪声磁场引起的噪声成分之类的问题点。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种磁传感器，其将规定方向的输入磁场成分转换为磁检测元件具有灵敏度的方向的输出磁场成分，并将其施加于磁检测元件，能够抑制输出磁场成分以外的磁检测元件具有灵敏度的方向的磁场即噪声磁场施加于磁检测元件。

本发明第一及第二观点的磁传感器具备：磁场转换部、磁场检测部、由软磁性体构成的磁性膜。所述磁场转换部包含由软磁性体构成的至少1个磁轭。至少1个磁轭接受包含平行于第一假想直线的方向的输入磁场成分的输入磁场，并产生输出磁场。输出磁场包含平行于与第一假想直线交叉的第二假想直线的方向的输出磁场成分，即，包含对应于输入磁场成分而变化的输出磁场成分。磁场检测部包含至少1个磁检测元件。至少1个磁检测元件接受输出磁场，并生成对应于输出磁场成分的检测值。至少1个磁轭具有位于与第一假想直线平行的方向的两端的第一端和第二端。第一端比第二端更接近至少1个磁检测元件。至少1个磁检测元件具有位于与第一假想直线平行的方向的两端的第三端和第四端。第四端比第三端更接近至少1个磁轭。

在本发明第一观点的磁传感器中，在假设了：包含第一端且与第一假想直线交叉且平行于第二假想直线的第一假想平面、和包含第四端且平行于第一假想平面的第二假想平面时，磁性膜位于从第一假想平面到第二假想平面为止的空间性的范围内。至少1个磁轭具有平行于第二假想直线的方向的尺寸即宽度。磁性膜具有：平行于第一假想直线的方向的尺寸即厚度、和平行于第二假想直线的方向的尺寸即宽度。磁性膜的厚度比至少1个磁轭的宽度小。磁性膜的宽度比至少1个磁轭的宽度大。

在本发明第一观点的磁传感器中，磁性膜也可以与至少1个磁轭的第一端相接。或者，本发明第一观点的磁传感器也可以还具备非磁性膜，所述非磁性膜由非磁性材料构成，将至少1个磁轭与磁性膜隔开。

在本发明第二观点的磁传感器中，在假设了：包含第一端且与第一假想直线交叉且平行于第二假想直线的第一假想平面、包含第四端且平行于第一假想平面的第二假想平面、包含第三端且平行于第一假想平面的第三假想平面时，磁性膜相对于第三假想平面位于第一假想平面的相反侧。至少1个磁轭具有平行于第二假想直线的方向的尺寸即宽度。磁性膜具有：平行于第一假想直线的方向的尺寸即厚度、和平行于第二假想直线的方向的尺寸即宽度。磁性膜的厚度比至少1个磁轭的宽度小。磁性膜的宽度比至少1个磁轭的宽度大。

在本发明第二观点的磁传感器中，磁性膜和第三假想平面之间的距离也可以为第一假想平面和第二假想平面之间的距离以下。

在本发明第一及第二观点的磁传感器中，第二假想直线及第一假想平面也可以与第一假想直线正交。另外，磁性膜的厚度也可以为至少1个磁轭的宽度的1/2以下。

根据本发明第一及第二观点的磁传感器，通过磁性膜，能够吸收噪声磁场的磁通的一部分，由此，能够抑制噪声磁场施加于磁检测元件。

本发明的其他目的、特征及利益通过以下说明即可充分明白。

附图说明

图1是示意地表示本发明第一实施方式的磁传感器的结构的说明图。

图2是表示本发明第一实施方式的磁传感器的一部分的分解立体图。

图3是表示本发明第一实施方式的磁场转换部及磁性膜的立体图。

图4是表示本发明第一实施方式的磁传感器的一部分的垂直于y向的剖面的剖面图。

图5是放大表示图4的一部分的剖面图。

图6是表示本发明第一实施方式的磁传感器的一部分的垂直于x向的剖面的剖面图。

图7是用于对本发明第一实施方式的磁轭、磁性膜及磁检测元件的位置关系和形状进行说明的说明图。

图8是表示本发明第一实施方式的磁场检测部的电路结构的电路图。

图9是表示本发明第一实施方式的磁阻效应元件的立体图。

图10是表示包含本发明第一实施方式的磁传感器的磁传感器单元的立体图。

图11是表示第一模拟结果的特性图。

图12是表示第二模拟结果的特性图。

图13是表示由第三模拟得到的转换效率之一例的特性图。

图14是表示由第三模拟得到的磁性膜的厚度和最大转换效率的关系的特性图。

图15是表示本发明第二实施方式的磁传感器的一部分的垂直于y向的剖面的剖面图。

图16是表示本发明第三实施方式的磁传感器的一部分的垂直于y向的剖面的剖面图。

图17是用于对本发明第三实施方式的磁轭、磁性膜及磁检测元件的位置关系进行说明的说明图。

图18是示意地表示本发明第四实施方式的磁传感器的结构的说明图。

图19是表示本发明第四实施方式的磁传感器的一部分的垂直于y向的剖面的剖面图。

具体实施方式

[第一实施方式]

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。首先，参照图10对包含本发明第一实施方式的磁传感器的磁传感器单元的结构进行说明。图10是表示磁传感器单元100的立体图。磁传感器单元100具备：具有上表面101a的基板101、本实施方式的磁传感器1、与该磁传感器1不同的2个磁传感器2、3。磁传感器1～3、在基板101的上表面101a上排列配置为一列。

这里，如图10所示，定义x向、y向、z向。x向、y向、z向相互正交。在本实施方式中，将从磁传感器3向磁传感器1的方向设为x向，将与基板101的上表面101a垂直的一方向设为z向。另外，将与x向相反的方向设为－x向，将与y向相反的方向设为－y向，将与z向相反的方向设为－z向。另外，以下，将相对于基准位置位于z向前方的位置称为“上方”，将相对于基准位置位于“上方”相反侧的位置称为“下方”。

本实施方式的磁传感器1以检测平行于z向的方向的磁场的方式构成。磁传感器2以检测平行于y向的方向的磁场的方式构成。磁传感器3以检测平行于x向的方向的磁场的方式构成。

磁传感器单元100还具备以沿x向排列的方式配置于基板101的上表面101a上的多个电极焊盘102。多个电极焊盘102与磁传感器1～3电连接。

接着，参照图1～图4对本实施方式的磁传感器1的结构进行详细说明。图1是示意地表示磁传感器1的结构的说明图。图2是表示磁传感器1的一部分的分解立体图。图3是表示磁场转换部及磁性膜的立体图。图4是表示磁传感器1的一部分的垂直于y向的剖面的剖面图。

这里，如下那样定义第一假想直线lz、第二假想直线lx及第三假想直线ly。如图2及图4所示，第一假想直线lz是平行于z向的直线。第二假想直线lx是与第一假想直线lz交叉的直线。如图2及图4所示，在本实施方式中，第二假想直线lx是与第一假想直线lz正交且与x向平行的直线。如图2所示，第三假想直线ly是平行于y向的直线。

平行于第一假想直线lz的方向包含z向和－z向。平行于第二假想直线lx的方向包含x向和－x向。平行于第三假想直线ly的方向包含y向和－y向。

如图1及图2所示，磁传感器1具备磁场转换部10和磁场检测部20。磁场转换部10包含由软磁性体构成的至少1个磁轭。至少1个磁轭接受包含平行于第一假想直线lz的方向的输入磁场成分的输入磁场，产生输出磁场。磁场检测部20接受输出磁场，生成对应于输入磁场成分的输出信号。输出磁场包含平行于第二假想直线lx的方向的输出磁场成分，即，包含随着输入磁场成分而变化的输出磁场成分。

如图3所示，在本实施方式中，磁场转换部10包含以沿x向排列的方式配置的多个磁轭11作为至少1个磁轭。多个磁轭11分别具有在y向上长的长方体形状。多个磁轭11各自的形状相同。

如图1所示，磁场检测部20包含：分别具有随着输入磁场成分而变化的电阻值的第一电阻部21、第二电阻部22、第三电阻部23及第四电阻部24。第一～第四电阻部21～24分别包含至少1个磁检测元件。此外，因为第一～第四电阻部21～24是磁场检测部20的一部分，所以也可以说是磁场检测部20包含至少1个磁检测元件。至少1个磁检测元件接受输出磁场，生成对应于输出磁场成分的检测值。

图2表示第一及第三电阻部21、23的一部分。如图2所示，在本实施方式中，第一及第三电阻部21、23分别包含多个磁检测元件220作为至少1个磁检测元件。虽然未图示，但第二及第四电阻部22、24也分别包含多个磁检测元件220作为至少1个磁检测元件。

在本实施方式中，第一～第四电阻部21～24分别包含多个磁检测元件列。多个磁检测元件列分别包含沿y向排列的多个磁检测元件220。以下，用符号121表示第一电阻部21的多个磁检测元件列，用符号122表示第二电阻部22的多个磁检测元件列，用符号123表示第三电阻部23的多个磁检测元件列，用符号124表示第四电阻部24的多个磁检测元件列，在图1中，沿y向一分为二地描绘出磁检测元件列121～124各者。

如图1所示，在本实施方式中，多个磁检测元件列121和多个磁检测元件列123沿x向按照磁检测元件列121、磁检测元件列123的顺序交替地排列。另外，多个磁检测元件列122和多个磁检测元件列124沿x向按照磁检测元件列122、磁检测元件列124的顺序交替地排列。关于磁检测元件列121～124内的多个磁检测元件220的配置，后面进行说明。

磁传感器1还具备：保持多个磁检测元件220的基板、将多个磁检测元件220电连接的配线部30。如图4所示，在本实施方式中，图10所示的基板101兼作磁传感器1的上述基板。此外，在图1中，简化描绘了配线部30。另外，在图4中，省略了配线部30。

如图2所示，配线部30包含多个下部电极31和多个上部电极32。虽然未图示，但多个下部电极31配置于基板101的上表面101a上。多个磁检测元件220配置于多个下部电极31上。多个上部电极32配置于多个磁检测元件220上。多个磁轭11配置于多个上部电极32的上方。此外，在图2中，将磁轭11及上部电极32描绘成在z向上远离磁检测元件220及下部电极31。在图2中，带有符号32a的虚线表示上部电极32的下面的位置。

如图1～图4所示，磁传感器1还具备由软磁性体构成的磁性膜15和由非磁性绝缘材料构成的非磁性膜41、42。非磁性膜41在基板101的上表面101a上配置于第一～第四电阻部21～24及配线部30的周围。非磁性膜42以覆盖第一～第四电阻部21～24、配线部30及非磁性膜41的方式配置。磁性膜15配置于非磁性膜42上。多个磁轭11配置于磁性膜15上。

这里，参照图8对磁场检测部20的电路结构进行说明。图8是表示磁场检测部20的电路结构的电路图。磁场检测部20还包含电源端口v、接地端口g、第一输出端口e1、第二输出端口e2。第一电阻部21设置于电源端口v和第一输出端口e1之间。第二电阻部22设置于第一输出端口e1和接地端口g之间。第三电阻部23设置于电源端口v和第二输出端口e2之间。第四电阻部24设置于第二输出端口e2和接地端口g之间。

磁场检测部20以在电源端口v和接地端口g之间通电的方式构成。磁场检测部20内的第一电阻部21和第二电阻部22以串联连接且通电的方式构成。磁场检测部20内的第三电阻部23和第四电阻部24也以串联连接且通电的方式构成。电源端口v和接地端口g与图10所示的多个电极焊盘102中的在其间施加有规定大小的电源电压的2个电极焊盘102电连接。此外，第一及第二输出端口e1、e2与多个电极焊盘102中的其他2个电极焊盘102电连接。如后所述，磁场检测部20生成依赖于第一输出端口e1和第二输出端口e2之间的电位差的信号作为输出信号。

接着，参照图1及图2对多个磁检测元件220和下部电极31及上部电极32的连接关系进行说明。在本实施方式中，磁检测元件220为磁阻效应元件。以下，将磁检测元件220也记述为磁阻效应元件220。这里，以第一电阻部21的磁检测元件列121为例进行说明。

如图2所示，多个下部电极31分别具有在y向上细长的形状。在沿y向相邻的2个下部电极31之间形成有间隙。在各下部电极31的上表面上，分别在y向的两端附近配置有沿x向相邻的一对磁阻效应元件220。以下，也称该一对磁阻效应元件220为元件对。在本实施方式中，磁检测元件列121包含沿y向排列的多个元件对。多个磁阻效应元件220分别具有在平行于第三假想直线ly的方向上长的形状。

多个上部电极32分别与构成1个元件对的2个磁阻效应元件220电连接。由此，构成1个元件对的2个磁阻效应元件220并联连接。另外，多个上部电极32分别配置于沿y向相邻的2个下部电极31上，并与相邻的2个元件对电连接。由此，多个元件对串联连接。

如图1所示，配线部30还包含多个连接电极33。多个连接电极33以多个磁检测元件列121串联连接的方式将多个下部电极31电连接。

第二电阻部22的磁检测元件列122、第三电阻部23的磁检测元件列123、及第四电阻部24的磁检测元件列124中的、磁阻效应元件220、下部电极31、上部电极32及连接电极33的连接关系与参照图2进行了说明的第一电阻部21的磁检测元件列121的连接关系相同。

接着，参照图2及图9对磁阻效应元件220的结构之一例进行说明。图9是表示磁阻效应元件220的立体图。在该例子中，磁阻效应元件220包含：固定了磁化方向的磁化固定层222、磁化方向随着输出磁场成分的方向及强度而变化的磁性层即自由层224、配置于磁化固定层222和自由层224之间的非磁性层223、反铁磁性层221。反铁磁性层221、磁化固定层222、非磁性层223及自由层224从下部电极31侧起依次层叠。反铁磁性层221由反铁磁性材料构成，在与磁化固定层222之间产生交换耦合，从而将磁化固定层222的磁化方向固定。

磁阻效应元件220可以为tmr(隧道磁阻效应)元件，也可以为gmr(巨磁阻效应)元件。在tmr元件中，非磁性层223为隧道阻挡层。在gmr元件中，非磁性层223为非磁性导电层。

磁阻效应元件220的电阻值随着自由层224的磁化方向相对于磁化固定层222的磁化方向所成的角度而变化，在该角度为0°时，电阻值变成最小值，在角度为180°时，电阻值变成最大值。

第一电阻部21内的多个磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向为－x向。在图2中，带有符号51的箭头表示上述的磁化方向。

第三电阻部23内的多个磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向为－x向。在图2中，带有符号52的箭头表示上述的磁化方向。

虽然未图示，但第二电阻部22内的多个磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向、和第四电阻部24内的多个磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向均为x向。

在本实施方式中，如上所述，多个磁阻效应元件220分别具有在平行于第三假想直线ly的方向上长的形状。由此，多个磁阻效应元件220各自的自由层224具有易磁化轴方向成为平行于第三假想直线ly的方向的形状各向异性。因此，在不存在输出磁场成分的状态下，自由层224的磁化方向变成平行于第三假想直线ly的方向。在存在输出磁场成分的情况下，自由层224的磁化方向随着输出磁场成分的方向及强度而变化。因此，自由层224的磁化方向相对于磁化固定层222的磁化方向所成的角度随着多个磁阻效应元件220分别接受到的输出磁场成分的方向及强度而变化。因此，多个磁阻效应元件220各自的电阻值成为对应于输出磁场成分的电阻值。

在本实施方式中，第二电阻部22内的多个磁阻效应元件220接受到输出磁场成分的方向与第一电阻部21内的多个磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向相同。另一方面，第三电阻部23内的多个磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向和第四电阻部24内的多个磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向与第一电阻部21内的多个磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向相反。

这里，当用符号r表示磁阻效应元件220的电阻值时，构成1个元件对的2个磁阻效应元件220的合成电阻值为r/2。另外，当设第一～第四电阻部21～24各自的元件对的数量为n时，第一～第四电阻部21～24各自的电阻值为nr/2。电阻值r对应于磁检测元件220的检测值。

此外，磁阻效应元件220的结构不局限于参照图2及图9进行了说明的例子。例如，磁阻效应元件220也可以为不包含反铁磁性层221的结构。该结构例如也可以为包含人工反铁磁性构造的磁化固定层来代替反铁磁性层221及磁化固定层222的结构，所述人工反铁磁性构造的磁化固定层包含2个铁磁性层和配置于该2个铁磁性层之间的非磁性金属层。另外，磁检测元件220也可以为霍尔元件、磁阻抗元件等检测磁阻效应元件以外的磁场的元件。

接着，对多个磁轭11和磁检测元件列121～124的位置关系进行说明。如图1所示，全部磁轭11中的2个以上的磁轭11分别以与穿过1个磁检测元件列121和在该磁检测元件列121的x向侧相邻的1个磁检测元件列123之间的1个yz平面交叉的方式配置。全部磁轭11中的其余2个以上的磁轭11分别以与穿过1个磁检测元件列122和在该磁检测元件列122的x向侧相邻的1个磁检测元件列124之间的1个yz平面交叉的方式配置。

下面，参照图4及图5对1个磁轭11、1个磁检测元件列121、1个磁检测元件列123的位置关系(以下，称为第一位置关系)进行说明。图5是放大表示图4的一部分的剖面图。

如图4所示，磁轭11位于磁检测元件列121、123的上方。另外，磁轭11具有位于与第一假想直线lz平行的方向的两端的第一端11a和第二端11b。在本实施方式中，第一端11a是位于磁轭11的－z向端的垂直于第一假想直线lz的面，第二端11b是位于磁轭11的z向端的垂直于第一假想直线lz的面。如图4及图5所示，第一端11a具有位于第一端11a的－x向端的第一端缘11a1、和位于第一端11a的x向端的第二端缘11a2。

如图4及图5所示，磁检测元件列121配置于第一端缘11a1的附近。磁检测元件列123配置于第二端缘11a2的附近。

如图5所示，在本实施方式中，在从上方观察时，构成元件对的2个磁检测元件220中的一方以与磁轭11重叠的方式配置，在从上方观察时，另一方以不与磁轭11重叠的方式配置。此外，在图1中，为方便起见，磁轭11和磁检测元件列121、123描绘成相互不重叠。

1个磁轭11、1个磁检测元件列122、1个磁检测元件列124的位置关系(以下，称为第二位置关系)与第一位置关系同样。如果将第一位置关系的说明中的磁检测元件列121、123替换为磁检测元件列122、124，就变成第二位置关系的说明。如图4所示，磁检测元件列122配置于第一端缘11a1的附近。磁检测元件列124配置于第二端缘11a2的附近。

此外，第一及第二位置关系不局限于上述的例子。例如，在从上方观察时，磁检测元件列121～124也可以以整体与磁轭11重叠的方式配置，还可以以整体不与磁轭11重叠的方式配置。

接着，参照图3、图6及图7对磁轭11、磁性膜15及磁检测元件220的位置关系、磁性膜15的形状进行说明。图6是表示磁传感器1的一部分的垂直于x向的剖面的剖面图。图7是用于对磁轭11、磁性膜15及磁检测元件的位置关系和形状进行说明的说明图。这里，以1个磁检测元件220和最接近该磁检测元件220的磁轭11为例进行说明。

如图6及图7所示，磁检测元件220具有位于与第一假想直线lz平行的方向的两端的第三端220a和第四端220b。在本实施方式中，第三端220a位于磁检测元件220的－z向端，第四端220b位于磁检测元件220的z向端。第四端220b比第三端220a更靠近磁轭11。

如上所述，磁轭11具有第一端11a和第二端11b。第一端11a比第二端11b更靠近磁检测元件220。

这里，如图7所示，假设包含第一端11a且与第一假想直线lz交叉且平行于第二假想直线lx的第一假想平面p1、包含第四端220b且平行于第一假想平面p1的第二假想平面p2。在本实施方式中，第一及第二假想平面p1、p2与第一假想直线lz正交。磁性膜15位于从第一假想平面p1到第二假想平面p2为止的空间性的范围内。在本实施方式中，磁性膜15与磁轭11的第一端11a接触。

另外，如图7所示，磁轭11具有平行于第二假想直线lx的方向的尺寸即宽度w1。磁性膜15具有平行于第一假想直线lz的方向的尺寸即厚度t。厚度t比宽度w1小，优选为宽度w1的1/2以下。宽度w1例如为2.6μm。关于厚度t的具体值，后面进行说明。

另外，如图3所示，磁性膜15具有平行于第二假想直线lx的方向的尺寸即宽度w2。磁性膜15的宽度w2比磁轭的宽度w1大。

如图3所示，在本实施方式中，磁场转换部10包含多个磁轭11。全部磁轭11各自的第一端11a均包含在第一假想平面p1中。磁性膜15与全部磁轭11各自的第一端11a接触。磁性膜15的宽度w2比位于－x向端的磁轭11的第一端缘11a1和位于x向端的磁轭11的第二端缘11a2之间的距离大。该距离例如为160μm。宽度w2例如为165μm。

另外，如图3所示，磁轭11具有平行于第三假想直线ly的方向的尺寸d1，磁性膜15具有平行于第三假想直线ly的方向的尺寸d2。尺寸d2为尺寸d1以上。尺寸d1例如为78μm。尺寸d2例如为100μm。

此外，在本实施方式中，全部磁检测元件220各自的第四端220b都包含在第二假想平面p2内。

接着，对第一～第四电阻部21～24的电阻值和由磁场检测部20生成的输出信号进行说明。在本实施方式中，在不存在输出磁场成分的状态下，磁阻效应元件220的自由层224的磁化方向变成平行于第三假想直线ly的方向。在输入磁场成分的方向为z向的情况下，第一及第二电阻部21、22内的磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向变成x向，第三及第四电阻部23、24内的磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向变成－x向。在这种情况下，第一及第二电阻部21、22内的磁阻效应元件220的自由层224的磁化方向从平行于第三假想直线ly的方向向x向倾斜，第三及第四电阻部23、24内的磁阻效应元件220的自由层224的磁化方向从平行于第三假想直线ly的方向向－x向倾斜。其结果是，与不存在输出磁场成分的状态相比，第一及第四电阻部21、24内的磁阻效应元件220的电阻值增大，第一及第四电阻部21、24的电阻值也增大。另外，与不存在输出磁场成分的状态相比，第二及第三电阻部22、23内的磁阻效应元件220的电阻值减小，第二及第三电阻部22、23的电阻值也减小。

在输入磁场成分的方向为－z向的情况下，输出磁场成分的方向和第一～第四电阻部21～24的电阻值的变化均与上述的输入磁场成分的方向为z向的情况相反。

磁阻效应元件220的电阻值的变化量依赖于磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的强度。关于磁阻效应元件220的电阻值，当输出磁场成分的强度增大时，其增大量或其减小量分别向增大的方向变化。关于磁阻效应元件220的电阻值，当输出磁场成分的强度减小时，其增大量或其减小量分别向减小的方向变化。输出磁场成分的强度依赖于输入磁场成分的强度。

这样，当输入磁场成分的方向和强度发生变化时，第一～第四电阻部21～24各自的电阻值以第一及第四电阻部21、24的电阻值增大，并且第二及第三电阻部22、23的电阻值减小的方式变化，或者以第一及第四电阻部21、24的电阻值减小，并且第二及第三电阻部22、23的电阻值增大的方式变化。由此，图1及图8所示的第一输出端口e1和第二输出端口e2之间的电位差发生变化。磁场检测部20生成依赖于第一输出端口e1和第二输出端口e2之间的电位差的信号作为输出信号。

接着，对本实施方式的磁传感器1的制造方法进行简单说明。本实施方式的磁传感器1的制造方法包含：形成磁场检测部20及配线部30的工序、在该工序后依次形成非磁性膜41、42的工序、在非磁性膜42的上形成磁性膜15的工序、在磁性膜15上形成磁场转换部10的工序。

形成磁场检测部20的工序包含形成第一～第四电阻部21～24的工序。形成第一～第四电阻部21～24的工序包含形成多个磁检测元件220的工序。

形成磁场转换部10的工序包含形成多个磁轭11的工序。形成多个磁轭11的工序例如通过框架电镀法而形成多个磁轭11。在该工序中，磁性膜15用作种子(seed)及电极。

通常，在通过框架电镀法形成磁轭的情况下，形成用作种子及电极的电极膜，接着形成磁轭，接下来，通过蚀刻，去除电极膜中的未被磁轭覆盖的不需要部分。在这种情况下，当要可靠地去除电极膜的不需要部分时，磁检测元件有可能因过度蚀刻而受伤。另一方面，当不需要部分的去除不充分时，磁轭的特性有可能随着不需要部分的残留程度而波动。

与此相对，在本实施方式的磁传感器1的制造方法中，因为不对磁性膜15进行蚀刻，所以不会产生如上所述的问题。

接着，对本实施方式的磁传感器1的作用及效果进行说明。本实施方式的磁传感器1以检测随着平行于第一假想直线lz的方向的输入磁场成分而变化的输出磁场成分的方式构成。输出磁场成分以外的磁检测元件220具有灵敏度的方向的磁场，例如，输出磁场成分以外的平行于第二假想直线lx的方向的磁场、和平行于第三假想直线ly的方向的磁场作为噪声磁场对磁传感器1发挥作用。根据本实施方式，通过磁性膜15，能够吸收上述的噪声磁场的磁通的一部分，由此，能够抑制噪声磁场施加于磁检测元件220。以下，称噪声磁场的磁通为噪声磁通。

这里，对与磁性膜15的形状有关的要件进行说明。磁性膜15的厚度t比磁轭11的宽度w1小。以下，称该要件为第一要件。另外，磁性膜15的宽度w2比磁轭11的宽度w1大。以下，称该要件为第二要件。

在本实施方式中，输出磁场从磁轭11的第一端11a产生。以下，称对应于输出磁场的磁通为输出磁通。输出磁通的一部分被磁性膜15吸收。输出磁通的另一部分穿过磁性膜15，到达磁检测元件220。

当磁性膜15的厚度t过大时，输出磁通中的被磁性膜15吸收的磁通的比例就会过大，到达磁检测元件220的磁通减少。其结果是，施加于磁检测元件220的输出磁场成分的强度相对于输入磁场成分的强度的比率大大地降低。在本实施方式中，从防止该比率降低的观点考虑，规定第一要件。

另外，在本实施方式中，磁轭11也具有吸收噪声磁通至某种程度的功能。如果磁性膜15的宽度w2为磁轭11的宽度w1以下，则磁轭11及磁性膜15实现的噪声磁通的吸收能力与磁轭11单独的噪声磁通的吸收能力没有很大差别。与此相对，当如本实施方式那样使磁性膜15的宽度w2比磁轭11的宽度w1大时，能够由磁性膜15吸收噪声磁通中的未穿过磁轭11的部分。由此，产生了磁性膜15的存在意义。因此，在本实施方式中，需要第二要件。

接着，参照第一及第二模拟结果对本实施方式的效果进行说明。首先，对第一及第二模拟所使用的实施例模型和比较模型进行说明。实施例模型为对应于本实施方式的磁传感器1的模型。比较模型为比较例的磁传感器的模型。比较例的磁传感器的结构除未设有磁性膜15这一点以外，其余都与本实施方式的磁传感器1相同。

关于实施例模型和比较模型各者，多个磁轭11的数量均为6个。这里，在第一假想平面p1上设定原点。6个磁轭11在原点的－x向侧和x向侧各对称地配置有3个。另外，6个磁轭11以假想直线穿过原点的方式配置，所述假想直线穿过6个磁轭11各自的第一端11a的y向的中心。

6个磁轭11各自的宽度w1(参照图7)为2.6μm，6个磁轭11各自的尺寸d1(参照图3)为78μm。另外，位于－x向端的磁轭11的第一端缘11a1和位于x向端的磁轭11的第二端缘11a2之间的距离为65μm。后面对6个磁轭11各自的平行于第一假想直线lz的方向的尺寸进行说明。

在实施例模型中，磁性膜15的宽度w2(参照图3)为75μm，磁性膜15的尺寸d2(参照图3)为100μm。后面对磁性膜15的厚度t进行说明。

接着，对第一模拟结果进行说明。在第一模拟中，对平行于第二假想直线lx的方向的噪声磁场的影响进行了调查。这里，假设位于第一假想平面p1的下方且平行于第二假想直线lx的第四假想直线。第四假想直线是假设了配置多个磁检测元件220的位置的直线，与多个磁检测元件220交叉。使第四假想直线投影到第一假想平面p1上所得的直线穿过原点。

在第一模拟中，对比较模型和实施例模型施加x向的外部磁场作为噪声磁场，求出第四假想直线上的各自位置的磁通密度。然后，求出第四假想直线上的各自位置的磁通密度相对于由外部磁场的强度得到的磁通密度的比率。以下，称该比率为“透过率(passingrate)”。

在第一模拟中，施加磁通密度的大小为10mt的强度的外部磁场。另外，设6个磁轭11各自的平行于第一假想直线lz的方向的尺寸为2.5μm，设磁性膜15的厚度t为1.0μm。在比较模型中，设第一假想平面p1和第四假想直线之间的距离为1.25μm。在实施例模型中，将第一假想平面p1和第四假想直线之间的距离设为厚度t加上0.25μm所得的值，即，1.25μm。

图11表示第一模拟结果。在图11中，横轴表示第四假想直线上的位置，纵轴表示透过率。关于第四假想直线上的位置，用负值表示比原点更靠－x向前边的位置，用正值表示比原点更靠x向前边的位置。－32.5μm的位置是与位于－x向端的磁轭11的第一端缘11a1对应的第四假想直线上的位置，32.5μm的位置是与位于x向端的磁轭11的第二端缘11a2对应的第四假想直线上的位置。另外，在图11中，符号61表示比较模型的特性，符号62表示实施例模型的特性。如图11所示，在实施例模型中，配置磁检测元件220的位置的透过率小于比较模型。即，在实施例模型中，配置磁检测元件220的位置的磁通密度小于比较模型。这被认为是磁性膜15吸收了外部磁场的磁通的一部分后的模型。

接着，对第二模拟结果进行说明。在第二模拟中，对平行于第三假想直线ly的方向的噪声磁场的影响进行了调查。这里，假设位于第一假想平面p1的下方且平行于第三假想直线ly的第五假想直线。第五假想直线是假设了配置多个磁检测元件220的位置的直线，与多个磁检测元件220交叉。在从上方观察时，第五假想直线配置于与6个磁轭11中的任一个的第一端11a都重叠的位置。

在第二模拟中，对比较模型和实施例模型施加y向的外部磁场作为噪声磁场，求出第五假想直线上的各自位置的磁通密度。然后，求出第五假想直线上的各自位置的磁通密度相对于由外部磁场的强度得到的磁通密度的比率即透过率。

在第二模拟中，施加磁通密度的大小为10mt的强度的外部磁场。另外，设6个磁轭11各自的平行于第一假想直线lz的方向的尺寸为5μm，设磁性膜15的厚度t为1.0μm。在比较模型中，设第一假想平面p1和第五假想直线之间的距离为1.25μm。在实施例模型中，将第一假想平面p1和第五假想直线之间的距离设为厚度t加上0.25μm所得的值，即，1.25μm。

图12表示第二模拟结果。在图12中，横轴表示第五假想直线上的位置，纵轴表示透过率。关于第五假想直线上的位置，用负值表示比原点更靠－y向前边的位置，用正值表示比原点更靠y向前边的位置。－39μm的位置是与磁轭11的第一端11a的－y向端部对应的第五假想直线上的位置，39μm的位置是与磁轭11的第一端11a的y向端部对应的第五假想直线上的位置。另外，在图12中，符号63表示比较模型的特性，符号64表示实施例模型的特性。如图12所示，在实施例模型中，与磁轭11的第一端11a对应的第五假想直线中的从约－39μm到－20μm的范围及从约20μm到39μm的范围内的透过率小于比较模型。即，在实施例模型中，上述2个范围内的磁通密度小于比较模型。这被认为是磁性膜15吸收了外部磁场的磁通的一部分后的模型。

由第一及第二模拟结果可知，根据本实施方式，通过磁性膜15，能够吸收噪声磁通的一部分，由此，能够抑制噪声磁场施加于磁检测元件220。

接着，对第三模拟结果进行说明。在第三模拟中，使用第一及第二模拟所使用的实施例模型，对磁性膜15的厚度t(参照图7)的优选的范围进行了调查。

在第三模拟中，对实施例模型施加z向的外部磁场作为输入磁场成分，求出上述第四假想直线上的各自位置的输出磁场成分。然后，在第四假想直线上的各自的位置，求出由输出磁场成分的强度得到的磁通密度相对于由外部磁场的强度得到的磁通密度的比率。以下，称该比率为“转换效率”。

在第三模拟中，施加磁通密度的大小为30mt的强度的外部磁场。另外，设6个磁轭11各自的平行于第一假想直线lz的方向的尺寸为5μm。磁性膜15的厚度t在0.1～1.3μm的范围内发生了变化。将第一假想平面p1和第四假想直线之间的距离设为厚度t加上0.25μm所得的值。

图13是表示由第三模拟得到的转换效率之一例的特性图。在图13中，横轴表示第四假想直线上的位置，纵轴表示转换效率。第四假想直线上的位置的表示方法与图11相同。－20μm的位置是配置于比原点更靠－x向前边的1个磁轭11的对应于第一端缘11a1(参照图7)的第四假想直线上的位置，－17.4μm的位置是上述1个磁轭11的对应于第二端缘11a2(参照图7)的第四假想直线上的位置。在图13所示的例子中，转换效率在对应于第一端缘11a1的第四假想直线上的位置变成最大。以下，称转换效率的最大值为最大转换效率。

图14是表示由第三模拟得到的磁性膜的厚度t和最大转换效率的关系的特性图。在图14中，横轴表示厚度t，纵轴表示最大转换效率。最大转换效率优选为2.5％以上，更优选为5％以上。在图14所示的厚度t的范围内，最大转换效率均为2.5％以上。另外，在图14中，虚线表示厚度t为0.5μm的位置。在厚度t为0.5μm以下的情况下，最大转换效率变成5％以上。因此，厚度t优选为0.1～1.3μm的范围内，更优选为0.1～0.5μm的范围内。0.1μm之类的值相当于磁性膜15的可形成的厚度t的下限。

另外，在第三模拟中，磁轭11的宽度w1为2.6μm。因此，厚度t可以说是优选为宽度w1的1/2以下。

接着，对图10所示的磁传感器单元100的磁传感器2、3的结构进行简单说明。磁传感器2、3的结构基本上与本实施方式的磁传感器1的结构相同。但是，在磁传感器2、3中，未设有磁场转换部10。磁传感器2以检测y向磁场的方式构成。具体地说，例如，在磁传感器2中，将第一及第四电阻部21、24所含的磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向设为y向，将磁传感器2的第二及第三电阻部22、23所含的磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向设为－y向。

另外，磁传感器3以检测x向磁场的方式构成。具体地说，例如，在磁传感器3中，将第一及第四电阻部21、24所含的磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向设为x向，将磁传感器3的第二及第三电阻部22、23所含的磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向设为－x向。

[第二实施方式]

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。首先，参照图15对本实施方式的磁传感器的结构进行说明。图15是表示本实施方式的磁传感器的一部分的垂直于y向的剖面的剖面图。本实施方式的磁传感器1在以下方面与第一实施方式不同。在本实施方式中，磁性膜15不与磁轭11的第一端11a接触。

另外，本实施方式的磁传感器1具备非磁性膜43，所述非磁性膜43由非磁性材料构成，将至少1个磁轭与磁性膜15隔开。在本实施方式中，非磁性膜43配置于磁性膜15上。多个磁轭11配置于非磁性膜43上。非磁性膜43的材料可以为非磁性绝缘材料，也可以为ta、ti、w等非磁性金属材料。

接着，对本实施方式的磁传感器1的制造方法进行简单说明。本实施方式的磁传感器1的制造方法包含：形成磁性膜15的工序、和在与形成磁场转换部10的工序之间形成非磁性膜43的工序。在本实施方式中，直到形成磁性膜15的工序为止，都与第一实施方式同样。在本实施方式中，接着，在磁性膜15上形成非磁性膜43。接着，在非磁性膜43上形成由磁性材料构成的未图示的电极膜。接着，使用未图示的电极膜作为种子及电极，例如，通过框架电镀法，形成多个磁轭主体。接着，通过蚀刻，去除电极膜中的未被多个磁轭主体覆盖的不需要部分。由此，多个磁轭11完成。多个磁轭11由多个磁轭主体和蚀刻后的电极膜构成。

在本实施方式中，在多个磁轭11和磁性膜15之间存在非磁性膜43。由此，根据本实施方式，在蚀刻电极膜时，能够防止磁性膜15的上表面受伤。

此外，在非磁性膜43由非磁性金属材料形成的情况下，也可以不形成上述的未图示的电极膜，而是使用非磁性膜43作为种子及电极来形成多个磁轭11。

本实施方式的其他结构、作用及效果均与第一实施方式同样。

[第三实施方式]

接着，对本发明的第三实施方式进行说明。首先，参照图16对本实施方式的磁传感器的结构进行说明。图16是表示本实施方式的磁传感器的一部分的垂直于y向的剖面的剖面图。本实施方式的磁传感器1在以下方面与第一实施方式不同。在本实施方式中，在第一～第四电阻部21～24及配线部30和基板101之间配置有磁性膜15。

另外，本实施方式的磁传感器1具备由非磁性绝缘材料构成的非磁性膜44。磁性膜15配置于基板101的上表面101a上。非磁性膜44以覆盖磁性膜15的方式配置。第一～第四电阻部21～24、配线部30及非磁性膜41配置于非磁性膜44上。多个磁轭11配置于非磁性膜42上。

接着，参照图17对本实施方式的磁轭11、磁性膜15及磁检测元件220的位置关系进行说明。图17是用于对磁轭11、磁性膜15及磁检测元件220的位置关系进行说明的说明图。如图17所示，假设包含磁检测元件220的第三端220a且平行于第一假想平面p1的第三假想平面p3。在本实施方式中，第三假想平面p3与第一假想直线lz正交。相对于第三假想平面p3，磁性膜15位于第一假想平面p1的相反侧。

这里，如图17所示，用符号g1表示磁性膜15和第三假想平面p3之间的距离，用符号g2表示第一假想平面p1和第二假想平面p2之间的距离。距离g1优选为距离g2以下。通过满足该要件，磁性膜15以和磁检测元件220之间的距离与磁轭11和磁检测元件220之间的距离相等的方式配置，或者配置于比磁轭11更靠近磁检测元件220的位置。由此，通过磁性膜15，能够更有效地吸收噪声磁通的一部分。

接着，对本实施方式的磁传感器1的制造方法进行简单说明。在本实施方式中，在形成磁场检测部20及配线部30的工序之前，进行形成磁性膜15的工序。在本实施方式中，首先，基板101上形成磁性膜15。接着，在磁性膜15上形成非磁性膜44。接着，在非磁性膜44上形成第一～第四电阻部21～24、配线部30及非磁性膜41、42。接着，在非磁性膜42上形成多个磁轭11。由此，磁传感器1完成。

本实施方式的其他结构、作用及效果均与第一实施方式同样。

[第四实施方式]

接着，对本发明的第四实施方式进行说明。首先，参照图18及图19对本实施方式的磁传感器的结构进行说明。图18是示意地表示本实施方式的磁传感器的结构的说明图。图19是表示本实施方式的磁传感器的一部分的垂直于y向的剖面的剖面图。

本实施方式的磁传感器1在以下方面与第一实施方式不同。在本实施方式中，多个磁轭11、第二电阻部22的多个磁检测元件列122、第四电阻部24的多个磁检测元件列124的位置关系与第一实施方式不同。在本实施方式中，多个磁检测元件列122和多个磁检测元件列124沿着x向按照磁检测元件列124及磁检测元件列122顺序交替地排列。如图18所示，全部磁轭11中的2个以上的磁轭11分别以与穿过1个磁检测元件列124和在该磁检测元件列124的x向侧相邻的1个磁检测元件列122之间的1个yz平面交叉的方式配置。此外，全部磁轭11中的其余2个以上的磁轭11分别以与穿过1个磁检测元件列121和在该磁检测元件列121的x向侧相邻的1个磁检测元件列123之间的1个yz平面交叉的方式配置。

如第一实施方式所述，磁轭11的第一端11a具有第一端缘11a1和第二端缘11a2。如图19所示，在本实施方式中，磁检测元件列122配置于第二端缘11a2的附近。磁检测元件列124配置于第一端缘11a1的附近。

在本实施方式中，第四电阻部24内的多个磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向与第一电阻部21内的多个磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向相同。另一方面，第二电阻部22内的多个磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向、和第三电阻部23内的多个磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向与第一电阻部21内的多个磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向相反。

另外，在本实施方式中，第二电阻部22内的多个磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向、和第四电阻部24内的多个磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向为与第一电阻部21内的多个磁阻效应元件220的磁化固定层222的磁化方向相同的方向，即，均为－x向。

接着，对第一～第四电阻部21～24的电阻值进行说明。如第一实施方式所述，在不存在输出磁场成分的状态下，磁阻效应元件220的自由层224的磁化方向变成平行于第三假想直线ly的方向。在本实施方式中，在输入磁场成分的方向为z向的情况下，第一及第四电阻部21、24内的磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向变成x向，第二及第三电阻部22、23内的磁阻效应元件220接受的输出磁场成分的方向变成－x向。在这种情况下，第一及第四电阻部21、24内的磁阻效应元件220的自由层224的磁化方向从平行于第三假想直线ly的方向向x向倾斜。其结果是，与不存在输出磁场成分的状态相比，磁阻效应元件220的电阻值增大，第一及第四电阻部21、24的电阻值也增大。第二及第三电阻部22、23内的磁阻效应元件220的自由层224的磁化方向从平行于第三假想直线ly的方向向－x向倾斜。其结果是，与不存在输出磁场成分状态相比，磁阻效应元件220的电阻值减小，第二及第三电阻部22、23的电阻值也减小。

在输入磁场成分的方向为－z向的情况下，输出磁场成分的方向和第一～第四电阻部21～24的电阻值的变化均与上述的输入磁场成分的方向为z向的情况相反。

此外，本实施方式的磁轭11、磁性膜15及磁检测元件220的位置关系也可以与第一～第三中的任一实施方式相同。本实施方式的其他结构、作用及效果均与第一～第三中的任一实施方式同样。

此外，本发明不局限于上述各实施方式，可进行种种变更。例如，只要满足权利要求的要件，磁轭11、磁性膜15及磁检测元件220的数量、形状及配置均不局限于各实施方式所示的例子，均为任意。例如，磁检测元件220的平面形状也可以为圆形。在这种情况下，磁场检测部20也可以包含对磁检测元件220施加平行于第三假想直线ly的方向的偏置磁场的多个磁铁。

另外，磁场转换部10除包含配置于多个上部电极32的上方的多个磁轭11以外，还可以包含配置于多个下部电极31的下方的多个磁轭。配置于下部电极31的下方的多个磁轭以相对于配置于上部电极32的上方的多个磁轭11向平行于第二假想直线lx的方向偏移的方式配置，以使其增大转换效率。

基于以上说明，可实施本发明的种种方式或变形例，这是不言而喻的。因此，在以下权利要求书的均等的范围内，也可按照上述最佳方式以外的形态来实施本发明。