磁传感器的制作方法

1.本发明涉及具备配置在倾斜面之上的磁检测元件的磁传感器。


背景技术：

2.近年来，以各种用途利用使用了磁阻效应元件的磁传感器。在包含磁传感器的系统中，有时想要通过设置于基板上的磁阻效应元件检测包含与基板的面垂直的方向的分量的磁场。在该情况下，通过设置将与基板的面垂直的方向的磁场转换成与基板的面平行的方向的磁场的软磁性体，或在形成于基板上的倾斜面上配置磁阻效应元件，能够检测包含与基板的面垂直的方向的分量的磁场。
3.作为磁阻效应元件，例如使用自旋阀型的磁阻效应元件。自旋阀型的磁阻效应元件具有：磁化固定层，其具有方向被固定的磁化；自由层，其具有方向可根据施加磁场的方向而变化的磁化；以及间隙层，其配置于磁化固定层和自由层之间。另外，关于自由层，已知有使用线圈来设置/重置自由层的磁化的方向的技术。
4.在日本专利申请公开2006-194733号公报中公开有一种具备形成在斜面之上的磁阻效应元件的磁传感器。在日本国公表专利公报第2001-516031号中公开了使用线圈来设置/重置磁阻元件的磁畴(magnetic domain)的技术。
5.在如日本国专利申请公开2006-194733号公报中公开的磁传感器那样，在倾斜面上形成磁阻效应元件的情况，且使用日本公表专利公报第2001-516031号中公开的技术将自由层的磁化的方向设置为规定方向的情况下，需要根据磁阻效应元件的形状，以某种程度增大用于将自由层的磁化的方向设置为规定方向的磁场的强度。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，提供一种磁传感器，在具备配置在倾斜面之上的磁检测元件的磁传感器中，能够减小用于设置/重置磁检测元件的磁化的磁场的强度。
7.本发明的磁传感器具备：基板，其具有基准平面；支承构件，其配置在基板之上，具有相对于基准平面倾斜的倾斜面；以及磁检测元件，其配置在倾斜面之上，且具有在一个方向上长的形状。磁检测元件具有：第一侧面及第二侧面，它们位于磁检测元件的短边方向的两侧，且分别具有位于远离基准平面的方向端的上端。第一侧面位于沿着倾斜面的方向且远离基准平面的第一方向的前方。第二侧面位于沿着倾斜面的方向且靠近基准平面的第二方向的前方。磁检测元件包含：第一变化部分，其中，第一侧面的上端和第二侧面的上端各自的至少一部分成为直线状，且沿着磁检测元件的长边方向，第一侧面的上端和第二侧面的上端的间隔变小。
8.在本发明的磁传感器中，磁检测元件包含第一变化部分。由此，根据本发明，在具备配置在倾斜面之上的磁检测元件的磁传感器中，能够减小用于设置/重置磁检测元件的磁化的磁场的强度。
9.本发明的其它目的、特征及好处将通过以下的说明变得充分清晰。
附图说明
10.图1是示出本发明的第一实施方式的磁传感器的立体图。
11.图2是示出包含本发明的第一实施方式的磁传感器的磁传感器装置的结构的功能框图。
12.图3是示出本发明的第一实施方式的第一检测电路的电路结构的电路图。
13.图4是示出本发明的第一实施方式的第二检测电路的电路结构的电路图。
14.图5是示出本发明的第一实施方式的磁传感器的一部分的俯视图。
15.图6是示出本发明的第一实施方式的磁传感器的一部分的截面图。
16.图7是示出本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的侧视图。
17.图8是示出本发明的第一实施方式的磁传感器的主要部分的截面图。
18.图9是示出本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的上表面的形状的第一例的截面图。
19.图10是示出本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的上表面的形状的第二例的截面图。
20.图11是示出本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的上表面的形状的第三例的截面图。
21.图12是示出本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的第一及第二侧面的形状的第一例的俯视图。
22.图13是示出本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的第一及第二侧面的形状的第二例的俯视图。
23.图14是示出本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的第一及第二侧面的形状的第三例的俯视图。
24.图15是示出本发明的第二实施方式的磁传感器的一部分的截面图。
具体实施方式
25.[第一实施方式]
[0026]
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细地说明。首先，参照图1及图2，对本发明的第一实施方式的磁传感器的结构进行说明。图1是示出本实施方式的磁传感器的立体图。图2是示出包含本实施方式的磁传感器的磁传感器装置的结构的功能框图。
[0027]
如图1所示，磁传感器1具有长方体形状的芯片的形态。磁传感器1具有：相互位于相反侧的上表面1a及下表面、以及将上表面1a及下表面连接的4个侧面。另外，磁传感器1具有：设置在上表面1a上的多个电极焊盘(pad)。
[0028]
在此，参照图1，对本实施方式的基准坐标系进行说明。基准坐标系是以磁传感器1为基准的坐标系，是由三个轴定义的正交坐标系。在基准坐标系中，定义有x方向、y方向、z方向。x方向、y方向、z方向相互正交。在本实施方式中，特别地，将与磁传感器1的上表面1a垂直的方向，即，从磁传感器1的下表面朝向上表面1a的方向设为z方向。另外，将与x方向相反的方向设为-x方向，将与y方向相反的方向设为-y方向，将与z方向相反的方向设为-z方向。定义基准坐标系的三个轴是与x方向平行的轴、与y方向平行的轴、以及与z方向平行的轴。
[0029]
以下，将相对于基准位置处于z方向的前方的位置称为“上方”，将相对于基准位置处于“上方”的相反侧的位置称为“下方”。另外，关于磁传感器1的构成要素，将位于z方向端的面称为“上表面”，将位于-z方向端的面称为“下表面”。另外，“从z方向观察时”这样的表达是从沿z方向分离的位置观察对象物。
[0030]
如图2所示，磁传感器1具备：第一检测电路20和第二检测电路30。第一及第二检测电路20、30各自包含多个磁检测元件，构成为检测对象磁场并生成至少一个检测信号。在本实施方式中，特别地，多个磁检测元件为多个磁阻效应元件。以下，将磁阻效应元件记为mr元件。
[0031]
第一及第二检测电路20、30生成的多个检测信号由处理器40处理。磁传感器1和处理器40构成磁传感器装置100。处理器40构成为，通过对第一及第二检测电路20、30生成的多个检测信号进行处理，生成与规定的基准位置的磁场的相互不同的两个方向的分量具有对应关系的第一检测值及第二检测值。在本实施方式中，特别地，上述的相互不同的两个方向是，与xy平面平行的一个方向和与z方向平行的方向。处理器40例如由面向特定用途的集成电路(asic)构成。
[0032]
处理器40例如也可以包含于支承磁传感器1的支承体。该支承体具有多个电极焊盘。第一及第二检测电路20、30和处理器40例如经由磁传感器1的多个电极焊盘、支承体的多个电极焊盘及多个焊线(bondingwire)而连接。在将磁传感器1的多个电极焊盘设置于磁传感器1的上表面1a的情况下，磁传感器1也可以以磁传感器1的下表面与支承体的上表面相对的姿势安装在支承体的上表面上。
[0033]
接着，参照图3～图6，对第一及第二检测电路20、30进行说明。图3是示出第一检测电路20的电路结构的电路图。图4是示出第二检测电路30的电路结构的电路图。图5是示出磁传感器1的一部分的俯视图。图6是示出磁传感器1的一部分的截面图。
[0034]
在此，如图5所示，如下定义u方向和v方向。u方向是从x方向朝向-y方向旋转的方向。v方向是从y方向朝向x方向旋转的方向。在本实施方式中，特别地，将u方向设为从x方向朝向-y方向旋转α的量的方向，将v方向设为从y方向朝向x方向旋转α的量的方向。此外，α是大于0
°
且小于90
°
的角度。在一例中，α为45
°
。另外，将与u方向相反的方向设为-u方向，将与v方向相反的方向设为-v方向。
[0035]
另外，如图6所示，如下定义w1方向和w2方向。w1方向是从v方向朝向-z方向旋转的方向。w2方向是从v方向朝向z方向旋转的方向。在本实施方式中，特别地，将w1方向设为从v方向朝向-z方向旋转β的量的方向，将w2方向设为从v方向朝向z方向旋转β的量的方向。此外，β是大于0
°
且小于90
°
的角度。另外，将与w1方向相反的方向设为-w1方向，将与w2方向相反的方向设为-w2方向。w1方向及w2方向分别与u方向正交。
[0036]
第一检测电路20构成为，检测与对象磁场的w1方向平行的方向的分量，并生成与该分量具有对应关系的至少一个第一检测信号。第二检测电路30构成为，检测与对象磁场的w2方向平行的方向的分量，并生成与该分量具有对应关系的至少一个第二检测信号。
[0037]
如图3所示，第一检测电路20包含：电源端v2、接地端g2、信号输出端e21、e22、第一电阻部r21、第二电阻部r22、第三电阻部r23、以及第四电阻部r24。第一检测电路20的多个mr元件构成第一～第四电阻部r21、r22、r23、r24。
[0038]
第一电阻部r21设置于电源端v2和信号输出端e21之间。第二电阻部r22设置于信
号输出端e21和接地端g2之间。第三电阻部r23设置于信号输出端e22和接地端g2之间。第四电阻部r24设置于电源端v2和信号输出端e22之间。
[0039]
如图4所示，第二检测电路30包含：电源端v3、接地端g3、信号输出端e31、e32、第一电阻部r31、第二电阻部r32、第三电阻部r33、以及第四电阻部r34。第二检测电路30的多个mr元件构成第一～第四电阻部r31、r32、r33、r34。
[0040]
第一电阻部r31设置于电源端v3和信号输出端e31之间。第二电阻部r32设置于信号输出端e31和接地端g3之间。第三电阻部r33设置于信号输出端e32和接地端g3之间。第四电阻部r34设置于电源端v3和信号输出端e32之间。
[0041]
对电源端v2、v3各自施加规定的大小的电压或电流。接地端g2、g3各自接地。
[0042]
以下，将第一检测电路20的多个mr元件称为多个第一mr元件50b，将第二检测电路30的多个mr元件称为多个第二mr元件50c。第一及第二检测电路20、30是磁传感器1的构成要素，因此，也可以说磁传感器1包含多个第一mr元件50b及多个第二mr元件50c。另外，对任意的mr元件标注符号50地表示。
[0043]
图7是示出mr元件50的侧视图。mr元件50是包含多个磁性层的自旋阀型的mr元件。mr元件50具有：磁化固定层52，其具有方向被固定的磁化；自由层54，其具有方向可根据对象磁场的方向而变化的磁化；以及间隙层53，其配置于磁化固定层52和自由层54之间。mr元件50也可以是tmr(隧道磁阻效应)元件，也可以是gmr(巨磁阻效应)元件。在tmr元件中，间隙层53为隧道势垒层。在gmr元件中，间隙层53为非磁性导电层。在mr元件50中，电阻值根据自由层54的磁化的方向相对于磁化固定层52的磁化的方向所成的角度而变化，在该角度为0
°
时，电阻值成为最小值，在角度为180
°
时，电阻值成为最大值。在各mr元件50中，自由层54具有易磁化轴方向成为与磁化固定层52的磁化的方向正交的方向的形状各向异性。此外，作为对自由层54设定规定方向的易磁化轴的手段，也能够使用对自由层54施加偏置(bias)磁场的磁铁。磁化固定层52、间隙层53及自由层54依次层叠。
[0044]
mr元件50还具有反铁磁性层51。反铁磁性层51、磁化固定层52、间隙层53及自由层54依次层叠。反铁磁性层51由反铁磁性材料构成，在与磁化固定层52之间产生交换耦合，固定磁化固定层52的磁化的方向。此外，磁化固定层52也可以是所谓的自销型的固定层(synthetic ferri pinned层，sfp层)。自销型的固定层具有：层叠了铁磁性层、非磁性中间层及铁磁性层的层叠铁磁结构，并使两个铁磁性层反铁磁性地耦合而成。在磁化固定层52为自销型的固定层的情况下，也可以省略反铁磁性层51。
[0045]
此外，mr元件50的层51～54的配置也可以与图7所示的配置上下相反。
[0046]
在图3及图4中，实心箭头表示mr元件50的磁化固定层52的磁化的方向。另外，空心箭头表示未对mr元件50施加对象磁场的情况下的、mr元件50的自由层54的磁化的方向。
[0047]
在图3所示的例子中，第一及第三电阻部r21、r23各自的磁化固定层52的磁化的方向为w1方向。第二及第四电阻部r22、r24各自的磁化固定层52的磁化的方向为－w1方向。另外，多个第一mr元件50b各自的自由层54具有易磁化轴方向成为与u方向平行的方向的形状各向异性。在未对第一mr元件50b施加对象磁场的情况下，第一及第二电阻部r21、r22各自的自由层54的磁化的方向为u方向。在上述的情况下，第三及第四电阻部r23、r24各自的自由层54的磁化的方向为-u方向。
[0048]
在图4所示的例子中，第一及第三电阻部r31、r33各自的磁化固定层52的磁化的方
向为w2方向。第二及第四电阻部r32、r34各自的磁化固定层52的磁化的方向为-w2方向。另外，多个第二mr元件50c各自的自由层54具有易磁化轴方向成为与u方向平行的方向的形状各向异性。在未对第二mr元件50c施加对象磁场的情况下，第一及第二电阻部r31、r32各自的自由层54的磁化的方向为u方向。在上述的情况下，第三及第四电阻部r33、r34各自的自由层54的磁化的方向为-u方向。
[0049]
磁传感器1包含：磁场产生器，其构成为对多个第一mr元件50b和多个第二mr元件50c各自的自由层54施加规定方向的磁场。在本实施方式中，磁场产生器包含：对多个第一mr元件50b和多个第二mr元件50c各自的自由层54施加规定方向的磁场的线圈80。
[0050]
此外，从mr元件50的制作精度等观点来看，磁化固定层52的磁化的方向和自由层54的易磁化轴的方向也可以稍微偏离上述的方向。另外，磁化固定层52的磁化也可以构成为包含以上述的方向为主分量的磁化分量。在该情况下，磁化固定层52的磁化的方向成为上述的方向或大致成为上述的方向。
[0051]
在本实施方式中，mr元件50构成为，电流沿多个磁性层即磁化固定层52及自由层54的层叠方向流动。如后述，磁传感器1具备：用于使电流在mr元件50流动的下部电极及上部电极。mr元件50配置于下部电极和上部电极之间。
[0052]
以下，参照图5及图6，对磁传感器1的具体的结构进行详细地说明。图6示出图5中以6-6线表示的位置的截面的一部分。
[0053]
磁传感器1包含：具有上表面301a的基板301、绝缘层302、303、304、305、307、308、309、310、多个下部电极61b、多个下部电极61c、多个上部电极62b、多个上部电极62c、多个下部线圈要素81、以及多个上部线圈要素82。基板301的上表面301a与xy平面平行。z方向也是与基板301的上表面301a垂直的一个方向。此外，线圈要素是线圈的绕组的一部分。
[0054]
绝缘层302配置在基板301之上。多个下部线圈要素81配置在绝缘层302之上。绝缘层303在绝缘层302之上配置于多个下部线圈要素81的周围。绝缘层304、305依次层叠在多个下部线圈要素81及绝缘层303之上。
[0055]
多个下部电极61b和多个下部电极61c配置在绝缘层305之上。绝缘层307在绝缘层305之上配置于多个下部电极61b的周围和多个下部电极61c的周围。多个第一mr元件50b配置在多个下部电极61b之上。多个第二mr元件50c配置在多个下部电极61c之上。绝缘层308在多个下部电极61b、多个下部电极61c及绝缘层307之上配置在多个第一mr元件50b的周围和多个第二mr元件50c的周围。多个上部电极62b配置在多个第一mr元件50b及绝缘层308之上。多个上部电极62c配置在多个第二mr元件50c及绝缘层308之上。绝缘层309在绝缘层308之上配置于多个上部电极62b的周围和多个上部电极62c的周围。
[0056]
绝缘层310配置在多个上部电极62b、多个上部电极62c以及绝缘层309之上。多个上部线圈要素82配置在绝缘层310之上。磁传感器1也可以还包含：覆盖多个上部线圈要素82及绝缘层310的、未图示的绝缘层。
[0057]
磁传感器1包含：支承多个第一mr元件50b和多个第二mr元件50c的支承构件。支承构件具有相对于基板301的上表面301a倾斜的至少一个倾斜面。在本实施方式中，特别地，支承构件由绝缘层305构成。此外，在图5中，示出磁传感器1的构成要素中的绝缘层305、多个第一mr元件50b、多个第二mr元件50c以及多个上部线圈要素82。
[0058]
绝缘层305具有：分别向远离基板301的上表面301a的方向(z方向)伸出的多个凸
面305c。多个凸面305c中的各个沿与u方向平行的方向延伸。凸面305c的整体形状是使图6所示的凸面305c的曲线形状(拱形状)沿着与u方向平行的方向移动而构成的半圆筒状的曲面。另外，多个凸面305c以规定的间隔在与v方向平行的方向上排列。
[0059]
多个凸面305c中的各个具有：距基板301的上表面301a最远的上端部。在本实施方式中，多个凸面305c各自的上端部为沿与u方向平行的方向延伸的上端部。在此，着眼于多个凸面305c中的任意的一个凸面305c。凸面305c包含第一倾斜面305a和第二倾斜面305b。第一倾斜面305a是凸面305c中的、比凸面305c的上端部更靠v方向侧的面。第二倾斜面305b是凸面305c中的、比凸面305c的上端部更靠-v方向侧的面。在图5中，以虚线表示第一倾斜面305a和第二倾斜面305b的边界。
[0060]
凸面305c的上端部也可以是第一倾斜面305a和第二倾斜面305b的边界。在该情况下，图5所示的虚线表示凸面305c的上端部。
[0061]
基板301的上表面301a与xy平面平行。第一倾斜面305a和第二倾斜面305b各自相对于基板301的上表面301a即xy平面倾斜。在与基板301的上表面301a垂直的截面中，第一倾斜面305a和第二倾斜面305b的间隔随着远离基板301的上表面301a而变小。
[0062]
在本实施方式中，存在多个凸面305c，因此，也分别存在多个第一倾斜面305a和第二倾斜面305b。绝缘层305具有多个第一倾斜面305a和多个第二倾斜面305b。
[0063]
绝缘层305还具有存在于多个凸面305c的周围的平坦面305d。平坦面305d是与基板301的上表面301a平行的面。多个凸面305c中的各个从平坦面305d沿z方向突出。另外，在本实施方式中，多个凸面305c隔开规定的间隔地配置。因此，在v方向上相邻的两个凸面305c之间，存在平坦面305d。
[0064]
绝缘层305包含：分别沿z方向突出的多个突出部、和存在于多个突出部的周围的平坦部。多个突出部中的各个沿与u方向平行的方向延伸，并且具有凸面305c。另外，多个突出部以规定的间隔在与v方向平行的方向上排列。平坦部的厚度(z方向的尺寸)实质上恒定。另外，绝缘层304具有实质上恒定的厚度(z方向的尺寸)，并沿着绝缘层305的下表面形成。
[0065]
多个下部电极61b配置在多个第一倾斜面305a之上。多个下部电极61c配置在多个第二倾斜面305b之上。如上所述，第一倾斜面305a和第二倾斜面305b各自相对于基板301的上表面301a即xy平面倾斜，因此，多个下部电极61b各自的上表面和多个下部电极61c各自的上表面也相对于xy平面倾斜。因此，可以说：多个第一mr元件50b和多个第二mr元件50c配置在相对于xy平面倾斜的倾斜面上。绝缘层305是用于以相对于xy平面倾斜的方式支承多个第一mr元件50b和多个第二mr元件50c中的各个的部件。
[0066]
此外，在本实施方式中，第一倾斜面305a为曲面。因此，第一mr元件50b沿着曲面(第一倾斜面305a)弯曲。在本实施方式中，方便起见，第一mr元件50b的磁化固定层52的磁化的方向如上述那样被定义为直线方向。第一mr元件50b的磁化固定层52的磁化的方向即w1方向及-w1方向也是与第一倾斜面305a中的、第一mr元件50b的附近的部分相接的接线所延伸的方向。
[0067]
同样地，在本实施方式中，第二倾斜面305b为曲面。因此，第二mr元件50c沿着曲面(第二倾斜面305b)弯曲。在本实施方式中，方便起见，第二mr元件50c的磁化固定层52的磁化的方向如上述那样被定义为直线方向。第二mr元件50c的磁化固定层52的磁化的方向即
w2方向及-w2方向也是与第二倾斜面305b中的、第二mr元件50c的附近的部分相接的接线所延伸的方向。
[0068]
如图5所示，多个第一mr元件50b以在u方向和v方向上分别并列多个的方式排列。在一个第一倾斜面305a之上，多个第一mr元件50b排成1列。同样地，多个第二mr元件50c以分别在u方向和v方向上并列多个的方式排列。在一个第二倾斜面305b之上，多个第二mr元件50c排成1列。在本实施方式中，多个第一mr元件50b的列和多个第二mr元件50c的列在与v方向平行的方向上交替排列。
[0069]
此外，在从z方向观察时，相邻的一个第一mr元件50b和一个第二mr元件50c也可以在与u方向平行的方向上错开，也可以不错开。另外，在从z方向观察时，隔着一个第二mr元件50c而相邻的两个第一mr元件50b也可以在与u方向平行的方向上错开，也可以不错开。另外，在从z方向观察时，隔着一个第一mr元件50b而相邻的两个第二mr元件50c也可以在与u方向平行的方向上错开，也可以不错开。
[0070]
多个第一mr元件50b通过多个下部电极61b和多个上部电极62b串联连接。在此，参照图7，对多个第一mr元件50b的连接方法进行详细地说明。在图7中，符号61表示与任意的mr元件50对应的下部电极，符号62表示与任意的mr元件50对应的上部电极。如图7所示，各个下部电极61具有细长的形状。在下部电极61的长边方向上相邻的两个下部电极61之间形成有间隙。在下部电极61的上表面上，在长边方向的两端的附近分别配置有mr元件50。另外，各个上部电极62具有细长的形状，并将配置在下部电极61的长边方向上相邻的两个下部电极61上而相邻的两个mr元件50彼此电连接。
[0071]
虽然未图示，但位于排成1列的多个mr元件50的列的一端的一个mr元件50与位于与下部电极61的长边方向交叉的方向上相邻的其它的多个mr元件50的列的一端的另一个mr元件50连接。该两个mr元件50通过未图示的电极相互连接。未图示的电极也可以是将两个mr元件50的下表面彼此或上表面彼此连接的电极。
[0072]
在图7所示的mr元件50为第一mr元件50b的情况下，图7所示的下部电极61与下部电极61b对应，图7所示的上部电极62与上部电极62b对应。另外，在该情况下，下部电极61的长边方向成为与u方向平行的方向。
[0073]
同样，多个第二mr元件50c通过多个下部电极61c和多个上部电极62c串联连接。关于上述的多个第一mr元件50b的连接方法的说明也适用于多个第二mr元件50c的连接方法。在图7所示的mr元件50为第二mr元件50c的情况下，图7所示的下部电极61与下部电极61c对应，图7所示的上部电极62与上部电极62c对应。另外，在该情况下，下部电极61的长边方向成为与u方向平行的方向。
[0074]
多个上部线圈要素82中的各个沿与y方向平行的方向延伸。另外，多个上部线圈要素82以在x方向上并列的方式排列。在本实施方式中，特别地，在从z方向观察时，在多个第一mr元件50b和多个第二mr元件50c中的各个，重叠有两个上部线圈要素82。
[0075]
多个下部线圈要素81中的各个沿与y方向平行的方向延伸。另外，多个下部线圈要素81以在x方向上并列的方式排列。多个下部线圈要素81的形状及排列也可以与多个上部线圈要素82的形状及排列相同，也可以不同。在图5及图6所示的例子中，多个下部线圈要素81各自的x方向的尺寸小于多个上部线圈要素82各自的x方向的尺寸。另外，x方向上相邻的两个下部线圈要素81的间隔小于x方向上相邻的两个上部线圈要素82的间隔。
[0076]
在图5及图6所示的例子中，多个下部线圈要素81和多个上部线圈要素82，以构成对多个第一mr元件50b和多个第二mr元件50c各自的自由层54施加与x方向平行的方向的磁场的线圈80的方式电连接。另外，线圈80也可以构成为，例如能够对第一检测电路20的第一及第二电阻部r21、r22和第二检测电路30的第一及第二电阻部r31、r32的自由层54施加x方向的磁场，并对第一检测电路20的第三及第四电阻部r23、r24和第二检测电路30的第三及第四电阻部r33、r34的自由层54施加-x方向的磁场。另外，线圈80也可以由处理器40控制。
[0077]
接着，对第一及第二检测信号进行说明。首先，参照图3，对第一检测信号进行说明。当对象磁场的与w1方向平行的方向的分量的强度变化时，第一检测电路20的电阻部r21～r24各自的电阻值以如下方式变化：电阻部r21、r23的电阻值增加并且电阻部r22、r24的电阻值减少，或电阻部r21、r23的电阻值减少并且电阻部r22、r24的电阻值增加。由此，信号输出端e21、e22各自的电位变化。第一检测电路20构成为，将与信号输出端e21的电位对应的信号作为第一检测信号s21生成，并将与信号输出端e22的电位对应的信号作为第一检测信号s22生成。
[0078]
接着，参照图4，对第二检测信号进行说明。当对象磁场的与w2方向平行的方向的分量的强度变化时，第二检测电路30的电阻部r31～r34各自的电阻值以如下方式变化：电阻部r31、r33的电阻值增加并且电阻部r32、r34的电阻值减少，或电阻部r31、r33的电阻值减少并且电阻部r32、r34的电阻值增加。由此，信号输出端e31、e32各自的电位变化。第二检测电路30构成为，将与信号输出端e31的电位对应的信号作为第二检测信号s31生成，并将与信号输出端e32的电位对应的信号作为第二检测信号s32生成。
[0079]
接着，对处理器40的动作进行说明。处理器40构成为，基于第一检测信号s21、s22及第二检测信号s31、s32，生成第一检测值和第二检测值。第一检测值是与对象磁场的平行于v方向的方向的分量对应的检测值。第二检测值是与对象磁场的平行于z方向的方向的分量对应的检测值。以下，以记号sv表示第一检测值，以记号sz表示第二检测值。
[0080]
处理器40例如如下生成第一及第二检测值sv、sz。处理器40，首先通过包含求取第一检测信号s21与第一检测信号s22之差s21-s22的运算来生成值s1，并且通过包含求取第二检测信号s31和第二检测信号s32之差s31-s32的运算来生成值s2。接着，处理器40使用下述的式(1)、(2)，计算值s3、s4。
[0081]
s3＝(s2+s1)/(2cosα)
…
(1)
[0082]
s4＝(s2-s1)/(2sinα)
…
(2)
[0083]
第一检测值sv也可以是值s3本身，也可以是对值s3施加了增益(gain)调整及偏置(offset)调整等的规定的修正的值。同样地，第二检测值sz也可以是值s4本身，也可以是对值s4施加了增益调整及偏置调整等的规定的修正的值。
[0084]
接着，对本实施方式的磁传感器1的结构上的特征进行说明。图8是示出磁传感器1的主要部分的截面图。
[0085]
图8示出与配置在任意的倾斜面305e之上的mr元件50交叉的截面，即与vz平面平行的截面。以下，将与vz平面平行的截面称为vz截面。图8所示的vz截面也可以是与图6同样地，从处于u方向的前方的位置观察mr元件50的截面的vz截面。在该情况下，mr元件50、下部电极61及倾斜面305e分别与第一mr元件50b、下部电极61b及第一倾斜面305a对应。或者，图8所示的vz截面也可以是从处于-u方向的前方的位置观察mr元件50的截面的vz截面。在该
情况下，mr元件50、下部电极61及倾斜面305e分别与第二mr元件50c、下部电极61c及第二倾斜面305b对应。
[0086]
在此，如图8所示，定义与vz平面平行的第一方向d1和第二方向d2。第一方向d1是沿着倾斜面305e的方向且远离基准平面的方向。在本实施方式中，将基板301的上表面301a(参照图6)设为基准平面。z方向是与基准平面(基板301的上表面301a)垂直的一个方向。第二方向d2是沿着倾斜面305e的方向且靠近基准平面(基板301的上表面301a)的方向。
[0087]
另外，在以下的说明中，将沿着倾斜面305e的方向且与第一方向d1平行的方向(与第二方向d2平行的方向)简称为沿着倾斜面305e的方向。该方向也是沿着倾斜面305e的方向且距基准平面(基板301的上表面301a)的距离变化的方向。
[0088]
如上所述，mr元件50具有易磁化轴方向成为与u方向平行的方向的形状各向异性。即，mr元件50具有在与u方向平行的方向上长的形状。vz截面与mr元件50的长边方向正交。如上述那样定义的“沿着倾斜面305e的方向”也是mr元件50的短边方向。
[0089]
mr元件50具有：与倾斜面305e相对的下表面50a、与下表面50a为相反侧的上表面50b、以及位于mr元件50的短边方向(沿着倾斜面305e的方向)的两侧的第一侧面50c及第二侧面50d。第一侧面50c位于第一方向d1的前方。第二侧面50d位于第二方向d2的前方。
[0090]
第一侧面50c具有：位于远离基板301的上表面301a的方向即z方向端的上端ec1、和位于靠近基板301的上表面301a的方向即-z方向端的下端ec2。第二侧面50d具有：位于远离基板301的上表面301a的方向即z方向端的上端ed1、和位于靠近基板301的上表面301a的方向即-z方向端的下端ed2。
[0091]
下部电极61介于mr元件50和倾斜面305e之间。下部电极61具有与倾斜面305e相对的下表面61a、与下表面61a为相反侧的上表面61b、以及将下表面61a和上表面61b连接的两个侧面(参照图6)。此外，下部电极61也可以从倾斜面305e形成至平坦面305d。在该情况下，下部电极61的两个侧面中的一个配置在倾斜面305e之上，另一个配置在平坦面305d之上。或者，下部电极61也可以其整体配置在倾斜面305e之上。在该情况下，下部电极61的两个侧面均配置在倾斜面305e之上。
[0092]
接着，对mr元件50的形状进行详细地说明。首先，参照图9，对mr元件50的上表面50b的第一例进行说明。图9是示出mr元件50的上表面50b的第一例的俯视图。以下，用记号d3表示mr元件50的长边方向(与u方向平行的方向)。
[0093]
第一侧面50c的上端ec1包含：第一部分sc1、第二部分sc2、以及将第一部分sc1和第二部分sc2连接的第三部分sc3。第二侧面50d的上端ed1包含：第一部分sd1、第二部分sd2、以及将第一部分sd1和第二部分sd2连接的第三部分sd3。第一～第三部分sc1～sc3以及第一～第三部分sd1～sd3构成mr元件50的上表面50b的外缘。
[0094]
第一～第三部分sc1～sc3以及第一～第三部分sd1～sd3各自的至少一部分为直线状。此外，在本发明中，“直线状”包括实际上为直线的情况、和从z方向观察时可以看做沿着假想直线延伸的情况。特别地，第一部分sc1、sd1及第二部分sc2、sc3分别沿着假想直线lc1、ld1、lc2、ld2延伸。假想直线lc1、ld1、lc2、ld2中的各个相对于长边方向d3及基板301的上表面301a中的各个倾斜。在倾斜面305e弯曲的情况下，严格地说，第一部分sc1、sd1及第二部分sc2、sd2中的各个也弯曲。
[0095]
在第一部分sc1和第三部分sc3之间、第二部分sc2和第三部分sc3之间、第一部分
sd1和第三部分sd3之间、第二部分sd2和第三部分sd3之间、第一部分sc1和第一部分sd1之间、以及第二部分sc2和第二部分sd2之间也可以分别形成有边缘(edge)。此外，边缘也可以为尖的形状，也可以为带圆角的形状。
[0096]
mr元件50包含：第一变化部分501、第二变化部分502、以及位于第一变化部分501和第二变化部分502之间的恒定部分503。在图9中，分别用虚线表示第一变化部分501和恒定部分503的边界、及第二变化部分502和恒定部分503的边界。第一变化部分501、恒定部分503及第二变化部分502沿着长边方向d3依次排列。
[0097]
第一变化部分501具有：构成上表面50b的一部分的上表面部分50b1。第二变化部分502具有：构成上表面50b的其他的部分的上表面部分50b2。恒定部分503具有：构成上表面50b的另一其他部分的上表面部分50b3。
[0098]
第一部分sc1、sd1构成第一变化部分501的上表面部分50b1的外缘。因此，在第一变化部分501，第一侧面50c的上端ec1和第二侧面50d的上端ed1各自的至少一部分成为直线状。另外，在第一变化部分501，沿着长边方向d3，第一侧面50c和第二侧面50d的间隔变小，上端ec1和上端ed1的间隔(第一部分sc1和第一部分sd1的间隔)也变小。这些间隔随着远离恒定部分503而变小。
[0099]
在图9中，记号lm表示在第一侧面50c和第二侧面50d之间延伸且与长边方向d3平行的假想直线。第一部分sc1相对于假想直线lm形成角度θc1。第一部分sd1相对于假想直线lm形成角度θd1。在上表面50b的第一例中，角度θc1和角度θd1彼此相等或彼此大致相等。
[0100]
角度θc1与角度θd1之和(θc1+θd1)表示第一部分sc1与第一部分sd1所成的角度。角度θc1与角度θd1之和例如优选为5
°
～40
°
的范围内，更优选为10
°
～25
°
的范围内。
[0101]
第二变化部分502也可以具有：以与mr元件50交叉且与长边方向d3交叉的假想平面为中心，相对于第一变化部分501对称的形状。第二部分sc2、sd2构成第二变化部分502的上表面部分50b2的外缘。因此，在第二变化部分502，第一侧面50c的上端ec1和第二侧面50d的上端ed1各自的至少一部分成为直线状。另外，在第二变化部分502，沿着长边方向d3，第一侧面50c和第二侧面50d的间隔变小，上端ec1和上端ed1的间隔(第二部分sc2和第二部分sd2的间隔)也变小。这些间隔随着远离恒定部分503而变小。
[0102]
第二部分sc2相对于假想直线lm形成角度θc2。第二部分sd2相对于假想直线lm形成角度θd2。在上表面50b的第一例中，角度θc2和角度θd2彼此相等或彼此大致相等。
[0103]
角度θc2与角度θd2之和(θc2+θd2)表示第二部分sc2与第二部分sd2所成的角度。角度θc2与角度θd2之和的优选范围也可以与第一部分sc1和第一部分sd1所成的角度的优选范围相同。
[0104]
在恒定部分503，第一侧面50c和第二侧面50d的间隔也可以与长边方向d3上的位置无关，而为恒定。另外，在恒定部分503，上端ec1和上端ed1的间隔(第三部分sc3和第三部分sd3的间隔)也可以与长边方向d3上的位置无关，而为恒定。
[0105]
接着，参照图10，对mr元件50的上表面50b的第二例进行说明。图10是示出mr元件50的上表面50b的第二例的俯视图。
[0106]
在上表面50b的第二例中，角度θc1与角度θd1的关系和角度θc2与角度θd2的关系，与上表面50b的第一例不同。在上表面50b的第二例中，角度θc1和角度θd1互不相同，角度θc2和角度θd2互不相同。在上表面50b的第二例中，特别地，角度θc1小于角度θd1，角度θc2小
于角度θd2。
[0107]
此外，上表面50b的第二例中的、角度θc1与角度θd1之和(第一部分sc1与第一部分sd1所成的角度)的优选范围、和角度θc2与角度θd2之和(第二部分sc2与第二部分sd2所成的角度)的优选范围也可以分别与上表面50b的第一例相同。
[0108]
接着，参照图11，对mr元件50的上表面50b的第三例进行说明。图11是示出mr元件50的上表面50b的第三例的俯视图。
[0109]
在上表面50b的第三例中，角度θc1与角度θd1的关系和角度θc2与角度θd2的关系，与上表面50b的第二例不同。在第三例中，角度θc1大于角度θd1，角度θc2大于角度θd2。
[0110]
此外，上表面50b的第三例中的、角度θc1与角度θd1之和(第一部分sc1与第一部分sd1所成的角度)的优选范围、和角度θc2与角度θd2之和(第二部分sc2与第二部分sd2所成的角度)的优选范围也可以分别与上表面50b的第一例相同。
[0111]
接着，对mr元件50的第一及第二侧面50c、50d的平面形状(从上方观察的形状)进行详细地说明。首先，参照图12，对mr元件50的第一及第二侧面50c、50d的第一例进行说明。图12是示出mr元件50的第一及第二侧面50c、50d的第一例的俯视图。
[0112]
第一侧面50c具有相对于倾斜面305e倾斜的锥形状(参照图8)。从第一侧面50c的上端ec1观察，第一侧面50c的下端ec2位于第一方向d1的前方。另外，第二侧面50d具有相对于倾斜面305e倾斜的锥形状(参照图8)。从第二侧面50d的上端ed1观察，第二侧面50d的下端ed2位于第二方向d2的前方。
[0113]
mr元件50还具有：第一侧面50c和第二侧面50d相交而成的边缘50e1、50e2。边缘50e1位于mr元件50的、与长边方向d3平行的一个方向的一端。边缘50e2位于mr元件50的、与长边方向d3平行的另一个方向的一端。
[0114]
在第一及第二侧面50c、50d的第一例中，在与mr元件50交叉且与长边方向d3正交的截面的第一侧面50c的尺寸和在该截面的第二侧面50d的尺寸与截面的位置无关，而彼此相等或大致相等。
[0115]
在图12中，记号dc1表示在与第一变化部分501交叉且与长边方向d3正交的截面的第一侧面50c的尺寸。另外，记号dc3表示在与恒定部分503交叉且与长边方向d3正交的截面的第一侧面50c的尺寸。尺寸dc1、dc3各自也是沿着倾斜面305e的方向上的第一侧面50c的尺寸，也是mr元件50的短边方向上的第一侧面50c的尺寸。
[0116]
另外，在图12中，记号dd1表示在与第一变化部分501交叉且与长边方向d3正交的截面的第二侧面50d的尺寸。另外，记号dd3表示在与恒定部分503交叉且与长边方向d3正交的截面的第二侧面50d的尺寸。尺寸dd1、dd3各自也是沿着倾斜面305e的方向上的第二侧面50d的尺寸，也是mr元件50的短边方向上的第二侧面50d的尺寸。
[0117]
尺寸dc1的最大值和尺寸dd1的最大值彼此相等或彼此大致相等。另外，尺寸dc3的最大值和尺寸dd3的最大值彼此相等或彼此大致相等。另外，尺寸dc1的最大值大于尺寸dc3的最大值，尺寸dd1的最大值大于尺寸dd3的最大值。因此，尺寸dc1的最大值和尺寸dd1的最大值的合计大于尺寸dc3的最大值和尺寸dd3的最大值的合计。
[0118]
此外，在与第二变化部分502交叉且与长边方向d3正交的截面的第一侧面50c的尺寸(以下，称为第一尺寸。)的最大值和在与第二变化部分502交叉且与长边方向d3正交的截面的第二侧面50d的尺寸(以下，称为第二尺寸。)的最大值彼此相等或大致相等，另外，第一
尺寸的最大值大于尺寸dc3的最大值，第二尺寸的最大值大于尺寸dd3的最大值。因此，第一尺寸的最大值和第二尺寸的最大值的合计大于尺寸dc3的最大值和尺寸dd3的最大值的合计。
[0119]
接着，参照图13，对mr元件50的第一及第二侧面50c、50d的第二例进行说明。图13是示出mr元件50的第一及第二侧面50c、50d的第二例的俯视图。
[0120]
在第一及第二侧面50c、50d的第二例中，在与mr元件50交叉且与长边方向d3正交的截面的第一侧面50c的尺寸和在该截面的第二侧面50d的尺寸互不相同。在第一及第二侧面50c、50d的第二例中，特别地，不论上述的截面的位置，在上述的截面的第一侧面50c的尺寸均大于在上述的截面的第二侧面50d的尺寸。
[0121]
另外，尺寸dc1的最大值大于尺寸dd1的最大值，尺寸dc3的最大值大于尺寸dd3的最大值。另外，上述的第一尺寸的最大值大于上述的第二尺寸的最大值。
[0122]
接着，参照图14，对mr元件50的第一及第二侧面50c、50d的第三例进行说明。图14是示出mr元件50的第一及第二侧面50c、50d的第三例的俯视图。
[0123]
在第三例中，在与mr元件50交叉且与长边方向d3正交的截面的第一侧面50c的尺寸小于在该截面的第二侧面50d的尺寸。另外，尺寸dc1的最大值小于尺寸dd1的最大值，尺寸dc3的最大值小于尺寸dd3的最大值。另外，上述的第一尺寸的最大值小于上述的第二尺寸的最大值。
[0124]
此外，在图12～图14中，方便起见，将图9所示的mr元件50的上表面50b的第一例与mr元件50的第一及第二侧面50c、50d的第一～第三例组合。但是，也可以将图10所示的mr元件50的上表面50b的第二例或图11所示的mr元件50的上表面50b的第三例与mr元件50的第一及第二侧面50c、50d的第一～第三例组合。
[0125]
接着，对本实施方式的磁传感器1的作用及效果进行说明。在本实施方式中，mr元件50包含分别具有上述的特征的第一变化部分501和第二变化部分502。由此，根据本实施方式，与mr元件50不包含第一变化部分501和第二变化部分502的情况相比，容易将自由层54的磁化的方向设置为规定方向。具体而言，能够减小用于将自由层54的磁化的方向设置为规定方向的磁场的强度。如图5所示，在线圈要素82从上方观察与第一变化部分501和第二变化部分502各自的至少一部分重叠的情况下，可以更加有效地发挥该效果。
[0126]
[第二实施方式]
[0127]
接着，参照图15，对本发明的第二实施方式的磁传感器1进行说明。图15是示出本实施方式的磁传感器1的一部分的截面图。
[0128]
在本实施方式中，绝缘层305的多个凸面305c各自的整体形状是使图15所示的凸面305c的三角形形状沿着与u方向平行的方向移动而成的三角屋顶形状。另外，绝缘层305的多个第一倾斜面305a和多个第二倾斜面305b各自为平面。多个第一倾斜面305a中的各个为平行于u方向和w1方向的平面。多个第二倾斜面305b中的各个为平行于u方向和w2方向的平面。
[0129]
绝缘层305与图6所示的例子同样地，也可以包含形成多个凸面305c的多个突出部。或者，绝缘层305也可以包含在与v方向平行的方向上排列的多个槽部。多个槽部中的各个具有：与第一倾斜面305a对应的第一壁面、和与第二倾斜面305b对应的第二壁面。一个凸面305c由一个槽部的第一壁面和该一个槽部在-v方向侧相邻的另一个槽部的第二壁面构
成。
[0130]
此外，在图15所示的例子中，多个槽部中的各个还具有与平坦面305d对应的底面。但是，多个槽部中的各个也可以不具有底面。
[0131]
本实施方式的其它结构、作用及效果与第一实施方式同样。
[0132]
此外，本发明不限于上述各实施方式，可以进行各种变更。例如，只要满足权利要求书的要件，则mr元件50的上表面50b、第一侧面50c及第二侧面50d各自的形状不限于各实施方式所示的例子，而是任意的。
[0133]
另外，磁传感器1还可以具备：第三检测电路，其构成为，检测对象磁场的与xy平面平行的一个方向的分量，生成与该分量具有对应关系的至少一个第三检测信号。在该情况下，处理器40也可以构成为，基于至少一个第三检测信号，生成与对象磁场的与u方向平行的方向的分量对应的检测值。第三检测电路可以与第一及第二检测电路20、30一体化，也可以包含于与第一及第二检测电路20、30不同的芯片。
[0134]
如以上说明那样，本发明的磁传感器具备：基板，其具有基准平面；支承构件，其配置在基板之上，具有相对于基准平面倾斜的倾斜面；以及磁检测元件，其配置在倾斜面之上，且在具有一个方向上长的形状。磁检测元件具有：第一侧面及第二侧面，它们位于磁检测元件的短边方向的两侧，且分别具有上端。第一侧面位于沿着倾斜面的方向且远离基准平面的第一方向的前方。第二侧面位于沿着倾斜面的方向且靠近基准平面的第二方向的前方。磁检测元件包含：第一变化部分，其中，第一侧面的上端和第二侧面的上端各自的至少一部分成为直线状，且沿着磁检测元件的长边方向，第一侧面的上端和第二侧面的上端的间隔变小。
[0135]
在本发明的磁传感器中，也可以为，磁检测元件还具有：第一侧面和第二侧面相交而成的边缘。
[0136]
另外，在本发明的磁传感器中，也可以为，第一变化部分的第一侧面的上端相对于在第一侧面和第二侧面之间延伸且与长边方向平行的假想直线形成第一角度。也可以为，第一变化部分的第一侧面的上端相对于假想直线形成第二角度。也可以为，第一角度和第二角度互不相同。或者，也可以为，第一角度和第二角度彼此相等。
[0137]
另外，在本发明的磁传感器中，也可以为，第一侧面和第二侧面各自还具有下端。也可以为，从第一侧面的上端观察，第一侧面的下端位于第一方向的前方。也可以为，从第二侧面的上端观察，第二侧面的下端位于第二方向的前方。
[0138]
另外，在本发明的磁传感器中，也可以为，磁检测元件还包含：恒定部分，其中，沿着长边方向，第一侧面及第二侧面各自的上端成为直线状，且第一侧面和第二侧面的间隔为恒定。也可以为，在第一变化部分的上端和恒定部分的上端之间，形成有边缘。也可以为，磁检测元件还包含：第二变化部分，其配置于将恒定部分夹持在与第一变化部分之间的位置，沿着长边方向，第一侧面及第二侧面各自的上端成为直线状，且第一侧面和第二侧面的间隔变小。也可以为，第二变化部分具有：以与磁检测元件交叉且与长边方向正交的假想平面为中心，相对于第一变化部分对称的形状。
[0139]
在磁检测元件包含恒定部分的情况下，也可以为，在与第一变化部分交叉且与长边方向正交的第一截面的第一侧面的尺寸的最大值。大于在与恒定部分交叉且与长边方向正交的第二截面的第一侧面的尺寸的最大值。也可以为，在第一截面的第二侧面的尺寸的
最大值，大于在第二截面的第二侧面的尺寸的最大值。也可以为，在与第一变化部分交叉且与长边方向正交的第一截面的第一侧面的尺寸的最大值和在第一截面的第二侧面的尺寸的最大值的合计，大于在与恒定部分交叉且与长边方向正交的第二截面的第一侧面的尺寸的最大值和在第二截面的第二侧面的尺寸的最大值的合计。
[0140]
另外，在本发明的磁传感器中，也可以为，第一尺寸和第二尺寸彼此相等，其中，该第一尺寸为在与磁检测元件交叉且与长边方向正交的第三截面的第一侧面的尺寸，该第二尺寸为在第三截面的第二侧面的尺寸。或者，也可以为，第一尺寸和第二尺寸互不相同，该第一尺寸为在与磁检测元件交叉且与长边方向正交的第三截面的第一侧面的尺寸，该第二尺寸为在第三截面的第二侧面的尺寸。在该情况下，也可以为，第一尺寸大于第二尺寸。或者，也可以为，第二尺寸大于第一尺寸。
[0141]
另外，在本发明的磁传感器中，也可以为，磁检测元件包含层叠的多个磁性层，并且构成为电流沿多个磁性层的层叠方向流动。也可以为，多个磁性层包含：自由层，其具有方向能够根据外部磁场而变化的磁化；以及磁化固定层，其具有方向被固定的磁化，并且介于自由层和倾斜面之间。也可以为，本发明的磁传感器还具备：对自由层施加规定方向的磁场的线圈。也可以为，从与基准平面垂直的一个方向观察，线圈与第一变化部分的至少一部分重叠。
[0142]
基于以上的说明可知，能够实施本发明的各种方式及变形例。因此，在权利要求的均等的范围内，即使是上述的最佳方式以外的方式，也能够实施本发明。