磁检测装置及其制造方法制造方法及图纸

提供一种通过在形成于基板的凹部的倾斜侧面形成磁阻效应元件来检测X－Y－Z方向的各方向的磁的磁检测装置及其制造方法。在Z检测部(10)，在Z检测凹部(11A、11B)的倾斜侧面(13、14)设置有磁阻效应元件(40(R1、R2、R3、R4))，在X检测部(20)，在X检测凹部(21A、21B)的倾斜侧面(23、24)设置有磁阻效应元件(40(R5、R6、R7、R8))，在Y检测部(30)，在Y检测凹部(31A、31B)的倾斜侧面(33、34)设置有磁阻效应元件(40(R9、R10、R11、R12))。各个磁阻效应元件(40)的固定磁性层的固定磁化(P)被决定为实线的箭头所示的方向。

Magnetic detection device and its manufacturing method

A magnetic detection device for detecting various directions of X Y - Z direction by forming a magnetoresistance element on the inclined side of a concave part of a substrate and a manufacturing method are provided. In the Z detection unit (10), the tilt side (13, 14) of the Z detection recess (11A, 11B) is provided with a magnetoresistance element (40 (R1, R2, R3, R4)), and in the X detection unit (20), the tilt side (23, 24) of the X detection concave part (23, 24) is provided with a magnetoresistance element (30, 30). The slant side (33, 34) is equipped with a magnetoresistive element (40 (R9, R10, R11, R12)). The fixed magnetization (P) of the fixed magnetic layer of each magnetoresistive element (40) is determined as the direction shown by the arrow in the solid line.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁检测装置及其制造方法
本专利技术涉及在形成于基板的凹部的倾斜侧面配置有磁阻效应元件的磁检测装置及其制造方法。
技术介绍
专利文献1中记载有与磁传感器相关的专利技术，该磁传感器在基板上形成有槽，并在槽的倾斜面形成检测部。关于该磁传感器，通过对具有(100)的晶面的硅晶片进行蚀刻而在槽的侧面形成构成(111)的晶面的倾斜面。在槽的同一个倾斜面形成一对检测部，在另一个倾斜面形成固定电阻，利用检测部和固定电阻构成电桥电路。在各个检测部，磁化的灵敏度方向被决定为斜面的深度方向。在专利文献2中也记载有如下的技术：对硅基板进行蚀刻而形成凹部和倾斜面，并在倾斜面形成TMR或GMR的磁阻效应元件。该磁阻效应元件具有PIN层和软磁层。当在硅基板成膜磁阻效应元件后，沿与硅基板的基板面垂直的方向施加磁场并进行退火，由此使PIN层的磁化沿着凹部的深度方向。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009－20092号公报专利文献2：日本特开2007－235051号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1所记载的磁传感器中，将一对检测部形成在基板的槽的同一个倾斜面。相对于外部的磁场，一对检测部具有相同极性的灵敏度，因此，在构成电桥电路时，必须将各个检测部与固定电阻串联连接。由于固定电阻并不与外部磁场发生感应，因此在提高利用电桥电路检测到的磁检测输出的灵敏度的方面存在极限。关于专利文献2所记载的磁阻效应元件，施加与硅基板的基板面垂直的磁场并进行退火处理，使形成在对置的倾斜面上的磁阻效应元件的PIN层的磁化沿着倾斜面的深度方向、且均统一朝向上方。因此，能够形成为相对于外部磁场而使形成在对置的倾斜面上的磁阻效应元件的电阻值相互为相反的极性。然而，专利文献2所记载的专利技术仅止于如何制造磁阻效应元件这样的记载，并不清楚使用各个磁阻效应元件构成何种检测电路。并且，关于专利文献2所记载的磁阻效应元件，由于通过施加相对于硅基板的基板面朝向上方的磁场并进行退火处理来将PIN层的磁化固定，因此所有的磁阻效应元件的PIN层的磁化的固定方向均朝向上方，所能够形成的磁阻效应元件的种类有限。即、在通过在磁场中退火来设定PIN层的磁化的固定的方法中，难以在同一基板上混杂配置灵敏度轴不同的磁阻效应元件。本专利技术是为了解决上述现有的课题而完成的，其目的在于提供一种能够使用设置在基板的倾斜侧面上的磁阻效应元件高精度地检测各种方向的磁的磁检测装置及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术提供一种磁检测装置，具有：基板，具有凹部；以及磁阻效应元件，设置于上述凹部的倾斜侧面，上述磁检测装置的特征在于，上述凹部具有相互对置且随着趋向基板表面而对置间隔逐渐扩大的第1倾斜侧面和第2倾斜侧面，在上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面设置有磁阻效应元件，上述磁阻效应元件具有：固定磁性层；自由磁性层；以及形成在上述固定磁性层与上述自由磁性层之间的非磁性中间层；上述固定磁性层形成为自钉扎构造，该自钉扎构造具有第1强磁性层、与上述非磁性中间层相接的第2强磁性层、以及由上述两个强磁性层夹持的中间层，在上述第1强磁性层和上述第2强磁性层，磁化被反向平行地固定，关于各个上述磁阻效应元件，由上述第2强磁性层的磁化的方向决定的灵敏度轴被设定为沿着上述倾斜侧面且朝上述基板的厚度方向倾斜，上述磁阻效应元件中的、上述灵敏度轴的方向在上述基板的板厚方向相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成元件列，两列上述元件列并联连接而构成电桥电路。关于本专利技术的磁检测装置，上述固定磁性层的第1强磁性层与第2强磁性层的磁化的方向由磁场中成膜决定。在本专利技术的磁检测装置中，例如，上述凹部是设置在上述基板的至少两处的Z检测凹部，利用上述电桥电路检测上述基板的板厚方向即Z方向的磁。在该情况下，在所有的上述Z检测凹部，在设置于同一Z检测凹部的上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面的上述磁阻效应元件中，上述灵敏度轴的方向在上述基板的板厚方向上相互为相反方向。或者，设置有：设置于上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面的磁阻效应元件的上述灵敏度轴均在上述基板的板厚方向朝向下方的上述Z检测凹部；以及设置于上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面的磁阻效应元件的上述灵敏度轴均在上述基板的板厚方向朝向上方的上述Z检测凹部，设置于不同的上述Z检测凹部的上述第1倾斜侧面的、上述灵敏度轴的方向相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成第1元件列，设置于不同的上述Z检测凹部的上述第2倾斜侧面的、上述灵敏度轴的方向相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成第2元件列，上述第1元件列和上述第2元件列并联连接而构成上述电桥电路。并且，关于本专利技术的磁检测装置，作为上述凹部，与上述Z检测凹部一起设置有至少两处的水平检测凹部，设置于上述水平检测凹部的上述磁阻效应元件中的、上述灵敏度轴的方向沿着上述基板表面相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成元件列，两列上述元件列并联连接而构成电桥电路，利用上述电桥电路检测与上述基板表面平行的方向的磁。例如，在所有的上述水平检测凹部，在设置于同一水平检测凹部的上述第1倾斜侧面的上述磁阻效应元件和设置于上述第2倾斜侧面的上述磁阻效应元件中，上述灵敏度轴沿着基板表面相互为相反方向。或者，设置于同一上述水平检测凹部的上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面的上述磁阻效应元件的灵敏度轴的方向沿着上述基板表面为相同方向，在不同的上述水平检测凹部之间，上述磁阻效应元件的灵敏度轴的方向沿着上述基板表面相互为相反方向，设置于不同的上述水平检测凹部的上述第1倾斜侧面的、上述灵敏度轴的方向相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成第1元件列，设置于不同的上述水平检测凹部的上述第2倾斜侧面的、上述灵敏度轴的方向相互为相反方向的磁阻效应元件串联连接而构成第2元件列，上述第1元件列和上述第2元件列并联连接而构成上述电桥电路。本专利技术的磁检测装置能够构成为：作为上述水平检测凹部，检测相互正交的X－Y方向中的X方向的磁场的至少两处的X检测凹部、和检测Y方向的磁场的至少两处的Y检测凹部，设置于同一上述基板。其次，本专利技术提供一种磁检测装置的制造方法，该磁检测装置具有：基板，具有凹部；以及磁阻效应元件，设置于上述凹部的倾斜侧面，上述磁检测装置的制造方法的特征在于，在上述基板上加工具有相互对置且随着趋向基板表面而对置间隔逐渐扩大的第1倾斜侧面和第2倾斜侧面的上述凹部，在上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面设置磁阻效应元件，上述磁阻效应元件通过层叠固定磁性层、自由磁性层、以及形成在上述固定磁性层与上述自由磁性层之间的非磁性中间层而形成，上述固定磁性层形成为具有第1强磁性层、与上述非磁性中间层相接的第2强磁性层、以及由上述两个强磁性层夹持的中间层的自钉扎构造，且通过磁场中成膜而在上述第1强磁性层和上述第2强磁性层将磁化反向平行地固定，关于各个上述磁阻效应元件，将由上述第2强磁性层的磁化的方向决定的灵敏度轴设定为沿着上述倾斜侧面且朝上述基板的厚度方向倾斜，将上述磁阻效应元件中的、上述灵敏度轴的方向在上述基板的板厚方向相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成元件列，将两列上述元件列并联连接而构成电桥电路。关于本专利技术的磁检测装置的制造方法，作为上述凹部，在上述基板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁检测装置，具有：基板，具有凹部；以及磁阻效应元件，设置于上述凹部的倾斜侧面，上述磁检测装置的特征在于，上述凹部具有相互对置且随着趋向基板表面而对置间隔逐渐扩大的第1倾斜侧面和第2倾斜侧面，在上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面设置有磁阻效应元件，上述磁阻效应元件具有：固定磁性层；自由磁性层；以及形成在上述固定磁性层与上述自由磁性层之间的非磁性中间层；上述固定磁性层形成为自钉扎构造，该自钉扎构造具有第1强磁性层、与上述非磁性中间层相接的第2强磁性层、以及由上述两个强磁性层夹持的中间层，在上述第1强磁性层和上述第2强磁性层，磁化被反向平行地固定，关于各个上述磁阻效应元件，由上述第2强磁性层的磁化的方向决定的灵敏度轴被设定为沿着上述倾斜侧面且朝上述基板的厚度方向倾斜，上述磁阻效应元件中的、上述灵敏度轴的方向在上述基板的板厚方向相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成元件列，两列上述元件列并联连接而构成电桥电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.03 JP 2015-2368551.一种磁检测装置，具有：基板，具有凹部；以及磁阻效应元件，设置于上述凹部的倾斜侧面，上述磁检测装置的特征在于，上述凹部具有相互对置且随着趋向基板表面而对置间隔逐渐扩大的第1倾斜侧面和第2倾斜侧面，在上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面设置有磁阻效应元件，上述磁阻效应元件具有：固定磁性层；自由磁性层；以及形成在上述固定磁性层与上述自由磁性层之间的非磁性中间层；上述固定磁性层形成为自钉扎构造，该自钉扎构造具有第1强磁性层、与上述非磁性中间层相接的第2强磁性层、以及由上述两个强磁性层夹持的中间层，在上述第1强磁性层和上述第2强磁性层，磁化被反向平行地固定，关于各个上述磁阻效应元件，由上述第2强磁性层的磁化的方向决定的灵敏度轴被设定为沿着上述倾斜侧面且朝上述基板的厚度方向倾斜，上述磁阻效应元件中的、上述灵敏度轴的方向在上述基板的板厚方向相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成元件列，两列上述元件列并联连接而构成电桥电路。2.根据权利要求1所述的磁检测装置，其中，上述固定磁性层的第1强磁性层与第2强磁性层的磁化的方向由磁场中成膜决定。3.根据权利要求1或2所述的磁检测装置，其中，上述凹部是设置在上述基板的至少两处的Z检测凹部，利用上述电桥电路检测上述基板的板厚方向即Z方向的磁。4.根据权利要求3所述的磁检测装置，其中，在所有的上述Z检测凹部，在设置于同一Z检测凹部的上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面的上述磁阻效应元件中，上述灵敏度轴的方向在上述基板的板厚方向上相互为相反方向。5.根据权利要求3所述的磁检测装置，其中，设置有：设置于上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面的磁阻效应元件的上述灵敏度轴均在上述基板的板厚方向朝向下方的上述Z检测凹部；以及设置于上述第1倾斜侧面和上述第2倾斜侧面的磁阻效应元件的上述灵敏度轴均在上述基板的板厚方向朝向上方的上述Z检测凹部，设置于不同的上述Z检测凹部的上述第1倾斜侧面的、上述灵敏度轴的方向相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成第1元件列，设置于不同的上述Z检测凹部的上述第2倾斜侧面的、上述灵敏度轴的方向相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成第2元件列，上述第1元件列和上述第2元件列并联连接而构成上述电桥电路。6.根据权利要求3～5中任一项所述的磁检测装置，其中，作为上述凹部，与上述Z检测凹部一起设置有至少两处的水平检测凹部，设置于上述水平检测凹部的上述磁阻效应元件中的、上述灵敏度轴的方向沿着上述基板表面相互为相反方向的上述磁阻效应元件串联连接而构成元件列，两列上述元件列并联连接而构成电桥电路，利用上述电桥电路检测与上述基板表面平行的方向的磁。7.根据权利要求6所述的磁检测装置，其中，在所有的上述水平检测凹部，在设置于同一水平检测凹部的上述第1倾斜侧面的上述磁阻效应元件和设置于上述第2倾斜侧面的上述磁阻效应元件中，上述灵敏度轴沿着基板表面相互为相反方向。8.根据权利要求6所述的磁检测装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅津英治，
申请(专利权)人：阿尔卑斯电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP