JP6498261B1 - 磁気センサの製造方法及び磁気センサ集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】円盤状の基板の円周方向に配列して製造される磁気センサの薄膜磁石への着磁を容易に行う磁気センサの製造方法などを提供する。
【解決手段】磁気センサ１の製造方法は、円盤状の非磁性の基板１０上に、薄膜磁石２０に加工される硬磁性体層１０３を形成する硬磁性体層形成工程と、基板１０上の硬磁性体層１０３に積層して、磁界を感受する感受素子に加工される軟磁性体層１０５を形成する軟磁性体層形成工程と、硬磁性体層１０３を円盤状の基板１０の円周方向に着磁する硬磁性体層着磁工程とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気センサの製造方法及び磁気センサ集合体に関する。

公報記載の従来技術として、非磁性基板上に形成された硬磁性体膜からなる薄膜磁石と、前記薄膜磁石の上を覆う絶縁層と、前記絶縁層上に形成された一軸異方性を付与された一個または複数個の長方形状の軟磁性体膜からなる感磁部と、前記感磁部の複数個の軟磁性体膜を電気的に接続する導体膜を備え、前記感磁部の長手方向において、前記薄膜磁石の両端部は、前記感磁部の両端部の外側に位置し、前記絶縁層は、前記薄膜磁石のそれぞれの端部の上に開口部を有しており、前記絶縁層の上には、前記薄膜磁石と前記感磁部との間に磁路を形成する軟磁性体膜からなるヨーク部が、前記絶縁層の開口部を介して、前記薄膜磁石の端部から、前記感磁部の端部近傍に渡り形成されている磁気インピーダンス効果素子が存在する（特許文献１参照）。

特開２００８−２４９４０６号公報

ところで、磁気インピーダンス効果素子を用いた磁気センサでは、磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界を掛けて、磁気インピーダンス効果素子のインピーダンスが外部磁場の変化に対して直線的に変化するようにする。このバイアス磁界を発生する方法として、面内方向に着磁した薄膜磁石を用いる方法がある。薄膜磁石を用いることで、磁界発生のためのコイルを設けることを要しない。
本発明は、円盤状の基板の円周方向に配列して製造される磁気センサの薄膜磁石への着磁を容易に行う磁気センサの製造方法などを提供する。

本発明が適用される磁気センサの製造方法は、円盤状の非磁性の基板上に、薄膜磁石に加工される硬磁性体層を形成する硬磁性体層形成工程と、基板上の硬磁性体層に積層して、磁界を感受する感受素子に加工される軟磁性体層を形成する軟磁性体層形成工程と、硬磁性体層を円盤状の基板の円周方向に着磁する硬磁性体層着磁工程とを含む。

このような磁気センサの製造方法において、硬磁性体層着磁工程は、硬磁性体層の保磁力以上の磁界を基板の円周方向に沿う方向に発生する着磁部材を、直径方向に移動させつつ、基板を中心の周りで回転させることで着磁を行うことを特徴とすることができる。
そして、着磁部材は、円周方向にＮ極とＳ極とが配置され、基板より予め定められた距離離れた状態に保持され、硬磁性体層の保磁力より大きい磁界を、硬磁性体層に与えることを特徴とすることができる。
このようにすることで、着磁部材を構成する磁石が小さくて済む。

また、このような磁気センサの製造方法において、軟磁性体層形成工程は、マグネトロンスパッタリングにより軟磁性体層を形成し、マグネトロンスパッタリングに用いた磁界により、一軸磁気異方性を基板の円周方向と交差する方向に付与することを特徴とすることができる。
このようにすることで、軟磁性体層の形成とともに一軸磁気異方性を付与できる。

そして、このような磁気センサの製造方法において、軟磁性体層形成工程におけるマグネトロンスパッタリングは、基板の表面に対向する面内において、基板の中心に対して非対称な構造の磁石が回転するカソードを用いて行うことを特徴とすることができる。
このようにすることで、軟磁性体層に一軸磁気異方性が付与できる面積を拡大できる。

また、基板と硬磁性体層との間に、硬磁性体層の磁気異方性を面内方向に制御する制御層を形成する制御層形成工程を含むことを特徴とすることができる。
このようにすることで、硬磁性体層の面内異方性の制御が容易になる。

他の観点から捉えると、本発明が適用される磁気センサ集合体は、硬磁性体層で構成され、面内方向に着磁された薄膜磁石と、硬磁性体層に積層された軟磁性体層で構成され、磁界を感受する感受素子と、をそれぞれが備える複数の磁気センサを備え、複数の磁気センサのそれぞれの薄膜磁石は、複数の磁気センサが形成された円盤状の基板の円周方向に着磁されていることを特徴とする。

このような磁気センサ集合体において、感受素子は、長手方向と短手方向とを備え、短手方向が薄膜磁石の着磁された方向と交差する方向に設けられていることを特徴とすることができる。
また、感受素子は、Ｒｕ又はＲｕ合金から構成される反磁界抑制層を挟んで反強磁性結合した複数の軟磁性体層から構成されていることを特徴とすることができる。
このようにすることで、感受素子の感度が向上する。

本発明によれば、円盤状の基板の円周方向に配列して製造される磁気センサの薄膜磁石への着磁を容易に行う磁気センサの製造方法などが提供できる。

第１の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＢ−ＩＢ線での断面図である。 磁気センサの製造方法の一例を説明する図である。（ａ）〜（ｈ）は、磁気センサの製造方法における工程を示す。 マグネトロンスパッタリング装置の概要を説明する断面図である。 マグネトロンスパッタリング装置における磁気回路の構成及び基板に形成された磁気センサの模式的な配置（磁気センサ集合体）を示す図である。（ａ）は、ターゲット側から見た磁気回路の構成、（ｂ）は、基板に形成された磁気センサの配置（磁気センサ集合体）を示す。 マグネトロンスパッタリング装置における磁気回路の変形例の構成と、基板に形成された磁気センサの模式的な配置（磁気センサ集合体）を示す図である。（ａ）は、ターゲット側から見た磁気回路の変形例の構成、（ｂ）は、基板に形成された磁気センサの配置（磁気センサ集合体）を示す。 着磁装置の概要を説明する図である。（ａ）は、着磁装置の平面図、（ｂ）は、着磁装置における着磁ヘッドの正面図、（ｃ）は、着磁ヘッドの側面図である。 第２の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線での断面図である。 第３の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線での断面図である。 第４の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線での断面図である。 第５の実施の形態が適用される磁気センサの一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＢ−ＸＢ線での断面図である。

本明細書で説明する磁気センサは、いわゆる磁気インピーダンス効果素子を用いたものである。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
（磁気センサ１の構成）
まず、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１の構成を説明する。
図１は、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１の一例を説明する図である。図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩＢ−ＩＢ線での断面図である。

図１（ｂ）に示すように、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１は、基本構成として、非磁性の基板１０上の硬磁性体（硬磁性体層１０３）で構成された薄膜磁石２０と、薄膜磁石２０に対向して積層され、軟磁性体（軟磁性体層１０５）で構成されて磁場を感受する感受部３０とを備える。なお、磁気センサ１の断面構造の詳細は、後述する。

ここで硬磁性体とは、外部磁界によって磁化されると、外部磁界を取り除いても磁化された状態が保持される、いわゆる保磁力の大きい材料である。一方、軟磁性体とは、外部磁界によって容易に磁化されるが、外部磁界を取り除くと速やかに磁化がないか又は磁化が小さい状態に戻る、いわゆる保磁力の小さい材料である。

なお、本明細書においては、磁気センサ１を構成する要素（薄膜磁石２０など）を二桁の数字で表し、要素に加工される層（硬磁性体層１０３など）を１００番台の数字で表す。そして、要素の数字に対して、要素に加工される層の番号を（ ）内に表記する。例えば薄膜磁石２０の場合、薄膜磁石２０（硬磁性体層１０３）と表記する。図においては、２０（１０３）と表記する。他の場合も同様とする。

図１（ａ）により、磁気センサ１の平面構造を説明する。磁気センサ１は、一例として四角形の平面形状を有する。ここでは、磁気センサ１の上方から見ることができる感受部３０及びヨーク４０ａ、４０ｂ（区別しない場合はヨーク４０と表記する。）を説明する。感受部３０及びヨーク４０は、軟磁性体層１０５で構成さている。感受部３０は、平面形状が長手方向と短手方向とを有する短冊状である複数の感受素子３１と、隣接する感受素子３１をつづら折りに直列接続する接続部３２と、電流供給のための電線が接続される端子部３３とを備える。ここでは、４個の感受素子３１が、長手方向が並列するように配置されている。感受素子３１が、磁気インピーダンス効果素子である。

感受素子３１は、例えば長手方向の長さが約１ｍｍ、短手方向の幅が数１０μｍ、厚さ（軟磁性体層１０５の厚さ）が０．５μｍ〜５μｍである。感受素子３１間の間隔は、５０μｍ〜１００μｍである。

接続部３２は、隣接する感受素子３１の端部間に設けられ、隣接する感受素子３１をつづら折りに直列接続する。図１（ａ）に示す磁気センサ１では、４個の感受素子３１が並列に配置されているため、接続部３２は３個ある。感受素子３１の数は、感受（計測）したい磁界の大きさや後述する感受部３０のインピーダンスなどによって設定される。よって、感受素子３１が２個であれば、接続部３２は１個である。また、感受素子３１が１個であれば、接続部３２を備えない。なお、接続部３２の幅は、感受部３０に流す電流によって設定すればよい。例えば、接続部３２の幅は、感受素子３１と同じであってもよい。

端子部３３は、接続部３２で接続されていない感受素子３１の端部（２個）にそれぞれ設けられている。端子部３３は、感受素子３１から引き出す引き出し部と、電流を供給する電線を接続するパッド部とを備える。引き出し部は、２個のパッド部を感受素子３１の短手方向に設けるために設けられている。引き出し部を設けずパッド部を感受素子３１に連続するように設けてもよい。パッド部は、電線を接続しうる大きさであればよい。なお、感受素子３１が４個であるため、２個の端子部３３は図１（ａ）において左側に設けられている。感受素子３１の数が奇数の場合には、２個の端子部３３を左右に分けて設ければよい。

そして、感受部３０の感受素子３１、接続部３２及び端子部３３は、１層の軟磁性体層１０５で一体に構成されている。軟磁性体層１０５は、導電性であるので、一方の端子部３３から他方の端子部３３に、電流を流すことができる。
なお、感受素子３１の長さ及び幅、並列させる個数など上記した数値は一例であって、感受（計測）する磁界の値や用いる軟磁性体材料などによって変更してもよい。

さらに、磁気センサ１は、感受素子３１の長手方向の端部に対向して設けられたヨーク４０を備える。ここでは、感受素子３１の長手方向の両端部に対向して一方の端部がそれぞれ設けられた２個のヨーク４０ａ、４０ｂを備える。なお、ヨーク４０ａ、４０ｂの他方の端部（側）は、図１（ｂ）に示すように薄膜磁石２０のＮ極及びＳ極に対向するように構成されている。図１（ｂ）では、Ｎ極を（Ｎ）、Ｓ極を（Ｓ）と表記する。ヨーク４０は、薄膜磁石２０からの磁力線を感受素子３１の長手方向の端部に誘導する。このため、ヨーク４０は、磁力線が透過しやすい軟磁性体（軟磁性体層１０５）で構成されている。つまり、感受部３０及びヨーク４０は、一層の軟磁性体層１０５により形成されている。

以上のことから、磁気センサ１の大きさは、平面形状において数ｍｍ角である。なお、磁気センサ１の平面形状は四角形でなくてもよく、大きさも他の値であってよい。

次に、図１（ｂ）により、磁気センサ１の断面構造を詳述する。磁気センサ１は、非磁性の基板１０上に、密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３（薄膜磁石２０）、絶縁層１０４及び軟磁性体層１０５（感受部３０、ヨーク４０）がこの順に配置（積層）されて構成されている。

基板１０は、非磁性体からなる基板であって、例えばガラス、サファイアといった酸化物基板やシリコン等の半導体基板が挙げられる。なお、基板１０が導電体である場合には、基板１０上に電気的な絶縁層を設ければよい。

密着層１０１は、基板１０に対する制御層１０２の密着性を向上させるための層である。密着層１０１としては、Ｃｒ又はＮｉを含む合金を用いるのがよい。Ｃｒ又はＮｉを含む合金としては、ＣｒＴｉ、ＣｒＴａ、ＮｉＴａ等が挙げられる。密着層１０１の厚さは、例えば５ｎｍ〜５０ｎｍである。なお、基板１０に対する制御層１０２の密着性に問題がなければ、密着層１０１を設けることを要しない。なお、本明細書においては、Ｃｒ又はＮｉを含む合金の組成比を示さない。以下同様である。

制御層１０２は、硬磁性体層１０３で構成される薄膜磁石２０の磁気異方性が膜の面内方向に発現しやすいように制御する層である。制御層１０２としては、Ｃｒ、Ｍｏ若しくはＷ又はそれらを含む合金（以下では、制御層１０２を構成するＣｒ等を含む合金と表記する。）を用いるのがよい。制御層１０２を構成するＣｒ等を含む合金としては、ＣｒＴｉ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶ、ＣｒＷ等が挙げられる。制御層１０２の厚さは、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍである。

薄膜磁石２０を構成する硬磁性体層１０３は、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒ又はＰｔのいずれか一方又は両方を含む合金（以下では、薄膜磁石２０を構成するＣｏ合金と表記する。）を用いることがよい。薄膜磁石２０を構成するＣｏ合金としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＰｔＢ等が挙げられる。なお、Ｆｅが含まれていてもよい。硬磁性体層１０３の厚さは、例えば５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

制御層１０２を構成するＣｒ等を含む合金は、ｂｃｃ（body-centered cubic（体心立方格子））構造を有する。よって、薄膜磁石２０を構成する硬磁性体（硬磁性体層１０３）は、ｂｃｃ構造のＣｒ等を含む合金で構成された制御層１０２上において結晶成長しやすいｈｃｐ（hexagonal close-packed（六方最密充填））構造であるとよい。ｂｃｃ構造上にｈｃｐ構造の硬磁性体層１０３を結晶成長させると、ｈｃｐ構造のｃ軸が面内に向くように配向しやすい。よって、硬磁性体層１０３によって構成される薄膜磁石２０が面内方向に磁気異方性を有するようになりやすい。なお、硬磁性体層１０３は、多結晶であって、各結晶が面内方向に磁気異方性を有する。よって、この磁気異方性は、結晶磁気異方性と呼ばれることがある。

なお、制御層１０２を構成するＣｒ等を含む合金及び薄膜磁石２０を構成するＣｏ合金の結晶成長を促進するために、基板１０を１００℃〜６００℃に加熱するとよい。この加熱により、制御層１０２を構成するＣｒ等を含む合金が結晶成長しやすくなり、ｈｃｐ構造を持つ硬磁性体層１０３が面内に磁化容易軸を持つように結晶配向されやすくなる。つまり、硬磁性体層１０３の面内に磁気異方性が付与されやすくなる。

絶縁層１０４は、非磁性の絶縁体で構成され、薄膜磁石２０と感受部３０との間を電気的に絶縁する。絶縁層１０４を構成する絶縁体としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の酸化物、又は、Ｓｉ_２Ｎ_４、ＡｌＮ等の窒化物等が挙げられる。絶縁層１０４の厚さは、例えば１００ｎｍ〜５００ｎｍである。

感受部３０における感受素子３１は、長手方向に交差する方向、例えば直交する短手方向（幅方向）に一軸磁気異方性が付与されている。感受素子３１を構成する軟磁性体（軟磁性体層１０５）としては、Ｃｏを主成分にした合金に高融点金属Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等を添加したアモルファス合金（以下では、感受素子３１を構成するＣｏ合金と表記する。）を用いるのがよい。感受素子３１を構成するＣｏ合金としては、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＦｅＴａ、ＣｏＷＺｒ等が挙げられる。感受素子３１を構成する軟磁性体（軟磁性体層１０５）の厚さは、例えば０．５μｍ〜５μｍである。
なお、長手方向に交差する方向とは、長手方向に対して４５°を超え且つ９０°以下の角度を有すればよい。

密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３（薄膜磁石２０）及び絶縁層１０４は、平面形状が四角形（図１（ａ）参照）になるように加工されている。そして、薄膜磁石２０のＮ極とＳ極とを結ぶ線が、感受部３０の感受素子３１の長手方向に向くようになっている。なお、長手方向に向くとは、Ｎ極とＳ極とを結ぶ線と長手方向とのなす角度が０°以上且つ４５°未満であることをいう。なお、Ｎ極とＳ極とを結ぶ線と長手方向とのなす角度は、小さいほどよい。

磁気センサ１において、薄膜磁石２０のＮ極から出た磁力線は、ヨーク４０ａを介して感受素子３１を透過し、ヨーク４０ｂを介して薄膜磁石２０のＳ極に戻る。つまり、薄膜磁石２０は、感受素子３１の長手方向に磁界を印加する。この磁界をバイアス磁界と呼ぶ。
なお、薄膜磁石２０のＮ極とＳ極とをまとめて両磁極と表記し、Ｎ極とＳ極とを区別しない場合は磁極と表記する。ここでは、図において、左側をＮ極、右側をＳ極として説明するが、Ｎ極とＳ極とを入れ替えてもよい。

なお、図１（ａ）に示すように、ヨーク４０（ヨーク４０ａ、４０ｂ）は、基板１０の表面側から見た形状が、感受部３０に近づくにつれて狭くなっていくように構成されている。これは、感受部３０に磁力線を集めるためである。つまり、感受部３０における磁界を強くして、感度の向上を図っている。なお、ヨーク４０（ヨーク４０ａ、４０ｂ）の感受部３０に対向する部分の幅を狭くしなくてもよい。

ここで、ヨーク４０（ヨーク４０ａ、４０ｂ）と感受部３０との間隔は、例えば１μｍ〜１００μｍであればよい。

磁気センサ１は、例えば感受素子３１の長手方向と交差する短手方向（幅方向）に磁化容易軸が向いた、一軸磁気異方性が付与されている。そして、感受素子３１の長手方向には、薄膜磁石２０により、磁界（バイアス磁界）が印加されている。そして、バイアス磁界が印加された状態で、２個の端子部３３から感受部３０に直流又は高周波の電流を流して、端子部３３間の抵抗値（インピーダンス）を計測する。端子部３３間の抵抗値（インピーダンス）は、外部磁界の感受素子３１の長手方向に沿った方向の成分によって変化する。よって、端子部３３間の抵抗値（インピーダンス）の計測から、外部磁界又は外部磁界の変化が測定される。なお、高周波の電流で計測すると、表皮効果によって、外部磁界の変化に対するインピーダンスの変化が大きくなる。

なお、バイアス磁界は、外部磁界の変化に対して、端子部３３間の抵抗値（インピーダンス）の変化が大きい状態に設定するために設けられている。つまり、バイアス磁界を印加して、外部磁界の変化に対するインピーダンスの変化が急峻なところを使うことで、微弱な外部磁界の変化が捉えられる。

（磁気センサ１の製造方法）
次に、磁気センサ１の製造方法（磁気センサの製造方法）を説明する。複数の磁気センサ１は、基板１０上に一括して製造される。ここでは、基板１０は、円盤状（円形）のガラスであるとして説明する。基板１０は、一例として直径が約９５ｍｍ、厚さが約０．５ｍｍである。そして、数ｍｍ角の磁気センサ１は、複数が基板１０上に一括して製造されたのち、個々の磁気センサ１に分割される（切り出される）。以下では、中央に示す１個の磁気センサ１に着目して説明する。なお、隣接して製造される磁気センサ１を分割する部分を一点鎖線で示している。
以下で説明する製造方法では、リフトオフ法を用いる。なお、エッチング法を用いてもよい。
なお、基板１０と表記する場合であっても、基板１０の表面の一方の面（以下、表面と表記する。）上に形成された各種の層を含む場合がある。

図２は、磁気センサ１の製造方法の一例を説明する図である。図２（ａ）〜（ｈ）は、磁気センサ１の製造方法における工程を示す。なお、図２（ａ）〜（ｈ）は、代表的な工程であって、他の工程を含んでもよい。そして、工程は、図２（ａ）〜（ｈ）の順に進む。図２（ａ）〜（ｈ）は、図１（ｂ）に示す図１（ａ）のＩＢ−ＩＢ線での断面図に対応する。

図２（ａ）に示すように、基板１０を洗浄した後、基板１０の表面上に、薄膜磁石２０を形成する部分を開口とするレジストパターン１１１を、公知のフォトリソグラフィ技術により形成する。

次に、図２（ｂ）に示すように、レジストパターン１１１が形成された基板１０の表面上に、密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３及び絶縁層１０４を順に形成（堆積）して、積層体を形成する。なお、基板１０上に密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３及び絶縁層１０４の積層体を形成する工程を、積層体形成工程と表記する。また、制御層１０２を形成する工程を、制御層形成工程と表記し、硬磁性体層１０３を形成する工程を硬磁性体層形成工程と表記する。

まず、Ｃｒ又はＮｉを含む合金である密着層１０１、Ｃｒ等を含む合金である制御層１０２、及び、薄膜磁石２０を構成するＣｏ合金である硬磁性体層１０３を順に連続して形成（堆積）する。この形成は、スパッタリング法などにより行える。それぞれの材料で形成された複数のターゲットに基板１０の表面が順に対面するように、基板１０を移動させることで密着層１０１、制御層１０２及び硬磁性体層１０３が基板１０上に順に積層される。前述したように、制御層１０２及び硬磁性体層１０３の形成では、結晶成長を促進するために、基板１０を例えば１００℃〜６００℃に加熱するとよい。

なお、密着層１０１の形成では、形成（堆積）前に基板１０の加熱を行ってもよく、行わなくてもよい。基板１０の表面に吸着している水分などを除去するために、密着層１０１を形成（堆積）する前に、基板１０を加熱してもよい。

次に、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の酸化物、又は、Ｓｉ_２Ｎ_４、ＡｌＮ等の窒化物等である絶縁層１０４を形成（堆積）する。絶縁層１０４の形成は、プラズマＣＶＤ法、反応性スパッタリング法などにより行える。

そして、図２（ｃ）に示すように、レジストパターン１１１を除去するとともに、レジストパターン１１１上に堆積した密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３及び絶縁層１０４を除去（リフトオフ）する。これにより、硬磁性体層１０３の磁極となる側面が露出する。

次に、図２（ｄ）に示すように、感受部３０が形成される部分及びヨーク４０（ヨーク４０ａ、４０ｂ）が形成される部分を開口とするレジストパターン１１２を形成する。

そして、図２（ｅ）に示すように、感受素子３１を構成するＣｏ合金である軟磁性体層１０５を形成（堆積）する。軟磁性体層１０５の形成は、後述するようにマグネトロンスパッタリング法（マグネトロンスパッタと表示することがある。）を用いたマグネトロンスパッタリング装置（後述するマグネトロンスパッタリング装置３００）で行う。マグネトロンスパッタリング法では、磁石（マグネット）を用いて磁界を形成し、放電によって発生した電子をターゲットの表面に閉じ込める（集中させる）。これにより、電子とガスとの衝突確率を増加させてガスの電離を促進し、膜の堆積速度（成膜速度）を向上させる。後述するように、磁気センサ１の感受素子３１がマグネトロンスパッタリング装置３００の磁界内にあり、且つ、感受素子３１の短手方向（幅方向）が、マグネトロンスパッタリング装置３００の磁界の方向に向くように設定されている。よって、軟磁性体層１０５は、形成（堆積）中に、つまり、軟磁性体層１０５の形成と同時に、軟磁性体層１０５に一軸磁気異方性が付与される。この軟磁性体層１０５を形成する工程を、軟磁性体層形成工程と表記する。

次に、図２（ｆ）に示すように、レジストパターン１１２を除去するとともに、レジストパターン１１２上の軟磁性体層１０５を除去（リフトオフ）する。これにより、軟磁性体層１０５による感受部３０及びヨーク４０（ヨーク４０ａ、４０ｂ）が形成される。つまり、感受部３０とヨーク４０とが、１回の軟磁性体層１０５の堆積（形成）で形成される。この感受部３０を形成する工程を、感受部形成工程と表記する。なお、感受部形成工程には、軟磁性体層形成工程又は／及びヨーク４０を形成する工程が含まれてもよい。

そして、図２（ｇ）に示すように、硬磁性体層１０３を着磁する。硬磁性体層１０３の着磁は、着磁装置（後述する着磁装置４００）を用いて行う。つまり、着磁装置４００では、硬磁性体層１０３の保磁力以上の磁界を円盤状の基板１０の円周方向に発生する着磁治具（後述する着磁ヘッド４２０）を直径方向に移動させながら、基板１０を回転させて行う。これにより、薄膜磁石２０が磁化される。この硬磁性体層１０３を着磁する工程を、硬磁性体層着磁工程と呼ぶ。

この後、図２（ｈ）に示すように、基板１０を分割（切断）することで、個々の磁気センサ１に分割される。この分割（切断）は、ダイシング法やレーザカッティング法などにより行える。この磁気センサ１を分割する工程を、分割工程と表記する。
ここでは、図１（ａ）のＩＢ−ＩＢ線での断面図で説明したが、ＩＢ−ＩＢ線と直交する方向においても、図１（ａ）に示すように分割される。

なお、制御層１０２を備えない場合には、硬磁性体層１０３の形成後、８００℃以上に加熱して結晶成長させることで、面内に磁気異方性を付与することが必要となる。しかし、制御層１０２を備える場合には、制御層１０２により結晶成長が促進されるため、８００℃以上のような高温による結晶成長を要しない。よって、高温による結晶成長などを用いる場合には、制御層１０２を設けなくてもよい。

また、軟磁性体層１０５への一軸磁気異方性の付与は、マグネトロンスパッタリング装置３００に用いられる磁石による磁界を用いて行った。この方法を用いない場合には、例えば３ｋＧ（０．３Ｔ）の回転磁場中における４００℃での熱処理（回転磁場中熱処理）と、それに引き続く３ｋＧ（０．３Ｔ）の静磁場中における４００℃での熱処理（静磁場中熱処理）とで行うことが必要となる。つまり、軟磁性体層１０５への一軸磁気異方性の付与をマグネトロンスパッタリング法に用いられる磁石によることで、回転磁場中熱処理及び静磁場中熱処理で行う一軸磁気異方性を付与する工程が省略できる。

（マグネトロンスパッタリング装置３００）
ここで、図２（ｅ）におけるマグネトロンスパッタリング装置３００を用いた軟磁性体層１０５の形成について説明する。まず、マグネトロンスパッタリング装置３００を説明する。
図３は、マグネトロンスパッタリング装置３００の概要を説明する断面図である。ここでのマグネトロンスパッタリング装置３００は、図３のＯ−Ｏ線を軸とする円筒状である。

マグネトロンスパッタリング装置３００は、隔壁３１０とマグネトロンカソード３２０とを備える。また、マグネトロンスパッタリング装置３００は、高周波電源３６０を備える。隔壁３１０とマグネトロンカソード３２０とは、ポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁部材３１１を介して、密閉された空間であるチャンバ３４０を構成する。そして、チャンバ３４０は、基板１０を保持する基板ホルダ３５０を備える。

なお、図３では図示していないが、マグネトロンスパッタリング装置３００には、上記の他にチャンバ３４０内を減圧する真空ポンプ、チャンバ３４０内にスパッタリングに用いるガス、例えばＡｒなどを導入するガス供給機構やチャンバ３４０内の圧力を予め定められた値に保持する圧力調整機構を備える。また、マグネトロンカソード３２０を冷却するために、マグネトロンカソード３２０に冷却液を供給する冷却機構を備えてもよい。そして、基板１０を加熱するための加熱機構、例えば赤外線ランプや、逆に、基板１０を冷却するために、基板ホルダ３５０に冷却液を供給する冷却機構を備えてもよい。

隔壁３１０は、接地（ＧＮＤ）されている。基板ホルダ３５０は、隔壁３１０を介して接地（ＧＮＤ）されアノードとして機能する。つまり、接地された基板ホルダ３５０とマグネトロンカソード３２０との間に、高周波電源３６０が接続されている。なお、高周波電源３６０の代わりに、直流電源が接続され、基板ホルダ３５０とマグネトロンカソード３２０との間に、直流（ＤＣ）が印加されるようにしてもよい。

マグネトロンカソード３２０は、カソード筐体３２１、基板１０上に形成する薄膜の材料で構成されたターゲット３２２、ターゲット３２２を保持するバッキングプレート３２３、及び、バッキングプレート３２３を透過して磁界をターゲット３２２側に生じさせる磁気回路３３０を備える。

ターゲット３２２は、前述した感受素子３１を構成するＣｏ合金（軟磁性体）で構成されている。
バッキングプレート３２３は、導電率の高い無酸素銅などで構成されている。そして、表面に、ターゲット３２２が導電性の接着剤などで固定されている。
カソード筐体３２１は、ステンレス鋼などで構成されている。カソード筐体３２１にターゲット３２２が取り付けられたバッキングプレート３２３が固定され、バッキングプレート３２３のターゲット３２２の設けられていない側に、磁気回路３３０が設けられている。
ターゲット３２２の大きさ（直径）は、基板１０の予め定められた領域（範囲）に膜が形成（堆積）されるように設定されている。ここでは、ターゲット３２２の直径は、基板１０の直径（約９５ｍｍ）より大きくしている。

磁気回路３３０は、バッキングプレート３２３側にＮ極が露出した磁石（マグネット）３３１と、Ｓ極が露出した磁石３３２と、磁石３３１、３３２のバッキングプレート３２３側とは反対側に設けられ、磁石３３２のＮ極からの磁力線を磁石３３１のＳ極に誘導するヨーク３３３を備える。磁石３３１、３３２には、一般に永久磁石が用いられる。
ここでは、後述する図４に示すように、磁石３３１、３３２は、バッキングプレート３２３側にＮ極が露出した磁石３３１が外側、Ｓ極が露出した磁石３３２が内側になるように同心円状に設けられている。

すると、磁石３３１のＮ極から磁石３３２のＳ極に向かう磁力線（矢印で示す）が、バッキングプレート３２３及びターゲット３２２を貫いて、チャンバ３４０内に発生する。そして、この磁力線の一部は、基板ホルダ３５０に保持された基板１０に到達し、基板１０を、表面に平行な方向に透過する。つまり、基板１０には、磁力線が透過する部分において、表面に平行な方向の磁界が発生する。
すなわち、基板１０に発生する表面に平行な方向の磁界により、基板１０上への軟磁性体層１０５の形成（堆積）に伴って、軟磁性体層１０５に一軸磁気異方性が付与される。

なお、マグネトロンスパッタリング装置３００では、高周波電源３６０によって発生させた放電によって発生した電子を、ターゲット３２２の表面の磁力線によって、ターゲット３２２の近傍に集中させる（閉じ込める）。これにより、電子とガスとの衝突確率を増加させてガスの電離を促進し、膜の堆積速度（成膜速度）を向上させている。なお、磁力線によって電子を集中させたターゲット３２２の表面が、電離したガスのイオンの衝撃で浸食（エロージョン）される範囲となる。

基板ホルダ３５０は、Ａｌ、Ｃｕやこれらの合金などの金属で構成されている。そして、基板ホルダ３５０は、基板１０を保持する機構（不図示）により、基板１０を保持する。
前述したように、マグネトロンスパッタリング装置３００は、円筒状である。そして、ターゲット３２２も円盤状（円形）である。そして、基板１０も円盤状（円形）であって、ターゲット３２２に対向するように基板ホルダ３５０に保持されている（後述する図４参照）。

以上説明したように、図３に示すマグネトロンスパッタリング装置３００は、いわゆる基板１０の一枚毎に、膜を形成（堆積）する枚葉式のスパッタリング装置である。
また、図３に示すマグネトロンスパッタリング装置３００では、基板１０の表面（ターゲット３２２の表面）を水平（図３の紙面における左右方向）に配置するように構成したが、垂直（図３の紙面における上下方向に）に配置するように構成してもよい。

図４は、マグネトロンスパッタリング装置３００における磁気回路３３０の構成及び基板１０に形成された磁気センサ１の模式的な配置（磁気センサ集合体）を示す図である。図４（ａ）は、ターゲット３２２側から見た磁気回路３３０の構成、図４（ｂ）は、基板１０に形成された磁気センサ１の配置（磁気センサ集合体）を示す。

図４（ａ）に示すように、ターゲット３２２は、円盤状である。そして、ターゲット３２２を通して見た磁気回路３３０は、同心円状に磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極とが設けられている。そして、ターゲット３２２を透過して、磁石３３１のＮ極から磁石３３２のＳ極に向かう磁力線（矢印）が形成されている。

そして、図４（ｂ）に示すように、基板１０は、ターゲット３２２に対向して設けられた円盤状である。なお、図４（ｂ）には、対向する磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の位置を合わせて示している。そして、磁気センサ１は、基板１０上の磁力線が透過する部分（磁界）において、磁力線の透過する方向に軟磁性体層１０５が加工されて形成される感受素子３１の短手方向（幅方向）が向くように配置（配列）されている。例えば、磁気センサ１は、磁気回路３３０における磁石３３１のＮ極の作る円と磁石３３２のＳ極が作る円との内側に、感受素子３１の短手方向（幅方向）が円の径方向に向くように配置（配列）されている。

ここでは、磁気回路３３０における磁石３３１のＮ極の作る円と磁石３３２のＳ極が作る円との間に１個の磁気センサ１を記載している。これは、磁気センサ１の感受素子３１と、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との作る磁界との関係を模式的に説明するためである。磁気センサ１は、感受素子３１の短手方向が磁界の方向に向くように配置されている。そして、複数の磁気センサ１が、円周方向に沿って配置されている。
なお、磁気センサ１の平面形状は、前述したように数ｍｍ角である。よって、実際には、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極とで形成される磁界の中には、複数の磁気センサ１が配置されている。また、円周方向においても同様である。

なお、基板１０の中心部や外周部は、磁気回路３３０による磁界の影響を受けにくい。つまり、磁気回路３３０による磁界によって、軟磁性体層１０５に一軸磁気異方性が付与されにくい。基板１０上の磁気センサ１を設ける領域は、予め定められた一軸磁気異方性が付与される領域であればよい。なお、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間が、磁界が強い。よって、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間に、磁気センサ１を配置することがよく、一軸磁気異方性が付与しづらい基板１０の中心部や外周部に、磁気センサ１を配置しないことがよい。なお、予め定められた一軸磁気異方性が付与されるならば、磁気センサ１を配置する領域は磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との間でなくともよい。また、基板１０の中心部や外周部に配置された磁気センサ１には、回転磁場中熱処理及び静磁場中熱処理などにより、一軸磁気異方性を付与してもよい。

（マグネトロンスパッタリング装置３００における磁気回路３３０の変形例）
次に、マグネトロンスパッタリング装置３００における磁気回路３３０の変形例を説明する。
図５は、マグネトロンスパッタリング装置３００における磁気回路３３０の変形例の構成と、基板１０に形成された磁気センサ１の模式的な配置（磁気センサ集合体）を示す図である。図５（ａ）は、ターゲット３２２側から見た磁気回路３３０の変形例の構成、図５（ｂ）は、基板１０に形成された磁気センサ１の配置（磁気センサ集合体）を示す。

図５（ａ）に示すように、変形例の磁気回路３３０では、図４に示した磁気回路３３０と同様に、ターゲット３２２が円盤状であって、磁石３３１が、磁石３３２を取り囲むように設けられている。しかし、磁石３３１は、その端がターゲット３２２の中心Ｃから、距離αの部分と、距離αより短い距離βの部分とを含むように構成されている（α＞β）。そして、磁石３３１と磁石３３２との間の距離γは、大略等しく設けられている。すなわち、磁気回路３３０の磁石３３１と磁石３３２は、中心Ｃに対して非対称に構成されている。
なお、変形例の磁気回路３３０を備えるマグネトロンスパッタリング装置３００の他の構成は、図３に示したマグネトロンスパッタリング装置３００と同様である。よって、同様の部分の説明を省略する。

そして、磁石３３１及び磁石３３２は、この状態を維持して、ターゲット３２２の中心Ｃを回転軸として回転するようになっている。なお、磁石３３１、３３２を備える磁気回路３３０が回転し、ターゲット３２２（バッキングプレート３２３（図３参照））は回転しない。つまり、磁気回路３３０は、ターゲット３２２（バッキングプレート３２３）の裏面において、ターゲット３２２（バッキングプレート３２３）の面に平行な仮想的な面（磁石３３１のＮ極の端部と磁石３３２のＳ極の端部とを含む面）内で回転する。ここでは、ターゲット３２２と基板１０とは、平行に配置されているので、磁気回路３３０は、基板１０の表面に平行な面内で回転する。なお、基板１０に対して必ずしも平行な面内で回転することを要せず、基板１０の表面に対向する面内で回転すればよい。

このようにすることで、ターゲット３２２上には、中心Ｃから距離αと距離α−γとの間の部分にできる磁界と、距離βと距離β−γとの間の部分にできる磁界とが、交互に発生する。このようにすることで、図４（ａ）に示した場合に比べ、電子が補足される領域（面積）が拡大する。これにより、ターゲット３２２がイオンの衝撃で浸食（エロージョン）される範囲が広がり、ターゲット３２２の使用効率が高くなる。

また、磁界が形成される面積が拡大することから、基板１０上においても軟磁性体層１０５に一軸磁気異方性が付与される面積が拡大する。つまり、磁気センサ１を形成しうる領域が拡大する。よって、図５（ｂ）に示すように、磁気センサ１は、磁気回路３３０における磁石３３１、３３２が作る磁力線が透過する部分において、磁力線の透過する方向（磁界の方向）に軟磁性体層１０５で形成される感受素子３１の短手方向（幅方向）が向くように配置されている。例えば、磁気センサ１は、磁気回路３３０における磁石３３１、３３２が作る磁界の内側となる、中心Ｃから磁石３３１のＮ極までの最大距離を半径とする円と、中心Ｃから磁石３３２のＳ極までの最小距離を半径とする円との間に配置されている。このように、図４（ｂ）に示した場合に比べ、基板１０上に製造できる磁気センサ１の数が増加する。
なお、図５（ｂ）には、対向する磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の位置を合わせて示している。

ここでは、中心Ｃから磁石３３１のＮ極までの最大距離を半径とする円と、中心Ｃから磁石３３２のＳ極までの最小距離を半径とする円との間の直径方向に３個の磁気センサ１を記載している。これは、磁気センサ１の感受素子３１と、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極との作る磁界との関係を模式的に説明するためである。そして、磁気センサ１は、感受部３０における感受素子３１の短手方向が磁界の方向に沿うように、円周に沿って配置されている。
なお、磁気センサ１の平面形状は、前述したように数ｍｍ角である。よって、磁石３３１のＮ極と磁石３３２のＳ極とが作る磁界の方向（直径方向）には、複数の磁気センサ１が配置されている。また、円周方向においても同様である。

なお、磁気回路３３０を構成する磁石３３１、３３２の配置及び形状は、図５に示す以外の配置及び形状にしてもよい。基板１０上に形成される軟磁性体層１０５に一軸磁気異方性が得られる面積が広がるように設定すればよい。

（着磁装置４００）
次に、図２（ｇ）における着磁装置４００を用いた硬磁性体層１０３への着磁について説明する。まず、着磁装置４００を説明する。
図６は、着磁装置４００の概要を説明する図である。図６（ａ）は、着磁装置４００の平面図、図６（ｂ）は、着磁装置４００における着磁ヘッド４２０の正面図、図６（ｃ）は、着磁ヘッド４２０の側面図である。なお、図６（ａ）では、図５（ｂ）に示した磁気センサ１（磁気センサ集合体）を合わせて示している。

図６（ａ）に示すように、着磁装置４００は、磁気センサ１が製造された基板１０を保持し回転するステージ４１０、硬磁性体層１０３の着磁を行う着磁ヘッド４２０及び着磁ヘッド４２０を保持する保持部４３０を備える。なお、図６（ａ）に示すように、ステージ４１０の面内にｘ方向、ｙ方向を定める。ここで、着磁ヘッド４２０は、着磁部材の一例である。

ステージ４１０は、非磁性の材料、例えばＡｌ、Ｃｕやこれらの合金などの金属材料やプラスティック材料で構成されている。そして、ステージ４１０は、中心Ｒの周りに不図示の回転機構により矢印で示す方向（図において右回り）に回転する。回転数は、例えば１０ｒｐｍ〜数１０００ｒｐｍである。回転数は、硬磁性体層１０３に予め定められた着磁が得られるように設定されればよい。

着磁ヘッド４２０は、図６（ｂ）の正面図に示すように、磁石４２１、磁石４２１のＳ極に接するヨーク４２２及びＮ極に接するヨーク４２３を備える。なお、磁石４２１のＳ極とＮ極とは、ｘ方向に対向するように設けられている。そして、ヨーク４２３の先端部は、ヨーク４２２側に先端部において距離Ｄとなるように折り曲げられている。そして、ヨーク４２２の先端部とヨーク４２３の先端部との間の距離Ｄは、例えば１ｍｍ前後に設定されている。そして、ヨーク４２２の先端部及びヨーク４２３の先端部と基板１０（磁気センサ１）までの距離（ギャップ）Ｇは、例えば約０．３ｍｍに設定されている。そして、磁石４２１は、例えばＮｄＦｅＢなどの強力な磁石であって、ヨーク４２２の先端部とヨーク４２３の先端部との間の磁界が硬磁性体層１０３の保磁力以上となるものが選定されている。

図６（ａ）に示す着磁装置４００の平面図において、着磁ヘッド４２０は、ｘ方向が約１０ｍｍ、ｙ方向が約９ｍｍである。そして、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、着磁ヘッド４２０のヨーク４２２、４２３は、磁石４２１からの磁力線を集中させて磁界を強くするために、基板１０側がテーパ加工されている。
なお、着磁ヘッド４２０は、他の寸法であってもよく、他の形状に加工されていてもよい。

そして、着磁ヘッド４２０は、保持部４３０により基板１０から距離Ｇに保持されている。そして、保持部４３０は、不図示の移動機構により、円盤状の基板１０の半円において、ｙ方向及び−ｙ方向に移動する。ここでは、着磁ヘッド４２０は、基板１０に距離Ｇの間隔で近接した状態でｙ方向に移動し、基板１０に対して距離Ｇより離れた状態で−ｙ方向に移動する。

以上説明したように、着磁装置４００は、ステージ４１０上に磁気センサ１が製造された基板１０を載置して回転させるとともに、着磁ヘッド４２０を基板１０の半径方向に移動させることで、基板１０の表面をなぞる。この際、着磁ヘッド４２０のヨーク４２２、４２３の先端部は、円周方向（ｘ方向）に硬磁性体層１０３の保磁力以上の磁界を発生する。よって、硬磁性体層１０３は、基板１０の円周方向に沿って着磁される。これにより、硬磁性体層１０３が着磁され、薄膜磁石２０となる。

上記の着磁装置４００を用いた硬磁性体層着磁工程（図２（ｇ））は、硬磁性体層形成工程（図２（ｂ））の直後に行ってもよい。しかし、マグネトロンスパッタリング装置３００を用いて軟磁性体層１０５を形成する場合など、着磁後に硬磁性体層１０３に磁界が印加されるおそれがある場合は、磁界が印加されるおそれのある工程の後に硬磁性体層着磁工程を行うことがよい。

前述したように、円盤状のマグネトロンカソード３２０を用いて、軟磁性体層１０５を形成する場合、感受部３０の感受素子３１は、短手方向が基板１０の直径方向を向く。この場合、薄膜磁石２０は、感受素子３１の長手方向に向くように配置される。つまり、薄膜磁石２０の両磁極（Ｎ極とＳ極）の向く方向は、基板１０の円周方向になる。よって、円盤状のマグネトロンカソード３２０を用いたマグネトロンスパッタリング装置３００を用いて軟磁性体層１０５を形成する場合には、上記の着磁装置４００を用いることで硬磁性体層１０３への着磁が容易に行える。

マグネトロンスパッタリング装置３００を用いないで軟磁性体層１０５を形成する場合であっても、円盤状の基板１０の円周方向に薄膜磁石２０を構成する場合には、上記の着磁装置４００が適用しうる。

なお、基板１０にマトリクス状（格子状）に磁気センサ１を配列して、基板１０のまま着磁する場合には、基板１０全体が収容される空間に着磁に用いる磁界を発生することが必要となる。この場合の着磁装置は、強力な大型の磁石を用いた大掛かり装置となる。しかし、上記の着磁装置４００では、着磁ヘッド４２０のヨーク４２２、４２３間（例えば約１ｍｍ）に保磁力以上の磁界が発生されればよい。よって、小さな磁石４２１を用いればよく、着磁装置４００が小型化できる。

なお、図４（ｂ）、図５（ｂ）では、基板１０から個々の磁気センサ１が切り出されていない状態（磁気センサ集合体）を示している。磁気センサ１は、個々に分割された形態以外に、このような状態においても出荷されうる。この場合、出荷先において、個々の磁気センサ１に分割される。また、磁気センサ集合体は、基板１０を粘着シートに貼り付け、レーザなどの切断手段により基板１０を磁気センサ１毎に切断（分割）した後、磁気センサ１を取り出しやすいように粘着シートが引き延ばされた状態でも出荷されうる。この場合、出荷先において、粘着シートから個々の磁気センサ１が取り出される。ここでは、これらを磁気センサ集合体と表記する。なお、磁気センサ集合体は、基板１０の一部であってもよい。

いずれの磁気センサ集合体においても、個々の磁気センサ１は、軟磁性体層１０５を形成するマグネトロンスパッタリング装置３００のマグネトロンカソード３２０における磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の配置を反映した状態で配置されている。そして、薄膜磁石２０の両磁極の方向は、マグネトロンスパッタリング装置３００のマグネトロンカソード３２０における磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の方向と交差する方向に向いて配置されている。すなわち、磁気センサ１の薄膜磁石２０も軟磁性体層１０５を形成するマグネトロンスパッタリング装置３００のマグネトロンカソード３２０における磁気回路３３０の磁石３３１、３３２の配置を反映した状態で配置されていることになる。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態が適用される磁気センサ１では、感受部３０は、一層の軟磁性体層１０５で構成されていた。第２の実施の形態が適用される磁気センサ２では、感受部３０が、反磁界抑制層を挟んで設けられた二つの軟磁性体層で構成されている。
図７は、第２の実施の形態が適用される磁気センサ２の一例を説明する図である。図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線での断面図である。以下では、磁気センサ１と異なる部分を主に説明し、同様の部分は同じ符号を付して説明を省略する。

図７（ｂ）に示すように、磁気センサ２では、磁性体層１０６は、下層（基板１０）側の下層軟磁性体層１０６ａと反磁界抑制層１０６ｂと上層（基板１０と反対）側の上層軟磁性体層１０６ｃとを備える。つまり、下層軟磁性体層１０６ａと上層軟磁性体層１０６ｃとが、反磁界抑制層１０６ｂを挟んで設けられている。
下層軟磁性体層１０６ａと上層軟磁性体層１０６ｃには、磁気センサ１における軟磁性体層１０５と同様に、感受素子３１を構成するＣｏ合金を用いうる。反磁界抑制層１０６ｂには、Ｒｕ又はＲｕ合金が用いうる。

ここで、Ｒｕ又はＲｕ合金の反磁界抑制層１０６ｂの膜厚を０．４ｎｍ〜１．０ｎｍ又は１．６ｎｍ〜２．６ｎｍの範囲とすることで、下層軟磁性体層１０６ａと上層軟磁性体層１０６ｃとが反強磁性結合（ＡＦＣ：Antiferromagnetically Coupled）構造となる。つまり、反磁界が抑制され、感受素子３１の感度が向上する。

なお、ヨーク４０（ヨーク４０ａ、４０ｂ）も、磁性体層１０６で構成されるが、薄膜磁石２０からの磁力線を、感受素子３１を透過するように誘導できればよい。なお、ヨーク４０（ヨーク４０ａ、４０ｂ）を、単層の軟磁性体層で構成してもよい。

磁気センサ２は、図２（ｅ）における軟磁性体層形成工程において、軟磁性体層１０５を形成（堆積）する代わりに、磁性体層１０６を形成（堆積）すればよい。つまり、軟磁性体層１０５の代わりに、下層軟磁性体層１０６ａ、反磁界抑制層１０６ｂ、上層軟磁性体層１０６ｃをこの順に連続して形成（堆積）すればよい。これらの形成は、スパッタリング法により行える。そして、下層軟磁性体層１０６ａ及び上層軟磁性体層１０６ｃの形成は、マグネトロンスパッタリング装置３００で行えばよい。他の工程は、磁気センサ１と同じでよい。つまり、第１の実施の形態において説明した着磁装置４００を適用して磁気センサ２における薄膜磁石２０の着磁ができる。

なお、ヨーク４０（ヨーク４０ａ、４０ｂ）を、単層の軟磁性体層で構成する場合には、感受部３０の磁性体層１０６の形成と、ヨーク４０（ヨーク４０ａ、４０ｂ）の軟磁性体層の形成とを別の工程で行えばよい。

［第３の実施の形態］
第１の実施の形態が適用される磁気センサ１（図１（ａ）、（ｂ）参照）では、感受部３０の接続部３２、端子部３３は、感受素子３１と同じ軟磁性体層１０５で構成されていた。第２の実施の形態が適用される磁気センサ２では、接続部３２、端子部３３の部分が、非磁性の導電体（導電体層）で構成されている。
図８は、第３の実施の形態が適用される磁気センサ３の一例を説明する図である。図８（ａ）は、平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線での断面図である。以下では、磁気センサ１と異なる部分を主に説明し、同様の部分は同じ符号を付して説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、磁気センサ３の感受部３０は、接続部３２の代わりに非磁性の導電体層１０７で構成された接続導電体部５２、端子部３３の代わりに同じく非磁性の導電体層１０７で構成された端子導電体部５３を備える。
接続導電体部５２及び端子導電体部５３を構成する非磁性の導電体層１０７は、導電性に優れた材料であればよく、例えばＣｕ、Ａｕ、Ａｌ又はこれらの合金等が用いうる。

図１（ａ）、（ｂ）に示した磁気センサ１は、接続部３２及び端子部３３が軟磁性体層１０５で構成されているために、接続部３２及び端子部３３においても磁気インピーダンス効果が生じる。しかし、磁気センサ３は、非磁性の導電体層１０７で構成された接続導電体部５２及び端子導電体部５３を用いているので、感受素子３１のみの磁気インピーダンス効果で磁界が検出される。よって、検出したい磁界の方向の磁気インピーダンス効果のみが引き出されるため、検出感度や検出精度が向上する。

また、端子導電体部５３を用いることで、感受部３０に電流を供給する電線が接続しやすくなる。

接続導電体部５２及び端子導電体部５３を構成する非磁性の導電体層１０７の形成（堆積）は、例えば、メタルマスクを用いたスパッタリング法、真空蒸着法などにより行える。つまり、図２（ｆ）の感受部形成工程の後に、接続導電体部５２及び端子導電体部５３の領域が開口となったメタルマスクを通して、導電体層１０７を形成（堆積）すればよい。
また、接続導電体部５２及び端子導電体部５３は、フォトレジストを用いたリフトオフ法によって形成してもよい。つまり、図２（ｆ）の感受部形成工程の後に、接続導電体部５２及び端子導電体部５３を形成する領域が開口となったレジストパターンを形成した後、導電体層１０７を形成（堆積）し、レジストパターンを除去すればよい。

なお、接続導電体部５２は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、接続部３２を設けないで感受素子３１を接続するように設けてもよく、軟磁性体層１０５で構成した接続部３２に重ねて設けてもよい。端子導電体部５３についても同様である。
また、端子導電体部５３の厚さ、特にパッド部を接続導電体部５２より厚くしたい場合などには、接続導電体部５２と端子導電体部５３又は端子導電体部５３のパッド部とを別工程で形成してもよい。他の工程は、磁気センサ１と同じでよい。つまり、磁気センサ３における薄膜磁石２０の着磁は、第１の実施の形態において説明した着磁装置４００を適用して行える。

図を省略するが、図７（ａ）、（ｂ）に示した磁気センサ２において、接続部３２、端子部３３の代わり、又は、接続部３２、端子部３３に重ねて、接続導電体部５２、端子導電体部５３を用いてもよい。

［第４の実施の形態］
第１の実施の形態が適用される磁気センサ１（図１（ａ）、（ｂ）参照）では、薄膜磁石２０の磁極にヨーク４０ａ、４０ｂを接触させ、薄膜磁石２０からの磁力線が感受素子３１を透過するようにしていた。この場合、薄膜磁石２０は、感受素子３１にバイアス磁界を供給する。
第４の実施の形態が適用される磁気センサ４では、薄膜磁石２０の磁極を磁気的に露出させている。ここで、磁気的に露出させているとは、薄膜磁石２０の磁極が、磁極からの磁力線を終端するような磁性体（ヨーク）で覆われていないことをいう。つまり、薄膜磁石２０を構成する硬磁性体層１０３の磁極となる側面が露出されている。このことを、磁極が開放されていると表現されることがある。なお、硬磁性体層１０３の側面は、磁気的に露出していればよく、汚染や腐食などから薄膜磁石２０を保護するための非磁性の材料で覆われていてもよい。

図９は、第４の実施の形態が適用される磁気センサ４の一例を説明する図である。図９（ａ）は、平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線での断面図である。以下では、磁気センサ１と異なる部分を主に説明し、同様の部分は同じ符号を付して説明を省略する。

図９（ｂ）に示すように、磁気センサ４は、薄膜磁石２０の両磁極側（図９（ｂ）における左右側）において、密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３、絶縁層１０４の端面が露出している。そして、ヨーク４１ａ、４１ｂ（区別しない場合は、ヨーク４１と表記する。）が絶縁層１０４上に設けられている。なお、ヨーク４１は、感受部３０と同じ軟磁性体層１０５で構成されている。

薄膜磁石２０のＮ極からの磁力線は、一旦磁気センサ４の外部に出る。磁力線の一部が感受部３０の感受素子３１を透過して、再び磁気センサ４の外部に出る。そして、感受部３０の感受素子３１を透過した磁力線と、感受素子３１を透過しなかった磁力線とが合わさって、Ｓ極に戻る。このとき、薄膜磁石２０からの磁力線が、外部（磁気センサ４の外側の状態）の影響を受ける。つまり、外部の変化により、感受素子３１を透過する磁力線（感受素子３１に印加される磁界）が変化する。よって、感受素子３１により外部の変化が計測される。

磁気センサ４は、図２（ａ）〜（ｈ）に示した製造方法において、図２（ａ）のレジストパターン１１１を形成する工程、図２（ｃ）のレジストパターン１１１を除去するリフトオフ工程を除くことで、製造されうる。他の工程は、磁気センサ１と同じでよい。つまり、磁気センサ４における薄膜磁石２０の着磁は、第１の実施の形態において説明した着磁装置４００を適用して行える。

なお、磁気センサ４において、軟磁性体層１０５の代わりに、磁気センサ２で説明した磁性体層１０６（下層軟磁性体層１０６ａ、反磁界抑制層１０６ｂ及び上層軟磁性体層１０６ｃ）を用いてもよい。また、磁気センサ４において、接続部３２、端子部３３の代わり、又は、接続部３２、端子部３３に重ねて、磁気センサ３で説明した接続導電体部５２、端子導電体部５３を用いてもよい。

［第５の実施の形態］
第４の実施の形態が適用される磁気センサ４では、薄膜磁石２０のＮ極に加え、Ｓ極も磁気的に露出した状態となっていた。よって、Ｎ極から出た磁力線は、一旦外部に出たのち感受部３０の感受素子３１を透過してＳ極に戻る磁力線と、感受素子３１を透過しないでＳ極に戻る磁力線とに分かれる。感受素子３１を透過する磁力線が少ないと、感受素子３１における磁界が小さくなり、インピーダンスも小さくなる。

そこで、第５の実施の形態が適用される磁気センサ５では、薄膜磁石２０の一方の磁極（ここでは、Ｎ極）が磁気的に露出するようにしている。
図１０は、第５の実施の形態が適用される磁気センサ５の一例を説明する図である。図１０（ａ）は、平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸＢ−ＸＢ線での断面図である。以下では、磁気センサ１と異なる部分を主に説明し、同様の部分は同じ符号を付して説明を省略する。

ここでは、薄膜磁石２０のＮ極側には、磁気センサ４と同様に絶縁層１０４上にヨーク４１ａを設け、Ｓ極側には、磁気センサ１と同様にヨーク４０ｂを設けている。このようにすることで、Ｎ極を磁気的に露出させ、Ｓ極を磁気的に露出させていない。

磁気センサ５は、図２（ａ）〜（ｈ）に示した磁気センサ１の製造方法の図２（ａ）において、左側（Ｎ極になる側）のレジストパターン１１１を設けないことで製造できる。他の工程は、磁気センサ１と同じでよい。つまり、磁気センサ５における薄膜磁石２０の着磁は、第１の実施の形態において説明した着磁装置４００を適用して行える。

なお、磁気センサ５において、軟磁性体層１０５の代わりに磁気センサ２で説明した磁性体層１０６（下層軟磁性体層１０６ａ、反磁界抑制層１０６ｂ及び上層軟磁性体層１０６ｃ）を用いてもよい。また、磁気センサ４において、接続部３２、端子部３３の代わり、又は、接続部３２、端子部３３に重ねて、磁気センサ３で説明した接続導電体部５２、端子導電体部５３を用いてもよい。

以上、第１の実施の形態から第５の実施の形態を説明したが、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、様々な組み合わせや変形を行っても構わない。

１〜５…磁気センサ、１０…基板、２０…薄膜磁石、３０…感受部、３１…感受素子、３２…接続部、３３…端子部、４０、４０ａ、４０ｂ、４１、４１ａ、４１ｂ…ヨーク、
５２…接続導電体部、５３…端子導電体部、１０１…密着層、１０２…制御層、１０３…硬磁性体層、１０４…絶縁層、１０５…軟磁性体層、１０６…磁性体層、１０６ａ…下層軟磁性体層、１０６ｂ…反磁界抑制層、１０６ｃ…上層軟磁性体層、１０７…導電体層、１１１、１１２…レジストパターン、３００…マグネトロンスパッタリング装置、３１０…隔壁、３２０…マグネトロンカソード、３２１…カソード筐体、３２２…ターゲット、３２３…バッキングプレート、３３０…磁気回路、３３１、３３２…磁石、３３３…ヨーク、３４０…チャンバ、３５０…基板ホルダ、３６０…高周波電源、４００…着磁装置、４１０…ステージ、４２０…着磁ヘッド、４２２…ヨーク、４２３…ヨーク、４３０…保持部

Claims (9)

1. 円盤状の非磁性の基板上に、薄膜磁石に加工される硬磁性体層を形成する硬磁性体層形成工程と、
   前記基板上の前記硬磁性体層に積層して、磁界を感受する感受素子に加工される軟磁性体層を形成する軟磁性体層形成工程と、
   前記硬磁性体層を円盤状の前記基板の円周方向に着磁する硬磁性体層着磁工程と
   を含む磁気センサの製造方法。
2. 前記硬磁性体層着磁工程は、
   前記硬磁性体層の保磁力以上の磁界を前記基板の円周方向に沿う方向に発生する着磁部材を、直径方向に移動させつつ、当該基板を中心の周りで回転させることで前記着磁を行うことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
3. 前記着磁部材は、前記円周方向にＮ極とＳ極とが配置され、前記基板より予め定められた距離離れた状態に保持され、前記硬磁性体層の保磁力より大きい磁界を、当該硬磁性体層に与えることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサの製造方法。
4. 前記軟磁性体層形成工程は、
   マグネトロンスパッタリングにより前記軟磁性体層を形成し、当該マグネトロンスパッタリングに用いた磁界により、一軸磁気異方性を前記基板の円周方向と交差する方向に付与することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気センサの製造方法。
5. 前記軟磁性体層形成工程における前記マグネトロンスパッタリングは、前記基板の表面に対向する面内において、当該基板の中心に対して非対称な構造の磁石が回転するカソードを用いて行うことを特徴とする請求項４に記載の磁気センサの製造方法。
6. 前記基板と前記硬磁性体層との間に、当該硬磁性体層の磁気異方性を面内方向に制御する制御層を形成する制御層形成工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気センサの製造方法。
7. 硬磁性体層で構成され、面内方向に着磁された薄膜磁石と、
   前記硬磁性体層に積層された軟磁性体層で構成され、磁界を感受する感受素子と、
   をそれぞれが備える複数の磁気センサを備え、
   複数の前記磁気センサのそれぞれの前記薄膜磁石は、複数の当該磁気センサが形成された円盤状の基板の円周方向に着磁されていることを特徴とする磁気センサ集合体。
8. 前記感受素子は、
   長手方向と短手方向とを備え、当該短手方向が前記薄膜磁石の着磁された方向と交差する方向に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の磁気センサ集合体。
9. 前記感受素子は、
   Ｒｕ又はＲｕ合金から構成される反磁界抑制層を挟んで反強磁性結合した複数の軟磁性体層から構成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の磁気センサ集合体。

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