知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-13
(45)【発行日】2024-02-21
(54)【発明の名称】磁気センサおよび磁気センサの製造方法
(51)【国際特許分類】
G01R 33/02 20060101AFI20240214BHJP
H10N 50/80 20230101ALI20240214BHJP
H10N 50/00 20230101ALI20240214BHJP
【ＦＩ】
G01R33/02 D
H10N50/80
H10N50/00
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019239497
(22)【出願日】2019-12-27
(65)【公開番号】P2021107790
(43)【公開日】2021-07-29
【審査請求日】2022-09-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100173598
【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 桜子
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 大三
(72)【発明者】
【氏名】篠 竜徳
(72)【発明者】
【氏名】坂脇 彰
(72)【発明者】
【氏名】利根川 翔
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 恭成
【審査官】青木 洋平
(56)【参考文献】
【文献】特開平０８－３２０３６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０３１２６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０１９０３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－３１９１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１７６２１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２８４０２８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ ３３／０２
Ｈ１０Ｎ ５０／８０
Ｈ１０Ｎ ５０／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向と短手方向とを有する軟磁性体層と、当該軟磁性体層と比べて導電性が高く当該軟磁性体層の内部を当該長手方向に貫く導電体層とを有し、当該長手方向と交差する方向に一軸磁気異方性を有し、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する複数の感受素子と、前記感受素子の前記導電体層に連続して形成され、前記短手方向に隣接する当該感受素子を直列に接続する接続部と
を備え、
前記感受素子は、前記導電体層と前記軟磁性体層との間に、当該導電体層と当該軟磁性体層との間での元素の拡散を抑制する拡散抑制層をさらに備え、当該拡散抑制層が導電性を有することを特徴とする磁気センサ。
【請求項2】
前記感受素子の前記軟磁性体層は、前記導電体層を軸として周方向に向かう磁化を有する磁区が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項3】
前記接続部は、前記感受素子の前記導電体層に連続する接続導電体層と、当該感受素子の前記拡散抑制層に連続する接続拡散抑制層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項4】
前記感受素子の前記拡散抑制層は、前記長手方向を軸とした前記導電体層の外周に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項5】
前記感受素子の前記拡散抑制層は、銅、モリブデン、炭素、金、白金、ルビジウム、ロジウム、レニウム、パラジウム、ニオブの少なくとも１つからなる請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項6】
軟磁性体を用いて、長手方向と短手方向とを有する短冊状の第１軟磁性体部を複数形成し、前記軟磁性体と比べて導電性が高い材料を用いて、それぞれの前記第１軟磁性体部上に前記長手方向に延びる複数の導電体部と、隣接する当該導電体部を接続する接続部とを同時に形成し、
前記軟磁性体を用いて、前記導電体部を被覆するようにそれぞれの前記第１軟磁性体部上に第２軟磁性体部を形成し、
前記導電体部および前記接続部は、前記軟磁性体と比べて導電性が高い導電体層と、導電性を有する材料からなり、当該導電体層と当該軟磁性体との間での元素の拡散を抑制する拡散抑制層とを続けて成膜することにより形成することを特徴とする磁気センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気センサおよび磁気センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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を備えた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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００８－２４９４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
磁気インピーダンス効果素子として軟磁性体層を有する感受素子を用いた磁気センサでは、感受素子の積層構造によっては、磁気センサからの出力における信号（Signal）と雑音（Noise）との比であるＳＮ比が低下してしまうことがあった。
本発明は、磁気インピーダンス効果を利用した磁気センサの出力におけるＳＮ比の低下を抑制することを目的とする。
本発明は、磁気インピーダンス効果を利用した磁気センサの出力におけるＳＮ比の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明が適用される磁気センサは、長手方向と短手方向とを有する軟磁性体層と、当該軟磁性体層と比べて導電性が高く当該軟磁性体層の内部を当該長手方向に貫く導電体層とを有し、当該長手方向と交差する方向に一軸磁気異方性を有し、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する複数の感受素子と、前記感受素子の前記導電体層に連続して形成され、前記短手方向に隣接する当該感受素子を直列に接続する接続部とを備え、前記感受素子は、前記導電体層と前記軟磁性体層との間に、当該導電体層と当該軟磁性体層との間での元素の拡散を抑制する拡散抑制層をさらに備え、当該拡散抑制層が導電性を有することを特徴とする。
ここで、前記感受素子の前記軟磁性体層は、前記導電体層を軸として周方向に向かう磁化を有する磁区が形成されていることを特徴とすることができる。
また、前記接続部は、前記感受素子の前記導電体層に連続する接続導電体層と、当該感受素子の前記拡散抑制層に連続する接続拡散抑制層とを含むことを特徴とすることができる。
また、前記感受素子の前記拡散抑制層は、前記長手方向を軸とした前記導電体層の外周に設けられていることを特徴とすることができる。
また、前記感受素子の前記拡散抑制層は、銅、モリブデン、炭素、金、白金、ルビジウム、ロジウム、レニウム、パラジウム、ニオブの少なくとも１つからなることを特徴とすることができる。
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される磁気センサの製造方法は、軟磁性体を用いて、長手方向と短手方向とを有する短冊状の第１軟磁性体部を複数形成し、前記軟磁性体と比べて導電性が高い材料を用いて、それぞれの前記第１軟磁性体部上に前記長手方向に延びる複数の導電体部と、隣接する当該導電体部を接続する接続部とを同時に形成し、前記軟磁性体を用いて、前記導電体部を被覆するようにそれぞれの前記第１軟磁性体部上に第２軟磁性体部を形成し、前記導電体部および前記接続部は、前記軟磁性体と比べて導電性が高い導電体層と、導電性を有する材料からなり、当該導電体層と当該軟磁性体との間での元素の拡散を抑制する拡散抑制層とを続けて成膜することにより形成することを特徴とする。
ここで、前記感受素子の前記軟磁性体層は、前記導電体層を軸として周方向に向かう磁化を有する磁区が形成されていることを特徴とすることができる。
また、前記接続部は、前記感受素子の前記導電体層に連続する接続導電体層と、当該感受素子の前記拡散抑制層に連続する接続拡散抑制層とを含むことを特徴とすることができる。
また、前記感受素子の前記拡散抑制層は、前記長手方向を軸とした前記導電体層の外周に設けられていることを特徴とすることができる。
また、前記感受素子の前記拡散抑制層は、銅、モリブデン、炭素、金、白金、ルビジウム、ロジウム、レニウム、パラジウム、ニオブの少なくとも１つからなることを特徴とすることができる。
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される磁気センサの製造方法は、軟磁性体を用いて、長手方向と短手方向とを有する短冊状の第１軟磁性体部を複数形成し、前記軟磁性体と比べて導電性が高い材料を用いて、それぞれの前記第１軟磁性体部上に前記長手方向に延びる複数の導電体部と、隣接する当該導電体部を接続する接続部とを同時に形成し、前記軟磁性体を用いて、前記導電体部を被覆するようにそれぞれの前記第１軟磁性体部上に第２軟磁性体部を形成し、前記導電体部および前記接続部は、前記軟磁性体と比べて導電性が高い導電体層と、導電性を有する材料からなり、当該導電体層と当該軟磁性体との間での元素の拡散を抑制する拡散抑制層とを続けて成膜することにより形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、磁気インピーダンス効果を利用した磁気センサの出力におけるＳＮ比の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】（ａ）～（ｂ）は、本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。
【図2】（ａ）～（ｂ）は、本実施の形態が適用される感受部の構成を説明する図である。
【図3】（ａ）～（ｂ）は、本実施の形態が適用される感受部の構成を説明する図である。
【図4】磁気センサの感受部における感受素子の長手方向に印加された磁界と感受部のインピーダンスとの関係を説明する図である。
【図5】従来の感受素子の構成の一例を示した図であって、感受素子の斜視図である。
【図6】（ａ）～（ｄ）は、従来の磁気センサにおいて、感受素子に印加される磁界Ｈの強さと、感受素子における磁区の変化との関係を説明するための図である。
【図7】感受素子に印加される磁界の強さと、感受素子における磁化の強さとの関係を説明するための図である。
【図8】（ａ）～（ｃ）は、磁気センサの製造方法の一例を示した図である。
【図9】（ｄ）～（ｆ）は、磁気センサの製造方法の一例を示した図である。
【図10】（ａ）～（ｂ）は、他の形態が適用される導電体部および接続部の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１（ａ）～（ｂ）は、本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、磁気センサ１の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＩＢ－ＩＢ線での断面図である。
図１（ｂ）に示すように、本実施の形態が適用される磁気センサ１は、非磁性の基板１０上に設けられた硬磁性体（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）を含んで構成されて磁場を感受する感受部３０とを備える。
磁気センサ１の断面構造については、後に詳述する。
図１（ａ）～（ｂ）は、本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、磁気センサ１の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＩＢ－ＩＢ線での断面図である。
図１（ｂ）に示すように、本実施の形態が適用される磁気センサ１は、非磁性の基板１０上に設けられた硬磁性体（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）を含んで構成されて磁場を感受する感受部３０とを備える。
磁気センサ１の断面構造については、後に詳述する。
【0009】
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。
【0010】
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（ ）内に表記する場合がある。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。他の場合も同様である。
【0011】
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の最上部に形成された感受部３０およびヨーク４０を説明する。
感受部３０は、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。図１（ａ）に示す磁気センサ１の感受部３０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。この感受素子３１が、磁気インピーダンス効果素子である。詳細については後述するが、本実施の形態の感受素子３１は、軟磁性体層１０５と、軟磁性体層１０５の内部を長手方向に貫く導電体部１０６とを有している。
感受素子３１は、例えば、長手方向の長さが１ｍｍ～２ｍｍ、短手方向の幅が５０μｍ～１５０μｍである。また、隣接する感受素子３１同士の間隔は、５０μｍ～１５０μｍである。なお、感受素子３１の短手方向の幅は、隣接する感受素子３１同士の間隔と比較して小さいことが好ましい。
感受部３０は、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。図１（ａ）に示す磁気センサ１の感受部３０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。この感受素子３１が、磁気インピーダンス効果素子である。詳細については後述するが、本実施の形態の感受素子３１は、軟磁性体層１０５と、軟磁性体層１０５の内部を長手方向に貫く導電体部１０６とを有している。
感受素子３１は、例えば、長手方向の長さが１ｍｍ～２ｍｍ、短手方向の幅が５０μｍ～１５０μｍである。また、隣接する感受素子３１同士の間隔は、５０μｍ～１５０μｍである。なお、感受素子３１の短手方向の幅は、隣接する感受素子３１同士の間隔と比較して小さいことが好ましい。
【0012】
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。接続部３２の数は、感受素子３１の数によって異なる。例えば、感受素子３１が３個であれば、接続部３２は２個である。なお、接続部３２の幅は、電圧印加部３により感受部３０に印加するパルス電圧の大きさ等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。詳細については後述するが、本実施の形態の接続部３２は、感受素子３１の導電体部１０６と連続して構成されている。
【0013】
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、電線を接続しうる大きさであればよい。なお、本実施の形態の感受部３０は、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。
【0014】
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をそれぞれ区別しない場合は、ヨーク４０と表記する。ヨーク４０は、感受素子３１の長手方向の端部に磁力線を誘導する。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。なお、感受素子３１の長手方向に磁力線が十分透過する場合には、ヨーク４０を備えなくてもよい。
【0015】
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の大きさは、他の値であってもよい。
【0016】
次に、図１（ｂ）により、磁気センサ１の断面構造を説明する。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）、誘電体層１０４、軟磁性体層１０５を含む感受部３０およびヨーク４０が、この順に配置（積層）されて構成されている。
【0017】
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、あるいは、アルミニウム、ステンレススティール、ニッケルリンメッキを施した金属等の金属基板等が挙げられる。
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。
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。
【0018】
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１０ｎｍ～３００ｎｍである。
【0019】
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１μｍ～３μｍである。
【0020】
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は結晶方位の異なる集合からなる多結晶であり、各結晶が面内方向に磁気異方性を有する。この磁気異方性は結晶磁気異方性に由来するものである。
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。
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。
【0021】
誘電体層１０４は、非磁性の誘電体で構成され、薄膜磁石２０と感受部３０との間を電気的に絶縁する。誘電体層１０４を構成する誘電体としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の酸化物、又は、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ等の窒化物等が挙げられる。また、誘電体層１０４の厚さは、例えば０．１μｍ～３０μｍである。
【0022】
感受部３０の感受素子３１は、軟磁性体層１０５、および導電体層１０６ａと拡散抑制層１０６ｂとを含む導電体部１０６とにより構成される。また、感受部３０の接続部３２は、感受素子３１の導電体部１０６に連続する導電体層１０６ａと拡散抑制層１０６ｂとにより構成される。
以下、感受部３０の感受素子３１および接続部３２の構造について説明する。
以下、感受部３０の感受素子３１および接続部３２の構造について説明する。
【0023】
図２（ａ）～（ｂ）および図３（ａ）～（ｂ）は、本実施の形態が適用される感受部３０の構成を説明する図である。図２（ａ）は、図１（ａ）におけるＩＩＡ－ＩＩＡ線での断面図であって、感受素子３１の断面図である。また、図２（ｂ）は、図１（ａ）におけるＩＩＢ－ＩＩＢ線での断面図であって、接続部３２の断面図である。また、図３（ａ）は、感受素子３１の斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）をＩＩＩＢ方向から見た図である。なお、図３（ａ）～（ｂ）では、感受素子３１の軟磁性体層１０５に形成される磁区構造を合わせて示している。
【0024】
図１（ｂ）、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、本実施の形態のそれぞれの感受素子３１は、軟磁性体層１０５が長手方向に沿って伸びる短冊状に形成されるとともに、軟磁性体層１０５の内部を導電体部１０６が長手方向に貫通している。言い換えると、長手方向に沿って伸びる導電体部１０６の長手方向を軸とした外周面に、軟磁性体層１０５が設けられている。
それぞれの感受素子３１の軟磁性体層１０５は、単体で見た場合には、長手方向を軸とした四角筒状の形状を有している。
それぞれの感受素子３１の軟磁性体層１０５は、単体で見た場合には、長手方向を軸とした四角筒状の形状を有している。
【0025】
また、それぞれの感受素子３１の導電体部１０６は、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、導電体層１０６ａの上下に拡散抑制層１０６ｂが積層されている。言い換えると、導電体部１０６は、拡散抑制層１０６ｂ、導電体層１０６ａ、拡散抑制層１０６ｂがこの順で積層されて構成されている。付言すると、導電体部１０６の拡散抑制層１０６ｂは、導電体層１０６ａと軟磁性体層１０５との間に積層されている。
【0026】
軟磁性体層１０５としては、Ｃｏを主成分と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、軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金と表記する。）を用いるのがよい。軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金としては、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＦｅＴａ、ＣｏＷＺｒ等が挙げられる。
軟磁性体層１０５の厚さとしては、例えば、以下の範囲とすることができる。すなわち、軟磁性体層１０５の下面（軟磁性体層１０５と誘電体層１０４との界面）から導電体部１０６の下面までの厚さ、および導電体部１０６の上面から軟磁性体層１０５の上面までの厚さを、それぞれ、２５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲とすることができる。軟磁性体層１０５は、軟磁性体層１０５の下面から導電体部１０６の下面までの厚さと、導電体部１０６の上面から軟磁性体層１０５の上面までの厚さとが、互いに等しいことが好ましい。
軟磁性体層１０５の厚さとしては、例えば、以下の範囲とすることができる。すなわち、軟磁性体層１０５の下面（軟磁性体層１０５と誘電体層１０４との界面）から導電体部１０６の下面までの厚さ、および導電体部１０６の上面から軟磁性体層１０５の上面までの厚さを、それぞれ、２５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲とすることができる。軟磁性体層１０５は、軟磁性体層１０５の下面から導電体部１０６の下面までの厚さと、導電体部１０６の上面から軟磁性体層１０５の上面までの厚さとが、互いに等しいことが好ましい。
【0027】
導電体部１０６の導電体層１０６ａとしては、軟磁性体層１０５と比べて導電性が高い金属を用いることが好ましく、導電性が高く且つ非磁性の金属を用いることがより好ましい。具体的には、導電体層１０６ａとしては、銀、アルミニウム、銅、白金、金等の金属を用いるのがよい。本実施の形態の感受素子３１は、導電体層１０６ａを有することにより、抵抗が小さくなる。
導電体層１０６ａの厚さとしては、例えば、５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲とすることができ、上述した軟磁性体層１０５の厚さよりも小さいことが好ましい。
導電体層１０６ａの厚さとしては、例えば、５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲とすることができ、上述した軟磁性体層１０５の厚さよりも小さいことが好ましい。
【0028】
導電体部１０６の拡散抑制層１０６ｂは、導電体層１０６ａを構成する金属が軟磁性体層１０５へ拡散するのを抑制する作用（拡散抑制作用）、および、磁気センサ１の製造工程等において導電体層１０６ａが酸化するのを抑制する作用（酸化抑制作用）を有する。拡散抑制層１０６ｂとしては、導電体層１０６ａを構成する金属と比べて軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金に含まれるＣｏと混ざりにくい元素、または導電体層１０６ａを構成する金属と比べて空気中で変質しにくい元素が用いられる。拡散抑制層１０６ｂを構成する材料は、Ｃｏと混ざりにくい元素として具体的には、銅、モリブデン、金、炭素等が挙げられ、空気中で変質しにくい元素として具体的には、金、白金、ルビジウム、ロジウム、レニウム、パラジウム、ニオブ等の貴金属が挙げられる。
【0029】
拡散抑制層１０６ｂの厚さとしては、例えば、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲とすることができる。拡散抑制層１０６ｂの厚さが１ｎｍ未満である場合、拡散抑制層１０６ｂによる拡散抑制作用および酸化抑制作用が不十分となるおそれがある。また、拡散抑制層１０６ｂの厚さが５０ｎｍを超える場合、導電体部１０６により感受素子３１の抵抗を低減させる作用が不十分となったり、感受素子３１が大型化したりするおそれがある。
【0030】
また、導電体部１０６の短手方向の幅は、軟磁性体層１０５の短手方向の幅（すなわち、感受素子３１の短手方向の幅）よりも小さければ、特に限定されないが、例えば、１０μｍ～１００μｍ程度とすることができる。
【0031】
そして、感受素子３１は、長手方向に交差する方向、例えば長手方向に直交する短手方向（すなわち、感受素子３１の幅方向）に、一軸磁気異方性が付与されている。なお、長手方向に交差する方向とは、長手方向に対して４５°を超えた角度を有すればよい。
【0032】
接続部３２は、導電体部１０６に連続する導電体層１０６ａおよび拡散抑制層１０６ｂにより構成される。それぞれの接続部３２は、図２（ｂ）に示すように、拡散抑制層１０６ｂ、導電体層１０６ａ、拡散抑制層１０６ｂがこの順で積層されている。また、図示は省略するが、端子部３３も、接続部３２に連続する導電体層１０６ａおよび拡散抑制層１０６ｂにより構成される。なお、導電体層１０６ａのうち接続部３２を構成する部分が接続導電体層に対応し、拡散抑制層１０６ｂのうち接続部３２を構成する部分が接続拡散抑制層に対応する。
そして、接続部３２および端子部３３が拡散抑制層１０６ｂを有することで、導電体層１０６ａの酸化が抑制される。
そして、接続部３２および端子部３３が拡散抑制層１０６ｂを有することで、導電体層１０６ａの酸化が抑制される。
【0033】
本実施の形態の磁気センサ１では、接続部３２と端子部３３と感受素子３１の導電体部１０６とが、導電性を有する導電体層１０６ａと拡散抑制層１０６ｂとにより一体に構成されている。これにより、磁気センサ１では、一方の端子部３３から、複数の感受素子３１および接続部３２を介して、他方の端子部３３に電流を流すことができる。
【0034】
図１（ａ）、（ｂ）に戻り、密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３、および誘電体層１０４は、平面形状が四角形（図１参照）になるように加工されている。そして、露出した側面のうち、対向する２つの側面において、薄膜磁石２０がＮ極（図１（ｂ）における（Ｎ））およびＳ極（図１（ｂ）における（Ｓ））となっている。なお、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。ここで、長手方向を向くとは、Ｎ極とＳ極とを結ぶ線と長手方向とがなす角度が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がなす角度は、小さいほどよい。
【0035】
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、一旦磁気センサ１の外部に出る。そして、一部の磁力線が、ヨーク４０ａを介して感受素子３１を透過し、ヨーク４０ｂを介して再び外部に出る。そして、感受素子３１を透過した磁力線が透過しない磁力線とともに薄膜磁石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（後述するバイアス磁界Ｈｂ）を印加する。
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。
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。
【0036】
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に磁界を集中させる（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さらなる向上を図っている。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。
【0037】
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。
【0038】
（磁気センサ１の作用）
続いて、磁気センサ１の作用について説明する。図４は、磁気センサ１の感受部３０における感受素子３１の長手方向に印加された磁界と感受部３０のインピーダンスとの関係を説明する図である。図４において、横軸が磁界Ｈ、縦軸がインピーダンスＺである。感受部３０のインピーダンスＺは、２個の端子部３３間に高周波電流を流して測定される。
続いて、磁気センサ１の作用について説明する。図４は、磁気センサ１の感受部３０における感受素子３１の長手方向に印加された磁界と感受部３０のインピーダンスとの関係を説明する図である。図４において、横軸が磁界Ｈ、縦軸がインピーダンスＺである。感受部３０のインピーダンスＺは、２個の端子部３３間に高周波電流を流して測定される。
【0039】
図４に示すように、感受部３０のインピーダンスＺは、感受素子３１の長手方向に印加する磁界Ｈが大きくなるにしたがい大きくなる。しかし、印加する磁界Ｈが感受素子３１の異方性磁界Ｈｋより小さい範囲において、磁界Ｈの変化量ΔＨに対してインピーダンスＺの変化量ΔＺが急峻な部分（ΔＺ／ΔＨが大きい）を用いれば、磁界Ｈの微弱な変化をインピーダンスＺの変化量ΔＺとして取り出すことができる。図４では、ΔＺ／ΔＨが大きい磁界Ｈの中心を磁界Ｈｂとして示している。つまり、磁界Ｈｂの近傍（図４で矢印で示す範囲）における磁界Ｈの変化量（ΔＨ）が高精度に測定できる。磁界Ｈｂは、バイアス磁界と呼ばれることがある。
【0040】
（従来の磁気センサにおいて生じうる課題）
ところで、磁気インピーダンス効果素子として感受素子３１を備える従来の磁気センサでは、感受素子３１の抵抗を低下させて磁気センサの感度を向上させるために、感受素子３１に軟磁性体層１０５と比べて導電性の高い導電体層１０６ａを設ける場合がある。図５は、従来の感受素子３１の構成の一例を示した図であって、感受素子３１の斜視図である。なお、図５では、感受素子３１の軟磁性体層１０５に形成される磁区構造を合わせて示している。
図５に示す従来の感受素子３１は、２層の軟磁性体層１０５の間に１層の導電体層１０６ａが積層されている。
ところで、磁気インピーダンス効果素子として感受素子３１を備える従来の磁気センサでは、感受素子３１の抵抗を低下させて磁気センサの感度を向上させるために、感受素子３１に軟磁性体層１０５と比べて導電性の高い導電体層１０６ａを設ける場合がある。図５は、従来の感受素子３１の構成の一例を示した図であって、感受素子３１の斜視図である。なお、図５では、感受素子３１の軟磁性体層１０５に形成される磁区構造を合わせて示している。
図５に示す従来の感受素子３１は、２層の軟磁性体層１０５の間に１層の導電体層１０６ａが積層されている。
【0041】
このように、従来の感受素子３１では、導電体層１０６ａを設けることで抵抗を低下させることができる。しかしながら、図５に示す従来の感受素子３１を有する従来の磁気センサでは、磁気センサからの出力における信号（Signal）と雑音（Noise）との比であるＳＮ比が低下してしまう場合がある。これは、図５に示すように、磁化の向きが環状を呈する還流磁区（詳細については後述する。）が軟磁性体層１０５の面内に形成され、磁界Ｈｂの近傍において、磁界Ｈの変化に伴って還流磁区を構成する磁壁が移動することによるものと推測される。
以下、感受素子３１に形成される還流磁区によって磁気センサのＳＮ比が低下する現象について、具体的に説明する。
以下、感受素子３１に形成される還流磁区によって磁気センサのＳＮ比が低下する現象について、具体的に説明する。
【0042】
図６（ａ）～（ｄ）は、従来の磁気センサにおいて、感受素子３１に印加される磁界Ｈの強さと、感受素子３１における磁区の変化との関係を説明するための図である。なお、ここでは、磁界Ｈが０である初期状態において、既に、感受素子３１の短手方向に一軸磁気異方性が付与されているものとする。
【0043】
図６（ａ）は、磁界Ｈが０に近い非常に弱い状態（「初透磁率範囲」と称する、詳細は後述する）における、感受素子３１の磁区構造の一例を示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す状態よりも磁界Ｈを強くした状態（「不可逆磁壁移動範囲」と称する、詳細は後述する）における、感受素子３１の磁区構造の一例を示している。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す状態よりも磁界Ｈを強くした状態（「回転磁化範囲」と称する、詳細は後述する）における、感受素子３１の磁区構造の一例を示している。図６（ｄ）は、図６（ｃ）に示す状態よりも磁界Ｈを強くした状態（「飽和」と称する、詳細は後述する）における、感受素子３１の磁区構造の一例を示している。
【0044】
図７は、感受素子３１に印加される磁界の強さと、感受素子３１における磁化の強さとの関係を説明するための図である。図７において、横軸は磁界Ｈ（Ｏｅ）であり、縦軸は磁化Ｍ（ａ．ｕ．）である。なお、図７には、これら磁界Ｈおよび磁化Ｍと、上記「初透磁率範囲」、「不可逆磁壁移動範囲」、「回転磁化範囲」および「飽和」との関係も示されている。
【0045】
外部から感受素子３１に印加される磁界Ｈが、０から磁壁移動磁界Ｈｗ（詳細は後述する）に至るまでの範囲を、「初透磁率範囲」という。
初透磁率範囲において、感受素子３１には、それぞれの磁化Ｍの向きが異なる複数の磁区が形成されている。より具体的に説明すると、感受素子３１は、磁化Ｍの向きが磁化容易軸方向（短手方向）を向く第１の磁区Ｄ１および第２の磁区Ｄ２と、磁化Ｍの向きが磁化困難軸方向（長手方向）を向く第３の磁区Ｄ３および第４の磁区Ｄ４とを有している。このとき、第１の磁区Ｄ１および第２の磁区Ｄ２は互いに逆向きであり、第３の磁区Ｄ３および第４の磁区Ｄ４も互いに逆向きである。そして、これら４つの磁区は、図中時計回り方向に、「第１の磁区Ｄ１」→「第３の磁区Ｄ３」→「第２の磁区Ｄ２」→「第４の磁区Ｄ４」→「第１の磁区Ｄ１」となるように循環して配置される。その結果、これら４つの磁区は、全体としてみたときに、磁化Ｍの向きが環状を呈する還流磁区を形成している。
初透磁率範囲において、感受素子３１には、それぞれの磁化Ｍの向きが異なる複数の磁区が形成されている。より具体的に説明すると、感受素子３１は、磁化Ｍの向きが磁化容易軸方向（短手方向）を向く第１の磁区Ｄ１および第２の磁区Ｄ２と、磁化Ｍの向きが磁化困難軸方向（長手方向）を向く第３の磁区Ｄ３および第４の磁区Ｄ４とを有している。このとき、第１の磁区Ｄ１および第２の磁区Ｄ２は互いに逆向きであり、第３の磁区Ｄ３および第４の磁区Ｄ４も互いに逆向きである。そして、これら４つの磁区は、図中時計回り方向に、「第１の磁区Ｄ１」→「第３の磁区Ｄ３」→「第２の磁区Ｄ２」→「第４の磁区Ｄ４」→「第１の磁区Ｄ１」となるように循環して配置される。その結果、これら４つの磁区は、全体としてみたときに、磁化Ｍの向きが環状を呈する還流磁区を形成している。
【0046】
また、マクロ的にみれば、感受素子３１では、複数の還流磁区が長手方向に沿って並べて配置されている。そして、各還流磁区では、上述した磁化容易軸と磁化困難軸との関係に基づき、磁化容易軸に沿う第１の磁区Ｄ１および第２の磁区Ｄ２の各面積が、磁化困難軸に沿う第３の磁区Ｄ３および第４の磁区Ｄ４の各面積よりも大きくなっている。
【0047】
そして、初透磁率範囲では、磁界Ｈの変化に対して各還流磁区を構成する各磁区がそのままの状態に維持される。換言すれば、磁界Ｈが０～磁壁移動磁界Ｈｗにある場合、磁界Ｈが増加したとしても、図６（ａ）に示す磁区構造は変化しないままである。
【0048】
外部から感受素子３１に印加される磁界Ｈが、磁壁移動磁界Ｈｗから磁化回転磁界Ｈｒ（詳細は後述する）に至るまでの範囲を、「不可逆磁壁移動範囲」という。
磁界Ｈが、感受素子３１を構成する軟磁性体層１０５の特性（材料、構造、寸法など）に基づいて定まる磁壁移動磁界Ｈｗを超えると、各還流磁区では、隣接する磁区同士の間に存在する磁壁の位置が磁界Ｈの作用に伴って移動する、磁壁移動が生じる。このとき、各還流磁区では、磁界Ｈと磁化Ｍの向きとが同じ第４の磁区Ｄ４と、第４の磁区Ｄ４に隣接する第１、第２の磁区Ｄ１、Ｄ２との間に存在する磁壁が、第４の磁区Ｄ４の面積を増加させる側に移動する。また、磁界Ｈと磁化Ｍの向きとが逆の第３の磁区Ｄ３と、第３の磁区Ｄ３に隣接する第１、第２の磁区Ｄ１、Ｄ２との間に存在する磁壁が、第３の磁区Ｄ３の面積を減少させる側に移動する。その結果、第４の磁区Ｄ４の面積は、図６（ａ）に示す初透磁率範囲のときよりも増加し、残りの第１の磁区Ｄ１～第３の磁区Ｄ３の各面積は、初透磁率範囲のときよりも減少する。
磁界Ｈが、感受素子３１を構成する軟磁性体層１０５の特性（材料、構造、寸法など）に基づいて定まる磁壁移動磁界Ｈｗを超えると、各還流磁区では、隣接する磁区同士の間に存在する磁壁の位置が磁界Ｈの作用に伴って移動する、磁壁移動が生じる。このとき、各還流磁区では、磁界Ｈと磁化Ｍの向きとが同じ第４の磁区Ｄ４と、第４の磁区Ｄ４に隣接する第１、第２の磁区Ｄ１、Ｄ２との間に存在する磁壁が、第４の磁区Ｄ４の面積を増加させる側に移動する。また、磁界Ｈと磁化Ｍの向きとが逆の第３の磁区Ｄ３と、第３の磁区Ｄ３に隣接する第１、第２の磁区Ｄ１、Ｄ２との間に存在する磁壁が、第３の磁区Ｄ３の面積を減少させる側に移動する。その結果、第４の磁区Ｄ４の面積は、図６（ａ）に示す初透磁率範囲のときよりも増加し、残りの第１の磁区Ｄ１～第３の磁区Ｄ３の各面積は、初透磁率範囲のときよりも減少する。
【0049】
また、不可逆磁壁移動範囲における磁壁の移動は、磁界Ｈの増加に伴って不連続に生じる。その結果、磁界Ｈに対する感受素子３１全体での磁化Ｍの変化は、図７に要部を拡大して示すように、直線状や曲線状ではなく、階段状（ギザギザ状）となる。なお、このような磁界Ｈと磁化Ｍとの関係は、バルクハウゼン効果と呼ばれている。
【0050】
そして、不可逆磁壁移動範囲では、磁界Ｈの変化に対して各還流磁区を構成する各磁区の面積比が徐々に変化していく状態が続く。より具体的に説明すると、磁界Ｈが磁壁移動磁界Ｈｗ～磁化回転磁界Ｈｒにある場合、磁界Ｈの増加に伴って、第４の磁区Ｄ４の面積は漸次増加していき、第１の磁区Ｄ１～第３の磁区Ｄ３の各面積は漸次減少していく。
【0051】
外部から印加される磁界Ｈが、磁化回転磁界Ｈｒから異方性磁界Ｈｋに至るまでの範囲を、「回転磁化範囲」という。
磁界Ｈが、感受素子３１を構成する軟磁性体層１０５の特性（材料、構造、寸法など）に基づいて定まる磁化回転磁界Ｈｒを超えると、各還流磁区では、隣接する磁区同士の間に存在する磁壁の位置が略固定された状態で、磁化Ｍの向きが磁界Ｈの向きとは異なる第１～第３の磁区Ｄ１～Ｄ３のそれぞれにおいて、磁化Ｍの向きが磁界Ｈの向きと同じ側を向くように徐々に回転していく、磁化回転が生じる。このとき、第４の磁区Ｄ４は、自身の磁化の向きが既に磁界Ｈの向きと一致していることから、そのままの状態を維持する。
磁界Ｈが、感受素子３１を構成する軟磁性体層１０５の特性（材料、構造、寸法など）に基づいて定まる磁化回転磁界Ｈｒを超えると、各還流磁区では、隣接する磁区同士の間に存在する磁壁の位置が略固定された状態で、磁化Ｍの向きが磁界Ｈの向きとは異なる第１～第３の磁区Ｄ１～Ｄ３のそれぞれにおいて、磁化Ｍの向きが磁界Ｈの向きと同じ側を向くように徐々に回転していく、磁化回転が生じる。このとき、第４の磁区Ｄ４は、自身の磁化の向きが既に磁界Ｈの向きと一致していることから、そのままの状態を維持する。
【0052】
そして、回転磁化範囲では、磁界Ｈの変化に対して各還流磁区を構成する各磁区の面積比はほぼ変わらない一方、第１～第３の磁区Ｄ１～Ｄ３の磁化Ｍの向きが徐々に変化していく状態が続く。より具体的に説明すると、磁界Ｈが磁化回転磁界Ｈｒ～異方性磁界Ｈｋにある場合、磁界Ｈの増加に伴って、第４の磁区Ｄ４の磁化Ｍの向きは変わらないものの、他の第１～第３の磁区Ｄ１～Ｄ３の各磁化Ｍの向きは磁界Ｈの向きと一致する側に向かって徐々に回転していく。
【0053】
ただし、回転磁化範囲では、第１～第３の磁区Ｄ１～Ｄ３における各磁化Ｍの向きの回転が連続的に生じる。したがって、回転磁化範囲では、磁界Ｈに対する感受素子３１全体での磁化Ｍの変化は、図７に示したように曲線状となる。そして、回転磁化範囲では、磁界Ｈの増加に対する感受素子３１全体での磁化Ｍの増加は、磁界Ｈの増加に伴って鈍化し、最大値となる異方性磁界Ｈｋの近傍において略平坦となる。
【0054】
外部から印加される磁界Ｈが、異方性磁界Ｈｋを超えた領域を、「飽和」という。
磁界Ｈが、上記異方性磁界Ｈｋを超えると、各還流磁区における磁化Ｍの向きが、磁界Ｈの向きすなわち第４の磁区Ｄ４における磁化Ｍの向きに揃う。その結果として、隣接する磁区同士の間に存在していた磁壁が消滅し、感受素子３１が１つの磁区（単磁区）で形成されることになる。
磁界Ｈが、上記異方性磁界Ｈｋを超えると、各還流磁区における磁化Ｍの向きが、磁界Ｈの向きすなわち第４の磁区Ｄ４における磁化Ｍの向きに揃う。その結果として、隣接する磁区同士の間に存在していた磁壁が消滅し、感受素子３１が１つの磁区（単磁区）で形成されることになる。
【0055】
また、飽和では、複数の還流磁区を備えた構成から単磁区を備えた構成へと磁区構造が変化したことに伴い、磁界Ｈの変化に対して感受素子３１全体の磁化Ｍが変化しなくなって、略一定の値をとるようになる。
【0056】
通常、磁気センサでは、磁界Ｈの変化量ΔＨに対するインピーダンスＺの変化量ΔＺが大きい領域に設定する。その領域が、不可逆磁壁移動範囲に該当する。そして、不可逆磁壁移動範囲では、感受素子３１の軟磁性体層１０５に還流磁区が形成されていると、磁界Ｈの変化に伴って、還流磁区を構成する磁壁が階段状に不連続に移動するバルクハウゼン効果が生じる。この感受素子３１における磁壁の不連続な移動がノイズとなり、磁気センサから得られる出力におけるＳＮ比が低下するものと推測される。
したがって、磁壁の不連続な移動に伴うノイズを低減し、磁気センサから得られる出力におけるＳＮ比の低下を抑制するためには、感受素子３１に還流磁区が形成されないようにすることが好ましい。
したがって、磁壁の不連続な移動に伴うノイズを低減し、磁気センサから得られる出力におけるＳＮ比の低下を抑制するためには、感受素子３１に還流磁区が形成されないようにすることが好ましい。
【0057】
（本実施の形態の感受素子３１の磁区構造）
これに対し、本実施の形態の磁気センサ１では、上述したように、感受素子３１が、軟磁性体層１０５の内部を導電体部１０６が長手方向に貫通する構成を有している。これにより、感受素子３１に還流磁区が形成されにくくしている。
以下、図３（ａ）～（ｂ）に示す本実施の形態の感受素子３１の磁区構造について説明する。
これに対し、本実施の形態の磁気センサ１では、上述したように、感受素子３１が、軟磁性体層１０５の内部を導電体部１０６が長手方向に貫通する構成を有している。これにより、感受素子３１に還流磁区が形成されにくくしている。
以下、図３（ａ）～（ｂ）に示す本実施の形態の感受素子３１の磁区構造について説明する。
【0058】
図３（ａ）に示すように、本実施の形態の感受素子３１では、四角筒状の軟磁性体層１０５に、長手方向に並び、それぞれが導電体層１０６ａの外周を囲む複数の磁区Ｄａ、Ｄｂが形成されている。付言すると、軟磁性体層１０５には、磁化Ｍの向きが互いに異なる複数の磁区Ｄａと複数の磁区Ｄｂとが、長手方向に交互に並んで形成されている。
それぞれの磁区Ｄａ、Ｄｂでは、磁化Ｍが長手方向を軸とした周方向を向いている。より具体的には、図３（ａ）における矢印Ａ方向から見た場合に、磁区Ｄａでは、磁化Ｍが時計方向を向いている。また、磁区Ｄａに隣接する磁区Ｄｂでは、磁化Ｍが反時計方向を向いている。
それぞれの磁区Ｄａ、Ｄｂでは、磁化Ｍが長手方向を軸とした周方向を向いている。より具体的には、図３（ａ）における矢印Ａ方向から見た場合に、磁区Ｄａでは、磁化Ｍが時計方向を向いている。また、磁区Ｄａに隣接する磁区Ｄｂでは、磁化Ｍが反時計方向を向いている。
【0059】
そして、本実施の形態の軟磁性体層１０５では、還流磁区のように複数の磁区（第１～第４の磁区Ｄ１～Ｄ４、図６（ａ）等参照）を全体としてみた場合に磁化Ｍの向きが環状を呈するのではなく、それぞれの磁区Ｄａ、Ｄｂにおいて磁化Ｍの向きが環状を呈している。
これにより、本実施の形態の感受素子３１では、軟磁性体層１０５が還流磁区を有する場合と比べて、軟磁性体層１０５に形成される磁壁が少なくなる。この結果、磁壁の不連続な移動に伴うノイズが抑制され、磁気センサ１から得られる出力におけるＳＮ比の低下を抑制できる。
これにより、本実施の形態の感受素子３１では、軟磁性体層１０５が還流磁区を有する場合と比べて、軟磁性体層１０５に形成される磁壁が少なくなる。この結果、磁壁の不連続な移動に伴うノイズが抑制され、磁気センサ１から得られる出力におけるＳＮ比の低下を抑制できる。
【0060】
（磁気センサ１の製造方法について）
次に、磁気センサ１の製造方法の一例を説明する。図８（ａ）～（ｃ）および図９（ｄ）～（ｆ）は、磁気センサ１の製造方法の一例を示した図である。なお、図８（ａ）～（ｃ）および図９（ｄ）～（ｆ）は、代表的内工程であって、図８（ａ）～（ｃ）、図９（ｄ）～（ｆ）の順に進む。また、図８（ａ）～（ｃ）および図９（ｄ）～（ｆ）は、図１（ｂ）に示す断面図に対応する。
次に、磁気センサ１の製造方法の一例を説明する。図８（ａ）～（ｃ）および図９（ｄ）～（ｆ）は、磁気センサ１の製造方法の一例を示した図である。なお、図８（ａ）～（ｃ）および図９（ｄ）～（ｆ）は、代表的内工程であって、図８（ａ）～（ｃ）、図９（ｄ）～（ｆ）の順に進む。また、図８（ａ）～（ｃ）および図９（ｄ）～（ｆ）は、図１（ｂ）に示す断面図に対応する。
【0061】
基板１０は、上述したように、非磁性材料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、あるいは、アルミニウム、ステンレススティール、ニッケルリンメッキなどを施した金属等の金属基板である。基板１０には、研磨機などを用いて、例えば曲率半径Ｒａが０．１ｎｍ～１００ｎｍの筋状の溝又は筋状の凹凸が設けられていてもよい。なお、この筋状の溝又は筋状の凹凸の筋の方向は、硬磁性体層１０３によって構成される薄膜磁石２０のＮ極とＳ極とを結ぶ方向に設けられているとよい。このようにすることで、硬磁性体層１０３における結晶成長が、溝の方向へ促進される。よって、硬磁性体層１０３により構成される薄膜磁石２０の磁化容易軸がより溝方向（薄膜磁石２０のＮ極とＳ極とを結ぶ方向）に向きやすい。つまり、薄膜磁石２０の着磁をより容易にする。
【0062】
ここでは、基板１０は、一例として直径約９５ｍｍ、厚さ約０．５ｍｍのガラスとして説明する。磁気センサ１の平面形状が数ｍｍ角である場合、基板１０上には、複数の磁気センサ１が一括して製造され、後に個々の磁気センサ１に分割（切断）される。
【0063】
基板１０を洗浄した後、図８（ａ）に示すように、基板１０の一方の面（以下、表面と表記する。）上に、密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３及び誘電体層１０４を順に成膜（堆積）して、積層体を形成する。
【0064】
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を順に連続して成膜（堆積）する。この成膜は、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。
【0065】
なお、密着層１０１の成膜では、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を成膜する前に、基板１０を加熱してもよい。
【0066】
次に、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の酸化物、又は、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ等の窒化物等である誘電体層１０４を成膜（堆積）する。誘電体層１０４の成膜は、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。
【0067】
次に、感受部３０の感受素子３１が形成される部分を開口とするフォトレジストによるパターン（レジストパターン）を、公知のフォトリソグラフィ技術により形成する。
続いて、図８（ｂ）に示すように、感受素子３１の軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金を成膜（堆積）する。軟磁性体層１０５の成膜は、例えばスパッタリング法を用いて行える。
その後、レジストパターンを除去するとともに、レジストパターン上の軟磁性体層１０５を除去（リフトオフ）する。これにより、誘電体層１０４上に、第１軟磁性体部の一例としての軟磁性体層１０５が形成される。
続いて、図８（ｂ）に示すように、感受素子３１の軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金を成膜（堆積）する。軟磁性体層１０５の成膜は、例えばスパッタリング法を用いて行える。
その後、レジストパターンを除去するとともに、レジストパターン上の軟磁性体層１０５を除去（リフトオフ）する。これにより、誘電体層１０４上に、第１軟磁性体部の一例としての軟磁性体層１０５が形成される。
【0068】
次に、感受部３０の感受素子３１、接続部３２および端子部３３が形成される部分を開口とするフォトレジストによるパターン（レジストパターン）を、公知のフォトリソグラフィ技術により形成する。なお、本実施の形態では、レジストパターンにおいて感受素子３１が形成される部分の開口は、短手方向の幅が、図８（ｂ）で形成した軟磁性体層１０５の短手方向の幅よりも小さくなるようにする。
続いて、導電体層１０６ａおよび拡散抑制層１０６ｂを成膜（堆積）し、図８（ｃ）に示すように、感受素子３１の導電体部１０６、接続部３２および端子部３３を形成する。
続いて、導電体層１０６ａおよび拡散抑制層１０６ｂを成膜（堆積）し、図８（ｃ）に示すように、感受素子３１の導電体部１０６、接続部３２および端子部３３を形成する。
【0069】
具体的には、まず、図８（ｃ－１）に示すように、拡散抑制層１０６ｂを成膜する。
次いで、図８（ｃ－２）に示すように、拡散抑制層１０６ｂ上に導電体層１０６ａを成膜する。ここで、導電体層１０６ａを構成する銀、アルミニウム等の金属は、軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金に拡散しやすい性質を有している。これに対し、本実施の形態では、導電体層１０６ａを成膜する前に、図８（ｂ）で示した軟磁性体層１０５上に拡散抑制層１０６ｂを成膜している。これにより、図８（ｃ－２）に示すように、軟磁性体層１０５上に直接、導電体層１０６ａが積層されることが防止され、導電体層１０６ａを構成する金属の軟磁性体層１０５への拡散が抑制される。
次いで、図８（ｃ－２）に示すように、拡散抑制層１０６ｂ上に導電体層１０６ａを成膜する。ここで、導電体層１０６ａを構成する銀、アルミニウム等の金属は、軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金に拡散しやすい性質を有している。これに対し、本実施の形態では、導電体層１０６ａを成膜する前に、図８（ｂ）で示した軟磁性体層１０５上に拡散抑制層１０６ｂを成膜している。これにより、図８（ｃ－２）に示すように、軟磁性体層１０５上に直接、導電体層１０６ａが積層されることが防止され、導電体層１０６ａを構成する金属の軟磁性体層１０５への拡散が抑制される。
【0070】
次いで、図８（ｃ－３）に示すように、導電体層１０６ａ上に拡散抑制層１０６ｂを成膜する。
図８（ｃ－１）～（ｃ－３）に示した導電体層１０６ａおよび拡散抑制層１０６ｂの成膜は、例えばスパッタリング法を用いて行える。また、スパッタリング法を用いて導電体層１０６ａおよび拡散抑制層１０６ｂの成膜を行う場合、図８（ｃ－２）に示した導電体層１０６ａの成膜と図８（ｃ－３）に示した拡散抑制層１０６ｂの成膜とは、基板１０をスパッタリング装置から出すことなく連続して行うことが好ましい。導電体層１０６ａを構成する金属は、空気中で酸化しやすい傾向がある。これに対し、導電体層１０６ａを成膜した後、連続して導電体層１０６ａ上に拡散抑制層１０６ｂを成膜することで、導電体層１０６ａの上面が露出した状態で空気中にさらされることが防止され、導電体層１０６ａの酸化が抑制される。
図８（ｃ－１）～（ｃ－３）に示した導電体層１０６ａおよび拡散抑制層１０６ｂの成膜は、例えばスパッタリング法を用いて行える。また、スパッタリング法を用いて導電体層１０６ａおよび拡散抑制層１０６ｂの成膜を行う場合、図８（ｃ－２）に示した導電体層１０６ａの成膜と図８（ｃ－３）に示した拡散抑制層１０６ｂの成膜とは、基板１０をスパッタリング装置から出すことなく連続して行うことが好ましい。導電体層１０６ａを構成する金属は、空気中で酸化しやすい傾向がある。これに対し、導電体層１０６ａを成膜した後、連続して導電体層１０６ａ上に拡散抑制層１０６ｂを成膜することで、導電体層１０６ａの上面が露出した状態で空気中にさらされることが防止され、導電体層１０６ａの酸化が抑制される。
【0071】
その後、レジストパターンを除去するとともに、レジストパターン上の導電体層１０６ａおよび拡散抑制層１０６ｂを除去することで、図８（ｃ）に示したように、感受素子３１の導電体部１０６、接続部３２および端子部３３（図１（ａ）参照）が形成される。
【0072】
次に、感受部３０の感受素子３１が形成される部分を開口とするフォトレジストによるパターン（レジストパターン）を、公知のフォトリソグラフィ技術により形成する。ここでは、レジストパターンにおいて感受素子３１が形成される部分の開口は、短手方向の幅が、図８（ｂ）で形成した軟磁性体層１０５の短手方向の幅と等しくなるようにする。
続いて、図９（ａ）に示すように、感受素子３１の軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金を成膜（堆積）する。具体的には、図８（ｃ）で形成した導電体部１０６の側面および上面を覆うように、軟磁性体層１０５を成膜する。軟磁性体層１０５の成膜は、例えばスパッタリング法を用いて行える。
続いて、図９（ａ）に示すように、感受素子３１の軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金を成膜（堆積）する。具体的には、図８（ｃ）で形成した導電体部１０６の側面および上面を覆うように、軟磁性体層１０５を成膜する。軟磁性体層１０５の成膜は、例えばスパッタリング法を用いて行える。
【0073】
ここで、導電体部１０６では、上述したように、導電体層１０６ａの上面に拡散抑制層１０６ｂが成膜されている。これにより、図９（ａ）において導電体部１０６の上面に軟磁性体層１０５を成膜した場合であっても、導電体層１０６ａを構成する金属の軟磁性体層１０５への拡散が抑制される。
【0074】
その後、レジストパターンを除去するとともに、レジストパターン上の軟磁性体層１０５を除去（リフトオフ）する。これにより、第２軟磁性体部の一例としての軟磁性体層１０５が形成され、軟磁性体層１０５の内部を導電体部１０６が長手方向に貫通する感受素子３１が形成される。
【0075】
次に、ヨーク４０が形成される部分を開口とするフォトレジストによるパターン（レジストパターン）を、公知のフォトリソグラフィ技術により形成する。
そして、軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金を成膜（堆積）する。
そして、軟磁性体層１０５を構成するＣｏ合金を成膜（堆積）する。
【0076】
その後、レジストパターンを除去するとともに、レジストパターン上の軟磁性体層１０５を除去（リフトオフ）する。これにより、図９（ｅ）に示すように、軟磁性体層１０５によるヨーク４０が形成される。
【0077】
この後、感受素子３１を構成する軟磁性体層１０５には、感受部３０の感受素子３１（図１（ａ）参照）の幅方向（短手方向）に一軸磁気異方性を付与する。この軟磁性体層１０５への一軸磁気異方性の付与は、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）とで行える。この時、ヨーク４０を構成する軟磁性体層１０５にも同様の一軸磁気異方性が付与される。しかし、ヨーク４０は、磁気回路としての役割を果たせばよく、一軸磁気異方性が付与されなくてもよい。
【0078】
次に、図９（ｆ）に示すように、薄膜磁石２０を構成する硬磁性体層１０３を着磁する。硬磁性体層１０３に対する着磁は、静磁場中又はパルス状の磁場中において、硬磁性体層１０３の保磁力より大きい磁界を、硬磁性体層１０３の磁化が飽和するまで印加することで行える。
【0079】
この後、基板１０上に形成された複数の磁気センサ１を個々の磁気センサ１に分割（切断）する。つまり、図１（ａ）の平面図に示したように、平面形状が四角形になるように、基板１０、密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３、誘電体層１０４及び軟磁性体層１０５を切断する。すると、分割（切断）された硬磁性体層１０３の側面に薄膜磁石２０の磁極（Ｎ極及びＳ極）が露出する。こうして、着磁された硬磁性体層１０３は、薄膜磁石２０になる。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。
【0080】
なお、複数の磁気センサ１を個々の磁気センサ１に分割する工程の前に、基板１０上において隣接する磁気センサ１の間の密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３、誘電体層１０４及び軟磁性体層１０５を、平面形状が四角形（図１（ａ）に示した磁気センサ１の平面形状）になるようにエッチング除去してもよい。そして、露出した基板１０を分割（切断）してもよい。
また、積層体を形成する工程の後に、密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３、誘電体層１０４を、平面形状が四角形（図１（ａ）に示した磁気センサ１の平面形状）になるように加工してもよい。
なお、ここで説明した製造方法は、これらの製造方法に比べ、工程が簡略化される。
また、積層体を形成する工程の後に、密着層１０１、制御層１０２、硬磁性体層１０３、誘電体層１０４を、平面形状が四角形（図１（ａ）に示した磁気センサ１の平面形状）になるように加工してもよい。
なお、ここで説明した製造方法は、これらの製造方法に比べ、工程が簡略化される。
【0081】
このようにして、磁気センサ１が製造される。なお、軟磁性体層１０５への一軸磁気異方性の付与及び／又は薄膜磁石２０の着磁は、磁気センサ１を個々の磁気センサ１に分割する工程の後に、磁気センサ１毎又は複数の磁気センサ１に対して行ってもよい。
【0082】
なお、制御層１０２を備えない場合には、硬磁性体層１０３を成膜後、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、第１の実施の形態が適用される磁気センサ１のように、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。
【0083】
また、感受素子３１への一軸磁気異方性の付与は、上記の回転磁場中熱処理及び静磁場中熱処理で行う代わりに、軟磁性体層１０５の堆積時にマグネトロンスパッタリング法を用いて行ってもよい。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。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、膜の堆積速度を向上させる。このマグネトロンスパッタリング法に用いられる磁石（マグネット）が形成する磁界により、軟磁性体層１０５の堆積と同時に、軟磁性体層１０５に一軸磁気異方性が付与される。このようにすることで、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法を用いた場合、一軸磁気異方性を付与するための熱処理工程が不要になるため、磁気センサ１の製造工程において、導電体層１０６ａを構成する金属の軟磁性体層１０５への拡散が抑制される。
マグネトロンスパッタリング法を用いた場合、一軸磁気異方性を付与するための熱処理工程が不要になるため、磁気センサ１の製造工程において、導電体層１０６ａを構成する金属の軟磁性体層１０５への拡散が抑制される。
【0084】
（導電体部１０６および接続部３２の他の形態）
続いて、本実施の形態の感受素子３１の導電体部１０６および接続部３２の他の形態について説明する。図２（ａ）～（ｂ）に示した例では、導電体部１０６および接続部３２を、拡散抑制層１０６ｂ、導電体層１０６ａ、拡散抑制層１０６ｂがこの順に積層された構造としたが、これに限定されるものではない。
図１０（ａ）～（ｂ）は、他の形態が適用される導電体部１０６および接続部３２の構成を説明する図である。図１０（ａ）は、感受素子３１の断面図であって、図１（ａ）におけるＩＩＡ－ＩＩＡ線での断面図に対応する。また、図１０（ｂ）は、接続部３２の断面図であって、図１（ａ）におけるＩＩＢ－ＩＩＢ線での断面図に対応する。
続いて、本実施の形態の感受素子３１の導電体部１０６および接続部３２の他の形態について説明する。図２（ａ）～（ｂ）に示した例では、導電体部１０６および接続部３２を、拡散抑制層１０６ｂ、導電体層１０６ａ、拡散抑制層１０６ｂがこの順に積層された構造としたが、これに限定されるものではない。
図１０（ａ）～（ｂ）は、他の形態が適用される導電体部１０６および接続部３２の構成を説明する図である。図１０（ａ）は、感受素子３１の断面図であって、図１（ａ）におけるＩＩＡ－ＩＩＡ線での断面図に対応する。また、図１０（ｂ）は、接続部３２の断面図であって、図１（ａ）におけるＩＩＢ－ＩＩＢ線での断面図に対応する。
【0085】
図１０（ａ）に示すように、感受素子３１の導電体部１０６は、導電体層１０６ａの長手方向を軸とした外周に拡散抑制層１０６ｂが積層されていてもよい。言い換えると、導電体部１０６は、導電体層１０６ａの上面および下面に加えて、上面と下面とを接続する側面に対して、拡散抑制層１０６ｂが積層されていてもよい。
これにより、感受素子３１を構成する軟磁性体層１０５と導電体部１０６の導電体層１０６ａとがより接触しにくくなり、導電体層１０６ａを構成する金属が軟磁性体層１０５へ拡散することがより抑制される。
これにより、感受素子３１を構成する軟磁性体層１０５と導電体部１０６の導電体層１０６ａとがより接触しにくくなり、導電体層１０６ａを構成する金属が軟磁性体層１０５へ拡散することがより抑制される。
【0086】
同様に、図１０（ｂ）に示すように、接続部３２は、導電体層１０６ａの上面および下面に加えて、上面と下面とを接続する側面に対して、拡散抑制層１０６ｂが積層されていてもよい。これにより、導電体層１０６ａを構成する金属が空気中に露出しにくくなり、導電体層１０６ａを構成する金属の酸化がより抑制される。
【0087】
以上説明したように、本実施の形態の磁気センサ１では、感受素子３１が、長手方向と短手方向とを有する軟磁性体層１０５と、軟磁性体層１０５と比べて導電性が高く軟磁性体層１０５の内部を長手方向に貫く導電体層１０６ａとを有している。これにより、軟磁性体層１０５に複数の磁区の向きが環状を呈する還流磁区が形成されることが抑制され、磁気センサ１から得られる出力におけるＳＮ比の低下が抑制される。
また、本実施の形態の磁気センサ１では、複数の感受素子３１を接続する接続部３２が、感受素子３１の導電体部１０６（導電体層１０６ａ）に連続して形成されている。これにより、例えば、接続部３２が導電体部１０６とは連続せず、導電体部１０６とは異なる材料により構成される場合と比べて、感受部３０の抵抗を低下させることができる。これにより、磁気センサ１の感度を向上させることができる。
また、本実施の形態の磁気センサ１では、複数の感受素子３１を接続する接続部３２が、感受素子３１の導電体部１０６（導電体層１０６ａ）に連続して形成されている。これにより、例えば、接続部３２が導電体部１０６とは連続せず、導電体部１０６とは異なる材料により構成される場合と比べて、感受部３０の抵抗を低下させることができる。これにより、磁気センサ１の感度を向上させることができる。
【0088】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない限りにおいては様々な変形や組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【0089】
１…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…ヨーク、１０１…密着層、１０２…制御層、１０３…硬磁性体層、１０４…誘電体層、１０５…軟磁性体層、１０６…導電体部、１０６ａ…導電体層、１０６ｂ…拡散抑制層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
