[發明專利]磁傳感器及其制造方法

在審

• 申請號: 202110324244.5
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113447866A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 牧野健三;小林尚史
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;H01L43/02;H01L43/08;H01L43/12
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;陳明霞

本發明提供一種磁傳感器及其制造方法。該磁傳感器包括MR元件和支承部件。支承部件的上表面包含傾斜部。MR元件包含MR元件主體、下部電極和上部電極。下部電極具有離傾斜部的下端部最近的第一端部和離傾斜部的上端部最近的第二端部。MR元件主體配置在與第一端部相比離第二端部更近的位置。

技術領域

本發明涉及一種具備磁阻效應元件的磁傳感器及其制造方法。

背景技術

近年來，磁傳感器被用于各種用途。作為磁傳感器，已知有使用了設置在基板上的自旋閥型的磁阻效應元件的磁傳感器。自旋閥型的磁阻效應元件包含具有方向固定的磁化的磁化固定層、具有方向能夠與施加磁場的方向相應地變化的磁化的自由層和配置于磁化固定層與自由層之間的間隙層。設置在基板上的自旋閥型的磁阻效應元件多以對與基板的面平行的方向的磁場具有靈敏度的方式構成。因此，這樣的磁阻效應元件適合于檢測方向在與基板的面平行的平面內變化的磁場。

另一方面，在包含磁傳感器的系統中，存在想要利用設置在基板上的磁阻效應元件，檢測包含與基板的面垂直的方向的分量的磁場的情況。在這種情況下，通過設置將與基板的面垂直的方向的磁場轉換為與基板的面平行的方向的磁場的軟磁性體，或將磁阻效應元件配置于在基板上形成的傾斜面上，能夠檢測包含與基板的面垂直的方向的分量的磁場。

在日本專利申請公開2001-102659號公報中，記載有一種形成在基板上的磁阻效應元件，該磁阻效應元件為串聯連接多個磁性隧道結(magnetic tunnel junction)結構而構成的磁阻元件。在該磁阻效應元件中，下部電極與上部電極連接相鄰的一對磁性隧道結結構。此外，在日本專利申請公開2001-102659號公報中，記載有利用使用了離子銑削裝置的離子束蝕刻(離子銑削)，將下部電極的外周端部蝕刻除去，從而在基板上形成包含下部電極的疊層結構。

在中國專利申請公開第107076808A號說明書中，記載有具有在基板上形成的多個磁阻元件，且具備具有與基板的平面平行的方向的磁敏軸的磁檢測部的磁傳感器。在該磁傳感器中，下部電極與上部電極連接相鄰的2個磁阻效應元件。此外，該磁傳感器進一步包括具有由軟磁性材料構成的多個磁會聚部件的磁會聚部。在該磁傳感器中，通過利用多個磁會聚部件將外部磁場的朝向變換為磁敏軸的方向，檢測X軸、Y軸和Z軸方向的磁場。

在中國專利申請公開第101142494A號說明書中，記載有在基板的厚膜上設置有X軸傳感器、Y軸傳感器和Z軸傳感器的磁傳感器。在該磁傳感器中，在形成于基板的厚膜的V字形的槽的斜面的中央部分，設置有構成Z軸傳感器的巨大磁阻效應元件的多個磁敏部。此外，在該磁傳感器中，偏置磁鐵部連接形成于相鄰的2個斜面的2個磁敏部。此外，在中國專利申請公開第101142494A號說明書中，記載有在基板整個面形成成為偏置磁鐵部的磁性膜之后，通過蝕刻除去不需要部分，由此形成偏置磁鐵部的技術。

如中國專利申請公開第101142494A號說明書中記載的Z軸傳感器那樣，在傾斜面上配置有磁阻效應元件的磁傳感器，與中國專利申請公開第107076808A號說明書中記載的磁傳感器相比，能夠增大每單位面積的磁阻效應元件的占有面積。在此，考慮在1個傾斜面上配置有多個磁阻效應元件的磁傳感器。在該磁傳感器中，在1個傾斜面上配置的多個磁阻效應元件通過下部電極和上部電極連接。當減小傾斜面的與多個磁阻效應元件排列的方向正交的方向(以下，稱為寬度方向。)上的尺寸(以下，稱為寬度。)時，能夠進一步增大每單位面積的磁阻效應元件的占有面積。

但是，當傾斜面的寬度變小時，下部電極的寬度也變小。另一方面，從增大每單位面積的磁阻效應元件的占有面積的觀點出發，即使減小傾斜面的寬度，磁阻效應元件的寬度也不怎么變小。根據這些情況，當減小傾斜面的寬度時，相對于磁阻效應元件的寬度，下部電極的寬度相對地變小。其結果是，從寬度方向上的下部電極的兩端到磁阻效應元件的距離變小。