[发明专利]磁传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁传感器及其制造方法。

背景技术

作为现有技术，已知磁传感器使用具有自由(free)磁性层与钉扎(pin)磁性层的GMR元件(巨磁阻，Giant Magneto Resistance；GMR)或TMR(隧道磁阻，Tunneling Magneto Resistance；TMR)来检测物体的转角。这些元件中，可利用固定为1方向的钉扎磁性层的磁化方向与受外部磁场影响的自由磁性层的磁化方向的不同，通过元件的输出变动，来检测角度。

通常，钉扎磁性层的磁化方向通过边施加磁场边以300℃左右退火来决定。此时，因为在向形成多个元件的晶片整体施加磁场的同时，进行各钉扎磁性层的充磁，所以钉扎磁性层的磁化方向在1晶片内全部为相同方向。因此，输出信号变为cos曲线或sin曲线之一，无法进行1元件中的360°检测。

因此，为了能执行360°检测，而需要如下构造，即：将2个芯片配置成钉扎磁性层的磁化方向相差90°，而得到cos曲线或sin曲线。为了实现该构造，以前如上所述在1晶片中形成多个具有相同磁化方向的钉扎磁性层的元件，在将晶片按每个元件分割成芯片状后，将2个芯片封装化，使钉扎磁性层的磁化方向彼此成90°。

但是，该方法存在如下问题，即因为芯片数量多，所以导致成本上升。另外，必需控制芯片的朝向以使钉扎磁性层的磁化方向彼此成90°，有可能因组装误差而旋转的检测精度下降。因此，需要在1晶片中设置多个磁化方向的钉扎磁性层多极化的技术。

因此，专利文献1中提议如下方法，即向形成了多个元件的晶片施加磁场，向想固定钉扎磁性层的磁化方向的元件照射电流脉冲或激光脉冲，将照射了脉冲的元件的钉扎磁性层固定。该方法中，可不分割晶片地控制各钉扎磁性层的磁化方向。

但是，专利文献1中，因为向晶片中元件照射电流脉冲或激光脉冲，所以脉冲的热会扩散到晶片。因此，存在如下问题，即元件中的钉扎磁性层的充磁精度下降，进而检测精度会下降。

另外，作为对元件进行加热的其他技术，日本特开2005-150739号公报中提议利用加热器材料的热来辅助MRAM器件的动作的技术。但是，因为钉扎磁性层的充磁必需以大致300℃的温度来加热钉扎磁性层，所以无法将用于辅助MRAM器件的动作的加热器材料用于充磁。

另外，专利文献2中提议通过加热部分元件来设置加热区域与非加热区域的磁化角度的差的方法。具体地，专利文献2中，作为再生用磁气头中、用于改变同一芯片内的元件磁化方向的手段，提议对元件的一部分进行加热而产生磁性体的保持力差异之磁化角度的调整方法。

另外，磁气头的构造中，专利文献3、4中提议在基板中设置凹部、在该凹部中形成绝缘体、在绝缘体上形成线圈的构造。

但是，专利文献2所示的加热方法中存在如下问题，即若为了进行充分的充磁而对部分元件进行长时间的加热，则引起热在基板中传导的热扩散，连其他元件也会过热。因此，各元件中产生角度误差，会影响到检测精度。因此，在检测转角那样的要求角度精度的磁传感器中，要求在降低热扩散引起的角度误差的同时、能在1芯片上改变磁化方向的构造。

专利文献1：日本特表2003-502876号公报

专利文献2：日本特开2006-269866号公报

专利文献3：日本特开平9-22510号公报

专利文献4：日本特开平9-22512号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁传感器装置的制造方法，即便使1个基板中形成的多个磁阻元件部的钉扎磁性层充磁为任意方向，也能防止磁阻元件部的检测精度下降。另外，另一目的在于提供一种具有磁传感器装置的半导体装置，该磁传感器装置具备用于实现该方法的构造。并且，第3目的在于提供一种磁传感器装置的制造方法，即便使1个基板中形成的多个磁阻元件部的钉扎磁性层充磁于任意方向，也能降低充磁产生的热扩散的影响。另外，第4目的在于提供一种具备用于实现该方法的构造的磁传感器装置。