已知的传统巨磁阻元件(以下以“GMR元件”提及)包括：固定层， 其包括被钉扎层、以及用于将被钉扎层的磁化钉扎在一固定方向上的钉扎 层；自由层，其磁化方向根据外部磁场变化；以及位于被钉扎层和自由层之 间的、由非磁性的电导体制成的隔离层。GMR元件的电阻根据被钉扎层的 磁化方向和自由层的磁化方向之间的角度而变化。换句话说，GMR元件的 电阻根据外部磁场的与被钉扎层的磁化方向排成直线的分量而变化。因此， GMR元件的磁检测方向与被钉扎层的磁化方向一致。
GMR元件用于例如地磁传感器这样的磁传感器。在这种应用中，即使 当GMR元件暴露于强磁场或高温时，它的固定层必须具有稳定的磁化。如 果固定层的磁化变化，GMR元件的电阻特性将会改变。为了达到该要求， 已研制出了一种GMR元件(所谓的合成自旋阀膜)，其中传统的固定层由多 膜层叠固定层代替。
多膜层叠固定层的被钉扎层包括邻近隔离层的第一铁磁膜；层叠在第一 铁磁膜上的第二铁磁膜；以及夹在第一铁磁膜和第二铁磁膜之间的交换耦合 膜。多膜层叠固定层的钉扎层由反铁磁体制成，并层叠在第二铁磁层上。钉 扎层与第二铁磁层交换耦合，从而在一固定方向上钉扎第二铁磁膜的磁化。 第一铁磁膜和第二铁磁膜通过交换耦合膜相互交换耦合，由此将第一铁磁膜 的磁化钉扎在一固定方向上(例如，参考日本专利No.2786601(0016段至 0024段、及图5))。
同时，采用GMR元件并适于检测外部磁场的方向的磁传感器(例如地 磁传感器)，需要不同磁检测方向的至少两个GMR元件。外部磁场的方向与 两个磁场矢量的合成矢量的方向一致，其中该两个矢量分别由两个GMR元 件检测，并分别与两个GMR元件的磁检测方向排成直线。这种磁传感器被 称为双轴磁传感器。
为了钉扎合成自旋阀膜的被钉扎层的磁化，必须执行一个步骤，其中当 在其上施加非常强的磁场时，元件膜在高温下被保持预定的时间段(热处理 工序)。因此，为了减小采用合成自旋阀膜的磁检测方向不同的两个GMR 元件的双轴磁传感器的尺寸，必须在紧邻的位置处产生方向互不相同(例如 方向互相垂直)的两个强磁场。然而，这种磁场的产生是非常困难的。结果， 采用合成自旋阀膜的小尺寸双轴磁传感器在大规模生产上遭遇困难。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种制造磁传感器的方法，其使得使用合成自 旋阀膜的小尺寸双轴磁传感器的大规模生产成为可能；提供一种适于该方法 的磁体阵列；以及提供一种制造该磁体阵列的方法。
本实用新型的制造方法适于制造采用巨磁阻元件(GMR元件)的磁传 感器，该巨磁阻元件具有合成自旋阀膜。GMR元件包含：固定层，包括被 钉扎层、以及用于在固定方向上钉扎被钉扎层的磁化的钉扎层；磁化方向根 据外部磁场变化的自由层；以及位于被钉扎层和自由层之间的且由非磁性的 电导体制成隔离层。
固定层是多膜层叠固定层，其被构造为：
被钉扎层包括邻近隔离层的第一铁磁膜、层叠在第一铁磁膜上的第二铁 磁膜、以及夹在第一铁磁膜和第二铁磁膜之间的交换耦合膜；
钉扎层包含交换偏置膜，其由反铁磁体制成，邻近第二铁磁膜设置在与 交换耦合膜相反的一侧，并适于通过与第二铁磁膜交换耦合来在固定方向上 钉扎第二铁磁膜的磁化；以及
第一铁磁膜和第二铁磁膜通过交换耦合膜互相交换耦合。
在由本实用新型的方法制造的磁传感器中，至少两个这样的GMR元件 布置在基板上，并且GMR元件的被钉扎层的磁化方向基本上相互垂直。
本实用新型的用于制造如此构造的磁传感器的方法包括步骤：
(1)准备一磁体阵列；
(2)制造具有将成为GMR元件的元件膜的晶片；以及
(3)在各个固定方向上钉扎将成为固定层的膜的磁化。
(1)准备磁体阵列的步骤按以下方式执行：
准备包括多个永磁体和由磁性材料制成的薄板磁轭的磁体阵列，每个永 磁体具有基本为长方体的形状，该长方体具有垂直于其轴线截取的基本为正 方形形状的截面，并且每个永磁体具有在垂直于轴线的其相应的对立端面上 形成的磁极，所述端面具有基本正方形的形状；
所述多个永磁体以一方式设置，使得其基本正方形的端面的每个的重心 与四方格子的格点一致，设置在四方格子的相同格线上的永磁体使得某个永 磁体的端面的一边基本上与另一永磁体的端面的一边对齐，所述多个永磁体 的端面基本上位于相同的平面上，并且在两个邻近的、最靠近的永磁体的端 面上产生的磁极在极性上不同；以及
磁轭具有按照与所设置的永磁体基本相同的方式布置的多个通孔，每个 通孔包括一正方形部分和多个矩形部分，其中正方形部分具有与永磁体的基 本正方形的截面基本相同的形状，每个矩形部分沿正方形部分(正方形)的 一边的中心部分(central portion)形成并将该中心部分作为其长边；所述多个 永磁体通过所述多个通孔的相应正方形部分插入；并且所述多个永磁体的端 面所在的平面位于磁轭的上表面和下表面之间。
当平视磁体阵列时，向右的磁场从某N极向位于该N极右侧的S极产 生；向上的磁场从该N极向位于该N极上侧的S极产生；向左的磁场从该 N极向位于该N极左侧的S极产生；向下的磁场从该N极向位于该N极下 侧的S极产生。类似地，从位于某S极右侧的N极向该S极产生向左的磁 场；从位于该S极上侧的N极向该S极产生一向下的磁场；从位于该S极 左侧的N极向该S极产生一向右的磁场；从位于该S极下侧的N极向该S 极产生一向上的磁场。与磁场相关的磁力线沿磁轭、穿过磁轭的矩形部分、 以及沿该矩形部分的邻近区域经过。因此，在磁轭的相邻矩形部分处、以及 矩形部分直接上方(immediately above)部分处产生相互正交的、非常强的磁 场。
(2)制造具有将要成为GMR元件的元件膜的晶片的步骤按以下方式执 行：
制造晶片，其中在基板上形成元件膜，每个元件膜包括将成为固定层的 膜、将成为隔离层的膜、以及将成为自由层的膜。
在这种情况下，晶片可如下制造：在基板上布置至少两个岛状元件膜， 每个膜包括将成为固定层的膜、将成为隔离层的膜、以及将成为自由层的膜； 平视时，所述至少两个元件膜形成来使得，当一元件膜在相应于沿着磁体阵 列的某正方形部分的某边形成的某矩形部分的位置布置(即在其内部布置) 时，则另一元件膜在相应于沿着邻近该正方形部分的前述边的该正方形部分 的一边形成的另一矩形部分的位置布置(即在其内布置)。
(3)分别在各个固定方向上钉扎将成为固定层的膜的磁化的步骤，按照 以下方式执行：
其上形成有元件膜的晶片邻近磁体阵列布置，使得晶片的平面平行于磁 轭的平面，因此将磁轭的矩形部分附近(在该处和/或周围)产生的磁场施加 到晶片上，并将晶片保持在高温下，借此同时对将要成为固定层的膜进行一 固定方向上的磁化钉扎。
在于晶片上形成至少两个岛状的元件膜的情况下，借助于将晶片布置在 磁体阵列附近，使得平视时，当一元件膜在相应于沿着磁体阵列的某正方形 部分的某边形成的某矩形部分的位置布置(即在其内部布置)时，另一元件 膜在相应于沿着邻近该正方形部分的前述边的该正方形部分的一边形成的 另一矩形部分的位置布置(即在其内布置)，邻近(在和/或围绕)磁体阵列 的矩形部分产生的磁场被施加到元件膜。元件膜被保持在高温下，从而同时 在各个固定方向上钉扎元件膜的将成为固定层的膜的磁化。
如上所述，在磁体阵列的磁轭的相邻矩形部分处和矩形部分附近(直接 上方)的部分处产生相互正交的、非常强的磁场。因此，在两个相邻的元件 膜上施加强磁场，从而可以可靠地钉扎元件膜的合成自旋阀膜的被钉扎层的 磁化。而且，可形成一个双轴磁传感器，其中至少两个GMR元件相互非常 靠近地设置在相同基板上，并且GMR元件的合成自旋阀膜的被钉扎层的磁 化方向互相垂直。而且，通过利用以上所述的磁体阵列，对于单一晶片上形 成的多个元件膜的被钉扎层，能同时(在相同的热处理过程中)执行对磁化 的钉扎，从而产生两个或更多个(大量的)双轴磁传感器。因此，能够以低 成本来制造双轴磁传感器。
根据本实用新型的磁体阵列用在上述制造磁传感器的方法中。优选地， 在平视的磁体阵列的磁轭中，在以下位置形成开口，在该位置处，通过连接 四方格子的格点形成的正方形的重心位于相应的开口内(即每个开口被形成 为围绕通过连接四方格子的相邻格点形成的正方形的重心)。开口可以基本 上为圆形。
形成开口的位置是自永磁体的磁极延伸(或发生)的磁力线相交的位置， 具有磁场的不稳定性。在这样的位置形成开口防止了磁力线的交叉，因此消 除了磁场的不稳定性。因此，可在磁轭的每个矩形部分内局部地产生稳定的、 强的、一致的磁场。结果，磁体阵列的使用例如允许将成为固定层的膜的磁 化的有效钉扎、以及磁传感器的偏置磁体膜的有效磁化。
优选地，如平视那样，磁轭的每个通孔具有边缘部分，该边缘部分基本 为圆弧形，并且以一方式形成在通孔的正方形部分的相应角落处从而向外膨 胀。
在通过例如蚀刻在磁轭中形成方形通孔的情形下，不充分蚀刻导致正方 形通孔具有圆角，可能导致永磁体不能通过相应的通孔插入的问题。相反， 在上述磁轭的制造中，边缘部分也被蚀刻，这样永磁体能可靠地通过相应的 通孔插入。
以上提到的磁体阵列包含由薄板构成的阵列基板、排列在阵列基板上的 多个永磁体、以及设置在多个永磁体的上部并由磁性材料的薄板构成的磁 轭。磁体阵列可通过包括以下步骤的方法制造：
通过按预定四方格子阵列在薄板上形成多个凹槽来准备阵列基板，每个 凹槽具有预定的深度和在形状上基本与永磁体的端面相同的正方形形状；
通过按预定的四方格子阵列在磁性材料的薄板中形成多个通孔来准备 磁轭，每个通孔包含正方形部分和矩形部分，该正方形部分在形状上具有与 阵列基板的凹槽基本相同的正方形形状，每个该矩形部分沿着正方形部分的 一边的中心部分延伸，并使该中心部分作为其长边；
在阵列基板上在凹槽的两邻近的平行线之间布置每个棱镜状(棱柱)隔 离物；
以一方式在所述隔离物上设置该磁轭，使得在平视时，阵列基板的该多 个凹槽与磁轭的相应的通孔对齐；
以一方式经过磁轭的相应的通孔将多个永磁体插入阵列基板的相应凹 槽，使得永磁体的下端面邻接凹槽的相应底面，每个永磁体具有基本为长方 体的形状，该长方体具有垂直于其轴线截取的呈正方形的横截面(正方形横 截面)，该正方形形状在形状上与阵列基板的凹槽和磁轭的通孔的正方形部 分基本相同，每个永磁体具有在具有正方形形状的其相应的对立端面上产生 的磁极；
抬升磁轭，直至永磁体的上端面所在的平面位于磁轭的上表面和下表面 之间；以及
移去隔离物。
优选地，准备磁轭的步骤包括步骤：在平视时通过连接四方格子的格点 形成的正方形的重心所在的位置，在薄板中形成开口。
优选地，在抬高磁轭的步骤中，通过在开口处用工具保持磁轭来抬高磁 轭。
附图说明
通过结合附图参考以下优选实施例的详细描述，在更好的理解本实用新 型的目的、特征和很多随之而来的优势时，就能容易的理解本实用新型其它 不同的目的、特征和很多随之而来的优势，其中：
图1所示为本实用新型磁传感器(N型)实施例的俯视图；
图2所示为本实用新型另一磁传感器(S型)实施例的俯视图；
图3A所示为图1所示的第一X轴GMR元件的放大示意性的俯视图；
图3B所示为沿着图3A中的1-1线获取的第一X轴GMR元件的示意 性的截面图；
图4所示为图3所示的第一X轴GMR元件的膜结构(合成自旋阀膜 SAF的结构)图；
图5为曲线图，示出在X轴方向上变化的磁场中由实线表示的图1所 示第一X轴GMR元件的电阻变化，以及在Y轴方向上变化的磁场中由虚线 表示的电阻变化；
图6A为包括在图1所示的磁传感器内的X轴磁传感器的等效电路图；
图6B为曲线图，示出存在X轴方向上变化的磁场时，图6A的X轴磁 传感器的输出变化；
图7为俯视图，示出用来钉扎图1和2所示磁传感器的被钉扎层的磁化 方向的磁体阵列；
图8为局部剖视图，示出图7的磁体阵列；
图9为俯视图，示出图7的磁体阵列的磁轭；
图10为示出图9的磁轭的放大局部俯视图；
图11为沿图10的线2-2截取的磁轭的剖视图；
图12为俯视图，示出在图9的磁轭中形成的通孔；
图13为局部剖视图，示出图7的磁体阵列的阵列基板；
图14为示出图7的磁体阵列的阵列基板的俯视图；
图15为剖视图，示出用于形成图13的阵列基板的薄板；
图16为示出图7的磁体阵列的制造中的步骤的示图；
图17为示图，示出图7的磁体阵列的制造中的另一步骤；
图18为示图，示出图7的磁体阵列的制造中的另一步骤；
图19为示图，示出图7的磁体阵列的制造中的另一步骤；
图20为示出图7的磁体阵列的局部剖视图，用于解释由磁体阵列产生 的磁场；
图21为示出图7的磁体阵列的俯视图，用于解释由磁体阵列产生的磁 场；
图22为示出晶片的局部俯视图，图1和2的磁传感器由该晶片制造；
图23为示出磁体阵列和晶片的局部剖视图，表示在各个固定方向上钉 扎图1和2的磁传感器的GMR元件的被钉扎层的磁化的方法；
图24为概念示图，示出在各个固定方向上钉扎图1和2的磁传感器的 GMR元件的被钉扎层的磁化的方法；
图25为曲线图，示出针对传统自旋阀膜、以及通过本实用新型方法制 造的合成自旋阀膜的退火温度和交换耦合磁场之间关系的研究结果；
图26为曲线图，示出关于传统自旋阀膜、以及通过本实用新型方法制 造的合成自旋阀膜的退火温度和MR比率之间的关系的研究结果；
图27为示出用于晶片上的磁传感器的定位栅格的概念视图；
图28为示出用于晶片上的磁传感器的定位栅格的概念视图；
图29为曲线图，示出位于图27和28的晶片上的不同位置、并用图7 的磁体阵列制造的X轴磁传感器的输出电压特性；
图30为曲线图，示出位于图27和28的晶片上的不同位置、并用通过 从图7的磁体阵列去除磁轭准备的磁体阵列制造的X轴磁传感器的输出电压 特性；
图31为曲线图，示出位于图27和28的晶片上的不同位置、并用图7 的磁体阵列制造的Y轴磁传感器的输出电压特性；
图32为曲线图，示出位于图27和28的晶片上的不同位置、并用通过 从图7的磁体阵列去除磁轭准备的磁体阵列制造的Y轴磁传感器的输出电压 特性；
图33为显示X轴磁传感器的灵敏度的图表，所述传感器位于图27和 28的晶片上的不同位置，并采用图7的磁体阵列制造；
图34为显示X轴磁传感器的灵敏度的图表，所述传感器位于图27和 28的晶片上的不同位置，并采用通过从图7的磁体阵列移去磁轭制备的磁体 阵列来制造；
图35为示出X轴磁传感器的灵敏度的图表，所述传感器位于图27和 28的晶片上的不同位置，并采用图7的磁体阵列制造；
图36为显示X轴磁传感器的灵敏度的图表，所述传感器位于图27和 28的晶片上的不同位置，并采用通过从图7的磁体阵列移去磁轭制备的磁体 阵列来制造；
图37为示出Y轴磁传感器的灵敏度的图表，所述传感器位于图27和 28的晶片上的不同位置，并采用图7的磁体阵列制造；
图38为显示Y轴磁传感器的灵敏度的图表，所述传感器位于图27和 28的晶片上的不同位置，并采用通过从图7的磁体阵列移去磁轭制备的磁体 阵列来制造；
图39为示出Y轴磁传感器的灵敏度的图表，所述传感器位于图27和 28的晶片上的不同位置，并采用图7的磁体阵列制造；
图40为显示Y轴磁传感器的灵敏度的图表，所述传感器位于图27和 28的晶片上的不同位置，并采用通过从图7的磁体阵列移去磁轭制备的磁体 阵列来制造；
图41为示出根据本实用新型的另一磁传感器的实施例的俯视图；
图42为示出传统自旋阀膜的结构的图示；
图43为曲线图，示出其上施加强磁场之后所观察到的图41的磁传感器 的输出的变化；以及
图44为曲线图，示出其上施加强磁场之后观察到的传统磁传感器的输 出的变化，该传感器的元件设置与图41的相似，并采用图42的自旋阀膜。

以下将参考附图详细描述本实用新型的实施例。首先将描述本实用新型 磁传感器的一个实施例。磁传感器划分为图1所示的N型磁传感器10和图 2所示的S型磁传感器30。N型和S型磁传感器10和30通过将在以下描述 的制造方法来制造。
除了图1和2的黑色实心箭头代表的被钉扎层的固定磁化方向、以及图 1和2的空白箭头代表的初始状态(不存在外部磁场的状态)下的自由层的 磁化方向外，N型磁传感器10和S型磁传感器30采用基本相同的形状和结 构。因此，以下主要讨论N型磁传感器10。
如图1所示，磁传感器10包括单一基板(单块芯片)10a和形成在基 板10a上(或之上、上方)的8个GMR元件11到14、以及21到24。基板 10a由石英玻璃制成。基板10a是一薄板，平视时，其呈现出具有沿互相正 交的X轴和Y轴延伸的边的矩形形状(基本为正方形形状)，其沿垂直于X 和Y轴的Z轴具有小的厚度。
除在基板10a上的布置之外，GMR元件11到14、以及21到24具有 基本相同的结构。因此，将代表性地描述第一X轴GMR元件11的结构。
如作为第一X轴GMR元件11的俯视图的图3A和作为沿着图3A的线 1-1截取的第一X轴GMR元件11的示意性剖视图的图3B所示，第一X轴 GMR元件11包括在Y轴上延伸的多个窄条部分11a和在窄条部分11a的纵 向相对端部(关于Y轴的相对端部)下面形成的多个偏置磁体膜(bias magnet film)11b。
窄条部分11a由合成自旋阀膜SAF形成，其构成具有多膜层叠固定层 的磁阻元件。偏置磁体膜11b由具有高矫顽磁力(coercive force)和高剩磁率 的硬铁磁材料制成，例如CoCrPt，并且被磁化成永磁体膜。窄条部分11a 在偏置磁体膜11b的上表面与偏置磁体膜11b磁耦合。
图4示出第一X轴GMR元件11的合成自旋阀膜SAF。第一X轴GMR 元件11的合成自旋阀膜SAF包括：形成在基板10a上的电介质层10b(包 括布线层)；形成在电介质层10b上的自由层F；形成在自由层F上的隔离 层S；形成在隔离层S上的固定层P；以及形成在固定层P上的盖层C。用 于磁传感器10的元件，如晶体管和存储器等，形成在基板10a内或其上。 布线层包括在电介质层10b内。布线层连接元件、焊盘和GMR元件等，从 而形成传感器10。通过焊接到焊盘上表面的Au线，焊盘将磁传感器10与 外部设备连接。布线层可称为导线。基板10a和电介质层10b合在一起可被 称为“基底”，因为GMR元件11到14、以及21到24形成于其上。
自由层F的磁化方向根据外部磁场的方向而变化。自由层F包括：形成 在基底(电介质层10b)上且具有8nm(80埃)厚度的CoZrNb非晶磁层11-1； 形成在CoZrNb非晶磁层11-1上且具有3.3nm(33埃)厚度的NiFe磁层11-2； 以及形成在NiFe磁层11-2上且具有约1nm到3nm(10埃到30埃)厚度的 CoFe层11-3。CoZrNb非晶磁层11-1和NiFe磁层11-2构成软铁磁膜。CoFe层11-3防止来自NiFe层11-2的Ni的扩散和来自隔离层S的Cu层11-4的 Cu的扩散。
隔离层S是由Cu制成并具有2.4nm(24埃)厚度的电导膜。
固定层(磁化固定层或者钉扎层)P包括：由CoFe制成且厚度为2.5nm (25埃)的第一铁磁膜11-5；层叠在第一铁磁膜11-5上、由Ru制成、且厚 度为0.8nm至0.9nm(8埃至9埃)的交换耦合膜11-6；层叠在交换耦合膜 11-6上、由CoFe制成、且厚度为2.2nm(22埃)的第二铁磁膜11-7；以及 层叠在第二铁磁膜11-7上、厚度为24nm(240埃)且由Pt含量为45mol％ 至55mol％的PtMn合金制成的交换偏置膜(反铁磁膜)11-8。
如以上所述，交换耦合膜11-6夹在第一铁磁膜11-5和第二铁磁膜11-7 之间。第一铁磁膜11-5、交换耦合膜11-6、以及第二铁磁膜11-7构成其磁 化被钉扎在一固定方向上的被钉扎层，从而磁化方向不会随外部磁场的变化 而变化。交换偏置膜11-8是用于将被钉扎层的磁化钉扎在一固定方向上的钉 扎层。
当层叠有膜11-5至11-8的元件经历有序化热处理(一种热处理工艺) -其中在预定的高温对元件施加预定时间段的预定的强磁场-时，交换偏置 膜11-8与第二铁磁膜11-7交换耦合，从而将第二铁磁膜11-7的磁化(磁化 矢量)钉扎在一固定方向上。通过交换耦合膜11-6，第一铁磁膜11-5和第 二铁磁膜11-7互相交换耦合。结果，第一铁磁膜11-5的磁化被钉扎在一固 定方向上。要注意的是，第一铁磁膜11-5的磁化方向和第二铁磁膜11-7的 磁化方向相互反平行。例如，在图1中，当在进行有序化热处理同时将磁场 的方向设置在X轴的正向时，第一X轴GMR元件11的第一铁磁膜11-5的 磁化被钉扎在X轴的负方向上。第一铁磁膜11-5的磁化方向就是第一X轴 GMR元件的被钉扎层的磁化被钉扎的方向。
盖层C具有1.5nm(15埃)的厚度，并由钛(Ti)或钽(Ta)制成。
为了保持自由层F的单轴各向异性，图3A和3B所示的偏置磁体膜11b 在自由层F的纵向上向自由层F施加偏置磁场。在第一X轴GMR元件11 中，偏置磁体膜11b在Y轴的负方向上施加偏置磁场。
如此构造的第一X轴GMR元件11具有以下特性。如图5的实线所示， 在存在沿X轴变化的外部磁场时，第一X轴GMR元件11的电阻在-Hc至 +Hc的范围内基本上与外部磁场成比例地变化。如图5的虚线所示，在存在 沿Y轴变化的外部磁场时，第一X轴GMR的电阻基本上恒定。换句话说， 第一X轴GMR元件11检测被钉扎层的磁化被钉扎的方向上的磁场。
第一X轴GMR元件11形成在基板10a上一位置处，该位置位于关于 基板10a的中心部分朝向Y轴负方向的一侧、并位于关于X轴的负方向的 基板10a的边缘部分附近。如上所述，第一X轴GMR元件11的被钉扎层 的磁化被钉扎在X轴的负向。第二X轴GMR元件12形成在基板10a上一 位置处，该位置位于关于基板10a的中心部分朝向Y轴正方向的一侧，并位 于关于X轴的负方向的基板10a的边缘部分附近；第二X轴GMR元件12 的被钉扎层的磁化被钉扎在X轴的负向上。第三X轴GMR元件13形成在 基板10a上一位置处，该位置位于关于基板10a的中心部分朝向Y轴正方向 的一侧、且在关于X轴的正方向的基板10a的边缘部分附近；第三X轴GMR 元件13的被钉扎层的磁化被钉扎在X轴的正向。第四X轴GMR元件14 形成在基板10a上一位置处，该位置位于关于基板10a的中心部分朝向Y轴 负方向的一侧、且在关于X轴的正方向的基板10a的边缘部分附近；第四X 轴GMR元件14的被钉扎层的磁化被钉扎在X轴的正向上。
第一Y轴GMR元件21形成在基板10a上一位置处，该位置位于关于 基板10a的中心部分朝向X轴负方向的一侧、且在关于Y轴的正方向的基 板10a的边缘部分附近；第一Y轴GMR元件21的被钉扎层的磁化被钉扎 在Y轴的正向上。第二Y轴GMR元件22形成在基板10a上一位置处，该 位置位于关于基板10a的中心部分朝向X轴正方向的一侧、且在关于Y轴 的正方向的基板10a的边缘部分附近；第二Y轴GMR元件22的被钉扎层 的磁化被钉扎在Y轴的正向。第三Y轴GMR元件23形成在基板10a上一 位置处，该位置位于关于基板10a的中心部分朝向X轴正方向的一侧、且在 关于Y轴的负方向的基板10a的边缘部分附近；第三Y轴GMR元件23的 被钉扎层的磁化被钉扎在Y轴的负向。第四Y轴GMR元件24形成在基板 10a上一位置处，该位置位于关于基板10a的中心部分朝向X轴的负方向的 一侧、且在关于Y轴的负方向的基板10a的边缘部分附近；第四Y轴GMR 元件24的被钉扎层的磁化被钉扎在Y轴的负向。
接下来将描述包括GMR元件11至14的X轴磁传感器(用于检测X 方向上的磁场的磁传感器)、以及包括GMR元件21至24的Y轴磁传感器 (用于检测Y方向上的磁场的磁传感器)。
如图6A的等效电路所示，X轴磁传感器由第一至第四X轴GMR元件 11至14的借助于未示出的导体的全桥连接(full bridge connection)构成。在图 6A中，伴随第一至第四X轴GMR元件11至14的曲线图，分别显示出与 其邻近的GMR元件的特性(电阻R随外部磁场的变化)。曲线图中出现的 Hx代表其强度沿X轴变化的外部磁场(外部磁场的X轴分量)。
在上述构造中，第一X轴GMR元件11和第四X轴GMR元件14的连 接点、以及第二X轴GMR元件12和第三X轴GMR元件13的连接点分别 连接至未示出的恒压电源的正极和负极(地)，从而电势+V(本实施例中为 5V)和电势-V(本实施例中为0V)施加到相应的连接点。第一X轴GMR 元件11和第三X轴GMR元件13的连接点与第四X轴GMR元件14和第 二X轴GMR元件12的连接点之间的电势差V0x被获取作为传感器的输出。 结果，如图6B所示，X轴磁传感器输出电压V0x，其基本与沿X轴变化的 外部磁场Hx成比例，并随外部磁场Hx增加而减小。
Y轴磁传感器由第一至第四Y轴GMR元件21至24的通过未示出的导 体的全桥连接构成。Y轴磁传感器输出电压V0y，其基本与沿Y轴变化的外 部磁场Hy成比例，并随外部磁场Hy增加而减小。N型磁传感器10如上所 述构成。
同时，如图2所示，S型磁传感器30包括GMR元件31至34、以及41 至44。磁传感器30以与磁传感器10相似的方式构成，并由X轴磁传感器 和Y轴磁传感器组成。
具体地，磁传感器30的X轴磁传感器由第一至第四X轴GMR元件31 至34的借助未示出的导体的全桥连接构成。磁传感器30的X轴磁传感器输 出电压V0x，其基本与外部磁场Hx成比例，并随外部磁场Hx增加而增加。 磁传感器30的Y轴磁传感器由第一至第四Y轴GMR元件41至44的经由 未示出的导体的全桥连接构成。磁传感器30的Y轴磁传感器输出电压V0y， 其基本与外部磁场Hy成比例，并随外部磁场Hy增加而增加。
接下来，将描述根据本实用新型的磁体阵列50的一实施例。磁体阵列 50用于在各个固定方向上钉扎磁传感器10和30的固定层P的被钉扎层的 磁化。如图7和8所示，磁体阵列50包括磁轭(磁轭板)60、阵列基板70、 以及多个永磁体(永久条形磁体)80。
图9至11示出了磁轭60。图9为磁轭60的俯视图；图10为图9的放 大的局部视图；图11为沿图10的线2-2截取的磁轭60的剖视图。磁轭60 为由磁导率高于空气的磁导率的磁性材料制成的薄板构件，该磁性材料例如 为42合金(包括42wt％的Ni的Fe-42Ni合金)。磁轭60可由高饱和度、 高磁导率材料制成，例如坡莫合金或硅钢(片)。
平视时，磁轭60呈现为矩形。在本实施例中，磁轭60具有0.15mm的 厚度。磁轭60包括多个通孔61和多个开口(磁通控制孔)62。如图12的 放大视图所示，每个通孔61包括单独的正方形部分61a、四个矩形部分61b、 以及四个边缘部分(圆弧部分或R部分)61c。
平视时正方形部分61a具有正方形形状。每个矩形部分61b具有矩形形 状，该矩形形状沿正方形部分61a的一边的中心部分形成从而向正方形部分 61a的外部膨胀，并使该中心部分作为其长边(也就是，中心部分形成矩形 形状的一条长边)。每个边缘部分61c从正方形部分61a的相应的角落部分 向正方形部分61a的外部膨胀。更具体地，每个边缘部分61c呈现为圆弧形 状，其中心RP位于正方形部分61a的对角线CR上。
多个通孔61设置成四方格子阵列。换句话说，每个通孔61的重心(每 个正方形部分61a的重心)与图10示出的四方格子的格点SP重合。某一通 孔61的正方形部分61a的一边平行于邻近的通孔61的正方形部分61a的一 边。某通孔61的正方形部分61a的一边与在该某通孔61相同的列或行中形 成的另一通孔61的正方形部分61a的一边排成直线。类似地，某通孔61的 矩形部分61b的一边与在该某通孔61相同的列或行中形成的另一通孔61的 矩形部分61b的一边排成直线。
开口62形成在如下位置，在该位置，通过连接四方格子的格点SP形成 的正方形的重心CP位于相应的开口62内。即，每个开口62被形成来围绕 通过连接四方格子的临近的格点SP形成的正方形的重心CP。更具体地，在 平视时，每个开口62是圆形通孔，其圆心位于重心CP。
图13和14所示的阵列基板70由图15所示的磁性材料(例如，如42 合金这样的坡莫合金)的薄板70a形成。在平视时，阵列基板70在形状上 具有与磁轭60基本相同的矩形形状。阵列基板70包括多个凹槽70b。平视 时，多个凹槽70b位于与磁轭60的通孔61的相应正方形部分61a相同的位 置。每个凹槽70b在形状上具有与通孔61的正方形部分61a基本相同的正 方形形状。
每个永久条形磁体80具有长方体的形状。由垂直于长方体一个中心轴 (例如长方体的相对较长的轴)的平面截开的长方体的横截面在形状上具有 与通孔61的正方形部分61a和阵列基板70的凹槽70b基本相同的正方形形 状。每个永久条形磁体80具有在其相应的相对端面附近产生的磁极，其中 该相对端面具有正方形形状。所述多个永久条形磁体80具有基本相同的磁 荷(magnetic charge)。永久条形磁体80插入到阵列基板70的相应的凹槽70b 内，并穿过磁轭60的相应的正方形部分61a，从而被保持在适当位置。永久 条形磁体80被设置来使得两个邻近的、最靠近的永久条形磁体80在它们的 端面上产生的磁极之间的极性上不同(即两个邻近的、最靠近的永磁体的端 面上产生的磁极在极性上不同)。
对磁体阵列50的以上描述可总结如下。磁体阵列50包括多个永久条形 磁体80和由磁性材料制成的薄板磁轭60。每个永久条形磁体80具有基本为 长方体的形状。该长方体具有垂直于其轴截取的基本为正方形形状的横截 面。每个永久条形磁体80具有在其相应的对立端面上产生的磁极，其中该 端面垂直于该轴具有基本上正方形形状。
多个永久条形磁体80以一方式设置，使得其每个基本为正方形的端面 的重心与四方格子的格点SP重合，并且设置在四方格子的相同格线上的永 久条形磁体80使得某永久条形磁体80的端面的一边与另一永久条形磁体80 的端面的一边基本上排成直线。而且，该多个永久条形磁体80以一方式设 置，使得其端面基本出现在相同的平面上，并且两个邻近的、最靠近的永久 条形磁体80的端面上产生的磁极在极性上不同。
磁轭60具有的多个通孔61基本按与所布置的永久条形磁体80相同的 方式布置。每个通孔61包括正方形部分61a和矩形部分61b，其中正方形部 分具有与永久条形磁体80的横截面的基本上正方形形状基本相同的形状， 且每个矩形部分沿着正方形部分61a的一边的中心部分形成，并使该中心部 分作为其长边。该多个永久条形磁体80穿过该多个通孔61的相应正方形部 分61a插入。永久条形磁体80的端面所在的平面位于磁轭60的上表面和下 表面之间。
接下来将描述制造磁体阵列50的方法。首先，准备用于形成磁轭60的 板。在板上进行蚀刻，从而形成通孔61和开口62。接下来，准备用于形成 阵列基板70的薄板70a(见图15)。在薄板70a上进行蚀刻(半蚀刻)，由 此形成凹槽70b(见图13和14)。
接下来，如图16的透视图和图17的剖视图所示，玻璃制成的棱镜状(棱 柱形)隔离物90设在阵列基板70上。设置在阵列基板70上的每个隔离物 90位于凹槽70b的两条相邻平行线之间。在如此设置的隔离物90中，隔离 物90在Z轴上的长度短于永久条形磁体80的其上形成磁极的对立端面之间 的长度。
随后，将磁轭60放置在隔离物90上。在这种情况下，磁轭60以一方 式设置，使得平视时阵列基板70的凹槽70b与磁轭60的通孔61的相应的 正方形部分61a对齐。为了使设置工作变得容易，在磁轭60上和阵列基板 70上可提供定位标记(对准标记)。注意，在图16中省略了边缘部分61c。
接下来，如图17所示，永久条形磁体80穿过相应的通孔61插入。该 插入工作以一方式进行，使得永久条形磁体80的极化的第一侧端面邻接阵 列基板70的凹槽70b的相应底面。结果，永久条形磁体80的极化的第二侧 端面(为方便起见以下可被称为“上表面”)基本在相同的平面出现(在相 同平面上)。而且，永久条形磁体80被布置来使得，如在包括永久条形磁体 80的上表面的平面上观察到的那样，产生在两个邻近的、最靠近的永磁体 80的端面上的磁极在极性上不同。
结果，永久条形磁体80的设置如图18所示。在这种状态下，因为永久 条形磁体80插入在凹槽70b和磁轭60的通孔61的正方形部分61a内，所 以阻止了永久条形磁体80在X轴和Y轴方向上的移动。
接下来，借助于利用开口62来抬高(在Z轴的正向上)磁轭60。具体 地，磁轭60在通过采用镊子在两个开口62处被夹持的同时被抬高。通过利 用其它开口62重复执行此抬高工作，从而逐渐抬高整个磁轭60。
如图19所示，磁轭60的高度(阵列基板70与磁轭60之间的距离)被 调整，从而由永久条形磁体80的上表面(永久条形磁体80的极化的第二侧 端面)定义的平面位于磁轭60的上表面60up和下表面60dn之间。换句话 说，抬高磁轭60，使得永久条形磁体80的上表面位于磁轭60的厚度范围之 内。值得注意的是，磁轭60的上表面60up和由永久条形磁体80的上表面 定义的平面可在相同平面上。随后，移去隔离物90，并相对于阵列基板70 固定磁轭60。于是完成了磁体阵列50。
如图20的局部放大剖视图和图21的局部放大俯视图所示，在如此制造 的磁体阵列50中，在永久条形磁体80的上表面(极化的第二侧端面)附近， 磁场从N极向邻近并最靠近各N极的S极产生。
换句话说，当如图21所示地平视磁体阵列50时，从某一N极向位于 该N极右侧的S极形成一向右的磁场；从该N极向位于该N极上侧的S极 产生一向上的磁场；从该N极向位于该N极左侧的S极产生一向左的磁场； 且从该N极向位于该N极下侧的S极产生一向下的磁场。类似地，从位于 某一S极右侧的N极向该S极产生一向左的磁场；从位于该S极上侧的N 极向该S极产生一向下的磁场；从位于该S极左侧的N极向该S极产生一 向右的磁场；以及从位于该S极下侧的N极向该S极产生一向上的磁场。 与所述磁场相关的磁力线沿磁轭60、穿过磁轭60的矩形部分61b、以及在 矩形部分61b的直接上方经过。因此，当注意某一正方形部分61a时，在与 该正方形部分61a相关的相邻的矩形部分61b的直接上方的部分处(即在沿 该正方形部分61a的边形成的矩形部分61b的直接上方的部分处，其在正方 形部分61a中彼此相邻)局部地产生互相正交的、非常强的磁场。
此外，磁体阵列50具有开口62。如已经参考图10所述的那样，开口 62形成在正方形的重心CP所在的位置处，其中该正方形通过连接四方格子 的格点SP所形成，即通过连接磁轭60的通孔61(正方形部分61a)的重心 形成。即，每个开口62被形成来使得围绕由连接四方格子的相邻格点SP形 成的正方形的重心CP。开口62所形成的位置是自永久条形磁体80的磁极 延伸(产生)的磁力线交叉的位置，结果是磁场不稳定。在所述位置形成开 口62防止了磁力线的交叉，从而消除了磁场的不稳定性。这样，稳定的、 强的、一致的磁场可在矩形部分61b中和在矩形部分61b的直接上方的部分 处局部地产生。
接下来，将描述制造磁传感器10(30)的方法。
首先，在图22所示的晶片(石英玻璃或Si基板)10a1上形成图3(B) 和4所示的电介质层10b。此时，形成预定的布线、大规模集成电路(LSI)、 以及未示出的用于预置自由层F的线圈。晶片10a1在以后的步骤中被沿着 由图22的虚线所表示的切割线CL切割，由此产生基板10a和30a。
其次，形成多个膜(元件膜)M，其将成为GMR元件11到14、21到 24、31到34、以及41到44。具体地，形成要成为偏置磁体膜11b的膜。然 后在膜11b上形成将成为合成自旋阀膜SAF的膜，每个膜包括成为固定层的 膜、成为隔离层的膜、以及成为自由层的膜。此膜沉积工艺通过使用超高真 空装置来进行，从而以精确控制的各个厚度连续层叠组成膜。
构图所述膜，从而形成多个岛状膜M，每个岛状膜具有与窄条部分11a 相同的形状。膜M将成为岛状的GMR元件。膜M以一方式形成在石英玻 璃10a1上，使得当在以后的步骤中沿图22的虚线所表示的切割线CL切割 石英玻璃10a1，从而形成图1和2所示的磁传感器10和30时，膜M设置 在GMR元件11到14、21到24、31到34、以及41到44的位置处。
换句话说，根据以上所述的工艺，在基板(晶片10a1)上布置至少两 个(多个)岛状元件膜M，每个元件膜M包括将成为合成自旋阀膜SAF的 膜。在平视时，该至少两个元件膜M被形成来使得，当一元件膜M布置在 与沿磁体阵列50的某一正方形部分61a的某一边形成的某一矩形部分61b 相应的位置处(即在其内布置)时，另一元件膜M布置在与沿该正方形部 分61a的邻近该正方形部分61a的前述边的一边形成的另一个矩形部分61b 相应的位置处(即在其内布置)。
其次，如图23所示地设置晶片10a1和磁体阵列50，其中在晶片10a1 上形成有膜M。在此布置中，晶片10a1的其上形成膜M的一侧与磁轭60 的上表面60up接触。而且，如图24所示，晶片10a1和磁体阵列50以一关 系设置，使得相应于磁传感器10和30的边的切割线CL的交点CP中的每 一个，与一组四个相邻的永久条形磁体80的重心相重合。结果，当晶片10a1 位于磁体阵列50的上表面时，如图24的箭头所示，磁场垂直于膜M的窄 条部分11a的纵向地施加在膜M上。
而后，以上述关系设置的晶片10a1和磁体阵列50在真空中被加热到 250℃至280℃的温度(优选是270℃)，并在该温度下被保持约3小时。
换句话说，晶片10a1设置在磁体阵列50附近，从而平视时，当一元件 膜M布置在与沿磁体阵列50的某一正方形部分61a的某一边形成的某一矩 形部分61b相应的位置处(即在其内布置)时，另一元件膜M布置在与沿 该正方形部分61a的邻近该正方形部分61a的前述边的一边形成的另一个矩 形部分61b相应的位置处(即在其内布置)，磁体阵列50的矩形部分61b附 近(在其直接上方的部分处)产生的磁场施加到元件膜M，并且具有元件膜 M的晶片10a1被保持在高温下，从而在各个固定方向上同时钉扎多个元件 膜M的将成为固定层的膜(被钉扎层)的磁化。
随后，让晶片10a1维持在不加热情况下，直至晶片10a1冷却至室温。 然后，将晶片10a1从真空装置中卸下。形成用于连接膜M的布线等。最后， 沿图22和24所示的切割线CL切割晶片10a1。于是，一次就制造大量图1 和2所示的单片(单芯片)磁传感器10和30。
如上所述，本实施例执行热处理工序，其中强磁场通过使用磁体阵列 50而局部地产生，并用于钉扎合成自旋阀膜SAF的被钉扎层的磁化方向。 磁体阵列50包括磁轭60，矩形部分61b在磁轭60中形成，并用作气隙。因 此，通过使用磁体阵列50，能在矩形部分61b附近的空间中产生强的、一致 的磁场，从而合成自旋阀膜SAF的被钉扎层的磁化能可靠地被钉扎在各个 固定方向。
而且，在磁体阵列50的磁轭60中，开口62形成在从磁极延伸的磁力 线在没有该开口时将交叉的部分处，该交叉导致磁场的不稳定。结果，磁力 线的方向特性变得稳定，因此邻近开口62的磁场能被更大程度地稳定。开 口62也用来调节磁体阵列50的磁轭60和阵列基板70之间的距离(磁轭60 的高度)。结果，因为磁轭60在高度方向上的位置能容易且理想地调节，所 以优化的磁场能施加到膜所处的部分，其中该膜将成为被钉扎层，并且其磁 化将被钉扎在各个固定方向上。
如以上所述，磁体阵列60在相邻区域(在相邻矩形部分61b的直接上 方的部分处)内能产生互相交叉的(正交的)、强的一致磁场。因此，能容 易地制造采用合成自旋阀膜SAF的双轴磁传感器，该合成自旋阀膜SAF具 有优异的耐热性、相对于强磁场的优异电阻、以及好的温度特性。
另外，每个通孔61的正方形部分61a具有边缘部分61c，其以对角地向 外膨胀的方式形成在正方形部分61a的相应角落处。因此，即使在蚀刻通孔 61的工序中正方形部分61a的角落部分未充分蚀刻，永久条形磁体80也能 可靠地穿过相应的通孔61插入。
图25的曲线图示出关于传统自旋阀膜SV和以上制造的合成自旋阀膜 SAF的退火温度TA和交换耦合磁场Hua之间关系的研究结果。退火温度TA 是一预定温度，GMR元件保持在该温度以退火。更具体地，GMR元件如下 退火：当在与GMR元件的被钉扎层的被钉扎磁化方向相反的方向上，将预 定强度(在图25的示例中为100Oe)的磁场施加到GMR元件上的同时，通 过施加热而将GMR元件保持在退火温度TA；随后，使GMR元件冷却至室 温。交换耦合磁场Hua即磁场H，它导致：当在室温下在与退火后的GMR 元件的被钉扎层的被钉扎磁化方向相反的方向上，向退火后的GMR元件施 加磁场H时，被钉扎层的磁化方向自最初的固定磁化方向改变。
从图25中明显看出，通过本实施例的方法制造的合成自旋阀膜SAF具 有高于传统自旋阀膜SV的交换耦合磁场Hua的值，并且将交换耦合磁场 Hua维持在高水平，直至达到与传统自旋阀膜SV相比更高的退火温度。
图26的曲线图示出了关于传统自旋阀膜SV和以上制造的合成自旋阀 膜SAF的退火温度TA和MR比率之间的关系的研究结果。从图26明确看 出，通过本实施例的方法制造的合成自旋阀膜SAF具有的MR比率的值高 于传统自旋阀膜SV的，并且将MR比率维持在高水平，直至达到与传统自 旋阀膜SV相比更高的退火温度。即，通过本实施例的方法制造的合成自旋 阀膜SAF具有的耐热性高于传统自旋阀膜SV。因此，即使磁传感器10和 30的制造包括高温工艺，如形成保护膜的工序(钝化处理)、或在各固定方 向上钉扎合成自旋阀膜SAF的固定层的磁化之后的焊接工序，也能获得具 有稳定特性的磁传感器10和30。
接下来，比较两个磁传感器之间的性能，一个磁传感器具有采用包括磁 轭60的磁体阵列50制造的合成自旋阀膜SAF(其被钉扎层使得磁化被钉扎 在一固定方向上)，另一个磁传感器具有通过采用从磁体阵列50除去磁轭60 得到的磁体阵列制造的合成自旋阀膜SAF。
图27和28是示意图，示出用于试验的磁传感器的晶片上的位置。图 27示出了其上形成有大量膜M的晶片。图28为图27示出的一个正方形部 分的放大图。
图29示出了位于图27所示的点位置(shot position)(X位置，Y位置) (3，3)、(3，5)、...，(7，5)和(7，7)中图28所示的芯片位置(X位置，Y位 置)(7，7)处的X轴磁传感器的特性(输出电压随外部磁场的变化)。X轴 磁传感器通过采用包括磁轭60的磁体阵列50制造。图30示出位于图27所 示的点位置(X位置，Y位置)(3，3)、(3，5)、...，(7，5)和(7，7)中图28 所示的芯片位置(X位置，Y位置)(7，5)处的X轴磁传感器的特性。该X 轴磁传感器通过采用从磁体阵列50去除磁轭60制备的磁体阵列制造。
从图29和30之间的比较明显看出，在通过采用从磁体阵列50除去磁 轭60得到的磁体阵列制造的X轴磁传感器中，形成在点位置(7，3)的X轴 磁传感器与正常X轴磁传感器相比具有相反的特性曲线；形成在点位置(3， 3)的X轴磁传感器呈现出差的输出特性。相反，使用包括磁轭60的磁体阵 列50制造的X轴磁传感器具有与点位置无关的一致的输出特性。
图31示出位于图27所示的点位置(X位置，Y位置)(3，3)、(3，5)、...， (7，5)和(7，7)中图28所示的芯片位置(X位置，Y位置)(7，8)处的Y轴 磁传感器的特性。该Y轴磁传感器采用包括磁轭60的磁体阵列50制造。图 32示出位于图27所示的点位置(X位置，Y位置)(3，3)、(3，5)、...，(7， 5)和(7，7)中图28所示的芯片位置(X位置，Y位置)(7，6)处的Y轴磁传 感器的特性。该Y轴磁传感器采用从磁体阵列50除去磁轭60得到的磁体阵 列制造。
从图30和31之间的比较明显看出，在采用从磁体阵列50除去磁轭60 得到的磁体阵列制造的Y轴磁传感器中，形成在点位置(7，3)的Y轴磁传感 器与正常Y轴磁传感器相比，呈现出反向的特性曲线；形成在点位置(3，3) 的Y轴磁传感器呈现出差的输出特性。相反，用包括磁轭60的磁体阵列50 制造的Y轴磁传感器呈现出与点位置无关的一致的输出特性。
图33示出了X轴磁传感器的灵敏度(每单位磁场强度的输出电压变 化)，其中该磁传感器位于上述点位置中的芯片位置(7，7)处，并且用包括磁 轭60的磁体阵列50制造。图34示出了X轴磁传感器的灵敏度，其中该磁 传感器位于上述点位置中的芯片位置(7，5)处，并且用从磁体阵列50除去磁 轭60得到的磁体阵列制造。
图35示出了X轴磁传感器的灵敏度，其中该磁传感器位于上述点位置 中的芯片位置(7，8)处，并且用包括磁轭60的磁体阵列50制造。图36示出 了X轴磁传感器的灵敏度，其中该磁传感器位于上述点位置中的芯片位置 (7，6)处，并且用通过从磁体阵列50除去磁轭60得到的磁体阵列制造。
图37示出了Y轴磁传感器的灵敏度，其中该磁传感器位于上述点位置 中的芯片位置(7，7)处，并且用包括磁轭60的磁体阵列50制造。图38示出 了Y轴磁传感器的灵敏度，其中该磁传感器位于上述点位置中的芯片位置 (7，5)处，并且用通过从磁体阵列50除去磁轭60得到的磁体阵列制造。
图39示出了Y轴磁传感器的灵敏度，其中该磁传感器位于上述点位置 中的芯片位置(7，8)处，并且用包括磁轭60的磁体阵列50制造。图40示出 了Y轴磁传感器的灵敏度，其中该磁传感器位于上述点位置中的芯片位置 (7，6)处，并且用通过从磁体阵列50除去磁轭60得到的磁体阵列制造。
从图33至40明确看出，采用包括磁轭60的磁体阵列50制造的磁传感 器表现出良好的灵敏度。相反，采用不具有磁轭60的磁体阵列制造的磁传 感器包括灵敏度差的磁传感器。这说明，采用本实用新型的磁体阵列50制 造的双轴磁传感器具有极好的耐热性和极好的输出特性。
其次，以与上述实施例相似的方式制造了包括如图41所示布置的元件 的磁传感器100，其中每个元件包括合成自旋阀膜SAF。还制造了包括元件 的磁传感器100′(未示出)，其中所述元件以与磁传感器100相似的方式布 置，每个元件包括传统的自旋阀膜(具有图42所示的膜结构)。
磁传感器100包括GMR元件111到114、以及GMR元件121到124。 GMR元件111到114分别相应于磁传感器10的GMR元件11到14。GMR 元件121到124分别相应于磁传感器10的GMR元件21到24。图41示出 了GMR元件111到114以及121到124的设置、被钉扎层的磁化方向、以 及无外部磁场时自由层的磁化方向。
利用磁线圈，在X轴的正向和负向上向磁传感器100和传统磁传感器 100′施加强度为20、40、60、80和100(Oe)的磁场。随后，除去所施加的磁 场，并针对X轴和Y轴磁传感器的输出电压检测磁传感器100和100′。结 果表示在图43和44中。从图43和44的比较明显看出，根据本实用新型的 磁传感器100在其上被施加磁场之后在输出上几乎没有出现变化(见图43)。 相反，传统磁传感器100′在其上被施加磁场之后在输出上出现很大的变化 (见图44)。这说明，在对强磁场的耐受性方面，根据本实用新型的磁传感 器100优于传统磁传感器100′。
也应注意到，上述磁传感器是一种传感器，其被形成来使得多个所述磁 阻效应元件(例如GMR元件)被设置在具有通常为正方形形状的单芯片(基 板)上一平面中，所述磁阻效应元件关于所述通常为正方形的芯片的中心线 对称设置，且所述多个磁阻效应元件中的至少两个的被钉扎层具有相互交叉 的被钉扎的磁化方向(即被钉扎的磁化方向以90度相互交叉)。而且，也注 意到，以上的磁传感器10包括四个所述磁阻效应元件，其中该四个所述磁 阻效应元件通过这四个元件的全桥连接构成X轴或Y轴磁传感器，所述四 个元件的被钉扎层的所述被钉扎的磁化方向相互平行。
本实用新型的实施例已参照用于制造磁传感器的方法、磁体阵列、以及 用于制造磁体阵列的方法得以描述。然而，本实用新型不限于此，而是可以 以许多其它不脱离本实用新型主旨的特殊形式体现。例如，当要采用磁体阵 列50在各个固定方向上钉扎被钉扎层的磁化时，膜M不必被构图。可以在 被钉扎层的磁化被钉扎在各个固定方向上之后构图膜M。