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磁阻效应元件及其制造方法和位置检测装置

阅读：9发布：2020-05-13

专利汇可以提供磁阻效应元件及其制造方法和位置检测装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及的磁阻效应元件包括：多个磁阻效应层叠体；将多个磁阻效应层叠体串联地电连接的多个下部引线电极和上部引线电极；和以多个下部引线电极都不电孤立的方式将多个下部引线电极互相电连接的抗静电膜。，下面是磁阻效应元件及其制造方法和位置检测装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种磁阻效应元件，其特征在于，包括：
磁阻效应层叠体；
用于向所述磁阻效应层叠体供给电流的下部引线电极和上部引线电极；和将所述下部引线电极与其它导体电连接的膜。
2.如权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于：
所述磁阻效应元件包括：多个所述磁阻效应层叠体；和将所述多个磁阻效应层叠体串联地电连接的多个所述下部引线电极和多个所述上部引线电极，
所述膜将所述多个下部引线电极互相电连接。
3.如权利要求2所述的磁阻效应元件，其特征在于：
所述多个下部引线电极通过所述膜实质性地全部电连接。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的磁阻效应元件，其特征在于：
所述下部引线电极为至少依次层叠有第一导电层和第二导电层的层叠体，所述膜包含与所述第一导电层相同种类的导电材料。
5.如权利要求4所述的磁阻效应元件，其特征在于：
所述膜包含与所述第一导电层相同种类的导电材料的氧化物。
6.如权利要求1～3中的任一项所述的磁阻效应元件，其特征在于：
所述膜的电阻值大于所述磁阻效应层叠体的电阻值。
7.如权利要求1～3中的任一项所述的磁阻效应元件，其特征在于：
所述磁阻效应层叠体为TMR层叠体。
8.一种位置检测装置，其特征在于，包括：
磁传感器部，其根据随着移动体的移动而产生的外部磁场的变化，输出传感器信号；和位置检测部，其根据所述磁传感器部输出的所述传感器信号，检测所述移动体的位置，所述磁传感器部包含权利要求1～3中的任一项所述的磁阻效应元件。
9.如权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于：
所述移动体是绕规定的旋转轴旋转移动的旋转移动体，
所述位置检测部根据所述磁传感器部输出的所述传感器信号，检测所述旋转移动体的旋转位置。
10.一种磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，
所述磁阻效应元件包括磁阻效应层叠体与用于向所述磁阻效应层叠体供给电流的下部引线电极和上部引线电极，所述下部引线电极为依次至少层叠第一导电层和第二导电层而成的层叠体，
所述磁阻效应元件的制造方法包括：
将构成所述第一导电层的由第一导电材料形成的第一导电膜成膜的工序；
将在所述第一导电膜上构成所述第二导电层的由第二导电材料形成的第二导电膜成膜的工序；
对至少层叠所述第一导电膜和所述第二导电膜而成的层叠膜进行打磨，由此在下部引线电极形成区域形成所述下部引线电极的工序；
在设定于所述下部引线电极上的磁阻效应层叠体形成区域形成所述磁阻效应层叠体的工序；和
在形成于所述磁阻效应层叠体形成区域的所述磁阻效应层叠体上形成上部引线电极的工序，
在形成所述下部引线电极的工序中，以在所述下部引线电极形成区域以外的区域残留所述第一导电膜的至少一部分的方式，对所述层叠膜进行打磨，由此形成将所述下部引线电极与其它导体电连接的膜。
11.如权利要求10所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于：
所述磁阻效应元件包括：多个所述磁阻效应层叠体；以及将所述多个磁阻效应层叠体串联地电连接的多个所述下部引线电极和多个所述上部引线电极，
在形成所述磁阻效应层叠体的工序中，在分别设定于所述多个下部引线电极的多个所述磁阻效应层叠体形成区域中，分别形成所述磁阻效应层叠体，
在形成所述上部引线电极的工序中，以使所述多个磁阻效应层叠体串联连接的方式形成所述多个上部引线电极，
在形成所述下部引线电极的工序中，以在所述下部引线电极形成区域以外的区域残留所述第一导电膜的至少一部分的方式，对所述层叠膜进行打磨，由此形成将所述多个下部引线电极互相电连接的所述膜。

说明书全文

磁阻效应元件及其制造方法和位置检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及磁阻效应元件及其制造方法和具有该磁阻效应元件的位置检测装置。

背景技术

[0002] 现有技术中，在工作机器等中，使用用于检测由移动体的旋转移动或者直线移动导致的位置或移动量(变化量)的位置检测装置。作为该位置检测装置，已知一种具备能够检测随着移动体的移动而产生的外部磁场的变化的磁传感器的位置检测装置，从磁传感器输出表示移动体与磁传感器的相对位置关系的信号。

[0003] 作为在上述位置检测装置中使用的磁传感器，已知一种具有自由层和磁化固定层的层叠体，其具备电阻根据与外部磁场相应的自由层的磁化方向的变化而变化的磁阻效应元件(TMR元件)。

[0004] TMR元件包含串联连接的多个磁阻效应层叠体(TMR层叠体)。对TMR层叠体而言，静电放电耐性(ESD(Electro-Static Discharge)耐性)可能会降低，当由静电等的电涌引起的过电压或者过电流流过时可能会被破坏。因此，以减小施加在各TMR层叠体的电压并提高ESD耐性为目的，在TMR元件1’中，多个TMR层叠体2’通过下部引线电极31’和上部引线电极32’串联地连接(参照图10)。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2011－47928号公报

发明内容

[0008] 发明要解决的技术问题

[0009] 上述TMR元件中的下部引线电极31’例如可以如以下方式进行制造。

[0010] 首先，在半导体基板4’上将由Al2O3等形成的基底绝缘膜5’成膜(参照图11A)，在基底绝缘膜5’上将用于形成下部引线电极31’的下部引线膜31A’(例如，Ta/Cu/Ta等的金属层叠膜)成膜(参照图11B)。在下部引线膜31A’上形成与下部引线电极31’对应的抗蚀图形70’，通过离子束的照射来进行打磨处理，由此形成下部引线电极31’(参照图11C)。对于下部引线电极31’以外的部分，对下部引线膜31A’进行打磨以使基底绝缘膜5’露出。即，多个下部引线电极31’各自以电孤立的状态形成。

[0011] 通常，在利用设置于离子束枪的照射口附近的中和装置进行电中性化之后，照射用于打磨处理的离子束。然而，由于离子束打磨装置的腔室内的脏污等的影响，有时会射出电荷平衡崩溃的离子束，结果可能会在下部引线电极31’正下方的半导体基板4’和基底绝缘膜5’上发生局部带电。

[0012] 在形成下部引线电极31’之后，在该下部引线电极31’上将用于形成TMR层叠体的导电性膜成膜时，电荷从带电的半导体基板4’和基底绝缘膜5’经由下部引线电极31’和导电性膜放出。此时，会产生在下部引线电极31’形成放电痕迹的问题。

[0013] 鉴于上述技术问题，本发明的目的在于，能够提供具备不会存在放电痕迹的下部引线电极的磁阻效应元件及其制造方法和具有该磁阻效应元件的位置检测装置。

[0014] 解决问题的技术手段

[0015] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磁阻效应元件，其特征在于，包括：磁阻效应层叠体；用于向所述磁阻效应层叠体供给电流的下部引线电极和上部引线电极；和将所述下部引线电极与其它导体电连接的膜。

[0016] 在上述磁阻效应元件中，所述磁阻效应元件包括多个所述磁阻效应层叠体与将所述多个磁阻效应层叠体串联地电连接的多个所述下部引线电极和多个所述上部引线电极，所述膜能够将所述多个下部引线电极互相电连接。

[0017] 在上述磁阻效应元件中，所述多个下部引线电极可以通过所述膜实质性地全部电连接。所述下部引线电极可以为至少依次层叠第一导电层和第二导电层而成层叠体，所述膜可以包含与所述第一导电层相同种类的导电材料，可以包含与所述第一导电层相同种类的导电材料的氧化物。所述膜的电阻值可以大于所述磁阻效应层叠体的电阻值，作为所述磁阻效应层叠体，可以使用TMR层叠体。

[0018] 本发明提供一种位置检测装置，其特征在于，包括：根据随着移动体的移动而产生的外部磁场的变化输出传感器信号的磁传感器部；和根据所述磁传感器部输出的所述传感器信号检测所述移动体的位置的位置检测部，所述磁传感器部包含上述磁阻效应元件。

[0019] 优选在上述位置检测装置中，所述移动体是绕规定的旋转轴旋转移动的旋转移动体，所述位置检测部根据所述磁传感器部输出的所述传感器信号，对所述旋转移动体的旋转位置进行检测。

[0020] 本发明提供一种磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述磁阻效应元件包括磁阻效应层叠体与用于向所述磁阻效应层叠体供给电流的下部引线电极和上部引线电极，所述下部引线电极为至少依次层叠第一导电层和第二导电层而成的层叠体，所述磁阻效应元件的制造方法包括：将构成所述第一导电层的由第一导电材料形成的第一导电膜成膜的工序；将在所述第一导电膜上构成所述第二导电层的由第二导电材料形成的第二导电膜成膜的工序；通过对至少层叠所述第一导电膜和所述第二导电膜而成的层叠膜进行打磨，在下部引线电极形成区域形成所述下部引线电极的工序；在设定于所述下部引线电极上的磁阻效应层叠体形成区域形成所述磁阻效应层叠体的工序；和在形成于所述磁阻效应层叠体形成区域的所述磁阻效应层叠体上，形成上部引线电极的工序，在形成所述下部引线电极的工序中，以在所述下部引线电极形成区域以外的区域残留所述第一导电膜的至少一部分的方式，对所述层叠膜进行打磨，由此形成将所述下部引线电极与其它导体电连接的膜。

[0021] 在上述制造方法中，可以为：所述磁阻效应元件包括多个所述磁阻效应层叠体与将所述多个磁阻效应层叠体串联地电连接的多个所述下部引线电极和多个所述上部引线电极，在形成所述磁阻效应层叠体的工序中，在分别设定于所述多个下部引线电极的多个所述磁阻效应层叠体形成区域中，分别形成所述磁阻效应层叠体，在形成所述上部引线电极的工序中，以使所述多个磁阻效应层叠体串联连接的的方式形成所述多个上部引线电极，在形成所述下部引线电极的工序中，以在所述下部引线电极形成区域以外的区域残存所述第一导电膜的至少一部分的方式，对所述层叠膜进行打磨，由此形成将所述多个下部引线电极互相连接的所述膜。

[0022] 发明效果

[0023] 根据本发明，能够提供具备不会存在放电痕迹的下部引线电极的磁阻效应元件及其制造方法和具有该磁阻效应元件的位置检测装置。附图说明

[0024] 图1是表示本发明一实施方式的磁阻效应元件的概略结构的立体图。

[0025] 图2是表示本发明一实施方式的磁阻效应元件的要部的概略结构的局部放大截面图。

[0026] 图3是表示本发明的一实施方式的磁阻效应层叠体的概略结构的截面图。

[0027] 图4A～图4C是以切断端面表示本发明一实施方式的磁阻效应元件的制造方法的各工序的工序流程图。

[0028] 图5A～图5C是以切断端面表示本发明一实施方式的磁阻效应元件的制造方法的各工序的工序流程图。

[0029] 图6是表示本发明的一实施方式的位置检测装置的概略结构的立体图。

[0030] 图7是表示本发明的一实施方式的磁传感器的概略结构的框图。

[0031] 图8是概略地表示本发明的一实施方式的第一磁传感器部的电路结构的电路图。

[0032] 图9是概略地表示本发明的一实施方式的第二磁传感器部的电路结构的电路图。

[0033] 图10是表示现有的磁阻效应元件的概略结构的立体图。

[0034] 图11A～图11C是以切断端面表示制作现有的磁阻效应元件中的下部引线电极的各工序的工序流程图。

[0035] 附图标记说明

[0036] 1……磁阻效应元件

[0037] 2……磁阻效应层叠体

[0038] 3……引线电极

[0039] 31……下部引线电极

[0040] 32……上部引线电极

[0041] 6……抗静电膜(导电膜)

[0042] 100……位置检测装置

具体实施方式

[0043] 参照附图，对本发明一实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的磁阻效应元件的概略结构的立体图，图2是表示本实施方式的磁阻效应元件的要部的概略结构的局部放大截面图，图3是表示本实施方式的磁阻效应层叠体的概略结构的截面图。

[0044] 如图1～图3所示，本实施方式的磁阻效应元件1包括：以阵列状排列的多个磁阻效应层叠体2；和与多个磁阻效应层叠体2串联地电连接的多个引线电极3。

[0045] 具体而言，磁阻效应元件1包括多个下部引线电极31、多个磁阻效应层叠体2和多个上部引线电极32。下部引线电极31和上部引线电极32能够由例如Cu、Al、Au、Ta、Ti等中的一种导电材料或者2种以上的导电材料的层叠膜构成。下部引线电极31和上部引线电极32的厚度分别为0.3～2.0μm左右。例如，下部引线电极31能够由Ta/Cu/Ta的3层层叠体构成。

[0046] 多个下部引线电极31通过使由Al2O3等形成的基底绝缘膜5介于其间而设置于半导体基板4上。多个下部引线电极31分别具有细长的大致长方形形状，并设置为使得按阵列状排列的多个磁阻效应层叠体2的电串联方向上相邻的2个下部引线电极31之间具有规定的间隙。在下部引线电极31的长度方向的两端附近分别设置有磁阻效应层叠体2。即，在多个下部引线电极31上分别设置有2个磁阻效应层叠体2。

[0047] 在本实施方式中，各下部引线电极31通过抗静电膜(导电膜)6电连接，当仅观察下部引线电极31时，多个下部引线电极31的任一者均不电孤立。如后所述，关于抗静电膜(导电膜)6，在形成下部引线电极31时对下部引线膜31A进行的打磨(milling)处理中，能够通过使下部引线膜31A作为薄膜残留而形成(参照图4C)。由此，能够防止在下部引线电极31正下方的基底绝缘膜5和半导体基板4上带电，能够防止在下部引线电极31上形成导电性膜时产生放电痕迹。因此，本实施方式的磁阻效应元件1具有不会存在放电痕迹的下部引线电极31。

[0048] 抗静电膜(导电膜)6包含构成下部引线电极31的导电材料中的与构成该下部引线电极31的最下层(基底绝缘膜5侧)的导电材料相同种类的导电材料，优选包含该导电材料的氧化物。由于抗静电膜(导电膜)6含有该导电材料的氧化物，因此能够进一步提高抗静电膜(导电膜)6的电阻值。例如，在下部引线电极31为由Ta/Cu/Ta的3层形成的层叠膜的情况下，抗静电膜(导电膜)6含有Ta和Ta的氧化物(TaOX，X＝0.1～1.5)，抗静电膜(导电膜)6的表层富含该Ta氧化物。

[0049] 抗静电膜(导电膜)6的膜厚只要在能够防止在下部引线电极31正下方的基板4和基底绝缘膜5的局部带电的程度，且能够抑制短路电流在下部引线电极31之间流动的程度的范围内，就没有特殊限制，可以适当进行设定。抗静电膜(导电膜)6的膜厚指在任意选择的多个部位(例如5个部位)测定的膜厚的算术平均值，例如可以设定为的程度。

[0050] 当仅观察下部引线电极31时，抗静电膜(导电膜)6只要以使所有下部引线电极31不电孤立的方式形成即可，可以形成于基底绝缘膜5上除了形成有下部引线电极31的区域之外的全部区域，也可以仅形成于基底绝缘膜5上的一部分区域。

[0051] 本实施方式的磁阻效应层叠体2为TMR元件，如图3所示，包括：磁化方向固定的磁化固定层22；磁化方向根据施加的磁场方向而变化的自由层24；配置于磁化固定层22和自由层24之间的非磁性层23；以及反铁磁性层21。

[0052] 磁阻效应层叠体2具有从下部引线电极31侧依次层叠有自由层24、非磁性层23、磁化固定层22和反铁磁性层21的结构。自由层24与下部引线电极31电连接，反铁磁性层21与上部引线电极32电连接。作为构成自由层24和磁化固定层22的材料，例如可以举出NiFe，CoFe，CoFeB，CoFeNi，Co2MnSi，Co2MnGe，FeOX(Fe的氧化物)等。自由层24和磁化固定层22的厚度分别为1～10nm的程度。

[0053] 非磁性层23为隧道势垒层，是用于在本实施方式的磁阻效应层叠体2中体现隧道磁阻效应(TMR效应)所必需的膜。作为构成非磁性层23的材料，能够给出Cu、Au、Ag、Zn、Ga、TiOX、ZnO、InO、SnO、GaN、ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)、Al2O3、MgO等的例子。非磁性层23可以由2层以上的层叠膜构成。例如，非磁性层23可以由Cu/ZnO/Cu的3层层叠膜或者将一层Cu置换为Zn的Cu/ZnO/Zn的3层层叠膜构成。此外，非磁性层23的厚度为0.1～5nm的程度。

[0054] 反铁磁性层21例如由含有从Pt、Ru、Rh、Pd、Ni、Cu、Ir、Cr和Fe的组中选择的至少一种元素和Mn的反铁磁性材料构成。该反铁磁性材料中的Mn的含量为例如35～95原子％的程度。由反铁磁性材料构成的反铁磁性层21通过在其与磁化固定层22之间进行交换耦合，起到对磁化固定层22的磁化的方向进行固定的作用。

[0055] 多个上部引线电极32设置于多个磁阻效应层叠体2上。各上部引线电极32具有细长的大致长方形形状。上部引线电极32配置为使得在以阵列状排列的多个磁阻效应层叠体2的电串联方向上相邻的2个上部引线电极32之间具有规定的间隙，并且使多个磁阻效应层叠体2串联连接，相邻的2个磁阻效应层叠体2的反铁磁性层21互相电连接。此外，磁阻效应层叠体2可以具有从下部引线电极31侧依次层叠有反铁磁性层21、磁化固定层22、非磁性层
23和自由层24而成的结构。另外，在自由层24与下部引线电极31或者上部引线电极32之间可以具备盖层(保护层)。

[0056] 在本实施方式的磁阻效应层叠体2中，电阻值根据自由层24的磁化的方向相对于磁化固定层22的磁化的方向所成的角度而变化，当该角度为0°(彼此的磁化方向平行)时电阻值最小，当该角度为180°(彼此的磁化方向反向平行)时电阻值最大。

[0057] 对具有上述结构的磁阻效应元件1的制造方法进行说明。图4和图5是以切断端面图表示本实施方式的磁阻效应元件1的制造工序的工序流程图。

[0058] 通过溅射在半导体基板4上形成Al2O3等的基底绝缘膜5之后，通过溅射等形成下部引线膜31A(参照图4A)。例如，通过溅射等按照Ta膜、Cu膜、Ta膜的顺序形成下部引线膜31A。接着，经过光刻工序形成与多个下部引线电极31对应的抗蚀图形70(参照图4B)。然后，将该抗蚀图形70作为掩模进行打磨处理，以形成多个下部引线电极31(参照图4C)。

[0059] 在用于形成下部引线电极31的打磨处理中，照射离子束，使得在不存在抗蚀图形70的区域中的下部引线膜31A被完全除去，具体而言使下部引线膜31A残留的程度。由此，能够使得以多个下部引线电极31的任一者不电孤立的方式，形成将下部引线电极
31互相电连接的抗静电膜(导电膜)6。作为其结果，即使在打磨处理中照射的离子束未完全中性化，也能够防止在下部引线电极31正下方的基底绝缘膜5和半导体基板4上带电。此外，在形成的抗静电膜(导电膜)6的表层，通过自然氧化形成导电材料(例如Ta)的氧化物层。如此，通过在抗静电膜(导电膜)6的表层形成导电材料的氧化物层(例如TaOX层，X＝0.1～
1.5)，能够相对地提高抗静电膜(导电膜)6的电阻值，能够有效地抑制短路电流在下部引线电极31之间流动。

[0060] 接着，在抗静电膜(导电膜)6上形成Al2O3等的绝缘层IL，以覆盖多个下部引线电极31的方式，通过溅射等形成磁阻效应膜(例如，依次层叠有铁磁性膜、非磁性膜、铁磁性膜和反铁磁性膜的层叠膜)20(参照图5A)。在本实施方式中，由于抗静电膜(导电膜)6，多个下部引线电极31不会电孤立，而能够抑制其正下方的基底绝缘层5和半导体基板4局部带电，因此能够防止在形成磁阻效应膜20时形成放电痕迹。之后，经过光刻工序，在多个下部引线电极31的各个的规定区域中形成磁阻效应层叠体2(参照图5B)。

[0061] 接着，在形成于下部引线电极31上的多个磁阻效应层叠体2上，通过溅射等形成上部引线膜，经过光刻工序形成将该多个磁阻效应层叠体2串联连接的上部引线电极32(参照图5C)。如此，能够制造本实施方式的磁阻效应元件1。

[0062] 如上所述，根据本实施方式，由于形成了下部引线电极31互相电连接的抗静电膜(导电膜)6，因此仅观察下部引线电极31时，由于抗静电膜(导电膜)6，多个下部引线电极31不会电孤立，而能够抑制其正下方的基底绝缘层5和半导体基板4的局部带电，因此能够防止在形成磁阻效应膜20时形成放电痕迹。另外，抗静电膜(导电膜)6以极薄的膜厚(程度)形成，与磁阻效应层叠体2的电阻值相比，具有极高的电阻值，因此不会影响磁阻效应元件1的功能(由外部磁场引起的磁阻效应层叠体2的电阻值变化)。

[0063] 接着，对使用了本实施方式的磁阻效应元件1的位置检测装置进行说明。图6是表示本实施方式的位置检测装置的概略结构的立体图，图7是表示本实施方式的磁传感器的概略结构的框图，图8是概略地表示本实施方式的第一磁传感器部的电路结构的电路图，图9是概略地表示本实施方式的第二磁传感器部的电路结构的电路图。

[0064] 如图6所示，本实施方式的位置检测装置100包括磁传感器110和能够相对磁传感器110进行相对移动的移动体120。此外，在本实施方式中，作为位置检测装置100，以具备绕规定的旋转轴旋转移动的旋转移动体120的旋转编码器(rotary encoder)为例进行了说明，不过不限于该方式，也可以为具有在相对于磁传感器110的规定的方向上相对地直线移动的移动体120的线性编码器等。此外，在图6所示的方式中，旋转移动体120是N极和S极在外周上被交替地磁化而形成的旋转磁铁(rotary magnet)。

[0065] 如图7所示，磁传感器110包括：根据随旋转移动体120的旋转移动而产生的外部磁场的变化，输出传感器信号的第一磁传感器部111和第二磁传感器部112；以及根据第一和第二磁传感器部111、112输出的传感器信号，计算旋转移动体120的旋转角度θ的运算部113。

[0066] 运算部113包括：将第一和第二磁传感器部111、112输出的模拟信号(传感器信号)转换为数字信号的A/D(模拟－数字)转换部114；和对利用A/D转换部114进行了数字转换的数字信号进行运算处理，计算旋转角度θ的运算处理部115。

[0067] 第一和第二磁传感器部111、112分别包括至少一个磁检测元件，也可以包括串联连接的一对磁检测元件。在该情况下，第一和第二磁传感器部111、112分别具有包括串联连接的一对磁检测元件的惠斯登电桥电路。

[0068] 如图8所示，第一磁传感器部111具有的惠斯登电桥电路111a包括：电源端V1，接地端G1，2个输出端E11、E12，一对串联连接的第一磁检测元件R11、R12和一对串联连接的第二磁检测元件R13、R14。磁检测元件R11、R13的各一端与电源端V1连接。磁检测元件R11的另一端与磁检测元件R12的一端和输出端E11连接。磁检测元件R13的另一端与磁检测元件R14的一端和输出端E12连接。磁检测元件R12、R14的各另一端与接地端G1连接。对电源端V1施加规定大小的电源电压，接地端G1接地。

[0069] 如图9所示，第二磁传感器部112具有的惠斯登电桥电路112a与第一磁传感器部111的惠斯登电桥电路111a具有同样的结构，包括：电源端V2，接地端G2，2个输出端E21、E22，一对串联连接的第一磁检测元件R21、R22和一对串联连接的第二磁检测元件R23、R24。
磁检测元件R21、R23的各一端与电源端V2连接。磁检测元件R21的另一端与磁检测元件R22的一端和输出端E21连接。磁检测元件R23的另一端与磁检测元件R24的一端和输出端E22连接。磁检测元件R22、R24的各另一端与接地端G2连接。对电源端V2施加规定大小的电源电压，接地端G2接地。

[0070] 在本实施方式中，作为惠斯登电桥电路111a、112a包含的所有磁检测元件R11～R14、R21～R24，可以使用本实施方式的磁阻效应元件1(参照图1～3)。

[0071] 在图8和图9中，以实心的箭头表示磁检测元件R11～R14、R21～R24的磁化固定层22的磁化方向。在第一磁传感器部111中，磁检测元件R11～R14的磁化固定层22的磁化方向与第一方向D1平行，磁检测元件R11、R14的磁化固定层22的磁化方向与磁检测元件R12、R13的磁化固定层22的磁化方向彼此为反平行方向。另外，在第二磁传感器部112中，磁检测元件R21～R24的磁化固定层22的磁化的方向与和第一方向正交的第二方向平行，磁检测元件R21、R24的磁化固定层22的磁化方向与磁检测元件R22、R23的磁化固定层22的磁化方向彼此为反平行。在第一和第二磁传感器部111、112中，根据随着旋转移动体120的旋转移动而产生的磁场方向的变化，输出端E11、E12和输出端E21、E22的电位差变化，将作为表示磁场强度的信号的第一和第二传感器信号S1、S2输出到运算部113。

[0072] 差分检测器116将与输出端E11、E12的电位差对应的信号作为第一传感器信号S1输出到A/D转换部114。差分检测器117将与输出端E21、E22的电位差对应的信号作为第二传感器信号S2输出到A/D转换部114。

[0073] 如图8和图9所示，第一磁传感器部111中的磁检测元件R11～R14的磁化固定层22的磁化方向与第二磁传感器部112中的磁检测元件R21～R24的磁化固定层22的磁化方向彼此正交。此情况下，第一传感器信号S1的波形成为取决于旋转角度θ的余弦(Cosine)波形，第二传感器信号S2的波形成为取决于旋转角度θ的正弦(Sine)波形。在本实施方式中，第二传感器信号S2的相位与第一传感器信号S1的相位相差信号周期的1/4，即π/2(90°)。

[0074] A/D转换部114将第一和第二磁传感器部111、112输出的第一和第二传感器信号(与旋转角度θ相关的模拟信号)S1、S2转换为数字信号，将该数字信号输入运算处理部115。

[0075] 运算处理部115对由A/D转换部114将模拟信号转换而得的数字信号进行运算处理，计算旋转移动体120的旋转角度θ。该运算处理部115例如由微电脑等构成。

[0076] 旋转移动体120的旋转角度θ能够利用例如下述式子表示的反正切计算来计算出。

[0077] θ＝atan(S1/S2)

[0078] 此外，在360°的范围内，上述式子中的旋转角度θ的解中存在相差180°的2个值。不过，通过第一传感器信号S1和第二传感器信号S2的正负组合，能够判断旋转角度θ的真正的值是上述式子的2个解的哪一者。即，当第一传感器信号S1为正值时，旋转角度θ大于0°且小于180°。当第一传感器信号S1为负值时，旋转角度θ大于180°且小于360°。当第二传感器信号S2为正值时，旋转角度θ在0°以上且不足90°和大于270°且360°以下的范围内。当第二传感器信号S2为负值时，旋转角度θ大于90°且小于270°。运算处理部115根据上述式子和第一传感器信号S1和第二传感器信号S2的正负组合的判断，在360°的范围内计算旋转角度θ。

[0079] 在具有上述结构的本实施方式的位置检测装置100中，当外部磁场随着旋转移动体120的旋转移动而变化时，根据该外部磁场的变化，第一和第二磁传感器部111、112的磁检测元件R11～R14、R21～R24的电阻值发生变化，根据第一磁传感器部111和第二磁传感器部112各自的输出端E11、E12、E21、E22的电位差，从差分检测器116、117输出第一和第二传感器信号S1、S2。然后，从差分检测器116、117输出的第一传感器信号S1和第二传感器信号S2被A/D转换部114转换为数字信号。之后，通过运算处理部115计算旋转移动体120的旋转角度θ。

[0080] 以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的内容，不是为了限定本发明而记载。因此，上述实施方式中公开的各要素也包含属于本发明的技术范围内的所有的设计改变或者等同物。

[0081] 在上述实施方式中，以具备多个磁阻效应层叠体2与将其串联连接的多个下部引线电极31和上部引线电极32的磁阻效应元件1为例进行了说明，不过不限于这样的方式。例如，磁阻效应元件1也可以包括1个磁阻效应层叠体2和用于向该磁阻效应层叠体2供给电流的一组下部引线电极31和上部引线电极32。在此情况下，以使下部引线电极31与其它导体(例如，接地端，接地配线等)电连接的方式设置抗静电膜(导电膜)6即可。

[0082] 在上述实施方式中，以使用了磁阻效应元件1的磁传感器110为例进行了说明，不过不限于该方式。例如，上述实施方式的磁阻效应元件1也能够使用于磁头、MRAM、自旋扭矩二极管(spin-torque diode)、自旋扭矩振荡器等的属于自旋扭矩领域的各种制品等。

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磁阻效应元件及其制造方法和位置检测装置

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