JP2001228229A - 磁気インピーダンス効果素子 - Google Patents
磁気インピーダンス効果素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁性薄膜の幅方向において、磁性薄膜の両側
部のめくれ上がりを抑えることができ、外部磁界検出感
度の高い磁気インピーダンス効果素子を提供する。 【解決手段】 非磁性体からなる基板２と、この基板２
上に設けられた帯状の磁性薄膜３とを備え、基板２に密
着する磁性薄膜３の下面３ａの幅Ｗａが磁性薄膜３の上
面３ｂの幅Ｗｂよりも大きくなるように、磁性薄膜３の
幅方向Ｂにおいて、磁性薄膜３の両側部の膜厚を磁性薄
膜３の中央部の膜厚よりも薄く形成した。
部のめくれ上がりを抑えることができ、外部磁界検出感
度の高い磁気インピーダンス効果素子を提供する。 【解決手段】 非磁性体からなる基板２と、この基板２
上に設けられた帯状の磁性薄膜３とを備え、基板２に密
着する磁性薄膜３の下面３ａの幅Ｗａが磁性薄膜３の上
面３ｂの幅Ｗｂよりも大きくなるように、磁性薄膜３の
幅方向Ｂにおいて、磁性薄膜３の両側部の膜厚を磁性薄
膜３の中央部の膜厚よりも薄く形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気インピーダン
ス効果を利用して外部磁界を検出する磁気インピーダン
ス効果素子に関する。
ス効果を利用して外部磁界を検出する磁気インピーダン
ス効果素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気インピーダンス効果素子は、高い外
部磁界検出感度を有しているため、磁気検出素子として
方位センサやモータの回転センサ等に適用され始めてい
る。図８乃至図１０は、このような磁気インピーダンス
効果素子の従来技術を説明するためのものであって、こ
の磁気インピーダンス効果素子２１は、非磁性体からな
る基板２２上に形成された高い透磁率を有する帯状の磁
性薄膜２３の長手方向両端部に、導電膜からなるリード
線引出用の第１，第２の電極２４，２５が積層されて構
成されており、磁性薄膜２３は図９に示すような断面長
方形状に形成されている。また、磁性薄膜２３には、そ
の膜面内で磁化容易軸の方向が磁性薄膜２３の長手方向
（矢印Ａ方向）に対して垂直となるように、磁性薄膜２
３の幅方向（矢印Ｂ方向）に磁気異方性が付けられてい
る。
部磁界検出感度を有しているため、磁気検出素子として
方位センサやモータの回転センサ等に適用され始めてい
る。図８乃至図１０は、このような磁気インピーダンス
効果素子の従来技術を説明するためのものであって、こ
の磁気インピーダンス効果素子２１は、非磁性体からな
る基板２２上に形成された高い透磁率を有する帯状の磁
性薄膜２３の長手方向両端部に、導電膜からなるリード
線引出用の第１，第２の電極２４，２５が積層されて構
成されており、磁性薄膜２３は図９に示すような断面長
方形状に形成されている。また、磁性薄膜２３には、そ
の膜面内で磁化容易軸の方向が磁性薄膜２３の長手方向
（矢印Ａ方向）に対して垂直となるように、磁性薄膜２
３の幅方向（矢印Ｂ方向）に磁気異方性が付けられてい
る。
【０００３】このように構成された磁気インピーダンス
効果素子２１は、磁性薄膜２３の長手方向が図示せぬ被
検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うように配置され
た状態で、第１，第２の電極２４，２５を介して磁性薄
膜２３にＭＨｚ帯域の高周波電流を通電すると、磁性薄
膜２３の長手方向両端部間のインピーダンスが変化し、
この変化を電気信号に変換して外部磁界Ｈの検出出力が
得られるようになっている。
効果素子２１は、磁性薄膜２３の長手方向が図示せぬ被
検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うように配置され
た状態で、第１，第２の電極２４，２５を介して磁性薄
膜２３にＭＨｚ帯域の高周波電流を通電すると、磁性薄
膜２３の長手方向両端部間のインピーダンスが変化し、
この変化を電気信号に変換して外部磁界Ｈの検出出力が
得られるようになっている。
【０００４】この磁気インピーダンス効果素子２１の製
造は、図１０（ａ）に示すように、静磁場中で基板２２
の上面に磁性薄膜２３となる非晶質状態の合金薄膜２６
をスパッタリング法により形成し、次いで、図１０
（ｂ）に示すように、合金薄膜２６上に帯状のフォトレ
ジスト２７を形成する。そして、合金薄膜２６をウエッ
トエッチングして図１０（ｃ）に示す状態とし、次い
で、図１０（ｄ）に示すように、フォトレジスト２７を
除去し、この合金薄膜２６及び基板２２に静磁場中で加
熱処理（アニール）を施して、合金薄膜２６を結晶状態
に相変化させ磁性薄膜２３とし（図１０（ｅ）参照）、
磁性薄膜２３の長手方向両端部に電極２４，２５を形成
すことにより、図８，図９に示す磁気インピーダンス効
果素子２１が製造される。
造は、図１０（ａ）に示すように、静磁場中で基板２２
の上面に磁性薄膜２３となる非晶質状態の合金薄膜２６
をスパッタリング法により形成し、次いで、図１０
（ｂ）に示すように、合金薄膜２６上に帯状のフォトレ
ジスト２７を形成する。そして、合金薄膜２６をウエッ
トエッチングして図１０（ｃ）に示す状態とし、次い
で、図１０（ｄ）に示すように、フォトレジスト２７を
除去し、この合金薄膜２６及び基板２２に静磁場中で加
熱処理（アニール）を施して、合金薄膜２６を結晶状態
に相変化させ磁性薄膜２３とし（図１０（ｅ）参照）、
磁性薄膜２３の長手方向両端部に電極２４，２５を形成
すことにより、図８，図９に示す磁気インピーダンス効
果素子２１が製造される。
【０００５】しかしながら、上述した従来の磁気インピ
ーダンス効果素子２１にあっては、エッチングにより帯
状に形成された合金薄膜２６が基板２２を伴って加熱処
理される際に、両者の熱膨張係数の違いから、基板２２
に密着する合金薄膜２６の下面側が合金薄膜２６の上面
側に引っ張られて、図１１に示すように、合金薄膜２６
の幅方向（矢印Ｂ方向）において、合金薄膜２６の両側
部がめくれ上がり、その結果、図１２に示すように、磁
性薄膜２３の幅方向（矢印Ｂ方向）において、磁性薄膜
２３の両側部のめくれ上がった部分の磁区が加熱処理中
に消失し、磁性薄膜２３の磁区２８が形成された部分が
少なくなって、外部磁界Ｈに対するインピーダンスの変
化が小さくなり磁気インピーダンス効果素子２１の外部
磁界検出感度が低下するという問題があった。
ーダンス効果素子２１にあっては、エッチングにより帯
状に形成された合金薄膜２６が基板２２を伴って加熱処
理される際に、両者の熱膨張係数の違いから、基板２２
に密着する合金薄膜２６の下面側が合金薄膜２６の上面
側に引っ張られて、図１１に示すように、合金薄膜２６
の幅方向（矢印Ｂ方向）において、合金薄膜２６の両側
部がめくれ上がり、その結果、図１２に示すように、磁
性薄膜２３の幅方向（矢印Ｂ方向）において、磁性薄膜
２３の両側部のめくれ上がった部分の磁区が加熱処理中
に消失し、磁性薄膜２３の磁区２８が形成された部分が
少なくなって、外部磁界Ｈに対するインピーダンスの変
化が小さくなり磁気インピーダンス効果素子２１の外部
磁界検出感度が低下するという問題があった。
【０００６】この磁性薄膜の両側部がめくれ上がり磁区
が消失する現象は、加熱処理によって非晶質状態から結
晶状態へと相変化する材料を合金薄膜２６に用いた場合
に特に顕著に現れる。
が消失する現象は、加熱処理によって非晶質状態から結
晶状態へと相変化する材料を合金薄膜２６に用いた場合
に特に顕著に現れる。
【０００７】本発明は、上述した従来技術の事情に鑑み
てなされたもので、その目的は、磁性薄膜の幅方向にお
いて、磁性薄膜の両側部の磁区の消失を抑えることがで
き、外部磁界検出感度の高い磁気インピーダンス効果素
子を提供することにある。
てなされたもので、その目的は、磁性薄膜の幅方向にお
いて、磁性薄膜の両側部の磁区の消失を抑えることがで
き、外部磁界検出感度の高い磁気インピーダンス効果素
子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気インピーダンス効果素子は、非磁性体
からなる基板と、この基板上に設けられた帯状の磁性薄
膜とを備え、前記基板に密着する前記磁性薄膜の下面の
幅が前記磁性薄膜の上面の幅よりも大きくなるように、
前記磁性薄膜の幅方向において、前記磁性薄膜の両側部
の膜厚を前記磁性薄膜の中央部の膜厚よりも薄く形成し
たことを最も主要な特徴としている。
に、本発明の磁気インピーダンス効果素子は、非磁性体
からなる基板と、この基板上に設けられた帯状の磁性薄
膜とを備え、前記基板に密着する前記磁性薄膜の下面の
幅が前記磁性薄膜の上面の幅よりも大きくなるように、
前記磁性薄膜の幅方向において、前記磁性薄膜の両側部
の膜厚を前記磁性薄膜の中央部の膜厚よりも薄く形成し
たことを最も主要な特徴としている。
【０００９】また、上記構成において、前記磁性薄膜の
前記両側部にテーパ面を設けた。
前記両側部にテーパ面を設けた。
【００１０】また、上記構成において、前記磁性薄膜の
前記両側部を階段状に形成した。
前記両側部を階段状に形成した。
【００１１】また、上記構成において、前記磁性薄膜は
均結晶粒子径が３０ｎｍ以下であるｂｃｃＦｅ、ｂｃｃ
ＦｅＣｏ、ｂｃｃＣｏの単体もしくは混合物を主体とし
た軟磁性合金薄膜よりなる構成とした。
均結晶粒子径が３０ｎｍ以下であるｂｃｃＦｅ、ｂｃｃ
ＦｅＣｏ、ｂｃｃＣｏの単体もしくは混合物を主体とし
た軟磁性合金薄膜よりなる構成とした。
【００１２】また、上記構成において、前記磁性薄膜は
組成式がＴ100-a-b-c-dＸaＭbＺcＱdで表され、元素Ｔ
はＦｅ，Ｃｏのうちの１種又は２種の元素であり、Ｘは
Ｓｉ，Ａｌのうちの１種又は２種の元素であり、ＭはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれ
る１種又は２種以上の元素であり、元素ＺはＣ，Ｎのう
ちの１種又は２種の元素からなり、０≦ａ≦２５、１≦
ｂ≦１０、５≦ｃ≦１５、０≦ｄ≦１０の関係を満足
し、前記磁性薄膜の結晶組織内に平均結晶粒径１０ｎｍ
以下の元素Ｍの微細な炭化物もしくは窒化物がＦｅもし
くはＣｏの結晶粒の周辺に析出している構成とした。
組成式がＴ100-a-b-c-dＸaＭbＺcＱdで表され、元素Ｔ
はＦｅ，Ｃｏのうちの１種又は２種の元素であり、Ｘは
Ｓｉ，Ａｌのうちの１種又は２種の元素であり、ＭはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれ
る１種又は２種以上の元素であり、元素ＺはＣ，Ｎのう
ちの１種又は２種の元素からなり、０≦ａ≦２５、１≦
ｂ≦１０、５≦ｃ≦１５、０≦ｄ≦１０の関係を満足
し、前記磁性薄膜の結晶組織内に平均結晶粒径１０ｎｍ
以下の元素Ｍの微細な炭化物もしくは窒化物がＦｅもし
くはＣｏの結晶粒の周辺に析出している構成とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気インピーダン
ス効果素子の第１の実施形態を図１乃至図４を用いて説
明する。
ス効果素子の第１の実施形態を図１乃至図４を用いて説
明する。
【００１４】この磁気インピーダンス効果素子１は、非
磁性体からなる基板２上に形成された高い透磁率を有す
る帯状の磁性薄膜３の長手方向両端部に、導電膜からな
るリード線引出用の第１，第２の電極４，５が積層して
配設されて構成されている。
磁性体からなる基板２上に形成された高い透磁率を有す
る帯状の磁性薄膜３の長手方向両端部に、導電膜からな
るリード線引出用の第１，第２の電極４，５が積層して
配設されて構成されている。
【００１５】磁性薄膜３は、平均結晶粒径が３０ｎｍ以
下であるｂｃｃ構造のＦｅ、ｂｃｃ構造のＦｅＣｏ、ｂ
ｃｃ構造のＣｏの単体もしくは混合物を主体とした軟磁
性合金薄膜からなり、例えば組成式がＦｅ71.4Ａｌ5.8
Ｓｉ13.1Ｈｆ3.3Ｃ4.5Ｒｕ1.9（ａｔ％）で表される、
ｂｃｃ構造のＦｅ微結晶粒を主体とし、加熱処理によっ
てＦｅ微結晶粒の周囲にＨｆＣの結晶粒が析出された結
晶粒径５〜３０ｎｍの微結晶軟磁性合金薄膜であって、
その膜面内で磁化容易軸の方向が磁性薄膜３の長手方向
（矢印Ａ方向）に対して垂直となるように、磁性薄膜３
の幅方向（矢印Ｂ方向）に磁気異方性が付けられてい
る。
下であるｂｃｃ構造のＦｅ、ｂｃｃ構造のＦｅＣｏ、ｂ
ｃｃ構造のＣｏの単体もしくは混合物を主体とした軟磁
性合金薄膜からなり、例えば組成式がＦｅ71.4Ａｌ5.8
Ｓｉ13.1Ｈｆ3.3Ｃ4.5Ｒｕ1.9（ａｔ％）で表される、
ｂｃｃ構造のＦｅ微結晶粒を主体とし、加熱処理によっ
てＦｅ微結晶粒の周囲にＨｆＣの結晶粒が析出された結
晶粒径５〜３０ｎｍの微結晶軟磁性合金薄膜であって、
その膜面内で磁化容易軸の方向が磁性薄膜３の長手方向
（矢印Ａ方向）に対して垂直となるように、磁性薄膜３
の幅方向（矢印Ｂ方向）に磁気異方性が付けられてい
る。
【００１６】そして、図２に示すように、基板２に密着
する磁性薄膜３の下面３ａの幅Ｗａが磁性薄膜３の上面
３ｂの幅Ｗｂよりも大きくなるように、磁性薄膜３の両
側部には該磁性薄膜３の長手方向に延びるテーパ面６，
７が設けられており、これにより、磁性薄膜３の幅方向
において、磁性薄膜３の中央部の膜厚が磁性薄膜３の両
側部の膜厚よりも厚く形成されている。尚、磁性薄膜３
の下面３ａの幅をＷａとし、磁性薄膜３の上面３ｂの幅
をＷｂとし、上面３ｂから下面３ａの厚さをｄとしたと
きに、ｘ＝（Ｗａ−Ｗｂ）／２とおくと、ｘ／ｄが１〜
５程度の値であることが望ましい。
する磁性薄膜３の下面３ａの幅Ｗａが磁性薄膜３の上面
３ｂの幅Ｗｂよりも大きくなるように、磁性薄膜３の両
側部には該磁性薄膜３の長手方向に延びるテーパ面６，
７が設けられており、これにより、磁性薄膜３の幅方向
において、磁性薄膜３の中央部の膜厚が磁性薄膜３の両
側部の膜厚よりも厚く形成されている。尚、磁性薄膜３
の下面３ａの幅をＷａとし、磁性薄膜３の上面３ｂの幅
をＷｂとし、上面３ｂから下面３ａの厚さをｄとしたと
きに、ｘ＝（Ｗａ−Ｗｂ）／２とおくと、ｘ／ｄが１〜
５程度の値であることが望ましい。
【００１７】また、磁性薄膜３は、上記組成以外に組成
式がＴ100-a-b-c-dＸaＭbＺcＱdで表され、元素ＴはＦ
ｅ，Ｃｏのうちの１種又は２種の元素であり、ＸはＳ
ｉ，Ａｌのうちの１種又は２種の元素であり、ＭはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれ
る１種又は２種以上の元素であり、元素ＺはＣ，Ｎのう
ちの１種又は２種の元素からなり、０≦ａ≦２５（ａｔ
％）、１≦ｂ≦１０（ａｔ％）、５≦ｃ≦１５（ａｔ
％）、０≦ｄ≦１０（ａｔ％）の関係を満足し、加熱処
理により磁性薄膜３の結晶組織内において平均結晶粒径
１０ｎｍ以下の元素Ｍの微細な炭化物もしくは窒化物が
ＦｅもしくはＣｏの結晶粒の周辺に析出している微結晶
軟磁性合金薄膜としてもよい。
式がＴ100-a-b-c-dＸaＭbＺcＱdで表され、元素ＴはＦ
ｅ，Ｃｏのうちの１種又は２種の元素であり、ＸはＳ
ｉ，Ａｌのうちの１種又は２種の元素であり、ＭはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれ
る１種又は２種以上の元素であり、元素ＺはＣ，Ｎのう
ちの１種又は２種の元素からなり、０≦ａ≦２５（ａｔ
％）、１≦ｂ≦１０（ａｔ％）、５≦ｃ≦１５（ａｔ
％）、０≦ｄ≦１０（ａｔ％）の関係を満足し、加熱処
理により磁性薄膜３の結晶組織内において平均結晶粒径
１０ｎｍ以下の元素Ｍの微細な炭化物もしくは窒化物が
ＦｅもしくはＣｏの結晶粒の周辺に析出している微結晶
軟磁性合金薄膜としてもよい。
【００１８】次に、この磁気インピーダンス効果素子１
の製造方法について説明すると、先ず、図３（ａ）に示
すように、静磁場中で基板２の上面に上記組成式で表さ
れる非晶質状態の合金薄膜８をスパッタリング法により
形成し、次いで、図３（ｂ）に示すように、合金薄膜８
上に帯状のフォトレジスト９を形成する。そして、図３
（ｃ）に示すように、ウエットエッチング法により、基
板２を従来技術よりも長い時間にわたりエッチング液
（例えば、フッ酸、過酸化水素水等を含む酸性水溶液）
に浸して合金薄膜８にエッチング処理を施し、次いで、
図３（ｄ）に示すように、フォトレジスト９を除去する
と、両側部にテーパ面６，７が形成された帯状の合金薄
膜８を形成することができる。
の製造方法について説明すると、先ず、図３（ａ）に示
すように、静磁場中で基板２の上面に上記組成式で表さ
れる非晶質状態の合金薄膜８をスパッタリング法により
形成し、次いで、図３（ｂ）に示すように、合金薄膜８
上に帯状のフォトレジスト９を形成する。そして、図３
（ｃ）に示すように、ウエットエッチング法により、基
板２を従来技術よりも長い時間にわたりエッチング液
（例えば、フッ酸、過酸化水素水等を含む酸性水溶液）
に浸して合金薄膜８にエッチング処理を施し、次いで、
図３（ｄ）に示すように、フォトレジスト９を除去する
と、両側部にテーパ面６，７が形成された帯状の合金薄
膜８を形成することができる。
【００１９】次に、この合金薄膜８及び基板２に静磁場
中で加熱処理を施して、合金薄膜８を非晶質状態から結
晶状態へと相変化させ上述した元素Ｍの微細な炭化物も
しくは窒化物をＦｅもしくはＣｏの結晶粒の周辺に析出
させることにより、合金薄膜８を高透磁率及び幅方向の
磁気異方性を有する磁性薄膜３に変化させる（図３
（ｅ）参照）。しかる後、磁性薄膜３の長手方向両端部
に第１，第２の電極４，５を形成し、磁気インピーダン
ス効果素子１の製造が完了する。
中で加熱処理を施して、合金薄膜８を非晶質状態から結
晶状態へと相変化させ上述した元素Ｍの微細な炭化物も
しくは窒化物をＦｅもしくはＣｏの結晶粒の周辺に析出
させることにより、合金薄膜８を高透磁率及び幅方向の
磁気異方性を有する磁性薄膜３に変化させる（図３
（ｅ）参照）。しかる後、磁性薄膜３の長手方向両端部
に第１，第２の電極４，５を形成し、磁気インピーダン
ス効果素子１の製造が完了する。
【００２０】このように構成・製造された磁気インピー
ダンス効果素子１は、磁性薄膜３の長手方向が図示せぬ
被検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うように配置さ
れた状態で、第１，第２の電極４，５を介して磁性薄膜
３にＭＨｚ帯域の高周波電流を通電すると、磁性薄膜３
の長手方向両端部間のインピーダンスが変化し、この変
化を電気信号に変換して外部磁界Ｈの検出出力が得られ
るようになっている。
ダンス効果素子１は、磁性薄膜３の長手方向が図示せぬ
被検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うように配置さ
れた状態で、第１，第２の電極４，５を介して磁性薄膜
３にＭＨｚ帯域の高周波電流を通電すると、磁性薄膜３
の長手方向両端部間のインピーダンスが変化し、この変
化を電気信号に変換して外部磁界Ｈの検出出力が得られ
るようになっている。
【００２１】しかして、この磁気インピーダンス効果素
子１にあっては、その製造工程において従来技術と同様
に磁性薄膜３となる合金薄膜８に加熱処理が施される
が、図３（ｄ）に示すように、基板２に密着する合金薄
膜８の下面８ａの幅Ｗａが合金薄膜８の上面８ｂの幅Ｗ
ｂよりも大きくなるように、合金薄膜８の両側部には該
合金薄膜８の長手方向に延びるテーパ面６，７が設けら
れ、合金薄膜８の幅方向（矢印Ｂ方向）において、合金
薄膜８の中央部の膜厚が合金薄膜８の両側部の膜厚より
も厚く形成されているため、加熱処理によって基板２に
密着する合金薄膜８の下面８ａ側が合金薄膜８の上面８
ｂ側に引っ張られ合金薄膜８の両側部がめくれ上がるこ
とがなくなり、その結果、磁性薄膜３の下面３ａを基板
２に確実に密着させ、図４に示すように、磁性薄膜３全
体に磁区１０を形成することができ、磁性薄膜３の幅方
向において、加熱処理中の磁性薄膜３の両側部の磁区１
０の消失を抑え、これに起因する外部磁界検出感度の低
下を完全に防止することができる。
子１にあっては、その製造工程において従来技術と同様
に磁性薄膜３となる合金薄膜８に加熱処理が施される
が、図３（ｄ）に示すように、基板２に密着する合金薄
膜８の下面８ａの幅Ｗａが合金薄膜８の上面８ｂの幅Ｗ
ｂよりも大きくなるように、合金薄膜８の両側部には該
合金薄膜８の長手方向に延びるテーパ面６，７が設けら
れ、合金薄膜８の幅方向（矢印Ｂ方向）において、合金
薄膜８の中央部の膜厚が合金薄膜８の両側部の膜厚より
も厚く形成されているため、加熱処理によって基板２に
密着する合金薄膜８の下面８ａ側が合金薄膜８の上面８
ｂ側に引っ張られ合金薄膜８の両側部がめくれ上がるこ
とがなくなり、その結果、磁性薄膜３の下面３ａを基板
２に確実に密着させ、図４に示すように、磁性薄膜３全
体に磁区１０を形成することができ、磁性薄膜３の幅方
向において、加熱処理中の磁性薄膜３の両側部の磁区１
０の消失を抑え、これに起因する外部磁界検出感度の低
下を完全に防止することができる。
【００２２】次に、本発明の磁気インピーダンス効果素
子の第２の実施形態を図５乃至図７に基づいて説明す
る。
子の第２の実施形態を図５乃至図７に基づいて説明す
る。
【００２３】この第２の実施形態の磁気インピーダンス
効果素子１１が上述した磁気インピーダンス効果素子１
と構成上異なる点は、基板２に密着する磁性薄膜３の下
面３ａの幅Ｗａが磁性薄膜３の上面３ｂの幅Ｗｂよりも
大きくなるように、磁性薄膜３の両側部に該磁性薄膜３
の長手方向に延びる段部１２，１３をテーパ面６，７に
代えて設け、磁性薄膜３の両側部を階段状に形成した点
が異なるのみで、他は第１の実施形態と同様である。
効果素子１１が上述した磁気インピーダンス効果素子１
と構成上異なる点は、基板２に密着する磁性薄膜３の下
面３ａの幅Ｗａが磁性薄膜３の上面３ｂの幅Ｗｂよりも
大きくなるように、磁性薄膜３の両側部に該磁性薄膜３
の長手方向に延びる段部１２，１３をテーパ面６，７に
代えて設け、磁性薄膜３の両側部を階段状に形成した点
が異なるのみで、他は第１の実施形態と同様である。
【００２４】この磁気インピーダンス効果素子１１の製
造は、先ず、図７（ａ）に示すように、第１の実施形態
と同様に、静磁場中で基板２の上面に上記組成式で表さ
れる非晶質状態の合金薄膜８をスパッタリング法により
形成し、次いで、図７（ｂ）に示すように、合金薄膜８
上に帯状のフォトレジスト１４を形成する。次に、図７
（ｃ）に示すように、ウエットエッチング法により、基
板２をエッチング液に浸して合金薄膜８にエッチング処
理を施し、フォトレジスト１４を除去した後、図７
（ｄ）に示すように、再び合金薄膜８上に帯状のフォト
レジスト１５を形成する。
造は、先ず、図７（ａ）に示すように、第１の実施形態
と同様に、静磁場中で基板２の上面に上記組成式で表さ
れる非晶質状態の合金薄膜８をスパッタリング法により
形成し、次いで、図７（ｂ）に示すように、合金薄膜８
上に帯状のフォトレジスト１４を形成する。次に、図７
（ｃ）に示すように、ウエットエッチング法により、基
板２をエッチング液に浸して合金薄膜８にエッチング処
理を施し、フォトレジスト１４を除去した後、図７
（ｄ）に示すように、再び合金薄膜８上に帯状のフォト
レジスト１５を形成する。
【００２５】次に、図７（ｅ）に示すように、ウエット
エッチング法により、基板２をエッチング液に浸して合
金薄膜８にエッチング処理を施し、次いで、図７（ｆ）
に示すように、フォトレジスト１５を除去すると、両側
部に段部１２，１３が形成された帯状の合金薄膜８を形
成することができる。そして、この合金薄膜８及び基板
２に静磁場中で加熱処理を施して、合金薄膜８を非晶質
状態から結晶状態へと相変化させ上述した元素Ｍの微細
な炭化物もしくは窒化物をＦｅもしくはＣｏの結晶粒の
周辺に析出させることにより、合金薄膜８を高透磁率及
び幅方向の磁気異方性を有する磁性薄膜３に変化させる
（図７（ｇ）参照）。しかる後、磁性薄膜３の長手方向
両端部に第１，第２の電極４，５を形成し、磁気インピ
ーダンス効果素子１１の製造が完了する。尚、磁性薄膜
３の下面３ａの幅をＷａとし、磁性薄膜３の上面３ｂの
幅をＷｂとして、下面３ａから段部１２，１３までの厚
さをｄ１、下面３ａから上面３ｂの厚さをｄ２としたと
きに、ｘ＝（Ｗａ−Ｗｂ）／２、Δｄ＝ｄ２−ｄ１とお
くと、ｘ／Δｄが１〜５程度の値であることが望まし
い。
エッチング法により、基板２をエッチング液に浸して合
金薄膜８にエッチング処理を施し、次いで、図７（ｆ）
に示すように、フォトレジスト１５を除去すると、両側
部に段部１２，１３が形成された帯状の合金薄膜８を形
成することができる。そして、この合金薄膜８及び基板
２に静磁場中で加熱処理を施して、合金薄膜８を非晶質
状態から結晶状態へと相変化させ上述した元素Ｍの微細
な炭化物もしくは窒化物をＦｅもしくはＣｏの結晶粒の
周辺に析出させることにより、合金薄膜８を高透磁率及
び幅方向の磁気異方性を有する磁性薄膜３に変化させる
（図７（ｇ）参照）。しかる後、磁性薄膜３の長手方向
両端部に第１，第２の電極４，５を形成し、磁気インピ
ーダンス効果素子１１の製造が完了する。尚、磁性薄膜
３の下面３ａの幅をＷａとし、磁性薄膜３の上面３ｂの
幅をＷｂとして、下面３ａから段部１２，１３までの厚
さをｄ１、下面３ａから上面３ｂの厚さをｄ２としたと
きに、ｘ＝（Ｗａ−Ｗｂ）／２、Δｄ＝ｄ２−ｄ１とお
くと、ｘ／Δｄが１〜５程度の値であることが望まし
い。
【００２６】そして、このように構成・製造された磁気
インピーダンス効果素子１１は、磁性薄膜３の長手方向
が図示せぬ被検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うよ
うに配置され、上記磁気インピーダンス効果素子１と同
様に動作する。
インピーダンス効果素子１１は、磁性薄膜３の長手方向
が図示せぬ被検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うよ
うに配置され、上記磁気インピーダンス効果素子１と同
様に動作する。
【００２７】しかして、この磁気インピーダンス効果素
子１１にあっても、その製造工程において従来技術と同
様に磁性薄膜３となる合金薄膜８に加熱処理が施される
が、図７（ｅ）に示すように、基板２に密着する合金薄
膜８の下面８ａの幅Ｗａが磁性薄膜８の上面８ｂの幅Ｗ
ｂよりも大きくなるように、合金薄膜８の両側部には該
合金薄膜８の長手方向に延びる段部１２，１３が設けら
れ、合金薄膜８の幅方向（矢印Ｂ方向）において、合金
薄膜８の中央部の膜厚が合金薄膜８の両側部の膜厚より
も厚く形成されているため、加熱処理によって基板２に
密着する合金薄膜８の下面８ａ側が合金薄膜８の上面８
ｂ側に引っ張られ合金薄膜８の両側部がめくれ上がるこ
とがなくなり、その結果、磁性薄膜３の下面３ｂを基板
２に確実に密着させ、磁性薄膜３の幅方向において、加
熱処理中の磁性薄膜３の両側部の磁区の消失を抑えるこ
とができ、これに起因する外部磁界検出感度の低下を完
全に防止することができる。
子１１にあっても、その製造工程において従来技術と同
様に磁性薄膜３となる合金薄膜８に加熱処理が施される
が、図７（ｅ）に示すように、基板２に密着する合金薄
膜８の下面８ａの幅Ｗａが磁性薄膜８の上面８ｂの幅Ｗ
ｂよりも大きくなるように、合金薄膜８の両側部には該
合金薄膜８の長手方向に延びる段部１２，１３が設けら
れ、合金薄膜８の幅方向（矢印Ｂ方向）において、合金
薄膜８の中央部の膜厚が合金薄膜８の両側部の膜厚より
も厚く形成されているため、加熱処理によって基板２に
密着する合金薄膜８の下面８ａ側が合金薄膜８の上面８
ｂ側に引っ張られ合金薄膜８の両側部がめくれ上がるこ
とがなくなり、その結果、磁性薄膜３の下面３ｂを基板
２に確実に密着させ、磁性薄膜３の幅方向において、加
熱処理中の磁性薄膜３の両側部の磁区の消失を抑えるこ
とができ、これに起因する外部磁界検出感度の低下を完
全に防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２９】非磁性体からなる基板と、この基板上に設
けられた帯状の磁性薄膜とを備え、前記基板に密着する
前記磁性薄膜の下面の幅が前記磁性薄膜の上面の幅より
も大きくなるように、前記磁性薄膜の幅方向において、
前記磁性薄膜の両側部の膜厚を前記磁性薄膜の中央部の
膜厚よりも薄く形成したので、前記磁性薄膜の前記下面
を前記基板に確実に密着させ、前記磁性薄膜の幅方向に
おいて、前記磁性薄膜の両側部の磁区の消失を抑えるこ
とができ、外部磁界検出感度の高い磁気インピーダンス
効果素子を提供することことができる。
けられた帯状の磁性薄膜とを備え、前記基板に密着する
前記磁性薄膜の下面の幅が前記磁性薄膜の上面の幅より
も大きくなるように、前記磁性薄膜の幅方向において、
前記磁性薄膜の両側部の膜厚を前記磁性薄膜の中央部の
膜厚よりも薄く形成したので、前記磁性薄膜の前記下面
を前記基板に確実に密着させ、前記磁性薄膜の幅方向に
おいて、前記磁性薄膜の両側部の磁区の消失を抑えるこ
とができ、外部磁界検出感度の高い磁気インピーダンス
効果素子を提供することことができる。
【００３０】また、前記磁性薄膜の前記両側部にテーパ
面を設けたので、前記磁性薄膜の幅方向において、簡単
に前記磁性薄膜の両側部の膜厚を前記磁性薄膜の中央部
の膜厚よりも薄く形成することができる。
面を設けたので、前記磁性薄膜の幅方向において、簡単
に前記磁性薄膜の両側部の膜厚を前記磁性薄膜の中央部
の膜厚よりも薄く形成することができる。
【００３１】また、前記磁性薄膜の前記両側部を階段状
に形成したので、前記磁性薄膜の幅方向において、簡単
に前記磁性薄膜の両側部の膜厚を前記磁性薄膜の中央部
の膜厚よりも薄く形成することができる。
に形成したので、前記磁性薄膜の幅方向において、簡単
に前記磁性薄膜の両側部の膜厚を前記磁性薄膜の中央部
の膜厚よりも薄く形成することができる。
【００３２】また、前記磁性薄膜は平均結晶粒径が３０
ｎｍ以下であるｂｃｃＦｅ、ｂｃｃＦｅＣｏ、ｂｃｃＣ
ｏの単体もしくは混合物を主体とした軟磁性合金薄膜よ
りなるので、外部磁界に対する前記磁性薄膜のインピー
ダンスの変化が大きく、磁界検出感度の高い優れた磁気
インピーダンス効果素子を得ることができる。
ｎｍ以下であるｂｃｃＦｅ、ｂｃｃＦｅＣｏ、ｂｃｃＣ
ｏの単体もしくは混合物を主体とした軟磁性合金薄膜よ
りなるので、外部磁界に対する前記磁性薄膜のインピー
ダンスの変化が大きく、磁界検出感度の高い優れた磁気
インピーダンス効果素子を得ることができる。
【００３３】また、前記磁性薄膜は組成式がＴ
100-a-b-c-dＸaＭbＺcＱdで表され、元素ＴはＦｅ，Ｃ
ｏのうちの１種又は２種の元素であり、ＸはＳｉ，Ａｌ
のうちの１種又は２種の元素であり、ＭはＴｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種又は
２種以上の元素であり、元素ＺはＣ，Ｎのうちの１種又
は２種の元素からなり、０≦ａ≦２５（ａｔ％）、１≦
ｂ≦１０（ａｔ％）、５≦ｃ≦１５（ａｔ％）、０≦ｄ
≦１０（ａｔ％）の関係を満足し、前記磁性薄膜の結晶
組織内に平均結晶粒径１０ｎｍ以下の元素Ｍの微細な炭
化物もしくは窒化物がＦｅもしくはＣｏの結晶粒の周辺
に析出しているので、外部磁界に対する前記磁性薄膜の
インピーダンスの変化が一層大きく、より磁界検出感度
の高い優れた磁気インピーダンス効果素子を得ることが
できる。
100-a-b-c-dＸaＭbＺcＱdで表され、元素ＴはＦｅ，Ｃ
ｏのうちの１種又は２種の元素であり、ＸはＳｉ，Ａｌ
のうちの１種又は２種の元素であり、ＭはＴｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種又は
２種以上の元素であり、元素ＺはＣ，Ｎのうちの１種又
は２種の元素からなり、０≦ａ≦２５（ａｔ％）、１≦
ｂ≦１０（ａｔ％）、５≦ｃ≦１５（ａｔ％）、０≦ｄ
≦１０（ａｔ％）の関係を満足し、前記磁性薄膜の結晶
組織内に平均結晶粒径１０ｎｍ以下の元素Ｍの微細な炭
化物もしくは窒化物がＦｅもしくはＣｏの結晶粒の周辺
に析出しているので、外部磁界に対する前記磁性薄膜の
インピーダンスの変化が一層大きく、より磁界検出感度
の高い優れた磁気インピーダンス効果素子を得ることが
できる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気インピーダ
ンス効果素子の平面図。
ンス効果素子の平面図。
【図２】図１の２−２線に沿う断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る磁気インピーダ
ンス効果素子の製造工程を示す説明図。
ンス効果素子の製造工程を示す説明図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る磁気インピーダ
ンス効果素子に備わる磁性薄膜の磁区の形成状態を示す
説明図。
ンス効果素子に備わる磁性薄膜の磁区の形成状態を示す
説明図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る磁気インピーダ
ンス効果素子の平面図。
ンス効果素子の平面図。
【図６】図５の６−６線に沿う断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る磁気インピーダ
ンス効果素子の製造工程を示す説明図。
ンス効果素子の製造工程を示す説明図。
【図８】従来の磁気インピーダンス効果素子の平面図。
【図９】図８の９−９線に沿う断面図。
【図１０】従来の磁気インピーダンス効果素子の製造工
程を示す説明図。
程を示す説明図。
【図１１】従来の磁気インピーダンス効果素子の問題点
を示す説明図。
を示す説明図。
【図１２】従来の磁気インピーダンス効果素子に備わる
磁性薄膜の磁区の形成状態を示す説明図。
磁性薄膜の磁区の形成状態を示す説明図。
１ 磁気インピーダンス効果素子 ２ 基板 ３ 磁性薄膜 ３ａ 下面 ３ｂ 上面 ４ 第１の電極 ５ 第２の電極 ６ テーパ面 ７ テーパ面 ８ 合金薄膜 ９ フォトレジスト １０ 磁区 １１ 磁気インピーダンス効果素子 １２ 段部 １３ 段部 １４ フォトレジスト １５ フォトレジスト
Claims (5)
- 【請求項１】 非磁性体からなる基板と、この基板上に
設けられた帯状の磁性薄膜とを備え、 前記基板に密着する前記磁性薄膜の下面の幅が前記磁性
薄膜の上面の幅よりも大きくなるように、 前記磁性薄膜の幅方向において、前記磁性薄膜の両側部
の膜厚を前記磁性薄膜の中央部の膜厚よりも薄く形成し
たことを特徴とする磁気インピーダンス効果素子。 - 【請求項２】 前記磁性薄膜の前記両側部にテーパ面を
設けたことを特徴とする請求項１に記載の磁気インピー
ダンス効果素子。 - 【請求項３】 前記磁性薄膜の前記両側部を階段状に形
成したことを特徴とする請求項１に記載の磁気インピー
ダンス効果素子。 - 【請求項４】 前記磁性薄膜は平均結晶粒径が３０ｎｍ
以下であるｂｃｃＦｅ、ｂｃｃＦｅＣｏ、ｂｃｃＣｏの
単体もしくは混合物を主体とした軟磁性合金薄膜よりな
ることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の磁気イ
ンピーダンス効果素子。 - 【請求項５】 前記磁性薄膜は組成式がＴ100-a-b-c-d
ＸaＭbＺcＱdで表され、元素ＴはＦｅ，Ｃｏのうちの１
種又は２種の元素であり、ＸはＳｉ，Ａｌのうちの１種
又は２種の元素であり、ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種又は２種以上の元
素であり、元素ＺはＣ，Ｎのうちの１種又は２種の元素
からなり、０≦ａ≦２５（ａｔ％）、１≦ｂ≦１０（ａ
ｔ％）、５≦ｃ≦１５（ａｔ％）、０≦ｄ≦１０（ａｔ
％）の関係を満足し、前記磁性薄膜の結晶組織内に平均
結晶粒径１０ｎｍ以下の元素Ｍの微細な炭化物もしくは
窒化物がＦｅもしくはＣｏの結晶粒の周辺に析出してい
ることを特徴とする請求項４に記載の磁気インピーダン
ス効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000043613A JP2001228229A (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 磁気インピーダンス効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000043613A JP2001228229A (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 磁気インピーダンス効果素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001228229A true JP2001228229A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18566504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000043613A Withdrawn JP2001228229A (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 磁気インピーダンス効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001228229A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7417269B2 (en) | 2002-11-21 | 2008-08-26 | Denso Corporation | Magnetic impedance device, sensor apparatus using the same and method for manufacturing the same |
| JP7464420B2 (ja) | 2020-03-23 | 2024-04-09 | キヤノン電子株式会社 | 磁気検出器 |
-
2000
- 2000-02-16 JP JP2000043613A patent/JP2001228229A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7417269B2 (en) | 2002-11-21 | 2008-08-26 | Denso Corporation | Magnetic impedance device, sensor apparatus using the same and method for manufacturing the same |
| US7582489B2 (en) | 2002-11-21 | 2009-09-01 | Denso Corporation | Method for manufacturing magnetic sensor apparatus |
| DE10354444B4 (de) * | 2002-11-21 | 2014-04-10 | Denso Corporation | Vorrichtung mit magnetischer Impedanz, die gleiche verwendende Sensorvorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Gleichen |
| JP7464420B2 (ja) | 2020-03-23 | 2024-04-09 | キヤノン電子株式会社 | 磁気検出器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050331 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050524 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050620 |