JP2923871B2 - Magnetic sensor device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の磁気抵抗素
子を備えた磁気センサ装置の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic sensor device having a plurality of magnetoresistive elements.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、室温での磁場の測定にはループプ
ローブやホール素子が良く使われている。ループプロー
ブ１は、図３に例示するように、一端に電極であるＢＮ
Ｃコネクタ２が位置するとともに他端にコイル部３が位
置しており、このコイル部３の位置での磁場の変化がＢ
ＮＣコネクタ２に電力として発生する。ホール素子１１
は、図４に例示するように、矩形の薄膜状の半導体から
なり、対向する二辺の電極１２にバイアス電流Ｉｃが供
給された状態で、他の二辺の電極１３に発生する電圧Ｖ
_Hが磁場Ｂの変化に対応して変化する。2. Description of the Related Art Conventionally, a loop probe and a Hall element are often used for measuring a magnetic field at room temperature. As illustrated in FIG. 3, the loop probe 1 has an electrode BN at one end.
The coil portion 3 is located at the other end while the C connector 2 is located.
Generated as power at the NC connector 2. Hall element 11
As illustrated in FIG. 4, a voltage V generated at the electrodes 13 on the other two sides while the bias current Ic is supplied to the electrodes 12 on the two opposite sides is formed of a rectangular thin film semiconductor.
_H changes in response to the change in the magnetic field B.

【０００３】例えば、複数のループプローブ１を一次元
状に配列した検出ヘッドを測定対象に対して走査させた
り、複数のホール素子１１を二次元状に配列して測定対
象に対向させれば、プリント基板の配線や電子部品の周
囲の磁場の二次元分布を測定することができる。For example, if a detection head in which a plurality of loop probes 1 are arranged one-dimensionally is scanned with respect to an object to be measured, or if a plurality of Hall elements 11 are arranged two-dimensionally and opposed to the object to be measured, The two-dimensional distribution of the magnetic field around the wiring of the printed circuit board and the electronic component can be measured.

【０００４】ホール素子１１は、材料としてＩｎＡｓ，
ＩｎＳｂ，ＧａＡｓ，Ｇｅ等の半導体が用いられてお
り、リソグラフィ技術により小型化して空間分解能を上
げることができる。ちなみにＦ．Ｗ．Ｂｅｌｌ社のホー
ル素子の場合、素子の直径は０．２〜４（ｍｍ）程度で
ある（Ｆ．Ｗ．Ｂｅｌｌ社のカタログ，ＨＡＬＬ ＧＥ
ＮＥＲＡＴＯＲＳ，Ｆ．Ｗ．Ｂｅｌｌ，Ｄｉｖｉｓｉｏ
ｎ ｏｆ Ｂｅｌｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎ
ｃ．）。The Hall element 11 is made of InAs,
Semiconductors such as InSb, GaAs, and Ge are used, and can be downsized by lithography technology to increase the spatial resolution. By the way, F. W. In the case of the Hall element of Bell, the diameter of the element is about 0.2 to 4 (mm) (catalog of FW Bell, HALL GE).
NERATORS, F.R. W. Bell, Divio
no of Bell Technologies In
c. ).

【０００５】また、図５に例示するように、特開平１−
２５４８８０号公報に開示された磁気パターンの検出装
置２１では、粒界を持つ超電導性の磁気抵抗素子（例、
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化膜）２２が二次元のマトリ
クス状に配置されている。磁気抵抗素子２２は、同図
（ｂ）に示すように、超電導薄膜に切断線２３を入れた
蛇行形状に形成されており、抵抗値が大きく誘導電流が
発生しにくい構造とされている。磁気抵抗素子２２は、
一端に負荷抵抗２４を介して両端にバイアス電圧が印加
される共通の電極２５が接続されており、負荷抵抗２４
との間に出力信号が検出される個別の電極２６が接続さ
れている。[0005] Further, as exemplified in FIG.
In the magnetic pattern detecting device 21 disclosed in Japanese Patent No. 254880, a superconducting magnetoresistive element having a grain boundary (eg,
Y-Ba-Cu-O-based oxide films) 22 are arranged in a two-dimensional matrix. As shown in FIG. 1B, the magnetoresistive element 22 is formed in a meandering shape in which a cutting line 23 is formed in a superconducting thin film, and has a structure having a large resistance value and hardly generating an induced current. The magnetoresistive element 22
One end is connected to a common electrode 25 to which a bias voltage is applied to both ends via a load resistor 24.
And an individual electrode 26 from which an output signal is detected is connected.

【０００６】磁気抵抗素子２２の動作温度は７７（Ｋ）
として設定されており、その磁気抵抗特性は、図６に示
すように、略２０（Ｏｅ）まで約７（μＶ／Ｏｅ）と、
急な立ち上がり特性を有している。上述のような検出装
置２１では、電極２５から磁気抵抗素子２２の両端にバ
イアス電圧が印加され、磁場の強度に応じた信号電圧が
電極２６から検出される。磁気抵抗素子２２は，前述の
ように蛇行形状に形成されているので、発生磁場が極め
て少なく周囲の素子に誘導電流が発生しにくい。The operating temperature of the magnetoresistive element 22 is 77 (K).
As shown in FIG. 6, the magnetoresistive characteristic is about 7 (μV / Oe) up to about 20 (Oe).
It has a sudden rise characteristic. In the detection device 21 described above, a bias voltage is applied from the electrode 25 to both ends of the magnetoresistive element 22, and a signal voltage corresponding to the strength of the magnetic field is detected from the electrode 26. Since the magnetoresistive element 22 is formed in a meandering shape as described above, the generated magnetic field is extremely small, and it is difficult for an induced current to be generated in surrounding elements.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、複数
のループプローブ１を一次元状に配列した検出ヘッドを
測定対象に対して走査させれば、磁場の二次元分布を測
定することが可能である。しかし、このようにループプ
ローブ１を用いた測定では、感度と空間分解能および帯
域を同時に満足させることが困難である。つまり、ルー
ププローブ１の感度を上げるためには、コイル部３の直
径の拡大や巻数の増加が必要となるが、コイル部３の直
径を拡大すると高密度な配列が困難となり空間分解能が
低下することになり、コイル部３の巻数を増加させると
測定できる磁場の帯域が特性的に減少することになる。As described above, a two-dimensional distribution of a magnetic field can be measured by scanning a measurement target with a detection head in which a plurality of loop probes 1 are arranged one-dimensionally. It is. However, in the measurement using the loop probe 1 as described above, it is difficult to simultaneously satisfy the sensitivity, the spatial resolution, and the band. In other words, in order to increase the sensitivity of the loop probe 1, it is necessary to increase the diameter of the coil section 3 and increase the number of turns. That is, when the number of turns of the coil unit 3 is increased, the band of the magnetic field that can be measured is characteristically reduced.

【０００８】また、前述のようにホール素子１１を二次
元状にアレイ化しても、磁場の二次元分布を測定するこ
とが可能であるが、この場合も高い空間分解能を実現す
ることは困難である。つまり、ホール素子１１は、バイ
アス電流の印加と出力電圧の測定のために４個の電極が
必要なので、高密度に配列することが困難である。同様
に、特開平１−２５４８８０号公報にも、磁気抵抗素子
２２をマトリクス状に配置するとしか記載されておら
ず、その高密度な配列は困難である。Although the Hall elements 11 can be two-dimensionally arrayed as described above, the two-dimensional distribution of the magnetic field can be measured. However, in this case, it is difficult to realize a high spatial resolution. is there. That is, since the Hall elements 11 require four electrodes for applying the bias current and measuring the output voltage, it is difficult to arrange them at high density. Similarly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-254880 only discloses that the magneto-resistive elements 22 are arranged in a matrix, and it is difficult to arrange them in high density.

【０００９】特に、上記公報には、磁気抵抗素子２２と
してＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化膜を利用することが記載
されているが、その磁気抵抗特性のダイナミックレンジ
は高々３０（Ｏｅ）しかないため、磁場を広いダイナミ
ックレンジで測定することが困難である。また、Ｙ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化膜は、超電導体として機能する臨界
温度が約９０（Ｋ）と低いため、室温での使用が困難で
ある。In particular, the above-mentioned publication describes that a Y—Ba—Cu—O-based oxide film is used as the magnetoresistive element 22, but the dynamic range of the magnetoresistive characteristic is only 30 (Oe) at most. Therefore, it is difficult to measure a magnetic field in a wide dynamic range. Also, YB
The critical temperature at which an a-Cu-O-based oxide film functions as a superconductor is as low as about 90 (K), so that it is difficult to use it at room temperature.

【００１０】さらに、前述のように磁気抵抗素子２２は
切断線２３のパターニング加工において微細加工技術が
必要なので、その生産性の向上が困難である。Furthermore, as described above, since the magnetoresistive element 22 requires fine processing technology in patterning the cutting line 23, it is difficult to improve the productivity.

【００１１】そのパターニングの加工精度が高くないと
切断線の形状の対称性が崩れ、周囲の素子に誘導電流が
発生して正確な磁場測定ができなくなる。If the processing accuracy of the patterning is not high, the symmetry of the shape of the cutting line is broken, and an induced current is generated in the surrounding elements, so that accurate magnetic field measurement cannot be performed.

【００１２】本発明は以上のような課題に鑑みてなされ
たものであり、磁場の二次元分布を高い空間分解能かつ
広いダイナミックレンジで正確に測定すること、装置の
生産性を向上させること、等を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has an object to accurately measure a two-dimensional distribution of a magnetic field with a high spatial resolution and a wide dynamic range, to improve the productivity of an apparatus, and the like. With the goal.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の磁気センサ装置
は、表面に電極が位置する複数の磁気抵抗素子が所定形
状に配列された第一の基板と、該第一の基板の電極に個
々に対応する位置に電極が位置して前記磁気抵抗素子の
出力信号を個々に検出する信号検出回路が形成された第
二の基板と、前記第一の基板の磁気抵抗素子と前記第二
の基板の信号検出回路との電極を電気的に個々に導通さ
せる導電部材とを有する。According to the present invention, there is provided a magnetic sensor device comprising: a first substrate on which a plurality of magnetoresistive elements having electrodes located on a surface are arranged in a predetermined shape; A second substrate on which an electrode is located at a position corresponding to a signal detection circuit for individually detecting an output signal of the magnetoresistive element, a magnetoresistive element of the first substrate, and the second substrate And a conductive member that electrically connects the electrodes with the signal detection circuit.

【００１４】従って、第一の基板に配列された磁気抵抗
素子と、第二の基板に配列された信号検出回路とが、導
電部材により個々に接続されるので、磁気抵抗素子の周
囲に配線を配置する必要がなく、磁気抵抗素子を高密度
に配列させることができる。なお、本発明で言う導電部
材とは、一対の基板の対向する複数の電極を個々に導通
させることができる部材であれば良く、例えば、金属製
のバンプを所定形状に配列したバンプアレイや、絶縁性
の接着剤に金属粉を混入させた異方導電性の接着剤を許
容する。Accordingly, since the magnetoresistive elements arranged on the first substrate and the signal detection circuits arranged on the second substrate are individually connected by the conductive member, wiring is provided around the magnetoresistive element. There is no need to arrange them, and the magnetoresistive elements can be arranged at a high density. Note that the conductive member referred to in the present invention may be any member that can individually conduct a plurality of electrodes facing each other on a pair of substrates, such as a bump array in which metal bumps are arranged in a predetermined shape, An anisotropic conductive adhesive in which metal powder is mixed into an insulating adhesive is allowed.

【００１５】本発明の他の形態による磁気センサ装置で
は、導電部材は、第一の基板と第二の基板とを機械的に
一体に接合する。従って、磁気抵抗素子と信号検出回路
との電極を導通させる導電部材により第一の基板と第二
の基板とが機械的にも接合されるので、この接合のため
の専用の手段を要しない。In a magnetic sensor device according to another aspect of the present invention, the conductive member mechanically joins the first substrate and the second substrate together. Therefore, the first substrate and the second substrate are also mechanically joined by the conductive member that conducts the electrodes of the magnetoresistive element and the signal detection circuit, so that a dedicated means for this joining is not required.

【００１６】本発明の他の形態による磁気センサ装置で
は、磁気抵抗素子は、個別の電極が中心に位置し、該個
別の電極の周囲に共通の電極が所定の間隙を介して位置
し、該間隙に磁気抵抗効果を発生する部材が位置する。
従って、磁気抵抗素子が対称性に優れた形状に形成され
るので、その周囲の素子に誘導電流を発生させにくく、
このような特性を実現するために高精度な微細加工技術
を要しない。なお、上述のような磁気抵抗素子の構造
は、例えば、同心円状であれば良く、いわゆるコルビノ
構造を許容する。In a magnetic sensor device according to another aspect of the present invention, the magnetoresistive element has an individual electrode located at the center, a common electrode located around the individual electrode via a predetermined gap, and A member that generates a magnetoresistance effect is located in the gap.
Therefore, since the magnetoresistive element is formed in a shape excellent in symmetry, it is difficult to generate an induced current in the surrounding elements,
A high-precision fine processing technique is not required to realize such characteristics. Note that the structure of the above-described magnetoresistive element may be, for example, concentric, and a so-called corbino structure is allowed.

【００１７】本発明の他の形態による磁気センサ装置で
は、磁気抵抗効果を発生する部材が、ゼロバンドギャッ
プ半導体である。従って、ゼロバンドギャップ半導体に
より、室温でも大きなダイナミックレンジで高感度に磁
場を測定できる。なお、ゼロバンドギャップ半導体と
は、バンドギャップがゼロの半導体である。In the magnetic sensor device according to another aspect of the present invention, the member that generates the magnetoresistance effect is a zero band gap semiconductor. Therefore, a magnetic field can be measured with high sensitivity in a large dynamic range even at room temperature by using a zero band gap semiconductor. Note that a zero band gap semiconductor is a semiconductor whose band gap is zero.

【００１８】本発明の他の形態による磁気センサ装置で
は、ゼロバンドギャップ半導体が、ＨｇＣｄＴｅ，Ｈｇ
ＺｎＴｅ，ＨｇＣｄＺｎＴｅ，ＨｇＣｄＭｎＴｅ，の少
なくとも一つを材料として作製されている。従って、磁
気抵抗効果が極めて良好な材料によりゼロバンドギャッ
プ半導体が作製される。In a magnetic sensor device according to another aspect of the present invention, the zero band gap semiconductor is HgCdTe, Hg
It is manufactured using at least one of ZnTe, HgCdZnTe, and HgCdMnTe. Therefore, a zero band gap semiconductor is manufactured using a material having a very good magnetoresistance effect.

【００１９】本発明の他の形態による磁気センサ装置で
は、導電部材が、Ｉｎからなる。従って、磁気抵抗素子
を高温に加熱することなく信号検出回路の電極に接続で
きるので、ゼロバンドギャップ半導体のＨｇの揮発を防
止することができる。 In a magnetic sensor device according to another aspect of the present invention, the conductive member is made of In . Therefore, since the magnetoresistive element can be connected to the electrode of the signal detection circuit without heating to a high temperature, volatilization of Hg of the zero band gap semiconductor can be prevented .

【００２０】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１および
図２を参照して以下に説明する。なお、図１（ａ）は第
一の基板の平面図、同図（ｂ）は磁気センサ装置の側面
図、図２は磁気抵抗素子の磁気抵抗特性のグラフであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1A is a plan view of the first substrate, FIG. 1B is a side view of the magnetic sensor device, and FIG. 2 is a graph of the magnetoresistive characteristics of the magnetoresistive element.

【００２１】まず、本実施の形態の磁気センサ装置３１
は、図１に例示するように、第一の基板３２と第二の基
板３３とを有しており、これらの基板３２，３３は、導
電部材であるバンプアレイ３４により機械的に一体に接
合されている。First, the magnetic sensor device 31 of the present embodiment
Has a first substrate 32 and a second substrate 33, as exemplified in FIG. 1, and these substrates 32, 33 are mechanically integrally joined by a bump array 34 which is a conductive member. Have been.

【００２２】前記第一の基板３２は、絶縁基板（例え
ば、Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ基板）３
５を有しており、この絶縁基板３５の表面に複数の磁気
抵抗素子３６が二次元のマトリクス状に配列されてい
る。この磁気抵抗素子３６は、薄膜によりコルビノ構造
に形成されており、個別の中心電極３７と共通の周囲電
極３８とが同心円状に形成され、これらの電極３７，３
８の間隙に、磁気抵抗効果を発生する部材であるゼロバ
ンドギャップ半導体（例えば、ＨｇＣｄＴｅ，ＨｇＺｎ
Ｔｅ，ＨｇＣｄＺｎＴｅ，ＨｇＣｄＭｎＴｅ）３９が位
置している。The first substrate 32 is an insulating substrate (eg, Si, GaAs, CdTe, CdZnTe substrate) 3
5, on the surface of the insulating substrate 35, a plurality of magneto-resistive elements 36 are arranged in a two-dimensional matrix. The magnetoresistive element 36 is formed in a corbino structure by a thin film, and an individual center electrode 37 and a common peripheral electrode 38 are formed concentrically.
In a gap of No. 8, a zero band gap semiconductor (for example, HgCdTe, HgZn) which is a member generating a magnetoresistance effect
Te, HgCdZnTe, HgCdMnTe) 39 are located.

【００２３】前記中心電極３７は、複数の前記磁気抵抗
素子３６の各々に個別に形成されており、前記第一の基
板３２の表面に位置している。前記周囲電極３８は、全
部の前記磁気抵抗素子３６で共通に形成されており、前
記第一の基板３２の表面の側方まで形成されている。The center electrode 37 is individually formed on each of the plurality of magnetoresistive elements 36, and is located on the surface of the first substrate 32. The peripheral electrode 38 is formed in common with all the magnetoresistive elements 36, and is formed to the side of the surface of the first substrate 32.

【００２４】前記第二の基板３３も、絶縁基板４０を有
しており、この絶縁基板４０の表面に信号検出回路（図
示せず）がプリント配線により形成されている。この信
号検出回路は、前記磁気抵抗素子３６の出力信号を個々
に検出するもので、その電極４１，４２は、前記第一の
基板３２の電極３７，３８に対応した位置に形成されて
いる。つまり、前記電極４１は、前記磁気抵抗素子３６
の中心電極３７に対応して前記絶縁基板４０の表面に二
次元のマトリクス状に配列されており、前記電極４２
は、前記磁気抵抗素子３６の周囲電極３８に対応して前
記絶縁基板４０の表面の側方に配置されている。The second substrate 33 also has an insulating substrate 40, and a signal detection circuit (not shown) is formed on the surface of the insulating substrate 40 by printed wiring. This signal detection circuit individually detects an output signal of the magnetoresistive element 36, and its electrodes 41 and 42 are formed at positions corresponding to the electrodes 37 and 38 of the first substrate 32. That is, the electrode 41 is connected to the magnetoresistive element 36.
Are arranged in a two-dimensional matrix on the surface of the insulating substrate 40 so as to correspond to the central electrodes 37 of the electrodes 42.
Are arranged on the sides of the surface of the insulating substrate 40 corresponding to the peripheral electrodes 38 of the magnetoresistive element 36.

【００２５】前記バンプアレイ３４は、導電性が良好で
融点が低い金属であるＩｎからなり、前記基板３２，３
３を機械的に一体に接合しているとともに、前記磁気抵
抗素子３６の電極３７，３８と前記信号検出回路の電極
４１，４２とを電気的に個々に導通させている。The bump array 34 is made of In which is a metal having good conductivity and a low melting point.
3 are mechanically integrally joined, and the electrodes 37 and 38 of the magnetoresistive element 36 and the electrodes 41 and 42 of the signal detection circuit are electrically connected to each other.

【００２６】上述のような構成において、本実施の形態
の磁気センサ装置３１は、磁場の二次元分布を測定する
ことができる。その場合、磁気センサ装置３１を測定す
る磁場の位置に配置し、第二の基板３３の信号検出回路
から第一の基板３１の磁気抵抗素子３６にバンプアレイ
３４を介してバイアス電流を時系列に順次供給する。磁
気抵抗素子３６は、磁場により抵抗値が変化するので、
この変化を第二の基板３３の信号検出回路が電気信号と
して順次検出する。With the above configuration, the magnetic sensor device 31 of the present embodiment can measure the two-dimensional distribution of the magnetic field. In that case, the magnetic sensor device 31 is arranged at the position of the magnetic field to be measured, and the bias current is time-sequentially transmitted from the signal detection circuit of the second substrate 33 to the magnetoresistive element 36 of the first substrate 31 via the bump array 34. Supply sequentially. Since the resistance value of the magnetoresistive element 36 changes according to the magnetic field,
This change is sequentially detected by the signal detection circuit of the second substrate 33 as an electric signal.

【００２７】このように順次検出される電気信号は磁場
の二次元分布に対応しているので、この時系列の信号電
圧に対してオフセットとゲイン補正を行った後、これを
デジタル信号に変換すれば、ディスプレイ（図示せず）
上に磁場の二次元分布を表示させるようなことができ
る。Since the electric signals sequentially detected in this manner correspond to the two-dimensional distribution of the magnetic field, the signal voltages in this time series are subjected to offset and gain correction, and then converted to digital signals. A display (not shown)
The two-dimensional distribution of the magnetic field can be displayed on the top.

【００２８】本実施の形態の磁気センサ装置３１は、上
述のように磁場の二次元分布を測定することができる。
そして、本実施の形態の磁気センサ装置３１は、第一の
基板３２には磁気抵抗素子３６のみ配列しており、これ
を第二の基板３３の信号検出回路にバンプアレイ３４で
接続しているので、磁気抵抗素子３６を高密度に集積し
て磁場の二次元分布を高い空間分解能で測定することが
できる。The magnetic sensor device 31 of the present embodiment can measure the two-dimensional distribution of the magnetic field as described above.
In the magnetic sensor device 31 according to the present embodiment, only the magnetoresistive elements 36 are arranged on the first substrate 32, and this is connected to the signal detection circuit of the second substrate 33 by the bump array 34. Therefore, the two-dimensional distribution of the magnetic field can be measured with high spatial resolution by integrating the magnetoresistive elements 36 at high density.

【００２９】また、磁気抵抗素子３６がコルビノ構造に
形成されているので、その対称性が良好で周囲の素子に
誘導電流を発生させにくく、磁場の二次元分布を正確に
測定することができる。さらに、このような特性を実現
するために高精度な微細加工技術を要しないので、磁気
センサ装置３１は生産性も良好である。Further, since the magnetoresistive element 36 is formed in a corbino structure, its symmetry is good, it is difficult to generate an induced current in the surrounding elements, and the two-dimensional distribution of the magnetic field can be measured accurately. Furthermore, since high-precision fine processing technology is not required to realize such characteristics, the magnetic sensor device 31 has good productivity.

【００３０】しかも、磁気抵抗効果を発生する部材がゼ
ロバンドギャップ半導体３９なので、図２に例示するよ
うに、室温でも大きなダイナミックレンジで高感度に磁
場を測定できる。特に、ゼロバンドギャップ半導体３９
を、ＨｇＣｄＴｅ，ＨｇＺｎＴｅ，ＨｇＣｄＺｎＴｅ，
ＨｇＣｄＭｎＴｅ，等から作製しているので、ゼロバン
ドギャップ半導体３９の磁気抵抗効果が極めて良好であ
る。Moreover, since the member that generates the magnetoresistive effect is the zero band gap semiconductor 39, the magnetic field can be measured with a large dynamic range and high sensitivity even at room temperature, as shown in FIG. In particular, the zero band gap semiconductor 39
To HgCdTe, HgZnTe, HgCdZnTe,
Since it is made of HgCdMnTe, etc., the magnetoresistive effect of the zero band gap semiconductor 39 is very good.

【００３１】このような材料からなるゼロバンドギャッ
プ半導体３９は、高温に加熱されるとＨｇの揮発により
磁気抵抗効果が阻害されるが、バンプアレイ３４は融点
が低いので高温の加熱を要することなく磁気抵抗素子３
６と信号検出回路とを接続することができる。しかも、
このバンプアレイ３４は、磁気抵抗素子３６と信号検出
回路とを電気的に接続するとともに基板３２，３３を機
械的にも接合するので、この接合に専用の手段を要する
ことがなく、磁気センサ装置３１は生産性が良好であ
る。When the zero band gap semiconductor 39 made of such a material is heated to a high temperature, volatilization of Hg impairs the magnetoresistance effect. However, since the bump array 34 has a low melting point, high temperature heating is not required. Magnetic resistance element 3
6 and a signal detection circuit. Moreover,
Since the bump array 34 electrically connects the magnetoresistive element 36 and the signal detection circuit and also mechanically joins the substrates 32 and 33, no special means is required for this joining, and the magnetic sensor device is not required. No. 31 has good productivity.

【００３２】ここで、本発明者が試作した磁気センサ装
置３１での実験結果を以下に説明する。まず、室温でゼ
ロバンドギャップ半導体３９となるＨｇ_1-xＣｄ_xＴｅ
（ｘ＝０．１）の薄膜を、膜厚１０００（Å）までＭＢ
Ｅ法で成長させ、磁気抵抗素子３６をピッチ１００（μ
ｍ）で１２８×１２８のマトリクス状に形成した。この
ように作製した第一の基板３２に対し、一般的な手法で
信号検出回路を作製した第二の基板３３をＩｎ製のバン
プアレイ３４により接合させ、ハイブリッド型の磁気セ
ンサ装置３１を試作した。Here, the experimental results of the magnetic sensor device 31 prototyped by the present inventors will be described below. First, Hg _1-x Cd _x Te which becomes a zero band gap semiconductor 39 at room temperature
(X = 0.1) thin film of MB up to 1000 (Å)
The magnetoresistive element 36 is grown at a pitch of 100 (μ
m) to form a 128 × 128 matrix. A second type magnetic sensor device 31 was prototyped by bonding a second substrate 33 on which a signal detection circuit was manufactured by a general method to the first substrate 32 manufactured as described above, using an In bump array 34. .

【００３３】上述のように作製した磁気抵抗素子３６
は、図２に例示するように、室温でも広いダイナミック
レンジの磁気抵抗特性を示すことが確認された。そこ
で、第二の基板３３の信号検出回路から第一の基板３２
の磁気抵抗素子３６に２５（ｍＡ）のバイアス電流を供
給したところ、約１３（ｍｍ）四方の磁場分布を、空間
分解能１００（μｍ），感度１２（μＶ／Ｏｅ），精度
２．５×１０^-4（Ｏｅ），ダイナミックレンジ０〜３×
１０⁴（Ｏｅ），なる性能で室温で測定することができ
た。The magnetoresistive element 36 manufactured as described above
It was confirmed that, as illustrated in FIG. 2, the magnetoresistive characteristic exhibited a wide dynamic range even at room temperature. Accordingly, the signal detection circuit of the second substrate 33
When a bias current of 25 (mA) is supplied to the magnetoresistive element 36, a magnetic field distribution of about 13 (mm) square is obtained with a spatial resolution of 100 (μm), a sensitivity of 12 (μV / Oe), and an accuracy of 2.5 × 10 ^-4 (Oe), dynamic range 0-3x
The measurement was performed at room temperature with a performance of 10 ⁴ (Oe).

【００３４】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変形
を許容する。例えば、上記形態では磁気抵抗素子３６を
二次元状に配列させることを例示したが、これを一次元
状に配列させることも可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and allows various modifications without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the magnetoresistive elements 36 are arranged two-dimensionally, but this can be arranged one-dimensionally.

【００３５】[0035]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【００３６】請求項１記載の発明によれば、表面に電極
が位置する複数の磁気抵抗素子が所定形状に配列された
第一の基板と、該第一の基板の電極に個々に対応する位
置に電極が位置して前記磁気抵抗素子の出力信号を個々
に検出する信号検出回路が形成された第二の基板と、前
記第一の基板の磁気抵抗素子と前記第二の基板の信号検
出回路との電極を電気的に個々に導通させる導電部材と
を有することにより、第一の基板に磁気抵抗素子を高密
度に配列させることができるので、磁場分布を高い空間
分解能で測定することができる。According to the first aspect of the present invention, the first substrate on which a plurality of magnetoresistive elements having electrodes located on the surface are arranged in a predetermined shape, and the position corresponding to each electrode of the first substrate. A second substrate on which an electrode is located and a signal detection circuit for individually detecting an output signal of the magnetoresistive element is formed; a magnetoresistive element of the first substrate; and a signal detection circuit of the second substrate And a conductive member that electrically conducts the electrodes individually, whereby the magnetoresistive elements can be arranged at a high density on the first substrate, so that the magnetic field distribution can be measured with high spatial resolution. .

【００３７】請求項２記載の発明によれば、導電部材
は、第一の基板と第二の基板とを機械的に一体に接合す
ることにより、第一の基板と第二の基板とを接合する専
用の手段を要しないので、磁気センサ装置の生産性が良
好である。According to the second aspect of the present invention, the conductive member joins the first substrate and the second substrate by mechanically joining the first substrate and the second substrate together. Therefore, the productivity of the magnetic sensor device is good.

【００３８】請求項３記載の発明によれば、磁気抵抗素
子は、個別の電極が中心に位置し、該個別の電極の周囲
に共通の電極が所定の間隙を介して位置し、該間隙に磁
気抵抗効果を発生する部材が位置することにより、磁気
抵抗素子の対称性が良好で周囲の素子に誘導電流が発生
しにくいので、磁場分布を正確に測定することができ、
このような特性を実現するために高精度な微細加工技術
を要しないので、磁気センサ装置の生産性が良好であ
る。According to the third aspect of the present invention, in the magnetoresistive element, the individual electrodes are located at the center, and the common electrodes are located around the individual electrodes with a predetermined gap therebetween. Since the member that generates the magnetoresistive effect is located, the symmetry of the magnetoresistive element is good and the induced current is hardly generated in the surrounding elements, so that the magnetic field distribution can be measured accurately,
Since high-precision fine processing technology is not required to realize such characteristics, the productivity of the magnetic sensor device is good.

【００３９】請求項４記載の発明によれば、磁気抵抗効
果を発生する部材が、ゼロバンドギャップ半導体である
ことにより、室温でも大きなダイナミックレンジで高感
度に磁場を測定できるので、実用的で高性能な磁気セン
サ装置を提供することができる。According to the fourth aspect of the present invention, since the member that generates the magnetoresistive effect is a zero band gap semiconductor, the magnetic field can be measured with a large dynamic range and high sensitivity even at room temperature. A high-performance magnetic sensor device can be provided.

【００４０】請求項５記載の発明によれば、ゼロバンド
ギャップ半導体が、ＨｇＣｄＴｅ，ＨｇＺｎＴｅ，Ｈｇ
ＣｄＺｎＴｅ，ＨｇＣｄＭｎＴｅ，の少なくとも一つを
材料として作製されていることにより、ゼロバンドギャ
ップ半導体を磁気抵抗効果が極めて良好な材料により作
製することができるので、磁気センサ装置の性能が良好
である。According to the fifth aspect of the present invention, the zero band gap semiconductor is HgCdTe, HgZnTe, Hg
Since at least one of CdZnTe and HgCdMnTe is used as a material, a zero band gap semiconductor can be manufactured using a material having an extremely good magnetoresistance effect, so that the performance of the magnetic sensor device is good.

【００４１】請求項６記載の発明によれば、導電部材
が、Ｉｎからなることにより、磁気抵抗素子を高温に加
熱することなく信号検出回路の電極に接続できるので、
ゼロバンドギャップ半導体のＨｇの揮発を防止すること
ができ、その磁気抵抗効果を良好に発生させることがで
きる。[0041] According to the sixth aspect of the present invention, conductive member, by consisting of In, it can be connected to the electrodes of the signal detection circuit without heating the magneto-resistive element to high temperature,
Hg of the zero band gap semiconductor can be prevented from volatilizing, and the magnetoresistance effect can be favorably generated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の磁気センサ装置を示し、（ａ）は第一
の基板の平面図、（ｂ）は磁気センサ装置の側面図であ
る。1A and 1B show a magnetic sensor device of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view of a first substrate, and FIG. 1B is a side view of the magnetic sensor device.

【図２】磁気抵抗素子の磁気抵抗特性を示すグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing magnetoresistance characteristics of a magnetoresistance element.

【図３】従来技術のループプローブを示す正面図であ
る。FIG. 3 is a front view showing a conventional loop probe.

【図４】従来技術のホール素子を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing a conventional Hall element.

【図５】一従来例の磁気センサ装置を示し、（ａ）は全
体の回路図、（ｂ）は要部の模式図である。5A and 5B show a conventional magnetic sensor device, in which FIG. 5A is an overall circuit diagram, and FIG. 5B is a schematic diagram of a main part.

【図６】磁気抵抗素子の磁気抵抗特性を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing a magnetoresistance characteristic of the magnetoresistance element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３１ 磁気センサ装置 ３２ 第一の基板 ３３ 第二の基板 ３４ 導電部材であるバンプアレイ ３５ 絶縁基板 ３６ 磁気抵抗素子 ３７ 個別の電極 ３８ 共通の電極 ３９ 磁気抵抗効果を発生する部材であるゼロバンド
ギャップ半導体 ４０ 絶縁基板 ４１，４２ 電極31 Magnetic Sensor Device 32 First Substrate 33 Second Substrate 34 Bump Array as Conductive Member 35 Insulating Substrate 36 Magnetoresistive Element 37 Individual Electrode 38 Common Electrode 39 Zero Band Gap Semiconductor That Is a Member That Generates Magnetoresistive Effect 40 insulating substrate 41, 42 electrode

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 表面に電極が位置する複数の磁気抵抗素
子が所定形状に配列された第一の基板と、 該第一の基板の電極に個々に対応する位置に電極が位置
して前記磁気抵抗素子の出力信号を個々に検出する信号
検出回路が形成された第二の基板と、 前記第一の基板の磁気抵抗素子と前記第二の基板の信号
検出回路との電極を電気的に個々に導通させる導電部材
と、を有することを特徴とする磁気センサ装置。A first substrate on which a plurality of magnetoresistive elements having electrodes located on a surface thereof are arranged in a predetermined shape; and wherein the electrodes are located at positions respectively corresponding to the electrodes of the first substrate. A second substrate on which a signal detection circuit for individually detecting an output signal of the resistance element is formed, and electrodes of the magnetoresistive element of the first substrate and the signal detection circuit of the second substrate are electrically individually A magnetic sensor device, comprising: a conductive member that conducts current to the magnetic sensor device. 【請求項２】 導電部材は、第一の基板と第二の基板と
を機械的に一体に接合することを特徴とする請求項１記
載の磁気センサ装置。2. The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the conductive member mechanically joins the first substrate and the second substrate together. 【請求項３】 磁気抵抗素子は、個別の電極が中心に位
置し、該個別の電極の周囲に共通の電極が所定の間隙を
介して位置し、該間隙に磁気抵抗効果を発生する部材が
位置することを特徴とする請求項１記載の磁気センサ装
置。3. A magnetoresistive element, wherein an individual electrode is located at the center, a common electrode is located around the individual electrode via a predetermined gap, and a member for generating a magnetoresistance effect is provided in the gap. The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the magnetic sensor device is located. 【請求項４】 磁気抵抗効果を発生する部材が、ゼロバ
ンドギャップ半導体であることを特徴とする請求項３記
載の磁気センサ装置。4. The magnetic sensor device according to claim 3, wherein the member generating the magnetoresistance effect is a zero band gap semiconductor. 【請求項５】 ゼロバンドギャップ半導体が、ＨｇＣｄ
Ｔｅ，ＨｇＺｎＴｅ，ＨｇＣｄＺｎＴｅ，ＨｇＣｄＭｎ
Ｔｅ，の少なくとも一つを材料として作製されているこ
とを特徴とする請求項４記載の磁気センサ装置。5. The method according to claim 1, wherein the zero band gap semiconductor is HgCd.
Te, HgZnTe, HgCdZnTe, HgCdMn
The magnetic sensor device according to claim 4, wherein the magnetic sensor device is manufactured using at least one of Te. 【請求項６】 導電部材が、Ｉｎからなることを特徴と
する請求項５記載の磁気センサ装置。6. The magnetic sensor device according to claim 5, wherein the conductive member is made of In .