(57)【要約】  【課題】  マイクロ波発生素子に磁場を印加する電線の断線を抑制して、マイクロ波発生素子を備える発振器の信頼性を向上させる。  【解決手段】  第１磁性体４、非磁性体５、第２磁性体６、一対の電極７を有する発振素子２と、発振素子２の近傍を通っている磁場用配線３とを備え、第１磁性体４および第２磁性体６に一対の電極７を介して電流を流すことで第２磁性体６から電磁波を発生させるとともに、第２磁性体６に磁場用配線３で磁場を印加することによって、電磁波の周波数を制御する発振器１であって、磁場用配線３は、発振素子２の近傍に位置する第１配線部１６と、これに接続して発振素子２から遠くに配されている第２配線部１７とを有し、第２配線部１７は、断面の面積が第１配線部１６よりも大きい。第１配線部１６の発熱による断線を抑制でき、第１配線部１６から強い磁場を第２磁性体６に印加することができるので、発振器１の信頼性が向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気モーメントが一方向に固定されている、導電性の第１磁性体と、該第１磁性体上に配されている非磁性体と、該非磁性体上に配されており且つ磁気モーメントが固定されていない、導電性の第２磁性体と、前記第１磁性体および前記第２磁性体にそれぞれ接続している一対の電極とを有している発振素子と、
該発振素子の近傍を通って配されている、電流が流れることで前記第２磁性体に磁場を印加する磁場用配線とを備えており、
前記第１磁性体および前記第２磁性体に前記一対の電極を介して電流を流すことで前記第２磁性体から電磁波を発生させるとともに、前記発振素子の前記第２磁性体に前記磁場用配線で磁場を印加することによって、前記電磁波の周波数を制御する発振器であって、
前記磁場用配線は、少なくとも一部が前記発振素子の近傍に位置する第１配線部と、該第１配線部に接続して該第１配線部よりも前記発振素子から遠くに配されている第２配線部とを有しており、
該第２配線部は、前記電流が流れる方向に直交する断面の面積が前記第１配線部よりも大きい、発振器。
【請求項２】
前記磁場用配線は、前記第１配線部の前記第２配線部とは反対側に接続して前記第１配線部よりも前記発振素子から遠くに配されている第３配線部をさらに有しており、
該第３配線部は、前記電流が流れる方向に直交する断面の面積が前記第１配線部よりも大きい、請求項１に記載の発振器。
【請求項３】
電流が流れる導電体と、
該導電体の近傍であって前記導電体に電流が流れることで発生する磁場内に前記発振素子が配されている請求項１または２に記載の発振器とを備えており、
前記導電体に電流が流れることで発生する磁場を前記第２磁性体に印加することによって、前記発振器の前記第２磁性体が発生している電磁波を変化させる、電流反応型発振装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電流反応型発振装置と、
該電流反応型発振装置の前記導電体に流れる電流が変化することによって生じる、前記電流反応型発振装置の前記発振器から発生している電磁波の変化を検知する検知器とを備えている電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器、発振器を備える電流反応型発振装置、および電流反応型発振装置を備える電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロ波発生素子から発生するマイクロ波の発振周波数を制御するために、マイクロ波発生素子に磁場を印加することが行なわれている。例えば特許文献１には、マイクロ波発生素子への磁場の印加は、マイクロ波発生素子の周囲に配されている電線に電流を流すことによって行なうことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９５９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された発明では、発振周波数の高いマイクロ波を発生させるために、マイクロ波発生素子に印加する磁場を強くする場合には、電線に流す電流が大きくなる。そのため、電線の電気抵抗に起因して生じる熱が大きくなるため、熱のために電線が断線するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて案出されたものであり、マイクロ波発生素子に磁場を印加する電線の断線を抑制して、マイクロ波発生素子を備える発振器の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る発振器は、磁気モーメントが一方向に固定されている、導電性の第１磁性体、該第１磁性体上に配されている非磁性体、該非磁性体上に配されており且つ磁気モーメントが固定されていない、導電性の第２磁性体、および前記第１磁性体および前記第２磁性体に接続している一対の電極を有している発振素子と、該発振素子の近傍を通って配されている、電流が流れることで前記第２磁性体に磁場を印加する磁場用配線とを備えており、前記第１磁性体および前記第２磁性体に前記一対の電極を介して電流を流すことで前記第２磁性体から電磁波を発生させるとともに、前記発振素子の前記第２磁性体に前記磁場用配線で磁場を印加することによって、前記電磁波の周波数を制御する発振器であって、前記磁場用配線は、少なくとも一部が前記発振素子の近傍に位置する第１配線部と、該第１配線部に接続して該第１配線部よりも前記発振素子から遠くに配されている第２配線部とを有しており、該第２配線部は、前記電流が流れる方向に直交する断面の面積が前記第１配線部よりも大きい。
【０００７】
本発明の一実施形態に係る電流反応型発振装置は、電流が流れる導電体と、該導電体の近傍であって前記導電体に電流が流れることで発生する磁場内に前記発振素子が配されている上記の発振器とを備えており、前記導電体に電流が流れることで発生する磁場を前記第２磁性体に印加することによって、前記発振器の前記第２磁性体が発生している電磁波を変化させる。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る電流センサは、上記の電流反応型発振装置と、該電流反応型発振装置の前記導電体に流れる電流が変化することによって生じる、前記電流反応型発振
装置の前記発振器から発生している電磁波の変化を検知する検知器とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る発振器によれば、第２配線部は、第１配線部よりも電流が流れる方向に直交する断面の面積が大きいことから、第１配線部よりも電気抵抗が小さくなる。そのため、磁場用配線に電流が流れる際に、第２配線部の発熱量は、第１配線部の発熱量よりも小さくなる。その結果、第２配線部の温度は、第１配線部の温度よりも小さくなり、第１配線部の熱は、第２配線部に伝わって排出される。したがって、第１配線部が発熱して切れることを抑制することができ、第１配線部から強い磁場を第２磁性体に印加することができる。よって、発振器の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る発振器の概略を示した斜視図である。
【図２】図１に示した発振器をＶ−Ｖ線で切断した断面を拡大して示した拡大図である。
【図３】図２に示した発振器の断面の一部をさらに拡大して示した拡大図である。
【図４】図１に示した発振器の一部を拡大するとともに上面から透視した上面図である。
【図５】図１に示した発振器の一部を拡大した斜視図である。
【図６】図１に示した発振器とは異なる実施形態に係る発振器の概略を示した斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る電流反応型発振装置の概略図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る電流センサを上下方向に切断したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜発振器＞
本発明の一実施形態に係る発振器について、図１〜図６を参照しつつ説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限られるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る発振器の概略を示した斜視図である。図２は、図１に示した発振器をＶ−Ｖ線で切断した断面を拡大して示しており、発振器の構造を詳細に示している。図３は、図２に示した発振器の断面をさらに拡大して示しており、発振器に含まれる発振素子の構造を詳細に示している。図４は、図１に示した発振器の一部を拡大して上面から透視した様子を示している。図５は、図１に示した発振器の一部を拡大した斜視図であり、磁場用配線を詳細に示している。図６は、図１に示した発振器とは異なる実施形態に係る発振器の概略を示した斜視図である。
【００１３】
発振器１は、電磁波を発振するものである。発振器１は、例えば自動車またはＦＡ(Factory Automation)機器等に設置されて、電子機器等に流れる電流の変化を検知する電流センサ等に使用される。なお、発振器１は、電磁波の中でも、特にマイクロ波を発生させることができる。マイクロ波とは、一般的に周波数が１ＧＨｚ以上３０ＧＨｚ以下の電磁波をいう。
【００１４】
発振器１は、図１および図２に示すように、電磁波を発生する発振素子２と、発振素子２に磁場を加える磁場用配線３とを有している。発振器１は、発振素子２に電流を流しつつ磁場を加えることで、発振素子２から電磁波を発生させて、発生した電磁波の周波数等を制御している。
【００１５】
発振素子２は、電流が流れ、かつ磁場が加わることによって、電磁波が発生するもので
ある。発振素子２は、図２および図３に示すように、磁気モーメントが一方向に固定されている第１磁性体４と、第１磁性体４上に配されている非磁性体５と、非磁性体５上に配されており、磁気モーメントが固定されていない第２磁性体６と、第１磁性体４および第２磁性体６と接続している一対の電極７とを有している。
【００１６】
発振素子２を流れる電流は、第１磁性体４から第２磁性体６に向かって流れる。発振素子２に加えられる磁場は、発振素子２を上面透視したときに、例えば第２磁性体６の磁気モーメントの方向が第１磁性体４の磁気モーメントの方向と一致するように加えられる。なお、前記の通り、本実施形態では、第２磁性体６の磁気モーメントの方向が第１磁性体４の磁気モーメントの方向と一致するように加えられているが、第２磁性体６の磁気モーメントの方向は、第１磁性体４の磁気モーメントの方向と一致しなくても構わない。また、発振素子２に加えられる磁場は、発振素子２を上下方向に切断した断面において、第２磁性体６に対して平面方向に沿うように加えられてもよいし、平面方向から傾いて加えられてもよい。
【００１７】
第１磁性体４は、第２磁性体６との相互作用によって、発振素子２に負性抵抗を生じさせるものである。第１磁性体４は、導電性の強磁性体から成る。具体的には、第１磁性体４は、例えばコバルト等の金属材料、あるいは鉄とコバルトとの合金またはニッケルとコバルトとの合金等から成る。
【００１８】
第１磁性体４は、例えば層状に形成されている。第１磁性体４の厚みは、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。第１磁性体４は、前記の通り、厚く形成されているため、第１磁性体４の磁気モーメントを一方向に固定することができる。なお、第１磁性体４の磁気モーメントが固定される方向は、第１磁性体４の形成時に磁場を印加することで制御することができる。
【００１９】
なお、「厚み」とは、第１磁性体４の下面と上面との間の距離を指す。第１磁性体４の厚みは、例えば第１磁性体４を上下方向に切断した後に、その切断面をＴＥＭ等で撮影し、撮影した断面写真から求めることができる。また、本明細書において、特に記載した場合を除き、各構成部材の厚みの定義および測定方法は、第１磁性体４の厚みのものと同様である。
【００２０】
非磁性体５は、第１磁性体４と第２磁性体６との磁気的結合を抑制する機能を有する。非磁性体５は、非磁性体、すなわち強磁性体以外の材料から成る。具体的には、非磁性体５は、例えば銅または酸化マグネシウム等の非磁性体から成る。非磁性体５は、例えば層状に形成されている。非磁性体５の厚みは、例えば１ｎｍ以上１０ｎｍ以下に設定されている。非磁性体５は、前記の通り、薄く形成されているため、例えば非磁性体５が絶縁材料から成る場合でも、トンネル効果によって発振素子２に電流が流れる。
【００２１】
第２磁性体６は、電磁波が発生するものである。すなわち、電磁波は、発振素子２のうち第２磁性体６から発生する。本実施形態では、磁場用配線３の磁場によって第２磁性体６の磁気モーメントを第１磁性体４の磁気モーメントと一致する方向に向け、かつ電流中のスピン偏極電子を第２磁性体６から第１磁性体４に向かって流す。このとき、第２磁性体６のスピン偏極電子には、電流中のスピン偏極電子のうち、磁気モーメントの方向が第２磁性体６の磁気モーメントの方向と異なるスピン偏極電子によって、第２磁性体６の磁気モーメントの方向を反転させる力（スピントランスファートルク）が働く。そして、このスピントランスファートルクが要因となり、発振素子２内に負性抵抗が生じる。その結果、発振素子２内に生じた負性抵抗をきっかけとして、第２磁性体６の磁気モーメントが歳差運動を始め、第２磁性体６の周囲の磁場が連続的に変化し続けることで、第２磁性体６から電磁波が発生し、ひいては発振素子２から電磁波を発生させることができる。
【００２２】
第２磁性体６は、導電性の強磁性体から成る。具体的には、第２磁性体６は、例えばコバルト等の金属材料、あるいは鉄とコバルトとの合金または鉄とニッケルとの合金等から成る。第２磁性体６は、例えば層状に形成されている。第２磁性体６の厚みは、例えば２ｎｍ以上５ｎｍ以下に設定されている。
【００２３】
一対の電極７は、第１磁性体４、非磁性体５および第２磁性体６に電流を流して、第２磁性体６に電磁波を発生させたり、発生した電磁波の周波数等を制御したりするものである。一対の電極７は、図２に示すように、一対の電極７のうち、第１磁性体４の下面に設けられた第１電極８と、第２磁性体６の上面に設けられた第２電極９とを有している。
【００２４】
第１電極８および第２電極９は、例えばボンディングワイヤまたはプローブ等を介して外部回路（図示せず）に電気的に接続されることで、第１磁性体４、非磁性体５および第２磁性体６に電流を流す。なお、上述した通り、本実施形態では、第１磁性体４から第２磁性体６に向かって電流を流すため、第１電極８が正極と成り、第２電極９が負極と成る。また、本実施形態では、第１電極８および第２電極９が第１磁性体４および第２磁性体６に直接接続されているが、第１電極８および第２電極９は、第１磁性体４および第２磁性体６に電気的に接続されていればよい。
【００２５】
第１電極８は、導電性の材料から成る。具体的には、第１電極８は、例えば銅、金、白金またはコバルト等の金属材料、あるいは鉄とコバルトとの合金またはニッケルとコバルトとの合金等から成る。また、第１電極８は、第１磁性体４と同様の材料で形成されてもよい。この場合に、第１電極８は、さらに第１磁性体４と一体的に形成してもよい。第１電極８の厚みは、例えば０．１μｍ以上１μｍ以下に設定されている。
【００２６】
第２電極９は、導電性の材料から成る。具体的には、第２電極９は、例えば銅、金、白金またはコバルト等の金属材料、あるいは鉄とコバルトとの合金または鉄とニッケルとの合金等から成る。また、第２電極９は、第２磁性体６と同様の材料で形成されてもよい。この場合、さらに第２電極９は、第２磁性体６と一体的に形成してもよい。第２電極９の厚みは、例えば０．１μｍ以上１μｍ以下に設定されている。
【００２７】
磁場用配線３は、発振素子２に磁場を加えて、発振素子２に電磁波を発生させたり、発生した電磁波の周波数等を制御したりするものである。磁場用配線３は、導電性の材料から成る。具体的には、磁場用配線３は、例えば銅、金または白金等の金属材料から成る。磁場用配線３は、例えば層状に形成されている。
【００２８】
本実施形態では、図２に示すように、発振素子２の第１磁性体４、非磁性体５、第２磁性体６、および一対の電極７の第１電極８と第２電極９、ならびに磁場用配線３のそれぞれは、層状に形成されている。そして、発振器１は、発振器１を支持する基板１０上に、第１電極８、第１磁性体４、非磁性体５、第２磁性体６、第２電極９および磁場用配線３を順次積層することによって形成されている。なお、磁場用配線３は、第２電極９との電気的な短絡を防止する観点から、第１絶縁層１１を介在させて第２電極９上に積層されている。
【００２９】
さらに、本実施形態の発振器１では、図２および図３に示すように、第２電極９は、層状に形成された、第１磁性体４、非磁性体５および第２磁性体６を含む積層体１２を発振素子２の一部として機能させている。そのため、第２電極９は、層状の基部１３と、層状の基部１３から突出して第２磁性体６に接した突出部１４とを有している。言い換えれば、第２電極９と第２磁性体６との間には第２絶縁層１５が介在しており、第２電極９と第２磁性体６との接触は、特定の範囲のみに制限されている。その結果、積層体１２のうち電流が流れる領域が制限され、第２磁性体６の一部に電流の密度を集中させることができる。したがって、第２磁性体６の磁気モーメントを安定して歳差運動させることができるため、積層体１２の電流が流れる領域を発振素子２の一部として機能させることが可能となる。すなわち、上面透視にて、第２電極９と第２磁性体６との接触領域Ｒ内に位置した積層体１２の一部が、発振素子２の一部となる。接触領域Ｒの面積は、積層体１２の一部を発振素子２の一部とするために、例えば１μｍ２以下に設定されている。なお、図２および図３において、上面透視したときに接触領域Ｒに位置することとなる積層体１２の一部の領域を、点線によって示している。
【００３０】
なお、本実施形態では、発振器１は、例えばシリコンウェハから成る基板１０上に、スパッタリング法または蒸着法によって、第１電極８、第１磁性体４、非磁性体５、第２磁性体６、第２絶縁層１５、第２電極９、第１絶縁層１１および磁場用配線３を順次形成することで製造することができる。また、磁場用配線３の形成時に、所定のパターンを有するマスクを使用したり、エッチングを適宜行なったりすることによって、磁場用配線３の形状を調整することができる。
【００３１】
磁場用配線３は、上述した通り、発振素子２に磁場を加えるものである。そのため、磁場用配線３は、ランド部（図示せず）を介して外部回路に電気的に接続されており、発振素子２の近傍を通って配されている。その結果、磁場用配線３は、磁場用配線３に電流が流れることで発生する磁場を、発振素子２に印加することができる。磁場用配線３は、少なくとも一部が発振素子２の近傍に位置する第１配線部１６と、第１配線部１６に接続している第２配線部１７とを有している。
【００３２】
第１配線部１６は、発振素子２に磁場を加える機能を有する。第１配線部１６は、第２配線部１７よりも発振素子２に近い距離に位置している。第１配線部１６は、電流が流れることで発生した磁場を発振素子２に加える。そのため、第１配線部１６と第２磁性体６とは、図２に示すように、磁場用配線３に流れる電流に直交する発振素子２の断面において同一面上に位置している。なお、第１配線部１６および第２配線部１７の、電流が流れる方向に直交する断面は、例えば矩形状に形成されている。
【００３３】
第１配線部１６は、電流が流れる方向に直交する断面の面積（以下、単に「断面積」という）が第２配線部１７よりも小さい。言い換えれば、第２配線部１７の断面積は、第１配線部１６の断面積よりも大きい。ここで、従来のように、磁場用配線３が単なる線上に引き回されている場合は、磁場用配線３に大電流を流すと、磁場用配線３の電気抵抗によって磁場用配線３が発熱して断線する等のおそれがあった。
【００３４】
これに対して、本発明によれば、磁場用配線３が、断面積が第１配線部１６よりも大きい第２配線部１７を有していることから、磁場用配線３の断線等を防止することができる。すなわち、第２配線部１７の断面積は、第１配線部１６の断面積よりも大きいことから、第２配線部１７の電気抵抗は、第１配線部１６の電気抵抗よりも小さくなる。そのため、磁場用配線３に電流が流れた際に、第２配線部１７の発熱量は、第１配線部１６の発熱量よりも小さくなる。その結果、第２配線部１７の温度は、第１配線部１６の温度よりも小さくなり、第１配線部１６の熱を、第２配線部１７を介して放出することができる。したがって、第１配線部１６ひいては磁場用配線３が発熱して切れることを抑制することができ、第１配線部１６から強い磁場を第２磁性体６に印加することができる。よって、発振器の信頼性を向上させることができる。
【００３５】
また、一方で、第１配線部１６の断面積は、第２配線部１７の断面積よりも小さい。上記構成を有することによって、第１配線部１６に発生する磁場の制御が容易になり、発振素子２の第２磁性体６に的確に磁場を印加することができる。
【００３６】
なお、第１配線部１６の断面積は、例えば０．０１μｍ２以上１μｍ２以下に設定されている。第２配線部１７の断面積は、例えば１μｍ２以上１００μｍ２以下に設定されている。また、断面積は、例えば、ＴＥＭ等を使用して断面の写真を撮影して、撮影した断面写真から求めることができる。また、本明細書において特に記載した場合を除き、各構成部材の断面積の測定方法は、第１配線部１６および第２配線部１７の断面積の測定方法と同様である。
【００３７】
第１配線部１６の電流が流れる方向（以下、「電流方向」という）に沿った長さは、図１に示すように、第２配線部１７の電流方向に沿った長さよりも小さいことが望ましい。上記構成を有することによって、磁場用配線３における第１配線部１６の割合が小さくなるので、磁場用配線３の発熱を低減することができる。そして、磁場用配線３における第２配線部１７の割合が大きくなるので、第１配線部１６で発生する熱の放熱領域を大きくすることができ、さらに磁場用配線３の発熱を低減することができる。なお、図１において、電流は、第１配線部１６および第２配線部１７のそれぞれの長手方向に向かって流れる。
【００３８】
第１配線部１６の電流方向に沿った長さは、図４に示すように、接触領域Ｒ（すなわち、発振素子２の第２磁性体６）の電流方向に沿った長さよりも大きいことが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生する磁場を安定させることができ、第２磁性体６に安定した磁場を加えることができる。
【００３９】
第１配線部１６は、図４に示すように、第１配線部１６を上面透視したときに、接触領域Ｒ（すなわち、発振素子２の第２磁性体６）から電流方向に飛び出すように位置していることが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生する磁場を安定させることができ、第２磁性体６に安定した磁場を印加させることができる。
【００４０】
第１配線部１６の外縁は、図４に示すように、第１配線部１６を上面透視したときに、接触領域Ｒ（すなわち、発振素子２の第２磁性体６）の縁よりも外側に位置することが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生する磁場を、第２磁性体６に適切に印加させることができる。
【００４１】
第２配線部１７の幅は、図１に示すように、第１配線部１６の幅よりも大きいことが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生した熱を、第２配線部１７で平面方向に広げることができる。
【００４２】
なお、第１配線部１６の幅は、例えば０．２μｍ以上０．５μｍ以下に設定されている。また、第２配線部１７の幅は、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下に設定されている。なお、「幅」とは、例えば第１配線部１６の側面同士の距離を指す。第１配線部１６の幅は、例えば第１配線部１６を上下方向に切断した後に、その切断面をＴＥＭ等で撮影し、撮影した断面写真から求めることができる。また、本明細書において、特に記載した場合を除き、各構成部材の幅の定義および測定方法は、第１配線部１６の幅のものと同様である。
【００４３】
第２配線部１７の厚みは、第１配線部１６の厚みよりも大きい方が望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生した熱を、第２配線部１７で厚み方向に広げることができる。
【００４４】
なお、第１配線部１６の厚みは、例えば０．１μｍ以上０．５μｍ以下に設定されている。また、第２配線部１７の厚みは、例えば０．１μｍ以上１μｍ以下に設定されている
。
【００４５】
第１配線部１６は、図５に示すように、第２配線部１７に向かうにつれて幅広に形成されていることが望ましい。上記構成を有することによって、第２配線部１７を流れる電流が第１配線部１６に流入する際に急速に収束されることを抑制する。その結果、第１配線部１６で急速に電流が集まることで、第１配線部１６と第２配線部１７との接続部で極端に発熱することを抑制することができる。
【００４６】
第１配線部１６は、図５に示すように、第２配線部１７に向かうにつれて厚みが大きくなることが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で急速に電流が集まることで、第１配線部１６と第２配線部１７との接続部で極端に発熱することを抑制することができる。
【００４７】
第１配線部１６のうち電流方向に直交する断面の面方向において接触領域Ｒと重なる部分は、図４に示すように、同一幅で形成されていることが望ましい。上記構成を有することによって、第２磁性体６に印加する磁場を安定させることができる。
【００４８】
第１配線部１６の断面は、図１および図２に示すように、正方形状に形成されていることが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生する磁場は、第１配線部１６の断面の中心から同心円状に発生することから、第１配線部１６の磁場を的確に第２磁性体６に印加しやすくすることができる。
【００４９】
第２配線部１７の幅は、図５に示すように、第２配線部１７の厚みよりも大きいことが望ましい。上記構成を有することによって、第２配線部１７と第１絶縁層１１との接触面積を大きくすることができるため、第１配線部１６で発生した熱を第１絶縁層１１に伝達しやすくなる。その結果、第１配線部１６で発生した熱を、第１絶縁層１１を介して第２電極９に伝達することができ、磁場用配線３の発熱を低減することができる。
【００５０】
磁場用配線３は、図４に示すように、磁場用配線３を上面透視したときに、第１電極８と異なる方向に引き回されていることが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生した熱を第２配線部１７および第２電極９を介して平面方向に排熱することができる。
【００５１】
第１配線部１６は、図２および図４に示すように、第１配線部１６を上面透視したときに、第２電極９と重なっていることが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生する熱を下方向に伝えて、第２電極９からも第１配線部１６の熱を放出することができる。
【００５２】
第１絶縁層１１の厚みは、図２に示すように、第２電極９および第１配線部１６のそれぞれの厚みよりも小さいことが望ましい。上記構成を有することによって、第１絶縁層１１を薄くすることができるため、第１配線部１６で発生した熱を下方向に伝熱させて第２電極９を介して放熱しやすくすることができる。
【００５３】
第１絶縁層１１の第１配線部１６に接触した箇所の厚みは、第１絶縁層１１の第１配線部１６に接触していない箇所の厚みよりも小さいことが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生した熱を下方向に伝熱させて第２電極９を介して放熱することができる。また、第１配線部１６が印加する磁場の強さを向上させることができる。
【００５４】
磁場用配線３は、図６に示すように、第１配線部１６の第２配線部１７とは反対側に接
続されて第１配線部１６よりも発振素子２から遠くに配されている第３配線部１８をさらに有していることが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生した熱を第１配線部１６の両端から排出することができ、磁場用配線３の発熱を効果的に低減させることができる。なお、第３配線部１８は、第２配線部１７と同様の構成を有していることが望ましい。
【００５５】
発振器１は、磁場用配線３上に放熱板（図示せず）をさらに有していることが望ましい。上記構成を有することによって、放熱板を介して第１配線部１６で発生した熱を放熱することができる。
【００５６】
放熱板は、例えば金属材料から成る。具体的には、放熱板は、例えば銅またはアルミニウムなどの材料から成る。また、放熱板は、非磁性体から成ることが望ましい。上記構成を有することによって、第１配線部１６で発生する磁場への影響を低減して、第２磁性体６に良好に磁場を印加することができる。
【００５７】
放熱板は、第２配線部１７の上にのみ配されていることが望ましい。上記構成を有することによって、放熱板が第１配線部１６で発生する磁場に影響を与えることを低減することができる。
【００５８】
なお、磁場用配線３の熱伝導率は、例えば３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。また、放熱板の熱伝導率は、例えば３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。
【００５９】
本発明は上述の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において種々の変更、改良等が可能である。
【００６０】
上述した本発明の実施形態では、第１配線部１６が発振素子２の上方に位置する構成を示しているが、発振素子２に磁場を印加することができれば、第１配線部１６の位置は発振素子２の上方向には限られない。例えば、第１配線部１６は、発振素子２から平面方向に離れて、発振素子２と平面方向に並んで配されていても構わない。また、第１配線部１６は、発振素子２から平面方向および厚み方向に離して配されていても構わない。
【００６１】
上述した本発明の実施形態では、第２電極９と第２磁性体６との接触を特定の範囲に制限することで、積層体１２の一部を発振素子２の一部とした例を示したが、積層体１２を柱状に形成して発振素子２の一部としてよい。すなわち、第２電極９と第２磁性体６との接触を特定の範囲に限定するのではなく、積層体１２の形状を、接触領域Ｒと同等の大きさの平面形状を有する柱状にすることによって、積層体１２自体を発振素子２の一部としてもよい。
【００６２】
上述した本発明の実施形態では、発振素子２は、第１磁性体４、非磁性体５、第２磁性体６および一対の電極７から構成されている例を示したが、第２磁性体６と第２電極９との間にキャップ層（図示せず）を設けてもよい。キャップ層は、第２絶縁層１５または第２電極９の形成時に第２磁性体６の表面を保護する効果がある。
【００６３】
上述した本発明の実施形態では、第１電極８の上面に第１磁性体４が配されている構成を例に示したが、第１電極８と第１磁性体４との間には、第３磁性体（図示せず）を介在させてもよい。第３磁性体は、第１磁性体４の磁気モーメントの固定の強度を向上させることができる。なお、第３磁性体は、反強磁性体の材料から成る。具体的には、第３磁性体は、例えば鉄とマンガンとの合金または白金とマンガンとの合金等から成る。
【００６４】
上述した本発明の実施形態では、第２磁性体６に電流を流しつつ磁場を加えることで、第２磁性体６の磁気モーメントの歳差運動を開始させているが、第２磁性体６に電流を流すことのみで、第２磁性体６の磁気モーメントの歳差運動を開始させても構わない。
【００６５】
上述した本発明の実施形態では、第１電極８が第１磁性体４の下側に配されており、第２電極９が第２磁性体６の上側に配されている構成を例に示したが、第１電極８および第２電極９の構成は上記構成に限られない。例えば、発振素子２を上面透視したときに、第１磁性体４が非磁性体５および第２磁性体６から突出するように配されており、第１電極８が第１磁性体４の突出した上面に配されていてもよい。
【００６６】
＜電流反応型発振装置＞
本発明の一実施形態に係る電流反応型発振装置について、図７を参照しつつ説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限られるものではない。
【００６７】
電流反応型発振装置１９は、電流が流れる導電体２０と、導電体２０の周囲に配された発振器１とを備える。そして、発振器１の発振素子２は、導電体２０の近傍であって、導電体２０に電流が流れることで発生する磁場内に位置している。上記構成を有することによって、導電体２０に電流が流れることで発生する磁場が発振素子２の第２磁性体６に印加されて、発振器１から発生する電磁波を変化させることができる。
【００６８】
電流反応型発振装置１９は、図７に示すように、発振器１が実装基板２１を介して導電体２０に実装されてもよい。上記構成を有することによって、実装基板２１の厚みによって発振器１と導電体２０との距離を調整することができる。その結果、導電体２０を流れる電流によって発振器１に加わる磁場の強さを、実装基板２１の厚みによって調整することができる。
【００６９】
実装基板２１は、例えば単層の絶縁基板または複数の絶縁層を積層して形成されている。実装基板２１は、複数の絶縁層と複数の配線層とが交互に積層されて形成されてもよい。すなわち、実装基板２１内には、発振器１が発振した電磁波を電気信号として外部機器（図示せず）に伝送する配線が引き回されていてもよい。この場合は、例えば実装基板２１の上面には、外部機器（図示せず）と電気的に接続する外部接続部（図示せず）が形成されてもよい。なお、実装基板２１の主面には、例えばコンデンサまたはインダクタ等の電子部品が配されていてもよい。また、実装基板２１には、例えばフィルタ回路、バイアス回路またはノイズ除去回路等が引き回されていてもよい。
【００７０】
＜電流センサ＞
本発明の一実施形態に係る電流センサについて、図８を参照しつつ説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限られるものではない。
【００７１】
電流センサ２２は、電流反応型発振装置１９と、電流反応型発振装置１９の導電体２０に流れる電流が変化することによって生じる、電流反応型発振装置１９の発振器１から発生している電磁波の変化を検知する検知器２３とを備えている。
【００７２】
検知器２３は、電流反応型発振装置１９が発振する電磁波を電気信号として伝送する伝送部（図示せず）と、伝送部から伝送された電気信号を処理する演算部（図示せず）とを備えている。上記構成を有することによって、演算部にて、随時伝送部から伝送される電磁波を処理することによって、電磁波の変化を検知することができる。なお、本実施形態では、１つの筐体内に伝送部および演算部を備えているが、伝送部および演算部は別々の筐体内に配されていても構わない。
【００７３】
伝送部は、例えば同軸ケーブルまたはボンディングワイヤ等が使用される。伝送部は、例えば実装基板２１に形成された外部接続部に接続されることによって、電流反応型発振装置１９から電気信号を受け取ることができる。
【００７４】
演算部は、例えば伝送部から電気信号を受け取り、受け取った電気信号から電流反応型発振装置１９が発振する電磁波を随時分析する。
【００７５】
検知器２３は、報知器（図示せず）を備えていてもよい。報知器は、随時演算部で分析される電磁波の変化が予め定めた条件を満たすときに、その変化を異常と判定して外部に報知するものである。なお、「予め定めた条件」とは、例えば分析した電磁波の周波数が任意に定める値から変化した場合、または電磁波の位相が任意に定めた位相から変化した場合等、種々の条件に設定することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１    発振器
２    発振素子
３    磁場用配線
４    第１磁性体
５    非磁性体
６    第２磁性体
７    電極（一対の電極）
８    第１電極
９    第２電極
１０  基板
１１  第１絶縁層
１２  積層体
１３  基部
１４  突出部
１５  第２絶縁層
１６  第１配線部
１７  第２配線部
１８  第３配線部
１９  電流反応型発振装置
２０  導電体
２１  実装基板
２２  電流センサ
２３  検知器
Ｒ    接触領域
【図１】
2015115473.tif 000003
【図２】
2015115473.tif 000004
【図３】
2015115473.tif 000005
【図４】
2015115473.tif 000006
【図５】
2015115473.tif 000007
【図６】
2015115473.tif 000008
【図７】
2015115473.tif 000009
【図８】
2015115473.tif 000010