(57)【要約】【課題】磁気インピーダンス効果素子において、漏れ磁場によるバイアス磁界の変動を抑制する。【解決手段】非磁性基板１１上に形成された硬磁性体膜からなる薄膜磁石１２と、薄膜磁石１２の上を覆う絶縁層１３と、絶縁層１３上に形成された一軸異方性を付与された１個または複数個の長方形状の軟磁性体膜からなる感磁部１４と、感磁部１４の複数個の軟磁性体膜を電気的に接続する導体膜１６を備え、感磁部１４の長手方向において、薄膜磁石１２の両端部は、感磁部１４の両端部の外側に位置し、絶縁層１３は、薄膜磁石１２のそれぞれの端部の上に開口部１３ａを有しており、絶縁層１３の上には、軟磁性体膜からなるヨーク部１５が、絶縁層１３の開口部１３ａを介して、薄膜磁石１２の端部から、感磁部１４の端部近傍に渡り形成されていることを特徴とする磁気インピーダンス効果素子１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に形成された硬磁性体膜からなる薄膜磁石と、前記薄膜磁石の上を覆う絶縁層と、前記絶縁層上に形成された一軸異方性を付与された一個または複数個の長方形状の軟磁性体膜からなる感磁部と、前記感磁部の複数個の軟磁性体膜を電気的に接続する導体膜を備え、
前記感磁部の長手方向において、前記薄膜磁石の両端部は、前記感磁部の両端部の外側に位置し、前記絶縁層は、前記薄膜磁石のそれぞれの端部の上に開口部を有しており、前記絶縁層の上には、前記薄膜磁石と前記感磁部との間に磁路を形成する軟磁性体膜からなるヨーク部が、前記絶縁層の開口部を介して、前記薄膜磁石の端部から、前記感磁部の端部近傍に渡り形成されている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】
前記ヨーク部は、前記薄膜磁石の端部と直接接触しており、かつ前記感磁部とは電気的に接続されていない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】
前記ヨーク部は、前記感磁部の長手方向の端部との間に、１〜１００μｍの間隔を有することを特徴とする請求項２に記載の磁気インピーダンス効果素子。
【請求項４】
前記感磁部は、前記軟磁性体膜を複数個有し、前記薄膜磁石は、前記感磁部の各軟磁性体膜と一対一に対応してその長手方向に伸張した形状を有する複数個の硬磁性体膜からなり、これらの硬磁性体膜は、前記感磁部の軟磁性体膜と同一のピッチでパターニングされていることを特徴とする請求項３に記載の磁気インピーダンス効果素子。
【請求項５】
前記薄膜磁石は、前記感磁部の幅方向において該感磁部よりも幅広の領域に渡って形成された一個の硬磁性体膜からなり、
前記ヨーク部は、前記薄膜磁石側の端部においては該薄膜磁石の幅と同じかそれよりも広く、かつ前記感磁部側の端部においては前記感磁部全体の幅と同程度であることを特徴とする請求項３に記載の磁気インピーダンス効果素子。
【請求項６】
前記薄膜磁石を構成する硬磁性体膜は、Ｃｏ又はＦｅを主成分とし、ＰｔおよびＣｒのいずれか一方または両方を含む金属膜であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気インピーダンス効果素子。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気インピーダンス効果素子の製造方法であって、
非磁性基板上に面内等方性を有する硬磁性体膜を形成する工程と、
前記硬磁性体膜の上を覆いかつ前記開口部を有する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に、前記感磁部およびヨーク部となる軟磁性体膜を形成する工程と、
回転磁場中熱処理およびそれに引き続く静磁場中熱処理により、前記軟磁性体膜に一軸異方性を付与して感磁部とする工程と、
静磁場中またはパルス状の磁場中にて、前記硬磁性体膜に着磁して薄膜磁石とする工程と、
を有することを特徴とする磁気インピーダンス効果素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高感度の磁気センサとして知られる薄膜型磁気インピーダンス効果素子に関するものであり、従来この種の素子は、例えば、地磁気を検出して方位を示す電子コンパス、ロータリーエンコーダ、生体磁気計測などに利用されている。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気インピーダンス効果素子は、正負の磁界に対して対称にインピーダンスが変化する特性を有する。従って、磁界０付近で正負の磁界を検出するためには、インピーダンス変化が直線的になるよう、バイアス磁界を磁気インピーダンス効果素子に付与する必要がある。バイアス磁界の印加方法としては、巻き線コイル、薄膜コイル、シート状磁石、バルク磁石、薄膜磁石による方法が知られている（特許文献１〜１１参照）。
【０００３】
各方法における問題点は以下のとおりである。
１．巻き線コイルによるバイアス磁界印加では、素子の小型化が困難であり、構造が複雑になったり、消費電力が大きくなるといった問題がある。
２．薄膜コイルによるバイアス磁界印加では、構造が複雑になったり、消費電力が大きくなるといった問題がある。
３．シート状磁石やバルク磁石によるバイアス磁界印加では、磁界強度の制御が困難であることや、組立工程が複雑になったり、機械的強度が得難い、また、漏れ磁場が大きいといった問題がある。
４．薄膜磁石によるバイアス磁界印加では、磁界強度の制御が困難であるといった問題がある。また、小さいながら漏れ磁場がある。
【特許文献１】特許第３２１０９３３号公報
【特許文献２】特許第３６５０５７５号公報
【特許文献３】特許第３６５６０１８号公報
【特許文献４】特許第３６０２９８８号公報
【特許文献５】特開２００４−３３３２１７号公報
【特許文献６】特開２００２−５５１４８号公報
【特許文献７】特開２００２−４３６４９号公報
【特許文献８】特開２００２−４３６４８号公報
【特許文献９】特開２００２−４３６４７号公報
【特許文献１０】特開２００２−３３２１０号公報
【特許文献１１】国際公開第２００４／０８６０７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コイルを用いた場合、バイアス磁界の発生に必要な電流をコイルに供給する必要があるため、消費電力が大きくなるといった問題がある。また、コイル配線の形成プロセスが複雑になるため、コストが高く、歩留まりや信頼性の点で問題があった。
【０００５】
磁石を用いた場合、磁石のサイズや形状、特性によってバイアス磁界の大きさが決まってしまうため、正確なバイアス磁界の印加が難しく、特にセンサ作製後にバイアス磁界の微調整が難しいという問題があった。また、磁石からの漏れ磁場により、例えば電子コンパスのような１パッケージに複数のセンサチップを配置する必要のある場合、隣接するセンサチップからの漏れ磁場により、実装後にバイアス磁界が変動してしまうため、実装時のセンサチップの配置に制限ができてしまい、パッケージの設計自由度が低く、小型化、集積化が困難であった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、漏れ磁場によるバイアス磁界の変動を抑制することが可能な磁気インピーダンス効果素子及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、非磁性基板上に形成された硬磁性体膜からなる薄膜磁石と、前記薄膜磁石の上を覆う絶縁層と、前記絶縁層上に形成された一軸異方性を付与された一個または複数個の長方形状の軟磁性体膜からなる感磁部と、前記感磁部の複数個の軟磁性体膜を電気的に接続する導体膜を備え、前記感磁部の長手方向において、前記薄膜磁石の両端部は、前記感磁部の両端部の外側に位置し、前記絶縁層は、前記薄膜磁石のそれぞれの端部の上に開口部を有しており、前記絶縁層の上には、前記薄膜磁石と前記感磁部との間に磁路を形成する軟磁性体膜からなるヨーク部が、前記絶縁層の開口部を介して、前記薄膜磁石の端部から、前記感磁部の端部近傍に渡り形成されていることを特徴とする磁気インピーダンス効果素子を提供する。
【０００８】
前記ヨーク部は、前記薄膜磁石の端部と直接接触しており、かつ前記感磁部とは電気的に接続されていないことが好ましい。
前記ヨーク部は、前記感磁部の長手方向の端部との間に、１〜１００μｍの間隔を有することが好ましい。
【０００９】
本発明の磁気インピーダンス効果素子においては、前記感磁部は、前記軟磁性体膜を複数個有し、前記薄膜磁石は、前記感磁部の各軟磁性体膜と一対一に対応してその長手方向に伸張した形状を有する複数個の硬磁性体膜からなり、これらの硬磁性体膜は、前記感磁部の軟磁性体膜と同一のピッチでパターニングされている構成とすることもできる。
【００１０】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子においては、前記薄膜磁石は、前記感磁部の幅方向において該感磁部よりも幅広の領域に渡って形成された一個の硬磁性体膜からなり、前記ヨーク部は、前記薄膜磁石側の端部においては該薄膜磁石の幅と同じかそれよりも広く、かつ前記感磁部側の端部においては前記感磁部全体の幅と同程度である構成とすることもできる。
【００１１】
前記薄膜磁石を構成する硬磁性体膜としては、Ｃｏ又はＦｅを主成分とし、ＰｔおよびＣｒのいずれか一方または両方を含む金属膜が挙げられる。
【００１２】
また、本発明は、上述の磁気インピーダンス効果素子の製造方法であって、非磁性基板上に面内等方性を有する硬磁性体膜を形成する工程と、前記硬磁性体膜の上を覆いかつ前記開口部を有する絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に、前記感磁部およびヨーク部となる軟磁性体膜を形成する工程と、回転磁場中熱処理およびそれに引き続く静磁場中熱処理により、前記軟磁性体膜に一軸異方性を付与して感磁部とする工程と、静磁場中またはパルス状の磁場中にて、前記硬磁性体膜に着磁して薄膜磁石とする工程と、有することを特徴とする磁気インピーダンス効果素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の磁気インピーダンス効果素子によれば、感磁部の下部に、絶縁層を介して薄膜磁石が形成されているため、薄膜磁石の発生する磁界により、感磁部に対して無電力でバイアス磁界を印加することができ、磁界０付近で線形な出力を得ることができる。
また、下側に配した薄膜磁石の端部において、薄膜磁石の端部から感磁部の端部近傍まで軟磁性体膜を形成して、薄膜磁石と感磁部との間に磁路を形成するヨーク部とすることにより、薄膜磁石の端部から出た磁束を集束して感磁部の端部近傍に導くことができ、発生磁束を効率的にバイアス磁界として用いることができる。
【００１４】
ヨーク部が薄膜磁石の端部と直接接触しているものとすることにより、この部分で発生した磁束のほとんどがヨーク部に吸い込まれることになり、漏れ磁場を少なくすることができる。また、薄膜磁石およびヨーク部は、感磁部と電気的に絶縁されているため、磁気インピーダンス効果素子としての特性を損なうことなく、バイアス磁界の印加が可能である。
【００１５】
薄膜磁石を、感磁部の軟磁性体膜と同じく、細長の略長方形状の硬磁性体膜を並べた構造とした場合には、薄膜磁石の内部で発生する反磁界を小さくすることができ、薄膜磁石からの磁界発生効率を高めることができる。
【００１６】
感磁部の幅方向において該感磁部よりも幅広の領域に渡って形成された一個の硬磁性体膜で薄膜磁石を構成し、かつヨーク部は、薄膜磁石側の端部においては薄膜磁石の幅と同じかそれよりも広く、感磁部側の端部においては感磁部全体の幅と同程度であるものとすることにより、薄膜磁石の面積（端部の幅）を広くして発生磁束を増やし、さらに感磁部に向かって狭くなる形状のヨーク部において磁束を絞ることにより、感磁部に印加される磁束密度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１及び図２に、本発明の磁気インピーダンス効果素子の一形態例を示す。ここで、図２（ａ）においては、薄膜磁石は、絶縁層やヨーク部の下に隠れて位置するため、薄膜磁石が設けられる範囲を一点鎖線にて表示した。また、図２（ｂ）においては、非磁性基板上の薄膜磁石およびヨーク部の配置を説明するため、非磁性基板上に薄膜磁石が設けられた状態の平面図として表し、さらに、薄膜磁石の上にヨーク部が設けられる範囲を二点鎖線にて表示した。
【００１８】
本形態例の磁気インピーダンス効果素子１０は、非磁性基板１１上に形成された硬磁性体膜からなる薄膜磁石１２と、薄膜磁石１２の上を覆う絶縁層１３と、絶縁層１３上に形成された一軸異方性を付与された複数個の長方形状の軟磁性体膜からなる感磁部１４と、感磁部１４の複数個の軟磁性体膜を電気的に接続する導体膜１６を備え、感磁部１４の長手方向において、薄膜磁石１２の両端部は、感磁部１４の両端部の外側に位置し、絶縁層１３は、薄膜磁石１２のそれぞれの端部の上に開口部１３ａを有しており、絶縁層１３の上には、軟磁性体膜からなるヨーク部１５が、絶縁層１３の開口部１３ａを介して、薄膜磁石１２の端部から、感磁部１４の端部近傍に渡り形成されている。なお、本形態例においては、感磁部が一個の軟磁性体膜からなるものとしてもよい。
【００１９】
非磁性基板１１は、非磁性体からなる基板であれば特に限定されない。例としては、シリコン等の半導体基板や、ガラス等の基板が挙げられる。
【００２０】
薄膜磁石１２は、硬磁性体からなる薄膜を着磁としたものであり、感磁部１４の軟磁性体膜にバイアス磁界を付与するため設けられる。硬磁性体膜を構成する材料としては、Ｃｏ又はＦｅを主成分とし、Ｐｔ及びＣｒのいずれか一方又は両方を含む金属膜が好ましく、その具体例としては、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒ等の硬磁性金属（合金）が挙げられる。特に、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒ（これらの式では、合金の組成比は特に示していない。）等の膜面内に等方的な磁気特性を有する硬磁性体膜を用いることにより、バイアス磁界の制御を、より正確に行うことができる。
【００２１】
絶縁層１３は、薄膜磁石１２と感磁部１４との間を絶縁するため、非磁性の絶縁体からなる。絶縁体としては、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３等の金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４やＡｌＮ等の金属窒化物等が挙げられる。
【００２２】
感磁部１４となる軟磁性体膜は、長方形状の軟磁性体膜に一軸異方性を付与したものである。この軟磁性体膜を構成する軟磁性体としては、一軸異方性を付与できるものであれば特に限定されないが、例えばＣｏ８５Ｎｂ１２Ｚｒ３が挙げられる。
本形態例においては、図２（ａ）に示すように、長方形状の軟磁性体膜が複数個、長手方向を互いに平行にして配置され、隣接する軟磁性体膜をその端部同士でつづら折り形状になるように導電膜（接続パッド）１６を介して、長手方向と垂直な幅方向（図２（ａ）における上下方向）に電気的に接続したものである。また、複数の軟磁性体膜を直列に接続した両端には、外部と導通するための電極パッド１７が設けられている。接続パッド１６および電極パッド１７は、例えば銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の良導体から構成することができる。
【００２３】
軟磁性体膜からなる感磁部１４の下部に、絶縁層１３を介して硬磁性体膜からなる薄膜磁石１２が形成されているため、薄膜磁石１２の発生する磁界により、感磁部１４に対して無電力でバイアス磁界を印加することができ、磁界０付近で線形な出力を得ることができる。
【００２４】
本形態例の磁気インピーダンス効果素子１０においては、感磁部１４の長手方向（図２（ａ）における左右方向）において、薄膜磁石１２の両端部が感磁部１４の両端部の外側に位置し、絶縁層１３は、薄膜磁石１２のそれぞれの端部の上に開口部１３ａを有しており、かつ、絶縁層１３の上には、軟磁性体膜からなるヨーク部１５が、絶縁層１３の開口部１３ａを介して、薄膜磁石１２の端部から、感磁部１４の端部近傍に渡り形成されている。なお、ここで長手方向とは、感磁部１４の長方形状の軟磁性体膜の長手方向である。
【００２５】
ここで、ヨーク部１５は、透磁率の高い軟磁性体からなるので、薄膜磁石１２からヨーク部１５を通じた磁路を形成し、薄膜磁石１２からの発生磁束を感磁部１４の端部まで誘導する働きをする。これにより、薄膜磁石１２からの発生磁界を効率よく感磁部１４に印加することができ、薄膜磁石１２からの漏れ磁場を低減することができる。１パッケージに複数のセンサチップを配置する必要のある場合でも、隣接するセンサチップからの漏れ磁場によるバイアス磁界の変動を低減できるため、センサの間隔が狭くなるような配置にも対応でき、設計自由度の向上、小型化や集積化を図ることができる。
【００２６】
ヨーク部１５は、薄膜磁石１２の端部と直接接触しており、かつ感磁部１４とは電気的に接続されていないことが好ましい。これにより、薄膜磁石１２からの発生磁束がヨーク部１５に誘導されずに漏れ磁界となることを抑制することができる。ヨーク部と感磁部の長手方向の端部との間隔としては、例えば１〜１００μｍが例示される。ヨーク部１５となる軟磁性体膜は、感磁部１４の軟磁性体膜と同材質であることが好ましく、この場合、感磁部１４とヨーク部１５とを同じプロセスで作製することができる。
【００２７】
また、図１に示すように、ヨーク部１５の薄膜磁石１２側の端部が、薄膜磁石１２の長手方向の端部の外側を覆っている（薄膜磁石１２の端部と、絶縁層１３の開口部１３ａの側面との間にヨーク部１５となる軟磁性体膜が入り込んでいる）ことにより、薄膜磁石１２の端部から発生する磁束を効率よく吸引して、感磁部１４まで導くことができる。ヨーク部１５が薄膜磁石１２と直接接触していない場合でも、薄膜磁石１２の端部から発生する磁束が出ていく方向をヨーク部１５で覆うことにより、発生磁束を効率よく吸引して感磁部１４まで導き、外部への磁束の漏れをなくすことができる。
【００２８】
また、ヨーク部１５の感磁部１４側の端部が、感磁部１４と同じ絶縁層１３の上面に形成されているので、ヨーク部１５と感磁部１４の高さが揃うことになる。このため、ヨーク部１５の端部から感磁部１４の端部に向かってバイアス磁束が出る方向を、より正確に面内方向とすることができる。
【００２９】
また、絶縁層１３の開口部１３ａにおいて、ヨーク部１５が薄膜磁石１２の端部側から絶縁層１３上に乗り上げる箇所において斜面１３ｂが形成されているため、ヨーク部１５の高さがゆるやかに変化し、磁束の漏れや軟磁性体膜の内部の歪みを少なくすることができる。
【００３０】
また、非磁性基板１１を上から見た平面視（図２（ａ）を参照。）において、薄膜磁石１２が形成された領域は、感磁部１４が形成された領域よりも広い範囲にあり、かつ感磁部１４が形成された領域はすべて薄膜磁石１２が形成された領域に重なっている。これにより、薄膜磁石１２の端部に発生する反磁界の影響が感磁部１４に及ぶのを避けることができ、感磁部１４に均一なバイアス磁界を印加することができる。
【００３１】
上述の磁気インピーダンス効果素子１０では、１個の薄膜磁石１２を有するものとしたが、本発明においては、薄膜磁石を複数個とすることもできる。例えば、図３に示す磁気インピーダンス効果素子２０（感磁部２４の軟磁性体膜に沿った断面は、上記の第１形態例と同様（図１（ｂ）参照）になる。）においては、感磁部２４が複数個の軟磁性体膜からなり、薄膜磁石２２は、感磁部２４の各軟磁性体膜と一対一に対応してその長手方向に伸張した形状を有する複数個の硬磁性体膜からなり、これらの硬磁性体膜は、感磁部２４の軟磁性体膜と同一のピッチでパターニングされている。これにより、薄膜磁石２２の内部で発生する反磁界を小さくすることができるため、磁界発生効率を高めることができる。感磁部２４の各軟磁性体膜において幅方向により均一に磁界を印加でき、また、幅方向への磁界の広がりによる磁界漏れを抑制するため、感磁部２４の軟磁性体膜と薄膜磁石２２の硬磁性体膜は同一の幅とすることが好ましい。
【００３２】
図３に示す磁気インピーダンス効果素子２０の場合、絶縁層２３の上に形成された軟磁性体膜からなるヨーク部２５についても、感磁部２４の軟磁性体膜および薄膜磁石２２の硬磁性体膜と幅方向において同一のピッチで同数並べられており、薄膜磁石２２とヨーク部２５と感磁部２４とが、一対一で対応するようになっている。これにより、それぞれの薄膜磁石２２からの発生磁束が、それぞれ別のヨーク部２５を通じて感磁部２４の端部へと誘導されるので、磁束が幅方向に広がるのを防ぎ、発生磁界の誘導効率を高めることができる。
【００３３】
図３の例において、絶縁層２３の開口部２３ａは、感磁部２４の長手方向の両側において１箇所ずつ形成されており、１つの開口部２３ａにはヨーク部２５となる軟磁性体膜が複数個設けられたものとしている。これにより、開口部２３ａのパターニングが簡単になる。その改変例として、幅方向に複数の開口部を並べて各開口部にヨーク部となる軟磁性体膜を設ける構成としてもよい。
【００３４】
また、上述の例ではヨーク部１５，２５は幅方向に一様な幅としたが、他の例として、図４に示すように、感磁部３４の幅方向において該感磁部３４よりも幅広の領域に渡って形成された１個の硬磁性体膜から薄膜磁石３２を構成し、ヨーク部３５は、薄膜磁石３２側の端部においては該薄膜磁石３２の幅と同じかそれよりも広く、かつ感磁部３４側の端部においては感磁部３４全体の幅（感磁部３４が１個の軟磁性体膜からなる場合には該軟磁性体膜の幅であり、感磁部３４が複数個の軟磁性体膜からなる場合には、１個の軟磁性体膜の幅ではなく、すべての軟磁性体膜が設けられる領域を含む全体の幅である。）と同程度である構成とすることもできる。なお、本形態例においては、感磁部が一個の軟磁性体膜からなるものとしてもよい。
【００３５】
このような磁気インピーダンス効果素子３０の場合、薄膜磁石３２の幅の拡大によって発生磁束を多くし、ヨーク部３５においては、感磁部３４側に向かって幅が次第に狭くなっている部分３５ａで集束させることによって、感磁部３４へ印加される磁束密度を増大させることができる。この例において、発生磁界を高めるため、薄膜磁石３２は非磁性基板３１の幅と同程度（チップ幅からわずかに狭い程度）とすることが好ましい。薄膜磁石３２を非磁性基板３１上の全面に設けるようにしてもよい。
【００３６】
図４の例において、絶縁層３３の開口部３３ａは、ヨーク部３５の最大幅を受容できる幅にて一様な幅に形成されている。その改変例として、ヨーク部３５の幅が狭くなっている部分３５ａに対応して開口部３３ａの幅に変化を持たせてもよい。
【００３７】
図３、図４に示す磁気インピーダンス効果素子２０，３０において、非磁性基板２１，３１、薄膜磁石２２，３２、絶縁層２３，３３、感磁部２４，３４、ヨーク部２５，３５、接続パッド２６，３６、電極パッド２７，３７の材質や製法は、図１、図２に示す磁気インピーダンス効果素子１０の非磁性基板１１、薄膜磁石１２、絶縁層１３、感磁部１４、ヨーク部１５、接続パッド１６、電極パッド１７と同様とすることができ、重複する説明は省略する。また、図３、図４に示す磁気インピーダンス効果素子２０，３０の長手方向に沿う断面は、対応する部分の符号が異なるほかは図１と同様であるので、その断面図は省略する。
【００３８】
次に、上述の磁気インピーダンス効果素子の製造方法の一例について説明する。
まず、シリコンやガラスなどからなる非磁性基板の上に、面内等方性を有する硬磁性体膜を形成する。所望の平面形状を有する硬磁性体膜を形成する方法としては、例えばフォトリソグラフィーにより硬磁性体膜に対応する部分が開口したレジストパターンを非磁性基板上に設け、硬磁性金属のスパッタ等により、硬磁性体膜を成膜したのち、レジストを除去してリフトオフによりパターニングする方法が挙げられる。
【００３９】
硬磁性体膜は、成膜後、還元雰囲気にて６００〜８００℃程度の温度でアニールすることにより、規則化構造をとり、より等方的な磁気特性を示すようになり、保磁力が増大する。
【００４０】
次に、硬磁性体膜の上を覆いかつ前記開口部を有する絶縁層を形成する。この絶縁層には、硬磁性体膜の上を覆う絶縁層の形成方法としては、プラズマＣＶＤ等の手法により絶縁体を全面に成膜したのち、エッチング等によって開口部を形成し、硬磁性体膜の端部を露出させる方法、開口部を設ける位置にレジストを設けて、それ以外の部分に絶縁体を成膜する方法などが挙げられる。例えば開口部を有するＳｉＯ２膜の成膜は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いたプラズマＣＶＤにより、ＳｉＯ２膜を全面に成膜したあと、テトラフルオロメタン（（ＣＦ4）等のフッ素系ガスを用いた反応性イオンエッチング法により、開口部を形成し、硬磁性体膜の端部を露出させる。
【００４１】
次に、絶縁層上に、感磁部およびヨーク部となる軟磁性体膜を形成する。
軟磁性体膜を形成する方法としては、例えばフォトリソグラフィーによりレジストパターンを絶縁層上に設け、軟磁性金属のスパッタ等によって軟磁性体膜を成膜したのち、レジストを除去してリフトオフによりパターニングする方法が挙げられる。ヨーク部のパターンは、開口部の内部で硬磁性体膜の端部と直接接触し、かつ開口部から絶縁層の上に乗り上げて感磁部の端部近傍に達するパターンとする。
【００４２】
また、複数の軟磁性体膜の間を導通して直列接続する接続用パッドおよび両端の電極パッドを導体膜により形成する。導体膜パターンを形成する方法としては、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ等の良導体をスパッタ等により成膜し、得られた導体膜の上にフォトリソグラフィーによりレジストパターンを設けた後、ウエットエッチングにより導体膜をパターニングする方法が挙げられる。
なお、感磁部が１個の軟磁性体膜からなる場合には、複数の軟磁性体膜の間を導通して直列接続するための接続用パッドを省略できる。
【００４３】
次に、軟磁性体膜に対して、軟磁性体膜の幅方向に沿う一軸異方性を付与する。一軸異方性の付与方法としては、例えば４００℃、３ｋＧの回転磁場中熱処理およびそれに引き続いて４００℃、３ｋＧの静磁場中熱処理を行う方法が挙げられる。回転磁場中熱処理では、成膜中に軟磁性体膜に導入された不均一な異方性を緩和することができ、静磁場中熱処理では、軟磁性体膜に印加した磁界の方向に一軸異方性を付与することができる。これにより、一軸異方性が付与された軟磁性体膜からなる感磁部が得られる。このとき、ヨーク部となる軟磁性体膜にも同様の一軸異方性が付与されるが、ヨーク部は電流が通電される部分ではないので、一軸異方性の付与の有無にかかわらず、ヨーク部としての働きをする。
【００４４】
次に、静磁場中またはパルス状の磁場中にて硬磁性体膜に着磁する。硬磁性体膜に着磁する方法としては、硬磁性体膜の保磁力よりも大きい、パルス状または直流の磁界を印加する方法が挙げられる。この着磁工程を経ることで、硬磁性体膜は薄膜の永久磁石（薄膜磁石）となり、感磁部に対してバイアス磁界を印加する働きをもつ。
【００４５】
このようにして得られた磁気インピーダンス素子においては、硬磁性体膜からなる薄膜磁石の端部に軟磁性体膜からなるヨーク部が設けられ、薄膜磁石の端部から発生した磁束を感磁部近傍まで導く働きをする。すなわち、このヨーク部は、薄膜磁石の端部と感磁部の端部との間に磁路を形成して、感磁部にバイアス磁界が効率よく印加されるようにし、漏れ磁界を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の磁気インピーダンス効果素子は、高感度の磁気センサとして、例えば、地磁気を検出して方位を示す電子コンパス、ロータリーエンコーダ、生体磁気計測などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の磁気インピーダンス効果素子の一形態例を示す、図２（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の磁気インピーダンス効果素子の一形態例を示す平面図、（ｂ）は非磁性基板上の薄膜磁石およびヨーク部の配置を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本発明の磁気インピーダンス効果素子の第２形態例を示す平面図、（ｂ）は非磁性基板上の薄膜磁石およびヨーク部の配置を示す説明図である。
【図４】（ａ）は本発明の磁気インピーダンス効果素子の第３形態例を示す平面図、（ｂ）は非磁性基板上の薄膜磁石およびヨーク部の配置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０，２０，３０…磁気インピーダンス効果素子、１１，２１，３１…非磁性基板、１２，２２，３２…薄膜磁石（硬磁性体膜）、１３，２３，３３…絶縁層、１３ａ，２３ａ，３３ａ…開口部、１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ…斜面、１４，２４，３４…感磁部（軟磁性体膜）、１５，２５，３５…ヨーク部（軟磁性体膜）、３５ａ…幅が変化している部分、１６，２６，３６…接続パッド（導体膜）、１７，２７，３７…電極パッド（導体膜）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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