(57)【要約】【解決手段】感磁素子が成膜プロセスまたは膜状体の貼り合せにより作動制御素子と一体化されている。作動制御素子は、単層又は複層にて与えられており、永久磁石や磁気回路形成部材を含む。また、ピックアップコイルも一体化されうる。感磁素子は、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子である。【効果】ワンチップ化により、ハンドリングや応用機器または装置類の設計自由度が増し、部品の省略が可能となり、小型化、低価格化に寄与することができ、また、量産性に優れたものとすることもできる。特に、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子と、これを制御する素子とにおいては、磁力のバランスが極めて微妙であることから、本発明は効果のあるものである。【選択図】          図１
2004325344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動制御素子と一体化されたことを特徴とする感磁素子。
【請求項２】
前記作動制御素子と前記感磁素子とは、成膜プロセスにより一体化されている請求項１に記載の感磁素子。
【請求項３】
前記作動制御素子と前記感磁素子とは、膜状体の貼り合せにより一体化されている請求項１に記載の感磁素子。
【請求項４】
前記作動制御素子は、単層にて与えられている請求項１または２または３に記載の感磁素子。
【請求項５】
前記作動制御素子は、複層にて与えられている請求項１または２または３に記載の感磁素子。
【請求項６】
前記作動制御素子は、永久磁石を含む請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の感磁素子。
【請求項７】
前記作動制御素子は、電磁石を含む請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の感磁素子。
【請求項８】
前記作動制御素子は、磁気回路形成部材を含む請求項６または７に記載の感磁素子。
【請求項９】
前記感磁素子は、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子である請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の感磁素子。
【請求項１０】
ピックアップコイルが更に一体化されている請求項１から９のうちのいずれか１項に記載の感磁素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子等の感磁素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子等の感磁素子は、この感磁素子を作動させたりその作動を制御したりする作動制御素子とともに使用することにより、種々な目的の機器または装置に応用されてきている。そして、この種の感磁素子としては、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子の他に、ホール素子、ＭＲ（磁気抵抗素子）、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗素子）、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗素子）等もある。近年、特に大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子は、パルス発生装置や各種計測装置および各種検知装置あるいは各種マーカー等広い範囲において利用されてきている。
【０００３】
従来においては、これらの感磁素子を用いた機器または装置その他の作製においては、先ず、感磁素子と作動制御素子とを各々単独に作製し調整し、次いで、これら感磁素子および作動制御素子を基板あるいは何らかのベース等に配置し調整し連結し固定することにより、作製していた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３０９３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのような感磁素子を用いた機器または装置の作製方法では、これらの感磁素子と作動制御素子とを位置決めし連結し固定するために、各種の部品や部材（ブラケット、治具、ハンダ、接着剤等）が必要であったり、位置（絶対的／相対的）精度の管理が難しく煩雑であった。そして、製造コストも嵩み、製品にバラツキが生じ易く、高精度化や小型化、安定化にも限界があった。
【０００６】
本発明の目的は、前述したような従来技術の問題点を解消しうるような作動制御素子やピックアップコイルと一体化された感磁素子を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、作動制御素子と一体化されたことを特徴とする感磁素子が提供される。
本発明の一つの実施の形態によれば、前記作動制御素子と前記感磁素子とは、成膜プロセスにより一体化されている。
【０００８】
本発明の別の実施の形態によれば、前記作動制御素子と前記感磁素子とは、膜状体の貼り合せにより一体化されている。
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記作動制御素子は、単層にて与えられている。
【０００９】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記作動制御素子は、複層にて与えられている。
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記作動制御素子は、永久磁石を含む。
【００１０】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記作動制御素子は、電磁石を含む。
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記作動制御素子は、磁気回路形成部材を含む。
【００１１】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記感磁素子は、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子である。
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記感磁素子には、ピックアップコイルが更に一体化されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面に基づいて本発明の実施の形態および実施例について、本発明をより詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第一実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。この実施例においては、基板１０の上に作動制御素子１１と感磁素子１２とが一体化して形成されている。ここで、基板１０は、薄膜を形成できるような基材であり、シリコン、ガラスのようなソリッドなものに限らず、フレキシブルな物でも、液体等でも良い。また、基板１０は、フリップチップや貼り合せ等各種の積層構造とすることもできる。また、感磁素子１２は、大バルクハウゼン素子、ホール、ＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲ等でありうる。さらにまた、作動制御素子１１は、感磁素子１１に磁界を及ぼすものを一般的に意味しており、具体的には、永久磁石、電磁石等であり、感磁素子１２の近傍あるいは離間させた位置に配置したこれら各種磁石の磁界を感磁素子１２に適確に及ぼさせるべく磁界を案内または誘導するための磁気回路を形成する部材も含む場合がある。感磁素子１２に影響を及ぼす磁界を発生できる素子である。
【００１４】
この第一実施例においては、基板１０の上に、作動制御素子１１、さらにこの作動制御素子１１の上に感磁素子１２が重なるような構造となるように、作動制御素子１１と感磁素子１２とが薄膜作製プロセスにて一体化して形成されている。
【００１５】
なお、図１には示されていないが、実際には、基板１０と作動制御素子１１との間、また、作動制御素子１１と感磁素子１２との間には、必要に応じて、絶縁層や非磁性層等も薄膜作製プロセスにて与えられる。
【００１６】
この実施例では、感磁素子１２は、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子であり、作動制御素子１１は、永久磁石である。大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子としては、例えば、鉄−ニッケル系合金あるいは鉄−コバルト系合金等を基材としたものや、アモルファスを基材としたものがある。また、構造としてはハード層とソフト層とを有する複層構造あるいは単層構造としたものがある。このような磁性素子に対し、互いに異なる極性の外部磁界を交互に作用させると、急激な磁壁の移動により磁化の反転を起こし、これにより近傍のピックアップコイルに急激なパルス電圧を誘起する。この磁化の反転は、外部磁界の作用速度に依存せず、外部磁界が一定の強さとなった際に起こるものであり、このような磁壁の急激な移動による反転現象を大バルクハウゼンジャンプ現象と称している。
【００１７】
このような感磁素子および作動制御素子を薄膜にて形成するための成膜工程および作製条件としては、次のようなものがある。
（１）スパッタリング法
（２）真空蒸着法（イオンプレーティングを含む）
（３）メッキ法
（４）ＣＶＤ法
【００１８】
特開２０００−３０９３９号公報に開示された発明のように、このような各成膜工程における種々の作業条件を成膜工程の途中において変更することにより、同一組成材料で形成し、組成比を実質的に同じとするにもかかわらず、成膜により形成される磁性層の各々の結晶構造が互いに異なるように、例えば、結晶の粒径、方向性、粗密性等を制御することにより、各磁性層の保磁力や異方性を異ならしめて、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子を得ることもできる。
【００１９】
また、永久磁石となる作動制御素子については、一般的な永久磁石材料に加えＣｏＰｔのような薄膜ならではの磁石材料で形成することもできる。
【００２０】
さらにまた、基板上に感磁素子および作動制御素子を一体化して形成する方法としては、前述したような成膜工程に限らず、基板上に膜状の作動制御素子および感磁素子を貼り合せていくようなことも考えられる。
【００２１】
図２は、本発明の第二実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。この実施例においては、基板２０の上に作動制御素子２１と感磁素子２２とが一体化して形成されている。
【００２２】
この第二実施例においては、基板２０の上に、作動制御素子２１と感磁素子２２とが軸整列された構造となるように、作動制御素子２１と感磁素子２２とが薄膜作製プロセスにて一体化して形成されている。
この一体化の形成方法については、第一実施例について前述したのと同様である。
【００２３】
図３は、本発明の第三実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。この実施例においては、基板３０の上に作動制御素子３１と感磁素子３２とが一体化して形成されている。
【００２４】
この第三実施例においては、基板３０の上に、作動制御素子３１と感磁素子３２とが並置された構造となるように、作動制御素子３１と感磁素子３２とが薄膜作製プロセスにて一体化して形成されている。
この一体化の形成方法については、第一実施例について前述したのと同様である。
【００２５】
図４は、本発明の第四実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。前述した第一実施例から第三実施例では、感磁素子に対して一体化される作動制御素子は、単層にて与えられたものであったのであるが、この第四実施例においては、感磁素子に対して一体化される作動制御素子が複層にて与えられる。すなわち、この第四実施例では、基板４０の一方の面上に、感磁素子４２が与えられ、この感磁素子４２の上に第一の作動制御素子４１が与えられ、基板４０の反対側の面上に第二の作動制御素子４３が与えられるようにして、基板４０の上に第一の作動制御素子４１および第二の作動制御素子４３と感磁素子４２とが薄膜作製プロセスにて一体化して形成されている。
この一体化の形成方法については、第一実施例について前述したのと同様である。
【００２６】
図５は、本発明の第五実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。この第五実施例は、前述の第四実施例と同様に、感磁素子に対して作動制御素子を複層にて与えるものであり、この第五実施例では、基板５０の一方の面上に、感磁素子５２が与えられ、この感磁素子５２と軸整列させて第一の作動制御素子５１が与えられ、基板５０の反対側の面上に第二の作動制御素子５３が与えられるようにして、基板５０の上に第一の作動制御素子５１および第二の作動制御素子５３と感磁素子５２とが薄膜作製プロセスにて一体化して形成されている。
この一体化の形成方法については、第一実施例について前述したのと同様である。
【００２７】
図６は、本発明の第六実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。この第六実施例も、前述の第四実施例と同様に、感磁素子に対して作動制御素子を複層にて与えるものであり、この第六実施例では、基板６０の一方の面上に、感磁素子６２が与えられ、この感磁素子６２と並置させて第一の作動制御素子６１が与えられ、基板６０の反対側の面上に第二の作動制御素子６３が与えられるようにして、基板６０の上に第一の作動制御素子６１および第二の作動制御素子６３と感磁素子６２とが薄膜作製プロセスにて一体化して形成されている。
この一体化の形成方法については、第一実施例について前述したのと同様である。
【００２８】
前述の第一実施例から第三実施例は、交互に磁場を掛ける方法として、一方の極性の作動制御素子のみを予め備えた場合であり、前述の第四実施例から第六実施例は、更に他方の極性の作動制御素子も予め備えた場合である。また、複層に与える場合において、基板の表裏に与えることに限らず、基板の表面に二層でも基板の裏面に二層に与えることもできる。
【００２９】
図７は、本発明の第七実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す側面図であり、図８は、その平面図である。この第七実施例も、前述の第四実施例と同様に、感磁素子に対して作動制御素子を複層にて与えるものであり、その上、この第七実施例では、感磁素子に対して施されるピックアップコイルをも一体化して与えているものである。図７および図８に示されるように、この第七実施例では、基板７０の一方の面上に、第一の作動制御素子７１と感磁素子７２とが軸整列させて与えられ、基板７０の反対側の面上に、薄膜ピックアップコイル７４が与えられ、この薄膜ピックアップコイル７４の上に重ねて第二の作動制御素子７３が与えられるようにして、基板７０の上に第一の作動制御素子７１および第二の作動制御素子７３並びに薄膜ピックアップコイル７４と感磁素子７２とが薄膜作製プロセスにて一体化して形成されている。
この一体化の形成方法については、第一実施例について前述したのと同様である。
【００３０】
図９は、本発明の第八実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。この第八実施例は、基板８０の上に、永久磁石となる作動制御素子８１と感磁素子８２とを並置させ、さらに、作動制御素子８１としての永久磁石の磁界を感磁素子８２に、より適確に及ぼさせるべく磁界を案内または誘導するための磁気回路形成部材８５も一体化して与えているものである。したがって、本発明では、このような磁気回路形成部材もまた、作動制御素子の一種としてとらえられる。この第八実施例もまた、基板８０上に、作動制御素子８１、感磁素子８２および磁気回路形成部材８５が薄膜作製プロセスにて一体化して形成されている。
この一体化の形成方法については、第一実施例について前述したのと同様である。
【００３１】
図１０は、本発明の第九実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。この第九実施例は、基板９０の上に、永久磁石となる作動制御素子９１と感磁素子９２とを軸整列させ、さらに、作動制御素子９１としての永久磁石の磁界を感磁素子９２に対して有効に作用させるため永久磁石９１の間を接続する磁気回路形成部材９６も一体化して与えているものである。したがって、本発明では、このような磁気回路形成部材もまた、作動制御素子の一種としてとらえられる。この第九実施例もまた、基板９０上に、作動制御素子９１、感磁素子９２および磁気回路形成部材９６が薄膜作製プロセスにて一体化して形成されている。
この一体化の形成方法については、第一実施例について前述したのと同様である。
【００３２】
なお、前述した実施例においては、感磁素子としては、特に、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子の場合であったが、本発明は、このような磁性素子に限らず、ホール素子、ＭＲ（磁気抵抗素子）、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗素子）、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗素子）等のその他の磁性素子とこの磁性素子の動作を制御するための作動制御素子との関係にも同様に適用して同様の効果のあるものである。また、前述した実施例では、作動制御素子として永久磁石を与えるものであったが、これに限らず、電磁石を与えるこもできる。
【００３３】
【発明の効果】
感磁素子に対して作動制御素子を一体化してワンチップ化することにより、ハンドリングや応用機器または装置類の設計自由度が増すことはもとより、部品の省略が可能となり、小型化、低価格化に寄与することができ、また、製造ラインを簡素化することも可能となるので、量産性に優れたものとすることもできる。
【００３４】
その上、このようにワンチップ化することで、ワンチップ内に磁界を形成することができ外来磁場に影響されないセンサを構成でき、また、製造上のバラツキを抑えることもできる。
【００３５】
特に、大バルクハウゼンジャンプ現象を起こしうる磁性素子と、これを制御する素子とにおいては、磁力のバランスが極めて微妙であることから、本発明は効果のあるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第二実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第三実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第四実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。
【図５】本発明の第五実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。
【図６】本発明の第六実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。
【図７】本発明の第七実施例としての作動制御素子およびピックアップコイルと一体化された感磁素子の構成を概略的に示す側面図である。
【図８】図７の第七実施例を示す平面図である。
【図９】本発明の第八実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の第九実施例としての作動制御素子と一体化された感磁素子の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１０  基板
１１  作動制御素子
１２  感磁素子
４０  基板
４１  第一の作動制御素子
４２  感磁素子
４３  第二の作動制御素子
７０  基板
７１  第一の作動制御素子
７２  感磁素子
７３  第二の作動制御素子
７４  薄膜ピックアップコイル
８０  基板
８１  作動制御素子
８２  感磁素子
８５  磁気回路形成部材
９０  基板
９１  作動制御素子
９２  感磁素子
９６  磁気回路形成部材
【図１】
2004325344.tif 000003
【図２】
2004325344.tif 000004
【図３】
2004325344.tif 000005
【図４】
2004325344.tif 000006
【図５】
2004325344.tif 000007
【図６】
2004325344.tif 000008
【図７】
2004325344.tif 000009
【図８】
2004325344.tif 000010
【図９】
2004325344.tif 000011
【図１０】
2004325344.tif 000012