(57)【要約】【課題】インピーダンス変化を利用した磁界検出装置において、小型化・低消費電力化を図ることができるとともに、特性インピーダンスの制御が可能であり、高周波特性の良好な磁界検出装置を提供する。【解決手段】磁性体に直接高周波を通電し外部磁界によるインピーダンス変化を利用する磁界検出装置において、磁気インピーダンス素子３と、その磁気インピーダンス素子３に接続される導電性の磁石薄膜５とを備え、前記磁石薄膜５にバイアス磁界印加と同時に電気回路の機能を持たせる。【選択図】    図１
2004333217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体に直接高周波を通電し外部磁界によるインピーダンス変化を利用する磁界検出装置において、
（ａ）磁気インピーダンス素子と、
（ｂ）該磁気インピーダンス素子に接続される導電性の磁石薄膜とを備え、
（ｃ）前記磁石薄膜にバイアス磁界印加と同時に電気回路の機能を持たせることを特徴とする磁界検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を素子駆動回路における導電路の一部として用いることを特徴とする磁界検出装置。
【請求項３】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記磁気インピーダンス素子と前記磁石薄膜の間の特性インピーダンスを制御することにより、高周波特性を改善することを特徴とする磁界検出装置。
【請求項４】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を前記磁気インピーダンス素子の左右の何れか一方に配置することを特徴とする磁界検出装置。
【請求項５】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜をスロットラインの接地電極として用い、高周波伝送線路を形成することを特徴とする磁界検出装置。
【請求項６】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を前記磁気インピーダンス素子の左右に配置し、前記磁石薄膜をコプレーナラインの接地電極として用い、高周波伝送線路を形成することを特徴とする磁界検出装置。
【請求項７】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を前記磁気インピーダンス素子の下部に絶縁膜を介して配置することを特徴とする磁界検出装置。
【請求項８】
請求項１記載の磁界検出装置において、絶縁構造を導入して電気的に分割した磁石薄膜を用いることを特徴とする磁界検出装置。
【請求項９】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を前記磁気インピーダンス素子の上下に絶縁膜を介して配置し、前記磁石薄膜を電極として用いることを特徴とする磁界検出装置。
【請求項１０】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を磁界検出素子の通電電極とすることを特徴とする磁界検出装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜に電極材料を積層して形成することを特徴とする磁界検出装置。
【請求項１２】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記磁気インピーダンス素子の周囲にほぼ半楕円形状に形成される２個の磁石薄膜を備えることを特徴とする磁界検出装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２記載の何れか１項記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜として、ＳｍＣｏ５  合金を用いることを特徴とする磁界検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁界検出装置に係り、特に、磁石薄膜によるバイアス印加構造を複合化した磁界検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の情報機器や計測・制御機器の急速な発展に伴い、小型・低コストで高感度・高速応答の磁気センサの要求がますます大きくなっている。例えば、コンピュータの外部記憶装置であるハードディスク装置では、バルクタイプの誘導型磁気ヘッドから薄膜磁気ヘッド、磁気抵抗効果（ＭＲ）ヘッドへと高性能化が進んできている。
【０００３】
しかしながら、モーターの回転センサであるロータリーエンコーダではマグネットリングの磁極数が多くなり、従来用いられている磁気抵抗効果（ＭＲ）センサに代わり、より微弱な表面磁束を感度良く検出できる磁気センサが必要となってきている。また、非破壊検査や紙幣検査、さらに生体磁場計測に用いることができる高感度磁気センサの需要も大きくなっている。
【０００４】
このような状況の中、小型で高感度な磁気センサが各種開発されている。
【０００５】
現在用いられている代表的な磁気検出素子としては、誘導型再生磁気ヘッド、磁気抵抗効果（ＭＲ）素子、フラックスゲートセンサ、ホール素子等がある。また、最近、アモルファスワイヤの磁気インピーダンス効果を利用した高感度の磁気センサ（下記特許文献１、２又は３）が提案されており、また磁性薄膜の磁気インピーダンス効果を利用した高感度の磁気センサ（下記特許文献４、下記非特許文献１参照）も提案されている。
【０００６】
これらの磁気センサの中で、高感度で、しかも、ＩＣチップ内部にモールドして１チップ化することが可能な磁気センサとして、磁気抵抗効果（ＭＲ）素子と磁気インピーダンス効果を利用した磁気センサがある。しかし、これらの磁気センサは、バイアス磁界という直流磁界をあらかじめセンサ素子に印加しておかなければ、センサの動作点を確保することができない。
【０００７】
そのバイアス磁界を印加する方法としては、コイル等の導体に電流を流してバイアス磁界を発生させる方法、磁石を複合化させてバイアス磁界を発生させる方法、交換結合を利用してバイアス磁界と同等の効果を生じさせる方法が知られている。
【０００８】
磁石を複合化させる方法の中でも、磁石膜あるいは磁石層を使用する方法として、磁界検出方向が９０°違う並列したＭＲ素子に対して夫々の素子から４５°の角度となる方向に磁界を発生する１枚の磁石膜でバイアス磁界を印加する方法（下記特許文献５参照）、磁界検出方向が９０°違う並列した磁気インピーダンス素子に対して夫々の素子から４５°の角度となる方向に磁界を発生する１枚の磁石膜でバイアス磁界を印加する方法（下記特許文献６参照）、磁界検出素子の上下左右の少なくともいずれか一方に磁石層を配置する方法（下記特許文献７参照）、さらに、１本の磁気インピーダンス素子の両端部に接触するように、磁石層を１個ずつ配置させることでバイアス磁界を印加する方法（下記特許文献８参照）がある。
【０００９】
また、バルク磁石、あるいはシート磁石により、バイアス磁界を印加する方法として、磁気インピーダンスセンサに積層させる構造（下記特許文献９、１０参照）等がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１７６９３０号公報
【特許文献２】
特開平７−１８１２３９号公報
【特許文献３】
特開平７−３３３３０５号公報
【特許文献４】
特開平８−７５８３５号公報
【特許文献５】
特許２９２３９５９号公報
【特許文献６】
特開２００１−３０５２０１号公報
【特許文献７】
特開２０００−２０６１２７号公報
【特許文献８】
特開２０００−１６２２９５号公報
【特許文献９】
特開２００２−４３６４９号公報
【特許文献１０】
特開２００２−５５１４８号公報
【非特許文献１】
日本応用磁気学会誌ｖｏｌ．２０，５５３（１９９６）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、バイアス磁界が必要な磁界検出装置に対して、磁石薄膜を用いてバイアス磁界を印加する構造を採用した場合に生じる問題、すなわち、センサ駆動電流を供給する電極構造と磁石薄膜の配置の際に生じる干渉に起因して、素子構造が複雑化する問題、素子サイズが大きくなる問題、および複雑化した素子構造により制御が困難になる高周波の特性インピーダンス制御の問題を同時に解決できるようにする。
【００１２】
すなわち、本発明は、上記状況に鑑みて、インピーダンス変化を利用した磁界検出装置において、小型化・低消費電力化を図ることができるとともに、特性インピーダンスの制御が可能であり、高周波特性の良好な磁界検出装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕磁性体に直接高周波を通電し外部磁界によるインピーダンス変化を利用する磁界検出装置において、磁気インピーダンス素子と、この磁気インピーダンス素子に接続される導電性の磁石薄膜とを備え、前記磁石薄膜にバイアス磁界印加と同時に電気回路の機能を持たせることを特徴とする。
【００１４】
〔２〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を素子駆動回路における導電路の一部として用いることを特徴とする。
【００１５】
〔３〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、前記磁気インピーダンス素子と前記磁石薄膜の間の特性インピーダンスを制御することにより、高周波特性を改善することを特徴とする。
【００１６】
〔４〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を前記磁気インピーダンス素子の左右の何れか一方に配置することを特徴とする。
【００１７】
〔５〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜をスロットラインの接地電極として用い、高周波伝送線路を形成することを特徴とする。
【００１８】
〔６〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を前記磁気インピーダンス素子の左右に配置し、前記磁石薄膜をコプレーナラインの接地電極として用い、高周波伝送線路を形成することを特徴とする。
【００１９】
〔７〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を前記磁気インピーダンス素子の下部に絶縁膜を介して配置することを特徴とする。
【００２０】
〔８〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、絶縁構造を導入して電気的に分割した磁石薄膜を用いることを特徴とする。
【００２１】
〔９〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を前記磁気インピーダンス素子の上下に絶縁膜を介して配置し、前記磁石薄膜を電極として用いることを特徴とする。
【００２２】
〔１０〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜を磁界検出素子の通電電極とすることを特徴とする。
【００２３】
〔１１〕上記〔１０〕記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜に電極材料を積層して形成することを特徴とする。
【００２４】
〔１２〕上記〔１〕記載の磁界検出装置において、前記磁気インピーダンス素子の周囲にほぼ半楕円形状に形成される２個の磁石薄膜を備えることを特徴とする。
【００２５】
〔１３〕上記〔１〕〜〔１２〕記載の何れか１項記載の磁界検出装置において、前記磁石薄膜として、ＳｍＣｏ５  合金を用いることを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、磁性体に高周波電流を通電し、外部磁場に応じたインピーダンス変化を利用した磁界検出装置において、センサにあらかじめ印加しなければならないバイアス磁界を小型の磁石薄膜で印加するとともに、磁石薄膜を電気回路としても用いることにより、素子の小型化と低消費電力化を実現する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明の第１実施例を示す磁界検出方向に対し磁界検出部の左右いずれか片方に磁石薄膜を配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【００２９】
この図において、１は基板、２，４，６は電極パッド、３は磁界検出部（磁気インピーダンス素子）、５は磁石薄膜、７は磁石の磁化方向、８は高周波電流通電方向、９は磁界検出方向を示している。
【００３０】
ここでは、磁界検出方向９に対し磁界検出部３の左右いずれか片方に配置した磁石薄膜５を導電路として用いるようにしている。
【００３１】
図２は本発明の第２実施例を示す磁石薄膜をスロットラインの接地電極として用い、高周波伝送線路を形成した構造の磁界検出装置の模式図である。
【００３２】
この図において、１１は基板、１２，１４，１５，１７は電極パッド、１３は磁界検出部（磁気インピーダンス素子）、１６は磁石薄膜、１８は磁石の磁化方向、１９は高周波電流通電方向、２０は磁界検出方向を示している。
【００３３】
このように、磁石薄膜１６をスロットラインの接地電極として用い、高周波伝送線路を形成するように構成している。
【００３４】
図３は本発明の第３実施例を示す磁界検出方向に対し磁界検出部の左右両方に磁石薄膜を配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【００３５】
この図において、２１は基板、２２，２４，２５，２７，２８，３０は電極パッド、２３は磁界検出部（磁気インピーダンス素子）、２６，２９は磁石薄膜、３１は磁石の磁化方向、３２は高周波電流通電方向、３３は磁界検出方向を示している。
【００３６】
ここでは、磁石薄膜２６，２９をコプレーナラインの接地電極として用い、高周波伝送線路を形成するようにしている。
【００３７】
図４は本発明の第４実施例を示す磁界検出方向に対し磁界検出部の下側に絶縁膜を介して磁石薄膜を配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【００３８】
この図において、４１は基板、４２，４４は電極パッド、４３は磁界検出部（磁気インピーダンス素子）、４５は磁石薄膜、４６は絶縁膜、４７は磁石の磁化方向、４８は高周波電流通電方向、４９は磁界検出方向を示している。
【００３９】
ここでは、磁界検出方向４９に対し磁界検出部４３の下側に絶縁膜４６を介して磁石薄膜４５を配置するようにしている。そして、磁石薄膜４５を導電路として用いている。また、絶縁膜４６の誘電率と膜厚を制御することにより、特性インピーダンスの制御が可能である。
【００４０】
図５は本発明の第５実施例を示す磁界検出方向に対し磁界検出部の上下両方に磁石薄膜を配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【００４１】
この図において、５１は基板、５２は磁界検出部（磁気インピーダンス素子）、５３は絶縁膜、５４，５５は磁石薄膜、５６は磁石の磁化方向、５７は磁界検出方向を示している。
【００４２】
ここでは、磁石薄膜５４，５５をストリップラインの接地電極として用い、高周波伝送線路を形成している。
【００４３】
図６は本発明の第６実施例を示す磁界検出部を磁石薄膜に開けた穴の内部に配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【００４４】
この図において、６１は基板、６２，６４は接続電極、６５，６７は電極パッド、６３は磁界検出部（磁気インピーダンス素子）、６６，６８は磁石薄膜、６９は磁石の磁化方向、７０は磁界検出方向を示している。
【００４５】
ここでは、磁石薄膜６６，６８に開けた穴の形状をほぼ半楕円形状とすることにより、印加するバイアス磁界の均一化が可能となる。ここでは、磁石薄膜６６，６８を導電路として用いている。このように、磁石薄膜６６，６８を電気的に分断するために導入したスリット等の絶縁構造も請求の範囲に含まれる。
【００４６】
上記したように、バイアス磁界が必要な磁界検出素子に対して、導電性の磁石薄膜を用いてバイアス磁界を印加すると同時に、この磁石薄膜を電気回路の一部として使用することにより、素子構造の簡素化を図る。更に、高周波駆動の磁気センサに対しては、特性インピーダンスを制御しやすい構造を提供可能とする。
【００４７】
具体的には、磁界検出方向に対し、磁界検出部の左右いずれか片方あるいは左右両方に磁石薄膜を配置する。または、磁界検出部の上下いずれか片側あるいは上下両側に磁石薄膜を配置する。さらには、磁界検出部をリング状に囲むように磁石薄膜を配置した磁気インピーダンス素子において、この導電性の磁石薄膜を電極構造体として使用して素子構造を簡素化したり、表面実装用パッドとして使用したりすることにより素子構造の簡素化と小型化を実現する。さらには、磁界検出部と磁石薄膜の幾何学的配置を制御し特性インピーダンス制御を実現する。
【００４８】
以下に、更に具体的な実施例を示す。
【００４９】
（実施例１）
図７は本発明の実施例１の磁界検出素子と磁石薄膜のレイアウトと素子構造を示す図である。本実施例では、磁界検出素子の左右両側に磁石薄膜を配置したコプレーナ構造を有した磁界検出装置について説明する。
【００５０】
この図において、７１は磁界検出素子（磁気インピーダンス素子）、７２は接続線、７３，７４は磁石薄膜（組成ＳｍＣｏ５  ）、７５，７６，７７は電極パッドである。各部の寸法も表示されている。
【００５１】
上記した、磁界検出素子７１の磁性体材料組成は、Ｃｏ８５Ｎｂ１２Ｚｒ３  であり、ＲＦスパッタ（Ａｒ雰囲気）にてガラス基板上に成膜した。素子寸法は長さ２ｍｍ、幅２０μｍ、膜厚２．１μｍでありリフトオフ法あるいはイオンミリング法を用いてパターニングした。磁性膜は成膜後に磁界中熱処理を施し、磁気異方性を付与した。磁界中熱処理条件は、回転磁界中熱処理（４０ｋＡ／ｍ、４００℃、２時間）、静磁界中熱処理（４０ｋＡ／ｍ、４００℃、１時間）である。  磁石薄膜７３，７４の組成はＳｍＣｏ５  であり、磁界中ＲＦスパッタ（Ａｒ雰囲気）にて磁界検出素子７１の磁界中熱処理が終了した後に形成した。磁界中ＲＦスパッタの磁界は磁石薄膜７３，７４に磁化させたい方向に磁界を印加し、その磁界強度は３５００ｅ以上になるようにした。磁石薄膜７３，７４のパターニングはリフトオフ法あるいはイオンミリング法を用いた。なお、本成膜条件における磁石薄膜７３，７４の残留磁束密度は０．８１Ｔであった。
【００５２】
電極パッド７５，７６，７７および接続線７２はＴｉ／Ｃｕ薄膜で形成した。
【００５３】
より詳細に説明すると、磁石薄膜７３，７４の寸法は、長さ３ｍｍ、幅１．５ｍｍで、膜厚２．０μｍである。２つの磁石薄膜７３，７４は、磁界検出素子７１から左右に２０μｍずつ離した位置に配置した。磁界検出素子７１と磁石薄膜７３，７４の間を電気的に接続する接続線７２と電極パッド７５，７６，７７の形成はすべての磁性膜が形成し終わった後に行なわれ、ここでは、ウエハプローブを用い反射法によりインピーダンスを測定するために、素子の一端にＧ−Ｓ−Ｇのプローブが接触するパッドを形成し、他端の磁界検出素子７１と磁石薄膜７３，７４は短絡構造とした。
【００５４】
素子の磁界検出特性の評価は、ヘルムホルツコイルにより外部磁界Ｈｅｘを印加した際の素子インピーダンス変化を測定することにより行なった。測定はネットワークアナライザ（例えばＨＰ４３９６Ｂ）を用いて反射法により測定した。
【００５５】
上記した磁界検出素子特性の測定結果について説明する。
【００５６】
図８は本発明の実施例１を示す磁界検出装置の外部磁界Ｈｅｘ（Ｏｅ）に対するインピーダンス（絶対値）の特性図である。図８における破線は、薄膜磁石を複合化する前の特性であり、外部磁界０の位置を対称軸として左右対称な特性となっている。また、図８における実線は、本実施例の磁石薄膜を複合化した際の特性であり、外部磁界０の位置で素子の動作点にあることが分かる。実線と破線を比較してわかるように、ＳｍＣｏ５  磁石薄膜７３，７４を導電路として使用してもその抵抗増加はわずかであり、磁石薄膜を導電路として使用したことによる特性劣化はみられないことがわかる。
【００５７】
図９はＳｍＣｏ５  磁石薄膜の残留磁束密度の環境劣化特性を示す図であり、横軸に８５℃８５％ＲＨ暴露時間〔ｈｒ〕、縦軸に残留磁束密度Ｂｒ〔Ｔ〕を示している。測定は恒温恒湿槽を用い、８５℃８５％ＲＨの高温高湿度環境で加速試験を行なったものである。結果として、８５℃８５％ＲＨ環境に１７５時間放置しても残留磁束密度の極端な劣化は観測されず、薄膜表面も光沢を維持したきれいな状態であった。
【００５８】
この結果から、ＳｍＣｏ５  磁石薄膜の良好な耐環境性が示され、特別な保護膜を形成しなくても実用環境に耐えられると予想される。従って、次のような素子構造も有効である。すなわち、図１０に示すように、図７に示したＴｉ／Ｃｕ薄膜からなる接続線７２を使わずに、磁石薄膜７８（７３，７４と同じもの）を接続線として使用するようにしている。
【００５９】
この際のバイアス磁界の乱れは、素子特性を極端に劣化させるほどではなく、Ｔｉ／Ｃｕ膜よりも耐環境性が高い素子を形成可能とするとともに、接続線の作製プロセスを省略できるという利点がある。
【００６０】
（実施例２）
図１１は本発明の実施例２の磁界検出素子と磁石薄膜のレイアウトと素子構造を示す図である。
【００６１】
この図において、８１は磁界検出素子（磁気インピーダンス素子）、８２，８３はＳｍＣｏ５  磁石薄膜、８４，８５は電極パッドである。
【００６２】
本発明の実施例２の磁界検出素子８１は、小型薄型のバイアス印加構造の複合磁界検出素子を実現するが、本バイアス構造複合磁界検出素子８１のメリットは、これに留まらず、素子実装の側面でも有効性を発揮する。以下にその実施例を示す。
【００６３】
上記磁界検出素子８１の磁性体材料組成は、Ｃｏ８５Ｎｂ１２Ｚｒ３  であり、ＲＦスパッタ（Ａｒ雰囲気）にてガラス基板上に成膜した。素子寸法は長さ２ｍｍ、幅２０μｍ、膜厚２．１μｍでありリフトオフ法あるいはイオンミリング法を用いてパターニングした。磁性膜は成膜後に磁界中熱処理を施し、磁気異方性を付与した。磁界中熱処理条件は、回転磁界中熱処理（４０ｋＡ／ｍ、４００℃、２時間）静磁界中熱処理（４０ｋＡ／ｍ、４００℃、１時間）である。
【００６４】
磁石薄膜８２，８３の組成はＳｍＣｏ５  であり、磁界中ＲＦスパッタ（Ａｒ雰囲気）にて上記磁界検出素子８１の磁界中熱処理が終了した後に形成した。磁界中スパッタの磁界は磁石薄膜８２，８３に磁化させたい方向に磁界を印加し、その磁界強度は３５００ｅ以上になるようにした。磁石薄膜８２，８３のパターニングはリフトオフ法あるいはイオンミリング法を用いた。なお、本成膜条件における磁石薄膜８２，８３の残留磁束密度は０．８１Ｔであった。また、電極パッド８４，８５はＴｉ／Ｃｕ薄膜で形成した。
【００６５】
より詳細に説明すると、本バイアス構造複合磁界検出素子８１の左右両側に磁石薄膜８２，８３を配置し、この磁石薄膜８２，８３上にハンダ接合に相性の良いＣｕ薄膜を積層させ、これをプリント基板への表面実装用電極パッド８４，８５とした構造となっている。ＳｍＣｏ５  磁石薄膜８２，８３の寸法は、長さ３ｍｍ、幅１．５ｍｍで、膜厚２．０μｍである。２つの磁石薄膜８２，８３は、磁界検出素子から左右に２０μｍずつ離した位置に配置した。電極パッド８４，８５の形成はすべての磁性膜を形成し終わった後に行なわれた。
【００６６】
本バイアス構造複合磁界検出素子８１は、磁界検出素子端部を拡幅させ、その端部を各々別の磁石薄膜８２，８３に接続し、接続線とする構造となっている。
図１１に示す素子構造は、実施例１と同じコプレーナ線路形状のように見えるが、電流経路から考えると、コプレーナ線路とは全く違う物である。本実施例によるセンサ素子を１００ＭＨｚ以上の高周波で駆動した場合は、電極として用いた磁石薄膜８２，８３間の浮遊容量の影響が大きくなり、センサ感度を低下させる。従って、本実施例の素子は、１００ＭＨｚ以下の周波数領域で駆動する素子に対し有効である。
【００６７】
図１２は本発明の磁気検出装置をプリント基板上に表面実装した模式図である。
【００６８】
この図において、９１は基板、９２は磁界検出部（磁気インピーダンス素子）、９３，９４は接続線、９５，９６は磁石薄膜、９７はプリント基板、９８，９９は回路パターン、１０１，１０２は回路パターン９８，９９と磁石薄膜９５，９６とを接続するハンダ（リフローハンダ工程によるハンダ付け）である。
【００６９】
このように、磁気検出装置は、マウント装置による自動マウントとリフローハンダ工程、あるいは導電性樹脂を用いた表面実装プロセスに適した構造であり、プリント基板９７への実装を容易にして、大量生産に適した磁気検出装置を簡易な構造で製造可能にすることができ、安価なバイアス構造複合化磁気検出装置を提供することができる。
【００７０】
本発明によれば、上記したように、素子駆動回路における導電路の一部として用いたバイアス磁界を印加するための導電性を有する磁石薄膜と、磁界検出部とを電磁気的に結合するまで近接させることで、これらの間に生じる特性インピーダンスを制御することができる。
【００７１】
磁石薄膜を電極として使用し、磁界検出部との間で、特性インピーダンスを一定とする制御が可能な伝送線路構造である、スロットラインを形成させることができる。
【００７２】
磁石薄膜を電極として使用し、磁界検出部との間で、特性インピーダンスを一定とする制御可能な伝送線路である、コプレーナラインを形成することができる。
【００７３】
磁石薄膜を電極として使用し、磁界検出部との間で、特性インピーダンスを一定とする制御可能な伝送線路である、ストリップ線路あるいはマイクロストリップ線路を形成することができる。
【００７４】
磁界検出部より磁石薄膜の面積を大きくし、磁界検出部が薄膜磁石の磁極と近接しないように、かつ磁界検出部の端部と磁極が均一な距離になるように配置することができる。
【００７５】
絶縁構造を導入して、電気的に分割した磁石薄膜を設けることができる。
【００７６】
磁石薄膜に電極材料を積層し、これを磁界検出素子への通電電極とすることができる。
【００７７】
磁石薄膜を磁界検出素子への通電電極として構成することができる。
【００７８】
また、本発明によれば、バイアス磁界を磁石薄膜で印加するとともに、以下の特徴を有する。
【００７９】
（１）磁石薄膜に導電性を有した磁石材料を使用する。
【００８０】
（２）磁石薄膜に、バイアス磁界印加と同時に電気回路の機能を持たせることで、磁石薄膜と電気回路との干渉を除き、小型化と低消費電力化を図る。
【００８１】
（３）センサ素子と磁石薄膜の間の特性インピーダンスを制御することにより、高周波特性を改善することができる。
【００８２】
また、バイアスコイルが不要の小型・低消費電力磁気インピーダンスセンサが実現可能であり、携帯機器等への磁気センサの搭載に好適である。
【００８３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００８５】
（Ａ）バイアス磁界を不可欠とする磁界検出装置について、導電性の磁石薄膜を用いてバイアス磁界を印加すると同時にこの磁石薄膜を導電路として使用することで、電流によりバイアス磁界を発生させるコイルを付加しなくても動作点を確保するためのバイアス磁界が得られると同時に、電極構造の役割を磁石薄膜に受け持たせることで、磁界検出装置の構造を簡略化し、磁界検出装置の小型化を実現することができる。
【００８６】
（Ｂ）磁界検出素子に、高周波電流を導入して駆動する磁界検出装置において、磁石薄膜を接地導体とし、伝送線路を構成することにより、特性インピーダンスを一定とした設計が可能となり、バイアス磁界構造を複合化した高周波駆動型磁界検出装置として有効である。伝送線路としては、スロットライン、コプレーナライン、ストリップライン、マイクロストリップラインが実現できる。
【００８７】
（Ｃ）導電性の磁石薄膜を用いてバイアス磁界を印加すると同時にこの磁石薄膜を導電路として使用し、さらに磁石薄膜上に電極パッドを形成した構造とすることで、表面実装等の回路モジュール製造工程に適用可能な、小型磁界検出装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す磁界検出方向に対し磁界検出部の左右いずれか片方に磁石薄膜を配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す磁石薄膜をスロットラインの接地電極として用い、高周波伝送線路を形成した構造の磁界検出装置の模式図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す磁界検出方向に対し磁界検出部の左右両方に磁石薄膜を配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【図４】本発明の第４実施例を示す磁界検出方向に対し磁界検出部の下側に磁石薄膜を配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【図５】本発明の第５実施例を示す磁界検出方向に対し磁界検出部の上下両方に磁石薄膜を配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【図６】本発明の第６実施例を示す磁界検出部を磁石薄膜に開けた穴の内部に配置した構造の磁界検出装置の模式図である。
【図７】本発明の実施例１の磁界検出素子と磁石薄膜のレイアウトと素子構造を示す図である。
【図８】本発明の実施例１を示す磁界検出装置の外部磁界Ｈｅｘ（Ｏｅ）に対するインピーダンス（絶対値）の特性図である。
【図９】本発明の実施例１を示すＳｍＣｏ５  磁石薄膜の残留磁束密度の環境劣化特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１の磁界検出素子と磁石薄膜のレイアウトと素子構造の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２の磁界検出素子と磁石薄膜のレイアウトと素子構造を示す図である。
【図１２】本発明の磁気検出装置をプリント基板上に表面実装した模式図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，４１，５１，６１，９１    基板
２，４，６，１２，１４，１５，１７，２２，２４，２５，２７，２８，３０
，４２，４４，６５，６７，７５，７６，７７，８４，８５    電極パッド
３，１３，２３，４３，５２，６３，９２    磁界検出部（磁気インピーダンス素子）
５，１６，２６，２９，４５，５４，５５，６６，６８，７８，９５，９６
磁石薄膜
７，１８，３１，４７，５６，６９    磁石の磁化方向
８，１９，３２，４８    高周波電流通電方向
９，２０，３３，４９，５７，７０    磁界検出方向
４６，５３    絶縁膜
６２，６４    接続電極
７１，８１    磁界検出素子（磁気インピーダンス素子）
７２，９３，９４    接続線
７３，７４，８２，８３    ＳｍＣｏ５  磁石薄膜
９７    プリント基板
９８，９９    回路パターン
１０１，１０２    ハンダ（リフローハンダ工程によるハンダ付け）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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