(57)【要約】【課題】磁気インピーダンス効果を利用した磁気インピーダンス素子に対し、バイアス磁界を簡単，容易に印加できるようにする。【解決手段】圧電材料の基板５には硬磁性体または硬磁性薄膜４を形成し、非磁性基板３には磁性薄膜１を形成し、これら硬磁性体または硬磁性薄膜４と磁性薄膜１とが互いに対向するように、支持材７を介して図１（ｃ）のように貼り合わせて構成する。硬磁性体または硬磁性薄膜４と磁性薄膜１との間に電圧を印加することにより両者の間隔を変化させられるので、特にコイルを用いることなくバイアス磁界を変えることができ、構成の簡略化，低価格化などが可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板に高透磁率磁性の短冊状磁性薄膜またはこれらを交互に接続してつづら折れ磁性薄膜パターンを形成し、これに高周波電流を印加することにより磁性体のインピーダンスが変化する、磁気インピーダンス効果を利用する素子であって、
前記磁性薄膜を形成した非磁性基板と、圧電材料基板に硬磁性体を形成した基板とを、磁性薄膜と硬磁性体とが対向するように支持材を用いて組み合わせることを特徴とする磁気インピーダンス素子。
【請求項２】
前記磁性薄膜の下にも硬磁性体を配置する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素子。
【請求項３】
前記磁性薄膜を支持する基板として圧電材料基板を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気インピーダンス素子。
【請求項４】
前記圧電材料基板に印加する電圧を三方向とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気インピーダンス素子。
【請求項５】
非磁性基板に高透磁率磁性の短冊状磁性薄膜またはこれらを交互に接続してつづら折れ磁性薄膜パターンを形成し、これに高周波電流を印加することにより磁性体のインピーダンスが変化する、磁気インピーダンス効果を利用する素子であって、
バイメタル上に硬磁性体または硬磁性薄膜を形成した基板と、磁性薄膜を形成した非磁性基板とを、前記硬磁性体または硬磁性薄膜と磁性薄膜とが対向するように支持材により固定することを特徴とする磁気インピーダンス素子。
【請求項６】
前記バイメタルの高熱膨張体側に前記硬磁性体または硬磁性薄膜を配置することを特徴とする請求項５に記載の磁気インピーダンス素子。
【請求項７】
前記磁性薄膜の感磁方向を前記バイメタルの反り方向と直交する方向に配置することを特徴とする請求項５または６に記載の磁気インピーダンス素子。
【請求項８】
前記バイメタルの代わりに熱膨張アクチュエータの可動部を用いることを特徴とする請求項５に記載の磁気インピーダンス素子。
【請求項９】
前記バイメタルの代わりに静電アクチュエータの可動部を用いることを特徴とする請求項５に記載の磁気インピーダンス素子。
【請求項１０】
非磁性基板に高透磁率磁性の短冊状磁性薄膜またはこれらを交互に接続してつづら折れ磁性薄膜パターンを形成し、これに高周波電流を印加することにより磁性体のインピーダンスが変化する、磁気インピーダンス効果を利用する素子であって、
バイメタル上に磁性薄膜を配置した基板と、被検知物体を有する基板とを、前記磁性薄膜と被検知物体とが対向するように支持材により固定することを特徴とする磁気インピーダンス素子。
【請求項１１】
前記バイメタル上の高熱膨張体側に前記磁性薄膜を配置したことを特徴とする請求項１０に記載の磁気インピーダンス素子。
【請求項１２】
前記バイメタルの代わりに圧電材料基板を用いることを特徴とする請求項１０に記載の磁気インピーダンス素子。
【請求項１３】
前記バイメタルの代わりに熱膨張アクチュエータの可動部を用いることを特徴とする請求項１０に記載の磁気インピーダンス素子。
【請求項１４】
前記バイメタルの代わりに静電アクチュエータの可動部を用いることを特徴とする請求項１０に記載の磁気インピーダンス素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁界検出を行なう磁気センサおよびそれを用いた電流センサ、特に磁気インピーダンス効果を利用した高感度磁気インピーダンス素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器や計測・制御機器の高性能化，小型薄型化，低コスト化が急速に進み、これらの急速な発展に伴い、それらに用いられる磁気センサ，電流センサなどにも小型，低コスト，高感度などの要求が高まっている。
従来から用いられている磁気センサとしてはホール素子、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）、フラックスセンサなどが知られており、また電流センサとしてはカレントトランスを用いた方式などが知られている。
【０００３】
例えばコンピュータの外部記憶装置となるハードディスク装置に用いられる磁気ヘッドには、従来のバルクタイプの誘導型磁気ヘッドからＭＲヘッドへと高性能化が進んでおり、現在では巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を適用しようとする研究が活発に行なわれている。また、モータの回転センサであるロータリエンコーダではマグネットリングの微小化に伴い、外部に漏れる磁束が微弱になっており、現在のＭＲ素子に代わり高感度な磁気センサが要求されている。ブレーカなども従来の機械式に代わり、電流センサを用いた電子式の開発が進んでいるが、従来のカレントトランスを用いた方式では小型化が困難であり、また感度，検出レンジなどの点で、磁気センサの高感度化，大レンジ化が求められている。
【０００４】
これらの要求を満たすために、アモルファスワイヤの磁気インピーダンス効果（ＭＩ効果ともいう）を用いた磁気インピーダンスセンサが、例えば特許文献１に提案された。磁気インピーダンス効果とは、磁性体に高周波電流を通電した状態で外部磁界が変化すると磁性体の透磁率が変化し、それに伴い磁性体のインピーダンスが、磁界０のときと比較して数十〜数百％変化する現象である。このような効果を利用するセンサでは、磁性体の両端の電圧を測定することにより、数百マイクロテスラ（μＴ）程度の微小な外部磁界変化を検出することができる。上記のような磁気インピーダンス効果は、アモルファスワイヤだけでなく磁性薄帯や磁性薄膜でも同様に見られ、特に薄膜については小型，薄型が可能であり信頼性，量産性に優れるため、様々な構造のものが提案されており、その１つに例えば特許文献２に示すものがある。
【０００５】
薄膜を用いた磁気インピーダンス素子は、磁気異方性を付与され、一軸異方性を誘導した高透磁率軟磁性膜を短冊状に加工した磁性薄膜パターンで構成される。磁気異方性は磁性膜の成膜時に磁界を印加しながら行ない、さらに回転磁界中や静止磁界中で１５０〜４００℃程度の熱処理をすることにより誘導される。磁化容易軸の方向は、一般的には短冊状構造の短軸（線幅）方向である。磁気インピーダンス素子は、その長さ方向成分の磁界によってインピーダンスが変化するという特性を示す。このときの磁気インピーダンス特性は、磁化容易軸が線幅の場合、磁場の正負でそれぞれインピーダンスのピークをとり、磁場の正負で対称であるという特性を示す。また、その変化率は数十〜数百％と非常に大きな変化を示す。
【０００６】
長さ方向に磁気異方性を付与しても、磁気インピーダンス特性が発現する。その時の特性は磁界０のときインピーダンスが最も大きく、磁界の絶対値が大きくなるにつれて減少する特性になる。この場合もインピーダンスは磁界の正負で対称になる。この場合の検出磁界方向も、磁性薄膜パターンの長さ方向成分である。
これらの磁気インピーダンス特性におけるインピーダンスの変化は、磁性薄膜パターンに高周波電流を印加している状態での透磁率が変化することによって引き起こされるものである。インピーダンスを抵抗成分とインダクタンス成分とに分離すると両者ともに透磁率が変化することによって変化するが、絶対値の大きい抵抗成分がその変化には支配的である。透磁率変化による抵抗変化は、基本的には高周波電流が磁性体中を流れるときに発生する表皮効果に起因するため、表皮効果を大きくするためには高周波電流の周波数を上げるか、または磁性薄膜パターンである磁性体の膜厚を厚くする方法が有効となる。
【０００７】
以上のように、磁気インピーダンス素子は磁界に対してインピーダンスが大きく変化することが特徴であるが、素子にバイアス磁界を印加し、磁界に対してインピーダンスの変化が大きい点で動作させることにより、さらに磁界に対して高感度に応答するセンサとなる。このバイアス磁界を印加するためには、素子の周りにコイル（バイアスコイル）を形成し、そのコイルに電流を印加することで磁界を発生させることが必要である。また、感度の直線性を向上する目的で、負帰還磁界をかける方式についてもコイルが必要になる。アモルファスワイヤを用いた場合、そのワイヤの周りに直接Ｃｕワイヤなどを巻き、コイルを形成する構造がとられているが、薄膜で形成した磁気インピーダンス素子と同一基板上にコイルを薄膜で形成するものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０６−２８１７１２号公報（第２−４頁、図１）
【特許文献２】
特開平０８−０７５８３５号公報（第４頁、図１）
【特許文献３】
特開平１１−１０９００６号公報（第３−４頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、磁気インピーダンス素子にはアモルファスワイヤを用いたものと薄膜を用いたものとがあるが、特性の再現性（安定性），信頼性，量産性の面では薄膜を用いた方が有利であると言える。薄膜を用いた場合、ガラスなどの非磁性基板上にスパッタ法などを用いて成膜し、レジストなどの感光性材料を用いて微細パターンを形成し、ウエットエッチングやイオンビームエッチングなどのドライエッチングを用いて、微細パターンに加工している。
【００１０】
ところで、磁気インピーダンス特性は例えば図１１に示すように、ゼロ磁界を中心に対称な形をしている。このような特性を用いて磁界を計測する場合、図１１のｂ点に動作点を持ってくるためには、予めバイアス磁界を印加する必要がある。このバイアス磁界の印加方法として、薄膜コイルを形成する方法や、薄膜磁石を用いる方法がある。ただし、薄膜コイルを形成する場合は立体構造となり、プロセスが複雑になるという難点がある。また、永久磁石を形成する場合はバイアスが固定されてしまい、柔軟性がない。
したがって、この発明の課題は、磁気インピーダンス素子に対し、簡単かつ安価にバイアス磁界を印加できるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、非磁性基板に高透磁率磁性の短冊状磁性薄膜またはこれらを交互に接続してつづら折れ磁性薄膜パターンを形成し、これに高周波電流を印加することにより磁性体のインピーダンスが変化する、磁気インピーダンス効果を利用する素子であって、
前記磁性薄膜を形成した非磁性基板と、圧電材料基板に硬磁性体を形成した基板とを、磁性薄膜と硬磁性体とが対向するように支持材を用いて組み合わせることを特徴とする。
【００１２】
上記請求項１の発明においては、前記磁性薄膜の下にも硬磁性体を配置することができ（請求項２の発明）、請求項１または２の発明においては、前記磁性薄膜を支持する基板として圧電材料基板を用いることができ（請求項３の発明）、これら請求項１〜３のいずれかの発明においては、前記圧電材料基板に印加する電圧を三方向とすることができる（請求項４の発明）。
【００１３】
請求項５の発明は、非磁性基板に高透磁率磁性の短冊状磁性薄膜またはこれらを交互に接続してつづら折れ磁性薄膜パターンを形成し、これに高周波電流を印加することにより磁性体のインピーダンスが変化する、磁気インピーダンス効果を利用する素子であって、
バイメタル上に硬磁性体または硬磁性薄膜を形成した基板と、磁性薄膜を形成した非磁性基板とを、前記硬磁性体または硬磁性薄膜と磁性薄膜とが対向するように支持材により固定することを特徴とする。
【００１４】
上記請求項５の発明においては、前記バイメタルの高熱膨張体側に前記硬磁性体または硬磁性薄膜を配置することができ（請求項６の発明）、請求項５または６の発明においては、前記磁性薄膜の感磁方向を前記バイメタルの反り方向と直交する方向に配置することができる（請求項７の発明）。
また、上記請求項５の発明においては、前記バイメタルの代わりに熱膨張アクチュエータの可動部を用いることができ（請求項８の発明）、または、前記バイメタルの代わりに静電アクチュエータの可動部を用いることができる（請求項９の発明）。
【００１５】
請求項１０の発明は、非磁性基板に高透磁率磁性の短冊状磁性薄膜またはこれらを交互に接続してつづら折れ磁性薄膜パターンを形成し、これに高周波電流を印加することにより磁性体のインピーダンスが変化する、磁気インピーダンス効果を利用する素子であって、
バイメタル上に磁性薄膜を配置した基板と、被検知物体を有する基板とを、前記磁性薄膜と被検知物体とが対向するように支持材により固定することを特徴とする。
【００１６】
上記請求項１０の発明においては、前記バイメタル上の高熱膨張体側に前記磁性薄膜を配置することができ（請求項１１の発明）、前記バイメタルの代わりに圧電材料基板を用いるこができ（請求項１２の発明）、または、前記バイメタルの代わりに熱膨張アクチュエータの可動部を用いることができ（請求項１３の発明）、もしくは、前記バイメタルの代わりに静電アクチュエータの可動部を用いることができる（請求項１４の発明）。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１の実施の形態について説明する。
実施例１−１
図１は第１実施形態の第１実施例を示す構成図である。
これは、圧電材料基板５上に硬磁性薄膜４を形成した基板３０と、非磁性基板３上に磁性薄膜１を形成した基板２０とを、磁性薄膜１と硬磁性薄膜４とが対向するように、支持材７を用いて組み合わせた磁気インピーダンス素子の例を示す。その作製プロセスを以下に説明する。
圧電材料であるＰＺＴ基板５（厚さ０．５ｍｍ）の表裏に金属電極膜６を形成し、片方の面にＳｍＣｏ硬磁性薄膜４をＲＦマグネトロンスパッタ法によって成膜し、レジストなどの感光性材料を用いて所望の大きさにパターン形成し、イオンビームエッチングによってＳｍＣｏ硬磁性薄膜４を所望のパターンに加工した。これを基板３０とする。その側面図を図１（ａ）に、同じく平面図を図８（ａ）に示す。
【００１８】
次に、密着層２として利用する絶縁性有機物材料を非磁性基板３上に形成した後、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用いてアモルファス磁性薄膜１を成膜し、レジストなどの感光性材料を用いて微細パターンを形成し、磁界熱処理後に例えばイオンビームエッチングによってアモルファス磁性薄膜１を微細パターンに加工した。これを、基板２０とする。その側面図を図１（ｂ）に、同じく平面図を図８（ｃ）に示す。
【００１９】
次に、基板３０のＳｍＣｏ硬磁性薄膜４と、基板２０のアモルファス磁性薄膜１とを向かい合わせるように、支持材７を用いて図１（ｃ）のように組み合わせ、所望の磁気インピーダンス素子を作製する。このとき、アモルファス磁性薄膜１とＳｍＣｏ硬磁性薄膜４との間隔を２μｍとした。ここで、ＳｍＣｏ硬磁性薄膜４の磁化容易軸を、アモルファス磁性薄膜１の面内長手方向に磁界が印加されるように、アモルファス磁性薄膜１の面内長手方向に一致させておく。
【００２０】
図９に、上記のようにして作製した磁気インピーダンス素子の特性例を示す。ゼロ磁場に対して非対称な曲線となり、３２０Ａ／ｍ程度のバイアス磁界が印加されたことになる。この素子のＰＺＴ圧電材料基板５に電圧５０Ｖを印加した場合、約５６Ａ／ｍだけバイアス磁界が増加し、また、１００Ｖ印加した場合、約１１０Ａ／ｍだけバイアス磁界が増加した。このように、圧電材料に印加する電圧を変化させることで、磁性薄膜と硬磁性薄膜の間隔を変化させ、磁性薄膜に印加されるバイアス磁界を変化させることができる。
この例ではアモルファス磁性薄膜１を短冊状としたが、つづら折れパターンでも良いし、短冊状磁性薄膜を並列に配置した構造でも良い。また、圧電材料基板としてＰＺＴを用いたがその他の圧電材料でも良く、硬磁性材料としてＳｍＣｏ以外の材料を用いても良いのは勿論である。
【００２１】
実施例１−２
図２は同じく第２の実施例を示す構成図である。
これは、電極６を形成した圧電材料基板５に硬磁性薄膜４を形成した図２（ａ）のような基板３０と、非磁性基板３上に形成したアモルファス磁性薄膜１と密着層２との間にＳｍＣｏ硬磁性薄膜４を形成した図２（ｂ）のような基板２１とを、基板３０のＳｍＣｏ硬磁性薄膜４と基板２１のアモルファス磁性薄膜１とを向かい合わせるように、支持材７を用いて図２（ｃ）のように組み合わせて作製した磁気インピーダンス素子の例である。基板２１の平面図を図８（ｄ）に示す。これにより、基板２１に形成したＳｍＣｏ硬磁性薄膜４によるバイアス磁界も加わるため、強いバイアス磁界を印加することができる。
この例ではアモルファス磁性薄膜１を短冊状としたが、つづら折れパターンでも良いし、短冊状磁性薄膜を並列に配置した構造でも良い。また、圧電材料基板としてＰＺＴを用いたがその他の圧電材料でも良く、硬磁性材料としてＳｍＣｏ以外の材料を用いても良いのは勿論である。
【００２２】
図３は同じく第３の実施例を示す構成図である。
実施例１−３
これは、電極６を形成した圧電材料基板５にＳｍＣｏ硬磁性薄膜４を形成した図３（ａ）のような基板３０と、アモルファス磁性薄膜１を支持する非磁性基板としてＰＺＴ圧電材料基板５を用いた図３（ｂ）のような基板２２とを、基板３０のＳｍＣｏ硬磁性薄膜４と基板２２のアモルファス磁性薄膜１とを向かい合わせるように、支持材７を用いて図３（ｃ）のように組み合わせて作製した磁気インピーダンス素子の例である。これにより、基板２２の圧電材料基板５に電圧を印加することで、アモルファス磁性薄膜１側も可動となるので、ＳｍＣｏ硬磁性薄膜４と磁性薄膜１との間隔を広範囲に変えることが可能になる。
この例ではアモルファス磁性薄膜１を短冊状としたが、つづら折れパターンでも良いし、短冊状磁性薄膜を並列に配置した構造でも良い。また、圧電材料基板としてＰＺＴを用いたがその他の圧電材料でも良く、硬磁性材料としてＳｍＣｏ以外の材料を用いても良いのは勿論である。
【００２３】
実施例１−４
図４は同じく第４の実施例を示す構成図である。
これは、ＰＺＴ圧電材料基板５にＳｍＣｏ硬磁性薄膜４を形成した図４（ａ）のような基板３１において、ＰＺＴ基板の三方向に電圧を印加できるように、電極を三方向に形成した磁気インピーダンス素子の例である。基板３１の平面図の例を、図８（ｂ）に示す。基板２０は図１（ｂ）と同じである。基板３１の圧電材料基板に印加する電圧を三方向で制御可能とすることにより、圧電材料の歪み量，歪み方を精度良く制御できるようになる。
この例ではアモルファス磁性薄膜１を短冊状としたが、つづら折れパターンでも良いし、短冊状磁性薄膜を並列に配置した構造でも良い。また、圧電材料基板としてＰＺＴを用いたがその他の圧電材料でも良く、硬磁性材料としてＳｍＣｏ以外の材料を用いても良いのは勿論である。
【００２４】
図５はこの発明の第２の実施の形態を示す構成図である。
実施例２
これは、バイメタル材料５１上に硬磁性薄膜４を形成した図５（ａ）のような基板７０と、ガラス基板３ａ上に感磁部としての磁性薄膜１を形成した図５（ｂ）のような基板６０とを、磁性薄膜１と硬磁性薄膜４とが対向するように、支持材７ｃを用いて図５（ｃ），（ｄ）のように組み合わせた磁気インピーダンス素子の例である。その作製プロセスを以下に説明する。なお、図５（ｃ）は磁性薄膜１の長手方向断面図、図５（ｄ）はガラス基板３ａの長手方向断面図である。
【００２５】
密着層２ｂとして利用する絶縁性有機物材料をガラス基板３ｂ上に形成した後、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用いてＳｍＣｏ硬磁性薄膜４を成膜し、レジストなどの感光材料を用いて所望の大きさにパターン形成し、イオンビームエッチングによって、ＳｍＣｏ硬磁性薄膜４を所望のパターンに加工する。そのガラス基板３ｂをバイメタル材料５１上に接着し、これを図５（ａ）に示す基板７０とする。ここでは、バイメタル材料５１の高熱膨張材側に硬磁性薄膜４を接合した。
さらに、基板７０の片側（硬磁性薄膜のない側）には、バイメタルを加熱するためのヒーター配線８を薄膜パターン技術によって形成する。このヒーター配線８はバイメタル材料５１の表，裏のいずれの面に形成しても良いが、ここでは硬磁性薄膜４のある基板３ｂを接合した面に形成している。また、同じ面に基板６０との接合用支持材７ｃを形成した。
【００２６】
次に、密着層２として利用する絶縁性有機物材料をガラス基板３ａ上に形成した後、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用いてアモルファス磁性薄膜１を成膜し、レジストなどの感光材料を用いて微細パターンを形成し、磁界熱処理後にイオンビームエッチングによって、アモルファス磁性薄膜１を微細パターンに加工した。ここではアモルファス磁性薄膜１の感磁方向を図５（ｃ）のように、ガラス基板３ａの短軸方向とし、これを図５（ｂ）に示す基板６０としている。この基板６０には、支持材接合用のパッド７ｂを形成した。
【００２７】
次に、基板７０のＳｍＣｏ硬磁性薄膜４と、基板６０のアモルファス磁性薄膜１とを向かい合わせるように、基板７０の支持材７ｃと基板６０の支持材接合用のパッド７ｂを図５（ｄ）のように合わせて接合し、所望の磁気インピーダンス素子を作製する。このとき、アモルファス磁性薄膜１とＳｍＣｏ硬磁性薄膜４との間隔を、約２μｍとした。ここで、硬磁性薄膜４の磁化容易軸を、アモルファス磁性薄膜１の面内長手方向に一致させておく。
【００２８】
以上のように作製した磁気インピーダンス素子の特性例を、図１０に示す。
図示のように、ゼロ磁場に対して非対称な曲線となり、約３２０Ａ／ｍ程度のバイアス磁界が印加された。この素子のヒーター８に直流電流を与えると、ヒーター８に発生する熱によってバイメタル５１が反り、アモルファス磁性薄膜１とＳｍＣｏ硬磁性薄膜４との間隔が増加するので、感磁部としての磁性薄膜に印加されるバイアス磁界が減少し、図１０のように磁気インピーダンス特性がシフトすることになる。
【００２９】
このように、バイメタル材料を加熱することによって磁性薄膜１と硬磁性薄膜４との間隔を変化させ、磁性薄膜に印加されるバイアス磁界を変化させることができる。
図５では、支持材７ｃを１つとして片持ち梁のようにしたが、両端を支持してバイメタルを撓ませる構造にしても良い。また、アモルファス磁性薄膜１を短冊状としたが、つづら折れパターンでも良いし、または短冊状磁性薄膜を複数並列に配置する構造でも良い。さらに、磁性薄膜としてＳｍＣｏ以外の材料を用いても良いし、バルク磁石を用いてもよい。また、基板７０はバイメタル材料上にガラス基板を接合した構造としたが、バイメタル上にＳｉＯ２薄膜を形成し、その後密着層２ｂ、硬磁性薄膜４を形成する構造でも良い。
【００３０】
バイメタル上に硬磁性薄膜４を配置しているが、圧電材料や熱膨張アクチュエータ，静電アクチュエータの可動部に、硬磁性薄膜またはバルク磁石を配置する構造にしても、上記と同様の効果を得ることができる。
また、図５の構成によれば、磁気インピーダンス特性の温度特性を補正することができ、この場合はバイメタル材料を加熱するヒーターは不要となる。すなわち、図５では高熱膨張材側が凸に反り、アモルファス磁性薄膜１と硬磁性薄膜４との間隔が広がるのでバイアス磁界が減少し、温度上昇による磁気インピーダンス特性の低磁界側への変化を補正することができる。
【００３１】
図６はこの発明の第３の実施の形態を示す構成図である。
実施例３
これは、バイメタル材料５１上にアモルファス磁性薄膜１を形成した図６（ａ）のような基板７１と、測定対象となる配線パターン９が形成された図６（ｂ）のような基板６１とを、アモルファス磁性薄膜１と配線パターン９が対向するように支持材７ｃを介して図６（ｃ）のように接合した磁気インピーダンス素子の例である。その作製プロセスは以下の通りである。
【００３２】
密着層２として利用する絶縁性有機物材料をガラス基板３ｂ上に形成した後、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用いてアモルファス磁性薄膜１を成膜し、レジストなどの感光材料を用いて微細パターンを形成し、磁界熱処理後にイオンビームエッチングによって、アモルファス磁性薄膜１を微細パターンに加工し、これを図６（ａ）に示す基板７１としている。また、この基板７１には、支持材７ｃおよびヒーター配線８を形成した。
上記基板７１のアモルファス磁性薄膜１を、図６（ｂ）に示す基板６１の配線パターン９と対向するように支持材７ｃを介して図６（ｃ）のように接合し、所望の磁気インピーダンス素子を作製する。
【００３３】
以上のように構成することで、ヒーター配線８に電流を流しバイメタル材料５１を加熱することによってバイメタル材料５１が反り、アモルファス磁性薄膜１と配線パターン９との間隔が変化する。反り量は加熱温度、つまり通電する電流によって制御できるので、アモルファス磁性薄膜１と配線パターン９との間隔を高精度に制御することができる。
【００３４】
図６では、支持材７ｃを１つとして片持ち梁のようにしたが、両端を支持してバイメタルを撓ませる構造にしても良い。また、アモルファス磁性薄膜１を短冊状としたが、つづら折れパターンでも良いし、または短冊状磁性薄膜を複数並列に配置する構造でも良い。さらに、基板７１はバイメタル材料上にガラス基板を接合した構造としたが、バイメタル上にＳｉＯ２薄膜を形成し、その後密着層２、アモルファス磁性薄膜１を形成する構造でも良い。
【００３５】
図７は図６の変形例を示す構成図である。
実施例３−１
これは、金属電極１１を形成した圧電材料基板５上に、密着層２としての有機絶縁薄膜と感磁部としてのアモルファス磁性薄膜１を形成した基板７２と、被磁界測定対象としての配線パターン９が形成されている基板６１とを、基板７２の周りに形成した支持材７を用いて、アモルファス磁性薄膜１と配線パターン９とが対向するように、基板７２と基板６１とを組み合わせた磁気インピーダンス素子の例である。
【００３６】
上記のように構成することにより、圧電材料基板５に印加する電圧によって、配線パターンと磁性薄膜との間隔を高精度に調整する事ができる。なお、圧電材料基板の代わりに熱膨張アクチュエータや静電アクチュエータの可動部を用い、これに磁性薄膜を形成しても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１〜４の発明によれば、磁性薄膜を形成した非磁性基板と、圧電材料基板上に硬磁性材料を形成した基板を、磁性薄膜と硬磁性材料が対向するように支持材を用いて組み合わせるようにしたので、磁性薄膜と硬磁性材料の間隔を圧電材料に印加する電圧で制御することが可能となり、簡単にバイアス磁界を変えることができるという利点がもたらされる。
また、請求項５〜１４の発明によれば、磁気インピーダンス素子の感磁部である磁性薄膜を形成した非磁性基板と、硬磁性体または薄膜を形成した非磁性基板をバイメタルに配置した基板を、磁性薄膜と硬磁性体または薄膜とが対向するように支持材を用いて組み合わせるようにしたので、磁性薄膜と硬磁性体または薄膜との間隔をバイメタルの反りで制御することが可能となり、簡単にバイアス磁界を変えることができる。さらに、磁気インピーダンス素子の感磁部である磁性薄膜をバイメタル上に形成したものを、被検知物体に面するように支持材を用いて接合する構造とすることで、磁性薄膜と被検知物体との間隔を高精度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態（その１）を示す構成図
【図２】この発明の第１の実施の形態（その２）を示す構成図
【図３】この発明の第１の実施の形態（その３）を示す構成図
【図４】この発明の第１の実施の形態（その４）を示す構成図
【図５】この発明の第２の実施の形態を示す構成図
【図６】この発明の第３の実施の形態を示す構成図
【図７】図６の変形例を示す構成図
【図８】この発明で用いられる各種基板を示す平面図
【図９】第１の発明による素子の磁気インピーダンス特性例図
【図１０】第２の発明による素子の磁気インピーダンス特性例図
【図１１】バイアス点の説明図
【符号の説明】
１…磁性薄膜、２，２ｂ…密着層、３…非磁性基板、３ａ，３ｂ…ガラス基板、４…硬磁性薄膜、５…圧電材料、６，１１…電極、７，７ｃ…支持材、７ｂ…支持材接合用パッド、８…ヒーター配線、９…配線パターン、１０，２０，２１，２２，３０，３１，３２，６０，６１，７０，７１，７２…基板、５１…バイメタル。
【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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