(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略長方形状の磁性体コアを有し、当該磁性体コアの長手方向と同一方向の外部磁界成分を検出する磁界センサにおいて、
前記磁性体コアの長手方向両端部には高周波電流を通電するための通電部が形成されており、前記磁性体コア周辺近傍には導体コイルが巻かれ、当該導体コイルを用い、前記磁界成分を検出できるようになっており、
前記磁性体コアは、その長手方向が磁化容易軸方向である磁気異方性を有してなることを特徴とする磁界センサ。
【請求項２】
前記磁気異方性の形成の主要因が誘導磁気異方性である請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項３】
前記磁性体コアの長さをＬ、幅をＷとした時にこれらの比であるＬ／Ｗの値が、１０以上１０００以下である請求項１または請求項２に記載の磁界センサ。
【請求項４】
前記磁性体コアは複数個組み合わされ、所定の間隙を空けて並列配置されており、これらの磁性体コアの実質的な長手方向両端部には高周波電流を通電するための通電部が一体的に形成された部分を有し、前記複数の磁性体コアが実質的に並列、または、かつ直列に接続されている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の磁界センサ。
【請求項５】
前記磁性体コアの膜厚が１〜３０μmである請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の磁界センサ。
【請求項６】
前記磁性体コアは、当該磁性体コアの磁化容易軸方向で測定された保磁力Ｈceの値が、０．１Oe以上、３Oe以下である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の磁界センサ。
【請求項７】
前記通電部に通電される高周波電流の周波数が、０．１ＭＨｚ以上１０００ＭＨｚ以下である請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の磁界センサ。
【請求項８】
前記磁性体コアは、非磁性層を中間層として介在させ、少なくとも上下２層の磁性体層に分かれている多層膜である請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の磁界センサ。
【請求項９】
略長方形状の磁性体コアを有し、当該磁性体コアの長手方向と同一方向の外部磁界成分を検出する磁界センサにおいて、
前記磁性体コアは、その長手方向が磁化容易軸方向であり、かつ当該磁性体コア長手方向に０．１ＭＨｚ以上１０００ＭＨｚ以下の高周波電流を通電することにより、磁化困難軸方向に高周波励磁する機構を有し、電流が通電されていない状態と比較して、電流が通電されている状態においてより多くの長手方向の外部磁束を磁性体コア内に導入することができ、この磁束差により、外部磁界を前記磁性体に巻回された導体コイルのインダクタンス変化として検出することを特徴とする磁気インダクタンス効果を利用した磁界センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は外部磁界を電気信号に変換する磁界センサ、特に小型の薄膜地磁気センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地磁気のような微小磁界を検出する方法として、従来から良く知られているのがフラックスゲート磁界センサである。この磁界センサは、１９６０年代にアポロ計画において月面探査にも使用された伝統的な高感度磁気センサである。
【０００３】
このフラックスゲート磁界センサの動作原理は、励磁電流を励磁コイルに通電し磁性体が飽和することで、磁性体内を貫通する外部磁束が減少するというメカニズムで説明されている。すなわち磁気インダクタンス変化を利用したセンサである。このようなフラックスゲート磁界センサは感度が高く信頼性にも優れているが、磁気コアが大きく小型化、低価格化が困難なため特殊用途にのみ使用されるに留まっているのが現状である。
【０００４】
近年になり２０インチ以上の大型ＣＲＴの地磁気補正やカーナビゲーションシステムへの応用が始まるにつれて、強磁性薄帯や薄膜を用いた小型の磁界センサが報告されるようになってきている。特に、強磁性薄帯や薄膜に直接、高周波電流を通電し、それによる磁界を利用するセンサ素子が注目を集めてきている。このような、いわゆる、直接通電では反磁界の影響が無く効率の高い磁化が実現するというメリットがある。
【０００５】
例えば、特許番号２６１７４９８号には導電性を有する帯状強磁性体磁気コアにパルス電流を印加し、磁気コアに巻回された導体巻線からの電気信号で外部磁界を検出する磁界センサが開示されている。ここで用いられる磁性体は磁歪がゼロのアモルファスワイヤや帯状のアモルファス薄帯である。
【０００６】
また、特開平８ー７５８３５号公報には、基板上に磁性薄膜を成膜し、その長手方向の両端に、それぞれ電極を設けた磁気インピータンス効果素子が開示されている。この磁気インピーダンス効果は、当該公開公報における発明者の一人である毛利佳年雄先生により提案されたものであるが、長方形または線状の強磁性体の短辺（幅）方向、円周方向に予め磁気異方性を付与しておくことに特徴がある。長手方向からの磁界により、磁性体の磁化ベクトルが回転し、幅方向の透磁率が上昇し、それにより表皮効果が増加するために強磁性体のインピーダンスが増加することを利用している。すなわち前記のフラックスゲート磁界センサとは全く異なる原理を利用している。
【０００７】
さらに、特開平８ー３３０７４５号には、長方形の基板の上面全面に磁性薄膜を形成した磁気インピーダンス効果による磁気検出素子が開示されている。この場合もやはり前記の公報と同様に、磁気インピーダンス効果を利用するため、磁化容易軸方向、すなわち磁気異方性は幅方向とし、素子の長手方向である磁界検出方向は磁化困難軸方向となっていることが重要なポイントとされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来公知の磁気インダクタンス効果を利用するフラックゲート型磁界センサは、励磁電流を通電しない時に多くの外部磁束が磁性体に導入していなくてはならない。そのため、磁気異方性を有する磁性体においては、素子の長手方向である磁化検出方向を、磁化困難軸方向と一致させる必要がある。換言すれば、磁気異方性方向である磁化容易軸方向を、磁化検出方向と直交させる必要がある。このようなセンサの機構において、例えば、磁化困難軸方向が飽和する磁界強度をＨｋh，磁化容易軸方向が飽和する磁界強度をＨｋeとするとＨｋh＞＞Ｈｋeとなる。このため磁気異方性方向を磁化検出方向と直交させると大きなＨｋhに相当する磁界を検出するには有利であるが、微少磁界を検出するには、小さなＨｋhが要求されていた。
【０００９】
また、前記２つの公報で提案されている磁気インピーダンス効果素子も、従来公知の磁気インダクタンス素子と構造的には同様であり、磁化検出方向を磁化困難軸とする必要がある。
【００１０】
特に、磁性薄膜を磁気コアとして用いる場合には、Ｈｋhを小さくしようとすると、磁気異方性が乱れて等方膜に近い特性となってしまい、磁化困難軸の透磁率が低下し、かつ磁化容易軸の保磁力が増加してしまうという問題点が生じていた。
【００１１】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであり、その目的は、上記従来の問題点を解決し、極めて高感度で小型の磁界センサを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明の磁界センサは、略長方形状の磁性体コアを有し、当該磁性体コアの長手方向と同一方向の外部磁界成分を検出する磁界センサであって、前記磁性体コアの長手方向両端部には高周波電流を通電するための通電部が形成されており、前記磁性体コア周辺近傍には導体コイルが巻かれ、当該導体コイルを用い、前記磁界成分を検出できるようになっており、前記磁性体コアは、その長手方向が磁化容易軸方向である磁気異方性を有してなるように構成される。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気異方性の形成の主要因が誘導磁気異方性であるように構成される。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁性体コアの長さをＬ、幅をＷとした時にこれらの比であるＬ／Ｗの値が、１０以上１０００以下であるように構成される。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁性体コアは複数個組み合わされ、所定の間隙を空けて並列配置されており、これらの磁性体コアの実質的な長手方向両端部には高周波電流を通電するための通電部が一体的に形成された部分を有し、前記複数の磁性体コアが実質的に並列、または、かつ直列に接続されるように構成される。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁性体コアの膜厚は１〜３０μmとして構成される。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁性体コアは、当該磁性体コアの磁化容易軸方向で測定された保磁力Ｈceの値が、０．１Oe以上、３Oe以下であるように構成される。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様として、前記通電部に通電される高周波電流の周波数は、０．１ＭＨｚ以上１０００ＭＨｚ以下であるように構成される。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁性体コアは、非磁性層を中間層として介在させ、少なくとも上下２層の磁性体層に分かれている多層膜であるように構成される。
【００２０】
本発明の磁気インダクタンス効果を利用した磁界センサは、略長方形状の磁性体コアを有し、当該磁性体コアの長手方向と同一方向の外部磁界成分を検出する磁界センサであって、前記磁性体コアは、その長手方向が磁化容易軸方向であり、かつ当該磁性体コア長手方向に０．１ＭＨｚ以上１０００ＭＨｚ以下の高周波電流を通電することにより、磁化困難軸方向に高周波励磁する機構を有し、電流が通電されていない状態と比較して、電流が通電されている状態においてより多くの長手方向の外部磁束を磁性体コア内に導入することができ、この磁束差により、外部磁界を前記磁性体に巻回された導体コイルのインダクタンス変化として検出するように構成される。
【００２１】
本発明によれば、特に、磁性体コアの長手方向が磁化容易軸方向であり、かつ磁化検出方向であるために、磁性体の磁化容易軸方向保磁力程度の小さな磁界で大きな出力が得られる。さらに、磁化困難軸方向励磁のための高周波駆動が可能で、これによる高出力化も同時に実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施の形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の磁界センサ１の好適な一実施形態を概略的に示した斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ方向の断面矢視図である。
【００２４】
これらの図に示されるように、本発明の磁界センサは、基板５の上に略長方形状の強磁性体からなる磁性体コア１１，１２，１３，１４を有している。これらの磁性体コア１１，１２，１３，１４図示のごとく一括した状態で導体コイル２０が巻回されている。本実施の形態の場合、４つの磁性体コアは、略長方形状の磁性体コアを２本ずつ１組として（１１と１２、１３と１４）、並列かつ直列に接続されている。すなわち、磁性体コア１１，１２および磁性体コア１３，１４の片側端にはそれぞれ、一体的に接続された通電部４１および通電部４２が形成されており、この一方で４つの磁性体コアの他方端には、４つのコア端部を一体的に接続した折り返しのための導電膜６０が設けられている。通電部４１，４２は、高周波電流を通電するために形成されており、図示のごとく高周波電源９が接続されるようになっている。
【００２５】
これらの磁性体コア１１，１２，１３，１４には磁界検出用の導体コイル２０が巻回されている。導体コイル２０は、通常、薄膜コイル２０として形成され、コイルの引き出し部には電極端子５１、５２が設けられている。そして、通常、電極端子５１、５２からワイヤーボンダーにより、外部に設けられた電源および信号処理部へと接続がなされる。もちろん、電極端子５１、５２に半田バンプを設け、基板面を上にしてプリント基板等に実装することも可能である。あるいは、スルーホールを有する基体にセンサを形成し、素子面を上にプリント基板等に実装することも可能である。
【００２６】
本発明において、上記磁性体コア１１，１２，１３，１４の磁化容易軸方向（α）は、磁性体コアの長手方向と同じ方向に設定されており、また、外部磁界検出方向（Ｈex）もまた、磁性体コアの長手方向と同じ方向である。外部磁界の方向が磁性体コアの長手方向とずれを生じていても、当該コア長手方向と同一方向の外部磁界成分は検出することができる。
【００２７】
本発明においては、磁性体コアの通電部４１、４２から高周波電流を通電し、前記強磁性コア１１，１２，１３，１４に巻回された導体コイル２０に発生する信号を、電極端子５１、５２から出力として検出する。
【００２８】
図１に示されるように、複数の強磁性コアを組み合わせるとともに、これらを所定の間隙を空けて並列配置させ、これらの磁性体コアの実質的な長手方向両端部に高周波電流を通電するための通電部を一体的に形成させ、前記複数の磁性体コアが実質的に並列、または、かつ直列に接続されるよう構成することにより、一枚の幅広のコアを用いる場合と比べて、反磁場の影響が小さくなり磁性体コアの実効透磁率が高くなるために高い出力が得られる。また、磁性体コアの磁区構造も改善されるためにノイズ成分が小さくなるという効果が発現する。
【００２９】
なお、図１に示されるように磁性体コア１１，１２，１３，１４の両端部における短辺部は、それぞれ鋭角（先端部が尖がった形状）を形成しているが、このような形態も略長方形状の１つと見なされる。鋭角を形成させることにより、いわゆる単純な長方形状の磁性体に比べると、磁区構造が安定し、ノイズを低減させる効果が期待できる。すなわち、本発明で言う「略長方形状」とは、その長さＬ（図１）がその幅Ｗ（図２）よりも長い状態を示す。なお、磁性体コアの端部の短辺部に鋭角を形成している場合の長さＬとは全長を指す。１つの磁性体コアにおいて、上記幅（Ｗ）に対する長さ（Ｌ）の比であるＬ／Ｗの値は、１０以上１０００以下、特に１０以上３００以下であることが好ましい。Ｌ／Ｗの値が１０未満となると反磁界効果により磁界感度が低下する。また、Ｌ／Ｗの値が１０００を超えると磁性体コア素子のパターニングが困難となったり、あるいは素子が長く大型化してしまう。また、１つの導体コイル２０に巻回される磁性体コアは１個である必要は無く、幅の狭い磁性体コアを数本用いることが可能である（本発明の実施形態）。
【００３０】
図１における、導体コイル２０は、検出用コイルとして簡略的な巻線コイル形状が描かれているが、このものは前述したようにいわゆる薄膜プロセスに基いて形成される薄膜コイル２０とすることが好ましい。図２に薄膜コイル２０の断面が部分的に示されており、薄膜コイル（検出用コイル）は、通常、下部コイル部分２１と、上部コイル部分２５との結合により形成される。この場合、磁性体コア１１，１２，１３，１４との絶縁を図るために、絶縁層７１，７２が磁性体コアを囲むように形成されている。
【００３１】
なお、薄膜コイルを薄膜形成すると同時に、例えば、銅からなる前記通電部４１，４２や折り返しのための導電膜６０を形成すれば、製造工程の合理化が図られる。
【００３２】
なお、上記の隣接する磁性体コア同士の間隙は、０．１〜５０μｍ程度とされる。
【００３３】
本発明で用いられる磁性体コア１１，１２，１３，１４の材料としてはＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＭｏ，ＣｏＦｅ，ＣｏＮｉＦｅ等の公知の各種の一軸磁気異方性を示す軟磁性体から選ぶことが出来る。製法は高速急冷薄帯やバルクの板を用いることが出来るが、特に好ましくは真空成膜法、めっき法で成膜された薄膜をパターニングした膜厚１μｍ以上３０μｍ以下の磁性薄膜である。膜厚が１μｍ未満では出力が低下してしまうし、膜厚が３０μｍを超えると良好な一軸磁気異方性の付与が困難となってしまう。
【００３４】
磁性体コア１１，１２，１３，１４のそれぞれの長手方向に、一軸磁気異方性を付与する方法としては、誘導磁気異方性または歪み磁気異方性、あるいは、この両者を複合した方法が好ましい。特に好ましくは誘導磁気異方性である。これは異方性の方向性管理、および異方性の値(大きさ)の管理が容易なためである。
【００３５】
また、磁性体コア１１，１２，１３，１４の磁化容易軸方向の保磁力Ｈceは０．１Oe以上、３Oe以下であることが好ましい。保磁力Ｈceが０．１Oe未満となると検出可能な磁界範囲が極めて小さくなってしまい、また、保磁力Ｈceが３Oeを超えると磁界感度が低下してしまう。
【００３６】
本発明の磁界センサにおいては、磁性体コア１１，１２，１３，１４の長手方向に高周波電流を流す。本発明における高周波電流とは、時間により電流値が変化する電流の総称であり、サイン波、矩形波、鋸波、パルス波等のいずれの波形においても用いることが可能である。周波数はサイン波の場合には、０．１ＭＨｚ以上１０００ＭＨｚ以下の周波数が好ましい。このような周波数の範囲を外れると、いずれの場合においても出力が低下してしまう。
【００３７】
本発明の動作原理は従来公知の各種の磁界センサとは全く異なる。すなわち、従来の磁気インダクタンス効果を利用する磁界センサは、励磁電流を励磁コイルに通電させ磁性体コアが飽和することで、磁性体コア内を貫通する外部磁束が減少するというメカニズムであった。これに対して本発明の磁界センサは、その作用が全く反対となっている。つまり、本発明においては、略長方形状の磁性体コアの長手方向が磁化容易軸（図１(α)方向）であり、かつ磁性体コアの長手方向に高周波電流を通電する機構を有し、電流を通電しない場合（電流値＝０の状態）と比較して、電流を通電した場合により多くの長手方向の外部磁束を磁性体内に導入し、この磁束差により、外部磁界Ｈexを前記磁性体に巻回されたコイルのインダクタンス変化として検出することを特徴とする磁気インダクタンス効果を利用している。
【００３８】
図３には本発明の磁界センサの異なる実施の形態が示されている。図３において、４つの磁性体コア１１，１２，１３，１４の両端部にはそれぞれ一体的に接合された通電部４１，４２が形成されており、各磁性体コアは、単に並列に接続されており、図１に示されるような折り返しのための導電膜６０は存在していない。この場合（図３）には、構造が単純で生産歩留まりが高いというメリットがあり、また、前記図１の形態では、励磁電流による磁束変化が打ち消しあうために検出コイルに励磁電流による信号が加算されないというメリットがある。
【００３９】
以下、さらに本発明の構成および作用原理について従来技術との比較も含めつつ詳細に説明する。
【００４０】
図４には、略長方形状の磁性体を磁性体コアとし、その磁性体コアに巻回されたコイルを有する磁気素子のインダクタンスが周波数にどのように依存するかを調べたグラフの一例が示されている。磁性体コアの長手方向を磁化容易軸とした場合（図中（ａ）のライン）では、１ＭＨｚ以上の周波数でインダクタンスが低下し、１０ＭＨｚにおいてはインダクタンスが１μＨ以下である。これに対して磁性体コアの長手方向を磁化困難軸とした場合（図中（ｂ）のライン）では、１０ＭＨｚ以上の高周波においてもインダクタンスは２０μＨに維持されている。磁気インダクタンス効果を利用する磁界センサにおいては、駆動周波数に比例して、出力が得られる。すなわち高出力を得るためには高周波駆動することが好ましく、そのためには従来公知の磁界センサにおいては、磁性体の長手方向を磁化困難軸（逆にいえば長手方向と直交する方向が磁化容易軸）する必要があった。
【００４１】
これに対して本発明の磁界センサは磁性体コアの長手方向を磁化容易軸としているが、本発明では、さらに、磁性体コアの長手方向に高周波の励磁電流を通電させる機構を備えている。すなわち、図５に示すように磁性体コアに高周波の励磁電流を通電させ、磁化方向を９０度回転させることによりインダクタンスを上昇させる現象を利用している。前記図４の図中（ａ）のラインに示されるように、励磁電流を通電しない状態での１０ＭＨｚのインダクタンスは１μＨ以下であるが、図５に示されるように１００ｍＡの通電によりインダクタンスは２０μＨにまで上昇していた。そして、さらに通電状態でのインダクタンスの周波数依存性は、図４の（ｂ）のラインと全く同じであり、１００ＭＨｚまで高い値を示することが本発明者らによって確認されている。すなわち本発明の磁界センサは、磁性体コアの長手方向を磁化容易軸としているが、高周波駆動が可能であることが分かる。なお、励磁電流は、１０〜１０００ｍＡが好ましく、特に好ましくは１００〜３００ｍＡである。励磁電流が１０ｍＡ未満の励磁では磁化方向の移動が不十分で、１０００ｍＡを超えると磁化が強すぎて外部磁界による変化が小さくなってしまう。
【００４２】
そして、さらに図５には、磁性体コアの長手方向を磁化容易軸とした素子（図中（ａ））に１００ｍＡの励磁電流を印加した状態でのインダクタンスの外部磁界依存性、および磁性体コアの長手方向を磁化困難軸とした素子（図中（ｂ））のインダクタンスの外部磁界依存性を示す。共に外部磁界が印加されない状態（Ｈex＝０）のインダクタンスは２０μＨであるが、（ａ）素子は微少な外部磁界でインダクタンスが急激に減少するのに対して、（ｂ）素子では、ゆるやかに減少する。図５における示されるＡ点は、（ａ）素子の磁化容易軸方向の飽和磁界Ｈkeに相当し、Ｂ点は（ｂ）素子の磁化困難軸方向の飽和磁界Ｈkhに相当する。なお、磁化容易軸方向において理想的にはＨkeは保磁力Ｈceと完全に一致するが、実際の素子においては各種の効果によりＨke≧Ｈceである。
【００４３】
一軸磁気異方性を有する磁性体においては、Ｈce＜＜Ｈkhであるために、本発明の磁界センサは、極めて高い磁界感度を有する。
【００４４】
なお、本発明の磁界センサは、単純にコイルからの出力信号を利用するだけでなく、従来公知の磁界センサで用いられている各種の検出回路を構成することが可能である。例えば、（１）適当なバイアス磁界を使用すること、（２）正負の励磁電流に対して得られた信号の差信号を処理すること、（３）出力信号が一定となるようにコイルに電流を印加しその電流値を処理すること等である。
【００４５】
また、本発明の磁界センサで用いられる略長方形状の強磁性体薄膜（磁性体コア）の磁区構造を安定化させるために、中間層として非磁性層を設け、上下の磁性層を磁気的に結合させるように構成することも好ましい。その際に中間層として導電層を用いることも可能である。この場合には励磁電流は主として中間に位置する導電層を流れることになる。さらには磁区安定のために、高保磁力薄膜を長手方向両端部の近傍に形成することも可能である。
【００４６】
また、本発明の磁界センサは、図２に示されるように公知の有機物、および／または無機物の保護膜７５を最上面に設けることが好ましい。さらに、他の電子部品同様の樹脂封止の処理をすることも可能である。この場合には、磁性体コアに大きな応力がかからないように、樹脂封止をする前に、予め、応力緩和層として封止樹脂とは異なる樹脂で保護層を形成しておくことが望ましい。
【００４７】
また、本発明の磁界センサを２つ組み合わせることで、２軸の磁界センサ、３個組み合わせることで３軸の磁界センサとすることも可能である。この際に、各センサを構成する磁性体コアの電流が流れる方向は、互いに直交する配置となる。２軸の場合には、１枚の基板の表と裏にそれぞれ素子部を形成したり、あるいは２つのセンサを一枚の基板上に積層して形成したりすることも可能である。
【００４８】
なお、上述してきた本発明の磁界センサは、特に好ましくは、薄膜磁気ヘッドと同様の薄膜プロセスにより形成される。
【００４９】
【実施例】
以下に具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
[実験例１]
（実施例１〜４、比較例１〜２）
【００５０】
図３に示されるような磁界サンプルを下記の要領で作製した。
【００５１】
具体的サンプルの作製
【００５２】
表面に酸化皮膜を有するシリコンウエハー基板５の上に下部コイル２１を電気めっき法により形成した。なお、コイル引き出し線は、下部コイル２１作製時に両端とも作製し、歩留まり向上を図っている。次いで、熱硬化ノボラック樹脂からなる下部絶縁層７１上に、ＮｉＦｅＭｏめっき膜（磁歪ほぼゼロ組成）からなる磁性体コアを形成した。この磁性体コアの長さＬは２ｍｍに固定し、幅Ｗ、膜厚ｄは下記表１に示す各種の形状とした。なお、表１において「１００×３」とは幅１００μmの磁性体コアが３個形成され並列に接続されている状態を示す。
【００５３】
磁性膜形成後に、上部絶縁層７２を介して上部コイル２５を形成した。上部コイル２５のフォトレジスト露光時には、レジスト膜厚に分布が生じるため補助露光マスクを用いた。最後に保護層７５として絶縁層を形成し磁界センサとした。
【００５４】
なお磁性体コアのパターニングは、フォトレジスト法によりマスクを用いて露光、現像したレジストパターンを用い、フレームめっき法またはエッチング法により形成した。
【００５５】
なお、実施例１〜実施例４においては、ＮｉＦｅＭｏめっき膜成膜時に、磁性体長手方向に６００Ｇの直流磁界を印加しながら行い、長手方向に誘導磁気異方性を付与した。また比較例１においては反対に素子幅方向に同様の方法で誘導磁気異方性を付与し、比較例２においては回転磁界中で成膜を行い、見かけ上、等方膜とした。同様の成膜方法を行った１ｃｍφのめっき膜の磁気特性（Ｈce、Ｈkh）を振動試料型磁力計で評価した。
【００５６】
さらに、完成した磁界センサの磁性体コアに、周波数５ＭＨｚサイン波形高周波電流を印加し、地磁気（０．３Oe）による出力値を求め、１Ｔ（テスラ）当たりの出力に換算して各サンプル素子を比較した。その結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
0004291455.tif 000002
[実験例２]
【００５８】
ガラス基板上にポリイミド樹脂を全面に塗布し３５０℃で熱硬化処理を行った。熱硬化処理後のポリイミドの膜厚は１μｍであった。この上にスパッタ下地膜を用いて、電気めっき法により下部コイル２１を形成した。なお、不要なスパッタ下地膜はアルゴンイオンミリングにて除去した。この際、ポリイミド膜が全面に塗布されているために、ガラス基板がミリングされることはない。次いで、ノボラック系フォトレジストを用いて、パターンニングした後、熱硬化処理を行い、上部絶縁層を形成した。この際に、同一のフォトレジストフレームを用いて、最初にＮｉＦｅを２μｍ、次ぎに銅を１μｍ、さらにＮｉＦｅを２μｍ成膜し、３層構造とした。この際に、永久磁石により磁性体コアの長手方向に磁場を印加しながら成膜を行い、誘導磁気異方性を長手方向に付与した。磁気コア寸法は等は実施例１と同様とした。磁気コアの上に下部絶縁層と同様な手法で上部絶縁層を設け、さらにこの上に下部コイルと同様な手法で上部コイルを設けた。また、本素子は、ウエハーから切断後、励磁電流発生回路、信号処理回路が設けられている半導体基板の所定のパッドとワイヤーボンダーにより、電気的に接続させ、さらにエポキシ樹脂により、半導体基板との一体化モジュールとして評価を進めた。その結果、この磁界センサモジュールにおいては、前記実施例１と同等の出力であったが、ノイズ成分が５０％低減したこと、すなわち、信号／ノイズの比であるＳ／Ｎでは２倍の改善がなされたことが確認できた。
【００５９】
【発明の効果】
上記の結果より本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の磁界センサは、略長方形状の磁性体コアを有し、当該磁性体コアの長手方向と同一方向の外部磁界成分を検出する磁界センサであって、前記磁性体コアの長手方向両端部には高周波電流を通電するための通電部が形成されており、前記磁性体コア周辺近傍には導体コイルが巻かれ、当該導体コイルを用い、前記磁界成分を検出できるようになっており、前記磁性体コアは、その長手方向が磁化容易軸方向である磁気異方性を有してなるように構成されているので、従来のセンサと比べて、極めて高感度となり、しかも小型化が図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁界センサの好適な一例を概略的に示した斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図３】本発明の磁界センサの好適な一例を概略的に示した斜視図である。
【図４】一軸磁気異方性を示す磁性体コアを用いた素子のインダクタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図５】本発明の磁界センサの励磁電流に対するインダクタンス変化を示すグラフである。
【図６】本発明の磁界センサ(ライン（ａ）)と従来の磁界センサ（ライン（ｂ））のインダクタンスの外部磁界依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
１…磁界センサ
５…基板
９…高周波電源
１１、１２、１３、１４…磁性体コア
２０…導体コイル
４１，４２…通電部
５１、５２…電極端子
【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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