JP2001119081A - 磁気インピーダンス効果素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気インピーダンス効果素子の感磁部の形状
をワイヤーから薄膜あるいは薄帯に変更すると、磁界検
出感度は、感磁部をワイヤーで形成したときに比べて、
十数分の一に低下してしまっていた。 【解決手段】磁気インピーダンス効果素子Ｍの感磁部２
を薄膜あるいは薄帯として形成するときに、感磁部２の
素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ／Ｌを
０．１以下にすることにより、磁気インピーダンス効果
素子の磁界検出感度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁界センサとして
利用できる磁気インピーダンス効果素子に係り、特に、
バイアス磁界を小さくしても、良好な磁界検出感度を有
する磁気インピーダンス効果素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報機器、計測機器、制御機器な
どの急速な発展に伴って、従来の磁束検出型のものより
更に小型、高感度且つ高速応答性（高周波動作）の磁界
センサが求められ、磁気インピーダンス効果（Ｍａｇｎ
ｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ−Ｅｆｆｅｃｔ）を有する
素子（磁気インピーダンス効果素子）が注目されるよう
になってきている。

【０００３】ワイヤ状に形成された軟磁性材料からなる
感磁部に微少高周波電流を通電すると、前記感磁部の両
端にインピーダンスによる出力電圧が発生する。微少高
周波電流を通電した軟磁性材料からなる感磁部に、外部
磁界を印加すると感磁部のインピーダンスが敏感に変化
して、出力電圧が変化することを、磁気インピーダンス
効果という。

【０００４】磁気インピーダンス効果素子とは、磁気イ
ンピーダンス効果を利用して外部磁界の大きさ又は方向
を検出することができる素子のことである。

【０００５】外部磁界の印加による軟磁性材料からなる
感磁部のインピーダンスの変化は、磁性材料に交流電流
を通電したときに、交流電流がその表面近くを流れよう
とする「表皮効果」が、外部磁界によって変化するため
であることが知られている。

【０００６】具体的には、磁気インピーダンス効果と
は、図２２に示す閉回路において、ワイヤ状の感磁部Ｍ
ｉに電源ＥａｃからＭＨｚ帯域の交流電流Ｉａｃを印加
している状態で、感磁部Ｍｉの素子長さ方向に外部磁界
Ｈｅｘが印加されると、感磁部Ｍｉ両端に素材固有のイ
ンピーダンスによる出力電圧Ｅｍｉが発生し、出力電圧
Ｅｍｉの振幅が外部磁界Ｈｅｘの強度に対応して数１０
％の範囲で変化する、すなわちインピーダンス変化を起
こす現象をいう。

【０００７】また、磁気インピーダンス効果素子は、
８．０×１０^-4Ａ／ｍ程度の高分解能を有する微弱磁界
センサが得られるという特性や、数ＭＨｚ以上の励磁が
可能であるために数百ＭＨｚの高周波励磁を振幅変調の
キャリアとして自由に使用でき、磁界センサとして使用
するときに、遮断周波数を１０ＭＨｚ以上に設定するこ
とが容易であるという特性や、消費電力を１０ｍＷ以下
にすることができるという特性を持つ。

【０００８】磁気インピーダンス効果素子の感磁部に
は、当初アモルファスワイヤーが用いられていた。しか
し、アモルファスワイヤーは材料としての生産性には優
れているが、磁界センサへの応用には、不適当な特性を
多く有する。

【０００９】たとえば、記録波長が数μｍ以下の記録媒
体に対して数十μｍ以下の円形の先端では、先端部にお
ける形状的損失により磁束を素子に吸収できないこと、
また、交流電流を流すための配線材を接続するための電
極部の形成が困難であること、数十μｍの径のワイヤー
は、曲がりやすく、素子の位置合わせが困難であるこ
と、または、壊れやすいことといった問題点があった。

【００１０】そこで、磁気インピーダンス効果素子の感
磁部を、軟磁性薄膜や軟磁性薄帯で構成することによ
り、前記感磁部を任意の厚さや幅、長さで形成すること
を可能にし、上記の問題点を解決することが提案されて
いる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気インピー
ダンス効果素子の感磁部の形状をワイヤーから薄膜ある
いは薄帯に変更すると、磁区構造などの磁気特性が変化
し、磁気インピーダンス効果特性も変化する。

【００１２】例えば、磁気インピーダンス効果素子の感
磁部を軟磁性薄膜として形成したときの、磁界検出感度
は、感磁部をワイヤーで形成したときに比べて、十数分
の１に低下する。

【００１３】また、従来の磁気インピーダンス効果素子
は、感磁部に比較的大きなバイアス磁界を与えることが
必要であった。

【００１４】図２３は、従来の磁気インピーダンス効果
素子の磁気インピーダンス効果特性を示すグラフであ
る。

【００１５】従来の磁気インピーダンス効果素子を用い
て図２２の回路を構成した。感磁部Ｍｉに駆動交流電源
Ｅａｃから駆動交流電流Ｉａｃを与えた状態で、外部磁
界Ｈｅｘを、磁気インピーダンス効果素子Ｍｉの素子長
手方向に印加する。印加した外部磁界Ｈｅｘの大きさを
変化させつつ、出力電圧Ｅｍｉを測定すると図２３のよ
うなグラフが得られる。

【００１６】図２３の磁気インピーダンス効果特性を示
すグラフは、外部磁界Ｈｅｘの大きさがＨｐ₊あるいは
Ｈｐ_-であるときの出力電圧Ｅｍｉの値を示す点を頂点
とする双峰形状をなしている。また、Ｈｐ₊とＨｐ_-の絶
対値の大きさは、ほとんど等しい。

【００１７】図２３をみると、外部磁界Ｈｅｘの大きさ
がＨｐ₊、あるいはＨｐ_-に近づくにつれて、出力電圧Ｅ
ｍｉの変化率が大きくなっている。すなわち、外部磁界
Ｈｅｘの検出感度は、外部磁界Ｈｅｘの大きさがＨｐ₊
あるいはＨｐ_-付近にあるときに良好になる。一方、外
部磁界Ｈｅｘの大きさが０付近であるときの、出力電圧
Ｅｍｉの変化率は小さく、外部磁界Ｈｅｘの検出感度が
低い。

【００１８】したがって、磁気インピーダンス効果素子
を磁気センサとして用いるときには、外部磁界Ｈｅｘ＝
０付近における外部磁界Ｈｅｘの検出感度を良好にする
ために、感磁部Ｍｉの素子長手方向に、例えば、大きさ
Ｈ_B1あるいは、Ｈ_B2のバイアス磁界を印加して、磁気イ
ンピーダンス効果特性を示すグラフを、外部磁界Ｈｅｘ
の軸方向にシフトさせ、出力電圧の変化率が大きい部分
が、外部磁界Ｈｅｘ＝０の軸上に来るようにしていた。

【００１９】感磁部Ｍｉにバイアス磁界を印加する方法
としては、図２４のように、感磁部Ｍｉの周囲にコイル
Ｃを適宜巻き数だけ巻回し、このコイルＣに直流電流Ｉ
ｄｃを流すことにより、バイアス磁界Ｈ_Bを発生させ
て、感磁部Ｍｉの素子長手方向に印加していた。

【００２０】従来の磁気インピーダンス効果素子では、
前述のＨｐ₊またはＨｐ_-の大きさが、おおよそ、４００
〜４８０（Ａ／ｍ）程度であった。このとき、外部磁界
Ｈｅｘ＝０付近における外部磁界Ｈｅｘの検出感度を良
好にするために、感磁部Ｍｉの素子長手方向に印加する
バイアス磁界Ｈ_Bの大きさは、例えば、Ｈ_B1＝４８０〜
５６０（Ａ／ｍ）であった。このように、バイアス磁界
Ｈ_Bの大きさが、４８０〜５６０（Ａ／ｍ）も必要であ
ると、コイルＣの巻回数も増えて、工程が複雑になる。
感磁部Ｍｉの大きさは、長さ数ｍｍ、幅数百μｍと微少
であり、このような微少な感磁部の周囲にコイルＣを巻
回する工程は特に複雑である。

【００２１】また、コイルＣの巻回数が増えると、磁気
インピーダンス効果素子が大型化するという問題も生じ
る。したがって、磁気インピーダンス効果素子を磁気ヘ
ッドや微弱磁界検出器に適用する際に必要な小型化の障
害となる。

【００２２】さらに、バイアス磁界Ｈ_Bを発生させるた
めにコイルＣにあたえる直流電流Ｉｄｃも大きくする必
要があり、磁気インピーダンス効果素子の省電力化の障
害となっていた。

【００２３】本発明は、上記従来の課題を解決するため
のものであり、磁気インピーダンス効果素子の感磁部を
薄膜あるいは薄帯として形成した場合でも、磁界検出感
度が良好であり、印加するバイアス磁界の大きさを小さ
くでき、小型化および省電力化の容易な磁気インピーダ
ンス効果素子およびその製造方法を提供することを目的
とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気インピー
ダンス効果を有する軟磁性薄膜または薄帯を有する感磁
部と、前記感磁部に駆動交流電流を与えるための電極部
を有する磁気インピーダンス効果素子において、駆動交
流電流が与えられている前記感磁部の素子長手方向に外
部磁界を印加したときに、前記感磁部の両端からの出力
電圧を最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値が４０
０（Ａ／ｍ）以下であることを特徴とするものである。

【００２５】本発明では、駆動交流電流が与えられてい
る前記感磁部の素子長手方向に外部磁界を印加したとき
に、前記感磁部の両端からの出力電圧を最大とする前記
外部磁界の大きさの絶対値を小さくすることができる。

【００２６】前述したように、駆動交流電流が与えられ
ている前記感磁部の素子長手方向に前記外部磁界を印加
し、この外部磁界の大きさを変化させたときの、前記感
磁部からの出力電圧の変化率は、出力電圧が最大値とな
る付近で最も大きくなる。従って、前記感磁部からの出
力電圧を最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値が小
さくなっていくと、前記外部磁界の大きさが０付近であ
るときの、出力電圧の変化率が大きくなる。したがっ
て、感磁部に与えるバイアス磁界の大きさを小さくする
ことができる。

【００２７】特に、前記感磁部の両端からの出力電圧を
最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値が４００（Ａ
／ｍ）以下になると、磁気インピーダンス効果素子の周
辺に、或いは磁気インピーダンス効果素子に重ねて、形
成された磁性材料からなる磁性体から発生する磁界を、
バイアス磁界として用いることが可能になる。

【００２８】また、バイアス磁界を前記感磁部の周囲に
巻回するコイルによって与える場合でも、前記コイルの
巻回数が少なくなり、感磁部を製造する際の工程を簡略
化することができるようになる。

【００２９】また、磁気インピーダンス効果素子を磁気
ヘッドや微弱磁界検出器に適用する際に必要な小型化も
容易になる。

【００３０】さらに、前記バイアス磁界を発生させるた
めに前記コイルに与える直流電流も小さくすることがで
きるので、磁気インピーダンス効果素子の省電力化も容
易になる。

【００３１】なお、上記感磁部は、通常、略長方形状も
しくは直線状に形成されるが、Ｕ字型や、つづら折れ状
に形成してもよい。このときの素子長手方向とは、前記
感磁部の中のもっとも長い直線部分の延長方向であり、
駆動交流電流によって発生する磁界の励磁方向に対して
垂直な方向に一致する。

【００３２】また、前記感磁部の両端からの出力電圧を
最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値が３２０（Ａ
／ｍ）以下であることが好ましく、より好ましくは、前
記感磁部の両端からの出力電圧を最大とする前記外部磁
界の大きさの絶対値が１６０（Ａ／ｍ）以下であること
である。

【００３３】なお、前記感磁部の両端からの出力電圧を
最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値が上述した範
囲にある磁気インピーダンス効果素子において、前記感
磁部を構成する軟磁性薄膜または薄帯は単磁区構造或い
は多磁区構造を有し、各磁区において磁気モーメントの
素子長手方向の成分と素子幅方向の成分を比較したとき
に、前記素子長手方向の成分の方が大きい磁区の総面積
と、前記素子幅方向の成分の方が大きい磁区の総面積が
等しいものであること、または、前記素子長手方向の成
分の方が大きい磁区の総面積が、前記素子幅方向の成分
の方が大きい磁区の総面積より大きいものであることが
好ましい。

【００３４】さらに、前記感磁部の両端からの出力電圧
を最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値が上述した
範囲にある磁気インピーダンス効果素子において、前記
感磁部の素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ
／Ｌが、０．１以下であることが好ましい。

【００３５】なお、前記感磁部がＵ字型、つづら折れ状
に形成される場合には、前記感磁部の素子長手方向を向
いた部位の長さの総和が素子長さＬとなる。このときの
素子長手方向とは、前記感磁部の中のもっとも長い直線
部分の延長方向であり、駆動交流電流によって発生する
磁界の励磁方向に対して垂直な方向に一致する。

【００３６】また、本発明は、磁気インピーダンス効果
を有する軟磁性薄膜または薄帯を有する感磁部と、前記
感磁部に駆動交流電流を与えるための電極部を有する磁
気インピーダンス効果素子において、前記感磁部を構成
する軟磁性薄膜または薄帯は、単磁区構造或いは多磁区
構造を有し、各磁区において磁気モーメントの素子長手
方向の成分と素子幅方向の成分を比較したときに、前記
素子長手方向の成分の方が大きい磁区の総面積と、前記
素子幅方向の成分の方が大きい磁区の総面積が等しいこ
とを特徴とするものである。

【００３７】本発明のように、前記軟磁性薄膜または薄
帯が、単磁区構造或いは多磁区構造を有し、各磁区にお
いて磁気モーメントの素子長手方向の成分と素子幅方向
の成分を比較したときに、前記素子長手方向の成分の方
が大きい磁区の総面積と、前記素子幅方向の成分の方が
大きい磁区の総面積が等しくなっていると、前記軟磁性
薄膜または薄帯の、全体としての磁気異方性の方向がほ
ぼ等方的な状態になる。

【００３８】つまり、前記軟磁性薄膜または薄帯の磁気
モーメントがある方向に固定されにくくなり、前記軟磁
性薄膜または薄帯を有する前記感磁部が交流電流によっ
て励磁されたときに、軟磁性薄膜または薄帯の磁気モー
メントの方向を変化させやすくなる。すなわち、軟磁性
薄膜または薄帯の素子幅方向の透磁率μが増加し、前記
外部磁界を印加しないときに、軟磁性薄膜または薄帯の
素子幅方向の透磁率μが最大値をとる。軟磁性薄膜また
は薄帯の素子幅方向の透磁率μが最大値をとるとき、軟
磁性薄膜または薄帯のインピーダンスの大きさＺが最大
となり、前記感磁部の両端からの出力電圧も最大にな
る。すなわち、前記感磁部の両端からの出力電圧を最大
にさせる外部磁界の大きさの絶対値が０に近くなる。

【００３９】あるいは、本発明は、磁気インピーダンス
効果を有する軟磁性薄膜または薄帯を有する感磁部と、
前記感磁部に駆動交流電流を与えるための電極部を有す
る磁気インピーダンス効果素子において、前記感磁部を
構成する軟磁性薄膜または薄帯は、単磁区構造或いは多
磁区構造を有し、各磁区において磁気モーメントの素子
長手方向の成分と素子幅方向の成分を比較したときに、
前記素子長手方向の成分の方が大きい磁区の総面積が、
前記素子幅方向の成分の方が大きい磁区の総面積より大
きいことを特徴とするものである。

【００４０】前記軟磁性薄膜または薄帯の各磁区におい
て、磁気モーメントの素子長手方向の成分と素子幅方向
の成分を比較したときに、前記素子長手方向の成分の方
が大きい磁区の総面積が、前記素子幅方向の成分の方が
大きい磁区の総面積より大きい場合においても、前記感
磁部を構成する軟磁性薄膜または薄帯の磁気異方性の方
向を全体として等方的な状態に近い状態にすることがで
き、前記素子幅方向の成分の方が大きい磁区の総面積
と、前記素子長手方向の成分の方が大きい磁区の総面積
とが、等しい磁区構造の感磁部を有する磁気インピーダ
ンス効果素子と同等の磁界検出感度を得ることができ
る。

【００４１】また、前記感磁部を構成する軟磁性薄膜ま
たは薄帯の磁気異方性の方向が全体として等方的な状態
に近い状態であると、前記感磁部の素子長手方向にわず
かに外部磁界を印加するだけで、前記軟磁性薄膜または
薄帯の磁気異方性の方向を全体としてほぼ等方的な状態
にさせることができ、前記感磁部の素子幅方向の透磁率
μを最大にさせることができ、さらに前記感磁部の両端
からの出力電圧を最大にさせることができる。すなわ
ち、前記感磁部の両端からの出力電圧を最大にさせる外
部磁界の大きさの絶対値を小さくさせることができる。

【００４２】なお、上記感磁部は、通常、略長方形状も
しくは直線状に形成されるが、Ｕ字型や、つづら折れ状
に形成してもよい。このときの素子長手方向とは、前記
感磁部の中のもっとも長い直線部分の延長方向であり、
駆動交流電流によって発生する磁界の励磁方向に対して
垂直な方向に一致する。

【００４３】なお、上述した磁区構造の軟磁性薄膜また
は薄帯を有する磁気インピーダンス効果素子において、
駆動交流電流が与えられている前記感磁部の素子長手方
向に外部磁界を印加したときに、前記感磁部の両端から
の出力電圧を最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値
が４００（Ａ／ｍ）以下であることが好ましい。

【００４４】さらに、上述した磁区構造の軟磁性薄膜ま
たは薄帯を有する磁気インピーダンス効果素子におい
て、前記感磁部の素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペク
ト比）Ｗ／Ｌが、０．１以下であることが好ましい。

【００４５】また、本発明は、磁気インピーダンス効果
を有する軟磁性薄膜または薄帯を有する感磁部と、前記
感磁部に、駆動交流電流を与えるための電極部を有する
磁気インピーダンス効果素子において、前記感磁部の素
子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ／Ｌが、
０．１以下であることを特徴とするものである。

【００４６】本発明の発明者は、磁気インピーダンス効
果素子の感磁部を形成するときに、前記感磁部の素子幅
Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ／Ｌを小さくし
ていくと、磁気インピーダンス効果素子の磁界検出感度
が向上することを見出した。特に、前記アスペクト比
が、０．１以下になると、磁気インピーダンス効果素子
の磁界検出感度が著しく向上することを見出した。

【００４７】前記感磁部は高周波数の交流電流によって
励磁されるので、表皮効果が強く現れる。このとき、前
記感磁部の素子幅Ｗ、素子長さＬ、比抵抗ρ、励磁周波
数ω、素子幅方向の透磁率μと前記感磁部のインピーダ
ンスの大きさ｜Ｚ｜との間には、次の（数１）によって
示される関係がある。

【００４８】

【数１】

【００４９】（数１）から、前記感磁部の素子幅Ｗ、素
子長さＬ、比抵抗ρ、励磁周波数ωを一定としたとき、
前記感磁部のインピーダンスの大きさ｜Ｚ｜は、素子幅
方向の透磁率μの１／２乗に比例することがわかる。素
子長手方向に交流電流が与えられ、素子幅方向に励磁さ
れている前記感磁部の素子長手方向に、外部磁界が印加
されると、前記感磁部の素子幅方向の透磁率μが変化
し、前記感磁部のインピーダンスの大きさ｜Ｚ｜が変化
する。この、前記感磁部のインピーダンスの大きさ｜Ｚ
｜の変化を測定することにより、前記感磁部に印加され
た前記外部磁界を検知する。

【００５０】アスペクト比Ｗ／Ｌが小さくなると、素子
幅方向の透磁率μの変化に対するインピーダンスの大き
さ｜Ｚ｜の変化率が大きくなる。すなわち、前記感磁部
の両端から引き出される出力電圧の大きさの変化が大き
くなり、磁気インピーダンス効果素子の磁界検出感度が
向上する。

【００５１】また、本発明では、前記感磁部の素子幅Ｗ
と素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ／Ｌが、０．０５
以下であることが好ましく、より好ましくは、前記感磁
部の素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ／Ｌ
が、０．０３以下であることである。

【００５２】なお、前記感磁部がＵ字型、つづら折れ状
に形成される場合には、前記感磁部の素子長手方向を向
いた部位の長さの総和が素子長さＬとなる。このときの
素子長手方向とは、前記感磁部の中のもっとも長い直線
部分の延長方向であり、駆動交流電流によって発生する
磁界の励磁方向に対して垂直な方向に一致する。

【００５３】なお、上述したアスペクト比の感磁部を有
する磁気インピーダンス効果素子において、前記感磁部
を構成する軟磁性薄膜または薄帯は、単磁区構造或いは
多磁区構造を有し、各磁区において磁気モーメントの素
子長手方向の成分と素子幅方向の成分を比較したとき
に、前記素子長手方向の成分の方が大きい磁区の総面積
と、前記素子幅方向の成分の方が大きい磁区の総面積が
等しいものであること、または、前記素子長手方向の成
分の方が大きい磁区の総面積が、前記素子幅方向の成分
の方が大きい磁区の総面積より大きいものであることが
好ましい。

【００５４】さらに、上述したアスペクト比の感磁部を
有する磁気インピーダンス効果素子において、駆動交流
電流が与えられている前記感磁部の素子長手方向に外部
磁界を印加したときに、前記感磁部の両端からの出力電
圧を最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値が４００
（Ａ／ｍ）以下であることが好ましい。

【００５５】また、本発明の磁気インピーダンス効果素
子が、前記感磁部の素子長手方向と平行な方向にバイア
ス磁界を印加する磁性体を有するものであると、製造工
程を簡略化でき、小型化が容易で、かつ消費電力を少な
くすることができるので好ましい。

【００５６】前記磁気インピーダンス素子の感磁部は、
軟磁気特性を備えた強磁性体の薄膜または薄帯を有する
ことが必要である。また、１ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周
波領域において透磁率μが高くなくてはならない。さら
に、外部磁界（放送電波の磁界成分）によって軟磁性薄
膜に応力がかかって磁気特性が劣化しないように、磁歪
定数λが小さいことが好ましい。

【００５７】前記軟磁性薄膜が、このような性質を備え
た薄膜磁性体として形成されるために、前記軟磁性薄膜
が以下に示すような微結晶軟磁性合金薄膜として形成さ
れることが好ましい。

【００５８】１．組成式が、Ｆｅ_hＭ_iＯ_jで表され、ア
モルファス構造を主体とした微結晶軟磁性合金薄膜。

【００５９】ただし、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｗと希土類元素から選ばれる１種あるいは２
種以上の元素であり、ｈ、ｉ、ｊはａｔ％で、４５≦ｈ
≦７０、５≦ｉ≦３０、１０≦ｊ≦４０、ｈ＋ｉ＋ｊ＝
１００の関係を満足するもの。

【００６０】Ｆｅは大きい飽和磁束密度Ｂｓを得るため
のものであり、ＭはＯと化合し、比抵抗ρを大きくする
ためのものである。ｈ、ｉ、ｊが上記範囲であると、飽
和磁束密度Ｂｓ、比抵抗ρ、透磁率μが大きい軟磁性合
金を得ることができ、ｈ、ｉ、ｊが上記範囲を外れる
と、軟磁気特性が劣化する。

【００６１】なお、上記組成において元素Ｍが希土類元
素から選ばれる１種あるいは２種以上の元素である場合
には、ｈ、ｊはａｔ％で５０≦ｈ≦７０、１０≦ｊ≦３
０であることがより好ましい。

【００６２】２．組成式が、（Ｃｏ_1-cＴ_c）_xＭ_yＸ_zＯ_w
で表される微結晶軟磁性合金薄膜。ただし、元素Ｔは、
Ｆｅ、Ｎｉのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素
であり、元素Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，
Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元
素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏ
ｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種以
上の元素であり、組成比は、ｃが、０≦ｃ≦０．７、
ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、０≦ｚ≦２
０、７≦ｗ≦４０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の関係を満
足し、残部がｘであるもの。

【００６３】なお、軟磁性合金は、元素Ｍの酸化物を多
量に含むアモルファス相に、Ｃｏと元素Ｔを主体とする
微結晶相が混在し、さらに微結晶相は、元素Ｍの酸化物
を含んだ構造を有するものであるとより好ましい。

【００６４】３．組成式が、Ｔ_100-d-e-f-gＸ_dＭ_eＺ_fＱ
_gで表され、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣｏ、ｂｃｃ
−Ｃｏの１種または２種以上の結晶粒を主体とした微結
晶軟磁性合金薄膜。

【００６５】ただし、元素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどち
らか一方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｘは、Ｓ
ｉ、Ａｌのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素で
あり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種または２種以上の元素であ
り、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうちどちらか一方あるいは両方
を含む元素であり、Ｑは、Ｃｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎ
ｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選ばれる１種または２種以上
の元素であり、ｄ、ｅ、ｆ、ｇはａｔ％で、０≦ｄ≦２
５、１≦ｅ≦１０、０．５≦ｆ≦１５、０≦ｇ≦１０の
関係を満足するもの。

【００６６】ｄ、ｅ、ｆ、ｇが上記範囲内にあれば、透
磁率μが大きく、保磁力Ｈｃも低く、磁歪定数λも小さ
い軟磁性合金薄膜を得ることができる。

【００６７】４．組成式が、Ｔ_{100-p-q-e-f-g}Ｓｉ_pＡｌ
_qＭ_eＺ_fＱ_gで表され、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣ
ｏ、ｂｃｃ−Ｃｏの１種または２種以上の結晶粒を主体
とした微結晶軟磁性合金薄膜。

【００６８】ただし、元素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどち
らか一方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｍは、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれ
る１種または２種以上の元素であり、元素Ｚは、Ｃ、Ｎ
のうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、Ｑ
は、Ｃｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ
から選ばれる１種または２種以上の元素であり、ｐ、
ｑ、ｅ、ｆ、ｇはａｔ％で、８≦ｐ≦１５、０≦ｑ≦１
０、１≦ｅ≦１０、０．５≦ｆ≦１５、０≦ｇ≦１０の
関係を満足するもの。

【００６９】ｐ、ｑ、ｅ、ｆ、ｇが上記範囲内にあれ
ば、透磁率μが大きく、保磁力Ｈｃも低く、磁歪定数λ
も小さい軟磁性合金を得ることができる。

【００７０】また、前記感磁部が、以下に示すような非
晶質軟磁性合金薄膜または薄帯として形成されていても
よい。

【００７１】５．組成式が、（Ｆｅ_1-aＣｏ_a）_100-x-y
（Ｓｉ_1-bＢ_b）_xＭ_yで示される非晶質軟磁性合金薄膜ま
たは薄帯。

【００７２】ただし、ＭはＣｒ、Ｒｕのうちいずれか一
方、あるいは両方を含む元素であり、組成比を表すａ、
ｂは０．０５≦ａ≦０．１、０．２≦ｂ≦０．８であ
り、ｘ、ｙはａｔ％で１０≦ｘ≦３５、０≦ｙ≦７の関
係を満足するもの。

【００７３】前記（Ｆｅ_1-aＣｏ_a）_100-x-y（Ｓｉ_1-bＢ
_b）_xＭ_y系の軟磁性合金薄膜又は薄帯では、ａが０．０
５≦ａ≦０．１の範囲を越えると、磁歪が大きくなるの
で好ましくない。また、ｂが０．２≦ｂ≦０．８の範囲
を越えると、非晶質化が困難になり好ましくない。さら
に、ｘが１０≦ｘ≦３５の範囲を越えると非晶質化が困
難になり好ましくない。また、ｘ＞３５であると磁気特
性が劣化するので好ましくない。

【００７４】６．組成式が、Ｃｏ_lＴａ_mＨｆ_nで表さ
れ、アモルファス構造を主体にした非晶質軟磁性合金薄
膜。

【００７５】ただし、ｌ、ｍ、ｎはａｔ％で、７０≦ｌ
≦９０、５≦ｍ≦２１、６．６≦ｎ≦１５、１≦ｍ／ｎ
≦２．５の関係を満足するもの。

【００７６】前記Ｃｏ_lＴａ_mＨｆ_n系の軟磁性合金薄膜
においては、飽和磁束密度ＢｓはＣｏの含有量に依存し
ており、高い飽和磁束密度Ｂｓを得るには、７０≦ｌで
あることが必要である。しかし、ｌ＞９０であると、比
抵抗ρが低くなるので好ましくない。

【００７７】ＴａおよびＨｆは軟磁気特性を得るための
元素であり、５≦ｍ≦２１、６．６≦ｎ≦１５とするこ
とにより、飽和磁束密度Ｂｓが大きく、比抵抗ρも大き
い軟磁性材料を得ることができる。また、Ｈｆは、Ｃｏ
−Ｔａ系において発生する負の磁歪定数λを解消するた
めの元素でもある。磁歪定数λは、Ｔａの含有量とＨｆ
の含有量の比に依存し、１≦ｍ／ｎ≦２．５の範囲内で
あると、磁歪定数λを良好に解消することができる。

【００７８】７．組成式が、Ｃｏ_aＺｒ_bＮｂ_cで表され
るアモルファス構造を主体とした非晶質軟磁性合金薄
膜。

【００７９】ただし、ａ、ｂ、ｃはａｔ％で、７８≦ａ
≦９１、０．５≦ｂ／ｃ≦０．８の関係を満足するも
の。

【００８０】飽和磁束密度ＢｓはＣｏの濃度に依存し、
Ｂｓを大きくするためには、７８≦ａ≦９１にする必要
がある。ａ＞９１であると、耐食性が低下すると共にア
モルファス構造になりにくくなり、結晶化し始めるので
好ましくない。また、ａ＜７８であると、Ｃｏどうしが
隣接する割合が減り、軟磁気特性を示しにくくなるので
好ましくない。透磁率μも、Ｃｏの濃度に依存し、７８
≦ａ≦９１の範囲で高い値を示す。

【００８１】また、本発明の磁気インピーダンス効果素
子の製造方法は、（ａ）非磁性材料からなる基板上に、
軟磁性薄膜を一定方向の静磁場中で成膜する工程と、
（ｂ）前記軟磁性薄膜を、前記（ａ）の工程において静
磁場がかけられた方向が素子幅方向となるように、ま
た、磁気インピーダンス効果素子の形成後、前記磁気イ
ンピーダンス効果素子の感磁部の素子長手方向に、駆動
交流電流を与えつつ外部磁界を印加したときに、前記感
磁部の両端からの出力電圧を最大とする前記外部磁界の
大きさの絶対値が４００（Ａ／ｍ）以下になるように、
素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ／Ｌを設
定してパターン形成する工程と、を有することを特徴と
するものである。

【００８２】本発明の製造方法では、（ａ）の工程にお
いて、静磁場中で前記感磁部を形成し、その後（ｂ）の
工程で、前記感磁部をパターン形成することにより、前
記感磁部の素子長手方向に発生する形状磁気異方性と素
子幅方向の磁気異方性とをほぼ拮抗させることができ
る。

【００８３】前記感磁部の両端からの出力電圧を最大と
する前記外部磁界の大きさの絶対値が４００（Ａ／ｍ）
以下になるように、前記感磁部を構成する軟磁性薄膜の
アスペクト比を設定すると、前記感磁部にバイアス磁界
を与えるための前記感磁部の周囲に巻回するコイルの巻
回数も少なくなり、磁気インピーダンス効果素子を製造
する際の工程を簡略化することができるようになる。ま
た、磁気インピーダンス効果素子を磁気ヘッドや微弱磁
界検出器に適用する際に必要な小型化も容易になる。さ
らに、前記バイアス磁界を発生させるために前記コイル
に与える直流電流も小さくすることができるので、磁気
インピーダンス効果素子の省電力化も容易になる。

【００８４】また、前記感磁部の両端からの出力電圧を
最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値が４００（Ａ
／ｍ）以下であれば、磁気インピーダンス効果素子の周
辺に、或いは磁気インピーダンス効果素子に重ねて、形
成された磁性材料からなる磁性体から発生する磁界を、
バイアス磁界として用いることが可能になる。

【００８５】また、前記（ｂ）の工程の後に、（ｃ）前
記（ｂ）の工程でパターン形成された軟磁性薄膜を、こ
の感磁部の素子幅方向の静磁場中、回転磁場中、または
無磁場中で熱処理する工程を有すると、前記感磁部の素
子長手方向に発生する形状磁気異方性と素子幅方向の磁
気異方性とをほぼ拮抗させることが容易になるので好ま
しい。

【００８６】また、本発明の磁気インピーダンス効果素
子の製造方法は、（ｄ）非磁性材料からなる基板上に、
軟磁性薄膜を一定方向の静磁場中で成膜する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）の工程で形成された軟磁性薄膜を、前
記軟磁性薄膜に対する方向が前記（ｄ）の工程において
かけられた静磁場の方向と同じである静磁場中、回転磁
場中、または無磁場中で熱処理する工程と、（ｆ）前記
軟磁性薄膜を、前記（ｄ）および／または（ｅ）の工程
においてかけられた静磁場の方向が素子幅方向となるよ
うに、また、磁気インピーダンス効果素子の形成後、前
記磁気インピーダンス効果素子の感磁部の素子長手方向
に、駆動交流電流を与えつつ外部磁界を印加したとき
に、前記感磁部の両端からの出力電圧を最大とする前記
外部磁界の大きさの絶対値が４００（Ａ／ｍ）以下にな
るように、素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）
Ｗ／Ｌを設定して、パターン形成する工程と、を有する
ことを特徴とするものである。

【００８７】先述した製造方法では、前記軟磁性薄膜の
成膜を静磁場中で行い、パターン形成した後に、前記軟
磁性薄膜を静磁場中、回転磁場中、または無磁場中で熱
処理していたが、本発明のように、前記軟磁性薄膜の成
膜を静磁場中で行った直後に、前記軟磁性薄膜を静磁場
中、回転磁場中、または無磁場中で熱処理し、その後前
記軟磁性薄膜をパターン形成するようにしても、前記軟
磁性薄膜の素子長手方向に発生する形状磁気異方性と素
子幅方向の磁気異方性とをほぼ拮抗させることを容易に
することができる。

【００８８】このように、本発明の前記（ａ）または
（ｄ）の工程における静磁場中成膜、及び（ｃ）または
（ｅ）の工程における静磁場中、回転磁場中、または無
磁場中での熱処理は、前記軟磁性薄膜の素子長手方向に
発生する形状磁気異方性と素子幅方向の磁気異方性とを
ほぼ拮抗させ、前記感磁部の磁気異方性の方向を全体と
してほぼ等方的な状態にさせるために行われる。

【００８９】すなわち、本発明では、前記磁場中成膜及
び熱処理工程は、アスペクト比Ｗ／Ｌを小さくさせたと
きにおいても、素子幅方向の透磁率μを高く維持するた
めに行われるのであり、単に軟磁性薄膜の素子幅方向に
磁気異方性を持たせるためだけのものではない。

【００９０】なお、前記（ａ）または前記（ｄ）の工程
において、前記静磁場強度を８００（Ａ／ｍ）以上に設
定することが好ましい。また、前記静磁場強度を４８０
０（Ａ／ｍ）以上に設定することがより好ましい。

【００９１】また、前記（ｂ）または前記（ｆ）の工程
において、前記感磁部のアスペクト比を、０．１以下に
なるように形成することが好ましい。

【００９２】素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト
比）Ｗ／Ｌが０．１以下である感磁部を形成することに
より、磁界検出感度が向上した磁気インピーダンス効果
素子を製造することができる。

【００９３】あるいは、本発明の磁気インピーダンス効
果素子の製造方法は、（ｇ）軟磁性材料の溶融合金を冷
却ロール上に射出させて接触急冷することにより軟磁性
薄帯を形成する工程と、（ｈ）前記（ｇ）の工程によっ
て形成された軟磁性薄帯を切断し、磁気インピーダンス
効果素子の形成後、前記磁気インピーダンス効果素子の
感磁部の素子長手方向に、駆動交流電流を与えつつ外部
磁界を印加したときに、前記感磁部の両端からの出力電
圧を最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値が４００
（Ａ／ｍ）以下になるように、素子幅Ｗと素子長さＬの
比（アスペクト比）Ｗ／Ｌを設定して、パターン形成す
る工程と、（ｉ）前記（ｈ）の工程によって形成された
軟磁性薄帯を基板上に、接着する工程と、（ｊ）前記軟
磁性薄帯を、素子幅方向の静磁場中で熱処理する工程
と、を有することを特徴とするものである。

【００９４】このように、前記感磁部を、軟磁性材料の
溶融合金から形成された軟磁性薄帯を用いて形成しても
よい。

【００９５】また、前記（ｈ）の工程において、前記軟
磁性薄帯のアスペクト比を０．１以下に設定することが
好ましい。

【００９６】磁気インピーダンス効果素子の感磁部を、
１ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波領域における透磁率μが
高く、磁歪定数λが小さい軟磁気特性を備えた強磁性体
の薄膜として形成するために、前記（ａ）または前記
（ｄ）の工程において、前記軟磁性薄膜を以下に示すよ
うな微結晶軟磁性合金薄膜として形成することが好まし
い。

【００９７】１．組成式が、Ｆｅ_hＭ_iＯ_jで表され、ア
モルファス構造を主体とした微結晶軟磁性合金薄膜。

【００９８】ただし、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｗと希土類元素から選ばれる１種あるいは２
種以上の元素であり、ｈ、ｉ、ｊはａｔ％で、４５≦ｈ
≦７０、５≦ｉ≦３０、１０≦ｊ≦４０、ｈ＋ｉ＋ｊ＝
１００の関係を満足するもの。

【００９９】２．組成式が、（Ｃｏ_1-cＴ_c）_xＭ_yＸ_zＯ_w
で表される微結晶軟磁性合金薄膜。ただし、元素Ｔは、
Ｆｅ、Ｎｉのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素
であり、元素Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，
Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元
素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏ
ｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種以
上の元素であり、組成比は、ｃが、０≦ｃ≦０．７、
ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、０≦ｚ≦２
０、７≦ｗ≦４０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の関係を満
足し、残部がｘであるもの。

【０１００】なお、軟磁性合金は、元素Ｍの酸化物を多
量に含むアモルファス相に、Ｃｏと元素Ｔを主体とする
微結晶相が混在し、さらに微結晶相は、元素Ｍの酸化物
を含んだ構造を有するものであるとより好ましい。

【０１０１】３．組成式が、Ｔ_100-d-e-f-gＸ_dＭ_eＺ_fＱ
_gで表され、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣｏ、ｂｃｃ
−Ｃｏの１種または２種以上の結晶粒を主体とした微結
晶軟磁性合金薄膜。

【０１０２】ただし、元素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどち
らか一方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｘは、Ｓ
ｉ、Ａｌのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素で
あり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種または２種以上の元素であ
り、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうちどちらか一方あるいは両方
を含む元素であり、Ｑは、Ｃｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎ
ｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選ばれる１種または２種以上
の元素であり、ｄ、ｅ、ｆ、ｇはａｔ％で、０≦ｄ≦２
５、１≦ｅ≦１０、０．５≦ｆ≦１５、０≦ｇ≦１０の
関係を満足するもの。

【０１０３】４．組成式が、Ｔ_{100-p-q-e-f-g}Ｓｉ_pＡｌ
_qＭ_eＺ_fＱ_gで表され、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣ
ｏ、ｂｃｃ−Ｃｏの１種または２種以上の結晶粒を主体
とした微結晶軟磁性合金薄膜。

【０１０４】ただし、元素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどち
らか一方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｍは、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれ
る１種または２種以上の元素であり、元素Ｚは、Ｃ、Ｎ
のうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、Ｑ
は、Ｃｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ
から選ばれる１種または２種以上の元素であり、ｐ、
ｑ、ｅ、ｆ、ｇはａｔ％で、８≦ｐ≦１５、０≦ｑ≦１
０、１≦ｅ≦１０、０．５≦ｆ≦１５、０≦ｇ≦１０の
関係を満足するもの。

【０１０５】あるいは、前記（ａ）、前記（ｄ）または
前記（ｇ）の工程において、前記軟磁性薄膜または前記
軟磁性薄帯を以下に示すような非晶質軟磁性合金薄膜ま
たは薄帯として形成してもよい。

【０１０６】５．組成式が、（Ｆｅ_1-aＣｏ_a）_100-x-y
（Ｓｉ_1-bＢ_b）_xＭ_yで示される非晶質軟磁性合金薄膜ま
たは薄帯。

【０１０７】ただし、ＭはＣｒ、Ｒｕのうちいずれか一
方、あるいは両方を含む元素であり、組成比を表すａ、
ｂは０．０５≦ａ≦０．１、０．２≦ｂ≦０．８であ
り、ｘ、ｙはａｔ％で１０≦ｘ≦３５、０≦ｙ≦７の関
係を満足するもの。

【０１０８】６．組成式が、Ｃｏ_lＴａ_mＨｆ_nで表さ
れ、アモルファス構造を主体にした非晶質軟磁性合金薄
膜。

【０１０９】ただし、ｌ、ｍ、ｎはａｔ％で、７０≦ｌ
≦９０、５≦ｍ≦２１、６．６≦ｎ≦１５、１≦ｍ／ｎ
≦２．５の関係を満足するもの。

【０１１０】７．組成式が、Ｃｏ_aＺｒ_bＮｂ_cで表され
るアモルファス構造を主体とした非晶質軟磁性合金薄
膜。

【０１１１】ただし、ａ、ｂ、ｃはａｔ％で、７８≦ａ
≦９１、０．５≦ｂ／ｃ≦０．８の関係を満足するも
の。

【０１１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態を示
す磁気インピーダンス効果素子の斜視図である。図１の
磁気インピーダンス効果素子Ｍは、アルミナチタンカー
バイドなどの非磁性材料からなる基板１上に、軟磁性材
料をスパッタ法や蒸着法などによって、薄膜形成するこ
とにより形成された感磁部２、および感磁部２の素子長
手方向（Ｘ方向）の両端部にＣｕなどの導電性材料によ
り形成された電極部３，３によって構成されている。感
磁部２は、略長方形状または線状にパターン形成されて
いる。または、感磁部２は、Ｕ字型やつづら折れ状に形
成されてもよい。

【０１１３】感磁部２は、例えば、組成式がＦｅ_71.4Ａ
ｌ_5.8Ｓｉ_13.1Ｈｆ_3.3Ｃ_4.5Ｒｕ_1.9（ａｔ％）で表され
る、ｂｃｃ−Ｆｅの結晶粒を主体とし、ｂｃｃ−Ｆｅの
周囲にＨｆＣの結晶粒が存在する結晶粒径５〜３０ｎｍ
の微結晶軟磁性合金薄膜である。

【０１１４】この組成以外のＴ―Ｘ―Ｍ―Ｚ―Ｑ系（元
素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどちらか一方あるいは両方を
含む元素であり、元素Ｘは、Ｓｉ、Ａｌの内どちらか一
方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種
または２種以上の元素であり、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうち
どちらか一方あるいは両方を含む元素であり、Ｑは、Ｃ
ｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選
ばれる１種または２種以上の元素）の微結晶軟磁性合金
薄膜や、Ｃｏ−Ｔ−Ｍ−Ｘ―Ｏ系（元素Ｔは、Ｆｅ、Ｎ
ｉのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、
元素Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土
類元素から選ばれる１種または２種以上の元素であり、
Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐ
ｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種以上の元素）の
組成を有し、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣｏ、ｂｃｃ
−Ｃｏ等からなる結晶粒径１０〜３０ｎｍの結晶相とＭ
の酸化物を含む非晶質相からなり、非晶質相が組織全体
の５０％以上を占めている微結晶軟磁性合金薄膜や、Ｆ
ｅ―Ｍ―Ｏ系（Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｗと希土類元素から選ばれる１種あるいは２種以上
の元素）の組成を有し、ｂｃｃ−Ｆｅを主体とする結晶
粒径１０〜３０ｎｍの結晶相とＭの酸化物を含む非晶質
相からなり、非晶質相が組織全体の５０％以上を占めて
いる微結晶軟磁性合金薄膜として、感磁部２が形成され
ていてもよい。

【０１１５】あるいは、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ―Ｍ系
（Ｍは、Ｃｒ，Ｒｕのうちいずれか一方あるいは両方を
含む元素）の非晶質軟磁性合金薄膜や、Ｃｏ―Ｔａ―Ｈ
ｆ系の非晶質軟磁性合金薄膜や、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系の
非晶質軟磁性合金薄膜として、感磁部２が形成されてい
てもよい。

【０１１６】磁気インピーダンス効果素子Ｍに電極部
３，３から素子長手方向（Ｘ方向）に駆動交流電流を与
え、感磁部２を素子幅方向（Ｙ方向）に励磁する。この
状態で、外部磁界Ｈｅｘが素子長手方向に印加される
と、感磁部２のインピーダンスが変化する。感磁部２の
インピーダンス変化を、電極部３，３間の電圧の変化と
して取り出す。ここで、素子長手方向は、駆動交流電流
によって発生する磁界の励磁方向に対して垂直な方向に
一致する。

【０１１７】また、感磁部２がＵ字型やつづら折れ形状
で形成されているときは、感磁部の中のもっとも長い直
線部分の延長方向が素子長手方向となり、この方向が駆
動交流電流によって発生する磁界の励磁方向に対して垂
直な方向に一致する。

【０１１８】本発明の磁気インピーダンス効果素子Ｍで
は、感磁部２の素子幅Ｗと素子長さＬの比Ｗ／Ｌ（アス
ペクト比）が、０．１以下に設定されている。

【０１１９】なお、感磁部がＵ字型、つづら折れ状に形
成される場合には、前記感磁部の素子長手方向を向いた
部位の長さの総和が素子長さＬとなる。

【０１２０】本実施の形態では、感磁部２は、素子幅Ｗ
を０．１０ｍｍ、素子長さＬを６ｍｍとして形成されて
いる。このとき、磁気インピーダンス効果素子Ｍの感磁
部２のアスペクト比は、Ｗ／Ｌ＝０．０１７である。

【０１２１】なお、磁気インピーダンス効果素子Ｍの感
磁部２を軟磁性薄膜で構成することができると、一枚の
基板上に同時に多数の感磁部２を薄膜形成することがで
きるので、素子の生産性が飛躍的に向上するという効果
も得られる。ただし、感磁部２を単ロール法などによっ
て形成された薄帯によって形成してもよい。

【０１２２】図２は、磁気インピーダンス効果素子の感
磁部のアスペクト比と、磁界検出感度の関係を示すグラ
フである。図２のグラフでは、感磁部の素子長さＬを４
ｍｍまたは６ｍｍに固定し、素子幅Ｗを変えることによ
り感磁部のアスペクト比Ｗ／Ｌを変化させた。図２から
明らかなように、感磁部のアスペクト比Ｗ／Ｌが０．１
以下になると、磁気インピーダンス効果素子の磁界検出
感度が向上することがわかる。特に、感磁部の素子長さ
Ｌが６ｍｍのときには、感磁部のアスペクト比Ｗ／Ｌが
約０．０８以下になると、さらに、急激に磁気インピー
ダンス効果素子の磁界検出感度が向上することがわか
る。

【０１２３】図１に示された本実施の形態の磁気インピ
ーダンス効果素子Ｍは、素子長さ６ｍｍ、アスペクト比
が０．０１７であったので、図２のグラフから、約２．
５（ｍＶ・ｍ／Ａ）（約２００（ｍＶ／Ｏｅ））もの高
感度を有していることがわかる。

【０１２４】図３は、磁気インピーダンス効果素子の感
磁部のアスペクト比（Ｗ／Ｌ）と、感磁部の両端からの
出力電圧を最大とする外部磁界の大きさの絶対値（Ｈ
ｐ）との関係を示すグラフである。

【０１２５】図３のグラフから、磁気インピーダンス効
果素子の感磁部のアスペクト比（Ｗ／Ｌ）を小さくする
と、感磁部の両端からの出力電圧を最大とする外部磁界
の大きさの絶対値（Ｈｐ）も小さくなることがわかる。
図３のグラフでは、感磁部の素子長さを４ｍｍまたは６
ｍｍに固定し、素子幅を変えることにより感磁部のアス
ペクト比を変化させている。

【０１２６】例えば、感磁部の素子長さが６ｍｍのと
き、アスペクト比（Ｗ／Ｌ）を約０．１以下にすると、
感磁部の両端からの出力電圧を最大とする外部磁界の大
きさの絶対値（Ｈｐ）の値は、３２０（Ａ／ｍ）（４
（Ｏｅ））以下になる。また、感磁部の素子長さが４ｍ
ｍのときも、アスペクト比（Ｗ／Ｌ）を約０．１以下に
すると、出力電圧を最大とする外部磁界の大きさの絶対
値（Ｈｐ）が、３２０（Ａ／ｍ）（４（Ｏｅ））以下に
なる。

【０１２７】また、感磁部の素子長さが６ｍｍのとき、
アスペクト比（Ｗ／Ｌ）を約０．０５以下にすると、出
力電圧を最大とする外部磁界の大きさの絶対値（Ｈｐ）
が１６０（Ａ／ｍ）（２（Ｏｅ））以下になる。

【０１２８】図１に示された本実施の形態の磁気インピ
ーダンス効果素子Ｍの感磁部２は、素子長さ６ｍｍ、ア
スペクト比が０．０１７であるので、図３のグラフか
ら、出力電圧を最大とする外部磁界の大きさの絶対値
が、おおよそ０〜２４（Ａ／ｍ）（０．３（Ｏｅ））の
範囲にあることがわかる。

【０１２９】図４は、本実施の形態の磁気インピーダン
ス効果素子の磁気インピーダンス効果特性を説明するた
めの概念図である。

【０１３０】本実施の形態の磁気インピーダンス効果素
子Ｍの電極部３から感磁部２の両端部に駆動交流電流を
与えた状態で、外部磁界Ｈｅｘを、磁気インピーダンス
効果素子Ｍの素子長手方向に印加する。印加した外部磁
界Ｈｅｘの大きさを変化させつつ、出力電圧Ｅｍｉを測
定すると図４のようなグラフが得られる。

【０１３１】図４の磁気インピーダンス効果特性を示す
概念図は、外部磁界Ｈｅｘの大きさがＨｐ₊あるいはＨ
ｐ_-であるときの出力電圧Ｅｍｉの値を示す点を頂点と
する双峰形状をなしている。また、Ｈｐ₊とＨｐ_-の絶対
値の大きさはほとんど等しくおおよそ０〜２４（Ａ／
ｍ）（０．３（Ｏｅ））である。

【０１３２】図４をみると、外部磁界Ｈｅｘの大きさが
Ｈｐ₊またはＨｐ_-に近づくにつれて、出力電圧Ｅｍｉの
変化率が大きくなっている。すなわち、外部磁界Ｈｅｘ
の検出感度は、外部磁界Ｈｅｘの大きさがＨｐ₊または
Ｈｐ_-付近にあるときに良好になる。

【０１３３】Ｈｐ₊またはＨｐ_-の大きさの絶対値がおお
よそ０〜２４（Ａ／ｍ）（０．３（Ｏｅ））であると
き、外部磁界Ｈｅｘ＝０付近における外部磁界Ｈｅｘの
検出感度を良好にするために、感磁部２の素子長手方向
に印加するバイアス磁界の大きさは、例えば、Ｈ_B＝０
〜８０（Ａ／ｍ）（１（Ｏｅ））であれば充分である。
なお、後述する実施例において、磁気インピーダンス効
果素子の、実測値に基づいた磁気インピーダンス効果特
性のグラフについて説明する。

【０１３４】なお、Ｈｐ₊またはＨｐ_-の大きさの絶対値
が４００（Ａ／ｍ）（５（Ｏｅ））以下、好ましくは３
２０（Ａ／ｍ）（４（Ｏｅ））以下、より好ましくは１
６０（Ａ／ｍ）（２Ｏｅ）以下であれば、感磁部２の素
子長手方向に印加するバイアス磁界の大きさを４００
（Ａ／ｍ）（５（Ｏｅ））以下、好ましくは３２０（Ａ
／ｍ）（４（Ｏｅ））以下、より好ましくは１６０（Ａ
／ｍ）（２Ｏｅ）以下にできる。

【０１３５】感磁部２の素子長手方向に印加する必要な
バイアス磁界の大きさを、４００（Ａ／ｍ）以下にする
ことができると、感磁部２の周辺に形成された硬磁性材
料や、或いは感磁部２に重ねて形成された硬磁性材料や
反強磁性材料からなる磁性膜から発生する磁界を、バイ
アス磁界として用いることが可能になる。

【０１３６】また、感磁部２の素子長手方向に印加する
バイアス磁界の大きさを４００（Ａ／ｍ）（５（Ｏ
ｅ））以下、好ましくは３２０（Ａ／ｍ）（４（Ｏ
ｅ））以下、より好ましくは１６０（Ａ／ｍ）（２Ｏ
ｅ）以下にできると、感磁部２にバイアス磁界を与える
ために、感磁部２の周囲に巻回するコイルの巻回数も少
なくなり、磁気インピーダンス効果素子を製造する際の
工程を簡略化することができるようになる。また、磁気
インピーダンス効果素子Ｍを磁気ヘッドや微弱磁界検出
器に適用する際に必要な小型化も容易になる。さらに、
バイアス磁界を発生させるためにコイルに与える直流電
流も小さくすることができるので、磁気インピーダンス
効果素子Ｍの省電力化も容易になる。

【０１３７】上述した、磁気インピーダンス効果素子の
感磁部の素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ
／Ｌを小さくしていくと、磁気インピーダンス効果素子
の磁界検出感度が向上するという効果が得られるのは以
下の理由による。

【０１３８】前記感磁部は高周波数の交流電流によって
励磁されるので、表皮効果が強く現れる。このとき、前
記感磁部の素子幅Ｗ、素子長さＬ、比抵抗ρ、励磁周波
数ω、素子幅方向の透磁率μと前記感磁部のインピーダ
ンスの大きさ｜Ｚ｜との間には、次の（数２）によって
示される関係がある。

【０１３９】

【数２】

【０１４０】（数２）から、前記感磁部の素子幅Ｗ、素
子長さＬ、比抵抗ρ、励磁周波数ωを一定としたとき、
前記感磁部のインピーダンスの大きさ｜Ｚ｜は、素子幅
方向の透磁率μの１／２乗に比例することがわかる。

【０１４１】素子長手方向に交流電流が与えられ、素子
幅方向に励磁されている前記感磁部の素子長手方向に、
外部磁界が印加されると、前記感磁部の素子幅方向の透
磁率μが変化し、前記感磁部のインピーダンスの大きさ
｜Ｚ｜が変化する。前記感磁部のインピーダンスの大き
さ｜Ｚ｜の変化を測定することにより、前記感磁部に印
加された外部磁界を検知する。

【０１４２】アスペクト比Ｗ／Ｌが小さくなると、素子
幅方向の透磁率μの変化に対するインピーダンスの大き
さ｜Ｚ｜の変化率が大きくなる。すなわち、前記感磁部
の両端から引き出される出力電圧の大きさの変化が大き
くなり、磁気インピーダンス効果素子の磁界検出感度が
向上する。

【０１４３】また、本発明において、駆動交流電流が与
えられている感磁部２に外部磁界Ｈｅｘを印加したとき
に、感磁部２からの出力電圧Ｅｍｉを最大とする外部磁
界Ｈｅｘの大きさの絶対値Ｈｐが小さくなっていくとい
う効果が得られるのは、前記感磁部が素子長手方向に磁
気モーメントが配向している磁区と、素子幅方向に磁気
モーメントが配向している磁区とが混在している磁区構
造を有することに起因する。

【０１４４】図５は、従来の磁気インピーダンス効果素
子の感磁部の磁区構造を示す概念平面図である。

【０１４５】図５に示された従来の磁気インピーダンス
効果素子の感磁部４は、静磁場中で形成され、あるい
は、異方性の強い軟磁性材料を用いて形成されることに
より、素子幅方向の磁気異方性を持たされている。した
がって、素子幅方向に磁気モーメントが配向している磁
区４ａが形成されている。なお、図５の感磁部４の素子
幅をＷ１とする。

【０１４６】一方、形状磁気異方性により感磁部４の素
子長手方向に磁気モーメントが配向している磁区４ｂが
形成される。

【０１４７】従来の磁気インピーダンス効果素子のよう
に、感磁部４のアスペクト比が大きいと、素子長手方向
に磁気モーメントが配向している磁区４ｂの総面積が、
素子幅方向に磁気モーメントが配向している磁区４ａの
総面積よりも、著しく狭くなる。

【０１４８】図６は、本発明の磁気インピーダンス効果
素子Ｍの感磁部２の磁区構造を示す平面概念図である。

【０１４９】例えば、感磁部Ｍの素子幅をＷ１より小さ
いＷ２にすることによって、感磁部のアスペクト比を
０．１より小さくする。

【０１５０】本実施の形態では、感磁部２となる軟磁性
薄膜が多磁区構造を有している。図６において、磁区２
ｂは、磁気モーメントの素子長手方向の成分と素子幅方
向の成分を比較したときに、前記素子長手方向の成分の
方が大きい磁区であり、磁区２ａは、前記素子幅方向の
成分の方が大きい磁区である。図６において、磁区２ｂ
の総面積は、図５の磁区４ｂの総面積とほとんど変わら
ず、磁区２ａの総面積は、図５の磁区４ａの総面積より
減少し、磁区２ａと磁区２ｂの総面積の値が等しくなっ
ている。すると、感磁部２の全体としての磁気異方性の
方向がほぼ等方的な状態になる。

【０１５１】素子長手方向の成分の方が大きい磁区であ
る磁区２ｂの総面積と、前記素子幅方向の成分の方が大
きい磁区である磁区２ａの総面積が拮抗すると、すなわ
ち、素子幅方向と素子長手方向の磁気異方性エネルギー
がつり合うと、感磁部２は、磁気異方性の方向が全体と
してほぼ等方的な状態になる。つまり、感磁部２の磁気
モーメントはある方向に固定されにくくなり、交流電流
によって励磁されたときに磁気モーメントの方向を変化
させやすくなっている。すなわち、感磁部２の素子幅方
向の透磁率μは増加している。

【０１５２】感磁部２の素子幅方向の透磁率μが最大値
をとるとき、感磁部２のインピーダンスの大きさＺが最
大となり、感磁部２の両端からの出力電圧も最大にな
る。

【０１５３】本発明では、外部磁界を印加していないと
きに、感磁部２は、磁気異方性の方向が全体として等方
的な状態に近い状態にされている。

【０１５４】従って、感磁部２の素子長手方向に、外部
磁界Ｈｅｘを印加しなくとも、或いはわずかに外部磁界
Ｈｅｘを印加するだけで、感磁部２の磁気異方性の方向
を全体としてほぼ等方的な状態にさせ、感磁部２の素子
幅方向の透磁率μを最大にさせることができ、さらに感
磁部２の両端からの出力電圧Ｅｍｉを最大にさせること
ができる。

【０１５５】すなわち、駆動交流電流が与えられている
感磁部２に外部磁界Ｈｅｘを印加したときに、感磁部２
からの出力電圧Ｅｍｉを最大とする外部磁界Ｈｅｘの大
きさの絶対値Ｈｐを小さくさせることができる。

【０１５６】なお、感磁部２が単磁区構造を有し、各磁
区において磁気モーメントの素子長手方向の成分と素子
幅方向の成分が釣り合っていてもよい。

【０１５７】また、本発明では、図７に示されるよう
に、素子長手方向の成分の方が大きい磁区である磁区２
ｂの総面積が、前記素子幅方向の成分の方が大きい磁区
である磁区２ａの総面積より大きい場合においても、感
磁部２の磁気異方性の方向を全体として等方的な状態に
近い状態にすることができ、磁区２ｂの総面積と磁区２
ａの総面積とが拮抗している磁区構造の感磁部を有する
磁気インピーダンス効果素子と同等の磁界検出感度を得
ることができる。

【０１５８】また、本実施の形態の磁気インピーダンス
効果素子では、磁界検出感度を、少なくとも磁界センサ
として実用可能な範囲である０．３（ｍＶ・ｍ／Ａ）
（２５ｍＶ／Ｏｅ）以上にすることができる。

【０１５９】また、感磁部２の両端からの出力電圧を最
大にさせる外部磁界の大きさの絶対値を小さくさせるこ
とができる。

【０１６０】図８から図１０は、本発明の磁気インピー
ダンス効果素子の実施の形態として、バイアス磁界を薄
膜磁性体によって与えることのできる磁気インピーダン
ス効果素子の縦断面図である。

【０１６１】図８の磁気インピーダンス効果素子は、基
板１１上に軟磁性薄膜である感磁部１２が成膜され、感
磁部１２の素子長手方向の両端部に電極１３，１３が形
成され、さらに、感磁部１２の両端部に接触する磁性薄
膜である硬磁性体層１４，１４が設けられたものであ
る。硬磁性体層１４，１４は、ＣｏＰｔなどの硬磁性材
料によって形成される。

【０１６２】硬磁性体層１４，１４によって与えること
のできるバイアス磁界の大きさは、最大で４００Ａ／ｍ
程度であるが、本発明の磁気インピーダンス効果素子で
は、感磁部１２の素子長手方向に印加する必要なバイア
ス磁界の大きさを、４００（Ａ／ｍ）以下にすることが
できるので、図８のような硬磁性体層１４，１４によっ
て、感磁部１２に十分なバイアス磁界をかけることがで
きる。すなわち、バイアス磁界を与えるために直流電流
が流される巻線コイルを用いなくてすむので、磁気イン
ピーダンス効果素子の小型化・低消費電力化を達成でき
る。

【０１６３】また、図９に示されるように、硬磁性体層
１４，１４が、感磁部１２の素子長手方向の両端部に形
成され、硬磁性体層１４，１４上に電極１３，１３が形
成されてもよい。

【０１６４】あるいは、図１０に示されるように、感磁
部１２の上層に反強磁性層１５を積層し、感磁部１２と
反強磁性層１５との界面に生じる交換異方性磁界によっ
て、感磁部１２に必要なバイアス磁界を与えることも可
能である。

【０１６５】図１１から図１３は、図１の磁気インピー
ダンス効果素子の製造方法を説明するための斜視図であ
る。

【０１６６】図１１は、アルミナチタンカーバイド、ガ
ラス、セラミック、結晶化ガラスなどの非磁性材料から
なる基板１上に、軟磁性材料を用いて感磁部２となる軟
磁性薄膜５をスパッタ法、蒸着法或いはメッキ法などに
よって成膜した状態を示す斜視図である。

【０１６７】軟磁性薄膜５を成膜するときに、図１の磁
気インピーダンス効果素子が完成したときに素子幅方向
となる図１１の矢印方向に静磁場Ｈ１をかけ、後の工程
で、軟磁性薄膜５を略長方形にパターン形成したとき
に、素子長手方向の形状磁気異方性エネルギーと素子幅
方向の磁気異方性エネルギーがつり合うようにする。

【０１６８】軟磁性薄膜５は、例えば、組成式がＦｅ
_71.4Ａｌ_5.8Ｓｉ_13.1Ｈｆ_3.3Ｃ_4.5Ｒｕ_1.9で表される、
ｂｃｃ−Ｆｅの結晶粒を主体とした微結晶軟磁性合金薄
膜である。

【０１６９】この組成以外のＴ―Ｘ―Ｍ―Ｚ―Ｑ系（元
素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどちらか一方あるいは両方を
含む元素であり、元素Ｘは、Ｓｉ、Ａｌの内どちらか一
方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種
または２種以上の元素であり、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうち
どちらか一方あるいは両方を含む元素であり、Ｑは、Ｃ
ｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選
ばれる１種または２種以上の元素）の微結晶軟磁性合金
薄膜や、Ｃｏ−Ｔ−Ｍ−Ｘ―Ｏ系（元素Ｔは、Ｆｅ、Ｎ
ｉのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、
元素Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土
類元素から選ばれる１種または２種以上の元素であり、
Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐ
ｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種以上の元素）の
組成を有し、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣｏ、ｂｃｃ
−Ｃｏ等からなる結晶粒径１０〜３０ｎｍの結晶相とＭ
の酸化物を含む非晶質相からなり、非晶質相が組織全体
の５０％以上を占めている微結晶軟磁性合金薄膜や、Ｆ
ｅ―Ｍ―Ｏ系（Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｗと希土類元素から選ばれる１種あるいは２種以上
の元素）の組成を有し、ｂｃｃ−Ｆｅを主体とする結晶
粒径１０〜３０ｎｍの結晶相とＭの酸化物を含む非晶質
相からなり、非晶質相が組織全体の５０％以上を占めて
いる微結晶軟磁性合金薄膜として、感磁部２が形成され
ていてもよい。

【０１７０】あるいは、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ−Ｍ系
（Ｍは、Ｃｒ，Ｒｕのうちいずれか一方あるいは両方を
含む元素）の非晶質軟磁性合金薄膜や、Ｃｏ―Ｔａ―Ｈ
ｆ系の非晶質軟磁性合金薄膜や、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系の
非晶質軟磁性合金薄膜として、軟磁性薄膜５を形成して
もよい。

【０１７１】なお、本実施の形態では、軟磁性薄膜５の
成膜をＲＦマグネトロンスパッタ装置を用いて行った。
成膜時の条件は以下の範囲である。

【０１７２】高周波電力：２００〜４００（Ｗ） Ａｒガス圧：５０（ｓｃｃｍ） 成膜時圧力：３〜７（ｍＴｏｒｒ） 成膜時静磁場強度：８００（Ａ／ｍ）（１０以上（Ｏ
ｅ）） 成膜速度：１０〜３３．５（ｎｍ／分） なお、標準条件は、高周波電力が４００（Ｗ）、Ａｒガ
ス圧が５０（ｓｃｃｍ）、成膜時圧力が７（ｍＴｏｒ
ｒ）、成膜時静磁場強度が６０（Ｏｅ）、成膜速度が３
３．５（ｎｍ／分）である。また、基板の冷却は間接冷
却によって行った。

【０１７３】次に、軟磁性薄膜５をフォトリソグラフィ
ーおよびエッチングによって、図１２に示されるように
パターン形成して感磁部２を形成する。このとき、感磁
部２を素子幅Ｗと素子長さＬの比Ｗ／Ｌ（アスペクト
比）が、０．１以下になるように略長方形または線状に
パターン形成する。

【０１７４】または、感磁部２をＵ字型もしくはつづら
折れ状にパターン形成してもよい。感磁部２がＵ字型、
つづら折れ状に形成される場合には、感磁部２の素子長
手方向を向いた部位の長さの総和が素子長さＬとなる。
感磁部２がＵ字型やつづら折れ形状で形成されていると
きは、感磁部２の中のもっとも長い直線部分の延長方向
が素子長手方向となり、この方向が駆動交流電流によっ
て発生する磁界の励磁方向に対して垂直な方向に一致す
る。

【０１７５】さらに、図１１の静磁場Ｈ１の方向を、感
磁部２の素子幅方向（Ｙ方向）にする。本実施の形態で
は、感磁部２は、素子幅Ｗを０．１０ｍｍ、素子長さＬ
を６ｍｍとして形成される。したがって、本実施の形態
の磁気インピーダンス効果素子Ｍの感磁部２のアスペク
ト比は、Ｗ／Ｌ＝０．０１７である。

【０１７６】このとき、磁気インピーダンス効果素子Ｍ
の形成後、感磁部２の素子長手方向に、駆動交流電流を
与えつつ外部磁界を印加したときに、感磁部２の両端か
らの出力電圧を最大とする外部磁界の大きさの絶対値
は、４００（Ａ／ｍ）以下になる。

【０１７７】なお、感磁部２は、基板１上一面に形成さ
れるが、図１２ではそのうち一部のみを示している。

【０１７８】本発明では、軟磁性薄膜５の成膜を、静磁
場Ｈ１中で行わせることにより、軟磁性薄膜５からパタ
ーン形成された感磁部２の、素子長手方向（Ｘ方向）の
形状磁気異方性エネルギーと素子幅方向（Ｙ方向）の磁
気異方性エネルギーとをほぼつり合わせている。すなわ
ち、感磁部２の、素子長手方向（Ｘ方向）の磁気異方性
と素子幅方向（Ｙ方向）の磁気異方性とがほぼ拮抗し、
図６に示されるように、素子長手方向の成分の方が大き
い磁区である磁区２ｂの総面積が、前記素子幅方向の成
分の方が大きい磁区である磁区２ａの総面積に等しい磁
区構造を有するもの、あるいは、図７に示されるよう
に、素子長手方向の成分の方が大きい磁区である磁区２
ｂの総面積が、前記素子幅方向の成分の方が大きい磁区
である磁区２ａの総面積より大きい磁区構造を持つもの
が得られる。

【０１７９】本実施の形態では、感磁部２をパターン形
成した後、さらに、感磁部２の素子幅方向に静磁場Ｈ２
をかけ、熱処理にかける。このように、軟磁性薄膜５の
磁場中成膜後、さらに、静磁場中、回転磁場中、または
無磁場中熱処理を施すことによって、感磁部２の素子長
手方向（Ｘ方向）の磁気異方性と素子幅方向（Ｙ方向）
の磁気異方性とをほぼ拮抗させることが容易になる。

【０１８０】本実施の形態における静磁場中、回転磁場
中、または無磁場中熱処理の条件は、以下の範囲であ
る。

【０１８１】 静磁場強度：０〜８００００（Ａ／ｍ）（１ｋＯｅ） 熱処理温度：５４０〜６７５（℃） 熱処理時間：２０〜３０（分） 昇温レート：１０〜１４（℃／分） なお、標準条件は、静磁場強度が８００００（Ａ／ｍ）
（１ｋＯｅ）、熱処理温度が５７５（℃）、熱処理時間
が３０（分）、昇温レートが１３．６（℃／分）であ
る。

【０１８２】なお、本実施の形態では、図１１のように
軟磁性薄膜５を磁場中成膜した後に、図１２のように、
感磁部２をパターン形成した後で、静磁場中、回転磁場
中、または無磁場中熱処理を施しているが、軟磁性薄膜
５の磁場中成膜後、感磁部２をパターン形成する前、す
なわち、図１１の状態で、軟磁性薄膜５を成膜するとき
にかけた静磁場Ｈ１の方向と同じ方向の静磁場中、回転
磁場中または無磁場中で熱処理を施し、その後、感磁部
２をパターン形成してもよい。なお、回転磁場中で熱処
理を行なうときの磁場の強度は、静磁場中で熱処理を行
なうときの磁場の強度と同じでよい。

【０１８３】感磁部２をパターン形成し、磁場中熱処理
を施した後に、図１３のように、感磁部２の両端部に、
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒなどの導電性材料からなる電極
部３をスパッタ法、フォトリソグラフィー、およびエッ
チングによって形成する。

【０１８４】電極部３を形成後、基板１を切断し、図１
のような個々の磁気インピーダンス効果素子Ｍとする。

【０１８５】また、感磁部２を、軟磁性薄帯から形成す
る場合には、例えば、図１４に示す液体急冷装置６を用
いる。

【０１８６】まず、軟磁性材料が、石英からなるノズル
８に投入され、ノズル８の周囲に設けられたヒータ１０
により加熱され、溶融される。この溶融合金９をノズル
の上部から加えられた圧力により高速回転している冷却
ロールＲ上に射出させて接触急冷することにより、軟磁
性薄帯７を形成する。

【０１８７】得られた軟磁性薄帯７を切断して、素子幅
Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ／Ｌが、０．１
以下になるように、略長方形の感磁部２を形成する。

【０１８８】次に、感磁部２を基板上に接着した後、感
磁部２を素子幅方向の静磁場中で熱処理にかける。

【０１８９】さらに、感磁部２の両端部に電極部３を形
成すると、図１のような磁気インピーダンス効果素子が
得られる。

【０１９０】本発明の磁気インピーダンス効果素子の製
造方法によって形成された感磁部２は、図６または図７
に示されたような磁区構造をもつ。

【０１９１】すなわち、素子長手方向に磁気モーメント
が配向している磁区２ｂの総面積の値と、素子幅方向に
磁気モーメントが配向している磁区２ａの総面積の値が
近くなっている。すなわち、感磁部２の素子長手方向の
磁気異方性と素子幅方向の磁気異方性とがほぼ拮抗して
いる。

【０１９２】本実施の形態によって製造された磁気イン
ピーダンス効果素子Ｍは、素子長さ６ｍｍ、アスペクト
比が０．０１７であるので、図３のグラフから、出力電
圧を最大とする外部磁界の大きさの絶対値が、約２４
（Ａ／ｍ）（約０．３（Ｏｅ））である。

【０１９３】感磁部２の両端からの出力電圧Ｅｍｉを最
大とする外部磁界の大きさの絶対値（Ｈｐ）が、本実施
の形態のように、４００（Ａ／ｍ）（５（Ｏｅ））以下
であると、感磁部にバイアス磁界を与えるために、前記
感磁部の周囲に巻回するコイルの巻回数も少なくなり、
磁気インピーダンス効果素子を製造する際の工程を簡略
化することができるようになる。また、磁気インピーダ
ンス効果素子を磁気ヘッドや微弱磁界検出器に適用する
際に必要な小型化も容易になる。さらに、前記バイアス
磁界を発生させるために前記コイルに与える直流電流も
小さくすることができるので、磁気インピーダンス効果
素子の省電力化も容易になる。

【０１９４】また、磁気インピーダンス効果素子の周辺
に或いは磁気インピーダンス効果素子に重ねて形成され
た磁性材料からなる磁性膜から発生する磁界を、バイア
ス磁界として用いることも可能になる。

【０１９５】図１５から図１７は、本発明の磁気インピ
ーダンス効果素子の感磁部２をカー効果偏光顕微鏡によ
って観察し、写真撮影したものの模式図である。

【０１９６】図１５は、感磁部２を素子長手方向（Ｘ方
向）の長さＬ＝２ｍｍ、素子幅方向（Ｙ方向）の長さＷ
＝１００μｍ、すなわちアスペクト比Ｗ／Ｌ＝０．０５
として形成したものの磁区構造を示している。また、図
１６及び図１７は、感磁部２を素子長手方向の長さＬ＝
４ｍｍ、素子幅方向の長さＷ＝１００μｍ、すなわちア
スペクト比Ｗ／Ｌ＝０．０２５として形成したものの磁
区構造を示している。

【０１９７】図１５及び図１６では、素子幅方向に磁気
モーメントが配向している磁区の総面積と、素子長手方
向に磁気モーメントが配向している磁区の総面積が拮抗
している状態になっており、素子幅方向と素子長手方向
の磁気異方性エネルギーがつり合って、磁気異方性の方
向が全体としてほぼ等方的な状態になっている。

【０１９８】また、図１７では、素子長手方向に磁気モ
ーメントが配向している磁区の総面積が、素子幅方向に
磁気モーメントが配向している磁区の総面積より大きく
なっている。しかし、素子幅方向と素子長手方向の磁気
異方性エネルギーがつり合って、磁気異方性の方向が全
体としてほぼ等方的な状態になっている。

【０１９９】つまり、図１５から図１７に示されたいず
れの感磁部２においても、磁気モーメントはある方向に
固定されにくくなり、交流電流によって励磁されたとき
に磁気モーメントの方向を変化させやすくなっている。
すなわち、感磁部２の素子幅方向の透磁率μは増加して
おり、磁気インピーダンス効果素子の磁界検出感度が大
きくなっている。また、感磁部２の両端からの出力電圧
を最大にさせる外部磁界の大きさの絶対値を小さくさせ
ることができ、必要なバイアス磁界の大きさを小さくで
きる。

【０２００】図１８は、従来の磁気インピーダンス効果
素子の感磁部をカー効果偏光顕微鏡によって観察し、写
真撮影したものの模式図である。

【０２０１】図１８は、感磁部を素子長手方向（Ｘ方
向）の長さＬ＝４ｍｍ、素子幅方向（Ｙ方向）の長さＷ
＝５００μｍ、すなわちアスペクト比Ｗ／Ｌ＝０．１２
５として形成したものの磁区構造を示している。

【０２０２】図１８では、素子幅方向に磁気モーメント
が配向している磁区が大勢を占めており、磁気異方性の
方向が素子幅方向を向いている。

【０２０３】すなわち、感磁部の素子幅方向の透磁率μ
は小さく、磁気インピーダンス効果素子の磁界検出感度
は小さい。また、感磁部の両端からの出力電圧を最大に
させる外部磁界の大きさの絶対値も大きく、必要なバイ
アス磁界も大きくなる。

【０２０４】なお、図１５から図１８のいずれの感磁部
も、ＦｅＡｌＳｉＨｆＣＲｕ系の組成を有し、ｂｃｃ−
Ｆｅの結晶粒を主体とした微結晶軟磁性合金薄膜によっ
て形成され、また感磁部の膜厚は４μｍで形成されてい
る。

【０２０５】

【実施例】図１９及び図２０は、図１に示された磁気イ
ンピーダンス効果素子を用いて、磁気インピーダンス効
果特性を測定した結果を示すグラフである。

【０２０６】図１の磁気インピーダンス効果素子Ｍの電
極部３から感磁部２の両端部に駆動交流電流を与えた状
態で、外部磁界Ｈｅｘを、磁気インピーダンス効果素子
Ｍの素子長手方向に印加する。印加した外部磁界Ｈｅｘ
の大きさを変化させつつ、出力電圧Ｅｍｉを測定した。

【０２０７】図１９は、感磁部をＦｅＡｌＳｉＨｆＣＲ
ｕ系の組成を有し、ｂｃｃ−Ｆｅの結晶粒を主体とした
微結晶軟磁性合金薄膜によって形成し、感磁部２の素子
長手方向の長さを４ｍｍ、厚さを４μｍとし、素子幅方
向の長さを変化させたときの結果である。

【０２０８】図１９を見ると、感磁部２の素子幅方向の
長さが１０００μｍ（Ｗ／Ｌ＝０．２５）及び５００μ
ｍ（Ｗ／Ｌ＝０．１２５）のときは、外部磁界の大きさ
を変化させたときに出力電圧の変化がほとんどみられ
ず、磁界センサとして機能していないことが分かる。ま
た、出力電圧を最大にさせる外部磁界の大きさの絶対値
は、４００（Ａ／ｍ）を越えている。

【０２０９】一方、感磁部２の素子幅方向の長さが１０
０μｍ（Ｗ／Ｌ＝０．０２５）のときは、外部磁界の大
きさを変化させたときに出力電圧の変化は、最大で２０
０ｍＶ以上となり、高感度な磁界センサとして機能する
ことが分かる。また、出力電圧を最大にさせる外部磁界
の大きさの絶対値は、１６０（Ａ／ｍ）である。

【０２１０】なお、感磁部２の素子幅方向の長さが１０
０μｍ（Ｗ／Ｌ＝０．０２５）のとき、感磁部２を構成
する軟磁性薄膜は単磁区構造或いは多磁区構造を有して
おり、各磁区において磁気モーメントの素子長手方向の
成分と素子幅方向の成分を比較したときに、前記素子長
手方向の成分の方が大きい磁区の総面積と、前記素子幅
方向の成分の方が大きい磁区の総面積が等しいものであ
るか、または、前記素子長手方向の成分の方が大きい磁
区の総面積が、前記素子幅方向の成分の方が大きい磁区
の総面積より大きくなっている。

【０２１１】図２０は、感磁部２をＦｅＡｌＳｉＨｆＣ
Ｒｕ系の組成を有し、ｂｃｃ−Ｆｅの結晶粒を主体とし
た微結晶軟磁性合金薄膜によって形成し、感磁部２の素
子長手方向の長さを６ｍｍ、厚さを４μｍとし、素子幅
方向の長さを変化させたときの結果である。

【０２１２】図２０を見ると、感磁部２の素子幅方向の
長さが１０００μｍ（Ｗ／Ｌ＝０．１７）のときは、外
部磁界の大きさを変化させたときに出力電圧の変化がほ
とんどみられず、磁界センサとして機能していないこと
が分かる。また、出力電圧を最大にさせる外部磁界の大
きさの絶対値は、４００（Ａ／ｍ）を越えている。

【０２１３】一方、感磁部２の素子幅方向の長さが５０
０μｍ（Ｗ／Ｌ＝０．０８）のときは、外部磁界の大き
さを変化させたときに出力電圧の変化は、最大で５０ｍ
Ｖ以上となり、磁界センサとして機能できることが分か
る。また、出力電圧を最大にさせる外部磁界の大きさの
絶対値は、３２０（Ａ／ｍ）である。さらに、感磁部２
の素子幅方向の長さが１００μｍ（Ｗ／Ｌ＝０．０１
７）のときは、外部磁界の大きさを変化させたときに出
力電圧の変化は、最大で６００ｍＶ以上となり、非常に
高感度な磁界センサとして機能できることが分かる。ま
た、出力電圧を最大にさせる外部磁界の大きさの絶対値
は、０〜２４（Ａ／ｍ）である。

【０２１４】なお、感磁部２の素子幅方向の長さが５０
０μｍ又は１００μｍのとき、感磁部２を構成する軟磁
性薄膜は、単磁区構造或いは多磁区構造を有しており、
各磁区において磁気モーメントの素子長手方向の成分と
素子幅方向の成分を比較したときに、前記素子長手方向
の成分の方が大きい磁区の総面積と、前記素子幅方向の
成分の方が大きい磁区の総面積が等しいものであるか、
または、前記素子長手方向の成分の方が大きい磁区の総
面積が、前記素子幅方向の成分の方が大きい磁区の総面
積より大きくなっている。

【０２１５】図２１は、感磁部の素子長手方向の長さを
３ｍｍに固定し、素子幅方向の長さを様々に変えた磁気
インピーダンス効果素子を用いて、感磁部のアスペクト
比と外部磁界を印加したときの出力電圧の変化量との関
係を調べた結果を示すグラフである。

【０２１６】図２１に示される出力電圧の変化量とは、
外部磁界を３２０（Ａ／ｍ）変化させたときの電圧変化
量である。

【０２１７】磁気インピーダンス効果素子を磁界センサ
として使用するときには、図２１のグラフにおける出力
変化量を１００ｍＶ以上とすることが好ましい。したが
って、感磁部のアスペクト比（Ｗ／Ｌ）を０．００４以
上にすることが好ましいことがわかる。

【０２１８】なお、図２１において出力変化量が最大値
をとるときの、感磁部のアスペクト比は０．０１７であ
る。

【０２１９】

【発明の効果】以上詳述した本発明では、前記感磁部の
両端からの出力電圧を最大とする外部磁界の大きさの絶
対値を４００（Ａ／ｍ）（５（Ｏｅ））以下にすること
により、前記感磁部にバイアス磁界を与えるために、前
記感磁部の周囲に巻回するコイルの巻回数を少なくする
ことができ、磁気インピーダンス効果素子を製造する際
の工程を簡略化することができる。また、磁気インピー
ダンス効果素子を磁気ヘッドや微弱磁界検出器に適用す
る際に必要な小型化も容易になる。さらに、前記バイア
ス磁界を発生させるために前記コイルに与える直流電流
も小さくすることができるので、磁気インピーダンス効
果素子の省電力化も容易になる。

【０２２０】さらに、必要なバイアス磁界が小さくなる
と、磁気インピーダンス効果素子の周辺に或いは磁気イ
ンピーダンス効果素子に重ねて形成された磁性材料から
なる磁性体から発生する磁界を、バイアス磁界として用
いることも可能になる。

【０２２１】また、前記感磁部を構成する軟磁性薄膜ま
たは薄帯は単磁区構造或いは多磁区構造を有し、各磁区
において磁気モーメントの素子長手方向の成分と素子幅
方向の成分を比較したときに、前記素子長手方向の成分
の方が大きい磁区の総面積と、前記素子幅方向の成分の
方が大きい磁区の総面積が等しいものであること、また
は、前記素子長手方向の成分の方が大きい磁区の総面積
が、前記素子幅方向の成分の方が大きい磁区の総面積よ
り大きいものであることにより、前記感磁部を構成する
軟磁性薄膜または薄帯の磁気異方性の方向を全体として
等方的な状態に近い状態にすることができ、前記感磁部
の両端からの出力電圧を最大にさせる外部磁界の大きさ
の絶対値を小さくさせることができる。

【０２２２】また、本発明によれば、磁気インピーダン
ス効果素子の感磁部を薄膜あるいは薄帯にとして形成す
るときに、前記感磁部の素子幅Ｗと素子長さＬの比（ア
スペクト比）Ｗ／Ｌを０．１以下にすることにより、磁
気インピーダンス効果素子の磁界検出感度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す磁気インピーダンス
効果素子の斜視図。

【図２】磁気インピーダンス効果素子の感磁部のアスペ
クト比と、磁界検出感度の関係を示すグラフ。

【図３】磁気インピーダンス効果素子の感磁部のアスペ
クト比と、感磁部の両端からの出力電圧Ｅｍｉを最大と
する外部磁界の大きさの絶対値Ｈｐとの関係を示すグラ
フ。

【図４】本実施の形態の磁気インピーダンス効果素子の
磁気インピーダンス効果特性を示す概念図。

【図５】従来の磁気インピーダンス効果素子の感磁部の
磁区構造を示す概念平面図。

【図６】本発明の磁気インピーダンス効果素子の感磁部
の磁区構造を示す概念平面図。

【図７】本発明の磁気インピーダンス効果素子の感磁部
の磁区構造を示す概念平面図。

【図８】本発明の磁気インピーダンス効果素子の実施の
形態として、バイアス磁界を与える硬磁性体層が設けら
れた磁気インピーダンス効果素子を示す断面図。

【図９】本発明の磁気インピーダンス効果素子の実施の
形態として、バイアス磁界を与える硬磁性体層が設けら
れた磁気インピーダンス効果素子を示す断面図。

【図１０】本発明の磁気インピーダンス効果素子の実施
の形態として、バイアス磁界を与える反強磁性層が設け
られた磁気インピーダンス効果素子を示す断面図。

【図１１】アルミナチタンカーバイドなどの非磁性材料
からなる基板上に、軟磁性材料を用いて感磁部となる軟
磁性薄膜を成膜した状態を示す斜視図。

【図１２】図１１の軟磁性薄膜をフォトリソグラフィー
およびエッチングによって、パターン形成して感磁部を
形成した状態を示す斜視図。

【図１３】図１２の感磁部の両端に電極部を形成した状
態を示す斜視図。

【図１４】軟磁性薄帯を形成するための液体急冷装置を
示す斜視図。

【図１５】本発明の磁気インピーダンス効果素子の感磁
部をカー効果偏光顕微鏡によって観察し、写真撮影した
ものの模式図。

【図１６】本発明の磁気インピーダンス効果素子の感磁
部をカー効果偏光顕微鏡によって観察し、写真撮影した
ものの模式図。

【図１７】本発明の磁気インピーダンス効果素子の感磁
部をカー効果偏光顕微鏡によって観察し、写真撮影した
ものの模式図。

【図１８】従来の磁気インピーダンス効果素子の感磁部
をカー効果偏光顕微鏡によって観察し、写真撮影したも
のの模式図。

【図１９】本発明及び従来の磁気インピーダンス効果素
子の磁気インピーダンス効果特性の実測値を示すグラ
フ。

【図２０】本発明及び従来の磁気インピーダンス効果素
子の磁気インピーダンス効果特性の実測値を示すグラ
フ。

【図２１】磁気インピーダンス効果素子の感磁部のアス
ペクト比と出力変化量との関係を示すグラフ。

【図２２】磁気インピーダンス効果素子に駆動交流電流
を与え、外部磁界を印加する方法を示す概念図。

【図２３】従来の磁気インピーダンス効果素子の磁気イ
ンピーダンス効果特性を示すグラフ。

【図２４】磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界
を印加する方法を示す概念図。

【符号の説明】

１ 基板 ２、４ 感磁部 ３ 電極部 ５ 軟磁性薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 5/33 Ｇ１１Ｂ 5/33 Ｈ０１Ｆ 1/153 Ｈ０１Ｆ 1/16 Ｚ 1/16 10/06 10/06 10/14 10/14 10/16 10/16 1/14 Ｃ (72)発明者 畑内 隆史 東京都大田区雪谷大塚１番７号 アルプス 電気株式会社社内 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB07 AC09 AD51 BA03 5E041 AA11 AA14 AA19 CA01 HB07 HB11 NN01 NN17 5E049 AA01 AA04 AA09 AC01 BA16

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気インピーダンス効果を有する軟磁性
   薄膜または薄帯を有する感磁部と、前記感磁部に駆動交
   流電流を与えるための電極部を有する磁気インピーダン
   ス効果素子において、 駆動交流電流が与えられている前記感磁部の素子長手方
   向に外部磁界を印加したときに、前記感磁部の両端から
   の出力電圧を最大とする前記外部磁界の大きさの絶対値
   が４００（Ａ／ｍ）以下であることを特徴とする磁気イ
   ンピーダンス効果素子。
2. 【請求項２】 前記感磁部の両端からの出力電圧を最大
   とする前記外部磁界の大きさの絶対値が３２０（Ａ／
   ｍ）以下である請求項１に記載の磁気インピーダンス効
   果素子。
3. 【請求項３】 前記感磁部の両端からの出力電圧を最大
   とする前記外部磁界の大きさの絶対値が１６０（Ａ／
   ｍ）以下である請求項１に記載の磁気インピーダンス効
   果素子。
4. 【請求項４】 磁気インピーダンス効果を有する軟磁性
   薄膜または薄帯を有する感磁部と、前記感磁部に駆動交
   流電流を与えるための電極部を有する磁気インピーダン
   ス効果素子において、前記感磁部を構成する軟磁性薄膜
   または薄帯は、単磁区構造或いは多磁区構造を有し、各
   磁区において磁気モーメントの素子長手方向の成分と素
   子幅方向の成分を比較したときに、前記素子長手方向の
   成分の方が大きい磁区の総面積と、前記素子幅方向の成
   分の方が大きい磁区の総面積が等しいことを特徴とする
   磁気インピーダンス効果素子。
5. 【請求項５】 磁気インピーダンス効果を有する軟磁性
   薄膜または薄帯を有する感磁部と、前記感磁部に駆動交
   流電流を与えるための電極部を有する磁気インピーダン
   ス効果素子において、前記感磁部を構成する軟磁性薄膜
   または薄帯は、単磁区構造或いは多磁区構造を有し、各
   磁区において磁気モーメントの素子長手方向の成分と素
   子幅方向の成分を比較したときに、前記素子長手方向の
   成分の方が大きい磁区の総面積が、前記素子幅方向の成
   分の方が大きい磁区の総面積より大きいことを特徴とす
   る磁気インピーダンス効果素子。
6. 【請求項６】 磁気インピーダンス効果を有する軟磁性
   薄膜または薄帯を有する感磁部と、前記感磁部に駆動交
   流電流を与えるための電極部を有する磁気インピーダン
   ス効果素子において、前記感磁部の素子幅Ｗと素子長さ
   Ｌの比（アスペクト比）Ｗ／Ｌが、０．１以下であるこ
   とを特徴とする磁気インピーダンス効果素子。
7. 【請求項７】 前記感磁部の素子幅Ｗと素子長さＬの比
   （アスペクト比）Ｗ／Ｌが、０．０５以下である請求項
   ６に記載の磁気インピーダンス効果素子。
8. 【請求項８】 前記感磁部の素子幅Ｗと素子長さＬの比
   （アスペクト比）Ｗ／Ｌが、０．０３以下である請求項
   ６に記載の磁気インピーダンス効果素子。
9. 【請求項９】 前記感磁部を構成する軟磁性薄膜または
   薄帯は単磁区構造或いは多磁区構造を有し、各磁区にお
   いて磁気モーメントの素子長手方向の成分と素子幅方向
   の成分を比較したときに、前記素子長手方向の成分の方
   が大きい磁区の総面積と、前記素子幅方向の成分の方が
   大きい磁区の総面積とが等しい請求項１，２，３，６，
   ７，８のいずれかに記載の磁気インピーダンス効果素
   子。
10. 【請求項１０】 前記感磁部を構成する軟磁性薄膜また
    は薄帯は単磁区構造或いは多磁区構造を有し、各磁区に
    おいて磁気モーメントの素子長手方向の成分と素子幅方
    向の成分を比較したときに、前記素子長手方向の成分の
    方が大きい磁区の総面積が、前記素子幅方向の成分の方
    が大きい磁区の総面積より大きい請求項１，２，３，
    ６，７，８のいずれかに記載の磁気インピーダンス効果
    素子。
11. 【請求項１１】 前記感磁部の素子幅Ｗと素子長さＬの
    比（アスペクト比）Ｗ／Ｌが、０．１以下である請求項
    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。
12. 【請求項１２】 駆動交流電流が与えられている前記感
    磁部の素子長手方向に外部磁界を印加したときに、前記
    感磁部の両端からの出力電圧を最大とする前記外部磁界
    の大きさの絶対値が４００（Ａ／ｍ）以下である請求項
    ４ないし８のいずれかに記載の磁気インピーダンス効果
    素子。
13. 【請求項１３】 前記感磁部の素子長手方向と平行な方
    向にバイアス磁界を印加する磁性体を有する請求項１な
    いし１２のいずれかに記載の磁気インピーダンス効果素
    子。
14. 【請求項１４】 前記感磁部を構成する軟磁性薄膜が、
    組成式がＦｅ_hＭ_iＯ _jで表され、アモルファス構造を主
    体とした微結晶軟磁性合金薄膜として形成されている請
    求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の磁気インピ
    ーダンス効果素子。ただし、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、
    Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗと希土類元素から選ばれる１種ある
    いは２種以上の元素であり、ｈ、ｉ、ｊはａｔ％で、４
    ５≦ｈ≦７０、５≦ｉ≦３０、１０≦ｊ≦４０、ｈ＋ｉ
    ＋ｊ＝１００の関係を満足するものである。
15. 【請求項１５】 前記感磁部を構成する軟磁性薄膜が、
    組成式が（Ｃｏ_1-cＴ_c）_xＭ_yＸ_zＯ_wで表される微結晶軟
    磁性合金薄膜として形成されている請求項１ないし請求
    項１３のいずれかに記載の磁気インピーダンス効果素
    子。ただし、元素Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちどちらか一方
    あるいは両方を含む元素であり、元素Ｍは、Ｔｉ，Ｚ
    ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，
    Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれ
    る１種または２種以上の元素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａ
    ｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選
    ばれる１種あるいは２種以上の元素であり、組成比は、
    ｃが、０≦ｃ≦０．７、ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３
    ≦ｙ≦３０、０≦ｚ≦２０、７≦ｗ≦４０、２０≦ｙ＋
    ｚ＋ｗ≦６０の関係を満足し、残部がｘである。
16. 【請求項１６】 前記感磁部を構成する軟磁性薄膜が、
    組成式がＴ_{100-d-e- f-g}Ｘ_dＭ_eＺ_fＱ_gで表され、ｂｃｃ
    −Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣｏ、ｂｃｃ−Ｃｏの１種または
    ２種以上の結晶粒を主体とした微結晶軟磁性合金薄膜と
    して形成されている請求項１ないし請求項１３のいずれ
    かに記載の磁気インピーダンス効果素子。ただし、元素
    Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどちらか一方あるいは両方を含
    む元素であり、元素Ｘは、Ｓｉ、Ａｌのうちどちらか一
    方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚ
    ｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種
    または２種以上の元素であり、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうち
    どちらか一方あるいは両方を含む元素であり、Ｑは、Ｃ
    ｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選
    ばれる１種または２種以上の元素であり、ｄ、ｅ、ｆ、
    ｇはａｔ％で、０≦ｄ≦２５、１≦ｅ≦１０、０．５≦
    ｆ≦１５、０≦ｇ≦１０の関係を満足するものである。
17. 【請求項１７】 前記感磁部を構成する軟磁性薄膜が、
    組成式がＴ_{100-p-q- e-f-g}Ｓｉ_pＡｌ_qＭ_eＺ_fＱ_gで表さ
    れ、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣｏ、ｂｃｃ−Ｃｏの
    １種または２種以上の結晶粒を主体とした微結晶軟磁性
    合金薄膜として形成されている請求項１ないし請求項１
    ３のいずれかに記載の磁気インピーダンス効果素子。た
    だし、元素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどちらか一方あるい
    は両方を含む元素であり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
    ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種または
    ２種以上の元素であり、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうちどちら
    か一方あるいは両方を含む元素であり、Ｑは、Ｃｒ，Ｒ
    ｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選ばれる
    １種または２種以上の元素であり、ｐ、ｑ、ｅ、ｆ、ｇ
    はａｔ％で、８≦ｐ≦１５、０≦ｑ≦１０、１≦ｅ≦１
    ０、０．５≦ｆ≦１５、０≦ｇ≦１０の関係を満足する
    ものである。
18. 【請求項１８】 前記感磁部を構成する軟磁性薄膜また
    は薄帯が、組成式が（Ｆｅ_1-aＣｏ_a）_100-x-y（Ｓｉ_1-b
    Ｂ_b）_xＭ_yで示される非晶質軟磁性合金薄膜または薄帯
    として形成されている請求項１ないし請求項１３のいず
    れかに記載の磁気インピーダンス効果素子。ただし、Ｍ
    はＣｒ、Ｒｕのうちいずれか一方、あるいは両方を含む
    元素であり、組成比を表すａ、ｂは０．０５≦ａ≦０．
    １、０．２≦ｂ≦０．８であり、ｘ、ｙはａｔ％で１０
    ≦ｘ≦３５、０≦ｙ≦７の関係を満足するものである。
19. 【請求項１９】 前記感磁部を構成する軟磁性薄膜が、
    組成式がＣｏ_lＴａ_mＨｆ_nで表され、アモルファス構造
    を主体にした非晶質軟磁性合金薄膜として形成されてい
    る請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の磁気イ
    ンピーダンス効果素子。ただし、ｌ、ｍ、ｎはａｔ％
    で、７０≦ｌ≦９０、５≦ｍ≦２１、６．６≦ｎ≦１
    ５、１≦ｍ／ｎ≦２．５の関係を満足するものである。
20. 【請求項２０】 前記感磁部を構成する軟磁性薄膜が、
    組成式がＣｏ_aＺｒ_bＮｂ_cで表されるアモルファス構造
    を主体とした非晶質軟磁性合金薄膜として形成されてい
    る請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の磁気イ
    ンピーダンス効果素子。ただし、ａ、ｂ、ｃはａｔ％
    で、７８≦ａ≦９１、０．５≦ｂ／ｃ≦０．８の関係を
    満足するものである。
21. 【請求項２１】 （ａ）非磁性材料からなる基板上に、
    軟磁性薄膜を一定方向の静磁場中で成膜する工程と、 （ｂ）前記軟磁性薄膜を、前記（ａ）の工程において静
    磁場がかけられた方向が素子幅方向となるように、ま
    た、磁気インピーダンス効果素子の形成後、前記磁気イ
    ンピーダンス効果素子の感磁部の素子長手方向に、駆動
    交流電流を与えつつ外部磁界を印加したときに、前記感
    磁部の両端からの出力電圧を最大とする前記外部磁界の
    大きさの絶対値が４００（Ａ／ｍ）以下になるように、
    素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ／Ｌを設
    定してパターン形成する工程と、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。
22. 【請求項２２】 前記（ｂ）の工程の後に、 （ｃ）前記（ｂ）の工程でパターン形成された軟磁性薄
    膜を、この感磁部の素子幅方向の静磁場中、回転磁場
    中、または無磁場中で熱処理する工程を有する請求項２
    １に記載の磁気インピーダンス効果素子の製造方法。
23. 【請求項２３】 （ｄ）非磁性材料からなる基板上に、
    軟磁性薄膜を一方向の静磁場中で成膜する工程と、 （ｅ）前記（ｄ）の工程で形成された軟磁性薄膜を、前
    記軟磁性薄膜に対する方向が前記（ｄ）の工程において
    かけられた静磁場の方向と同じである静磁場中、回転磁
    場中、または無磁場中で熱処理する工程と、 （ｆ）前記軟磁性薄膜を、前記（ｄ）および／または
    （ｅ）の工程においてかけられた静磁場の方向が素子幅
    方向となるように、また、磁気インピーダンス効果素子
    の形成後、前記磁気インピーダンス効果素子の感磁部の
    素子長手方向に、駆動交流電流を与えつつ外部磁界を印
    加したときに、前記感磁部の両端からの出力電圧を最大
    とする前記外部磁界の大きさの絶対値が４００（Ａ／
    ｍ）以下になるように、素子幅Ｗと素子長さＬの比（ア
    スペクト比）Ｗ／Ｌを設定して、パターン形成する工程
    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。
24. 【請求項２４】 前記（ａ）または前記（ｄ）の工程に
    おいて、前記静磁場の強度を８００（Ａ／ｍ）以上に設
    定する請求項２１ないし請求項２３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。
25. 【請求項２５】 前記（ｂ）または前記（ｆ）の工程に
    おいて、前記感磁部のアスペクト比を０．１以下に設定
    する請求項２１ないし請求項２４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。
26. 【請求項２６】 （ｇ）軟磁性材料の溶融合金を冷却ロ
    ール上に射出させて接触急冷することにより軟磁性薄帯
    を形成する工程と、 （ｈ）前記（ｇ）の工程によって形成された軟磁性薄帯
    を切断し、磁気インピーダンス効果素子の形成後、前記
    磁気インピーダンス効果素子の感磁部の素子長手方向
    に、駆動交流電流を与えつつ外部磁界を印加したとき
    に、前記感磁部の両端からの出力電圧を最大とする外部
    磁界の大きさの絶対値が４００（Ａ／ｍ）以下になるよ
    うに、素子幅Ｗと素子長さＬの比（アスペクト比）Ｗ／
    Ｌを設定して、パターン形成する工程と、 （ｉ）前記（ｈ）の工程によって形成された軟磁性薄帯
    を基板上に、接着する工程と、 （ｊ）前記軟磁性薄帯を、素子幅方向の静磁場中で熱処
    理する工程と、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。
27. 【請求項２７】 前記（ｈ）の工程において、前記軟磁
    性薄帯のアスペクト比を０．１以下に設定する請求項２
    ６に記載の磁気インピーダンス効果素子の製造方法。
28. 【請求項２８】 前記（ａ）または前記（ｄ）の工程に
    おいて、前記軟磁性薄膜を、組成式がＦｅ_hＭ_iＯ_jで表
    され、アモルファス構造を主体とした微結晶軟磁性合金
    薄膜として形成する請求項２１ないし請求項２５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。
    ただし、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ
    と希土類元素から選ばれる１種あるいは２種以上の元素
    であり、ｈ、ｉ、ｊはａｔ％で、４５≦ｈ≦７０、５≦
    ｉ≦３０、１０≦ｊ≦４０、ｈ＋ｉ＋ｊ＝１００の関係
    を満足するものである。
29. 【請求項２９】 前記（ａ）または前記（ｄ）の工程に
    おいて、前記軟磁性薄膜を、組成式が（Ｃｏ_1-cＴ_c）_x
    Ｍ_yＸ_zＯ_wで表される微結晶軟磁性合金薄膜として形成
    する請求項２１ないし請求項２５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。ただし、元素Ｔ
    は、Ｆｅ、Ｎｉのうちどちらか一方あるいは両方を含む
    元素であり、元素Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，
    Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ，Ｗ，Ｂ，Ａｌ，Ｇ
    ａ，Ｇｅと希土類元素から選ばれる１種または２種以上
    の元素であり、Ｘは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，
    Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれる１種あるいは２種
    以上の元素であり、組成比は、ｃが、０≦ｃ≦０．７、
    ｘ，ｙ，ｚ，ｗはａｔ％で、３≦ｙ≦３０、０≦ｚ≦２
    ０、７≦ｗ≦４０、２０≦ｙ＋ｚ＋ｗ≦６０の関係を満
    足し、残部がｘである。
30. 【請求項３０】 前記（ａ）または前記（ｄ）の工程に
    おいて、前記軟磁性薄膜を、組成式がＴ_100-d-e-f-gＸ_d
    Ｍ_eＺ_fＱ_gで表され、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣ
    ｏ、ｂｃｃ−Ｃｏの１種または２種以上の結晶粒を主体
    とした微結晶軟磁性合金薄膜として形成する請求項２１
    ないし請求項２５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。ただし、元素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏ
    のうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、元
    素Ｘは、Ｓｉ、Ａｌのうちどちらか一方あるいは両方を
    含む元素であり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
    ｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種または２種以上の
    元素であり、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうちどちらか一方ある
    いは両方を含む元素であり、Ｑは、Ｃｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，
    Ｒｈ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選ばれる１種または
    ２種以上の元素であり、ｄ、ｅ、ｆ、ｇはａｔ％で、０
    ≦ｄ≦２５、１≦ｅ≦１０、０．５≦ｆ≦１５、０≦ｇ
    ≦１０の関係を満足するものである。
31. 【請求項３１】 前記（ａ）または前記（ｄ）の工程に
    おいて、前記軟磁性薄膜を、組成式がＴ_{100-p-q-e-f-g}
    Ｓｉ_pＡｌ_qＭ_eＺ_fＱ_gで表され、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ
    −ＦｅＣｏ、ｂｃｃ−Ｃｏの１種または２種以上の結晶
    粒を主体とした微結晶軟磁性合金薄膜として形成する請
    求項２１ないし請求項２５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。ただし、元素Ｔは、Ｆ
    ｅ、Ｃｏのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素で
    あり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，
    Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種または２種以上の元素であ
    り、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうちどちらか一方あるいは両方
    を含む元素であり、Ｑは、Ｃｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎ
    ｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選ばれる１種または２種以上
    の元素であり、ｐ、ｑ、ｅ、ｆ、ｇはａｔ％で、８≦ｐ
    ≦１５、０≦ｑ≦１０、１≦ｅ≦１０、０．５≦ｆ≦１
    ５、０≦ｇ≦１０の関係を満足するものである。
32. 【請求項３２】 前記（ａ）、前記（ｄ）または前記
    （ｇ）の工程において、前記軟磁性薄膜または前記軟磁
    性薄帯を、組成式が（Ｆｅ_1-aＣｏ_a）_100-x-y（Ｓｉ_1-b
    Ｂ_b）_xＭ_yで示される非晶質軟磁性合金薄膜または薄帯
    として形成する請求項２１ないし請求項２７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。ただ
    し、ＭはＣｒ、Ｒｕのうちいずれか一方、あるいは両方
    を含む元素であり、組成比を表すａ、ｂは０．０５≦ａ
    ≦０．１、０．２≦ｂ≦０．８であり、ｘ、ｙはａｔ％
    で１０≦ｘ≦３５、０≦ｙ≦７の関係を満足するもので
    ある。
33. 【請求項３３】 前記（ａ）または前記（ｄ）の工程に
    おいて、前記軟磁性薄膜を、組成式がＣｏ_lＴａ_mＨｆ_n
    で表され、アモルファス構造を主体にした非晶質軟磁性
    合金薄膜として形成する請求項２１ないし請求項２５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。ただし、ｌ、ｍ、ｎはａｔ％で、７０≦ｌ≦９０、
    ５≦ｍ≦２１、６．６≦ｎ≦１５、１≦ｍ／ｎ≦２．５
    の関係を満足するものである。
34. 【請求項３４】 前記（ａ）または前記（ｄ）の工程に
    おいて、前記軟磁性薄膜を、組成式がＣｏ_aＺｒ_bＮｂ_c
    で表されるアモルファス構造を主体とした非晶質軟磁性
    合金薄膜として形成する請求項２１ないし請求項２５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。ただし、ａ、ｂ、ｃはａｔ％で、７８≦ａ≦９１、
    ０．５≦ｂ／ｃ≦０．８の関係を満足するものである。