JP2001208816A - 磁気インピーダンス効果素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性薄膜と第１，第２の電極との接触抵抗を
小さくでき、磁界検出感度の高い磁気インピーダンス効
果素子を提供する。 【解決手段】 非磁性体からなる基板２と、この基板２
上に形成された磁性薄膜３と、この磁性薄膜３の両端部
に積層して配設された第１，第２の電極４，５とを備
え、磁性薄膜３は、帯状部３ａと、この帯状部３ａの一
端部に連設された該帯状部３ａよりも広幅の第１の広幅
部３ｂとを有し、この第１の広幅部３ｂ上に第１の電極
を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気インピーダン
ス効果を利用して外部磁界を検出する磁気インピーダン
ス効果素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気インピーダンス効果素子は、高い外
部磁界検出感度を有しているため、磁気検出素子として
方位センサやモータの回転センサ等に適用され始めてい
る。図８乃至図１０は、このような磁気インピーダンス
効果素子の従来技術を説明するためのものであって、こ
の磁気インピーダンス効果素子１１は、非磁性体からな
る基板１２上に形成された高い透磁率を有する帯状の磁
性薄膜１３の長手方向両端部に、導電膜からなるリード
線引出用の第１，第２の電極１４，１５が積層して設け
られて構成されており、これら第１，第２の電極１４，
１５からは半田１６により接続された一対のリード線１
７，１８が引き出されるようになっている。また、磁性
薄膜１３には、その膜面内で磁化容易軸の方向が磁性薄
膜１３の長手方向に対して垂直となるように、磁性薄膜
１３の幅方向に磁気異方性が付けられている。

【０００３】このように構成された磁気インピーダンス
効果素子１１は、磁性薄膜１３の長手方向が図示せぬ被
検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うように配置され
た状態で、一対のリード線１７，１８及び第１，第２の
電極１４，１５を介して磁性薄膜１３にＭＨｚ帯域の高
周波電流を通電すると、磁性薄膜１３の長手方向両端部
間のインピーダンスが変化し、この変化を電気信号に変
換して外部磁界Ｈの検出出力が得られるようになってい
る。そして、磁性薄膜１３のインピーダンスの変化は磁
性薄膜１３の幅Ｗが小さいほど大きくなり、磁気インピ
ーダンス効果素子１１の外部磁界Ｈを検出する磁界検出
感度が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の磁気イ
ンピーダンス効果素子１１にあっては、磁性薄膜１３の
幅Ｗが０．１ｍｍ程度に形成されているため、外部磁界
Ｈに対する磁性薄膜１３のインピーダンス変化を大きく
でき、磁界検出感度の向上にある程度の効果がある。し
かしながら、第１，第２の電極１４，１５に接触する磁
性薄膜１３の面積が小さいため、磁性薄膜１３と第１，
第２の電極１４，１５との接触抵抗が大きくなり、その
結果、外部磁界Ｈに対する磁性薄膜１３のインピーダン
ス変化が小さくなって磁界検出感度が低下するという問
題があり、磁界検出感度を向上させる対策としては不十
分であった。図１０は６つの磁気インピーダンス効果素
子１１について調べた、第１，第２の電極１４，１５と
の接触抵抗を含めた磁性薄膜１３の電気抵抗値と磁界検
出感度の関係を示すグラフであり、何れの磁気インピー
ダンス効果素子１１も電気抵抗値が高く磁界検出感度が
低いことが見て取れる。

【０００５】本発明は、上述した従来技術の事情に鑑み
てなされたもので、その目的は、磁性薄膜と第１，第２
の電極との接触抵抗を小さくでき、磁界検出感度の高い
磁気インピーダンス効果素子を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気インピーダンス効果素子は、非磁性体
からなる基板と、この基板上に形成された磁性薄膜と、
この磁性薄膜の両端部に積層して配設された第１，第２
の電極とを備え、前記磁性薄膜は、帯状部と、この帯状
部の一端部に連設された該帯状部よりも広幅の第１の広
幅部とを有し、この第１の広幅部上に前記第１の電極が
形成されていることを最も主要な特徴としている。

【０００７】また、上記構成において、前記磁性薄膜
は、前記帯状部の他端部に連設された前記帯状部よりも
広幅の第２の広幅部を有し、この第２の広幅部上に前記
第２の電極が形成されている構成とした。

【０００８】さらに、上記構成において、前記第１，第
２の電極の各面積をＳｅとし、前記第１，第２の電極に
より被覆された前記第１，第２の広幅部の各面積をＳｃ
としたときに、Ｓｃ／Ｓｅ≦１なる関係を満たし、より
好ましくは０．３９≦Ｓｃ／Ｓｅ≦１なる関係を満たす
構成とした。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気インピーダン
ス効果素子の一実施形態を図１乃至図７に基づいて説明
する。

【００１０】この磁気インピーダンス効果素子１は、非
磁性体からなる基板２上に形成された高い透磁率を有す
る帯状の磁性薄膜３の長手方向両端部に、リード線引出
用の第１，第２の電極４，５が積層して配設されて構成
されている。

【００１１】磁性薄膜３は、ＦｅＨｆＣを含みｂｃｃＦ
ｅ微結晶粒を主体とする磁性薄膜であって、基板２の長
手方向に延びる帯状部３ａと、この帯状部３ａの両端部
に連設された第１，第２の広幅部３ｂ，３ｃとを有し、
帯状部３ａには、その膜面内で磁化容易軸の方向が磁性
薄膜３の長手方向に対して垂直となるように、磁性薄膜
３の幅方向に磁気異方性が付けられている。そして、第
１，第２の広幅部３ｂ，３ｃはその幅Ｗｂ，Ｗｃが帯状
部３ａの幅Ｗａよりも大きく形成されて、帯状部３ａよ
りも広幅に設けられている。

【００１２】第１，第２の電極４，５は、銅等の半田付
け性のよい導電膜からなり、第１，第２の広幅部３ｂ，
３ｃ上にこれらを被覆するように形成されている。そし
て、これら第１，第２の電極４，５からは半田６により
接続された一対のリード線７，８が引き出されるように
なっている。

【００１３】このように構成された磁気インピーダンス
効果素子１は、磁性薄膜３の長手方向が図示せぬ被検出
体から発せられる外部磁界Ｈに沿うように配置された状
態で、一対のリード線７，８及び第１，第２の電極４，
５を介して磁性薄膜３にＭＨｚ帯域の高周波電流を通電
すると、磁性薄膜３の長手方向両端部間のインピーダン
スが変化し、この変化を電気信号に変換して外部磁界Ｈ
の検出出力が得られるようになっている。

【００１４】図３は第１，第２の電極４，５の各面積を
Ｓｅ(Ｓｅ＝３.５６×１０^-3ｍｍ²)とし、第１，第２の
電極４，５により被覆された第１，第２の広幅部３ｂ，
３ｃの各面積をＳｃとしたときに、０．３９≦Ｓｃ／Ｓ
ｅ≦１なる関係を満たす１３個の磁気インピーダンス効
果素子１について調べた、第１，第２の電極４，５との
接触抵抗を含めた磁性薄膜３の電気抵抗値と磁界検出感
度の関係を示すグラフであり、従来技術に比して何れの
磁気インピーダンス効果素子１も電気抵抗値が低く磁界
検出感度が高くなっていることが見て取れる。尚、Ｓｃ
／Ｓｅが０．３９よりも小さいときには第１，第２の電
極４，５との接触抵抗を含めた磁性薄膜３の電気抵抗値
が従来技術と同様に高く、高い外部磁界検出感度は得ら
れなかった。

【００１５】しかして、上記の如く構成された磁気イン
ピーダンス効果素子１にあっては、磁性薄膜３を帯状部
３ａとこの帯状部３ａの両端部に連設された第１，第２
の広幅部３ｂ，３ｃとで構成し、この第１，第２の広幅
部３ｂ，３ｃ上に第１，第２の電極４，５を形成したの
で、磁性薄膜３の帯状部３ａの幅Ｗａを従来技術と同様
に０．１ｍｍ程度としながらも、第１，第２の電極４，
５に接触する磁性薄膜３の面積を大きく取ることができ
るため、磁性薄膜３と第１，第２の電極４，５との接触
抵抗を小さくし外部磁界Ｈに対する磁性薄膜３のインピ
ーダンス変化を大きくすることが可能となり磁界検出感
度を向上させることができる。

【００１６】尚、この実施形態では、帯状部３ａの両端
部に第１，第２の広幅部３ｂ，３ｃを連設させ、これら
第１，第２の広幅部３ｂ，３ｃの全面を第１，第２の電
極４，５で被覆した構成で説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、磁界検出感度の要求値がさほ
ど高くなく第１，第２の電極４，５と磁性薄膜３との接
触抵抗にある程度の大きさが許容されるときには、図４
に示すように、第１の広幅部３ｂのみを帯状部３ａの一
端部に連設させ、第１の広幅部３ｂ上に第１の電極４を
形成し、帯状部３ａの他端部に第２の電極５を設けた構
成としたり、図５に示すように、第１，第２の電極４，
５の形状を若干変更し、第１，第２の電極４，５が第
１，第２の広幅部３ｂ，３ｃを部分的に被覆する構成と
してもよい。

【００１７】また、この実施形態では、帯状部３ａをス
トレートな直線形状で説明したが、帯状部３ａへの磁気
異方性の付与方向を変更することにより、帯状部３ａの
形状には、図６に示すような波形状や図７に示すような
つづら折り形状等の種々の変更が可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００１９】非磁性体からなる基板と、この基板上に形
成された磁性薄膜と、この磁性薄膜の両端部に積層して
配設された第１，第２の電極とを備え、前記磁性薄膜
は、帯状部と、この帯状部の一端部に連設された該帯状
部よりも広幅の第１の広幅部とを有し、この第１の広幅
部上に前記第１の電極が形成されているので、前記第
１，第２の電極に接触する前記磁性薄膜の面積を大きく
取ることができるため、前記磁性薄膜と前記第１，第２
の電極との接触抵抗を小さくし外部磁界に対する前記磁
性薄膜のインピーダンス変化を大きくすることが可能と
なり磁界検出感度を向上させることができる。

【００２０】前記磁性薄膜は、前記帯状部の他端部に連
設された前記帯状部よりも広幅の第２の広幅部を有し、
この第２の広幅部上に前記第２の電極が形成されている
ので、前記第１，第２の電極に接触する前記磁性薄膜の
面積を一層大きく取ることができるため、前記磁性薄膜
と前記第１，第２の電極との接触抵抗を小さくし外部磁
界に対する前記磁性薄膜のインピーダンス変化を大きく
することが可能となり磁界検出感度をより向上させるこ
とができる。

【００２１】前記第１，第２の電極の各面積をＳｅと
し、前記第１，第２の電極により被覆された前記第１，
第２の広幅部の各面積をＳｃとしたときに、Ｓｃ／Ｓｅ
≦１なる関係を満たし、より好ましくは０．３９≦Ｓｃ
／Ｓｅ≦１なる関係を満たすので、外部磁界に対する前
記磁性薄膜のインピーダンス変化を大きくして磁界検出
感度を確実に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気インピーダンス効果素子の斜視
図。

【図２】本発明の磁気インピーダンス効果素子の平面
図。

【図３】本発明の磁気インピーダンス効果素子の第１，
第２の電極との接触抵抗を含めた磁性薄膜の抵抗値と磁
界検出感度の関係を示すグラフ図。

【図４】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る帯
状部の一端部にのみ第１の広幅部を設けた応用例を示す
平面図。

【図５】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る第
１，第２の広幅部を第１，第２の電極で部分的に被覆し
た応用例を示す平面図。

【図６】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る帯
状部を波形状に形成した応用例を示す平面図。

【図７】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る帯
状部をつづら折り形状に形成した応用例を示す平面図。

【図８】従来の磁気インピーダンス効果素子の斜視図。

【図９】従来の磁気インピーダンス効果素子の平面図。

【図１０】従来の磁気インピーダンス効果素子の第１，
第２の電極との接触抵抗を含めた磁性薄膜の抵抗値と磁
界検出感度の関係を示すグラフ図。

【符号の説明】

１ 磁気インピーダンス効果素子 ２ 基板 ３ 磁性薄膜 ３ａ 帯状部 ３ｂ 第１の広幅部 ３ｃ 第２の広幅部 ４ 第１の電極 ５ 第２の電極 ６ 半田 ７ リード線 ８ リード線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性体からなる基板と、この基板上に
   形成された磁性薄膜と、この磁性薄膜の両端部に積層し
   て配設された第１，第２の電極とを備え、前記磁性薄膜
   は、帯状部と、この帯状部の一端部に連設された該帯状
   部よりも広幅の第１の広幅部とを有し、この第１の広幅
   部上に前記第１の電極が形成されていることを特徴とす
   る磁気インピーダンス効果素子。
2. 【請求項２】 前記磁性薄膜は、前記帯状部の他端部に
   連設された前記帯状部よりも広幅の第２の広幅部を有
   し、この第２の広幅部上に前記第２の電極が形成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の磁気インピーダ
   ンス効果素子。
3. 【請求項３】 前記第１，第２の電極の各面積をＳｅと
   し、前記第１，第２の電極により被覆された前記第１，
   第２の広幅部の各面積をＳｃとしたときに、Ｓｃ／Ｓｅ
   ≦１なる関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載
   の磁気インピーダンス効果素子。
4. 【請求項４】 前記Ｓｃ及びＳｅは、０．３９≦Ｓｃ／
   Ｓｅ≦１なる関係を満たすことを特徴とする請求項３に
   記載の磁気インピーダンス効果素子。