JP2730467B2 - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JP2730467B2 JP2730467B2 JP33260793A JP33260793A JP2730467B2 JP 2730467 B2 JP2730467 B2 JP 2730467B2 JP 33260793 A JP33260793 A JP 33260793A JP 33260793 A JP33260793 A JP 33260793A JP 2730467 B2 JP2730467 B2 JP 2730467B2
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- Japan
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- lines
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば地磁気等を測定
するのに使用される磁気センサに関する。
するのに使用される磁気センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の磁気センサとしては、従来、リ
ング本体の凹溝に帯状の磁性体フィルムを巻回してリン
グコアを構成し、そのリングコアに励振線をスパイラル
状に巻回するとともに、このリングコアに対して垂直方
向の磁界と直交する方向に信号線を巻回した構造のもの
がある。
ング本体の凹溝に帯状の磁性体フィルムを巻回してリン
グコアを構成し、そのリングコアに励振線をスパイラル
状に巻回するとともに、このリングコアに対して垂直方
向の磁界と直交する方向に信号線を巻回した構造のもの
がある。
【０００３】ところが、そのような構造の磁気センサに
よると、リングコアを構成する帯状の磁性体フィルム自
体の絶縁層の厚さにばらつきがあることから、巻回した
フィルムの厚さが不均一となり、これが原因となって磁
気検出特性が劣化するといった点、また、信号線を巻回
する際にリングコアとの直交性を出すのが困難で、その
巻きむらにより検出精度が低下する等の問題があった。
よると、リングコアを構成する帯状の磁性体フィルム自
体の絶縁層の厚さにばらつきがあることから、巻回した
フィルムの厚さが不均一となり、これが原因となって磁
気検出特性が劣化するといった点、また、信号線を巻回
する際にリングコアとの直交性を出すのが困難で、その
巻きむらにより検出精度が低下する等の問題があった。
【０００４】そこで、以上の問題点を解消するため、半
導体加工技術を利用して、基板上に信号線及び励振線の
２層を積層し、この層上に絶縁層を介して平面状リング
コアを形成し、さらに、その上層に絶縁層を介して励振
線及び信号線の２層を積層して、それら上下の励振線同
士及び信号線同士を相互に接続した構造の磁気センサが
提案されている（特開平２−２１３７８１号公報）。
導体加工技術を利用して、基板上に信号線及び励振線の
２層を積層し、この層上に絶縁層を介して平面状リング
コアを形成し、さらに、その上層に絶縁層を介して励振
線及び信号線の２層を積層して、それら上下の励振線同
士及び信号線同士を相互に接続した構造の磁気センサが
提案されている（特開平２−２１３７８１号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した公
報の技術において、平面状リングコア（磁性膜）を形成
する下地（下層）の表面は、平面度を可能な限り高めた
平坦な面であることが望ましい。これは、リングコアを
凹凸面上に形成すると、凹凸の段差部で磁歪が生じて磁
気特性が劣化することによる。
報の技術において、平面状リングコア（磁性膜）を形成
する下地（下層）の表面は、平面度を可能な限り高めた
平坦な面であることが望ましい。これは、リングコアを
凹凸面上に形成すると、凹凸の段差部で磁歪が生じて磁
気特性が劣化することによる。
【０００６】そこで、この種の積層型の磁気センサにお
いて精度の向上をはかるには、リングコアの下層の信号
線及び励振線に対し平坦化処理を施すことが必要となる
が、上記した公報の技術では平坦化処理で完全な平面を
実現することは困難である。
いて精度の向上をはかるには、リングコアの下層の信号
線及び励振線に対し平坦化処理を施すことが必要となる
が、上記した公報の技術では平坦化処理で完全な平面を
実現することは困難である。
【０００７】すなわち、リングコアの下層には、枕木状
に形成された信号線と励振線との２層が積層されている
ため、その各層に対してそれぞれ１回づつの計２回の平
坦化処理が必要となり、必然的にリングコアを形成する
面の凹凸が大きくなる。
に形成された信号線と励振線との２層が積層されている
ため、その各層に対してそれぞれ１回づつの計２回の平
坦化処理が必要となり、必然的にリングコアを形成する
面の凹凸が大きくなる。
【０００８】また、平坦化処理には数μｍの厚さの絶縁
層の積層が必要となるが、そのオーダでの積層は、半導
体加工技術では比較的厚い薄膜の積層プロセスとなるた
め積層数が多くなり、これに応じてアライメント誤差が
大きくなるといった問題がある。さらに、積層数が多く
なると、これに伴って上下層の信号線同士や励振同士の
コンタクトが困難となりその信頼性が低下する点、ま
た、積層数が多いほどプロセスが複雑になり、コストア
ップや信頼性の低下につながる要因となる等の問題があ
る。
層の積層が必要となるが、そのオーダでの積層は、半導
体加工技術では比較的厚い薄膜の積層プロセスとなるた
め積層数が多くなり、これに応じてアライメント誤差が
大きくなるといった問題がある。さらに、積層数が多く
なると、これに伴って上下層の信号線同士や励振同士の
コンタクトが困難となりその信頼性が低下する点、ま
た、積層数が多いほどプロセスが複雑になり、コストア
ップや信頼性の低下につながる要因となる等の問題があ
る。
【０００９】本発明はそのような事情に鑑みてなされた
もので、半導体加工技術を利用して作製する積層型の磁
気センサで、平面状リングコアの下地（下層）の平坦化
処理が容易な構造の磁気センサを提供することを目的と
する。
もので、半導体加工技術を利用して作製する積層型の磁
気センサで、平面状リングコアの下地（下層）の平坦化
処理が容易な構造の磁気センサを提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の磁気センサは、実施例に対応する図１乃至
図３に示すように、基板に積層した絶縁層上もしくは絶
縁基板Ｓ上に、所定形状の複数の励振線１ａ・・１ａ及び
信号線１ｂ・・１ｂが、所定の円周上に沿って交互に、か
つ、互いに所定の間隔を隔てて形成された第１の配線層
１と、この層上で上記円周上に相当する領域に絶縁層４
を挟んで形成された平面状リングコア２と、そのリング
コア２上に形成された絶縁層５と、この絶縁層５上に、
第１の配線層１の各線の形成パターンに対応して励振線
３ａ・・３ａ及び信号線３ｂ・・３ｂが形成された第２の配
線層３を備えているとともに、第１の配線層１と第２の
配線層３との間において励振線１ａと励振線３ａならび
に信号線１ｂと信号線３ｂとが、それぞれ互いに接続さ
れ、全体としてリングコア２の回りに励振コイル及び信
号線コイルが形成されていることによって特徴づけられ
る。
め、本発明の磁気センサは、実施例に対応する図１乃至
図３に示すように、基板に積層した絶縁層上もしくは絶
縁基板Ｓ上に、所定形状の複数の励振線１ａ・・１ａ及び
信号線１ｂ・・１ｂが、所定の円周上に沿って交互に、か
つ、互いに所定の間隔を隔てて形成された第１の配線層
１と、この層上で上記円周上に相当する領域に絶縁層４
を挟んで形成された平面状リングコア２と、そのリング
コア２上に形成された絶縁層５と、この絶縁層５上に、
第１の配線層１の各線の形成パターンに対応して励振線
３ａ・・３ａ及び信号線３ｂ・・３ｂが形成された第２の配
線層３を備えているとともに、第１の配線層１と第２の
配線層３との間において励振線１ａと励振線３ａならび
に信号線１ｂと信号線３ｂとが、それぞれ互いに接続さ
れ、全体としてリングコア２の回りに励振コイル及び信
号線コイルが形成されていることによって特徴づけられ
る。
【００１１】
【作用】センサ全体を３層構造（絶縁層を除く）とし
て、平面状リングコア２の下地となる励振線１ａと信号
線１ｂとを同一レベルの層１に形成したので、これらの
励振線１ａと信号線１ｂの形成時の平坦化処理を、伴に
同一のプロセスで行うことが可能となる。これによりリ
ングコア２の下地の平坦化処理が１回で済む。
て、平面状リングコア２の下地となる励振線１ａと信号
線１ｂとを同一レベルの層１に形成したので、これらの
励振線１ａと信号線１ｂの形成時の平坦化処理を、伴に
同一のプロセスで行うことが可能となる。これによりリ
ングコア２の下地の平坦化処理が１回で済む。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。図１は本発明実施例の要部構造図で、(a) は縦
断面図，(b) は部分平面図である。なお、(a) は(b) の
Ｘ−Ｘ矢視断面を示している。
明する。図１は本発明実施例の要部構造図で、(a) は縦
断面図，(b) は部分平面図である。なお、(a) は(b) の
Ｘ−Ｘ矢視断面を示している。
【００１３】磁気センサは全体として、ガラス基板Ｓ上
に積層された第１の配線層１と、この層上に平面状リン
グコア（磁性膜）２及び第２の配線層３が、それぞれ、
絶縁層４及び５を挟んで積層された３層構造（絶縁層は
除く）となっている。
に積層された第１の配線層１と、この層上に平面状リン
グコア（磁性膜）２及び第２の配線層３が、それぞれ、
絶縁層４及び５を挟んで積層された３層構造（絶縁層は
除く）となっている。
【００１４】第１の配線層１には、図２の平面図に示す
ように、Ｌ字形状の励振線１ａ・・１ａ及び信号線１ｂ・・
１ｂが、リングコア２の形成領域に相当する円周上に沿
って交互にかつ互いに所定の間隔を隔てて形成されてい
る。
ように、Ｌ字形状の励振線１ａ・・１ａ及び信号線１ｂ・・
１ｂが、リングコア２の形成領域に相当する円周上に沿
って交互にかつ互いに所定の間隔を隔てて形成されてい
る。
【００１５】また、第２の配線層３には、図３の平面図
に示すように、先の第１の配線層１の各線１ａ，１ｂと
はＬ字の向きが逆の形状の励振線３ａ・・３ａ及び信号線
３ｂ・・３ｂが、それぞれ、第１の配線層１の各線１ａ，
１ｂとリングコア２を挟んでで対向する位置に形成され
ている。
に示すように、先の第１の配線層１の各線１ａ，１ｂと
はＬ字の向きが逆の形状の励振線３ａ・・３ａ及び信号線
３ｂ・・３ｂが、それぞれ、第１の配線層１の各線１ａ，
１ｂとリングコア２を挟んでで対向する位置に形成され
ている。
【００１６】そして、第１の配線層の励振線１ａ・・１ａ
と第２の配線層の励振線３ａ・・３ａとは、図４(a) の模
式図に示すように、それぞれ、コンタクト部Ｃにおいて
互いに接続されている。また、図４(b) に示すように、
信号線１ｂ・・１ｂと３ｂ・・３ｂも同様に接続されてお
り、全体として、リングコア２の回りに励振コイル及び
信号線コイルが形成された構造となっている。なお、そ
の各コイルには、それぞれ、励振コイル電極（パッド）
６及び信号線（検出）コイル電極７が接続されている
（図３参照）。
と第２の配線層の励振線３ａ・・３ａとは、図４(a) の模
式図に示すように、それぞれ、コンタクト部Ｃにおいて
互いに接続されている。また、図４(b) に示すように、
信号線１ｂ・・１ｂと３ｂ・・３ｂも同様に接続されてお
り、全体として、リングコア２の回りに励振コイル及び
信号線コイルが形成された構造となっている。なお、そ
の各コイルには、それぞれ、励振コイル電極（パッド）
６及び信号線（検出）コイル電極７が接続されている
（図３参照）。
【００１７】次に、以上の構造の磁気センサの製造手順
を、以下、図５及び図６を参照しつつ説明する。なお、
図５及び図６は、それぞれ、図２，図３のＡ−Ａ及びＢ
−Ｂ矢視断面の形状を模式的に示す図である。
を、以下、図５及び図６を参照しつつ説明する。なお、
図５及び図６は、それぞれ、図２，図３のＡ−Ａ及びＢ
−Ｂ矢視断面の形状を模式的に示す図である。
【００１８】まず、図５，図６の各図(a) に示すよう
に、ガラス基板Ｓ上にＡｌ等の金属膜１ｃを例えば２μ
ｍ程度の膜厚で成膜し、その金属膜１ｃをイオンミリン
グ等の手法により加工して、先の図２に示したパターン
の励振線１ａ・・１ａ及び信号線１ｂ・・１ｂを得る〔各図
(b) 〕。
に、ガラス基板Ｓ上にＡｌ等の金属膜１ｃを例えば２μ
ｍ程度の膜厚で成膜し、その金属膜１ｃをイオンミリン
グ等の手法により加工して、先の図２に示したパターン
の励振線１ａ・・１ａ及び信号線１ｂ・・１ｂを得る〔各図
(b) 〕。
【００１９】この後、励振線１ａ及び信号線１ｂの凹凸
を低減するために、ＳｉＯ2 等の絶縁層４ａを積層し
〔各図(c) 〕、次いで平坦化処理を施す〔各図(d) 〕。
その平坦化処理は、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ膜を薄く成膜→
フォトリソグラフィ→イオンミリングよるパターニング
→ＳｉＯ2 成膜→リフトオフ等の手順で行う。なお、更
に高い平坦度が必要であれば、上記の処理後に、例えば
ＳｉＯ2 等の絶縁層を積層し、次いでイオンミリングに
よるエッチバックを行うといった平坦化処理を施す。
を低減するために、ＳｉＯ2 等の絶縁層４ａを積層し
〔各図(c) 〕、次いで平坦化処理を施す〔各図(d) 〕。
その平坦化処理は、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ膜を薄く成膜→
フォトリソグラフィ→イオンミリングよるパターニング
→ＳｉＯ2 成膜→リフトオフ等の手順で行う。なお、更
に高い平坦度が必要であれば、上記の処理後に、例えば
ＳｉＯ2 等の絶縁層を積層し、次いでイオンミリングに
よるエッチバックを行うといった平坦化処理を施す。
【００２０】以上の平坦化処理が完了した後、絶縁層４
上にパーマロイ膜を例えば４μｍ程度の膜厚で成膜し、
次いで、そのパーマロイ膜のパターニングを行って平面
状のリングコア２を得た後、例えばＳｉＯ2 を膜厚３μ
ｍで成膜して絶縁層５を形成する〔各図(e),(f) 〕。こ
の後、絶縁層５のパターニング（窓あけ）を行って、先
の図４の模式図に示したコンタクトホールＨを開口する
〔各図(g) 〕。なお、信号線側のコンタクトホールは図
示しないが、その開口のパターニングは励振線側と同様
とする〔図５(g) 参照〕。
上にパーマロイ膜を例えば４μｍ程度の膜厚で成膜し、
次いで、そのパーマロイ膜のパターニングを行って平面
状のリングコア２を得た後、例えばＳｉＯ2 を膜厚３μ
ｍで成膜して絶縁層５を形成する〔各図(e),(f) 〕。こ
の後、絶縁層５のパターニング（窓あけ）を行って、先
の図４の模式図に示したコンタクトホールＨを開口する
〔各図(g) 〕。なお、信号線側のコンタクトホールは図
示しないが、その開口のパターニングは励振線側と同様
とする〔図５(g) 参照〕。
【００２１】そして、Ａｌ等の金属膜を例えば２μｍ程
度の膜厚で成膜し、この金属膜をイオンミリング等の手
法により加工して、先の図３に示したパターンの励振線
３ａ・・３ａ及び信号線３ｂ・・３ｂを形成することにより
〔各図(h) 〕、図１に示した３層構造の磁気センサを得
る。
度の膜厚で成膜し、この金属膜をイオンミリング等の手
法により加工して、先の図３に示したパターンの励振線
３ａ・・３ａ及び信号線３ｂ・・３ｂを形成することにより
〔各図(h) 〕、図１に示した３層構造の磁気センサを得
る。
【００２２】なお、励振線及び信号線を形成する材料と
してはＡｌの他、例えばＡｕ，ＣｕあるいはＰｔ等の他
の金属であってもよい。また、基板としては石英基板等
の他の絶縁基板を採用してもよいし、あるいはＳｉ基板
上に絶縁層を積層したものを用いてもよい。
してはＡｌの他、例えばＡｕ，ＣｕあるいはＰｔ等の他
の金属であってもよい。また、基板としては石英基板等
の他の絶縁基板を採用してもよいし、あるいはＳｉ基板
上に絶縁層を積層したものを用いてもよい。
【００２３】ここで、以上の実施例では、各励振線１
ａ，３ａ及び各信号線１ｂ，３ｂを、それぞれリングコ
ア２の円中心に向かう形状としているが、これに限られ
ることなく、各励振線及び信号線はリングコア２の法線
に対して傾く形状の配線であってもよい。
ａ，３ａ及び各信号線１ｂ，３ｂを、それぞれリングコ
ア２の円中心に向かう形状としているが、これに限られ
ることなく、各励振線及び信号線はリングコア２の法線
に対して傾く形状の配線であってもよい。
【００２４】また、以上の実施例では、励振線１ａ，３
ａの幅を信号線１ｂ，３ｂに対して広くしているが、例
えばリングコア２に対する巻き数を多くする等の場合に
は、励振線と信号線との幅は同程度としてもよい。さら
に、励振線及び信号線の各パターンは、リングコア２の
回りにそれぞれ励振コイル及び信号線コイルを形成でき
るものであれば、その形状・パターンは特に限定はされ
ない。
ａの幅を信号線１ｂ，３ｂに対して広くしているが、例
えばリングコア２に対する巻き数を多くする等の場合に
は、励振線と信号線との幅は同程度としてもよい。さら
に、励振線及び信号線の各パターンは、リングコア２の
回りにそれぞれ励振コイル及び信号線コイルを形成でき
るものであれば、その形状・パターンは特に限定はされ
ない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサ全体を３層構造として、平面状リングコアの下層
となる励振線及び信号線を同一レベルの層に形成したの
で、その励振線及び信号線を形成する際の平坦化処理が
１回で済み、これにより、リングコアの形成面を、従来
に対して平面度が高い平坦な面に仕上げることが可能と
なる。その結果、磁気特性が向上する。しかも、励振コ
イル及び信号線コイルの双方をリングコアの近傍に形成
することが可能となり、センサ感度及び効率等が良好と
なる。
センサ全体を３層構造として、平面状リングコアの下層
となる励振線及び信号線を同一レベルの層に形成したの
で、その励振線及び信号線を形成する際の平坦化処理が
１回で済み、これにより、リングコアの形成面を、従来
に対して平面度が高い平坦な面に仕上げることが可能と
なる。その結果、磁気特性が向上する。しかも、励振コ
イル及び信号線コイルの双方をリングコアの近傍に形成
することが可能となり、センサ感度及び効率等が良好と
なる。
【００２６】また、平坦化処理の際の絶縁層の積層数が
少なくて済むことから、アライメント誤差の低減化とと
もにリングコア上下の配線層の相互のコンタクトの信頼
性の向上を達成できる。さらに、３層構造の実現で、構
造が簡単となり小型化ひいては高感度化を達成すること
ができるとともに、プロセスが簡単となって歩留り及び
スループットが向上するといった利点もある。
少なくて済むことから、アライメント誤差の低減化とと
もにリングコア上下の配線層の相互のコンタクトの信頼
性の向上を達成できる。さらに、３層構造の実現で、構
造が簡単となり小型化ひいては高感度化を達成すること
ができるとともに、プロセスが簡単となって歩留り及び
スループットが向上するといった利点もある。
【図１】本発明実施例の構造図で、(a) は要部断面図，
(b) は部分平面図
(b) は部分平面図
【図２】その実施例の第１の配線層１のパターンを示す
平面図
平面図
【図３】同じく第２の配線層３のパターンを示す平面図
【図４】本発明実施例の第１と第２の配線層とのコンタ
クトを概念的に示す模式図
クトを概念的に示す模式図
【図５】本発明実施例の製造手順を説明する図
【図６】同じく製造手順の説明図
Ｓ ガラス基板 １ 第１の配線層 １ａ・・１ａ 励振線 １ｂ・・１ｂ 信号線 ２ 平面状リングコア（磁性膜） ３ 第２の配線層 ３ａ・・３ａ 励振線 ３ｂ・・３ｂ 信号線 ４，５ 絶縁層 Ｃ コンタクト部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品田 恵 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (72)発明者 藤山 陽一 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (72)発明者 務中 達也 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 基板に積層した絶縁層上もしくは絶縁基
板上に、所定形状の複数の励振線及び信号線が、所定の
円周上に沿って交互に、かつ、互いに所定の間隔を隔て
て形成された第１の配線層と、この層上で上記円周上に
相当する領域に絶縁層を挟んで形成された平面状リング
コアと、そのリングコア上に形成された絶縁層と、この
絶縁層上に、上記第１の配線層の各線の形成パターンに
対応して励振線及び信号線が形成された第２の配線層を
備えているとともに、上記第１の配線層と第２の配線層
との間において上記励振線と励振線ならびに上記信号線
と信号線とが、それぞれ相互に接続され、全体として上
記リングコアの回りに励振コイル及び信号線コイルが形
成されてなる磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33260793A JP2730467B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33260793A JP2730467B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 磁気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191118A JPH07191118A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2730467B2 true JP2730467B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=18256843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33260793A Expired - Fee Related JP2730467B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730467B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011142416A1 (ja) | 2010-05-12 | 2011-11-17 | 株式会社フジクラ | フラックスゲートセンサの製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6895623B2 (en) | 2003-09-09 | 2005-05-24 | James D. Zimmerlee | Pier system and method of construction |
| JP5815353B2 (ja) | 2011-09-28 | 2015-11-17 | 株式会社フジクラ | コイル配線素子およびコイル配線素子の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33260793A patent/JP2730467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011142416A1 (ja) | 2010-05-12 | 2011-11-17 | 株式会社フジクラ | フラックスゲートセンサの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07191118A (ja) | 1995-07-28 |
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