JP3839647B2

JP3839647B2 - Magneto-impedance effect element

Info

Publication number: JP3839647B2
Application number: JP2000226233A
Authority: JP
Inventors: 亮中林
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: JP2002043648A

Description

【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】
従来のこの種の磁気インピーダンス効果素子は、例えば、図６に示すように、高い透磁率を有する帯状の磁性薄膜２１が形成された非磁性基板２２上に、磁性薄膜２１にバイアス磁界を磁性薄膜２１の長手方向に付与するバイアス磁界付与手段としての導電硬磁性薄膜２３が磁性薄膜２１を被覆するように固着され、磁性薄膜２１の両端部に導電膜からなる一対の電極２４，２４が設けられた構造となっており、磁性薄膜２１には、その膜面内で磁化容易軸の方向が磁性薄膜２１の長手方向に対して垂直となるように、磁性薄膜２１の幅方向（短手方向）に磁気異方性が付けられている。
【０００３】
そして、この磁気インピーダンス効果素子は、磁性薄膜２１の長手方向が図示せぬ被検知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、一対の電極２４，２４を介して磁性薄膜２１にＭＨｚ帯域の高周波電流を通電すると、磁性薄膜２１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おり、導電硬磁性薄膜２３が付与するバイアス磁界によって外部磁界Ｈが高精度に検出できるようになっている。
【０００４】
この従来の磁気インピーダンス効果素子の製造は、スパッタリング法を用い真空中で非磁性基板２２上に磁性薄膜２１、一対の電極２４，２４及び導電硬磁性薄膜２３をそれぞれ成膜した後、大気中で導電硬磁性薄膜２３に着磁を施しこれを永久磁石にすることによって製造される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の磁気インピーダンス効果素子にあっては、導電硬磁性薄膜２３をバイアス磁界付与手段として機能させるのに、これに着磁を施し導電硬磁性薄膜２３を永久磁石にする必要があることから、真空中で磁性薄膜２１、一対の電極２４，２４及び導電硬磁性薄膜２３を成膜する成膜工程の他に、大気中で導電硬磁性薄膜２３に着磁する着磁工程を要するため、製造工程が複雑なものになるという問題を有していた。
【０００６】
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、着磁工程を廃止でき、製造工程の簡素化を図ることの可能な磁気インピーダンス効果素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気インピーダンス効果素子は、高周波電流を通電して外部磁界によりインピーダンスの変化を発生する磁性薄膜と、この磁性薄膜にバイアス磁界を付与するバイアス磁界付与手段とを備え、
反強磁性膜と、この反強磁性膜との交換結合により磁化方向が固定された被磁化方向固定膜とが順次積層された積層体が２つ以上重ね合わされて前記バイアス磁界付与手段が構成され、
前記磁性薄膜上に前記積層体が絶縁膜を介して積層され、この絶縁膜によって前記被磁化方向固定膜と前記磁性薄膜とが電気的に絶縁されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記構成において、前記被磁化方向固定膜をＦｅ−Ｎｉ合金からなる軟磁性膜とした構成とした。
【００１１】
またさらに、上記構成において、前記反強磁性膜はＸ−Ｍｎ合金からなり、ＸはＰｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒのいずれか１つからなる構成とした。
【００１２】
また、上記構成において、前記反強磁性膜は、α−Ｆｅ₂Ｏ₃あるいはＮｉＯからなる構成とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、磁気インピーダンス効果素子の第１の参考例を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１４】
この磁気インピーダンス効果素子１は、高い透磁率を有する帯状の磁性薄膜３が形成された非磁性基板２の一面に、反強磁性膜５及び被磁化方向固定膜６を備えてなる積層体８が絶縁膜４を介して固着され、磁性薄膜３の長手方向両端部に一対の電極７，７が設けられた構造となっており、積層体８で磁性薄膜３にバイアス磁界を磁性薄膜３の長手方向に付与するバイアス磁界付与手段が構成されている。
【００１５】
非磁性基板２は、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣセラミックやＳｉＯ₂等の絶縁性を有する非磁性材料を矩形状に成形してなるものである。
【００１６】
磁性薄膜３は、ＦｅＨｆＣを含みｂｃｃ構造のＦｅ微結晶粒子とＨｆＣの微結晶粒子とを主体とする軟磁性薄膜であって、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（短手方向）に磁気異方性が付けられている。
【００１７】
絶縁膜４は、被磁化方向固定膜６を磁性薄膜３から絶縁するためのもので、ＳｉＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃等の非磁性絶縁物からなり、非磁性基板２上に磁性薄膜３及び各電極７，７の一部分を被覆するように形成されている。
【００１８】
反強磁性膜５は、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒのいずれか１つの元素とＭｎとを含む合金、または、α−Ｆｅ₂Ｏ₃あるいはＮｉＯからなるもので、耐熱性及び耐食性に優れるという特徴を有し、被磁化方向固定膜６上に積層されて被磁化方向固定膜６とで積層体８を形成している。尚、反強磁性膜５には、耐食性に劣るが熱処理が不要なＦｅ−Ｍｎ合金を用いることも可能である。
【００１９】
被磁化方向固定膜６は、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の軟磁性膜で形成されて絶縁膜４上に設けられ、反強磁性膜５と磁気交換結合により結合して磁化方向が磁性薄膜３の長手方向に固定されている。これにより、磁性薄膜３には、被磁化方向固定膜６と反強磁性膜５との磁気交換結合によって発生する交換結合磁界がバイアス磁界として磁性薄膜３の長手方向に付与された状態となっている。尚、被磁化方向固定膜６は、Ｃｏ−Ｆｅ合金、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ合金等の他の軟磁性膜やＡｌ等からなる常磁性膜で形成してもよいが、被磁化方向固定膜６にＦｅ−Ｎｉ合金からなる軟磁性膜を用いると、大きな交換結合磁界を発生させることができ外部磁界の検出精度を向上させることができる。
【００２０】
一対の電極７，７は、Ａｕ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔａ等の電気抵抗の小さい非磁性導電膜からなり、硬磁性膜４を挟むように配置されている。
【００２１】
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知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、一対の電極７，７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おり、積層体８を形成する被磁化方向固定膜６と反強磁性膜５との交換結合によって発生する交換結合磁界が磁性薄膜３にバイアス磁界として付与されて外部磁界Ｈが高精度に検出できるようになっている。
【００２２】
しかして、この磁気インピーダンス効果素子１にあっては、真空中で非磁性基板２上にスパッタリング法を用い磁性薄膜３、一対の電極７，７、絶縁膜４、被磁化方向固定膜６及び反強磁性膜５をそれぞれ成膜するだけで、バイアス磁界付与手段として機能する積層体８を形成することができるため、従来技術に示した如き着磁工程を廃止することができ、製造工程が複雑なものになるという不具合を解消することができる。
【００２３】
また、非磁性基板２上に磁性薄膜３、絶縁膜４、被磁化方向固定膜６及び反強磁性膜５がこの順番に積層され、磁性薄膜３と被磁化方向固定膜６とが絶縁膜４によって電気的に絶縁された状態となっているため、一対の電極７，７を介して磁性薄膜３に通電される上記高周波電流が被磁化方向固定膜６に分流するのを防ぐことができ、この分流に起因する外部磁界検出感度の低下を防止することができる。
【００２４】
図４は本発明の実施の形態を示す図であって、絶縁膜４上に積層体８を２つ重ね合わせて積層したものであり、このようにすると一層大きな交換結合磁界をバイアス磁界として磁性薄膜に付与することができる。尚、積層体８を３つ以上重ね合わせて絶縁層４上に積層するようにしてもよく、重ね合わされる積層体８の数が増える程より一層大きなバイアス磁界を得ることができる。この場合、積層体８をいくつ重ね合わせるかは必要なバイアス磁界の大きさに応じて適宜選択すればよい。
【００２５】
次に、本発明の磁気インピーダンス効果素子の第２の参考例を図５に基づいて説明する。
【００２６】
この第２の参考例の磁気インピーダンス効果素子９が第１の参考例と異なる点は、積層体８に代えて反強磁性膜５と被磁化方向固定膜６とをこの順番に積層してなる積層体１０を非磁性膜１１を介して絶縁膜４上に固着した点が異なるのみで、他は第１の参考例の磁気インピーダンス効果素子１と同じである。
【００２７】
ここで、非磁性膜１１は、反強磁性膜５と磁性薄膜３とが磁気交換結合によって結合するのを確実に抑制し、これら両膜の結合に起因する外部磁界Ｈの検出感度の低下を防止するように機能する。また、非磁性膜１１の膜厚を適宜調整することにより、磁性薄膜３における交換結合磁界の強さを調整でき、適切なバイアス磁界を磁性薄膜３に付与できる。
【００２８】
このように構成された磁気インピーダンス効果素子９は、磁性薄膜３の長手方向が図示せぬ被検知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、一対の電極７，７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おり、積層体１０を形成する被磁化方向固定膜６と反強磁性膜５との交換結合によって発生する交換結合磁界が磁性薄膜３にバイアス磁界として付与されて外部磁界Ｈが高精度に検出できるようになっている。
【００２９】
しかして、この磁気インピーダンス効果素子９にあっても、真空中で非磁性基板２上にスパッタリング法を用い磁性薄膜３、一対の電極７，７、絶縁膜４、非磁性膜１１、反強磁性膜５及び被磁化固方向定膜６をそれぞれ成膜するだけで、積層体８と同じくバイアス磁界付与手段として機能する積層体１０を形成することができるため、従来技術に示した如き着磁工程を廃止することができ、製造工程が複雑なものになるという不具合を解消することができる。
【００３０】
【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。
【００３１】
高周波電流を通電して外部磁界によりインピーダンスの変化を発生する磁性薄膜と、この磁性薄膜にバイアス磁界を付与するバイアス磁界付与手段とを備え、反強磁性膜と、この反強磁性膜との交換結合により磁化方向が固定された被磁化方向固定膜とを備えてなる積層体で前記バイアス磁界付与手段が構成されているので、スパッタリング法を用い前記被磁化方向固定膜及び前記反強磁性膜をそれぞれ成膜するだけで、前記バイアス磁界付与手段として機能する前記積層体を形成することができるため、着磁工程を廃止でき、製造工程の簡素化を図ることが可能となる。
【００３２】
また、前記積層体は前記被磁化方向固定膜と前記反強磁性膜とが順次積層された構造を有し、前記磁性薄膜上に前記積層体が絶縁膜を介して積層され、この絶縁膜によって前記被磁化方向固定膜と前記磁性薄膜とが電気的に絶縁されているので、前記磁性薄膜に通電される前記高周波電流が前記被磁化方向固定膜に分流するのを防ぐことができ、この分流に起因する外部磁界検出感度の低下を防止することができる。
【００３３】
前記絶縁膜上に前記積層体が２つ以上重ね合わされて積層されているので、一層大きな交換結合磁界をバイアス磁界として磁性薄膜に付与することができる。
【００３４】
また、前記被磁化方向固定膜をＦｅ−Ｎｉ合金からなる軟磁性膜としたので、大きな交換結合磁界を発生させることができ外部磁界の検出精度を向上させることができる。
【００３５】
さらにまた、前記反強磁性膜はＸ−Ｍｎ合金からなり、ＸはＰｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒのいずれか１つからなるので耐熱性及び耐食性にすぐれた磁気インピーダンス効果素子を得ることができる。
【００３６】
また、前記反強磁性膜は、α−Ｆｅ₂Ｏ₃あるいはＮｉＯからなるので、耐熱性及び耐食性に優れた磁気インピーダンス効果素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の参考例に係わる磁気インピーダンス効果素子の斜視図。
【図２】図１の平面図。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係わる磁気インピーダンス効果素子を示す断面図。
【図５】本発明の第２の参考例に係わる磁気インピーダンス効果素子の断面図。
【図６】従来の磁気インピーダンス効果素子の斜視図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magneto-impedance effect element that detects an external magnetic field using the magneto-impedance effect.
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in FIG. 6, a conventional magneto-impedance effect element of this type has a bias magnetic field applied to a magnetic thin film 21 on a nonmagnetic substrate 22 on which a strip-like magnetic thin film 21 having high permeability is formed. A conductive hard magnetic thin film 23 as a bias magnetic field applying means applied in the longitudinal direction of 21 is fixed so as to cover the magnetic thin film 21, and a pair of electrodes 24, 24 made of a conductive film are provided at both ends of the magnetic thin film 21. In the magnetic thin film 21, the width direction (short direction) of the magnetic thin film 21 is set so that the direction of the easy magnetization axis is perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic thin film 21 in the film plane. Has magnetic anisotropy.
[0003]
The magneto-impedance effect element is arranged via the pair of electrodes 24 and 24 in a state where the longitudinal direction of the magnetic thin film 21 is arranged along an external magnetic field H emitted from a detection object (not shown). When a high frequency current in the MHz band is applied to the magnetic thin film, the impedance between both ends in the longitudinal direction of the magnetic thin film 21 changes, and this change is converted into an electric signal so that a detection output of the external magnetic field H can be obtained. The external magnetic field H can be detected with high accuracy by the bias magnetic field applied by the hard magnetic thin film 23.
[0004]
This conventional magneto-impedance effect element is manufactured by depositing the magnetic thin film 21, the pair of electrodes 24, 24 and the conductive hard magnetic thin film 23 on the nonmagnetic substrate 22 in a vacuum using a sputtering method, and then in the atmosphere. It is manufactured by magnetizing the conductive hard magnetic thin film 23 to make it a permanent magnet.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional magneto-impedance effect element, in order for the conductive hard magnetic thin film 23 to function as a bias magnetic field applying means, it is necessary to magnetize the conductive hard magnetic thin film 23 to make the conductive hard magnetic thin film 23 a permanent magnet. Therefore, in addition to the film forming process for forming the magnetic thin film 21, the pair of electrodes 24 and 24 and the conductive hard magnetic thin film 23 in a vacuum, a magnetizing process for magnetizing the conductive hard magnetic thin film 23 in the atmosphere is required. Therefore, there has been a problem that the manufacturing process becomes complicated.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described prior art, and an object of the present invention is to provide a magneto-impedance effect element capable of eliminating the magnetizing process and simplifying the manufacturing process.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The magneto-impedance effect element of the present invention comprises a magnetic thin film that generates a change in impedance by an external magnetic field when energized with a high-frequency current, and a bias magnetic field applying means that applies a bias magnetic field to the magnetic thin film.
The bias magnetic field applying means is configured by stacking two or more laminated bodies in which an antiferromagnetic film and a magnetization direction fixed film whose magnetization direction is fixed by exchange coupling with the antiferromagnetic film are sequentially stacked. ,
The laminated body is laminated on the magnetic thin film via an insulating film, and the magnetization direction fixed film and the magnetic thin film are electrically insulated by the insulating film .
[0010]
In the above configuration, the magnetization direction fixed film is a soft magnetic film made of an Fe—Ni alloy.
[0011]
Furthermore, in the above configuration, the antiferromagnetic film is made of an X—Mn alloy, and X is made of any one of Pt, Ru, Rh, Ir, and Cr.
[0012]
In the above configuration, the antiferromagnetic film is made of α-Fe ₂ O ₃ or NiO.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a description will be given of a first reference example of magnetic impedance effect element in FIGS.
[0014]
The magneto-impedance effect element 1 includes a laminated body 8 including an antiferromagnetic film 5 and a magnetization direction fixed film 6 on one surface of a nonmagnetic substrate 2 on which a band-shaped magnetic thin film 3 having high permeability is formed. The magnetic thin film 3 is fixed via an insulating film 4 and has a structure in which a pair of electrodes 7 and 7 are provided at both ends in the longitudinal direction of the magnetic thin film 3. Bias magnetic field applying means for applying in the direction is configured.
[0015]
The nonmagnetic substrate 2 is formed by forming a nonmagnetic material having insulation properties such as Al ₂ O ₃ —TiC ceramic or SiO ₂ into a rectangular shape.
[0016]
The magnetic thin film 3 is a soft magnetic thin film containing FeHfC and mainly composed of Fe microcrystalline particles having a bcc structure and HfC microcrystalline particles, and the direction of the easy axis of magnetization in the film surface is the longitudinal direction of the magnetic thin film 3. Magnetic anisotropy is given in the width direction (short direction) of the magnetic thin film 3 so as to be perpendicular to the magnetic field.
[0017]
The insulating film 4 is for insulating the magnetized direction fixed film 6 from the magnetic thin film 3 and is made of a nonmagnetic insulator such as SiO ₂ or Al ₂ O _3. The electrode 7 is formed so as to cover a part of the electrode 7.
[0018]
The antiferromagnetic film 5 is made of an alloy containing any one element of Pt, Ru, Rh, Ir, and Cr and Mn, or α-Fe ₂ O ₃ or NiO, and has excellent heat resistance and corrosion resistance. The laminated body 8 is formed by being laminated on the magnetization direction fixed film 6 and the magnetization direction fixed film 6. The antiferromagnetic film 5 may be made of an Fe—Mn alloy that is inferior in corrosion resistance but does not require heat treatment.
[0019]
The magnetization direction fixed film 6 is formed of a soft magnetic film such as an Fe—Ni alloy and is provided on the insulating film 4. The magnetization direction fixed film 6 is coupled to the antiferromagnetic film 5 by magnetic exchange coupling so that the magnetization direction is the longitudinal direction of the magnetic thin film 3. It is fixed in the direction. As a result, the magnetic thin film 3 is in a state where an exchange coupling magnetic field generated by magnetic exchange coupling between the magnetized direction fixed film 6 and the antiferromagnetic film 5 is applied as a bias magnetic field in the longitudinal direction of the magnetic thin film 3. Yes. The magnetization direction fixed film 6 may be formed of another soft magnetic film such as a Co—Fe alloy or a Co—Fe—Ni alloy, or a paramagnetic film made of Al or the like. If a soft magnetic film made of an Fe—Ni alloy is used, a large exchange coupling magnetic field can be generated and the detection accuracy of the external magnetic field can be improved.
[0020]
The pair of electrodes 7 and 7 is made of a non-magnetic conductive film having a small electric resistance such as Au, W, Cr, Ta, and is disposed so as to sandwich the hard magnetic film 4.
[0021]
The magneto-impedance effect element 1 configured as described above is arranged via a pair of electrodes 7 and 7 in a state where the longitudinal direction of the magnetic thin film 3 is arranged along an external magnetic field H emitted from a detection target (not shown). When a high frequency current in the MHz band is applied to the magnetic thin film 3, the impedance between the longitudinal ends of the magnetic thin film 3 changes, and this change is converted into an electric signal to obtain a detection output of the external magnetic field H. The exchange coupling magnetic field generated by the exchange coupling between the magnetization direction fixed film 6 and the antiferromagnetic film 5 forming the laminated body 8 is applied to the magnetic thin film 3 as a bias magnetic field, and the external magnetic field H is detected with high accuracy. It can be done.
[0022]
In the magneto-impedance effect element 1, the magnetic thin film 3, the pair of electrodes 7 and 7, the insulating film 4, the magnetized direction fixed film 6 and the anti-magnetic film 6 are formed on the nonmagnetic substrate 2 in a vacuum by using a sputtering method. Since the laminated body 8 functioning as a bias magnetic field applying means can be formed only by forming each of the ferromagnetic films 5, the magnetizing process as shown in the prior art can be eliminated and the manufacturing process is complicated. It is possible to solve the problem of becoming a trouble.
[0023]
A magnetic thin film 3, an insulating film 4, a magnetization direction fixed film 6, and an antiferromagnetic film 5 are laminated in this order on the nonmagnetic substrate 2, and the magnetic thin film 3 and the magnetization direction fixed film 6 are formed in the insulating film 4. Therefore, the high-frequency current that is passed through the magnetic thin film 3 through the pair of electrodes 7 and 7 can be prevented from being shunted to the magnetization direction fixed film 6. It is possible to prevent a decrease in the external magnetic field detection sensitivity due to this diversion.
[0024]
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which two laminated bodies 8 are laminated on the insulating film 4 and are magnetically formed with a larger exchange coupling magnetic field as a bias magnetic field. It can be applied to a thin film. Note that three or more stacked bodies 8 may be stacked and stacked on the insulating layer 4, and a larger bias magnetic field can be obtained as the number of stacked stacked bodies 8 increases. In this case, the number of stacked bodies 8 may be appropriately selected according to the required bias magnetic field.
[0025]
Next, a second reference example of the magneto-impedance effect element of the present invention will be described with reference to FIG.
[0026]
Magneto-impedance effect element 9 of the second reference example differs from the first reference example, formed by laminating an antiferromagnetic film 5 and the magnetization direction pinned layer 6 in this order instead of the laminate 8 The only difference is that the laminated body 10 is fixed on the insulating film 4 via the nonmagnetic film 11, and the rest is the same as the magneto-impedance effect element 1 of the first reference example .
[0027]
Here, the nonmagnetic film 11 reliably suppresses the antiferromagnetic film 5 and the magnetic thin film 3 from being coupled by magnetic exchange coupling, and reduces the detection sensitivity of the external magnetic field H due to the coupling of these two films. Functions to prevent. Further, by appropriately adjusting the film thickness of the nonmagnetic film 11, the strength of the exchange coupling magnetic field in the magnetic thin film 3 can be adjusted, and an appropriate bias magnetic field can be applied to the magnetic thin film 3.
[0028]
The magneto-impedance effect element 9 configured in this way is arranged via a pair of electrodes 7 and 7 in a state where the longitudinal direction of the magnetic thin film 3 is arranged along an external magnetic field H emitted from a detection object (not shown). When a high frequency current in the MHz band is applied to the magnetic thin film 3, the impedance between the longitudinal ends of the magnetic thin film 3 changes, and this change is converted into an electric signal to obtain a detection output of the external magnetic field H. The exchange coupling magnetic field generated by the exchange coupling between the magnetization direction fixed film 6 and the antiferromagnetic film 5 forming the laminated body 10 is applied to the magnetic thin film 3 as a bias magnetic field, and the external magnetic field H is detected with high accuracy. It can be done.
[0029]
Even in the magneto-impedance effect element 9, the magnetic thin film 3, the pair of electrodes 7 and 7, the insulating film 4, the nonmagnetic film 11, and the antiferromagnetic material are formed on the nonmagnetic substrate 2 in a vacuum using a sputtering method. Just by forming the film 5 and the magnetized fixed direction fixed film 6 respectively, it is possible to form the laminated body 10 that functions as a bias magnetic field applying means like the laminated body 8. Can be eliminated, and the problem that the manufacturing process becomes complicated can be solved.
[0030]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0031]
Exchange of antiferromagnetic film and antiferromagnetic film with magnetic thin film that changes impedance by external magnetic field when high-frequency current is applied and bias magnetic field applying means that applies a bias magnetic field to the magnetic thin film Since the bias magnetic field applying means is composed of a laminate including a magnetization direction fixed film whose magnetization direction is fixed by coupling, the magnetization direction fixed film and the antiferromagnetic film are formed using a sputtering method. Since the laminated body functioning as the bias magnetic field applying means can be formed only by forming each film, the magnetizing process can be eliminated and the manufacturing process can be simplified.
[0032]
The stacked body has a structure in which the magnetization direction fixed film and the antiferromagnetic film are sequentially stacked, and the stacked body is stacked on the magnetic thin film via an insulating film. Since the magnetization direction fixed film and the magnetic thin film are electrically insulated, the high-frequency current passed through the magnetic thin film can be prevented from being shunted to the magnetization direction fixed film. It is possible to prevent the external magnetic field detection sensitivity from being lowered due to the above.
[0033]
Since two or more of the laminates are stacked on the insulating film, a larger exchange coupling magnetic field can be applied to the magnetic thin film as a bias magnetic field.
[0034]
Further, since the magnetization direction fixed film is a soft magnetic film made of Fe—Ni alloy, a large exchange coupling magnetic field can be generated, and the detection accuracy of the external magnetic field can be improved.
[0035]
Furthermore, since the antiferromagnetic film is made of an X-Mn alloy and X is made of any one of Pt, Ru, Rh, Ir, and Cr, a magneto-impedance effect element having excellent heat resistance and corrosion resistance can be obtained. it can.
[0036]
In addition, since the antiferromagnetic film is made of α-Fe ₂ O ₃ or NiO, a magneto-impedance effect element having excellent heat resistance and corrosion resistance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a magneto-impedance effect element according to a first reference example of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG.
Sectional view of a magnetic impedance effect element according to a first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a magneto-impedance effect element according to a second reference example of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a conventional magneto-impedance effect element.

Claims

A magnetic thin film that generates a change in impedance due to an external magnetic field by energizing a high-frequency current, and a bias magnetic field applying means that applies a bias magnetic field to the magnetic thin film,
The bias magnetic field applying means is configured by stacking two or more laminated bodies in which an antiferromagnetic film and a magnetization direction fixed film whose magnetization direction is fixed by exchange coupling with the antiferromagnetic film are sequentially stacked. ,
The magneto-impedance effect element , wherein the laminated body is laminated on the magnetic thin film through an insulating film, and the magnetization direction fixed film and the magnetic thin film are electrically insulated by the insulating film .

2. The magneto-impedance effect element according to claim 1, wherein the magnetization direction fixed film is a soft magnetic film made of an Fe-Ni alloy.

3. The magneto-impedance effect element according to claim 1, wherein the antiferromagnetic film is made of an X—Mn alloy, and X is made of any one of Pt, Ru, Rh, Ir, and Cr.

The antiferromagnetic film, a magnetic impedance effect element according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of alpha-Fe ₂ O ₃ or NiO.