JPH07325137A - 閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサ - Google Patents
閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサInfo
- Publication number
- JPH07325137A JPH07325137A JP6118875A JP11887594A JPH07325137A JP H07325137 A JPH07325137 A JP H07325137A JP 6118875 A JP6118875 A JP 6118875A JP 11887594 A JP11887594 A JP 11887594A JP H07325137 A JPH07325137 A JP H07325137A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- magnetic
- sensor
- coil
- exciting coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数個のセンサを近接配置して用い得る高感
度な閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサを提供す
ることである。 【構成】 本発明のマイクロフラックスゲートセンサ
は、高透磁率の磁性材料で作られたコア２と、該コアを
交流的に励磁するために該コアに巻き付けられた励磁コ
イル３と、同じくコア２に巻き付けられて励磁コイルの
磁束の変化を検出する検出用コイル４とからなるフラッ
クスゲート磁気センサを遮蔽するための磁性筐体７を具
備し、この磁性筐体７がコア２と磁気的に結合してい
る。また、本発明の上記センサはマイクロマシンニング
技術によってシリコン基板１上に形成される。
度な閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサを提供す
ることである。 【構成】 本発明のマイクロフラックスゲートセンサ
は、高透磁率の磁性材料で作られたコア２と、該コアを
交流的に励磁するために該コアに巻き付けられた励磁コ
イル３と、同じくコア２に巻き付けられて励磁コイルの
磁束の変化を検出する検出用コイル４とからなるフラッ
クスゲート磁気センサを遮蔽するための磁性筐体７を具
備し、この磁性筐体７がコア２と磁気的に結合してい
る。また、本発明の上記センサはマイクロマシンニング
技術によってシリコン基板１上に形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はフラックスゲート磁気
センサを小型にするために、シリコン基板上に構成した
マイクロ磁気デバイスとしての磁気センサ（以下、これ
をマイクロフラックスゲートセンサと言う）に関する。
センサを小型にするために、シリコン基板上に構成した
マイクロ磁気デバイスとしての磁気センサ（以下、これ
をマイクロフラックスゲートセンサと言う）に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、シリコンを半導体素子材料として
だけでなくセンサ材料として用いる試みがなされてい
る。信頼性が高く、量産性や低コスト化、あるいは集積
回路との一体化による高機能化等を実現可能にするシリ
コンの優れた点が注目されているからである。
だけでなくセンサ材料として用いる試みがなされてい
る。信頼性が高く、量産性や低コスト化、あるいは集積
回路との一体化による高機能化等を実現可能にするシリ
コンの優れた点が注目されているからである。
【０００３】このようなシリコンの特徴を生かして、常
温で使用できる磁気センサとしては最も高感度であるフ
ラックスゲート磁気センサとシリコンを用いたマイクロ
マシンニング技術とを組み合わせたマイクロフラックス
ゲートセンサの試作が既になされている。（Thomas Sei
tz, "Fluxgate Sensor in Planar Microtechnology",Se
nsors and Actuators, A21 -A23, pp.799-802, 1990 お
よび S. Kawanami etal., "A fluxgate magnetic senso
r with micromachined solenoids and elec-troplated
permalloy cores", Tech. Dig. of Transducers '93, p
p.888-891,1993参照） フラックスゲート磁気センサの基本的な構成要素は、高
透磁率の磁性材料で作られたコアと、このコアを交流的
に励磁するために該コアに巻き付けられた励磁コイル
と、この励磁コイルと同じようにコアに巻き付けられた
検出用コイルとである。
温で使用できる磁気センサとしては最も高感度であるフ
ラックスゲート磁気センサとシリコンを用いたマイクロ
マシンニング技術とを組み合わせたマイクロフラックス
ゲートセンサの試作が既になされている。（Thomas Sei
tz, "Fluxgate Sensor in Planar Microtechnology",Se
nsors and Actuators, A21 -A23, pp.799-802, 1990 お
よび S. Kawanami etal., "A fluxgate magnetic senso
r with micromachined solenoids and elec-troplated
permalloy cores", Tech. Dig. of Transducers '93, p
p.888-891,1993参照） フラックスゲート磁気センサの基本的な構成要素は、高
透磁率の磁性材料で作られたコアと、このコアを交流的
に励磁するために該コアに巻き付けられた励磁コイル
と、この励磁コイルと同じようにコアに巻き付けられた
検出用コイルとである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記２つの従来例にお
いて試作されたマイクロフラックスゲートセンサは磁気
回路の面では開磁路型であるために、励磁コイルからの
磁束が外部に漏れる。その結果、センサを単独で使用す
る場合には特に問題はないが、複数個のセンサを近接配
置して用いる場合には、個々のセンサの磁界が相互に影
響し合って正確な測定を行うことができない。従って、
例えば地中に埋設されたガス管の内部の腐食状態を検出
するために複数個のマイクロフラックスゲートセンサを
近接配置して用いるなどの場合には、隣接センサから発
生する磁気に影響されない閉磁路型のマイクロフラック
スゲートセンサの出現が望まれる。なお、上記２つの従
来例を閉磁路型に構成することはそれらの構造上および
製造上の問題から不可能である。
いて試作されたマイクロフラックスゲートセンサは磁気
回路の面では開磁路型であるために、励磁コイルからの
磁束が外部に漏れる。その結果、センサを単独で使用す
る場合には特に問題はないが、複数個のセンサを近接配
置して用いる場合には、個々のセンサの磁界が相互に影
響し合って正確な測定を行うことができない。従って、
例えば地中に埋設されたガス管の内部の腐食状態を検出
するために複数個のマイクロフラックスゲートセンサを
近接配置して用いるなどの場合には、隣接センサから発
生する磁気に影響されない閉磁路型のマイクロフラック
スゲートセンサの出現が望まれる。なお、上記２つの従
来例を閉磁路型に構成することはそれらの構造上および
製造上の問題から不可能である。
【０００５】本発明は従来技術における上記課題を解決
するために為されたもので、その目的とするところは、
複数個のセンサを近接配置して用い得る高感度な閉磁路
型マイクロフラックスゲートセンサを提供することにあ
る。
するために為されたもので、その目的とするところは、
複数個のセンサを近接配置して用い得る高感度な閉磁路
型マイクロフラックスゲートセンサ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、本発明の主なる態様によれば、高透磁率の磁性材料
で作られたコアと、該コアを交流的に励磁するために該
コアに巻き付けられた励磁コイルと、同じく前記コアに
巻き付けられた検出用コイルとからなるフラックスゲー
ト磁気センサを遮蔽するための磁性筐体を具備し、該磁
性筐体が前記コアと磁気的に結合していることを特徴と
する閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサが提供さ
れる。
に、本発明の主なる態様によれば、高透磁率の磁性材料
で作られたコアと、該コアを交流的に励磁するために該
コアに巻き付けられた励磁コイルと、同じく前記コアに
巻き付けられた検出用コイルとからなるフラックスゲー
ト磁気センサを遮蔽するための磁性筐体を具備し、該磁
性筐体が前記コアと磁気的に結合していることを特徴と
する閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサが提供さ
れる。
【０００７】本発明のもう１つの態様によれば、上記主
態様に記載のコアと、励磁コイルと、検出用コイルと、
磁性筐体とがマイクロマシンニング技術によってシリコ
ン基板上に形成されたことを特徴とする閉磁路型マイク
ロフラックスゲートセンサが提供される。
態様に記載のコアと、励磁コイルと、検出用コイルと、
磁性筐体とがマイクロマシンニング技術によってシリコ
ン基板上に形成されたことを特徴とする閉磁路型マイク
ロフラックスゲートセンサが提供される。
【０００８】本発明の別の態様によれば、上記各態様の
いずれか一方に記載の励磁コイルと検出用コイルとが平
面的位置関係において互いにずれていることを特徴とす
る閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサが提供され
る。
いずれか一方に記載の励磁コイルと検出用コイルとが平
面的位置関係において互いにずれていることを特徴とす
る閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサが提供され
る。
【０００９】本発明の更に別の態様によれば、上記各態
様のいずれか一つの態様に記載の閉磁路型マイクロフラ
ックスゲートセンサが複数個近接配置されたことを特徴
とするセンサユニットが提供される。
様のいずれか一つの態様に記載の閉磁路型マイクロフラ
ックスゲートセンサが複数個近接配置されたことを特徴
とするセンサユニットが提供される。
【００１０】
【作用】フラックスゲート磁気センサのコアと磁気的に
結合する磁性筐体によってセンサ全体を遮蔽し、閉磁路
型センサに構成したので、励磁コイルからの磁束が外部
に漏れなくなる。従って、複数個のマイクロフラックス
ゲートセンサが近接配置して用いられ得る。
結合する磁性筐体によってセンサ全体を遮蔽し、閉磁路
型センサに構成したので、励磁コイルからの磁束が外部
に漏れなくなる。従って、複数個のマイクロフラックス
ゲートセンサが近接配置して用いられ得る。
【００１１】
【実施例】以下、添付の図面に示した好ましい一実施例
に関連して本発明を更に詳細に説明する。
に関連して本発明を更に詳細に説明する。
【００１２】図１は本発明の閉磁路型マイクロフラック
スゲートセンサの一実施例を示す縦断面図である。図１
から明らかなように、この実施例は、コア２と、このコ
ア２を交流的に励磁するためにコア２に巻き付けた励磁
コイル３と、励磁コイル３の磁束を検出するために同じ
くコア２に巻き付けた検出用コイル４とから成るフラッ
クスゲート磁気センサを、磁性筐体７で囲むように、シ
リコン基板１上にマイクロマシンニングによって形成さ
れてたものである。
スゲートセンサの一実施例を示す縦断面図である。図１
から明らかなように、この実施例は、コア２と、このコ
ア２を交流的に励磁するためにコア２に巻き付けた励磁
コイル３と、励磁コイル３の磁束を検出するために同じ
くコア２に巻き付けた検出用コイル４とから成るフラッ
クスゲート磁気センサを、磁性筐体７で囲むように、シ
リコン基板１上にマイクロマシンニングによって形成さ
れてたものである。
【００１３】なお、コア２および磁性筐体７の材料とし
ては、例えばＦｅＮｉ（パーマロイ）のような高透磁率
の磁性材料（軟磁性材料）が用いられ、また励磁コイル
３および検出用コイル４の材料としてＣｕ、Ａｕ、Ｎｉ
またはＰｔ等の低抵抗率金属が利用され得るが、この中
から電着成膜材としてＣｕが好適に用いられる。
ては、例えばＦｅＮｉ（パーマロイ）のような高透磁率
の磁性材料（軟磁性材料）が用いられ、また励磁コイル
３および検出用コイル４の材料としてＣｕ、Ａｕ、Ｎｉ
またはＰｔ等の低抵抗率金属が利用され得るが、この中
から電着成膜材としてＣｕが好適に用いられる。
【００１４】シリコン基板１と磁性筐体７の底部７ａと
の間および磁性筐体７の底部７ａと励磁コイル３との間
にはそれぞれＳｉＯ2 、ＳｉＮ、またはポリイミド等で
成膜された第１および第２絶縁膜５、８があり、また励
磁コイル３と検出用コイル４との間および検出コイル４
と磁性筐体７の頂部７ｃとの間にはそれぞれポリイミド
で成膜された層間絶縁膜１０ａおよび保護膜１０ｂがあ
る。
の間および磁性筐体７の底部７ａと励磁コイル３との間
にはそれぞれＳｉＯ2 、ＳｉＮ、またはポリイミド等で
成膜された第１および第２絶縁膜５、８があり、また励
磁コイル３と検出用コイル４との間および検出コイル４
と磁性筐体７の頂部７ｃとの間にはそれぞれポリイミド
で成膜された層間絶縁膜１０ａおよび保護膜１０ｂがあ
る。
【００１５】更に、コア２の両側には磁性筐体７の側壁
７ｂが所定の間隔を空けてそれぞれ一体的に形成されて
いる。
７ｂが所定の間隔を空けてそれぞれ一体的に形成されて
いる。
【００１６】図１には励磁コイル３および検出用コイル
４をそれぞれ単層で示したが、いずれか一方または双方
ともが所定位置で上下方向に互いに連結された複数層で
あって良いことは言うまでもない。何故なら、これらの
コイルの巻き数が多くなればなるほどセンサとしての性
能が向上するからである。また、これらの各コイルには
外部の処理回路等に接続されるコンタクト（図示せず）
が所定位置に形成されている。
４をそれぞれ単層で示したが、いずれか一方または双方
ともが所定位置で上下方向に互いに連結された複数層で
あって良いことは言うまでもない。何故なら、これらの
コイルの巻き数が多くなればなるほどセンサとしての性
能が向上するからである。また、これらの各コイルには
外部の処理回路等に接続されるコンタクト（図示せず）
が所定位置に形成されている。
【００１７】図１に示した実施例の平面構成が図１にお
ける線IIーIIに沿った断面図である図２に示される。図
２から明らかなように、励磁コイル３および検出用コイ
ル４はいずれもコア２の回りに渦巻き状に形成されてい
る。更に、上方に形成された検出用コイル４と下方に形
成された励磁コイル３とが互いにずれた位置になってい
ることが判る。これは各層をマイクロマシンニングによ
って順次形成する際に、層の表面の凹凸を減らしできる
限り平らにするためであって、必ずしも位置をずらす必
要はない。
ける線IIーIIに沿った断面図である図２に示される。図
２から明らかなように、励磁コイル３および検出用コイ
ル４はいずれもコア２の回りに渦巻き状に形成されてい
る。更に、上方に形成された検出用コイル４と下方に形
成された励磁コイル３とが互いにずれた位置になってい
ることが判る。これは各層をマイクロマシンニングによ
って順次形成する際に、層の表面の凹凸を減らしできる
限り平らにするためであって、必ずしも位置をずらす必
要はない。
【００１８】続いて、本発明の閉磁路型マイクロフラッ
クスゲートセンサの上記一実施例に関するマイクロマシ
ンニングによる製造プロセスを図３乃至図７を参照しな
がら説明する。
クスゲートセンサの上記一実施例に関するマイクロマシ
ンニングによる製造プロセスを図３乃至図７を参照しな
がら説明する。
【００１９】まず、図３の（Ａ）に示されるように、シ
リコン基板１の表面に例えばＳｉＯ2 のような第１絶縁
膜５を略５０００Åの厚さに成膜する。続いて、磁性材
料を電着するための例えばＡｕのような第１下地金属膜
６ａをスパッタリング装置または蒸着装置を用いて絶縁
膜５の上に略５０００Åの厚さに成膜する。その後、例
えばＦｅＮｉ（パーマロイ）のような高透磁率材料から
なる磁性膜７ａを１０μｍ以上の厚さに電着する。この
磁性膜７ａが磁性筐体７の底部になる。ただし、磁性膜
７ａを電着で成膜しない場合は、第１下地金属膜６ａを
成膜する必要はない。磁性膜７ａを成膜後、その上に例
えばＳｉＮのような第２絶縁膜８を略５０００Åの厚さ
に成膜する。そして、第１層の励磁コイル３を電着する
ために、例えばＡｕのような第２下地金属膜６ｂをスパ
ッタリング装置および蒸着装置を用いて第２絶縁膜８の
上に略５０００Åの厚さに成膜する。
リコン基板１の表面に例えばＳｉＯ2 のような第１絶縁
膜５を略５０００Åの厚さに成膜する。続いて、磁性材
料を電着するための例えばＡｕのような第１下地金属膜
６ａをスパッタリング装置または蒸着装置を用いて絶縁
膜５の上に略５０００Åの厚さに成膜する。その後、例
えばＦｅＮｉ（パーマロイ）のような高透磁率材料から
なる磁性膜７ａを１０μｍ以上の厚さに電着する。この
磁性膜７ａが磁性筐体７の底部になる。ただし、磁性膜
７ａを電着で成膜しない場合は、第１下地金属膜６ａを
成膜する必要はない。磁性膜７ａを成膜後、その上に例
えばＳｉＮのような第２絶縁膜８を略５０００Åの厚さ
に成膜する。そして、第１層の励磁コイル３を電着する
ために、例えばＡｕのような第２下地金属膜６ｂをスパ
ッタリング装置および蒸着装置を用いて第２絶縁膜８の
上に略５０００Åの厚さに成膜する。
【００２０】なお、上記プロセス中、第１絶縁膜５とし
てＳｉＯ2 以外にＳｉＮまたはポリイミドを使うことが
でき、また第２絶縁膜８としてＳｉＮ以外にＳｉＯ2 ま
たはポリイミドを使うことができ、さらに第１および第
２下地金属膜６ａ，６ｂとしてＡｕ以外にＣｒ、Ｐｔま
たはＣｕ等の金属が用いられ得る。
てＳｉＯ2 以外にＳｉＮまたはポリイミドを使うことが
でき、また第２絶縁膜８としてＳｉＮ以外にＳｉＯ2 ま
たはポリイミドを使うことができ、さらに第１および第
２下地金属膜６ａ，６ｂとしてＡｕ以外にＣｒ、Ｐｔま
たはＣｕ等の金属が用いられ得る。
【００２１】次に、図３の（Ｂ）に示されるように、第
１層の励磁コイル３を電着する際の型となるレジスト９
ａを１０μｍ以上の厚さに塗布した後、励磁コイル３の
電着該当箇所がパターニングによって除去され、深さが
１０μｍ以上で、かつ底面が第２下地金属膜６ｂの表面
であり、平面的には渦巻き状の凹部が形成される。
１層の励磁コイル３を電着する際の型となるレジスト９
ａを１０μｍ以上の厚さに塗布した後、励磁コイル３の
電着該当箇所がパターニングによって除去され、深さが
１０μｍ以上で、かつ底面が第２下地金属膜６ｂの表面
であり、平面的には渦巻き状の凹部が形成される。
【００２２】なお、レジスト９ａとしては、１０μｍ以
上の厚膜に成膜できること、パターンの解像性が良いこ
と、そして電着後の剥離性が良いことを満たすものであ
ればすべて使用可能である。一例としてはヘキスト社の
ＡＺ４９０３（ポジレジスト）がある。
上の厚膜に成膜できること、パターンの解像性が良いこ
と、そして電着後の剥離性が良いことを満たすものであ
ればすべて使用可能である。一例としてはヘキスト社の
ＡＺ４９０３（ポジレジスト）がある。
【００２３】励磁コイル電着用の型が形成された後、図
３の（Ｃ）に示されるように、励磁コイル３の電着がレ
ジスト９ａの厚みに達するまで行われる。電着金属とし
てはＣｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ等の低抵抗率の金属が望ま
しい。
３の（Ｃ）に示されるように、励磁コイル３の電着がレ
ジスト９ａの厚みに達するまで行われる。電着金属とし
てはＣｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ等の低抵抗率の金属が望ま
しい。
【００２４】続いて、図４の（Ｄ）に示されるように、
励磁コイル電着用の型として用いたレジスト９ａが剥離
される。
励磁コイル電着用の型として用いたレジスト９ａが剥離
される。
【００２５】図４の（Ｅ）に示されるプロセスでは、励
磁コイル３の電着の下地となった第２下地金属膜６ｂの
スパッタエッチングがシリコン基板１の全面にわたって
行われる。このスパッタエッチングは第２絶縁膜８の表
面の第２下地金属膜６ｂが除去されるまで行われる。そ
の際、励磁コイル３として電着した金属膜もエッチング
を受けるが、第２下地金属膜６ｂに比べ膜厚が十分厚い
のでそのエッチング量は問題にならない。なお、このス
パッタエッチングには、アルゴン、窒素などの不活性ガ
スが用いられる。
磁コイル３の電着の下地となった第２下地金属膜６ｂの
スパッタエッチングがシリコン基板１の全面にわたって
行われる。このスパッタエッチングは第２絶縁膜８の表
面の第２下地金属膜６ｂが除去されるまで行われる。そ
の際、励磁コイル３として電着した金属膜もエッチング
を受けるが、第２下地金属膜６ｂに比べ膜厚が十分厚い
のでそのエッチング量は問題にならない。なお、このス
パッタエッチングには、アルゴン、窒素などの不活性ガ
スが用いられる。
【００２６】さらに、図４の（Ｆ）に示されるように、
励磁コイル３が形成され、第２下地金属膜６ｂが除去さ
れた後に、励磁コイル（第１層コイル）３とその上層に
形成される検出コイル（第２層コイル）４との間を埋め
る第１層間絶縁膜１０ａが略２０μｍの厚さで成膜され
る。この第１層間絶縁膜１０ａとしては、１０μｍ以
上の膜厚に成膜できること、化学的に安定しているこ
と、熱的に安定であること、そして絶縁膜としての
電気的な特性が優れていること、の条件を満たせば良
い。一例として東レ社のフォトニース５１００ＦＸがあ
る。
励磁コイル３が形成され、第２下地金属膜６ｂが除去さ
れた後に、励磁コイル（第１層コイル）３とその上層に
形成される検出コイル（第２層コイル）４との間を埋め
る第１層間絶縁膜１０ａが略２０μｍの厚さで成膜され
る。この第１層間絶縁膜１０ａとしては、１０μｍ以
上の膜厚に成膜できること、化学的に安定しているこ
と、熱的に安定であること、そして絶縁膜としての
電気的な特性が優れていること、の条件を満たせば良
い。一例として東レ社のフォトニース５１００ＦＸがあ
る。
【００２７】続いて、図５の（Ｇ）に示されるように、
検出コイル４を電着するために第３下地金属膜６ｃがス
パッタリング装置および蒸着装置を用いて略５０００Å
の厚さに成膜される。この第３下地金属膜６ｃに用いら
れる金属は第２下地金属膜６ｂと同じである。
検出コイル４を電着するために第３下地金属膜６ｃがス
パッタリング装置および蒸着装置を用いて略５０００Å
の厚さに成膜される。この第３下地金属膜６ｃに用いら
れる金属は第２下地金属膜６ｂと同じである。
【００２８】第３下地金属膜６ｃの成膜後、図５の
（Ｈ）に示されるように、検出コイル４の電着のための
型となるレジスト９ｂが第３下地金属６ｃ上に１０μｍ
以上の厚さで塗布され、前述の図３Ｂのプロセスと同様
に検出コイル４の電着該当箇所にパターニングが施さ
れ、深さが１０μｍ以上で、かつ底面が第３下地金属膜
６ｃの表面であり、平面的には渦巻き状の凹部が形成さ
れる。ここで用いれれるレジスト９ｂは前述のレジスト
９ａと同じである。
（Ｈ）に示されるように、検出コイル４の電着のための
型となるレジスト９ｂが第３下地金属６ｃ上に１０μｍ
以上の厚さで塗布され、前述の図３Ｂのプロセスと同様
に検出コイル４の電着該当箇所にパターニングが施さ
れ、深さが１０μｍ以上で、かつ底面が第３下地金属膜
６ｃの表面であり、平面的には渦巻き状の凹部が形成さ
れる。ここで用いれれるレジスト９ｂは前述のレジスト
９ａと同じである。
【００２９】検出コイル電着用の型が形成された後、図
５の（Ｉ）に示されるように、検出コイル４の電着がレ
ジスト９ｂの厚みに達するまで行われる。電着金属とし
ては励磁コイル３と同じ材料が用いられる。
５の（Ｉ）に示されるように、検出コイル４の電着がレ
ジスト９ｂの厚みに達するまで行われる。電着金属とし
ては励磁コイル３と同じ材料が用いられる。
【００３０】検出コイル４の電着が終了した後、図６の
（Ｊ）に示されるように、レジスト９ｂが剥離される。
（Ｊ）に示されるように、レジスト９ｂが剥離される。
【００３１】図６の（Ｋ）に示されるプロセスは前述の
図４の（Ｅ）のプロセスと同様で、検出コイル４の電着
の下地となった第３下地金属膜６ｃの除去のためのスパ
ッタエッチングがシリコン基板１の全面にわたって行わ
れる。その際、検出コイル４として電着した金属膜もエ
ッチングを受けるが、第３下地金属膜６ｃに比べ膜圧が
十分厚いのでそのエッチング量は無視することができ
る。このスパッタエッチングにはアルゴン、窒素等の不
活性ガスが用いられる。
図４の（Ｅ）のプロセスと同様で、検出コイル４の電着
の下地となった第３下地金属膜６ｃの除去のためのスパ
ッタエッチングがシリコン基板１の全面にわたって行わ
れる。その際、検出コイル４として電着した金属膜もエ
ッチングを受けるが、第３下地金属膜６ｃに比べ膜圧が
十分厚いのでそのエッチング量は無視することができ
る。このスパッタエッチングにはアルゴン、窒素等の不
活性ガスが用いられる。
【００３２】スパッタエッチングの終了後、図６の
（Ｌ）に示されるように、検出コイル（第２層コイル）
４の保護膜１０ｂが略２０μｍの厚さで成膜される。こ
の保護膜１０ｂにはレジストまたはポリイミド等が用い
られ得る。
（Ｌ）に示されるように、検出コイル（第２層コイル）
４の保護膜１０ｂが略２０μｍの厚さで成膜される。こ
の保護膜１０ｂにはレジストまたはポリイミド等が用い
られ得る。
【００３３】次に、コア２および磁性筐体７の側壁７ｂ
および頂部７ｃの電着プロセスが図７を参照して説明さ
れる。
および頂部７ｃの電着プロセスが図７を参照して説明さ
れる。
【００３４】図７の（Ｍ）では、励磁コイル３および検
出コイル４の両渦巻きの平面的中央に相当する箇所の第
１層間絶縁膜１０ａおよび保護膜１０ｂと、両渦巻きの
平面的周囲に相当する箇所の第１層間絶縁膜１０ａおよ
び保護膜１０ｂとをＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エ
ッチング）等のドライエッチングによってそれぞれ除去
することによって、コア２を電着する中央箇所では１０
μｍ以上の幅を有し、側壁７ｂを電着する周囲箇所では
５〜１０μｍの幅を有し、そしていずれも第２絶縁膜８
に達する深さを有する複数箇所の凹部が形成される。
出コイル４の両渦巻きの平面的中央に相当する箇所の第
１層間絶縁膜１０ａおよび保護膜１０ｂと、両渦巻きの
平面的周囲に相当する箇所の第１層間絶縁膜１０ａおよ
び保護膜１０ｂとをＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エ
ッチング）等のドライエッチングによってそれぞれ除去
することによって、コア２を電着する中央箇所では１０
μｍ以上の幅を有し、側壁７ｂを電着する周囲箇所では
５〜１０μｍの幅を有し、そしていずれも第２絶縁膜８
に達する深さを有する複数箇所の凹部が形成される。
【００３５】さらに、図７の（Ｎ）に示されるように、
第１層間絶縁膜１０ａおよび保護膜１０ｂを貫通して形
成された各凹部の底面に相当する第２絶縁膜をエッチン
グによって除去し、コア２および側壁７ｂをこれらの凹
部内に電着によって形成するための下地金属膜として磁
性膜７ａの表面を露出させる。
第１層間絶縁膜１０ａおよび保護膜１０ｂを貫通して形
成された各凹部の底面に相当する第２絶縁膜をエッチン
グによって除去し、コア２および側壁７ｂをこれらの凹
部内に電着によって形成するための下地金属膜として磁
性膜７ａの表面を露出させる。
【００３６】続いて、図７の（Ｏ）に示されるように、
コア２および側壁７ｂの電着が同時に行われる。電着さ
れる金属材料は磁性膜７ａと同じＦｅＮｉが好適に用い
られるが、高透磁率の材料であれば良い。コア２および
側壁７ｂの電着は保護膜１０ｂの表面に達するまで行わ
れ、さらにその後、磁性筐体７の頂部７ｃを形成するた
めにスパッタリング装置等を用いて１０μｍ以上のＦｅ
Ｎｉ膜が形成される。
コア２および側壁７ｂの電着が同時に行われる。電着さ
れる金属材料は磁性膜７ａと同じＦｅＮｉが好適に用い
られるが、高透磁率の材料であれば良い。コア２および
側壁７ｂの電着は保護膜１０ｂの表面に達するまで行わ
れ、さらにその後、磁性筐体７の頂部７ｃを形成するた
めにスパッタリング装置等を用いて１０μｍ以上のＦｅ
Ｎｉ膜が形成される。
【００３７】なお、図示しないが、保護膜１０ｂおよび
第１層間絶縁膜のそれぞれ一部にＲＩＥ等のドライエッ
チングが施され、そこに各コイルのための出力端子が電
着されることは言うまでもない。
第１層間絶縁膜のそれぞれ一部にＲＩＥ等のドライエッ
チングが施され、そこに各コイルのための出力端子が電
着されることは言うまでもない。
【００３８】また、上記実施例では、励磁および検出コ
イル３、４を四角形の渦巻き（図２参照）としたが、他
の形状であっても良い。
イル３、４を四角形の渦巻き（図２参照）としたが、他
の形状であっても良い。
【００３９】さらに、図示の実施例では１個のセンサの
製造が示されているが、複数個のセンサが１つのシリコ
ン基板上に同時に製造され、個々に切り離されることも
また言うまでもない。
製造が示されているが、複数個のセンサが１つのシリコ
ン基板上に同時に製造され、個々に切り離されることも
また言うまでもない。
【００４０】以上の説明は単に本発明の好適な実施例の
例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはな
い。
例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはな
い。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、マイクロフラックスゲ
ートセンサのコアと磁気的に結合する磁性筐体によって
センサ全体を遮蔽し、閉磁路型センサに構成したので、
励磁コイルからの磁束を外部に漏らさないようにするこ
とができる。従って、検出位置をより正確にキャッチで
きるように複数個のマイクロフラックスゲートセンサを
近接配置して用いることができる。
ートセンサのコアと磁気的に結合する磁性筐体によって
センサ全体を遮蔽し、閉磁路型センサに構成したので、
励磁コイルからの磁束を外部に漏らさないようにするこ
とができる。従って、検出位置をより正確にキャッチで
きるように複数個のマイクロフラックスゲートセンサを
近接配置して用いることができる。
【００４２】更に、シリコンを利用したマイクロマシン
ニング技術による製造が可能となるので、微弱な磁場変
化を検出し得る高感度センサを安価な製造コストで大量
に製造することができる。
ニング技術による製造が可能となるので、微弱な磁場変
化を検出し得る高感度センサを安価な製造コストで大量
に製造することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施例の平面構成を示すために図１に
おける線IIーIIに沿って得られた断面図である。
おける線IIーIIに沿って得られた断面図である。
【図３】本発明の実施例のマイクロマシニングによる製
造プロセスを示すプロセスチャートである。
造プロセスを示すプロセスチャートである。
【図４】本発明の実施例のマイクロマシニングによる製
造プロセスを示すプロセスチャートである。
造プロセスを示すプロセスチャートである。
【図５】本発明の実施例のマイクロマシニングによる製
造プロセスを示すプロセスチャートである。
造プロセスを示すプロセスチャートである。
【図６】本発明の実施例のマイクロマシニングによる製
造プロセスを示すプロセスチャートである。
造プロセスを示すプロセスチャートである。
【図７】本発明の実施例のマイクロマシニングによる製
造プロセスを示すプロセスチャートである。
造プロセスを示すプロセスチャートである。
１ シリコン基板 ２ コア ３ 励磁コイル ４ 検出用コイル ５ 第１絶縁膜 ６ａ 第１下地金属 ６ｂ 第２下地金属 ６ｃ 第３下地金属 ７ 磁性筐体 ７ａ 底部 ７ｂ 側壁 ７ｃ 頂部 ８ 第２絶縁膜 ９ａ レジスト膜 ９ｂ レジスト膜 １０ａ 層間絶縁膜 １０ｂ 保護膜
Claims (4)
- 【請求項１】 高透磁率の磁性材料で作られたコアと、
該コアを交流的に励磁するために該コアに巻き付けられ
た励磁コイルと、同じく前記コアに巻き付けられた検出
用コイルとからなるフラックスゲート磁気センサを遮蔽
するための磁性筐体を具備し、該磁性筐体が前記コアと
磁気的に結合していることを特徴とする閉磁路型マイク
ロフラックスゲートセンサ。 - 【請求項２】 前記コアと、前記励磁コイルと、前記検
出用コイルと、前記磁性筐体とがマイクロマシンニング
技術によってシリコン基板上に形成されたことを特徴と
する請求項１に記載の閉磁路型マイクロフラックスゲー
トセンサ。 - 【請求項３】 前記励磁コイルと前記検出用コイルとが
平面的位置関係において互いにずれていることを特徴と
する請求項１および２のいずれか一方に記載の閉磁路型
マイクロフラックスゲートセンサ。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一方に記載
の閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサが複数個近
接配置されたことを特徴とするセンサユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6118875A JPH07325137A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6118875A JPH07325137A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07325137A true JPH07325137A (ja) | 1995-12-12 |
Family
ID=14747286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6118875A Withdrawn JPH07325137A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07325137A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2761772A1 (fr) * | 1997-04-07 | 1998-10-09 | Suisse Electronique Microtech | Capteur inductif micro-usine, notamment pour la mesure de la position et/ou du mouvement d'un objet |
| WO2016021260A1 (ja) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 磁気センサーおよびその磁気センサーを備えた電流センサー |
| CN106145023A (zh) * | 2015-06-01 | 2016-11-23 | 安康学院 | 一种微型无线圈磁通门传感器及其制备方法 |
| CN111130296A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-08 | 北京航空航天大学 | 一种电磁式振动能量收集器及制作方法 |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP6118875A patent/JPH07325137A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2761772A1 (fr) * | 1997-04-07 | 1998-10-09 | Suisse Electronique Microtech | Capteur inductif micro-usine, notamment pour la mesure de la position et/ou du mouvement d'un objet |
| EP0871012A1 (fr) * | 1997-04-07 | 1998-10-14 | C.S.E.M. Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa | Capteur inductif micro-usiné, notamment du déplacement d'un objet |
| WO2016021260A1 (ja) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 磁気センサーおよびその磁気センサーを備えた電流センサー |
| JPWO2016021260A1 (ja) * | 2014-08-07 | 2017-04-27 | アルプス電気株式会社 | 磁気センサーおよびその磁気センサーを備えた電流センサー |
| CN106145023A (zh) * | 2015-06-01 | 2016-11-23 | 安康学院 | 一种微型无线圈磁通门传感器及其制备方法 |
| CN106145023B (zh) * | 2015-06-01 | 2018-05-25 | 安康学院 | 一种微型无线圈磁通门传感器及其制备方法 |
| CN111130296A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-08 | 北京航空航天大学 | 一种电磁式振动能量收集器及制作方法 |
| CN111130296B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-12-07 | 北京航空航天大学 | 一种电磁式振动能量收集器及制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6411086B1 (en) | Differential solenoidal magnetic field sensing device and method for manufacturing the same | |
| US5961848A (en) | Process for producing magnetoresistive transducers | |
| US7628071B2 (en) | Sensing unit and method of making same | |
| US8085039B2 (en) | Miniature magnetic core, sensor comprising same and method for manufacturing same | |
| US7208947B2 (en) | Fluxgate sensor integrated in a semiconductor substrate and method for manufacturing the same | |
| US6683522B2 (en) | Planar miniature inductors and transformers | |
| JP2002123916A (ja) | 磁気記録読取装置及びその製造方法 | |
| JP2995170B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 | |
| EP1602936B1 (en) | Magnetic field detecting element and method for manufacturing the same | |
| WO2002095775A1 (en) | Planar miniature inductors and transformers and miniature transformers for millimachined instruments | |
| KR100683871B1 (ko) | 마이크로 플럭스 게이트 센서 제조방법 | |
| JP2004234815A (ja) | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 | |
| US6771463B2 (en) | Thin-film coil and thin-film magnetic head having two patterned conductor layers that are coil-shaped and stacked | |
| JPH07333199A (ja) | マイクロ渦流センサ | |
| US6407547B1 (en) | Biaxial flux gate type magnetic sensor | |
| JPH07325137A (ja) | 閉磁路型マイクロフラックスゲートセンサ | |
| US6233834B1 (en) | Miniature transformers for millimachined instruments | |
| JPH0555043A (ja) | 小型コイルとその製造方法，磁気ヘツドの製造方法及び磁気記憶装置 | |
| US7571533B2 (en) | Method of manufacturing a micro flux gate sensor | |
| US5764453A (en) | Method of manufacturing a thin-film magnetic head, and magnetic head manufactured by means of said method | |
| JPH0798823A (ja) | 磁気読み／書きヘッド | |
| JPH09318720A (ja) | フラックスゲート磁気センサ | |
| US7129177B2 (en) | Write head fabrication by inverting order of process steps | |
| EP0889460B1 (en) | An electromagnetic head with magnetoresistive means connected to a magnetic core | |
| JPH04344311A (ja) | 薄膜磁気回路基板及びそれを用いた磁気ヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |