JPH0875835A - 磁気インピーダンス素子および磁気検出回路 - Google Patents
磁気インピーダンス素子および磁気検出回路Info
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- JPH0875835A JPH0875835A JP6216212A JP21621294A JPH0875835A JP H0875835 A JPH0875835 A JP H0875835A JP 6216212 A JP6216212 A JP 6216212A JP 21621294 A JP21621294 A JP 21621294A JP H0875835 A JPH0875835 A JP H0875835A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は磁気インピーダンス素子および磁気
検出回路に関し、高磁気−電気変換効率を達成する。 【構成】 ガラス基板２と、ガラス基板２上に形成され
たＣｏＦｅＢ材料からなるアモルファススパッタ磁性薄
膜３と、アモルファススパッタ磁性薄膜３の長手方向両
端に配設された電極４及び５とから構成される。
検出回路に関し、高磁気−電気変換効率を達成する。 【構成】 ガラス基板２と、ガラス基板２上に形成され
たＣｏＦｅＢ材料からなるアモルファススパッタ磁性薄
膜３と、アモルファススパッタ磁性薄膜３の長手方向両
端に配設された電極４及び５とから構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気インピーダンス素子
および磁気検出回路に係り、特に微小磁気を検出するた
めの磁気インピーダンス素子および磁気検出回路に関す
る。
および磁気検出回路に係り、特に微小磁気を検出するた
めの磁気インピーダンス素子および磁気検出回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、微小磁気を検出するための磁
気ヘッドが知られている。磁気ヘッドには、大別して磁
気誘導形と磁気抵抗（マグネトレジスティブ；ＭＲ）形
の２種類がある。
気ヘッドが知られている。磁気ヘッドには、大別して磁
気誘導形と磁気抵抗（マグネトレジスティブ；ＭＲ）形
の２種類がある。
【０００３】前者の磁気誘導形磁気ヘッドは、コイルが
巻回されたコアに磁束を導き、コイルに鎖交する磁束φ
の時間的な変化に比例する誘導起電力ｅ＝−ｄφ／ｄｔ
をコイルの両端に発生するものである。誘導起電力の大
きさは磁束φの時間的な変化に比例するため、磁気記録
媒体と磁気誘導形磁気ヘッドが相対速度を持つことによ
り初めて誘導起電力が発生され、誘導起電力の大きさは
相対速度及び磁気記録媒体に記録された信号周波数に比
例して大きくなる。
巻回されたコアに磁束を導き、コイルに鎖交する磁束φ
の時間的な変化に比例する誘導起電力ｅ＝−ｄφ／ｄｔ
をコイルの両端に発生するものである。誘導起電力の大
きさは磁束φの時間的な変化に比例するため、磁気記録
媒体と磁気誘導形磁気ヘッドが相対速度を持つことによ
り初めて誘導起電力が発生され、誘導起電力の大きさは
相対速度及び磁気記録媒体に記録された信号周波数に比
例して大きくなる。
【０００４】このため、一定レベル以上の誘導起電力を
発生させるためには、磁気記録媒体または磁気誘導形磁
気ヘッドの少なくとも一方を所定の速度以上で走行させ
るか回転させてやる必要があった。
発生させるためには、磁気記録媒体または磁気誘導形磁
気ヘッドの少なくとも一方を所定の速度以上で走行させ
るか回転させてやる必要があった。
【０００５】また、磁気誘導形磁気ヘッドは再生感度を
上げるためにはコイルの巻回回数を増やしてコイルに鎖
交する磁束φを増やす必要がある。ところが、コイルの
巻回回数を増やすことによりインピーダンスが高くなる
ため、外乱ノイズの影響を受けやすくなると共にインピ
ーダンスノイズが高くなりＳ／Ｎが低下する等の問題が
あった。
上げるためにはコイルの巻回回数を増やしてコイルに鎖
交する磁束φを増やす必要がある。ところが、コイルの
巻回回数を増やすことによりインピーダンスが高くなる
ため、外乱ノイズの影響を受けやすくなると共にインピ
ーダンスノイズが高くなりＳ／Ｎが低下する等の問題が
あった。
【０００６】これに対して、後者の磁気抵抗形磁気ヘッ
ドは外部磁界の変化に応じて抵抗値が変化するパーマロ
イＮｉＦｅからなるＭＲ素子で構成され、ＭＲ素子の等
価回路は図１１に示す如く可変抵抗ＲMRで表される。図
１２の動作原理図に示す如く、ＭＲ素子１００に抵抗Ｒ
100 を介して電圧源Ｅ100 を接続することでＭＲ素子１
００の長手方向に一定の直流電流ＩDCを流しておき、Ｍ
Ｒ素子１００の幅方向に１６００〜３０００〔Ａ／ｍ〕
程度の一定のバイアス磁界Ｈb をかける。
ドは外部磁界の変化に応じて抵抗値が変化するパーマロ
イＮｉＦｅからなるＭＲ素子で構成され、ＭＲ素子の等
価回路は図１１に示す如く可変抵抗ＲMRで表される。図
１２の動作原理図に示す如く、ＭＲ素子１００に抵抗Ｒ
100 を介して電圧源Ｅ100 を接続することでＭＲ素子１
００の長手方向に一定の直流電流ＩDCを流しておき、Ｍ
Ｒ素子１００の幅方向に１６００〜３０００〔Ａ／ｍ〕
程度の一定のバイアス磁界Ｈb をかける。
【０００７】そして、外部磁界が印加されてこれらの合
成磁界Ｈが変化すると、ＭＲ素子１００の抵抗率ρは合
成磁界Ｈに対して図１３に示すように変化する。すなわ
ち、ＭＲ素子１００に印加される合成磁界Ｈ＝０の時に
抵抗率ρは最大値を示し、合成磁界Ｈの大きさに反比例
して減少する。
成磁界Ｈが変化すると、ＭＲ素子１００の抵抗率ρは合
成磁界Ｈに対して図１３に示すように変化する。すなわ
ち、ＭＲ素子１００に印加される合成磁界Ｈ＝０の時に
抵抗率ρは最大値を示し、合成磁界Ｈの大きさに反比例
して減少する。
【０００８】ＭＲ素子１００の長手方向に流れるセンス
電流ベクトルＪと磁化ベクトルＭのなす角θと抵抗率ρ
の関係は、 ρ＝ρ0 ＋Δρm cos2θ となる。ここで、Δρm は最大抵抗率変化量である。Ｍ
Ｒ素子１００の磁気−電気変換効率Δρm ／ρは一般に
２．５〜３〔％〕と低い。そこで、例えばブリッジ回路
にＭＲ素子を組み込んでその抵抗値の変化を検出するこ
とで、外部磁界の大きさを知ることができる。
電流ベクトルＪと磁化ベクトルＭのなす角θと抵抗率ρ
の関係は、 ρ＝ρ0 ＋Δρm cos2θ となる。ここで、Δρm は最大抵抗率変化量である。Ｍ
Ｒ素子１００の磁気−電気変換効率Δρm ／ρは一般に
２．５〜３〔％〕と低い。そこで、例えばブリッジ回路
にＭＲ素子を組み込んでその抵抗値の変化を検出するこ
とで、外部磁界の大きさを知ることができる。
【０００９】しかしながら、ＭＲ素子で構成される磁気
抵抗形磁気ヘッドは磁気誘導形磁気ヘッドと異なり、一
定レベル以上の出力を得るために一定以上の相対速度を
必要とせず、低インピーダンスで広い周波数帯域を持つ
利点が有るため、高密度磁気ヘッド用途に使用されてい
る。
抵抗形磁気ヘッドは磁気誘導形磁気ヘッドと異なり、一
定レベル以上の出力を得るために一定以上の相対速度を
必要とせず、低インピーダンスで広い周波数帯域を持つ
利点が有るため、高密度磁気ヘッド用途に使用されてい
る。
【００１０】このように、磁気誘導形磁気ヘッドでは出
力レベルをかせぐためには磁気記録媒体とヘッドに一定
以上の相対速度を持たせる必要があり、また、Ｓ／Ｎの
問題があるため、高密度磁気ヘッド用途としては磁気抵
抗形磁気ヘッドが使用されていた。
力レベルをかせぐためには磁気記録媒体とヘッドに一定
以上の相対速度を持たせる必要があり、また、Ｓ／Ｎの
問題があるため、高密度磁気ヘッド用途としては磁気抵
抗形磁気ヘッドが使用されていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気抵
抗形磁気ヘッドに使用されるＭＲ素子は磁気−電気変換
効率が十分とは言えず低感度であり、ブリッジ回路等を
必要とする問題があった。そこで、ＭＲ素子のパーマロ
イＮｉＦｅを、他の磁気−電気変換効率の高い材料に変
えることが検討されているが、未だ実用化出来る材料は
見つかっていない。
抗形磁気ヘッドに使用されるＭＲ素子は磁気−電気変換
効率が十分とは言えず低感度であり、ブリッジ回路等を
必要とする問題があった。そこで、ＭＲ素子のパーマロ
イＮｉＦｅを、他の磁気−電気変換効率の高い材料に変
えることが検討されているが、未だ実用化出来る材料は
見つかっていない。
【００１２】また近年、ＦｅＮｉＣｏとＣｕとＦｅＮｉ
Ｃｏ等を積層した多層膜による巨大磁気抵抗効果（グレ
ートマグネトレジスティブ；ＧＭＲ）が発見されている
が、磁界検出感度は従来のＭＲ素子の３〜４倍程度の
０．４〔％〕／〔Ｏｅ〕程度に留まっており、大幅な感
度改善にはなっていない。また、この多層膜は磁界の増
減に対する抵抗率ρの値のヒステリシスが出易い問題も
ある。
Ｃｏ等を積層した多層膜による巨大磁気抵抗効果（グレ
ートマグネトレジスティブ；ＧＭＲ）が発見されている
が、磁界検出感度は従来のＭＲ素子の３〜４倍程度の
０．４〔％〕／〔Ｏｅ〕程度に留まっており、大幅な感
度改善にはなっていない。また、この多層膜は磁界の増
減に対する抵抗率ρの値のヒステリシスが出易い問題も
ある。
【００１３】高密度磁気記録再生ヘッドへの要望は、ビ
デオテープレコーダ、ハードディスク装置、フロッピィ
ディスク装置の高密度大容量化に対応すべく益々高性能
化が求められており、記録ヘッドは巻線コイルを薄膜技
術で形成した薄膜ヘッド、再生ヘッドはＭＲ素子で構成
したＭＲヘッドのハイブリッドヘッドが注目されている
が、再生磁束検出素子の大幅な感度向上が要求されてい
る。
デオテープレコーダ、ハードディスク装置、フロッピィ
ディスク装置の高密度大容量化に対応すべく益々高性能
化が求められており、記録ヘッドは巻線コイルを薄膜技
術で形成した薄膜ヘッド、再生ヘッドはＭＲ素子で構成
したＭＲヘッドのハイブリッドヘッドが注目されている
が、再生磁束検出素子の大幅な感度向上が要求されてい
る。
【００１４】しかしながらＭＲ素子を利用した従来の磁
気抵抗形磁気ヘッドでは、前述したとおり再生時の大幅
な感度向上は達成されていなかった。
気抵抗形磁気ヘッドでは、前述したとおり再生時の大幅
な感度向上は達成されていなかった。
【００１５】そこで本願出願人の一人（毛利）は、先に
特願平５−３２３８１６号により磁気インピーダンス素
子を提案し再生時の大幅な感度向上を実現した。この磁
気インピーダンス素子は、ほぼ零磁歪の直径３０〔μ
ｍ〕のアモルファスワイヤ（線引後張力アニールしたワ
イヤ）からなり、長さ１〔ｍｍ〕程度の微小寸法のもの
でも１〔ＭＨｚ〕程度の高周波電流を通電するとワイヤ
両端間の電圧の振幅がＭＲ素子の１００倍以上である約
１０〔％〕／〔Ｏｅ〕の高感度で変化するものである。
特願平５−３２３８１６号により磁気インピーダンス素
子を提案し再生時の大幅な感度向上を実現した。この磁
気インピーダンス素子は、ほぼ零磁歪の直径３０〔μ
ｍ〕のアモルファスワイヤ（線引後張力アニールしたワ
イヤ）からなり、長さ１〔ｍｍ〕程度の微小寸法のもの
でも１〔ＭＨｚ〕程度の高周波電流を通電するとワイヤ
両端間の電圧の振幅がＭＲ素子の１００倍以上である約
１０〔％〕／〔Ｏｅ〕の高感度で変化するものである。
【００１６】しかしながらこの高感度磁気インピーダン
ス素子は直径３０〔μｍ〕のアモルファスワイヤからな
るため微細加工には適しておらず、超小型の磁気検出回
路を構成することは困難であった。
ス素子は直径３０〔μｍ〕のアモルファスワイヤからな
るため微細加工には適しておらず、超小型の磁気検出回
路を構成することは困難であった。
【００１７】そこで本発明は上記の点に鑑みてなされた
ものであって、高感度で微細加工が可能な磁気インピー
ダンス素子および超小型の磁気検出回路を提供すること
を目的とする。
ものであって、高感度で微細加工が可能な磁気インピー
ダンス素子および超小型の磁気検出回路を提供すること
を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明では次の通り構成した。
めに、本発明では次の通り構成した。
【００１９】すなわち、請求項１記載の発明では、非磁
性体からなる基板と、基板上に形成された磁性薄膜と、
磁性薄膜の長手方向両端に配設された第１及び第２の電
極とから構成した。
性体からなる基板と、基板上に形成された磁性薄膜と、
磁性薄膜の長手方向両端に配設された第１及び第２の電
極とから構成した。
【００２０】また、請求項９記載の発明では、一の磁性
薄膜を有する第１の磁気インピーダンス素子と、他の磁
性薄膜を有する第２の磁気インピーダンス素子と、第１
及び第２の磁気インピーダンス素子に高周波電流を通電
する通電手段と、第１及び第２の磁気インピーダンス素
子に印加される磁界の向きに応じてそれぞれ変化する第
１及び第２の信号を生成する信号生成手段とから構成し
た。
薄膜を有する第１の磁気インピーダンス素子と、他の磁
性薄膜を有する第２の磁気インピーダンス素子と、第１
及び第２の磁気インピーダンス素子に高周波電流を通電
する通電手段と、第１及び第２の磁気インピーダンス素
子に印加される磁界の向きに応じてそれぞれ変化する第
１及び第２の信号を生成する信号生成手段とから構成し
た。
【００２１】
【作用】上記構成の請求項１記載の発明によれば、磁性
薄膜は高磁気−電気変換効率とされるため、高密度再生
磁気ヘッド用途に最適利用できるように作用する。
薄膜は高磁気−電気変換効率とされるため、高密度再生
磁気ヘッド用途に最適利用できるように作用する。
【００２２】また上記構成の請求項９記載の発明によれ
ば、磁性薄膜を有する磁気インピーダンス素子に印加さ
れる磁界の向きに応じて変化する第１及び第２の信号に
基づいて外部磁気を検出するように作用する。
ば、磁性薄膜を有する磁気インピーダンス素子に印加さ
れる磁界の向きに応じて変化する第１及び第２の信号に
基づいて外部磁気を検出するように作用する。
【００２３】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の第１実施例を示す図であ
る。
て説明する。図１は本発明の第１実施例を示す図であ
る。
【００２４】図１に示す磁気インピーダンス素子１は、
非磁性体である短冊状のガラス基板２と、ガラス基板２
上にガラス基板２よりも一回り小さい短冊状に形成され
たＣｏＦｅＢ材料からなるアモルファススパッタ磁性薄
膜３と、アモルファススパッタ磁性薄膜３の長手方向両
端に配設された外部接続用の電極４及び５とからなる。
電極４及び５には、銅、アルミニウム等の導電性材料を
用いる。なお、ガラス基板２に代えて非磁性体であるセ
ラミック基板を使用してもよい。
非磁性体である短冊状のガラス基板２と、ガラス基板２
上にガラス基板２よりも一回り小さい短冊状に形成され
たＣｏＦｅＢ材料からなるアモルファススパッタ磁性薄
膜３と、アモルファススパッタ磁性薄膜３の長手方向両
端に配設された外部接続用の電極４及び５とからなる。
電極４及び５には、銅、アルミニウム等の導電性材料を
用いる。なお、ガラス基板２に代えて非磁性体であるセ
ラミック基板を使用してもよい。
【００２５】アモルファススパッタ磁性薄膜３は、通常
の高周波二極スパッタ装置を用いて（真空度は１０
-7〔ｔｏｒｒ〕）ガラス基板２上に膜厚４〔μｍ〕に形
成されている。なお、膜厚１〔μｍ〕前後のアモルファ
ススパッタ磁性薄膜を多層膜化して膜厚４〔μｍ〕にし
てもよい。更に、塩化第二鉄を用いて、長さ１０〔ｍ
ｍ〕、幅０．３〔ｍｍ〕の細長い短冊状形状にエッチン
グされている。
の高周波二極スパッタ装置を用いて（真空度は１０
-7〔ｔｏｒｒ〕）ガラス基板２上に膜厚４〔μｍ〕に形
成されている。なお、膜厚１〔μｍ〕前後のアモルファ
ススパッタ磁性薄膜を多層膜化して膜厚４〔μｍ〕にし
てもよい。更に、塩化第二鉄を用いて、長さ１０〔ｍ
ｍ〕、幅０．３〔ｍｍ〕の細長い短冊状形状にエッチン
グされている。
【００２６】アモルファススパッタ磁性薄膜３は、電極
４と電極５の間に通電される励磁電流と異なる方向、す
なわち、励磁電流に対し直角方向または斜め方向に磁気
異方性を有している。
４と電極５の間に通電される励磁電流と異なる方向、す
なわち、励磁電流に対し直角方向または斜め方向に磁気
異方性を有している。
【００２７】またアモルファススパッタ磁性薄膜３は、
薄膜形状とすることにより従来のＭＲ素子よりも磁気−
電気変換効率の向上が図られているが、これを更に磁場
温度アニール処理することでよりいっそうの磁気−電気
変換効率の向上が図られている。
薄膜形状とすることにより従来のＭＲ素子よりも磁気−
電気変換効率の向上が図られているが、これを更に磁場
温度アニール処理することでよりいっそうの磁気−電気
変換効率の向上が図られている。
【００２８】すなわち、アモルファススパッタ磁性薄膜
３は、７０〔Ｏｅ〕の直流磁場中で、２５０〔°Ｃ〕の
温度により１時間アニール処理されており、アニール処
理の前後で磁気−電気変換効率が大幅に向上している。
磁気−電気変換特性の詳細については後述する。
３は、７０〔Ｏｅ〕の直流磁場中で、２５０〔°Ｃ〕の
温度により１時間アニール処理されており、アニール処
理の前後で磁気−電気変換効率が大幅に向上している。
磁気−電気変換特性の詳細については後述する。
【００２９】図２は磁気インピーダンス素子１の使用回
路を示す回路図である。図２において、磁気インピーダ
ンス素子１の両端の電極４と電極５には、抵抗Ｒと高周
波信号源ｅACからなる直列回路が接続されている。高周
波信号源ｅACは周波数ｆを可変出来るようになってお
り、抵抗Ｒを介して磁気インピーダンス素子１に一定レ
ベルの高周波励磁電流ｉACが通電される。
路を示す回路図である。図２において、磁気インピーダ
ンス素子１の両端の電極４と電極５には、抵抗Ｒと高周
波信号源ｅACからなる直列回路が接続されている。高周
波信号源ｅACは周波数ｆを可変出来るようになってお
り、抵抗Ｒを介して磁気インピーダンス素子１に一定レ
ベルの高周波励磁電流ｉACが通電される。
【００３０】アモルファススパッタ磁性薄膜３を用いた
磁気インピーダンス素子１は磁気−電気変換効率が大幅
に向上しているため、従来のＭＲ素子のようにブリッジ
回路等を用いて感度を補償する必要がなく最も簡単な回
路構成となる。また、磁気インピーダンス素子１にはア
モルファススパッタ磁性薄膜３の長手方向の外部磁界Ｈ
exが印加される。なお、外部磁界Ｈexの印加方法につい
ては後述する。
磁気インピーダンス素子１は磁気−電気変換効率が大幅
に向上しているため、従来のＭＲ素子のようにブリッジ
回路等を用いて感度を補償する必要がなく最も簡単な回
路構成となる。また、磁気インピーダンス素子１にはア
モルファススパッタ磁性薄膜３の長手方向の外部磁界Ｈ
exが印加される。なお、外部磁界Ｈexの印加方法につい
ては後述する。
【００３１】図３は磁気インピーダンス素子１の等価回
路を示す回路図である。磁気インピーダンス素子１は、
固定インピーダンスＺ0 と可変インピーダンスΔＺの直
列回路で表され、アモルファススパッタ磁性薄膜３が上
記した寸法の場合Ｚ0 ＝９．６〔Ω〕である。可変イン
ピーダンスΔＺは、電極４と電極５の間に通電される励
磁電流ｉACの周波数ｆに応じて変化すると共に外部磁界
Ｈexに応じて変化する。
路を示す回路図である。磁気インピーダンス素子１は、
固定インピーダンスＺ0 と可変インピーダンスΔＺの直
列回路で表され、アモルファススパッタ磁性薄膜３が上
記した寸法の場合Ｚ0 ＝９．６〔Ω〕である。可変イン
ピーダンスΔＺは、電極４と電極５の間に通電される励
磁電流ｉACの周波数ｆに応じて変化すると共に外部磁界
Ｈexに応じて変化する。
【００３２】図４は、アニール処理されたアモルファス
スパッタ磁性薄膜３を用いた磁気インピーダンス素子１
の実験結果を示す図であり、図２の回路において励磁電
流ｉ AC＝３０〔ｍＡP-P 〕とした場合である。図４にお
いて、横軸は交流励磁電流ｉ ACの周波数ｆ〔ＭＨｚ〕、
縦軸は電極４と電極５間の電圧、すなわちアモルファス
スパッタ磁性薄膜３に生ずる電圧降下Ｅ〔ＶP-P 〕を表
す。図中実線Ｉは外部磁界Ｈex＝０の場合、破線IIは外
部磁界Ｈex＝１０００〔Ａ／ｍ〕の場合を表す。
スパッタ磁性薄膜３を用いた磁気インピーダンス素子１
の実験結果を示す図であり、図２の回路において励磁電
流ｉ AC＝３０〔ｍＡP-P 〕とした場合である。図４にお
いて、横軸は交流励磁電流ｉ ACの周波数ｆ〔ＭＨｚ〕、
縦軸は電極４と電極５間の電圧、すなわちアモルファス
スパッタ磁性薄膜３に生ずる電圧降下Ｅ〔ＶP-P 〕を表
す。図中実線Ｉは外部磁界Ｈex＝０の場合、破線IIは外
部磁界Ｈex＝１０００〔Ａ／ｍ〕の場合を表す。
【００３３】外部磁界Ｈex＝０の場合は、アモルファス
スパッタ磁性薄膜３のインピーダンスは周波数ｆが２０
〔ＭＨｚ〕まで一定であり電圧降下Ｅも一定である。そ
して、ｆ＝２０〔ＭＨｚ〕以上で表皮効果によると考え
られる電圧降下Ｅの上昇（つつまりインピーダンスの上
昇）が観測される。そして、ｆ＝８０〔ＭＨｚ〕以上で
電圧降下Ｅの増加率が顕著となっている。
スパッタ磁性薄膜３のインピーダンスは周波数ｆが２０
〔ＭＨｚ〕まで一定であり電圧降下Ｅも一定である。そ
して、ｆ＝２０〔ＭＨｚ〕以上で表皮効果によると考え
られる電圧降下Ｅの上昇（つつまりインピーダンスの上
昇）が観測される。そして、ｆ＝８０〔ＭＨｚ〕以上で
電圧降下Ｅの増加率が顕著となっている。
【００３４】磁場印加により電圧降下Ｅの上昇は更に顕
著に表れ（破線II）、ｆ＝１０〔ＭＨｚ〕から電圧降下
Ｅは上昇する。この現象は、磁界強度Ｈex＝０〔Ａ／
ｍ〕の時はアモルファススパッタ磁性薄膜３の磁壁がほ
とんど移動できずインピーダンスが小さいが、磁界強度
Ｈexが増大するとアモルファススパッタ磁性薄膜３の磁
化ベクトルが回転し、幅方向の透磁率が増加してインピ
ーダンスが上昇することによると考えられる。
著に表れ（破線II）、ｆ＝１０〔ＭＨｚ〕から電圧降下
Ｅは上昇する。この現象は、磁界強度Ｈex＝０〔Ａ／
ｍ〕の時はアモルファススパッタ磁性薄膜３の磁壁がほ
とんど移動できずインピーダンスが小さいが、磁界強度
Ｈexが増大するとアモルファススパッタ磁性薄膜３の磁
化ベクトルが回転し、幅方向の透磁率が増加してインピ
ーダンスが上昇することによると考えられる。
【００３５】なお、磁場印加による電圧降下Ｅの上昇
（つまりインピーダンスの上昇）はＨ ex＝１０００〔Ａ
／ｍ〕の場合が最も顕著であり、これ以上の磁場を印加
すると電圧降下Ｅの上昇率は逆に低下する。印加する磁
場の方向はアモルファススパッタ磁性薄膜の幅方向のど
ちら向きであっても、同じ様にインピーダンス（電圧降
下Ｅ）は対称的に変化する。
（つまりインピーダンスの上昇）はＨ ex＝１０００〔Ａ
／ｍ〕の場合が最も顕著であり、これ以上の磁場を印加
すると電圧降下Ｅの上昇率は逆に低下する。印加する磁
場の方向はアモルファススパッタ磁性薄膜の幅方向のど
ちら向きであっても、同じ様にインピーダンス（電圧降
下Ｅ）は対称的に変化する。
【００３６】したがって、アモルファススパッタ磁性薄
膜３のインピーダンス変化率−外部磁界の関係を示すグ
ラフは図５に示すようになる。図５において、横軸は外
部磁界Ｈex〔Ｏｅ〕（１〔Ｏｅ〕＝１０3/４π〔Ａ／
ｍ〕）、縦軸はインピーダンス変化率、すなわち、外部
磁界Ｈex＝０の時のインピーダンスＺ0 に対する横軸に
示された外部磁界Ｈexを付与した時のインピーダンスの
変化ΔＺの割合ΔＺ／Ｚ 0 〔％〕を表す。なお、ｆ＝８
０〔ＭＨｚ〕、ｉAC＝３０〔ｍＡP-P 〕である。
膜３のインピーダンス変化率−外部磁界の関係を示すグ
ラフは図５に示すようになる。図５において、横軸は外
部磁界Ｈex〔Ｏｅ〕（１〔Ｏｅ〕＝１０3/４π〔Ａ／
ｍ〕）、縦軸はインピーダンス変化率、すなわち、外部
磁界Ｈex＝０の時のインピーダンスＺ0 に対する横軸に
示された外部磁界Ｈexを付与した時のインピーダンスの
変化ΔＺの割合ΔＺ／Ｚ 0 〔％〕を表す。なお、ｆ＝８
０〔ＭＨｚ〕、ｉAC＝３０〔ｍＡP-P 〕である。
【００３７】また、図中破線III はアモルファススパッ
タ磁性薄膜にアニール処理を施す前、実線IVは前記した
条件でアニール処理を施した場合の特性を表す。アニー
ル処理を施す前のアモルファススパッタ磁性薄膜は、外
部磁界Ｈex≒８〔Ｏｅ〕付近でΔＺ／Ｚ0 が最大約１１
〔％〕となっており、従来のＭＲ素子（２．５〜３
〔％〕）と比べて磁気−電気変換効率が約４倍に改善さ
れている。
タ磁性薄膜にアニール処理を施す前、実線IVは前記した
条件でアニール処理を施した場合の特性を表す。アニー
ル処理を施す前のアモルファススパッタ磁性薄膜は、外
部磁界Ｈex≒８〔Ｏｅ〕付近でΔＺ／Ｚ0 が最大約１１
〔％〕となっており、従来のＭＲ素子（２．５〜３
〔％〕）と比べて磁気−電気変換効率が約４倍に改善さ
れている。
【００３８】一方、アニール処理を施したアモルファス
スパッタ磁性薄膜３の場合は、外部磁界Ｈex≒１２．５
〔Ｏｅ〕（＝１０００〔Ａ／ｍ〕）付近でΔＺ／Ｚ0 が
最大約４４〔％〕となり、アニール処理を施さない場合
に比べて磁気−電気変換効率が４倍と飛躍的に改善され
ている。すなわち、従来のＭＲ素子と比べると約１６倍
に改善されている。また、感度は最も急峻な場所である
Ｈex＝６〔Ｏｅ〕（＝４８０〔Ａ／ｍ〕）付近では約１
０〔％〕／〔Ｏｅ〕と高い。
スパッタ磁性薄膜３の場合は、外部磁界Ｈex≒１２．５
〔Ｏｅ〕（＝１０００〔Ａ／ｍ〕）付近でΔＺ／Ｚ0 が
最大約４４〔％〕となり、アニール処理を施さない場合
に比べて磁気−電気変換効率が４倍と飛躍的に改善され
ている。すなわち、従来のＭＲ素子と比べると約１６倍
に改善されている。また、感度は最も急峻な場所である
Ｈex＝６〔Ｏｅ〕（＝４８０〔Ａ／ｍ〕）付近では約１
０〔％〕／〔Ｏｅ〕と高い。
【００３９】図４及び図５から、このアニール処理した
アモルファススパッタ磁性薄膜３は、微小磁気を検出す
る場合８０〔ＭＨｚ〕、３０〔ｍＡP-P 〕の高周波励磁
電流で励磁し、４８０〔Ａ／ｍ〕前後の外部磁界Ｈexを
付与してやると最大感度の磁気−電気変換効率が得られ
ることが分かる。
アモルファススパッタ磁性薄膜３は、微小磁気を検出す
る場合８０〔ＭＨｚ〕、３０〔ｍＡP-P 〕の高周波励磁
電流で励磁し、４８０〔Ａ／ｍ〕前後の外部磁界Ｈexを
付与してやると最大感度の磁気−電気変換効率が得られ
ることが分かる。
【００４０】従来の一般的な磁気−電気変換素子である
ＭＲ素子が１６００〜３０００〔Ａ／ｍ〕の外部磁界を
必要としたのに比べて、本実施例の磁気インピーダンス
素子では約１／３〜１／６の外部磁界で良いため、弱い
固定磁石、またはより少ない直流電流による周回磁界で
最適な外部磁界を付与することが出来る。したがって、
ハードディスク装置、フロッピィディスク装置、ビデオ
テープレコーダ等の高密度再生磁気ヘッド用途に利用す
ることが出来る。
ＭＲ素子が１６００〜３０００〔Ａ／ｍ〕の外部磁界を
必要としたのに比べて、本実施例の磁気インピーダンス
素子では約１／３〜１／６の外部磁界で良いため、弱い
固定磁石、またはより少ない直流電流による周回磁界で
最適な外部磁界を付与することが出来る。したがって、
ハードディスク装置、フロッピィディスク装置、ビデオ
テープレコーダ等の高密度再生磁気ヘッド用途に利用す
ることが出来る。
【００４１】ここで外部磁界を付与する構成について説
明する。図６は、本発明の第１実施例の一変形例を示す
図である。
明する。図６は、本発明の第１実施例の一変形例を示す
図である。
【００４２】図６に示す磁気インピーダンス素子６は、
非磁性体である短冊状のガラス基板７と、ガラス基板７
上にガラス基板７よりも一回り小さい短冊状に形成され
たＣｏＦｅＢ材料からなるアモルファススパッタ磁性薄
膜８と、アモルファススパッタ磁性薄膜８の長手方向両
端に配設された外部接続用の電極９及び１０と、硬質磁
性薄膜１１からなる。電極９及び１０には、銅、アルミ
ニウム等の導電性材料を用いる。
非磁性体である短冊状のガラス基板７と、ガラス基板７
上にガラス基板７よりも一回り小さい短冊状に形成され
たＣｏＦｅＢ材料からなるアモルファススパッタ磁性薄
膜８と、アモルファススパッタ磁性薄膜８の長手方向両
端に配設された外部接続用の電極９及び１０と、硬質磁
性薄膜１１からなる。電極９及び１０には、銅、アルミ
ニウム等の導電性材料を用いる。
【００４３】硬質磁性薄膜１１は、アモルファススパッ
タ磁性薄膜８よりも短い短冊状の長手方向の両端に磁極
Ｓ，Ｎを有する常磁性体の固定磁石であり、アモルファ
ススパッタ磁性薄膜８にアモルファススパッタ磁性薄膜
８長手方向の磁束を付与するように形成されてアモルフ
ァススパッタ磁性薄膜８上に固着されてなる。
タ磁性薄膜８よりも短い短冊状の長手方向の両端に磁極
Ｓ，Ｎを有する常磁性体の固定磁石であり、アモルファ
ススパッタ磁性薄膜８にアモルファススパッタ磁性薄膜
８長手方向の磁束を付与するように形成されてアモルフ
ァススパッタ磁性薄膜８上に固着されてなる。
【００４４】これにより、アモルファススパッタ磁性薄
膜８の長手方向に４８０〔Ａ／ｍ〕前後の外部磁界を付
与することが出来る。なお、硬質磁性薄膜１１をガラス
基板７の底面に配設することで、アモルファススパッタ
磁性薄膜８にアモルファススパッタ磁性薄膜８長手方向
の磁束を付与することも考えられる。
膜８の長手方向に４８０〔Ａ／ｍ〕前後の外部磁界を付
与することが出来る。なお、硬質磁性薄膜１１をガラス
基板７の底面に配設することで、アモルファススパッタ
磁性薄膜８にアモルファススパッタ磁性薄膜８長手方向
の磁束を付与することも考えられる。
【００４５】次に、図７は本発明の第１実施例の他の変
形例を示す図である。図６に示す磁気インピーダンス素
子１２は、大略して、第１の磁気インピーダンス素子１
３と第２の磁気インピーダンス素子１４と導電性薄膜１
５とから構成される。第１の磁気インピーダンス素子１
３及び第２の磁気インピーダンス素子１４はそれぞれ図
１の磁気インピーダンス素子１と同一構成であるので詳
細な説明は省略するが、それぞれアモルファススパッタ
磁性薄膜１３ｂ，１４ｂを有する構成とされている。
形例を示す図である。図６に示す磁気インピーダンス素
子１２は、大略して、第１の磁気インピーダンス素子１
３と第２の磁気インピーダンス素子１４と導電性薄膜１
５とから構成される。第１の磁気インピーダンス素子１
３及び第２の磁気インピーダンス素子１４はそれぞれ図
１の磁気インピーダンス素子１と同一構成であるので詳
細な説明は省略するが、それぞれアモルファススパッタ
磁性薄膜１３ｂ，１４ｂを有する構成とされている。
【００４６】第１の磁気インピーダンス素子１３と第２
の磁気インピーダンス素子１４は、それぞれの基板１３
ａと基板１４ａを対向させて同一方向に配設されてい
る。そして、それぞれのアモルファススパッタ磁性薄膜
１３ｂ及びアモルファススパッタ磁性薄膜１４ｂと略直
交するように、第１の磁気インピーダンス素子１３と第
２の磁気インピーダンス素子１４の間に導電性薄膜１５
が介装されている。このとき、導電性薄膜１５の上面及
び下面は基板１３ａ及び基板１４ａに固着されている。
の磁気インピーダンス素子１４は、それぞれの基板１３
ａと基板１４ａを対向させて同一方向に配設されてい
る。そして、それぞれのアモルファススパッタ磁性薄膜
１３ｂ及びアモルファススパッタ磁性薄膜１４ｂと略直
交するように、第１の磁気インピーダンス素子１３と第
２の磁気インピーダンス素子１４の間に導電性薄膜１５
が介装されている。このとき、導電性薄膜１５の上面及
び下面は基板１３ａ及び基板１４ａに固着されている。
【００４７】この導電性薄膜１５は、銅、アルミニウム
等の導電性材料からなるテープ状の形状とされており、
その長手方向に直流電流ＩDCが通電されるようになって
いる。したがって、直流電流ＩDCによって導電性薄膜１
５の周囲にアンペアの右ねじの法則に基づいた周回磁界
が発生することで、アモルファススパッタ磁性薄膜１３
ｂ及びアモルファススパッタ磁性薄膜１４ｂの長手方向
に外部磁界を付与することが出来る。なお、アモルファ
ススパッタ磁性薄膜１３ｂ及びアモルファススパッタ磁
性薄膜１４ｂは、導電性薄膜１５の周囲でスパイラル磁
気異方性を有する。
等の導電性材料からなるテープ状の形状とされており、
その長手方向に直流電流ＩDCが通電されるようになって
いる。したがって、直流電流ＩDCによって導電性薄膜１
５の周囲にアンペアの右ねじの法則に基づいた周回磁界
が発生することで、アモルファススパッタ磁性薄膜１３
ｂ及びアモルファススパッタ磁性薄膜１４ｂの長手方向
に外部磁界を付与することが出来る。なお、アモルファ
ススパッタ磁性薄膜１３ｂ及びアモルファススパッタ磁
性薄膜１４ｂは、導電性薄膜１５の周囲でスパイラル磁
気異方性を有する。
【００４８】この場合、直流電流ＩDCを調節出来るよう
に構成しておけば、外部磁界の大きさを自在に可変する
ことが出来、容易に最適磁界強度とすることが出来る。
なお、アモルファススパッタ磁性薄膜１３ｂ及びアモル
ファススパッタ磁性薄膜１４ｂに付与される外部磁界は
互いに逆方向となる。
に構成しておけば、外部磁界の大きさを自在に可変する
ことが出来、容易に最適磁界強度とすることが出来る。
なお、アモルファススパッタ磁性薄膜１３ｂ及びアモル
ファススパッタ磁性薄膜１４ｂに付与される外部磁界は
互いに逆方向となる。
【００４９】ところで、アモルファススパッタ磁性薄膜
はエッチング技術により簡単に微細加工を行えるため、
種々のマイクロセルを構成出来る利点があり、また、セ
ンサモジュールを１チップ集積化することも可能とな
る。
はエッチング技術により簡単に微細加工を行えるため、
種々のマイクロセルを構成出来る利点があり、また、セ
ンサモジュールを１チップ集積化することも可能とな
る。
【００５０】図８は本発明の第２実施例を示す図であ
る。図８に示す磁気検出回路２０は、大略して、高磁気
−電気変換効率を有するアモルファススパッタ磁性薄膜
を有する磁気インピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 と、
無安定マルチバイブレータ２１と、差動増幅回路２２と
から構成される。
る。図８に示す磁気検出回路２０は、大略して、高磁気
−電気変換効率を有するアモルファススパッタ磁性薄膜
を有する磁気インピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 と、
無安定マルチバイブレータ２１と、差動増幅回路２２と
から構成される。
【００５１】磁気インピーダンス素子ＭＩ1 と磁気イン
ピーダンス素子ＭＩ2 は、端子２３と端子２４の間に直
列に接続されている。また、磁気インピーダンス素子Ｍ
Ｉ1と磁気インピーダンス素子ＭＩ2 の共通接続端子２
５は電源電圧ＶCCに接続されている。
ピーダンス素子ＭＩ2 は、端子２３と端子２４の間に直
列に接続されている。また、磁気インピーダンス素子Ｍ
Ｉ1と磁気インピーダンス素子ＭＩ2 の共通接続端子２
５は電源電圧ＶCCに接続されている。
【００５２】磁気インピーダンス素子ＭＩ1 は固定イン
ピーダンスＺ1 と可変インピーダンスΔＺ1 を直列に接
続された等価回路で表され、磁気インピーダンス素子Ｍ
Ｉ2は固定インピーダンスＺ2 と可変インピーダンスΔ
Ｚ2 を直列に接続された等価回路で表される。
ピーダンスＺ1 と可変インピーダンスΔＺ1 を直列に接
続された等価回路で表され、磁気インピーダンス素子Ｍ
Ｉ2は固定インピーダンスＺ2 と可変インピーダンスΔ
Ｚ2 を直列に接続された等価回路で表される。
【００５３】磁気インピーダンス素子ＭＩ1 と磁気イン
ピーダンス素子ＭＩ2 の直列回路は、例えばガラス基板
上で図９に示す形状にエッチング形成されている。すな
わち、磁気インピーダンス素子ＭＩ1 は図示の如くＹ方
向に平行して繰り返し折り返す形状、磁気インピーダン
ス素子ＭＩ2 は図示の如くＸ方向に平行して繰り返し折
り返す形状とされている。そして、両磁気インピーダン
ス素子はその磁気−電気変換特性を同一に揃えられてお
り、Ｚ1 ＝Ｚ2 であり、ΔＺ1 の可変範囲とΔＺ2 の可
変範囲は等しくなっている。
ピーダンス素子ＭＩ2 の直列回路は、例えばガラス基板
上で図９に示す形状にエッチング形成されている。すな
わち、磁気インピーダンス素子ＭＩ1 は図示の如くＹ方
向に平行して繰り返し折り返す形状、磁気インピーダン
ス素子ＭＩ2 は図示の如くＸ方向に平行して繰り返し折
り返す形状とされている。そして、両磁気インピーダン
ス素子はその磁気−電気変換特性を同一に揃えられてお
り、Ｚ1 ＝Ｚ2 であり、ΔＺ1 の可変範囲とΔＺ2 の可
変範囲は等しくなっている。
【００５４】したがって、両磁気インピーダンス素子Ｍ
Ｉ1 及びＭＩ2 に印加される磁界Ｈの方向がＸ方向（θ
＝０，１８０〔°〕）の場合は、ΔＺ1 は最小値（ΔＺ
1 ＝０）、ΔＺ2 は最大値となる。θが増大すると共に
ΔＺ1 が増大する一方でΔＺ 2 は減少し、θ＝４５
〔°〕のときにΔＺ1 ＝ΔＺ2 となる。更にθが増大し
て磁界Ｈの方向がＹ方向（θ＝９０，２７０〔°〕）の
場合は、ΔＺ1 は最大値、ΔＺ2 は最小値（ΔＺ2 ＝
０）となる。なお、図９において、２３及び２４は端
子、２５は共通接続端子を示す。
Ｉ1 及びＭＩ2 に印加される磁界Ｈの方向がＸ方向（θ
＝０，１８０〔°〕）の場合は、ΔＺ1 は最小値（ΔＺ
1 ＝０）、ΔＺ2 は最大値となる。θが増大すると共に
ΔＺ1 が増大する一方でΔＺ 2 は減少し、θ＝４５
〔°〕のときにΔＺ1 ＝ΔＺ2 となる。更にθが増大し
て磁界Ｈの方向がＹ方向（θ＝９０，２７０〔°〕）の
場合は、ΔＺ1 は最大値、ΔＺ2 は最小値（ΔＺ2 ＝
０）となる。なお、図９において、２３及び２４は端
子、２５は共通接続端子を示す。
【００５５】図８に戻って説明するに、端子２３と端子
２４に接続されている無安定マルチバイブレータ２１
は、トランジスタＱ1 及びＱ2 と、抵抗Ｒ1 〜Ｒ8 と、
可変抵抗ＶＲと、コンデンサＣ1 〜Ｃ4 とから構成され
る。
２４に接続されている無安定マルチバイブレータ２１
は、トランジスタＱ1 及びＱ2 と、抵抗Ｒ1 〜Ｒ8 と、
可変抵抗ＶＲと、コンデンサＣ1 〜Ｃ4 とから構成され
る。
【００５６】トランジスタＱ1 のコレクタ負荷には抵抗
Ｒ1 と磁気インピーダンス素子ＭＩ 1 の直列回路が、ト
ランジスタＱ2 のコレクタ負荷には抵抗Ｒ2 と磁気イン
ピーダンス素子ＭＩ2 の直列回路がそれぞれ接続されて
おり、両磁気インピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 には
後述の如く数十〔ＭＨｚ〕の発振電流が供給され励磁さ
れる。
Ｒ1 と磁気インピーダンス素子ＭＩ 1 の直列回路が、ト
ランジスタＱ2 のコレクタ負荷には抵抗Ｒ2 と磁気イン
ピーダンス素子ＭＩ2 の直列回路がそれぞれ接続されて
おり、両磁気インピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 には
後述の如く数十〔ＭＨｚ〕の発振電流が供給され励磁さ
れる。
【００５７】コンデンサＣ1 はトランジスタＱ2 をオン
させるチャージコンデンサであり、コンデンサＣ2 はト
ランジスタＱ1 をオンさせるチャージコンデンサであ
る。抵抗Ｒ3 はトランジスタＱ2 のベース電流制限用で
あり、抵抗Ｒ4 はトランジスタＱ1 のベース電流制限用
である。抵抗Ｒ5 及びＲ6 はベース接地抵抗である。
させるチャージコンデンサであり、コンデンサＣ2 はト
ランジスタＱ1 をオンさせるチャージコンデンサであ
る。抵抗Ｒ3 はトランジスタＱ2 のベース電流制限用で
あり、抵抗Ｒ4 はトランジスタＱ1 のベース電流制限用
である。抵抗Ｒ5 及びＲ6 はベース接地抵抗である。
【００５８】抵抗Ｒ7 はトランジスタＱ1 のエミッタ抵
抗であり、抵抗Ｒ8 はトランジスタＱ2 のエミッタ抵抗
である。可変抵抗ＶＲの可変端子は接地されており、可
変抵抗ＶＲの可変端子より一方は抵抗Ｒ7 の一端と接続
されてトランジスタＱ1 のエミッタ抵抗となり、他方は
抵抗Ｒ8 の一端と接続されてトランジスタＱ2 のエミッ
タ抵抗となる。
抗であり、抵抗Ｒ8 はトランジスタＱ2 のエミッタ抵抗
である。可変抵抗ＶＲの可変端子は接地されており、可
変抵抗ＶＲの可変端子より一方は抵抗Ｒ7 の一端と接続
されてトランジスタＱ1 のエミッタ抵抗となり、他方は
抵抗Ｒ8 の一端と接続されてトランジスタＱ2 のエミッ
タ抵抗となる。
【００５９】可変抵抗ＶＲは、磁気インピーダンス素子
ＭＩ1 及びＭＩ2 に磁界が印加されない状態で、磁気イ
ンピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 、トランジスタＱ1
及びＱ2 、並びに各抵抗の微妙な特性差によって生じる
無安定マルチバイブレータ２１の発振電圧の振幅差（ト
ランジスタＱ1 のエミッタ発振電圧Ｖ1 とトランジスタ
Ｑ2 のエミッタ発振電圧Ｖ2 との差）を補正するための
ものである。
ＭＩ1 及びＭＩ2 に磁界が印加されない状態で、磁気イ
ンピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 、トランジスタＱ1
及びＱ2 、並びに各抵抗の微妙な特性差によって生じる
無安定マルチバイブレータ２１の発振電圧の振幅差（ト
ランジスタＱ1 のエミッタ発振電圧Ｖ1 とトランジスタ
Ｑ2 のエミッタ発振電圧Ｖ2 との差）を補正するための
ものである。
【００６０】無安定マルチバイブレータ２１の自励発振
周波数は、磁気インピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 の
インピーダンスと、抵抗Ｒ1 及びＲ2 及びＲ3 及びＲ4
の値と、コンデンサＣ1 及びＣ2 の値と、トランジスタ
Ｑ1 のコレクタ・エミッタ間容量と、トランジスタＱ2
のコレクタ・エミッタ間容量とにより決まる。この自励
発振周波数は、本実施例では磁気インピーダンス素子Ｍ
Ｉ1 及びＭＩ2 の磁気−電気変換効率が最大となる数十
〔ＭＨｚ〕に設定される。
周波数は、磁気インピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 の
インピーダンスと、抵抗Ｒ1 及びＲ2 及びＲ3 及びＲ4
の値と、コンデンサＣ1 及びＣ2 の値と、トランジスタ
Ｑ1 のコレクタ・エミッタ間容量と、トランジスタＱ2
のコレクタ・エミッタ間容量とにより決まる。この自励
発振周波数は、本実施例では磁気インピーダンス素子Ｍ
Ｉ1 及びＭＩ2 の磁気−電気変換効率が最大となる数十
〔ＭＨｚ〕に設定される。
【００６１】ところで、可変抵抗ＶＲの可変端子より一
方と抵抗Ｒ7 との直列抵抗とコンデンサＣ3 の並列回路
でローパスフィルタが構成されている。また、可変抵抗
ＶＲの可変端子より他方と抵抗Ｒ8 との直列抵抗とコン
デンサＣ4 の並列回路でローパスフィルタが構成されて
いる。これにより、トランジスタＱ1 のエミッタ発振電
圧Ｖ1 とトランジスタＱ2 のエミッタ発振電圧Ｖ2 はそ
れぞれ高域成分を減衰されて、互いに１８０〔°〕位相
が異なる正弦波とされる。
方と抵抗Ｒ7 との直列抵抗とコンデンサＣ3 の並列回路
でローパスフィルタが構成されている。また、可変抵抗
ＶＲの可変端子より他方と抵抗Ｒ8 との直列抵抗とコン
デンサＣ4 の並列回路でローパスフィルタが構成されて
いる。これにより、トランジスタＱ1 のエミッタ発振電
圧Ｖ1 とトランジスタＱ2 のエミッタ発振電圧Ｖ2 はそ
れぞれ高域成分を減衰されて、互いに１８０〔°〕位相
が異なる正弦波とされる。
【００６２】差動増幅回路２２は、抵抗Ｒ9 及びＲ10及
びＲ11及びＲ12及びＲ13と、差動増幅器２６及び２７と
で構成されている。差動増幅器２６の非反転入力端子に
はトランジスタＱ2 のエミッタ発振電圧Ｖ2 が、差動増
幅器２７の非反転入力端子にはトランジスタＱ1 のエミ
ッタ発振電圧Ｖ1 が入力されている。これにより、差動
増幅回路２２は抵抗Ｒ9 〜Ｒ13の値で決定される所定の
増幅利得で各エミッタ発振電圧Ｖ1 及びＶ2 の差成分の
みを安定良く増幅した出力電圧ＥO を、出力端子２８に
出力する。
びＲ11及びＲ12及びＲ13と、差動増幅器２６及び２７と
で構成されている。差動増幅器２６の非反転入力端子に
はトランジスタＱ2 のエミッタ発振電圧Ｖ2 が、差動増
幅器２７の非反転入力端子にはトランジスタＱ1 のエミ
ッタ発振電圧Ｖ1 が入力されている。これにより、差動
増幅回路２２は抵抗Ｒ9 〜Ｒ13の値で決定される所定の
増幅利得で各エミッタ発振電圧Ｖ1 及びＶ2 の差成分の
みを安定良く増幅した出力電圧ＥO を、出力端子２８に
出力する。
【００６３】前述した如く、磁気インピーダンス素子Ｍ
Ｉ1 及びＭＩ2 に印加される磁界の向きに応じて磁気イ
ンピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 の可変インピーダン
スΔＺ1 及びΔＺ2 が変化し、このΔＺ1 及びΔＺ2 の
変化に応じて各エミッタ発振電圧Ｖ1 及びＶ2 が変化す
る。したがって、出力電圧ＥO は、磁気インピーダンス
素子ＭＩ1 及びＭＩ2 に印加される磁界の向きに応じて
大きさと極性が変化する磁界検出信号となる。
Ｉ1 及びＭＩ2 に印加される磁界の向きに応じて磁気イ
ンピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 の可変インピーダン
スΔＺ1 及びΔＺ2 が変化し、このΔＺ1 及びΔＺ2 の
変化に応じて各エミッタ発振電圧Ｖ1 及びＶ2 が変化す
る。したがって、出力電圧ＥO は、磁気インピーダンス
素子ＭＩ1 及びＭＩ2 に印加される磁界の向きに応じて
大きさと極性が変化する磁界検出信号となる。
【００６４】本実施例によれば、磁界の向きの変化に応
じてΔＺ1 及びΔＺ2 のうち一方は減少し他方は増大す
るように磁気インピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 のパ
ターンが形成されている。よって、磁気インピーダンス
素子ＭＩ1 及びＭＩ2 本来の高磁気−電気変換効率と相
まって検出感度を向上させることができる。更に、磁気
インピーダンス素子は微細加工が可能であり回路を小型
に構成することができる。
じてΔＺ1 及びΔＺ2 のうち一方は減少し他方は増大す
るように磁気インピーダンス素子ＭＩ1 及びＭＩ2 のパ
ターンが形成されている。よって、磁気インピーダンス
素子ＭＩ1 及びＭＩ2 本来の高磁気−電気変換効率と相
まって検出感度を向上させることができる。更に、磁気
インピーダンス素子は微細加工が可能であり回路を小型
に構成することができる。
【００６５】図１０は本発明の第３実施例を示す図であ
る。図１０に示す高速度再生磁気記録セル３０は、高磁
気−電気変換効率を有するアモルファススパッタ磁性薄
膜からなる磁気インピーダンス素子３１を有し、超高速
読出しが可能な磁気フラッシュメモリとして機能する。
る。図１０に示す高速度再生磁気記録セル３０は、高磁
気−電気変換効率を有するアモルファススパッタ磁性薄
膜からなる磁気インピーダンス素子３１を有し、超高速
読出しが可能な磁気フラッシュメモリとして機能する。
【００６６】図１０において、ガラス基板３２上には磁
気インピーダンス素子３１がスパッタ薄膜形成されてい
る。磁気インピーダンス素子３１の一端には常磁性体３
２が、磁気インピーダンス素子３１の他端には磁性体３
３が固着されている。常磁性体３２及び磁性体３３は、
磁気インピーダンス素子３１と同様にいずれもスパッタ
薄膜形成されている。したがって、それぞれの幅方向寸
法を０．１〔μｍ〕程度まで微細加工することが可能で
ある。
気インピーダンス素子３１がスパッタ薄膜形成されてい
る。磁気インピーダンス素子３１の一端には常磁性体３
２が、磁気インピーダンス素子３１の他端には磁性体３
３が固着されている。常磁性体３２及び磁性体３３は、
磁気インピーダンス素子３１と同様にいずれもスパッタ
薄膜形成されている。したがって、それぞれの幅方向寸
法を０．１〔μｍ〕程度まで微細加工することが可能で
ある。
【００６７】また、磁気インピーダンス素子３１及び常
磁性体３２及び磁性体３３は導電性を有しており、常磁
性体３２及び磁性体３３の各一端には例えば銅、または
アルミニウム等の電極３４及び３５が配設されている。
そして、外部回路から電極３４と電極３５の間に記録用
の電流が通電される。
磁性体３２及び磁性体３３は導電性を有しており、常磁
性体３２及び磁性体３３の各一端には例えば銅、または
アルミニウム等の電極３４及び３５が配設されている。
そして、外部回路から電極３４と電極３５の間に記録用
の電流が通電される。
【００６８】常磁性体３２は、磁気インピーダンス素子
３１側及び電極３４側に図示の如く磁極を持ち、磁気イ
ンピーダンス素子３１を磁気バイアスする。なお、磁極
の向きは図示の向きと逆でもよい。
３１側及び電極３４側に図示の如く磁極を持ち、磁気イ
ンピーダンス素子３１を磁気バイアスする。なお、磁極
の向きは図示の向きと逆でもよい。
【００６９】磁性体３３は磁気記録材料に使用されるよ
うな磁性体（例えば、ＣｏＮｉ，ＣｏＮｉγ−Ｆｅ2 Ｏ
3,ＣｏＮｉＰなど）であって、その磁気インピーダンス
素子３１側が、記録用の正または負のパルス電流によっ
て記録用の電流の向き応じた極性に磁化され保持され
る。
うな磁性体（例えば、ＣｏＮｉ，ＣｏＮｉγ−Ｆｅ2 Ｏ
3,ＣｏＮｉＰなど）であって、その磁気インピーダンス
素子３１側が、記録用の正または負のパルス電流によっ
て記録用の電流の向き応じた極性に磁化され保持され
る。
【００７０】上記の構成とされた高速度再生磁気記録セ
ル３０によれば、磁性体３３が常磁性体３２と逆向きの
磁化ベクトルを持つ向きに記録磁化されると、磁気イン
ピーダンス素子３１の磁界はキャンセルされて、その両
端の電圧は最小となる。一方、磁性体３３が常磁性体３
２と同一方向の磁化ベクトルを持つ向きに記録磁化され
ると、その両端の電圧は最大となる。したがって、磁気
インピーダンス素子３１に記録信号を記憶しておけるこ
とになる。
ル３０によれば、磁性体３３が常磁性体３２と逆向きの
磁化ベクトルを持つ向きに記録磁化されると、磁気イン
ピーダンス素子３１の磁界はキャンセルされて、その両
端の電圧は最小となる。一方、磁性体３３が常磁性体３
２と同一方向の磁化ベクトルを持つ向きに記録磁化され
ると、その両端の電圧は最大となる。したがって、磁気
インピーダンス素子３１に記録信号を記憶しておけるこ
とになる。
【００７１】そこで、上記の構成とされた高速度再生磁
気記録セル３０を多数個並べた集積構造にすると、デコ
ーダで電子的に再生する磁気フラッシュメモリを製造す
ることができ、超高速読出しが可能となる。
気記録セル３０を多数個並べた集積構造にすると、デコ
ーダで電子的に再生する磁気フラッシュメモリを製造す
ることができ、超高速読出しが可能となる。
【００７２】
【発明の効果】上述の如く請求項１記載の発明によれ
ば、磁性薄膜は高磁気−電気変換効率とされるため、高
密度再生磁気ヘッド用途に利用することが出来、従来に
比べて高感度で微細加工が可能となる特長がある。
ば、磁性薄膜は高磁気−電気変換効率とされるため、高
密度再生磁気ヘッド用途に利用することが出来、従来に
比べて高感度で微細加工が可能となる特長がある。
【００７３】また請求項９記載の発明によれば、磁性薄
膜を有する磁気インピーダンス素子に印加される磁界の
向きに応じて変化する第１及び第２の信号に基づいて外
部磁気を検出するため、従来に比べて検出感度を向上さ
せることができるとともに、磁気インピーダンス素子は
微細加工が可能であり回路を小型に構成することができ
る特長がある。
膜を有する磁気インピーダンス素子に印加される磁界の
向きに応じて変化する第１及び第２の信号に基づいて外
部磁気を検出するため、従来に比べて検出感度を向上さ
せることができるとともに、磁気インピーダンス素子は
微細加工が可能であり回路を小型に構成することができ
る特長がある。
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】磁気インピーダンス素子１の使用回路を示す回
路図である。
路図である。
【図３】磁気インピーダンス素子１の等価回路を示す回
路図である。
路図である。
【図４】アモルファススパッタ磁性薄膜３を用いた磁気
インピーダンス素子１の実験結果を示す図である。
インピーダンス素子１の実験結果を示す図である。
【図５】アモルファススパッタ磁性薄膜３のインピーダ
ンス変化率−外部磁界の関係を示す図である。
ンス変化率−外部磁界の関係を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例の一変形例を示す図であ
る。
る。
【図７】本発明の第１実施例の他の変形例を示す図であ
る。
る。
【図８】本発明の第２実施例を示す図である。
【図９】磁気インピーダンス素子ＭＩ1 と磁気インピー
ダンス素子ＭＩ2 の形状を示す図である。
ダンス素子ＭＩ2 の形状を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施例を示す図である。
【図１１】ＭＲ素子の等価回路を示す回路図である。
【図１２】ＭＲ素子の動作原理図である。
【図１３】ＭＲ素子１００の抵抗率ρの合成磁界Ｈに対
する変化を示す図である。
する変化を示す図である。
１，３１，ＭＩ1,ＭＩ2 磁気インピーダンス素子 ２ ガラス基板 ３ アモルファススパッタ磁性薄膜 ４，５，９，１０，３４，３５ 電極 ２０ 磁気検出回路 ２１ 無安定マルチバイブレータ ２２ 差動増幅回路 ３０ 高速度再生磁気記録セル ３２ 常磁性体 ３３ 磁性体 １００ ＭＲ素子 Ｚ0,Ｚ1,Ｚ2 固定インピーダンス ΔＺ0,ΔＺ1,ΔＺ2 可変インピーダンス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 剛 愛知県豊田市金谷町４−25−５ ビレッジ 挙母107号 (72)発明者 森田 芳昭 神奈川県厚木市酒井1601 ミツミ電機株式 会社厚木事業所内 (72)発明者 炭竃 正彦 神奈川県厚木市酒井1601 ミツミ電機株式 会社厚木事業所内
Claims (10)
- 【請求項１】 非磁性体からなる基板と、該基板上に形
成された磁性薄膜と、該磁性薄膜の長手方向両端に配設
された第１及び第２の電極とからなることを特徴とする
磁気インピーダンス素子。 - 【請求項２】 前記磁性薄膜は、前記第１及び第２の電
極間に通電される励磁電流と異なる方向に磁気異方性を
有することを特徴とする請求項１記載の磁気インピーダ
ンス素子。 - 【請求項３】 前記磁性薄膜は、アモルファス磁性薄膜
からなることを特徴とする請求項２記載の磁気インピー
ダンス素子。 - 【請求項４】 非磁性体からなる基板と、該基板上に形
成された磁性薄膜と、該磁性薄膜の長手方向両端に配設
された第１及び第２の電極と、両端に磁極を有し、該磁
性薄膜に該磁性薄膜長手方向の磁束を付与するように形
成されてなる硬質磁性薄膜とからなることを特徴とする
磁気インピーダンス素子。 - 【請求項５】 前記磁性薄膜は、前記第１及び第２の電
極間に通電される励磁電流と異なる方向に磁気異方性を
有することを特徴とする請求項４記載の磁気インピーダ
ンス素子。 - 【請求項６】 前記磁性薄膜は、アモルファス磁性薄膜
からなることを特徴とする請求項５記載の磁気インピー
ダンス素子。 - 【請求項７】 非磁性体からなる第１の基板と該第１の
基板上に形成された第１の磁性薄膜と該第１の磁性薄膜
の長手方向両端に配設された第１及び第２の電極とから
なる第１の磁気インピーダンス素子と、 非磁性体からなる第２の基板と該第２の基板上に形成さ
れており該第１の磁性薄膜と同一方向に配設された第２
の磁性薄膜と該第２の磁性薄膜の長手方向両端に配設さ
れた第３及び第４の電極とからなる第２の磁気インピー
ダンス素子とを具備した磁気インピーダンス素子であっ
て、 該第１及び第２の磁性薄膜と略直交するように該第１の
磁気インピーダンス素子と該第２の磁気インピーダンス
素子の間に介装されてなる導電性薄膜を具備したことを
特徴とする磁気インピーダンス素子。 - 【請求項８】 前記第１及び第２の磁性薄膜は、前記導
電性薄膜の周囲でスパイラル磁気異方性を有することを
特徴とする請求項７記載の磁気インピーダンス素子。 - 【請求項９】 一の磁性薄膜を有する第１の磁気インピ
ーダンス素子と、 他の磁性薄膜を有する第２の磁気インピーダンス素子
と、 該第１及び第２の磁気インピーダンス素子に高周波電流
を通電する通電手段と、 該第１及び第２の磁気インピーダンス素子に印加される
磁界の向きに応じてそれぞれ変化する第１及び第２の信
号を生成する信号生成手段とを具備し、 該第１及び第２の信号に基づいて外部磁気を検出するこ
とを特徴とする磁気検出回路。 - 【請求項１０】 前記第１及び第２の磁気インピーダン
ス素子は、印加される磁界の向きに応じて前記第１の磁
気インピーダンス素子のインピーダンスが増大すると前
記第２の磁気インピーダンス素子のインピーダンスが減
少する構成とされており、 前記通電手段及び前記信号生成手段は無安定マルチバイ
ブレータであり、 前記第１及び第２の磁気インピーダンス素子は該無安定
マルチバイブレータのコレクタ負荷とされてなることを
特徴とする請求項９記載の磁気検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6216212A JPH0875835A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 磁気インピーダンス素子および磁気検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6216212A JPH0875835A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 磁気インピーダンス素子および磁気検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875835A true JPH0875835A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16685039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6216212A Pending JPH0875835A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 磁気インピーダンス素子および磁気検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0875835A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997014161A1 (fr) * | 1995-10-13 | 1997-04-17 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Substance magnetique amorphe et capteur magnetique |
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-
1994
- 1994-09-09 JP JP6216212A patent/JPH0875835A/ja active Pending
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