JPS6184572A

JPS6184572A - 磁気センサ

Info

Publication number: JPS6184572A
Application number: JP59206739A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Nagano; 克人長野; Hitoshi Otake; 均大竹; Wataru Yokobori; 横堀　渉
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1984-10-02
Filing date: 1984-10-02
Publication date: 1986-04-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■　発明の背景〔技術分野〕本発明は磁気センサに関する。

ざらに詳しくは、例えば各杼回転の検出をしたりビデオ
デツキ等で利用される、いわゆる頭出しのキュー（ＣＵ
　Ｅ）信号などを検知するためなどに使用される、磁気
抵抗効果を用いた磁気センサに関する。

〔先行技術とその問題点〕

従来、ｌａ磁気抵抗効果用いた磁気センナは。

以下のような構造を有する。

すなわち、Ｉａ磁気センサ、通常、ガラス、サファイヤ
等の基板上に、パーマロイ等の強磁性薄膜をパターン状
に被看して形成される。　　さらに１強磁性薄膜は、細
条状の検知部と、これに連接する電極部を有し、この電
極部には一対のリード層が接続される。　そしてさらに
その上に、保護層が形成される。

このような磁気センサにおいて、強磁性薄膜と接続する
リード層材質としては、従来オーミック性の良い接続が
可能な点で、Ｎｉが用いられている。

しかし、Ｎｉリード層では、高温高湿下での長期間に亘
る使用により、腐食して、大きな抵抗値劣化を生じ、つ
いには断線に至るという欠点がある。

また、強磁性Ｒ膜との接着性も不十分である。

さらには、パーマロイ等の強磁性薄膜との選択エツチン
グ性がなく１強磁性薄膜形成後。

リード層をパターン状に形成するに際しウェットエツチ
ング、ドライエツチングとも行うことができず、製造上
不利である。

ＩＩ　　発明のＬｉ的本発明の目的は、高温高湿下での使用により特性劣化や
断線事故の発生が少なく、接着性が良好で、しかもエツ
チングによるパターン形成も可能なリード層を有する磁
気センサを提供することにある。

このような目的は、以下の本発明によって達成される。

　すなわち本発明は。

基板上にｐｅ−Ｎｉ系の強磁性薄膜と、この強磁性薄膜
に通電するためのリード層とを有する磁気センサにおい
て、リード層がＡｕを含む層とＴｉを含む層とのの積層体か
ら構成されることを特徴とする磁気センサである。

■　発明の具体的構成以下、本発明の具体的構成について、第１図および第２
図に示される実施例に従い、詳細に説明する。

本発明における磁気センサ２の基板２１は、通常平板状
をなし、非磁性、電気絶縁性の材質から、一般に厚さ０
．１〜２ｍｍ程度に形成される。　また、その寸法につ
いては、特に制限はないが、通常、生産性の点から、２
〜６インチ程度の角板とされる。

そして、その材質は、各種ガラス、結晶化ガラス、サフ
ァイヤ、アルミナ、スピネル等のセラミックス、グレー
ズドセラミックスなどとされる。

このような基板２１上には１強磁性薄膜２５が設層させ
る。　この強磁性薄膜２５は、磁気抵抗効果により、磁
気記録媒体等からの外部磁場を検出するためのものであ
って、Ｆｅ−ＮＬ系の材料から形成される。

Ｆｅ−Ｎｉ系としては、パーマロイ等、Ｎｉ７０〜９０
ｗＬ％程度のものが＆ｆましく、この他Ｃｏ、Ｍｎ、　
Ｃｒ、　Ｓ　ｉ　、、Ａ、１等が含有されていてもよい
。

モして、強磁性ｔｉｌ膜２５は、基板の一面土に所定の
パターンにて形成される。

この強磁性薄膜２５は、図示のように、所定の巾をもつ
細条状に形成された検知部２５１と、この検知部２５１
に連接し、リード層３１．３５と接続する電極部２５５
．２５７とからなる形状とされる。

このような場合、強磁性薄膜２５は、検知部２５１の抵
抗値と、検知部２５１の細条巾とから、２００〜２００
０人の厚さとされる。　検知部の抵抗値は５０Ω〜ＩＯ
ＫΩ程度とされるが、細条巾（ｙ）は５〜５０ｐｍ程度
としないと製造が困難となり、このとき厚さは上記の値
となるからである。

なお、検知！２５１の細条長さくＸ）は０．２〜５ｍｍ
、検知部２５１と基板端面との間隔（Ｚ）は２〜ｌｏｏ
ｐｍ、特に２〜５０μｍ程度とされる。

このような強磁性薄膜２５は、スパッタリング、真空蒸
着、ＣＶＤ等の気相における被着形成法などによって形
成される。

この場合、薄膜２５には磁気異方性を付与して、検知部
を高めることが好ましいので、基板２１面方向、特に検
知部２５１長手方向に磁場を印加しながら気相被着を行
なうことが好ましい。

なお１強磁性薄膜２５を所定のパターンとするには、マ
スク被着、ウェットエツチング、ドライエツチングいず
れによってもよい。

さらに３強磁性薄膜２５の電極部２５５゜２５７上には
、Ｔｉを含む層およびＡｕを含む層の積層体からなるリ
ード層３１．３５が設層される。

リード層３１．３５はそれぞれ第１層３１１．３５１と第２層３１５．３２５とから形成され
る。　積層数およびａ層順については、種々可能である
が、特に、下層第１層３１１．３５１がＴｉ、上層第２
層がＡｕである二層積層体が好適である。　これは、耐
食性が向上し、被着強度が高くなり、オーミック性が良
好となるからである。

積層厚さとしては、第２　Ｊｉｊ　Ａ　ｕ厚さ０．１〜
５＃Ｌｍ、第１層Ｔｉ厚さ０．０１〜１４ｍ程度とされ
、総計厚さは０．１〜Ｓｅｍａ度とされる。

なお、Ｔｉを含む層としては、Ｔｉのみからなる他、１
０ｗｔ％以下ノ範囲でＮＬ、Ｆｅ。

Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｉ、Ｓ　ｉ　ｌの１種以上を含有
してもよい。

まｉＡｕを含む層としては、Ａｕのみからなる他、１０
ｗｔ％以下の範囲でＣ，Ｇｅ、Ａｇ、ｐｔ、Ｓｔ、Ｆｅ
、Ｎｉ、Ｃｏ、ＡＱのｌ桂以上を含有してもよい。

なお、リード層３１．３５の巾は電極部２５５．２５７
の巾より小さくても大きくてもよい。

このようなＴｉ、Ａｕの８１層体３１１゜３１２．３５
１．３５２はスパッタリング、真空蒸着等の気相におけ
る被着形成法などによって形成し、その後にプラズマエ
ツチング等のドライエツチング壱、ウェットエツチング
などを用いて所定のリード層パターン形状に形成される
。

すなわち、ドライエツチング法を用いるときには、ホト
レジスト塗布後、所定のパターンとし、プラズマエツチ
ング、スパッタエツチング、イオンエツチング、反応性
スパッタエツチング等の各種ドライエツチングを行なう
。

エツチングガス、ガス厚等は通常の条件に従えばよい。

また、ウェットエツチング法を用いるときには、王水等
を用いればよい。

いずれの場合も、Ｆｅ−Ｎｉ系強磁性薄膜を損傷するこ
となく１選択的にエツチングを施すことができる。

なお、リード層３１．３５のパターン形状は、マスク被
着によってもよい。

このようなリード層３１．３５上の・部および強磁性薄
膜２５上には保ｍ層６が設層される。

この場合、保護層６の厚さは２００〜３０００Ａフなければならない。

保護層の厚さが２００人未満であるときには、電気磁気
特性のすぐれた均質な膜の形成がむづかしく、また高温
高湿下での保存ないし使用による特性劣化が大きくなっ
てしまう。

これに対し、保ｇ層の厚さが３０００人をこえると、外
部磁場に対するセンサー感度の低下が大♂くなる。

このような厚さの保護層を形成する材質とし　。

では、種々のものが可能である。　ただ、被着強度が高
く、特性劣化が少なくなるという点で窒化物および／ま
たは酸化物等からなる無機材質からなることが好ましい
、　例えば窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム
、酸化ケイ素等、あるいはこれらの混合物ないし積層体
である。

このような保護層６は、リード層３１１゜３１２．３５
１．３５２の１部を含んで強磁性ｔＩＩ膜２５の全域を
被うように設けられている。

そして、リード層３１．３５には１例えば銅線、銅板等
のリード体４１．４５が半田付けされ、あるいはＡｕ、
Ａｎ線等がワイヤポンディングされ、検知部と接続され
る。

この場合、リード体が接続される端子部は、エポキシ樹
脂等で封止することが好ましい。

■　発明の具体的作用本発明によれば、リード層として、Ｔｉ、Ａｕの積層体
材質を用いるので、高温高湿下での使用により特性劣化
や断線事故の発生が少ない磁気センサが提供される。

また１本発明のリード層はＦｅ−Ｎｉ系強磁性薄膜およ
び保護層との被着性も良好である。

そして、リード層のパターン形状形成に際シ、ウェット
エツチング、トライエツチングを用いることができ、製
造上有利である。

本発明者らは、これらの効果を確認するために種々のア
験を行なった。　以下にその一例を示す。

く実験例〉Ｐｉさ０．７ｍｍの５　Ｘ　５　ｍ　ｍの光学ガラス（
ＢＫ−７）を基板２１とし、マスクを用い第５図に示さ
れるようなパターンにて真空蒸着により、５００人の厚
さのパーマロイ（Ｎ　ｉ　８１ｗｊ％）製の強磁性薄膜
を形成した。

この場合、パターンサイズは、ｘ＝２０００ｐｍ、７＝
２０４ｍ、ｚ＝２０ｐｍである。

また、この上にリード層としてＡｕを上層に、Ｔｉを下
層にするようにそれぞれＡｕ板およびＴｉ板をターゲッ
トとし、高周波スパッタリングを行なってＴｉ−Ａｕの
積層体を形成し、所定のパターンにフォトエツチングに
より、王水を用い、ウェットエツチングを行い。

所定のパターンのリード層を形成した。

さらにこの上に保護層として窒化ケイ素層の被着をＳ　
ｉＨ４−ＮＨ３−Ｎ２系のプラズマＣＶＤ（全圧Ｉ　　
Ｔｒｒ、基板温度２５０℃）にて行なった。

なお、検知部との接続に際しては、リード層端部にＣｕ
リード体を半田付した。

このような磁気センナ１０個につき、８０℃、相対湿度
９５％にてリード層に２ｍＡの電流を通電し１０００時
間後の外部磁場１６００ｅでの抵抗のＲ”（Ω）を測定
し、初期Ｒ（Ω）からの変化率を測定した。　また比較
のために、ＮｉおよびＡｕからなるリード層をマスク蒸
着し、同様に窒化ケイ素層の被着をほどこした磁気セン
サを作製し、同じ条件で実験を行なうｆ−― 結果を表１に示す。

表　　　　　　　　１Ａｕ　　　　　　　　　１．９　　　　　　　　　　　
２Ａｕ　　　　　　　　　２　　　　　　　　　　　　
　　　７Ｎｉ　　　　　　　　　２　　　　　　　　　
　　　　断　　線表１に示される結果から、本発明の効
果があきらかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気センサの１例を説明するために、
その一部を破断して示す平面図である。第２図は第１図のＡ−Ａ線拡大部分断面図である。符号の説明２・・・・・・・・・・・・・・磁気センサ、２１−・
・・・・・・・・・・基板、２５・・・・・・・・・・・・強磁性体薄膜、２５１・
・・・・・・・・・検知部、２５５．２５７・・電極部、３１．３５・・・・・・リードＲり、３１１、　、３５１・・第１層、３１５．３２５・・第２居、６・・・・・・・・・・・・・・保護層出願人　ティー
ディーケイ株式会社ＦＩＧ、１

Claims

【特許請求の範囲】基板上にＦｅ−Ｎｉ系の強磁性薄膜と、この強磁性薄膜
に通電するためのリード層とを有する磁気センサにおい
て、リード層がＡｕを含む層とＴｉを含む層とのの積層体か
ら構成されることを特徴とする磁気センサ。