半導体回路と薄膜磁気デバイスを集積化した超高感度マイクロ磁気センサの研究

半导体电路与薄膜磁器件集成的超高灵敏度微型磁传感器研究

• 批准号: 07750387
• 负责人: 川人 祥二
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750387/
• 关键词: フラックスゲートセンサ; 高分解能磁気検出; 集積化センサ; マイクロ磁気センサ; シグマデルタ変調

本研究者は、極めて磁気検出分解能の高いフラックスゲート磁気センサをシリコンプロセスと薄膜軟磁性材料により超小型で実現するマイクロフラックスゲート磁気センサと称する磁気センサを世界に先駆けて開発した。これまで改良を進め、2700V/Tという極めて高い磁気検出感度と、0.6nT/√Hz(DC〜10Hz)の検出分解能が達成され、その優れた性能が実証されてきている。フラックスゲートセンサは、素子を交流励磁し、素子出力から第2次高調波成分を検出するための信号処理回路が必要である。従来、センサ全体が比較的大がかりになるため、応用範囲が限られていた。マイクロフラックスゲート素子は、シリコンプロセスに基づき構成されるため、このような信号処理回路の一体化が可能であり、センサ全体を数ミリ角のチップ上で実現されるとともに、極めて分解能の高い磁気センサとなるため、極めて広範な応用が期待される。本研究では、実際にマイクロフラックスゲート素子と信号処理回路の集積化を試み、世界的も初めて、その試作に成功した。問題として予想された、磁気センサ素子の製作する際の半導体集積回路への損傷や汚染は、センサ素子の製作工程、特に、低損傷スパッタ装置の応用と最上層に磁性薄膜を形成する素子構造により、問題とならないことが明らかとなった。また、このような集積化磁気センサと並行して、高分解能磁気検出に適したシグマデルタ変調を応用したフラックスゲート信号処理回路を提案し、その回路部のみのLSI化を、メーカーの協力を得て試作し、センサ素子を持続して評価実験を行い、良好な結果を得た。これらの基礎的検討に基づき、目標とする極めて超高分解能集積化マイクロ磁気センサの実現を目指したい。

This researcher has developed thin-film soft magnetic materials with high decomposition energy and high decomposition energy.によりUltra-compact で実成するマイクロフラックスゲートMagnet The world is known as the world's first magnetic field.これまでImproved をEnter, 2700V/T というpole めてHigh Magnetic 気検Output sensitivity と, 0.6nT/√ Hz (DC ~ 10Hz) decomposition can be achieved, and excellent performance can be achieved.フラックスゲートセンサは, prime son を AC excitation し, prime son から the second high-modulated wave component を検出 するための signal processing circuit がである.哓来, センサ全が大がかりになるため, 応用法囲がlimitられていた.マイクロフラックスゲート素子は, シリコンプロセスにbased づきstructure It is possible to integrate the signal processing circuit into a new signal processing circuit. The total number of ンサをミリ角のチップ上で実appears されるとともに, and the extreme めて decomposition No high magnetic 気センサとなるため, extremely high て広法な応用がexpectation される. This research is about the integration of the signal processing circuit, the world's first trial, and the success of the trial. The problem is that the problem is caused by the problem, the magnetic material is produced by the semiconductor integrated circuit, the semiconductor integrated circuit is damaged, the pollution is caused, the production process of the magnet is produced, and the specialに、Low damage スパッタ device is made of する element structure により and the problem is とならないことが明らかとなった formed by the uppermost magnetic film.また, このようなintegrated magnetic 気センサとparallel して, high resolution energy magnetic 気検出The signal processing of the にしたシグマデルタ変动を応用したフラックスゲート signal Proposal of the road, LSIization of the circuit department, and collaboration of the circuit department Trial work, good results and good results. The base of the これらのに検気づき, the target とするpole めてsuper-high decomposition energy integrated マイクロMagnetic 気センサの実appears したい.

项目成果

S. Choi et al.: "An integrated micro fluxgate magnetic senson" Sensors and Actuators. (in press). (1996)

S. Choi 等人：“集成微磁通门磁传感器”传感器和执行器。

S. Kawahito, et al.: "Micro-fluxgate magnetic sensing elements based on silicon microtechnology" Proc. Int. Symp. Microsytems, Intelligent Materials, and Robots,. 134-137 (1995)

S. Kawahito 等人：“基于硅微技术的微磁通门磁传感元件”Proc。

S. Kawahito, et al.: "Micro-fluxgate magnetic sensing elements using closely-coupled excitation and pich-up coils" Dig. of Technical papers, 8th Int. Conf. Solid-State Sensons & Actuators. 2. 233-236 (1995)

S. Kawahito 等人：“使用紧密耦合激励和拾取线圈的微磁通门磁传感元件”Dig。

S. Kawahito, et al.: "High-resolution micro-fluxgate sensing elements using closely-coupled coil structure" Sensors and Actuators. (in press). (1996)

S. Kawahito 等人：“使用紧密耦合线圈结构的高分辨率微磁通门传感元件”传感器和执行器。