DE102017209307A1 - Sensorvorrichtungsmodul - Google Patents

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DE102017209307A1
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insulating film
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Hirobumi Matsui
Yuji Kawano
Shinichi Hosomi
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

Ein Sensorvorrichtungsmodul 100 umfasst:
Ein Substrat 201 mit einem Sensorelement 105, das mit einem Schutzfilm 207 abgedeckt ist, einer integrierten Schaltung 101, die auf dem Substrat 201 gebildet ist und einen Bondierkontaktflächenteil 102, der auf dem Substrat 201 gebildet ist; wobei die integrierte Schaltung 101 und das Sensorelement 105 an einem Kontaktteil 104 verbunden sind und das Sensorelement 105 und der Kontaktteil 104 einen geschichteten Metalldünnfilm 204 aufweisen, der aus ersten Metallschichten 204a und zweiten Metallschichten 204b besteht, einen Isolierfilm 205, der auf dem geschichteten Metalldünnfilm 204 gebildet ist und aus demselben Material hergestellt ist wie der Schutzfilm 207 und einen Abschälopferfilm 206, der auf dem Isolierfilm 205 gebildet ist und in Kontakt mit dem Schutzfilm 207 steht, weiter, wobei eine oberste Schicht 206U oder eine unterste Schicht 206L des Abschälopferfilms 206 aus demselben Material hergestellt ist wie eine oberste Schicht 204U des geschichteten Metalldünnfilms 204.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sensorvorrichtungsmodul. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Sensorvorrichtungsmodul, das mit einem geschichteten Metalldünnfilm versehen ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Als ein Sensorvorrichtungsmodul, das einen geschichteten Metalldünnfilm enthält, wird ein Magnetsensorvorrichtungsmodul ausgelegt, das eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht enthält, die auf dessen Halbleitersubstrat gebildet ist. Beispielsweise ist die Struktur eines Magnetsensorvorrichtungsmoduls, in welchem ein Sensorformationsfeld und eine integrierte Schaltung, die vorbestimmte arithmetische Verarbeitung durchführt, auf derselben Ebene angeordnet sind, offenbart (siehe Patentdokument 1 beispielsweise). Als Basisschicht (Isolierschicht) der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht wird thermischer Si-Oxidationsfilm ausgebildet. Im nächsten Schritt wird eine Metallelektrode (Aluminiumfilm) zum elektrischen Verbinden der integrierten Schaltung und der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht gebildet.
  • Um die Metallelektrode und die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht elektrisch zu verbinden, werden eine Magnetschicht, die aus einer Fe(x) Co(1·x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht und einer Nicht-Magnetschicht, die aus einer Cu-Schicht besteht, aufeinander gestapelt, so dass die Metallelektrode durch jene Schichten bedeckt werden kann. Als letzter Schritt wird ein Schutzfilm ausgebildet. Es ist anzumerken, dass die Magnetschichten, die alle aus einer Fe(x) Co(1·x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht bestehen, und die Nicht-Magnetschichten, die aus einer Cu-Schicht bestehen, zu einem Riesen-Magnetwiderstandselement (GMR-Element: Riesen-Magnetwiderstandselement, Giant Magnetoresistance Element) werden. Hinsichtlich anderer GMR-Elemente werden Fe/Cr, Permalloy/Cu/Co/Cu, Co/Cu, und Fe-Co/Cu offenbart.
  • Weiter wird eine Struktur offenbart, bei der ein Zwischenschicht-Isolierfilm zum Abflachen einer Differenz beim Niveau auf der Oberfläche der integrierten Schaltung, die vorbestimmte arithmetische Verarbeitung durchführt, verwendet wird (siehe Patentdokument 2 als Beispiel). Das Magnetsensorvorrichtungsmodul beinhaltet ein Sensorbildungsfeld, welches genau über der integrierten Schaltung gebildet wird. Die Differenz auf dem Niveau auf der Oberfläche der integrierten Schaltung wird unter Verwendung eines abflachenden Films flach gemacht. In einem ersten Schritt wird ein Siliziumnitridfilm als Basisschicht gebildet (Isolierfilm der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht. In dem nächsten Schritt, um die Metallelektrode der integrierten Schaltung zu exponieren, werden ein Bereich des Schutzfilms, des abflachenden Films und des Isolierfilms geöffnet und dann wird ein Kontaktloch gebildet.
  • Darüber hinaus wird eine Metallverdrahtung auf dem Siliziumnitridfilm prozessiert und wird dann eine Metallelektrode gebildet. Die Metallelektrode ist mit einer Metallelektrode der integrierten Schaltung über das Kontaktloch verbunden. Als Metallelektrode wird ein Aluminiumfilm, der allgemein in dem vorliegenden technischen Gebiet verwendet wird, verwendet. Um die Metallelektrode und die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht elektrisch zu verbinden, werden eine Magnetschicht, die aus Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht und einer Nicht-Metallelektrode, die aus einer Cu-Schicht besteht, aufeinander gestapelt, so dass die Metallelektrode durch jene Schichten bedeckt werden kann. Als letzter Schritt wird ein Siliziumnitridfilm als ein Schutzfilm gebildet. Die Magnetschichten, die alle aus einer Fe(x) Co (1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht bestehen und die Nicht-Magnetschichten, die alle aus einer Cu-Schicht bestehen, fungieren als eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht.
  • In der oben erwähnten Kontaktstruktur der Metallelektrode und der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht ist die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht in Bezug auf die Filmdicke des Metallfilms vergleichbar. Entsprechend wird die Kontaktstruktur bei elektrischer Verbindung instabil und muss in der Zuverlässigkeit verbessert werden. Beispielsweise wird im Patentdokument 1 ein Merkmal von Nass-Ätzen eingesetzt, um Zwischenverbindungsverdrahtung zu bilden, die aus einem Aluminiumfilm gebildet ist. Das Merkmal ist darin, dass ein Nassätzen isotropes Ätzen ist und dann das Ende des Aluminiumfilms in eine zulaufende Form prozessiert wird. Am Verbindungsteil zwischen der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht und der Aluminiumelektrode wird eine Querschnittsform gebildet, die in mechanischer Steifheit einen Vorteil aufweist.
  • ZITATELISTE
  • PATENTLITERATUR
    • Patentdokument 1: JP 3544141 B2
    • Patentdokument 2: JP 2008-224288 A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Es ist anzumerken, dass ein Sensorvorrichtungsmodul seine Funktion als Magnetsensor selbst unter schweren Umweltbedingungen aufrechterhalten muss, falls erwartet wird, dass das Vorrichtungsmodul auf einen Sensor zur Autoverwendung angewendet werden soll. Es wird angenommen, dass die schweren Umgebungen einen Hitzezyklus-Haltbarkeitstest beinhalten, dessen Temperaturamplitude beispielsweise von -40 °C bis 150 °C reicht. In dem Magnetsensorvorrichtungsmodul einer konventionellen Struktur gibt es Fälle, bei denen Abschälungen am Schutzfilm und dem Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht erzeugt werden können, durch den Hitzezyklus-Haltbarkeitstest, der auszuführen ist, nachdem das Magnetsensorvorrichtungsmodul in einem Gussgehäuse assembliert ist.
  • Im Sensor-Chip wird ein Polymer, das als Gussgehäuse zu verwenden ist, so gebildet, dass es längs der Irregularität auf der Oberfläche des Chips ausformt. Im Hitzezyklus-Haltbarkeitstest kontrahiert das Gusspolymer auf Seiten einer niedrigen Temperatur und wird die Chip-Oberfläche einer Magnetsensorvorrichtungsmoduls Stress unterworfen. In diesem Fall kann eine Abschälung an der Schnittstelle zwischen einem Schutzfilm und der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht auftreten, welche in Adhäsionseigenschaften vergleichsweise schwach sind. Insbesondere konzentriert sich der Stress auf den Kontaktteil, der eine große Differenz auf dem Niveau aufweist, und dann können der Schutzfilm und die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht abschälen.
  • Es wird eine Struktur offenbart, wo ein Sensorfeld auf einer integrierten Schaltung gebildet ist, durch Abflachen einer Differenz beim Niveau der integrierten Schaltung (siehe beispielsweise Patentdokument 2). Differenzen im Niveau auf einer Sensor-Chip-Oberfläche werden nur durch Metallelektroden erzeugt und dann tendiert der Stress dazu, sich daran zu konzentrieren. Entsprechend ist es möglich, die Struktur zu berücksichtigen, wo die Metallelektroden der integrierten Schaltung direkt mit der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht verbunden sind, ohne die Metallverdrahtung zu einem Kontaktloch auszubilden. Selbst bei dieser Struktur kann sich Stress an Unterschieden beim Niveau des Kontaktlochs konzentrieren und es gibt Fälle, bei denen ein ähnliches Problem erzeugt werden kann.
  • Weiterhin können sich aufgrund des internen Stresses eines Schutzfilms der Schutzfilm und die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht, die hinsichtlich Adhäsionseigenschaft relativ schwach sind, voneinander abschälen. Durch Senken der Filmdicke des Schutzfilms ist es möglich, den internen Stress zu reduzieren und die Abschälung zu steuern. Jedoch ist es, beispielsweise um die integrierte dargestellt gegenüber physikalischen Schocks in einem Montageprozess zu schützen, notwendig, den Schutzfilm dick auszubilden. Daher kann das Abschälen bei einem Schutzfilm und einer Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht abhängig von der Filmdicke des Schutzfilms auftreten.
  • Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die Aufgabe der oben erwähnten Sensorvorrichtungsmodule zu lösen. Mit anderen Worten können sich ein Schutzfilm und eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht, aufgrund des internen Stresses des Schutzfilms, des externen Stresses aus dem durch den Schutzfilm angelegten Gusspolymers und Anderem abschälen. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Abnehmen bei der Zuverlässigkeit aufgrund des Abschälens eines Schutzfilms und einer Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht zu verhindern und ein Sensorvorrichtungsmodul bereitzustellen, das von exzellentem Widerstand gegenüber der Umgebung ist.
  • PROBLEMLÖSUNG
  • Ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Substrat, auf welchem ein Sensorelement, das durch einen Schutzfilm abgedeckt ist und ein Muster aufweist, gebildet ist, eine integrierte Schaltung, die auf dem Substrat gebildet ist und eine Ausgabe des Sensorelementes zum Berechnen eines Sensorsignals prozessiert, und einen Bondierkontaktfleckteil, der auf dem Substrat gebildet ist und in welchen der integrierten Schaltung zugeführter elektrischer Strom eingegeben wird; wobei die integrierte Schaltung und das Sensorelement an einem Kontaktteil verbunden sind und das Sensorelement und der Kontaktteil einen geschichteten Metalldünnfilm aufweisen, der aus ersten Metallschichten und zweiten Metallschichten besteht, wobei jede Schicht auf die andere gestapelt ist, einen Isolierfilm, der auf dem geschichteten Metalldünnfilm gebildet ist und aus demselben Material hergestellt ist wie der Schutzfilm, und einen Abschälopferfilm, welcher auf dem Isolierfilm gebildet ist und in Kontakt mit dem Schutzfilm steht, weiter wobei eine oberste Schicht und eine unterste Schicht des Abschälopferfilms aus demselben Material wie eine oberste Schicht des geschichteten Metalldünnfilms hergestellt ist.
  • VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: Ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Substrat, auf welchem ein Sensorelement, das durch einen Schutzfilm abgedeckt ist und ein Muster aufweist, gebildet ist, eine integrierte Schaltung, die auf dem Substrat gebildet ist und eine Ausgabe des Sensorelementes zum Berechnen eines Sensorsignals prozessiert, und einen Bondierkontaktfleckteil, der auf dem Substrat gebildet ist und in welchen der integrierten Schaltung zugeführter elektrischer Strom eingegeben wird; wobei die integrierte Schaltung und das Sensorelement an einem Kontaktteil verbunden sind und das Sensorelement und der Kontaktteil einen geschichteten Metalldünnfilm aufweisen, der aus ersten Metallschichten und zweiten Metallschichten besteht, wobei jede Schicht auf die andere gestapelt ist, einen Isolierfilm, der auf dem geschichteten Metalldünnfilm gebildet ist und aus demselben Material hergestellt ist wie der Schutzfilm, und einen Abschälopferfilm, welcher auf dem Isolierfilm gebildet ist und in Kontakt mit dem Schutzfilm steht, weiter wobei eine oberste Schicht und eine unterste Schicht des Abschälopferfilms aus demselben Material wie eine oberste Schicht des geschichteten Metalldünnfilms hergestellt ist. Durch diese merkmale ist es möglich, Abschälung des Schutzfilms und Abschälung des Opferfilms zu erzeugen, und den geschichteten Metalldünnfilm zu schützen. Als Ergebnis wird es möglich, geeignet den Abfall bei der Zuverlässigkeit aufgrund der Abschälung eines Schutzfilms und einer Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht zu verhindern, und dann kann die vorliegende Erfindung ein Sensorvorrichtungsmodul bereitstellen, das vom Widerstand gegenüber der Umgebung her exzellent ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Aufsicht zum Zeigen von Sensorvorrichtungsmodulen gemäß Ausführungsformen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine Aufsicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist eine Schnittansicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist eine erste Detailschnittsicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • 5 ist eine zweite Detailschnittansicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • 6A bis 6E sind Schnittansichten zum Zeigen von Prozessen A bis E des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • 7 ist eine Aufsicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
    • 8 ist eine Schnittansicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist eine erste detaillierte Schnittansicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • 10 ist eine zweite detaillierte Schnittansicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • 11A bis 11E sind Schnittansichten zum Zeigen von Prozessen A bis E des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
    • 12 ist eine Vogelperspektive zum Zeigen von Magnetsensorvorrichtungsmodulen gemäß Ausführungsformen 3 und 4 der vorliegenden Erfindung.
    • 13 ist eine Aufsicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
    • 14 ist eine Schnittansicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
    • 15 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess A des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
    • 16 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess B des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
    • 17 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess C des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
    • 18 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess D des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
    • 19 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess E des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
    • 20 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess F des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
    • 21 ist eine Aufsicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
    • 22 ist eine Schnittansicht zum Zeigen des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
    • 23 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess A des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
    • 24 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess B des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
    • 25 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess C des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
    • 26 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess D des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
    • 27 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess E des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
    • 28 ist eine Schnittansicht zum Zeigen von Prozess F des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend wird ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Übrigens werden jenen identischen oder ähnlichen Bestandteilbereiche in jeweiligen Zeichnungen dieselben Bezugszeichen gegeben und die Größe und/oder die Maßstabsgröße der entsprechenden Bestandteilbereiche sind jeweils unabhängig. Wenn beispielsweise die identischen Bestandteilbereiche, die nicht verändert sind, gezeigt werden, kann sich Größe und/oder Maßstabsgröße der identischen Bestandteilbereiche zwischen Schnittansichten unterscheiden, in welchen ein Teil der Konfiguration verändert ist. Weiterhin, obwohl die Konfigurationen des Sensorvorrichtungsmoduls weiterhin tatsächlich mit einer Mehrzahl von Elementen versehen sind, werden für die einfache Erklärung nur Bereiche, die zur Erläuterung notwendig sind, beschrieben, und werden andere Bereiche weggelassen.
  • Ausführungsform 1
  • Von Sensorvorrichtungsmodulen bezieht sich die vorliegende Ausführungsform insbesondere auf ein Magnetsensorvorrichtungsmodul, in welchem ein Magnetsensorelement auf derselben Ebene, wo eine integrierte Schaltung auszubilden ist, gebildet wird. Die vorliegende Ausführungsform kann breit auf Sensorvorrichtungsmodule angewendet werden, die mit einem geschichteten Metalldünnfilm versehen sind. 1 zeigt Magnetsensorvorrichtungsmodule 100 (Sensorvorrichtungsmodule) gemäß Ausführungsform 1. Das Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 ist auf einem Wafer gebildet. Dieser Wafer muss gesliced werden und dann werden Magnetsensorvorrichtungsmodule 100 erhalten. Das Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 beinhaltet eine integrierte Schaltung 101, einen Bondierkontaktfleckteil 102 und ein Sensorfeld 103. Ein Magnetsensorelement (Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht) wird auf dem Sensorfeld 103 gebildet. Aus dem Bondierkontaktfleckteil 102 werden Spannung und Anderes zum Antreiben der Vorrichtung (integrierte Schaltung 101) zugeführt. Ein Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 ist mit zwei Sensorfeldern 103 versehen. Vier Kontaktteile 104 sind in jedem der Sensorfelder 103 ausgebildet. Das Magnetsensorelement reagiert auf ein Magnetfeld und die integrierte Schaltung 101 liest das detektierte Magnetfeld als ein elektrisches Signal (Sensorsignal) aus. Der Bondierkontaktfleckteil 102 ist vorgesehen, um das Sensorsignal zu lesen und es nach außen auszugeben.
  • 2 zeigt eine Aufsicht des Magnetsensorvorrichtungs-Chips gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Kontaktteile 103 und ein Sensorelement 105 sind im Sensorfeld 103 des Magnetsensorvorrichtungsmoduls 100 gebildet. Die integrierte Schaltung 101 empfängt ein Signal aus dem Sensorelement 105, welches auf ein Magnetfeld reagiert, führt vorbestimmte Operationsverarbeitung durch und liest es als ein elektrisches Signal (Sensorsignal) aus.
  • Ein Bondierkontaktfleckteil 102 ist zum Zuführen von Spannung und dergleichen zum Antreiben der Vorrichtung (integrierte Schaltung 101) und Lesen des Signals als ein Ausgeben nach außerhalb vorgesehen. Das Sensorelement 105 (Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht) des Sensorfelds 103 und Metallelektroden der integrierten Schaltung 101 sind elektrisch mit dem Kontaktteil 104 des Sensorfelds 103 verbunden. Die integrierte Schaltung 101 ist in einem anderen Bereich als demjenigen des Sensorfelds 103 angeordnet. Das Sensorelement 105 ist mit einem Schutzfilm abgedeckt und weist ein vorbestimmtes Muster auf.
  • 3 zeigt eine fragmentarische und Querschnittsansicht des Sensorfelds 103 im Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 (siehe den Kontaktteil 104 und das Sensorelement 105, die in 2 gezeigt sind). Das Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein Substrat 201, einen Isolierfilm 202, eine Metallelektrode 203, eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, einen Isolierfilm 205 und einen Abschälopferfilm 206 und einen Schutzfilm 207. Die integrierte Schaltung 101 ist auf dem Substrat 201 gebildet. Der Isolierfilm 202 dient als eine Basisschicht der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204. Die Metallelektrode 203 ist auf dem Isolierfilm 202 gebildet und verbindet die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 und die integrierte Schaltung 101.
  • Am Kontaktteil 104 ist die Metallelektrode 203 mit der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, dem Isolierfilm 205 und dem Abschälopferfilm 206 abgedeckt. Weiterhin wird auf dem Isolierfilm 202 ein Sensorelement 105 vorgesehen, welches eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, einen Isolierfilm 205 und einen Abschälopferfilm 206 enthält. Die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 sind im Muster einer gewünschten Form gebildet. Der Schutzfilm 207 deckt die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, den Isolierfilm 205 und den Abschälopferfilm 206 ab. Die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 und die Metallelektrode 203 sind elektrisch mit dem Kontaktteil 104 verbunden.
  • Es ist anzumerken, dass, obwohl die Schnittansicht zeigt, dass die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 in derselben Form ausgebildet sind, die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 nicht in derselben Form auszubilden sein müssen. Der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 können so ausgebildet sein, dass sie die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 bedecken. Obwohl das Sensorelement 105 und der Kontaktteil 104 mit Abschälopferfilmen 206 versehen sind, kann der Abschälopferfilm für entweder das Sensorelement oder den Kontaktteil vorgesehen sein. Obwohl der Isolierfilm und der Abschälopferfilm hier beide aus einer Einzelschicht gebildet sind, kann eine Periode, die aus einem Isolierfilm und einem Abschälopferfilm besteht, mehrfach wiederholt gestapelt werden.
  • 4 ist eine erste Schnittansicht, welche die Details eines Sensorelements zeigt. Die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 besteht aus ersten Metallschichten 204a und zweiten Metallschichten 204b, die alle aufeinander gestapelt sind. In der Zeichnung ist die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 aus vier Schichten der ersten Metallschicht 204a und vier Schichten der zweiten Metallschicht 204b gebildet. Der Abschälopferfilm 206 besteht in der Zeichnung aus einem vierschichtigen Film. 5 ist eine zweite Schnittansicht, welche die Details des Sensorelements zeigt. Die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 besteht aus einer einzelnen Metallschicht. Der Abschälopferfilm 206 besteht in der Zeichnung aus einem vierschichtigen Film. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 und der Isolierfilm 205 (nachfolgend als IN3 bezeichnet), der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 (nachfolgend als IN2 bezeichnet) und der Abschälopferfilm 206 und der Schutzfilm 207 (nachfolgend als IN1 bezeichnet) als ein Kontaktfilm bezeichnet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform müssen der Schutzfilm 207 und der Isolierfilm 205 aus demselben Material hergestellt sein, und muss zumindest eine von der obersten Schicht 206U und der untersten Schicht 206L, welche den Abschälopferfilm 206 bilden, aus demselben Material wie das der obersten Schicht 204U der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 gemacht werden. Es ist anzumerken, dass, wenn die oberste Schicht 206U und die unterste Schicht 206L des Abschälopferfilms 206 beide aus demselben Material wie demjenigen der obersten Schicht 204U der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 hergestellt werden, die Kontaktoberflächen von IN1, IN2 und IN3 im Aufbau alle gleich werden. Entsprechend sind jene Kontaktoberflächen in den Adhäsionseigenschaften äquivalent. Wenn Stress aus einem Schutzfilm auf eine Kontaktoberfläche angelegt wird, wird der Stress auf untere Schichten durch die Änderung bei der Form des Abschälopferfilms, für welchen ein Metallfilm eingesetzt wird, reduziert. Weiterhin, wenn der Stress, der stark genug ist, sie Abschälung des Schutzfilms zu verursachen, auf den Schutzfilm angewendet wird, wird eine Abschälung bei IN1 erzeugt. In diesem Fall wird die Abschälung auf den oberen Schichten des Isolierfilms 205 erzeugt. Dadurch kann die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 geschützt werden.
  • Es ist anzumerken, dass, wenn die oberste Schicht des Abschälopferfilms aus demselben Material wie demjenigen der obersten Schicht der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht gemacht wird, die Kontaktoberflächen von IN1 und IN3 im Aufbau gleich werden. Entsprechend sind jene Kontaktoberflächen in der Anheftungseigenschaft äquivalent. Wenn Stress aus einem Schutzfilm auf die Kontaktoberflächen aufgebracht wird, wird der Stress zu unteren Schichten durch die Änderung bei der Form des Abschälopferfilms reduziert, für den ein Metallfilm eingesetzt wird. Weiterhin, wenn der Stress, der stark genug ist, die Abschälung des Schutzfilms zu verursachen, an den Schutzfilm angelegt wird, wird eine Abschälung beim IN1 oder IN2 erzeugt. In diesem Fall wird die Abschälung auf den oberen Schichten des Isolierfilms 205 erzeugt. Dadurch kann die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 geschützt werden.
  • Es ist anzumerken, dass, wenn die unterste Schicht 206L des Abschälopferfilms 206 aus demselben Material wie demjenigen der obersten Schicht 204U der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 hergestellt ist, die Kontaktoberflächen von IN2 und IN3 im Aufbau gleich werden. Entsprechend sind jene Kontaktoberflächen äquivalent bei den Adhäsionseigenschaften. Wenn Stress aus einem Schutzfilm auf die Kontaktoberflächen aufgebracht wird, wird der Stress auf untere Schichten durch die Änderung bei der Form des Abschälopferfilms reduziert, für welchen ein Metallfilm eingesetzt wird. Weiterhin, wenn Stress, der stark genug ist, um die Abschälung des Schutzfilms zu verursachen, auf den Schutzfilm aufgebracht wird, wird eine Abschälung beim IN1 oder IN2 erzeugt. In diesem Fall wird die Abschälung auf den oberen Schichten des Isolierfilms 205 erzeugt. Dadurch kann die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 geschützt werden.
  • In den nächsten Absätzen werden Beschreibungen des Herstellverfahrens des Magnetsensorvorrichtungsmoduls der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf Zeichnungen gegeben. 6A bis 6E sind Schnittansichten zum Zeigen der Prozesse der Herstellung des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung (siehe die Schnittansicht von 3). Nachfolgend werden die Prozesse, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wurden, Schritt für Schritt beschrieben. Die detaillierten Konfigurationen des Bondierkontaktflecks und der integrierten Schaltung, welche für die Merkmale der vorliegenden Erfindung irrelevant sind, werden weggelassen.
  • Zuerst wird im Prozess von 6A ein Isolierfilm 202, der als Basisschicht der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht dient, vorbereitet. Hier wird es bevorzugt, als einen Isolierfilm 202 einen Siliziumnitridfilm unter Verwendung einer PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)-Beschichtungseinheit auszubilden. Hier ist es wünschenswert, die Bedingungen zur Zeit der Ausbildung des Siliziumnitridfilms mit einer zeitlichen Antwort einzurichten, so dass der Filmstress klein wird. In präziserer Beschreibung können die Filmbildungsbedingungen so justiert werden, dass der Filmstress nicht größer als ± 1,0 × 108 N/m2 wird. Darüber hinaus wird als Filmdicke des Isolierfilms 0,5 µm oder so vom Standpunkt eines Magnetwiderstandsfilmbildungsprozesses bevorzugt. Weiterhin gibt es keine besonderen Beschränkungen bezüglich des Materials, das zum Ausbilden des Isolierfilms 202 zu verwenden ist, soweit das Material zum Ausbilden eines Isolierfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann.
  • Im nächsten Schritt wird im Prozess von 6B eine Metallverdrahtung, die als die Metallelektrode 203 zu verwenden ist, ausgebildet. Hier wird als die Metallverdrahtung es bevorzugt, einen Aluminiumfilm zu bilden, unter Verwendung einer PVD- (Physical Vapor Deposition)-Beschichtungseinheit. Darüber hinaus wird als Filmdicke des Aluminiumfilms 1 µm oder so bevorzugt. Die Filmdicke des Aluminiumfilms kann auf eine Filmdicke eingestellt werden, die eine ausreichende Funktion aufweist. Die Filmdicke, die ausreichende Funktion aufweist, bedeutet einen Fall, bei dem der Film die Zuverlässigkeit sicherstellen kann, selbst falls ein elektrischer und physischer Stress auf die Metallverdrahtung aufgebracht wird. Es ist anzumerken, dass ein konventionelles und öffentlich bekanntes Material als die Metallelektrode 203 verwendet werden kann.
  • Beispielsweise können AlSi, AlSiCu, AlCu, Al, Cu und dergleichen als das Material der Metallverdrahtung verwendet werden. AlSi, AlSiCu und AlCu sind Metalle, die Aluminium als Hauptbestandteil enthalten. Im nächsten Schritt wird die Metallverdrahtung durch Ätzen eines gewünschten Musters entfernt, unter Verwendung einer Technik wie etwa photomechanischem Prozess und dann wird die Metallelektrode gebildet. Als Verfahren zum Ätzen der Entfernung des Aluminiumfilms ist es wünschenswert, ein Nassätzverfahren zu verwenden. Falls das Nassätzverfahren verwendet wird, wenn die Metallverdrahtung gebildet wird, wird das Ende der Metallelektrode zu einer zulaufenden Form gemacht. Entsprechend wird eine gute Verbindung zwischen der Metallelektrode und dem Magnetwiderstands-Dünnfilm erhalten.
  • Im nächsten Schritt werden im Prozess von 6C eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, ein Isolierfilm 205 und ein Abschälopferfilm 206 gebildet. Zuerst wird eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 unter Verwendung einer PVD-Beschichtungseinheit gebildet. Hier wird als Magnetwiderstands-Dünnfilm ein künstlicher Gitterfilm gebildet, in welchem eine Magnetschicht (zweite Metallschicht 204b), die aus einer Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht besteht, und eine nichtmagnetische Schicht (erste Metallschicht 204a), die aus einer Cu-Schicht besteht, aufeinander gestapelt werden. Die Magnetschichten, die alle aus einer Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht bestehen, werden zu einem GMR-Element. In dieser Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht bildet ein geschichtetes Produkt, das eine Magnetschicht und eine nicht-magnetische Schicht enthält, eine Periode. Eine Laminationsstruktur wird gebildet, die 20 Perioden des geschichteten Produkts enthält. Die Dicke einer Magnetschicht ist 11 - 18 Å und die Dicke der nicht-magnetischen Schicht ist 19 bis 23 Ä. Es ist anzumerken, dass die Filmdicke des Magnetwiderstands-Dünnfilms und die Anzahl geschichteter Produkte, die gestapelt sind, nicht auf jene Werte beschränkt sind.
  • Die Filmdicke der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 beträgt im Allgemeinen 200 bis 2000 Å oder so. Als GMR-Elemente können hier konventionelle und öffentlich bekannte Fe/Cr, Permalloy/Cu/Co/Cu und Co/Cu verwendet werden. Darüber hinaus kann als ein Magnetwiderstands-Dünnfilm beispielsweise Nickel-Fe, Nickel-Co und dergleichen verwendet werden. Im nächsten Schritt wird ein Isolierfilm 205 gebildet. Es ist anzumerken, dass ein Schutzfilm 207 und ein Isolierfilm 205 aus demselben Material herzustellen sind. Hier wird es bevorzugt, einen Siliziumnitridfilm als einen Isolierfilm 205 auszubilden, unter Verwendung einer PECVD- (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) Beschichtungseinheit.
  • Hier wird es hinsichtlich der Bedingungen zum Zeitpunkt des Bildens eines Siliziumnitridfilms erwünscht, die Bedingungen mit einer zeitlichen Antwort so einzustellen, dass der Filmstress klein werden kann. Präziser ausgedrückt, müssen die Filmbildungsbedingungen so justiert werden, dass der Filmstress nicht größer als ± 1,0 × 108 N/m2 wird. Weiterhin wird der Isolierfilm bei einer Filmdicke von 0,1 µm gebildet. Hier ist es erforderlich, dass der Isolierfilm eine Filmdicke aufweist, die groß genug ist, die elektrische Isolation zwischen dem Abschälopferfilm und der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht sicherzustellen. Entsprechend muss der Isolierfilm dünnst gebildet werden. Desweiteren gibt es keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Materialien, die zum Ausbilden des Isolierfilms 205 einzusetzen sind, soweit jene Materialien zum Ausbilden eines Isolierfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden können.
  • Im nächsten Schritt wird der Abschälopferfilm 206 unter Verwendung einer PVD-Beschichtungseinheit gebildet. Hier wird vorzugsweise als Bildungsverfahren des Abschälopferfilms dieselbe Technik verwendet, die bei der Ausbildung der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 eingesetzt wird. Es ist anzumerken, dass hinsichtlich des Materials des Abschälopferfilms die oberste Schicht 206U oder/und die unterste Schicht 206L, die den Abschälopferfilm bilden, aus demselben Material wie demjenigen der obersten Schicht der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht gebildet werden muss. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Magnetschicht von 50 Ä oder so in der Filmdicke, die aus einer Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht besteht und die oberste Schicht der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht bildet, als ein Abschälopferfilm gebildet.
  • Hier gibt es keine besonderen Beschränkungen zur Filmdicke des Abschälopferfilms, soweit die Dicke die Ausbildung eines Metallfilms sicherstellen kann. Im GMR-Element, das aus einem künstlichen Gitterfilm besteht, wird eine Schicht auf einem 11 Ä-Niveau bei Filmdicke gebildet. Filme von 11 Å oder größer in der Filmdicke müssen gebildet werden. Obwohl Filmen von größerer Dicke gestattet sein kann, ausgebildet zu werden, wird dann die Produktivität niedriger, aufgrund des Anstiegs bei der Zeit zum Ausbilden und Ätz-Entfernen des Magnetfelds. Es wird bevorzugt, die Filmdicke des Abschälopferfilms unter oder gleich derjenigen, des Magnetwiderstands-Dünnfilms einzustellen, wegen der Kostensteigerung der Filmbildung.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es ersichtlich, dass der als der Abschälopferfilm verwendete Magnetwiderstands-Dünnfilm nicht einen magnetresistiven Effekt aufweisen muss. Daher sind die Abschälopferfilme nicht in der Filmdicke und der Anzahl von gestapelten Schichten beschränkt. In der vorliegenden Erfindung, obwohl der Abschälopferfilm ausgebildet war, elektrisch gegenüber einer integrierten Schaltung isoliert zu sein, ist es gestattet, den Abschälopferfilm so auszubilden, dass er auf einem festen Potential liegt.
  • Im nächsten Schritt werden im Prozess von 6D die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 durch Ätzen eines gewünschten Musters selektiv entfernt, unter Verwendung einer Technik wie etwa einem Photogravurprozess. Hier wird als das Ätzabtragverfahren beispielsweise eine IBE- (Ion Beam Etching, Ionenstrahlätzen) Einheit verwendet. Es ist anzumerken, dass, nachdem alle Schichten der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, des Isolierfilms 205 und des Abschälopferfilms 206 gebildet sind, sie auf einmal durch Ätzen entfernt werden. Entsprechend kann der Abschälopferfilm vergleichsweise einfach gebildet werden, ohne den Prozess beim konventionellen Photogravurprozess und dem Ätzentfernungsprozess zu vergrößern.
  • Im nächsten Schritt wird im Prozess von 6E ein Schutzfilm 207 zum Schützen der Oberfläche eines Sensorvorrichtungsmoduls gebildet. Hier müssen der Schutzfilm 207 und der Isolierfilm 205 aus demselben Material gefertigt werden. Es ist anzumerken, dass als der Schutzfilm 207 es bevorzugt wird, einen Siliziumnitridfilm unter Verwendung einer PECVD- (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) Beschichtungseinheit zu bilden. Hier ist es hinsichtlich der Bedingungen zur Zeit der Ausbildung eines Siliziumnitridfilms wünschenswert, die Bedingungen mit einer zeitlichen Antwort so einzustellen, dass der Filmstress klein werden kann. Genauer gesagt müssen die Filmbildungsbedingungen so justiert werden, dass der Filmstress nicht größer als ± 1,0 × 108 N/m2 wird.
  • Darüber hinaus, hinsichtlich der Filmdicke des Schutzfilms, wird 0,75 µm oder so bevorzugt. Hier muss die Filmdicke des Schutzfilms groß genug sein, um eine integrierte Schaltung vor physischen Schocks zu schützen. Weiterhin, falls der Schutzfilm in der Filmdicke größer wird, wird der interne Stress des Schutzfilms wachsen. Die Zeit zum Ausbilden des Schutzfilms und die Zeit zum Ätzentfernen zum Exponieren des Bondierkontaktflecks wird länger. Wenn die Produktivität niedriger wird und die Kosten steigen, werden vorzugsweise Schutzfilme 207 von 0,75 µm bis 1,5 µm in Filmdicke ausgebildet. Es gibt keine besonderen Beschränkungen am Material, das zum Ausbilden des Schutzfilms 207 zu verwenden ist, soweit wie das Material zum Ausbilden eines Schutzfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann.
  • Im nächsten Schritt, nachdem der Schutzfilm 207 gebildet ist, wird vorzugsweise eine Wärmebehandlung ausgeführt, um die Charakteristika der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 zu stabilisieren. Die Wärmebehandlung wird allgemein bei einer größeren Temperatur als der oberen Grenztemperatur der Verwendungsumgebung ausgeführt. Hier wird der Bondierkontaktfleckteil 102 (siehe 1) durch Ätzen unter Verwendung einer Photogravurtechnik und einer RIE- (Reactive Ion Etching) Einheit entfernt. Es ist anzumerken, dass zusätzlich zum Siliziumnitridfilm ein Polyimidfilm als ein Schutzfilm auf dem Schutzfilm 207 gebildet werden kann.
  • Hinsichtlich des Polyimidfilms gibt es keine besonderen Beschränkungen zum Material, soweit wie das Material zum Bilden eines Polyimidfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann. Das GMR-Element, das aus einem künstlichen Gitterfilm besteht, wird einen steilen Abfall in der Magneteigenschaft zeigen, falls das Element bis zu 300 °C oder mehr erhitzt wird. Dadurch, wie öffentlich und konventioneller Weise bekannt, ist es notwendig, einen Polyimidfilm einzusetzen, der unterhalb 300°C gehärtet werden kann.
  • Auf diese Weise wird ein Sensorvorrichtungsmodul, das mit einem Abschälopferfilm auf der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht versehen ist, vervollständigt. Das Sensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Sensorvorrichtungsmodul, das in einem Kontaktteil den auf der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht ausgebildeten Abschälopferfilm beinhaltet und von exzellentem Widerstand gegenüber der Umgebung ist. Die Metallelektrode und die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht, wo sich der Stress konzentriert, sind elektrisch mit dem Kontaktteil verbunden.
  • Die Abschälung in der vorliegenden Sensorstruktur wird an oberen Schichten des Isolierfilms 205 erzeugt, durch Aufweisen eines Abschälopferfilms, wenn Stress aufgebaut wird, der groß genug ist, die Abschälung des Schutzfilms 207 und der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 in einer konventionellen Struktur zu verursachen. Entsprechend wird die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht in der vorliegenden Sensorstruktur geschützt. Insbesondere ist die vorliegende Sensorstruktur am Kontaktteil effektiv, wo sich der Stress konzentriert. Darüber hinaus gibt es einen Fall, bei dem Risse im Schutzfilm 207 des Kontaktteils durch den Stress des Gusspolymers beim Hitzezyklus Haltbarkeitstest erzeugt werden, der durchgeführt wird, nachdem das Sensorvorrichtungsmodul in einem Gussgehäuse montiert ist. Als ein sekundärer Effekt der vorliegenden Ausführungsformen können Risse, die im Schutzfilm erzeugt werden, am Abschälopferfilm 206 stoppen, durch Aufweisen eines Abschälopferfilms.
  • Weiterhin wird der Stress aufgehoben und dann kann der Magnetwiderstands-Dünnfilm geschützt werden, weil Risse im Schutzfilm erzeugt werden. Zusätzlich dazu wird als ein sekundärer Effekt der Stress durch die Deformation eines Metallfilms absorbiert, der den Abschälopferfilm bildet, wenn Stress aufgebracht wird. Weiterhin wird der auf die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht aufgebrachte Stress aufgehoben, weil das Abschälen in der Opferschicht erzeugt wird, wenn Stress aufgebracht wird, der groß genug ist, die Abschälung zu verursachen. Durch diese Effekte kann die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht, die aus einem künstlichen Gitterfilm besteht und vergleichsweise anfällig für eine Änderung bei der Magneteigenschaft aufgrund des Stresses ist, leicht bei der Änderung der Eigenschaft rückerhalten werden.
  • Ausführungsform 2
  • Ausführungsform 2 bezieht sich auch auf ein Sensorvorrichtungsmodul, in welchem ein Magnetsensor auf derselben Ebene wie eine integrierte Schaltung gebildet ist, die zu bilden ist. Obwohl der Schutzfilm und der Isolierfilm aus demselben Material wie in Ausführungsform 1 hergestellt wurden, werden in Ausführungsform 2 der Schutzfilm und der Isolierfilm aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, unterschiedliche Materialien für den Isolierfilm 205 und den Schutzfilm 207 auszuwählen. Ein Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 beinhaltet eine integrierte Schaltung 101, einen Bondierkontaktfleckteil 102 und ein Sensorfeld 103 (siehe 1).
  • Ein Magnetsensorelement (Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht) wird im Sensorfeld 103 gebildet. Aus dem Bondierkontaktfleckteil 102 wird Spannung und Anderes zum Antreiben der Vorrichtung (integrierte Schaltung 101) zugeführt. Ein Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 ist mit zwei Sensorfeldern 103 versehen. Vier Kontaktteile 104 sind in jedem der Sensorfelder 103 ausgebildet. Das Magnetsensorelement reagiert auf ein Magnetfeld und die integrierte Schaltung 101 liest das detektierte Magnetfeld als ein elektrisches Signal (Sensorsignal) aus. Der Bondierkontaktfleckteil 102 ist vorgesehen, um das Sensorsignal zu lesen und es nach außen auszugeben.
  • 7 zeigt eine Aufsicht des Magnetsensorvorrichtungs-Chips gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Kontaktteile 104 und ein Sensorelement 105 sind im Sensorfeld 103 des Magnetsensorvorrichtungsmoduls 100 gebildet. Die integrierte Schaltung 101 empfängt ein Signal aus dem Sensorelement 105, welches einem Magnetfeld antwortete, führt vorbestimmte Operationsverarbeitung durch und liest es als ein elektrisches Signal (Sensorsignal) aus. Der Bondierkontaktfleckteil 102 ist vorgesehen, um Spannung und dergleichen zum Antreiben der Vorrichtung (integrierte Schaltung 101) zuzuführen und das Signal auszulesen und es nach außen auszugeben. Das Sensorelement 105 (Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204) des Sensorfelds 103 und die Metallelektrode der integrierten Schaltung 101 sind elektrisch mit dem Kontaktteil 104 des Sensorfelds 103 verbunden. Die integrierte Schaltung 101 ist in einem anderen Bereich als dem Bereich angeordnet, wo das Sensorfeld 103 angeordnet ist. Das Sensorfeld 105 ist mit einem Schutzfilm abgedeckt und weist ein vorbestimmtes Muster auf.
  • 8 zeigt eine fragmentarische und Querschnittsansicht des Sensorfelds 103 im Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 (siehe den Kontaktteil 104 und das Sensorelement 105, die in 7 gezeigt sind). Das Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein Substrat 201, einen Isolierfilm 202, eine Metallelektrode 203, eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, einen Isolierfilm 205 und einen Abschälopferfilm 206 und einen Schutzfilm 207. Die integrierte Schaltung 101 ist auf dem Substrat 201 gebildet. Der Isolierfilm 202 dient als eine Basisschicht der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204. Die Metallelektrode 203 ist auf dem Isolierfilm 202 gebildet und verbindet die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 und die integrierte Schaltung 101.
  • Am Kontaktteil 104 ist die Metallelektrode 203 mit der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, dem Isolierfilm 205 und dem Abschälopferfilm 206 abgedeckt. Weiterhin wird auf dem Isolierfilm 202 ein Sensorelement 105 vorgesehen, welches eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, einen Isolierfilm 205 und einen Abschälopferfilm 206 enthält. Die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 sind im Muster einer gewünschten Form gebildet. Der Schutzfilm 207 deckt die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, den Isolierfilm 205 und den Abschälopferfilm 206 ab. Die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 und die Metallelektrode 203 sind elektrisch mit dem Kontaktteil 104 verbunden.
  • Es ist anzumerken, dass, obwohl die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 in der Schnittansicht in derselben Form ausgebildet sind, die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 nicht in derselben Form auszubilden sein müssen. Der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 können so ausgebildet sein, dass sie die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 bedecken. Obwohl das Sensorelement 105 und der Kontaktteil 104 mit Abschälopferfilmen 206 versehen sind, kann der Abschälopferfilm für entweder das Sensorelement oder den Kontaktteil vorgesehen sein. Obwohl der Isolierfilm und der Abschälopferfilm hier beide aus einer Einzelschicht gebildet sind, kann eine Periode, die aus einem Isolierfilm und einem Abschälopferfilm besteht, mehrfach wiederholt gestapelt werden.
  • 9 ist eine erste Schnittansicht, welche die Details eines Sensorelements zeigt. Die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 besteht aus ersten Metallschichten 204a und zweiten Metallschichten 204b, die alle aufeinander gestapelt sind. In der Zeichnung ist die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 aus vier Schichten der ersten Metallschicht 204a und vier Schichten der zweiten Metallschicht 204b gebildet. Der Abschälopferfilm 206 enthält in der Zeichnung vier Schichten eines Films. 5 ist eine zweite Schnittansicht, welche die Details des Sensorelements zeigt. Die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 besteht aus einer einzelnen Metallschicht. Der Abschälopferfilm 206 besteht in der Zeichnung aus vier Schichten des Films. In der vorliegenden Ausführungsform bezeichnen Kontaktfilme die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 und den Isolierfilm 205 (nachfolgend als IN3 bezeichnet), den Isolierfilm 205 und den Abschälopferfilm 206 (nachfolgend als IN2 bezeichnet) und den Abschälopferfilm 206 und den Schutzfilm 207 (nachfolgend als IN1 bezeichnet). In der vorliegenden Struktur sind der Schutzfilm 207 und der Isolierfilm 205 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Der Abschälopferfilm 206 beinhaltet eine oberste Schicht 206U und die unterste Schicht 206L. Zumindest die unterste Schicht 206L muss aus demselben Material wie die oberste Schicht 204U der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht (geschichteter Metalldünnfilm) hergestellt sein.
  • Es ist anzumerken, dass, wenn die oberste Schicht 206U und die unterste Schicht 206L des Abschälopferfilms 206 beide aus demselben Material wie demjenigen der obersten Schicht 204U der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 hergestellt werden, die Kontaktoberflächen von IN1, IN2 und IN3 im Aufbau alle gleich werden. Entsprechend sind jene Kontaktoberflächen in den Adhäsionseigenschaften äquivalent. Wenn Stress aus einem Schutzfilm auf eine Kontaktoberfläche angelegt wird, wird der Stress auf untere Schichten durch die Änderung bei der Form des Abschälopferfilms, für welchen ein Metallfilm eingesetzt wird, reduziert. Weiterhin, wenn der Stress, der stark genug ist, sie Abschälung des Schutzfilms zu verursachen, auf den Schutzfilm angewendet wird, wird eine Abschälung bei IN1 oder IN2 erzeugt. In diesem Fall wird die Abschälung auf den oberen Schichten des Isolierfilms 205 erzeugt. Dadurch kann die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 geschützt werden.
  • Es ist anzumerken, dass, wenn die unterste Schicht 206L des Abschälopferfilms 206 aus demselben Material wie demjenigen der obersten Schicht 204U der ges geschichteten Metalldünnfilms hergestellt ist, die Kontaktoberflächen von IN2 und IN3 im Aufbau gleich werden. Entsprechend sind jene Kontaktoberflächen äquivalent bei den Adhäsionseigenschaften. Wenn Stress aus einem Schutzfilm auf die Kontaktoberflächen aufgebracht wird, wird der Stress auf untere Schichten durch die Änderung bei der Form des Abschälopferfilms reduziert, für welchen ein Metallfilm eingesetzt wird. Weiterhin, wenn Stress, der stark genug ist, um die Abschälung des Schutzfilms zu verursachen, auf den Schutzfilm aufgebracht wird, wird eine Abschälung beim IN1 oder IN2 erzeugt. In diesem Fall wird die Abschälung auf den oberen Schichten des Isolierfilms 205 erzeugt. Dadurch wird die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 geschützt.
  • In den nächsten Absätzen werden Beschreibungen des Herstellverfahrens des Magnetsensorvorrichtungsmoduls der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf Zeichnungen gegeben. 11A bis 11E sind Schnittansichten zum Zeigen der Prozesse der Herstellung des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung (siehe die Schnittansicht von 8). Nachfolgend werden die Prozesse, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wurden, Schritt für Schritt beschrieben. Die detaillierten Konfigurationen des Bondierkontaktflecks und der integrierten Schaltung, welche für die Merkmale der vorliegenden Erfindung irrelevant sind, werden weggelassen.
  • Zuerst wird im Prozess von 11A ein Isolierfilm 202, der als Basisschicht der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht dient, vorbereitet. Hier wird es bevorzugt, als einen Isolierfilm 202 einen Siliziumnitridfilm unter Verwendung einer PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)-Beschichtungseinheit auszubilden. Hier ist es wünschenswert, die Bedingungen zur Zeit der Ausbildung des Siliziumnitridfilms mit einer zeitlichen Antwort einzurichten, so dass der Filmstress klein wird. In präziserer Beschreibung können die Filmbildungsbedingungen so justiert werden, dass der Filmstress nicht größer als ± 1,0 × 108 N/m2 wird. Darüber hinaus wird als Filmdicke des Isolierfilms 0,5 µm oder so vom Standpunkt eines Magnetwiderstandsfilmbildungsprozesses bevorzugt. Weiterhin gibt es keine besonderen Beschränkungen bezüglich des Materials, das zum Ausbilden des Isolierfilms 202 zu verwenden ist, soweit das Material zum Ausbilden eines Isolierfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann.
  • Im nächsten Schritt wird im Prozess von 11B eine Metallverdrahtung, die als die Metallelektrode 203 zu verwenden ist, ausgebildet. Hier wird als die Metallverdrahtung es bevorzugt, einen Aluminiumfilm zu bilden, unter Verwendung einer PVD- (Physical Vapor Deposition)-Beschichtungseinheit. Darüber hinaus wird als Filmdicke des Aluminiumfilms 1 µm oder so bevorzugt. Die Filmdicke des Aluminiumfilms kann auf eine Filmdicke eingestellt werden, die eine ausreichende Funktion aufweist. Die Filmdicke, die ausreichende Funktion aufweist, bedeutet einen Fall, bei dem der Film die Zuverlässigkeit sicherstellen kann, selbst falls ein elektrischer und physischer Stress auf die Metallverdrahtung aufgebracht wird.
  • Hier kann ein konventionelles und öffentlich bekanntes Material als die Metallelektrode 203 verwendet werden.
  • Beispielsweise können AlSi, AlSiCu, AlCu, Al, Cu und dergleichen als das Material der Metallverdrahtung verwendet werden. AlSi, AlSiCu und AlCu sind Metalle, die Aluminium als Hauptbestandteil enthalten. Im nächsten Schritt wird die Metallverdrahtung durch Ätzen eines gewünschten Musters entfernt, unter Verwendung einer Technik wie etwa photomechanischem Prozess und dann wird die Metallelektrode gebildet. Als Verfahren zum Ätzen der Entfernung des Aluminiumfilms ist es wünschenswert, ein Nassätzverfahren zu verwenden. Falls das Nassätzverfahren verwendet wird, wenn die Metallverdrahtung gebildet wird, wird das Ende der Metallelektrode zu einer zulaufenden Form gemacht. Entsprechend wird die gute Verbindung zwischen der Metallelektrode und dem Magnetwiderstands-Dünnfilm erhalten.
  • Im nächsten Schritt werden im Prozess von 11C eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, ein Isolierfilm 205 und ein Abschälopferfilm 206 gebildet. Zuerst wird eine Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 unter Verwendung einer PVD-Beschichtungseinheit gebildet. Hier wird als Magnetwiderstands-Dünnfilm ein künstlicher Gitterfilm gebildet, in welchem eine Magnetschicht (zweite Metallschicht), die aus einer Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht besteht, und eine nichtmagnetische Schicht (erste Metallschicht), die aus einer Cu-Schicht besteht, aufeinander gestapelt werden. Die Magnetschichten, die alle aus einer Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht bestehen, ist ein GMR-Element. In dieser Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht bildet ein geschichtetes Produkt, das eine Magnetschicht und eine nicht-magnetische Schicht enthält, eine Periode. Eine Laminationsstruktur wird gebildet, die 20 Perioden des geschichteten Produkts enthält. Die Dicke einer Magnetschicht ist 11 - 18 Å und die Dicke der nicht-magnetischen Schicht ist 19 bis 23 Å. Es ist anzumerken, dass die Filmdicke des Magnetwiderstands-Dünnfilms und die Anzahl geschichteter Produkte, die gestapelt sind, nicht auf jene Werte beschränkt sind.
  • Die Filmdicke der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 ist im Allgemeinen im Bereich 200 bis 2000 Å oder so. Als GMR-Elemente können hier konventionelle und öffentlich bekannte Fe/Cr, Permalloy/Cu/Co/Cu und Co/Cu verwendet werden. Darüber hinaus kann als ein Magnetwiderstands-Dünnfilm beispielsweise Ni-Fe, Ni-Co und dergleichen verwendet werden. Im nächsten Schritt wird ein Isolierfilm 205 gebildet. Es ist anzumerken, dass dasselbe Material als ein Schutzfilm 207 und ein Isolierfilm 205 eingesetzt wird. Hier wird es bevorzugt, einen Siliziumnitridfilm als einen Isolierfilm 205 auszubilden, unter Verwendung einer PECVD- (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) Beschichtungseinheit.
  • Hier wird es hinsichtlich der Bedingungen zum Zeitpunkt des Bildens eines Siliziumnitridfilms erwünscht, die Bedingungen mit einer zeitlichen Antwort so einzustellen, dass der Filmstress klein werden kann. Präziser ausgedrückt, müssen die Filmbildungsbedingungen so justiert werden, dass der Filmstress nicht größer als ± 1,0 x 108 N/m2 wird. Weiterhin wird der Isolierfilm mit einer Filmdicke von 0,1 µm gebildet. Hier ist es erforderlich, dass der Isolierfilm eine Filmdicke aufweist, die groß genug ist, die elektrische Isolation zwischen dem Abschälopferfilm und der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht sicherzustellen. Entsprechend muss der Isolierfilm dünnst gebildet werden. Desweiteren gibt es keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich des Materials, das zum Ausbilden des Isolierfilms 205 einzusetzen ist, soweit jenes Materiali zum Ausbilden eines Isolierfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann.
  • Im nächsten Schritt wird der Abschälopferfilm 206 unter Verwendung einer PVD-Beschichtungseinheit gebildet. Hier wird vorzugsweise als Bildungsverfahren des Abschälopferfilms dieselbe Technik verwendet, die bei der Ausbildung der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 eingesetzt wird. Der Abschälopferfilm enthält die oberste Schicht und die unterste Schicht. Es ist anzumerken, dass hinsichtlich des Materials des Abschälopferfilms zumindesr die die unterste Schicht 206L aus demselben Material wie demjenigen der obersten Schicht der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht gebildet werden muss. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Magnetschicht, welche die oberste Schicht der Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht bildet und aus einer Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht besteht, als die unterste Schicht des Abschälopferfilm gebildet. Eine Laminationsstruktur wird gebildet, die 20 Perioden des geschichteten Produkts enthält, wobei eine Periode das geschichtete Produkt einer Magnetschicht und einer Nicht-Magnetschicht enthält.
  • Hier gibt es zur Filmdicke des Abschälopferfilms keine besonderen Beschränkungen zur Filmdicke, soweit die Dicke die Ausbildung eines Metallfilms sicherstellen kann. Im GMR-Element, das aus einem künstlichen Gitterfilm besteht, wird eine Schicht auf einem 11 Å-Niveau bei Filmdicke gebildet. Filme von 11 Å oder größer in der Filmdicke müssen gebildet werden. Obwohl Filmen von größerer Dicke gestattet sein kann, ausgebildet zu werden, wird dann die Produktivität niedriger, aufgrund des Anstiegs bei der Zeit zum Ausbilden und Ätz-Entfernen des Magnetfelds. Es wird bevorzugt, die Filmdicke des Abschälopferfilms unter oder gleich derjenigen, des Magnetwiderstands-Dünnfilms einzustellen, wegen der Kostensteigerung der Filmbildung.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es ersichtlich, dass der als der Abschälopferfilm verwendete Magnetwiderstands-Dünnfilm nicht einen magnetresistiven Effekt aufweisen muss. Daher sind die Abschälopferfilme nicht in der Filmdicke und der Anzahl von gestapelten Schichten beschränkt. In der vorliegenden Erfindung, obwohl der Abschälopferfilm ausgebildet war, elektrisch gegenüber einer integrierten Schaltung isoliert zu sein, ist es gestattet, den Abschälopferfilm so auszubilden, dass er auf einem festen Potential liegt.
  • Im nächsten Schritt werden im Prozess von 11D die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 durch Ätzen eines gewünschten Musters selektiv entfernt, unter Verwendung einer Technik wie etwa einem Photogravurprozess. Hier wird als das Ätzabtragverfahren beispielsweise eine IBE- (Ion Beam Etching, Ionenstrahlätzen) Einheit verwendet. Es ist anzumerken, dass, nachdem alle Schichten der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, des Isolierfilms 205 und des Abschälopferfilms 206 gebildet sind, sie auf einmal durch Ätzen entfernt werden. Entsprechend kann der Abschälopferfilm vergleichsweise einfach gebildet werden, ohne den Prozess beim konventionellen Photogravurprozess und dem Ätzentfernungsprozess zu vergrößern.
  • Im nächsten Schritt wird im Prozess von 11E ein Schutzfilm 207 zum Schützen der Oberfläche eines Sensorvorrichtungsmoduls gebildet. Hier müssen der Schutzfilm 207 und der Isolierfilm 205 aus demselben Material gefertigt werden. Es ist anzumerken, dass als der Schutzfilm 207 es bevorzugt wird, einen Siliziumnitridfilm unter Verwendung einer PECVD- (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) Beschichtungseinheit zu bilden. Hier ist es hinsichtlich der Bedingungen zur Zeit der Ausbildung eines Siliziumnitridfilms wünschenswert, die Bedingungen mit einer zeitlichen Antwort so einzustellen, dass der Filmstress klein werden kann. Genauer gesagt müssen die Filmbildungsbedingungen so justiert werden, dass der Filmstress nicht größer als ± 1,0 × 108 N/m2 wird.
  • Darüber hinaus, hinsichtlich der Filmdicke des Schutzfilms, wird 0,75 µm oder so bevorzugt. Hier muss die Filmdicke des Schutzfilms groß genug sein, um eine integrierte Schaltung vor physischen Schocks zu schützen. Weiterhin, falls der Schutzfilm in der Filmdicke größer wird, wird der interne Stress des Schutzfilms wachsen. Die Zeit zum Ausbilden des Schutzfilms und die Zeit zum Ätzentfernen zum Exponieren des Bondierkontaktflecks wird länger. Wenn die Produktivität niedriger wird und die Kosten steigen, werden vorzugsweise Schutzfilme 207 von 0,75 µm bis 1,5 µm in Filmdicke ausgebildet. Es gibt desweiteren keine besonderen Beschränkungen am Material, das zum Ausbilden des Schutzfilms 207 zu verwenden ist, soweit wie das Material zum Ausbilden eines Schutzfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann.
  • Im nächsten Schritt, nachdem der Schutzfilm 207 gebildet ist, wird vorzugsweise eine Wärmebehandlung ausgeführt, um die Charakteristika der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 zu stabilisieren. Die Wärmebehandlung wird allgemein bei einer größeren Temperatur als der oberen Grenztemperatur der Verwendungsumgebung ausgeführt. Hier wird der Bondierkontaktfleckteil 102 (siehe 1) durch Ätzen unter Verwendung einer Photogravurtechnik und einer RIE- (Reactive Ion Etching) Einheit entfernt. Es ist anzumerken, dass zusätzlich zum Siliziumnitridfilm ein Polyimidfilm als ein Schutzfilm auf dem Schutzfilm 207 gebildet werden kann.
  • Hinsichtlich des Polyimidfilms gibt es keine besonderen Beschränkungen zum Material, soweit wie das Material zum Bilden eines Polyimidfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann. Das GMR-Element, das aus einem künstlichen Gitterfilm besteht, wird einen steilen Abfall in der Magneteigenschaft zeigen, falls das Element bis zu 300 °C oder mehr erhitzt wird. Dadurch, wie öffentlich und konventioneller Weise bekannt, ist es notwendig, einen Polyimidfilm einzusetzen, der unterhalb 300°C gehärtet werden kann.
  • Auf diese Weise wird ein Sensorvorrichtungsmodul, das mit einem Abschälopferfilm auf der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht versehen ist, vervollständigt. Das Sensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Sensorvorrichtungsmodul, das in einem Kontaktteil den auf der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht ausgebildeten Abschälopferfilm beinhaltet und von exzellentem Widerstand gegenüber der Umgebung ist. Die Metallelektrode und die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht, wo sich der Stress konzentriert, sind elektrisch mit dem Kontaktteil verbunden.
  • Die Abschälung in der vorliegenden Sensorstruktur wird an oberen Schichten des Isolierfilms 205 erzeugt, durch Aufweisen eines Abschälopferfilms, wenn Stress aufgebaut wird, der groß genug ist, die Abschälung des Schutzfilms 207 und der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 in einer konventionellen Struktur zu verursachen. Entsprechend wird die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht in der vorliegenden Sensorstruktur geschützt. Insbesondere ist die vorliegende Sensorstruktur am Kontaktteil effektiv, wo sich der Stress konzentriert. Darüber hinaus gibt es einen Fall, bei dem Risse im Schutzfilm 207 des Kontaktteils durch den Stress des Gusspolymers beim Hitzezyklus Haltbarkeitstest erzeugt werden, der durchgeführt wird, nachdem das Sensorvorrichtungsmodul in einem Gussgehäuse montiert ist. Als ein sekundärer Effekt der vorliegenden Ausführungsformen können Risse, die im Schutzfilm erzeugt werden, am Abschälopferfilm 206 stoppen, durch Aufweisen eines Abschälopferfilms.
  • Weiterhin wird der Stress aufgehoben und dann kann der Magnetwiderstands-Dünnfilm geschützt werden, weil Risse im Schutzfilm erzeugt werden. Zusätzlich dazu wird als ein sekundärer Effekt der Stress durch die Deformation eines Metallfilms absorbiert, der den Abschälopferfilm bildet, wenn Stress aufgebracht wird. Weiterhin wird der auf die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht aufgebrachte Stress aufgehoben, weil das Abschälen in der Opferschicht erzeugt wird, wenn Stress aufgebracht wird, der groß genug ist, die Abschälung zu verursachen. Durch diese Effekte kann die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht, die aus einem künstlichen Gitterfilm besteht und vergleichsweise anfällig für eine Änderung bei der Magneteigenschaft aufgrund des Stresses ist, leicht bei der Änderung der Eigenschaft rückerhalten werden.
  • Ausführungsform 3
  • Ausführungsform 3 bezieht sich auf ein Sensorvorrichtungsmodul, in welchem ein Zwischenschicht-Isolierfilm, der aus einem Abflachungsfilm besteht, zum Abflachen einer Differenz beim Niveau auf der Oberfläche der integrierten Schaltung verwendet wird, die eine vorbestimmte arithmetische Verarbeitung durchführt, und dann wird ein Magnetwiderstands-Dünnfilm direkt auf der planarisierten Oberfläche der integrierten Schaltung ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform werden ein Schutzfilm und ein Isolierfilm aus demselben Material hergestellt. 12 zeigt ein Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 besteht aus einer integrierten Schaltung 101, einem Bondierkontaktfleckteil 102 und einem Sensorfeld 103. Das Sensorfeld 103 ist auf der planarisierten integrierten Schaltung 101 gebildet. Aus dem Bondierkontaktfleckteil 102 werden Spannung und Anderes zum Antreiben der Vorrichtung (integrierte Schaltung 101) zugeführt. Das Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 ist mit zwei Sensorfeldern 103 versehen. Vier Kontaktlöcher 106 (Kontaktteil 104) sind in jedem der Sensorfelder 103 gebildet. Ein Magnetsensorelement antwortet auf ein Magnetfeld und die integrierte Schaltung 101 liest das detektierte Magnetfeld als ein elektrisches Signal (Sensorsignal) aus. Der Bondierkontaktfleckteil 102 ist vorgesehen, um das Sensorsignal zu lesen und es nach außerhalb auszugeben. Der Kontaktteil 104 ist im Kontaktloch 106 gebildet.
  • 13 zeigt eine Aufsicht des Magnetsensorvorrichtungs-Chips gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Sensorfeld 103 (Magnetwiderstands-Dünnfilm) ist direkt auf der integrierten Schaltung 101 gebildet. Kontaktlöcher 106 (Kontaktteile 104) und das Sensorelement 105 sind im Sensorfeld 103 des Magnetsensorvorrichtungsmoduls 100 gebildet. Die integrierte Schaltung 101 empfängt ein Signal aus dem Sensorelement 105, welches einem Magnetfeld antwortete, führt vorbestimmte Operationsverarbeitung durch und liest es als ein elektrisches Signal (Sensorsignal) aus. Der Bondierkontaktfleckteil 102 ist vorgesehen, um Spannung und dergleichen zum Antreiben der Vorrichtung (integrierte Schaltung 101) zuzuführen und das Signal auszulesen und es nach außen auszugeben. Das Sensorelement 105 (Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204) des Sensorfelds 103 und die Metallelektrode der integrierten Schaltung 101 sind elektrisch mit dem Kontaktteil 104 des Sensorfelds 103 verbunden. Die integrierte Schaltung 101 ist in einem anderen Bereich als dem Bereich angeordnet, wo das Sensorfeld 103 angeordnet ist. Das Sensorfeld 105 ist mit einem Schutzfilm abgedeckt und weist ein vorbestimmtes Muster auf.
  • 14 zeigt eine fragmentarische und Schnittansicht des Sensorfelds 103 im Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 (siehe das Kontaktloch 106 und das Sensorelement 105, gezeigt in 13). Das Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine integrierte Schaltung 101, einen Abflachfilm 302 und einen Isolierfilm 303. Der Abflachfilm 302 ist vorgesehen, um eine Differenz beim Niveau der Oberfläche der integrierten Schaltung 101 flach zu machen. Der Isolierfilm 303 wird auf der planarisierten integrierten Schaltung 101 gebildet. Ein Kontaktloch 106 penetriert einen Schutzfilm 12, einen Abflachfilm 302 und einen Isolierfilm 303. Die Metallelektrode 14 und die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 sind elektrische über das Kontaktloch 106 verbunden. Auf dem Isolierfilm 303 wird eine Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, ein Isolierfilm 205, ein Abschälopferfilm 206, ein Sensorelement 105, ein Kontaktloch 106 und ein Schutzfilm 207 vorgesehen.
  • Das Sensorelement 105 ist mit einem Abschälopferfilm 206 versehen. Die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 sind in das Muster einer gewünschten Form gebildet. Der Schutzfilm 207 ist vorgesehen, um die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, den Isolierfilm 205 und den Abschälopferfilm 206 zu bedecken. In der Zeichnung wird der Abflachfilm 302 nur im konkaven Bereich der Oberflächendifferenz beim Niveau der integrierten Schaltung gebildet. Der Abflachfilm 302 kann so ausgebildet sein, dass er die gesamte Oberfläche der integrierten Schaltung 101 bedeckt. Es ist anzumerken, dass die Metallelektrode 14 und die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 elektrisch über das Kontaktloch 106 verbunden sind, welches den Schutzfilm 12, den Abflachfilm 302 und den Isolierfilm 302 penetriert.
  • Es ist anzumerken, dass, obwohl die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 in der Schnittansicht in derselben Form ausgebildet sind, die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 nicht in derselben Form auszubilden sein müssen. Der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 können so ausgebildet sein, dass sie die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 bedecken. Obwohl das Sensorelement 105 und der Kontaktteil 104 mit einem Abschälopferfilm 206 versehen sind, kann entweder das Sensorelement 105 oder das Kontaktloch mit den Abschälopferfilm 206 versehen sein. Obwohl der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 hier beide aus einer Einzelschicht gebildet sind, kann eine Periode, die aus einem Isolierfilm und einem Abschälopferfilm besteht, mehrfach wiederholt gestapelt werden.
  • In den nächsten Absätzen werden Beschreibungen des Herstellverfahrens des Magnetsensorvorrichtungsmoduls der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf Zeichnungen gegeben. 15 bis 20 sind Schnittansichten zum Zeigen der Prozesse der Herstellung des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung (siehe die Schnittansicht von 14). Nachfolgend werden die Prozesse, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wurden, Schritt für Schritt beschrieben. Die detaillierten Konfigurationen des Bondierkontaktflecks und der integrierten Schaltung, welche für die Merkmale der vorliegenden Erfindung irrelevant sind, werden weggelassen.
  • Zuerst wird im Prozess von 15 ein Abflachfilm 302, welcher die Oberflächendifferenz beim Niveau der integrierten Schaltung 101 flach macht, unter Verwendung einer Rotationsbeschichtungseinheit gebildet. Es ist anzumerken, dass als der Abflachfilm 302 es wünschenswert ist, SOG (Spin On Glass), zu verwenden, welches bei der Einbettbarkeit eines konkaven Bereichs auf der Oberfläche der integrierten Schaltung 101 exzellent ist und zusätzlich von hoher Filmhärte.
  • Hier gibt es keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich des Materials, das zum Ausbilden des Abflachfilms einzusetzen ist, soweit wie das Material zum Ausbilden des Abflachfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann. Der Abflachfilm 302 kann durch Ausführen der Wärmebehandlung zum Härten des Materials gebildet werden, nachdem eine Differenz beim Niveau auf der Oberfläche der integrierten Schaltung 101 durch Einsetzen eines Planarisierungsmaterials flach gemacht ist. Die Bedingungen der Wärmebehandlung zum Aushärten hängen von der Art des Materials zur Planarisierung, das verwendet wird, ab. Es ist gestattet, die Bedingungen mit einer zeitlichen Antwort einzustellen, welche die Art des Materials zur Planarisierung berücksichtigt.
  • Im nächsten Schritt wird im Prozess von 16 ein Isolierfilm 303, der als die Basisschicht einer Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht dient, gebildet. Hier wird es bevorzugt, einen Siliziumnitridfilm als einen Isolierfilm 303 zu bilden, unter Verwendung einer PECVD- (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) Beschichtungseinheit. Hier ist es wünschenswert, die Bedingungen zur Zeit der Ausbildung des Siliziumnitridfilms mit einer zeitlichen Antwort so einzustellen, dass der Filmstress klein werden kann. Genauer gesagt, können die Filmbildungsbedingungen so justiert werden, dass der Filmstress nicht größer werden mag als 1,0 × 108 N/m2.
  • Darüber hinaus wird hier hinsichtlich der Filmdicke des Isolierfilms 303 0,5 µm oder so vom Standpunkt eines Magnetwiderstandfilm-Ausbildungsprozesses bevorzugt. Es ist anzumerken, dass es keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Filmdicke des Isolierfilms gibt, solange wie die Filmdicke groß genug ist, eine elektrische Isolation zwischen dem Abschälopferfilm und der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht sicherzustellen. Weiterhin gibt es keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich des Materials, welches zur Bildung des Isolierfilms zu verwenden ist, solange das Material zum Ausbilden eines Isolierfilms in dem vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann.
  • Im nächsten Schritt wird im Prozess von 17 ein Kontaktloch 106 zum elektrischen Verbinden des Magnetwiderstands-Dünnfilms mit der integrierten Schaltung 101 gebildet. Beispielsweise wird ein Bereich der integrierten Schaltung 101 unter Verwendung einer Technik wie etwa eines Photogravierprozesses geöffnet. Der Schutzfilm 12, der Abflachfilm 302 und der Isolierfilm 303 werden durch Ätzen selektiv so entfernt, dass die Metallelektrode 14 exponiert sein kann, und dann wird ein Kontaktloch 106 gebildet. Es ist anzumerken, dass als der Ätzentfernungsprozess vorzugsweise eine RIE- (Reactive Ion Etching) Einheit verwendet wird, und Filme durch Ätzen zu entfernen.
  • Hinsichtlich des Prozesses von 18, des Prozesses von 19 und des Prozesses von 20 sind die Erläuterungen dieselben wie beim Prozess von 6C, dem Prozess von 6D und dem Prozess von 6E von Ausführungsform 1 und dann werden detaillierte Beschreibungen weggelassen. Auf diese Weise wird ein Sensorvorrichtungsmodul, das mit einem Abschälopferfilm auf der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht versehen ist, abgeschlossen. Das Magnetsensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Sensorvorrichtungsmodul, das in einem Kontaktteil den auf der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht gebildeten Abschälopferfilm enthält und ist von ausgezeichnetem Widerstand gegenüber der Umwelt. Die Metallelektrode und die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht sind, wo sich der Stress konzentriert, elektrisch in dem Kontaktteil verbunden.
  • In der vorliegenden Sensorstruktur wird eine Abschälung an oberen Schichten des Isolierfilms 205, durch Aufweisen eines Abschälopferfilms, erzeugt, wenn Stress aufgebracht wird, der groß genug ist, in einer konventionellen Struktur die Abschälung des Schutzfilms 207 und der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 zu verursachen. Entsprechend wird die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 in der vorliegenden Sensorstruktur geschützt. Insbesondere ist die vorliegende Sensorstruktur effektiv am Kontaktteil, wo sich der Stress konzentriert. Darüber hinaus gibt es einen Fall, wo Risse im Schutzfilm 207 des Kontaktteils durch den Stress des Gusspolymers im Wärmezyklus-Haltbarkeitstest erzeugt werden, der durchgeführt wird, nachdem das Sensorvorrichtungsmodul in einem Gussgehäuse montiert ist. Als ein sekundärer Effekt der vorliegenden Ausführungsform können Risse, die im Schutzfilm gebildet werden, an dem Abschälopferfilm 206 stoppen, durch Aufweisen eines Abschälopferfilms.
  • Weiterhin wird der Stress aufgehoben und dann kann der Magnetwiderstands-Dünnfilm geschützt werden, weil Risse im Schutzfilm erzeugt werden. Zusätzlich dazu wird als ein sekundärer Effekt der Stress durch die Deformation eines Metallfilms absorbiert, der den Abschälopferfilm bildet, wenn Stress aufgebracht wird. Weiterhin wird der auf die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht aufgebrachte Stress aufgehoben, weil das Abschälen in der Opferschicht erzeugt wird, wenn Stress aufgebracht wird, der groß genug ist, die Abschälung zu verursachen. Durch diese Effekte kann die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht, die aus einem künstlichen Gitterfilm besteht und vergleichsweise anfällig für eine Änderung bei der Magneteigenschaft aufgrund des Stresses ist, leicht bei der Änderung der Eigenschaft rückerhalten werden.
  • Ausführungsform 4
  • Ausführungsform 4 bezieht sich auf ein Sensorvorrichtungsmodul, in welchem ein Zwischenschicht-Isolierfilm, der aus einem Abflachfilm besteht, zum Abflachen einer Differenz beim Niveau auf der Oberfläche der integrierten Schaltung verwendet wird, die vorbestimmte arithmetische Verarbeitung durchführt, und dann ein Magnetwiderstands-Dünnfilm direkt auf der planarisierten Oberfläche der integrierten Schaltung gebildet wird. Obwohl der Schutzfilm und der Isolierfilm in Ausführungsform 3 aus demselben Material hergestellt sind, werden in Ausführungsform 4 der Schutzfilm und der Isolierfilm aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, unterschiedliche Materialien für den Isolierfilm 205 und den Schutzfilm 207 auszuwählen.
  • Ein Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht aus einer integrierten Schaltung 101, einem Bondierkontaktfleckteil 102 und einem Sensorfeld 103 (siehe 12). Das Sensorfeld 103 ist auf der planarisierten integrierten Schaltung 101 gebildet. Vom Bondierkontaktfleckteil 102 werden Spannung und Anderes zum Antreiben der Vorrichtung (integrierte Schaltung 101) zugeführt. Das Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 ist mit zwei Sensorfeldern 103 versehen. Vier Kontaktlöcher 106 (Kontaktteile 104) sind in jedem der Sensorfelder 103 gebildet. Ein Magnetsensorelement reagiert auf ein Magnetfeld und die integrierte Schaltung 101 liest das detektierte Magnetfeld als ein elektrisches Signal (Sensorsignal) aus. Der Bondierkontaktfleckteil 102 ist vorgesehen, das Sensorsignal zu lesen und es nach außen auszugeben.
  • 21 zeigt eine Aufsicht des Magnetsensorvorrichtungs-Chips gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Sensorfeld 103 (Magnetwiderstands-Dünnfilm) ist direkt auf der integrierten Schaltung 101 gebildet. Kontaktlöcher 106 (Kontaktteile 104) und das Sensorelement 105 sind im Sensorfeld 103 des Magnetsensorvorrichtungschips gebildet. Die integrierte Schaltung 101 empfängt ein Signal aus dem Sensorelement 105, welches einem Magnetfeld antwortete, führt vorbestimmte Operationsverarbeitung durch und liest es als ein elektrisches Signal aus. Ein Bondierkontaktfleckteil 102 ist vorgesehen, um Spannung und dergleichen zum Antreiben der Vorrichtung (integrierte Schaltung 101) zuzuführen und das Signal auszulesen und es nach außen auszugeben. Die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 des Sensorfelds 103 und die Metallelektrode der integrierten Schaltung 101 sind elektrisch mit dem Kontaktloch 106 der integrierten Schaltung 101 (Sensorfeld) 103 verbunden.
  • 22 zeigt eine fragmentarische und Schnittansicht des Sensorfelds 103 im Magnetsensorvorrichtungsmodul 100 (siehe das Kontaktloch 106 und das Sensorelement 105, gezeigt in 21). Das Magnetsensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine integrierte Schaltung 101, einen Abflachfilm 302 und einen Isolierfilm 303. Der Abflachfilm 302 ist vorgesehen, um eine Differenz beim Niveau der Oberfläche der integrierten Schaltung 101 flach zu machen. Der Isolierfilm 303 wird auf der planarisierten integrierten Schaltung 101 gebildet. Das Kontaktloch 106 penetriert den Schutzfilm 12, den Abflachfilm 302 und den Isolierfilm 303. Die Metallelektrode 14 und die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 sind elektrische über das Kontaktloch 106 verbunden. Auf dem Isolierfilm 303 wird eine Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, ein Isolierfilm 205, ein Abschälopferfilm 206, ein Sensorelement 105, ein Kontaktloch 106 und ein Schutzfilm 207 vorgesehen.
  • Das Sensorelement 105 ist mit einem Abschälopferfilm 206 versehen. Die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 sind in das Muster einer gewünschten Form gebildet. Der Schutzfilm 207 ist vorgesehen, um die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, den Isolierfilm 205 und den Abschälopferfilm 206 zu bedecken. In der Zeichnung wird der Abflachfilm 302 nur im konkaven Bereich der Oberflächendifferenz beim Niveau der integrierten Schaltung gebildet. Der Abflachfilm 302 kann so ausgebildet sein, dass er die gesamte Oberfläche der integrierten Schaltung 101 bedeckt. Es ist anzumerken, dass die Metallelektrode 14 und die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 elektrisch über das Kontaktloch 106 verbunden sind, welches den Schutzfilm 12, den Abflachfilm 302 und den Isolierfilm 302 penetriert.
  • In der Zeichnung wird eine Schnittansicht gezeigt, in welcher die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 in der Schnittansicht in derselben Form ausgebildet sind. Die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204, der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 müssen nicht in derselben Form auszubilden sein müssen. Der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 können so ausgebildet sein, dass sie die Magnetwiderstands-Dünnfilmschicht 204 bedecken. Es ist anzumerken, dass, obwohl das Sensorelement 105 und der Kontaktteil 104 mit einem Abschälopferfilm 206 versehen sind, entweder das Sensorelement 105 oder das Kontaktloch mit den Abschälopferfilm 206 versehen sein kann. Obwohl der Isolierfilm 205 und der Abschälopferfilm 206 hier beide aus einer Einzelschicht gebildet sind, kann eine Periode, die aus einem Isolierfilm und einem Abschälopferfilm besteht, mehrfach wiederholt gestapelt werden.
  • In den nächsten Absätzen werden Beschreibungen des Herstellverfahrens des Magnetsensorvorrichtungsmoduls der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf Zeichnungen gegeben. 23 bis 28 sind Schnittansichten zum Zeigen der Prozesse der Herstellung des Magnetsensorvorrichtungsmoduls gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung (siehe die Schnittansicht von 22). Nachfolgend werden die Prozesse, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wurden, Schritt für Schritt beschrieben. Die detaillierten Konfigurationen des Bondierkontaktflecks und der integrierten Schaltung, welche für die Merkmale der vorliegenden Erfindung irrelevant sind, werden weggelassen.
  • Zuerst wird im Prozess von 23 ein Abflachfilm 302, welcher die Oberflächendifferenz beim Niveau der integrierten Schaltung 101 flach macht, unter Verwendung einer Rotationsbeschichtungseinheit gebildet. Es ist anzumerken, dass als der Abflachfilm 302 es wünschenswert ist, SOG (Spin On Glass), zu verwenden, welches bei der Einbettbarkeit eines konkaven Bereichs auf der Oberfläche der integrierten Schaltung 101 exzellent ist und zusätzlich von hoher Filmhärte.
  • Hier gibt es keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich des Materials, das zum Ausbilden des Abflachfilms einzusetzen ist, soweit wie das Material zum Ausbilden des Abflachfilms im vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann. Der Abflachfilm 302 kann durch Ausführen der Wärmebehandlung zum Härten des Materials gebildet werden, nachdem eine Differenz beim Niveau auf der Oberfläche der integrierten Schaltung 101 durch Einsetzen eines Planarisierungsmaterials flach gemacht ist. Die Bedingungen der Wärmebehandlung zum Aushärten hängen von der Art des Materials zur Planarisierung, das verwendet wird, ab. Es ist gestattet, die Bedingungen mit einer zeitlichen Antwort einzustellen, welche die Art des Materials zur Planarisierung berücksichtigt.
  • Im nächsten Schritt wird im Prozess von 24 ein Isolierfilm 303, der als die Basisschicht einer Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht dient, gebildet. Hier wird es bevorzugt, einen Siliziumnitridfilm als einen Isolierfilm 303 zu bilden, unter Verwendung einer PECVD- (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) Beschichtungseinheit. Hier ist es wünschenswert, die Bedingungen zur Zeit der Ausbildung des Siliziumnitridfilms mit einer zeitlichen Antwort so einzustellen, dass der Filmstress klein werden kann. Genauer gesagt, können die Filmbildungsbedingungen so justiert werden, dass der Filmstress nicht größer werden mag als 1,0 × 108 N/m2.
  • Darüber hinaus wird hinsichtlich der Filmdicke des Isolierfilms 303 0,5 µm oder so vom Standpunkt eines Magnetwiderstandfilm-Ausbildungsprozesses bevorzugt. Es ist anzumerken, dass es keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Filmdicke des Isolierfilms gibt, solange wie die Filmdicke groß genug ist, eine elektrische Isolation zwischen dem Abschälopferfilm und der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht sicherzustellen. Weiterhin gibt es keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich des Materials, welches zur Bildung des Isolierfilms zu verwenden ist, solange das Material zum Ausbilden eines Isolierfilms in dem vorliegenden technischen Gebiet verwendet werden kann.
  • Im nächsten Schritt wird im Prozess von 25 ein Kontaktloch 106 zum elektrischen Verbinden des Magnetwiderstands-Dünnfilms mit der integrierten Schaltung 101 gebildet. Beispielsweise wird ein Bereich der integrierten Schaltung 101 unter Verwendung einer Technik wie etwa eines Photogravurprozesses geöffnet. Der Schutzfilm 12, der Abflachfilm 302 und der Isolierfilm 303 werden durch Ätzen selektiv so entfernt, dass die Metallelektrode 14 exponiert sein kann, und dann wird ein Kontaktloch 106 gebildet. Es ist anzumerken, dass als der Ätzentfernungsprozess vorzugsweise eine RIE- (Reactive Ion Etching) Einheit verwendet wird, und Filme durch Ätzen zu entfernen.
  • Hinsichtlich des Prozesses von 26, des Prozesses von 27 und des Prozesses von 28 sind die Erläuterungen dieselben wie beim Prozess von 11C, dem Prozess von 11D und dem Prozess von 11E von Ausführungsform 2 und dann werden detaillierte Beschreibungen weggelassen. Auf diese Weise wird ein Sensorvorrichtungsmodul, das mit einem Abschälopferfilm auf der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht versehen ist, abgeschlossen. Das Magnetsensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Sensorvorrichtungsmodul, das in einem Kontaktteil den auf der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht gebildeten Abschälopferfilm enthält und ist von ausgezeichnetem Widerstand gegenüber der Umwelt. Die Metallelektrode und die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht sind, wo sich der Stress konzentriert, elektrisch in dem Kontaktteil verbunden.
  • In der vorliegenden Sensorstruktur wird eine Abschälung an oberen Schichten des Isolierfilms 205, durch Aufweisen eines Abschälopferfilms, erzeugt, wenn Stress aufgebracht wird, der groß genug ist, in einer konventionellen Struktur die Abschälung des Schutzfilms 207 und der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 zu verursachen. Entsprechend wird die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 in der vorliegenden Sensorstruktur geschützt. Insbesondere ist die vorliegende Sensorstruktur effektiv am Kontaktteil, wo sich der Stress konzentriert. Darüber hinaus gibt es einen Fall, wo Risse im Schutzfilm 207 des Kontaktteils durch den Stress des Gusspolymers im Wärmezyklus-Haltbarkeitstest erzeugt werden, der durchgeführt wird, nachdem das Sensorvorrichtungsmodul in einem Gussgehäuse montiert ist. Als ein sekundärer Effekt der vorliegenden Ausführungsform können Risse, die im Schutzfilm gebildet werden, an dem Abschälopferfilm 206 stoppen, durch Aufweisen eines Abschälopferfilms.
  • Weiterhin wird Stress aufgehoben und dann kann der Magnetwiderstands-Dünnfilm geschützt werden, weil Risse im Schutzfilm erzeugt werden. Zusätzlich dazu wird als ein sekundärer Effekt der Stress durch die Deformation eines Metallfilms absorbiert, der den Abschälopferfilm bildet, wenn Stress aufgebracht wird. Weiterhin wird der auf die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht aufgebrachte Stress aufgehoben, weil das Abschälen in der Opferschicht erzeugt wird, wenn Stress aufgebracht wird, der groß genug ist, die Abschälung zu verursachen. Durch diese Effekte kann die Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht, die aus einem künstlichen Gitterfilm besteht und vergleichsweise anfällig für eine Änderung bei der Magneteigenschaft aufgrund des Stresses ist, leicht bei der Änderung der Eigenschaft rückerhalten werden.
  • Ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß Ausführungsform 1 oder 3 weist Merkmale dahingehend auf, dass das Sensorvorrichtungsmodul aus einem geschichteten Metalldünnfilm besteht, der einen einzeln geschichteten Metalldünnfilm oder einen Laminationsfilm, der zwei oder mehr Arten von geschichteten Metalldünnfilmen enthält, einen Isolierfilm, der auf dem oben erwähnten geschichteten Metalldünnfilm auszubilden ist, eine Abschälopferfilm, der auf dem Isolierfilm auszubilden ist, und einen Schutzfilm, der auf dem oben erwähnten Abschälopferfilm auszubilden ist, beinhaltet. Das Sensorvorrichtungsmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass der oben erwähnte Schutzfilm und der oben erwähnte Isolierfilm aus demselben Material hergestellt sind und die oberste Schicht oder/und unterste Schicht, die den oben erwähnten Abschälopferfilm bilden, aus demselben Material wie die oberste Schicht des oben erwähnten geschichteten Metalldünnfilms hergestellt ist. Es ist anzumerken, dass die oberste Schicht des geschichteten Metalldünnfilms den einzelnen geschichteten Metalldünnfilm selbst anzeigt, wenn der geschichtete Metalldünnfilm aus einem einzelnen geschichteten Metalldünnfilm besteht.
  • Der Schutzfilm und der geschichtete Metalldünnfilm werden sich aufgrund des internen Stresses des Schutzfilms, des vom aus dem Gusspolymer durch den Schutzfilm aufgebrachten externen Stress herrührenden Stress und dergleichen abschälen. In der Struktur der vorliegenden Erfindung ist der Abschälopferfilm auf dem geschichteten Metalldünnfilm vorgesehen. Entsprechend wird eine Abschälung im Abschälopferfilm erzeugt und dann wird der geschichtete Metalldünnfilm geschützt. Daher kann der Abfall der Zuverlässigkeit durch die Abschälung eines Schutzfilms und eines geschichteten Metalldünnfilms angemessen verhindert werden. Es ist anzumerken, dass der Abschälopferfilm auch einen Fall beinhaltet, bei dem er aus einem einzelnen Film hergestellt ist, obwohl er im Allgemeinen eine Mehrzahl von Filmen enthält. Im Falle eines Einzelfilms gibt die oberste Schicht oder die unterste Schicht den einzelnen Film selbst an.
  • Ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß Ausführungsform 2 oder 4 weist Merkmale dahingehend auf, dass das Sensorvorrichtungsmodul aus einem geschichteten Metalldünnfilm besteht, der einen einzelnen geschichteten Metalldünnfilm oder einen Laminationsfilm, der zwei oder mehr Arten von geschichteten Metalldünnfilmen enthält, einen Isolierfilm, der auf dem oben erwähnten geschichteten Metalldünnfilm auszubilden ist, einen Abschälopferfilm, der auf dem Isolierfilm auszubilden ist, und einen Schutzfilm, der auf dem oben erwähnten Abschälopferfilm auszubilden ist, enthält. Das Sensorvorrichtungsmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass der oben erwähnte Schutzfilm und der oben erwähnte Isolierfilm aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind und die oberste Schicht oder/und die unterste Schicht, die den oben erwähnten Abschälopferfilm bilden, aus demselben Material wie die oberste Schicht des oben erwähnten geschichteten Metalldünnfilms hergestellt ist. Es ist anzumerken, dass die oberste Schicht des geschichteten Metalldünnfilms den einzelnen geschichteten Metalldünnfilm selbst angibt, wenn der geschichtete Metalldünnfilm aus einem einzelnen geschichteten Metalldünnfilm besteht.
  • Ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß Ausführungsform 3 oder 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorvorrichtungsmodul aus einem geschichteten Metalldünnfilm besteht, der auf der Metallelektrode am Kontaktteil gebildet ist, wo die Metallelektrode und der geschichtete Metalldünnfilm elektrische verbunden sind, einem Isolierfilm, der auf dem geschichteten Metalldünnfilm auszubilden ist, einen Abschälopferfilm, der auf dem Isolierfilm auszubilden ist, und einem Schutzfilm, der auf dem Abschälopferfilm auszubilden ist. Es ist anzumerken, dass der Abschälopferfilm auch einen Fall enthält, bei dem er aus einem einzelnen Film gemacht ist, obwohl er im Allgemeinen eine Mehrzahl von Filmen enthält. Im Falle eines einzelnen Films gibt die oberste Schicht oder die unterste Schicht den einzelnen Film selbst an.
  • Das Sensorvorrichtungsmodul gemäß Ausführungsform 3 oder 4 ist ein Sensorvorrichtungsmodul, bei welchem ein Zwischenschichtisolierfilm, der aus einem abflachenden Film besteht, zum Abflachen einer Differenz beim Niveau der integrierten Schaltung, die vorbestimmte Operationsverarbeitung durchführt, verwendet wird, und ein geschichteter Metalldünnfilm direkt auf der integrierten Schaltung gebildet ist. Das Sensorvorrichtungsmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktloch, wo ein Bereich des Zwischenschichtisolierfilms geöffnet ist, um eine Metallelektrode der integrierten Schaltung zu exponieren und die Metallelektrode und der geschichtete Metalldünnfilm elektrisch verbunden sind, das Modul aus einem geschichteten Metalldünnfilm, der auf der Metallelektrode zu bilden ist, einem Isolierfilm, der auf dem Dünnfilm mit einer Sensorfunktion zu bilden ist, einem Abschälopferfilm, der auf den Isolierfilm zu bilden ist, und einem Schutzfilm, der auf dem Abschälopferfilm zu bilden ist, besteht.
  • Ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Substrat, auf welchem ein Sensorelement, das mit einem Schutzfilm abgedeckt ist und ein Muster aufweist, gebildet ist, eine integrierte Schaltung, die auf dem Substrat ausgebildet ist und eine Ausgabe des Sensorelements prozessiert, um ein Sensorsignal zu berechnen, und einen Bondierkontaktfleckteil, der auf dem Substrat gebildet ist, und in dem der integrierten Schaltung zugeführter elektrischer Strom eingegeben wird; wobei die integrierte Schaltung und das Sensorelement am Kontaktteil verbunden sind und das Sensorelement und der Kontaktteil einen geschichteten Metalldünnfilm aufweisen, der aus ersten Metallschichten und zweiten Metallschichten, wobei jede Schicht aufeinander gestapelt ist, einem Isolierfilm, der auf dem geschichteten Metallfilm gebildet ist und aus demselben Material wie der Schutzfilm hergestellt ist, und einem Abschälopferfilm, der auf dem Isolierfilm gebildet ist und in Kontakt mit dem Schutzfilm steht, besteht, weiterhin, wobei eine oberste Schicht oder eine unterste Schicht des Abschälopferfilms aus demselben Material wie die oberste Schicht des geschichteten Metallfilms hergestellt ist.
  • Ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Substrat, auf welchem ein Sensorelement, das mit einem Schutzfilm abgedeckt ist und ein Muster aufweist, wird gebildet, eine integrierte Schaltung, die auf dem Substrat gebildet ist und eine Ausgabe des Sensorelements prozessiert, um ein Sensorsignal zu berechnen, und ein Bondierkontaktfleckteil, welches auf dem Substrat gebildet ist und in welches der integrierten Schaltung zugeführter elektrischer Strom eingegeben wird; wobei die integrierte Schaltung und das Sensorelement an einem Kontaktteil verbunden sind und das Sensorelement und der Kontaktteil einen geschichteten Metalldünnfilm aufweisen, der aus ersten Metallschichten und zweiten Metallschichten, wobei jede Schicht aufeinander gestapelt ist, einem Isolierfilm, der auf dem geschichteten Metalldünnfilm gebildet ist, und aus einem anderen Material als demjenigen des Schutzfilms hergestellt ist, und einem Abschälopferfilm, der auf dem Isolierfilm gebildet ist und in Kontakt mit dem Schutzfilm steht, besteht, weiter, wobei eine unterste Schicht des Abschälopferfilms aus demselben Material wie eine oberste Schicht des geschichteten Metalldünnfilms hergestellt ist.
  • Ein Sensorvorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Substrat, auf welchem ein Sensorelement, das mit einem Schutzfilm abgedeckt ist und ein Muster aufweist, wird gebildet, eine integrierte Schaltung, die auf dem Substrat gebildet ist und eine Ausgabe des Sensorelements prozessiert, um ein Sensorsignal zu berechnen, und ein Bondierkontaktfleckteil, die auf dem Substrat gebildet ist und in den der integrierten Schaltung zugeführte elektrische Strom eingegeben wird; wobei die integrierte Schaltung und das Sensorelement an einem Kontaktteil verbunden sind und das Sensorelement und der Kontaktteil einen geschichteten Metalldünnfilm aufweisen, der aus einer einzelnen Metallschicht, einem Isolierfilm, der auf dem geschichteten Metalldünnfilm gebildet ist, und einen Abschälopferfilm, der auf dem Isolierfilm gebildet ist und in Kontakt mit dem Schutzfilm steht, besteht, weiter, wobei eine oberste Schicht oder eine unterste Schicht des Abschälopferfilms aus demselben Material wie der geschichtete Metalldünnfilm hergestellt ist.
  • Ein Abreißtest (Bandabschältest) wird ausgeführt, um den Abschälopferfilm zu evaluieren. Auf einem Siliziumsubstrat sind ein Isolierfilm 202, eine Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 und ein Isolierfilm 205, ein Abschälopferfilm 206 und ein Schutzfilm 207 in Reihenfolge gebildet. Danach wurde ein Ätzentfernen an der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204, dem Isolierfilm 205, dem Abschälopferfilm 206 und dem Schutzfilm 207 ausgeführt, so dass sie zu einem Gittermuster gemacht wurden. Ein Testobjekt wurde dann erhalten. Hinsichtlich des Materials und der Filmdicke jeder Schicht wurden der Abschälopferfilm 206 und der Isolierfilm 205 in zwei Bedingungen hergestellt. Insgesamt vier Bedingungen wurden eingesetzt, um Testexemplare zu machen, mit anderen Parametern in einer einzelnen Bedingung.
  • Genauer gesagt, wird ein Isolierfilm 202 aus Siliziumnitridfilm bei 0,5 µm Filmdicke gebildet. Hinsichtlich der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 wird eine Laminatstruktur gebildet, die 20 Perioden (700 Ä) des geschichteten Produkts enthält, wobei jede Periode das geschichtete Produkt einer Magnetschicht (Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3)) und eine nicht-magnetische Schicht (Cu) enthält. Diese Schicht, die in Kontakt mit dem Isolierfilm 205 steht, ist Fe(x) Co(1 - x). Darüber hinaus wurde ein Schutzfilm 207 aus Siliziumnitridfilm bei 0,75 µm gebildet. Die Isolierfilme 205 aus Siliziumnitridfilm wurden an zwei Bedingungen von 0,02 µm und 0,2 µm gebildet. Abschälopferfilme wurden bei zwei Bedingungen gebildet, wobei eine Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Monoschicht (50 Ä) und dasselbe Produkt der Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht 204 enthalten sind.
  • Es wurde ein Klebeband auf dem Schutzfilm 207 eines Testmusters, das auf diese Weisen präpariert war, druckgehalten und dann wurde das Klebeband abgezogen. Es wurde eine Analyse an den Testexemplaren vorgenommen, an denen Abschälungen erzeugt wurden. Ein Bewertungsstandard wird eingesetzt, ob Abschälungen auf dem oberen Schichten des Isolierfilms 205 erzeugt wurden oder nicht. Als Ergebnis der Analyse der Abschälschichten wird bestätigt, dass Abschälungen in den Testexemplaren aller vier Bedingungen auf den oberen Schichten des Isolierfilms 205 erzeugt wurden.
  • Es sollte angemerkt werden, dass jede Ausführungsform der vorliegenden Erfindung frei kombiniert werden kann, oder angemessen modifiziert oder weggelassen werden kann, innerhalb des Geistes und Schutzumfangs der Erfindung.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Magnetsensorvorrichtungsmodul
    101
    Integrierte Schaltung
    102
    Bondierkontaktfleckteil
    103
    Sensorfeld
    104
    Kontaktteil
    105
    Sensorelement
    106
    Kontaktloch
    201
    Substrat
    202
    Isolierfilm
    203
    Metallelektrode
    204
    Magnetwiderstand-Dünnfilmschicht
    205
    Isolierfilm
    206
    Abschälopferfilm
    207
    Schutzfilm
    302
    Abflachfilm
    303
    Isolierfilm
    12
    Schutzfilm
    14
    Metallelektrode
    204U
    Oberste Schicht
    204A
    Erste Metallschicht
    204B
    Zweite Metallschicht
    206L
    Unterste Schicht
    206U
    Oberste Schicht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 3544141 B2 [0006]
    • JP 2008224288 A [0006]

Claims (9)

  1. Magnetsensorvorrichtungsmodul (100), umfassend: ein Substrat (201), auf welchem ein Sensorelement (105), das mit einem Schutzfilm (207) bedeckt ist und ein Muster aufweist, gebildet ist, eine integrierte Schaltung (101), die auf dem Substrat (201) gebildet ist und eine Ausgabe des Sensorelements (105) verarbeitet, um ein Sensorsignal zu berechnen, und einen Bondierkontaktfleckteil (102), der auf dem Substrat (201) gebildet ist und in welchen der integrierten Schaltung (101) zugeführter elektrischer Strom eingegeben wird; wobei die integrierte Schaltung (101) und das Sensorelement (105) an einem Kontaktteil (104) verbunden sind, und das Sensorelement (104) und der Kontaktteil (105) aufweisen einen geschichteten Metalldünnfilm (204), der aus ersten Metallschichten (204a) und zweiten Metallschichten (204b) besteht, wobei alle Schichten aufeinander gestapelt sind, einen Isolierfilm (205), der auf dem geschichteten Metalldünnfilm (204) gebildet ist und aus demselben Material wie der Schutzfilm (207) hergestellt ist, und einen Abschälopferfilm (206), der auf dem Isolierfilm (205) gebildet und in Kontakt mit dem Schutzfilm (207) ist, wobei weiterhin eine oberste Schicht (206U) oder eine unterste Schicht 206(L) des Abschälopferfilms (206) aus demselben Material wie eine oberste Schicht (204U) der Metalldünnfilmschicht (204) hergestellt ist.
  2. Sensorvorrichtungsmodul (100), umfassend ein Substrat (201), auf welchem ein Sensorelement (105), das mit einem Schutzfilm (207) bedeckt ist und ein Muster aufweist, gebildet ist, eine integrierte Schaltung (101), die auf dem Substrat (201) gebildet ist und eine Ausgabe des Sensorelements verarbeitet, um ein Sensorsignal zu berechnen, und einen Bondierkontaktfleckteil (102), der auf dem Substrat (201) gebildet ist und in welchen der integrierten Schaltung (101) zugeführter elektrischer Strom eingegeben wird; wobei die integrierte Schaltung (101) und das Sensorelement (105) an einem Kontaktteil (104) verbunden sind, und das Sensorelement (104) und der Kontaktteil (105) aufweisen einen geschichteten Metalldünnfilm (204), der aus ersten Metallschichten (204a) und zweiten Metallschichten (204b) besteht, wobei alle Schichten aufeinander gestapelt sind, einen Isolierfilm (205), der auf dem geschichteten Metalldünnfilm (204) gebildet ist und aus einem anderen Material als der Schutzfilm (207) hergestellt ist, und einen Abschälopferfilm (206), der auf dem Isolierfilm (205) gebildet und in Kontakt mit dem Schutzfilm (207) ist, wobei weiterhin eine unterste Schicht (206L) des Abschälopferfilms (206) aus demselben Material wie eine oberste Schicht (204U) der Metalldünnfilmschicht (204) hergestellt ist.
  3. Sensorvorrichtungsmodul (100), umfassend ein Substrat (201), auf welchem ein Sensorelement (105), das mit einem Schutzfilm (207) bedeckt ist und ein Muster aufweist, gebildet ist, eine integrierte Schaltung (101), die auf dem Substrat (201) gebildet ist und eine Ausgabe des Sensorelements verarbeitet, um ein Sensorsignal zu berechnen, und einen Bondierkontaktfleckteil (102), der auf dem Substrat (201) gebildet ist und in welchen der integrierten Schaltung (101) zugeführter elektrischer Strom eingegeben wird; wobei die integrierte Schaltung (101) und das Sensorelement (105) an einem Kontaktteil (104) verbunden sind, und das Sensorelement (104) und der Kontaktteil (105) aufweisen einen geschichteten Metalldünnfilm (204), der aus einer einzelnen Metallschicht besteht, einen Isolierfilm (205), der auf dem geschichteten Metalldünnfilm (204) gebildet ist, und einen Abschälopferfilm (206), der auf dem Isolierfilm (205) gebildet und in Kontakt mit dem Schutzfilm (207) ist, wobei weiterhin eine oberste Schicht (206U) oder eine unterste Schicht (206L) des Abschälopferfilms (206) aus demselben Material wie die Metalldünnfilmschicht (204) hergestellt ist.
  4. Sensorvorrichtungsmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die integrierte Schaltung (101) auf einer anderen Fläche als derjenigen des Sensorelements (105) gebildet ist.
  5. Sensorvorrichtungsmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die integrierte Schaltung (101) unter dem Sensorelement (105) gebildet ist.
  6. Sensorvorrichtungsmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kontaktteil (104) und das Sensorelement (105) auf demselben Isolierfilm (202) gebildet sind.
  7. Sensorvorrichtungsmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kontaktteil (104) in einem Kontaktloch (106) gebildet ist.
  8. Sensorvorrichtungsmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die integrierte Schaltung (101) und das Sensorelement (105) durch eine Aluminiumverdrahtung (203), die auf einem Isolierfilm (202) gebildet ist, verbunden sind.
  9. Sensorvorrichtungsmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erste Metallschicht (204a) und die zweite Metallschicht (204b) aus einer Cu-Schicht und einer Fe(x) Co(1 - x) (0 ≤ x ≤ 0,3) Schicht bestehen.
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