DE4294151C2

DE4294151C2 - Magnetoresistives Element und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE4294151C2
Application number: DE4294151A
Authority: DE
Inventors: Yasutoshi Suzuki; Kenichi Ao; Hirofumi Uenoyama; Hiroki Noguchi; Koji Eguchi; Ichiro Ito; Yoshimi Yoshino
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1991-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2012-12-04
Also published as: DE4294151T1; US5471084A; WO1993011569A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetoresistives Element und ein Herstellungsverfahren dafür.

Ein magnetoresistives Element, wie es aus der EP-A-0304280 bekannt ist, wurde bislang herkömmlicherweise für magnetische Sensoren, usw. verwendet.

Im allgemeinen wird in einem magnetischen Sensor, der einen dünnen Film aus einem magnetoresistiven Element verwendet, wie in Fig. 25 dargestellt, ein isolierender Film 4 auf einem monokristallinen Siliziumsubstrat 1 ausgebildet, das ein Schaltkreiselement aufweist, wobei ein Aluminiumverdrahtungsmetall 9 auf dem isolierenden Film 4 ausgebildet ist und ein dünner Film aus einem ferromagnetischen magnetoresistiven Element 10, der aus Ni-Fe, Ni-Co oder einem ähnlichen Material bestehen kann, wird auf dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 ausgebildet. Der dünne Film 10 aus dem magnetoresistiven Element wird dabei auf dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 aus dem folgenden Grund angeordnet. Wenn der dünne Film 10 aus dem magnetoresistiven Element 10 zuerst ausgebildet wird, dann muß eine Musterung des Aluminiumverdrahtungsmetalls 9 nachfolgend durchgeführt werden, wodurch ein Ätzen des dünnen Filmes 10 aus dem magnetoresistiven Element bei dem Herstellungsprozeß berücksichtigt werden muß.

Dünne Filme, die aus Ni-Fe, Ni-Co oder ähnlichem bestehen sind sehr aktiv, so daß sie einer Oxidation und Zerstörung unterliegen. Daher wird ein Oberflächenschutzfilm 11 aus Siliziumnitrid, der bei einer niedrigen Temperatur ausgebildet werden kann, auf den dünnen Film 10 aus dem magnetoresistiven Element aufgebracht. Beispielsweise kann ein derartiger Film auf die folgende Art und Weise hergestellt werden. Das monokristalline Siliziumsubstrat 1, das ein Objekt darstellt, auf dem Elemente auflaminiert wer den, wird in eine Vakuumkammer eingebracht, und Rohgas (Monosilan, Stickstoff, Ammoniak etc.) fließt bei einer Temperatur von 200 bis 400°C in die Vakuumkammer, wobei ein Plasma mit einer Hochfrequenzenergiequelle angeregt wird, um einen Siliziumnitridfilm (nämlich den Oberflächenschutzfilm 11) aufzubringen. Durch dieses Verfahren kann der Oberflächenschutzfilm aufgebracht werden, ohne den dünnen Film 10 aus dem magnetoresistiven Element zu oxidieren, und zusätzlich wird ein Siliziumnitridfilm als Oberflächenschutzfilm erhalten, der nur eine geringe Anzahl von Fehlstellen oder Löchern aufweist. Der Ver bindungswiderstand (Kontaktwiderstand) zwischen dem dünnen Film 10 aus dem magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 liegt gewöhnlich ungefähr bei 1Ω, indessen ist experimentell bestätigt worden, daß wenn ein Siliziumnitridfilm als Oberflächenschutzfilm 11 aufgebracht wird, der exzellente Feuchtigkeitswiderstandseigenschaften aufweist, der Verbin dungswiderstand zwischen einigen zehn bis hin zu einem 1MΩ variieren kann, und zwar nachdem das Siliziumnitrid aufge bracht worden ist. Für den in Fig. 25 gezeigten magnetischen Sensor ist der Kontaktwiderstand von Ni-Co/Al, der gemessen wurde, bevor und nachdem ein Plasmasiliziumnitridfilm (P-SiN Film), der als Oberflächenschutzfilm 11 dient, aufgebracht worden ist, in Fig. 26 dargestellt. Aus der Fig. 26 wird deutlich, daß bei dem Vergleich des Kontaktwiderstandes vor der Aufbringung des Siliziumnitridfilmes der Kontaktwider stand nach der Aufbringung des Plasmasiliziumnitridfilmes um zwei oder mehr Größenordnungen höher liegt. Dies deutet einen Ausfall bei der elektrischen Verbindung von Ni-Co/Al an.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetoresistives Element und ein Herstellungsverfahren für das magnetoresistive Element bereitzustellen, mittels denen eine Erhöhung des Kontaktwiderstandes zwischen einem dünnen Film aus einem magnetoresistiven Element und eines Verdrahtungsmetalles in Folge der Ausbildung eines Oberflächenschutzfilmes verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein magnetoresistives Element nach dem Anspruch 1, 6 bzw. 7 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes gemäß dem Anspruch 9 bzw. 17 bzw. 19 gelöst.

Um den Grund für das Ansteigen des Kontaktwiderstandes infolge der Ausbildung des Siliziumnitrids zu verdeutlichen, wie es zuvor beschrieben worden ist, wird die Variation des Kontaktwiderstandes in der gleichen Art und Weise in einer NH₃-Gasatmosphäre gemessen, das eines der Umgebungsgase während der Ausbildungszeit des Plasmasiliziumnitrides ist. Das Ergebnis ist in Fig. 27 dargestellt. Der Kontaktwiderstand von Ni-Co/Al variiert ungefähr um zwei Größenordnungen, wenn man es einer NH₃-Gasatmosphäre aussetzt, und zwar im Vergleich zu dem Fall vor der Aus setzung einer NH₃-Gasatmosphäre, und es ist gezeigt worden, daß die Erhöhung des Kontaktwiderstandes nachdem der Plasmasiliziumnitridfilm ausgebildet worden ist im wesentlichen durch das NH₃-Gas bedingt ist.

Fig. 28 zeigt ein SIMS-Analysenergebnis eines Verbindungsteiles (Kontaktteiles) zwischen dem dünnen Film 10 aus dem magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9, nachdem der Plasmasiliziumnitridfilm ausgebildet worden ist, das unter Verwendung eines Sekundärionenmassenspektrometers gemessen worden ist. Man kann der Fig. 28 entnehmen, daß Aluminiumnitrid (AlN) in einem großen Umfang in dem Kontaktteil existiert. Die Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 ist dem Gas (insbesondere Ammoniak und Stickstoff) ausgesetzt, das für die Bildung des Oberflächenschutzfilmes 11 (Siliziumnitrid) bei hohen Temperaturen unverzichtbar ist, damit sich Nitrid bildet. Selbst bei dem Kontaktteil, der mit dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element bedeckt ist, dringt das Stickstoff enthaltende Gas durch den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element hindurch und erreicht die Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9, wodurch gefolgert wird, daß sich Aluminiumnitrid 15 bildet, wie in dem schematischen Diagramm in Fig. 29 angedeutet. Das Aluminiumnitrid weist isolierende Eigenschaften auf und bewirkt, daß sich der Kontaktwiderstand erhöht.

Um die obige Aufgabe zu lösen, enthält das magnetoresistive Element gemäß der vorliegenden Erfindung ein Substrat, ein auf Aluminium basierendes Verdrahtungsmetall, das auf dem Substrat angeordnet ist, einen dünnen Film aus einem auf Nickel basierenden magnetoresistiven Element, der elektrisch mit dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall verbunden ist, einen Sperr- bzw. Grenzfilm, der auf dem oberen Teil des Verbindungsteiles zwischen dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall und dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element ausgebildet ist, sowie einen Oberflächenschutzfilm, der aus Nitrid besteht, das den dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element bedeckt.

Genauer gesagt wird der Sperr- bzw. Grenzfilm dadurch gekennzeichnet, daß er eine Legierungsschicht umfaßt, die bei dem Verbindungsteil zwischen dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall und dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element ausgebildet wird, indem eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, und zwar bevor der Oberflächenschutzfilm gebildet wird. Dies bedeutet, daß die Wärmebehandlung durchgeführt wird, bevor der Oberflächenschutzfilm ausgebildet ist, wobei der dünne Film aus dem magnetoresistiven Element in das auf Aluminium basierende Verdrahtungsmetall eindiffundiert wird, um eine Legierungsschicht aus dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall und dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element zu bilden. Demgemäß wird die Legierungsschicht aus dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall und dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element wie zuvor beschrieben auf dem oberen Teil des auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetalles bei dem Verbindungsteil ausgebildet, so daß unter der Stickstoff enthaltenden Gasatmosphäre während der Filmbildungszeit des Oberflächenschutzfilmes die Legierungsschicht das Eindringen von Stickstoff verhindert und die Bildung einer isolierenden Aluminiumnitridschicht bei dem Verbindungsteil zwischen dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element und dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall verbietet.

Wenn der dünne Film aus dem magnetoresistiven Element und das auf Aluminium basierende Verdrahtungsmetall auf dem Substrat angeordnet und miteinander verbunden werden, dann werden beide elektrisch miteinander verbunden, während ein anderer Leiter zwischen ihnen als Sperr- oder Grenzfilm angeordnet wird. Im vorliegenden Fall, in dem ein Leiter für die Verbindung auf der oberen Schichtseite des auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetalles angeordnet wird, wird der Verbindungsleiter benötigt, das Stickstoff daran zu hindern, durch ihn hindurchzutreten. Demgegenüber wird in einem Fall, bei dem der Verbindungsleiter an der unteren Schicht des auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetalles angeordnet wird, eine Nitrierung bei dem Kontaktteil durch das auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall verhindert, das als obere Schichtseite dient. Weiterhin wird in einem Fall, in dem der Verbindungsleiter bei der unteren Schichtseite des dünnen Filmes aus dem magnetoresistiven Element angeordnet wird, ein nicht auf Aluminium basierender Leiter als Verbindungsleiter ausgewählt. Als der nicht auf Aluminium basierende Leiter wird ein Material ausgewählt, das kein Nitrid ist oder wenn es ein Nitrid ist, dann ein Nitridfilm, der leitend wird. Mit dieser Konstruktion wird, selbst bei der Aussetzung an eine Gasatmosphäre, die Stickstoff enthält, und zwar während des Vorganges des Ausbildens des Siliziumnitridfilmes, kein isolierendes AlN bei dem Kontaktteil zwischen dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element und dem Verbindungsleiter sowie dem Kontaktteil zwischen dem Verbindungsleiter und dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall gebildet.

Weiterhin kann die folgende Verfahren angewandt werden. Der dünne Film aus dem magnetoresistiven Element und das auf Aluminium basierende Verdrahtungsmetall werden auf dem Substrat angeordnet und elektrisch miteinander verbunden, wobei der Verbindungsteil zwischen dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element und dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall durch einen Siliziumoxidfilm oder einen amorphen Siliziumfilm bedeckt wird, und der Siliziumoxidfilm oder der amorphe Siliziumfilm wird durch einen Oberflächenschutzfilm bedeckt, der aus einem Siliziumnitridfilm gebildet wird. Mit dieser Konstruktion wird das Eindringen von Stickstoff unter einer Stickstoff enthaltenden Gasatmosphäre während der Ausbildung des Siliziumnitridfilmes durch den Siliziumoxidfilm oder den amorphen Siliziumfilm verhindert, und kein AlN wird bei dem Kontaktteil zwischen dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element und dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall gebildet.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines magnetischen Sensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Teiles D aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht, in der ein Kontaktzustand zwischen einem dünnen Film aus einem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und einem Aluminiumverdrahtungsmetall dargestellt ist;

Fig. 4 bis 7 Querschnittsansichten, in denen ein Herstellungsverfahren des magnetischen Sensors gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt ist;

Fig. 8 eine Draufsicht, in der ein Kontaktzustand zwischen einem konventionellen dünnen Film aus einem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und einem Aluminiumverdrahtungsmetall dargestellt ist;

Fig. 9 und 10 Querschnittsansichten, in denen der Kontaktteil zwischen dem dünnen Film aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall dargestellt ist;

Fig. 11 und 12 Draufsichten auf den magnetischen Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ein Diagramm, in dem das Verhältnis zwischen einem Stromwert und einer Filmzerstörungsrate für jede Konstruktion gemäß den Fig. 11 und 12 dargestellt ist;

Fig. 14 ein Diagramm, in dem ein Meßergebnis eines Kontaktwiderstandes dargestellt ist;

Fig. 15 ein Diagramm, in dem ein Meßergebnis eines Kontaktwiderstandes dargestellt ist, wenn die Temperatur während einer Vakuumwärmebehandlung variiert wird;

Fig. 16 ein Diagramm, in dem ein Meßergebnis eines Schichtwiderstandes dargestellt ist, wenn das Vakuum (vacuum degree) während der Vakuumwärmebehandlung variiert wird;

Fig. 17 ein Diagramm, in dem ein Kontaktwiderstand dargestellt ist;

Fig. 18 das Ergebnis einer SIMS-Analyse des Kontaktteiles, wenn die Vakuumwärmebehandlung durchgeführt wird;

Fig. 19 ist eine Querschnittsansicht der schematischen Kon struktion des Kontaktteiles, wenn die Vakuumwärmebe handlung durchgeführt wird;

Fig. 20 ist ein Diagramm, in dem das Verhältnis zwischen der Anwesenheit einer auf Ni-Al basierenden Legierung und der Variationsrate des magnetischen Widerstandes dargestellt ist;

Fig. 21 und 22 sind Draufsichten auf einen magnetischen Sensor, die ein Anwendungsbeispiel der ersten Ausführungsform darstellen;

Fig. 23 und 24 sind Querschnittsansichten eines anderen Bei spieles des magnetischen Sensors der ersten Ausfüh rungsform;

Fig. 25 ist eine Querschnittsansicht eines magnetischen Sensors nach dem Stand der Technik;

Fig. 26 und 27 sind Diagramme, in denen Meßergebnisse des Kontaktwiderstandes dargestellt sind;

Fig. 28 ist ein Diagramm, in dem das Ergebnis einer SIMS-Analyse des konventionellen Kontaktteiles dargestellt ist;

Fig. 29 ist eine Querschnittsansicht der schematischen Kon struktion des konventionellen Teiles;

Fig. 30 ist eine Querschnittsansicht eines magnetischen Sensors gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 31 bis 33 sind Querschnittsansichten, in denen ein Her stellungsverfahren des magnetischen Sensors nach der zweiten Ausführungsform dargestellt ist;

Fig. 34 ist ein Diagramm, in dem ein Meßergebnis des Kontaktwiderstandes dargestellt ist;

Fig. 35 ist eine Querschnittsansicht eines magnetischen Sensors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 36 bis 38 sind Querschnittsansichten, in denen ein Her stellungsverfahren des magnetischen Sensors gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 39 ist eine Querschnittsansicht, in der ein weiteres Beispiel des magnetischen Sensors nach der dritten Ausführungsform dargestellt ist;

Fig. 40 ist eine Querschnittsansicht eines magnetischen Sensors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 41 bis 43 sind Querschnittsansichten, in denen ein Her stellungsverfahren des magnetischen Sensors gemäß der vierten Ausführungsform dargestellt ist;

Fig. 44 ist eine Draufsicht auf einen magnetischen Sensor gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform;

Fig. 45 ist eine Querschnittsansicht des magnetischen Sensors, der in Fig. 44 dargestellt ist, entnommen entlang der Linie E-E;

Fig. 46 ist eine Querschnittsansicht eines magnetischen Sensors gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 47 bis 49 sind Querschnittsansichten eines Herstellungsverfahrens des magnetischen Sensors gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform.

Im folgenden werden Ausführungsformen eines magnetischen Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht des magnetischen Sensors gemäß der ersten Ausführungsform, in der ein dünner Film 10 aus einem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und ein Signalverarbeitungsschaltkreis auf dem gleichen Substrat integriert sind. Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Teiles D aus Fig. 1, und Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Teil D.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen das Herstellungsverfahren des magnetischen Sensors.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 ein vertikaler Typ eines bipolaren NPN-Transistors auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates 1 vom P-Typ ausgebildet (einem monokristallinen Siliziumsubstrat), wobei eine wohlbekannte Verarbeitungstechnik verwendet wird. Dies bedeutet, daß auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 vom P-Typ eine vergrabene Schicht 2 vom N⁺-Typ und eine Epitaxieschicht 3 vom N^--Typ ausgebildet wird. Weiterhin wird ein Siliziumoxidfilm 4 auf einer Hauptoberfläche der Epitaxieschicht 3 vom N^--Typ aufgebracht, und zwar durch ein Wärmeoxidationsverfahren oder ein CVD-Verfahren, wobei der Siliziumoxidfilm 4 einer Photoätzbehandlung mit einem geeigneten Schaltkreismuster ausgesetzt wird, und ein Elementtrennungsbereich 5 (element separation region) vom P⁺- Typ, ein Diffusionsbereich 6 vom P⁺-Typ und Diffusionsbereiche 7 und 8 vom N⁺-Typ werden durch Diffusion von Unreinheiten erzeugt. Dies bedeutet, daß der Bereich vom N⁺-Typ durch das selektive Eindiffundieren von Phosphor und der Bereich vom P⁺-Typ durch das selektive Eindiffundieren von Bor gebildet wird, wobei ein Ioneninjektionsverfahren oder ein Diffusionsverfahren verwendet wird. Durch das oben diskutierte Verfahren wird der vertikale bipolare NPN-Transistor durch die vergrabene Schicht 2 vom N⁺-Typ, die Epitaxieschicht 3 vom N^--Typ, den Diffusionsbereich 6 vom P⁺-Typ und die Diffusionsbereiche 7 und 8 vom N⁺-Typ gebil det, und dieser Transistor wird verwendet, um ein Signal von dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element zu verstärken, wie im folgenden beschrieben werden wird.

Nachfolgend wird ein Öffnungsteil 4a selektiv in dem Silizi umoxidfilm 4 unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens ausgebildet, um einen Kontaktteil zu bilden. Wie man der Fig. 5 entnehmen kann, wird ein dünner Film aus einem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 vom P-Typ aufgebracht, indem ein Abscheidungs- oder Zerstäubungsverfahren verwendet wird, und dieses Alumini umverdrahtungsmetall 9 wird durch eine Photoätzbehandlung gemustert. Zu diesem Zeitpunkt wird der Endteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 derartig bearbeitet, daß sein Querschnitt in einer abgeschrägten (sich verjüngenden) Form angelegt wird (wie mit dem Bezugszeichen 9a in der Figur angedeutet). Dies bedeutet, daß eine sich verjüngende Ätzung vom Naßtyp durchgeführt wird, um einen Neigungswinkel θ des abgeschrägten Teiles 9a unterhalb von 78° zu setzen, nämlich beispielsweise auf 50°. Wie man der Fig. 2 entnehmen kann wird der Neigungswinkel θ als ein Schnittwinkel zwischen dem Siliziumoxidfilm 4 und der Endoberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 definiert.

Nachfolgend wird zwecks Herstellung einer Ohmschen Verbindung zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und einem Schaltkreiselement (Silizium), so wie beispielsweise einem bipolaren Transistor oder ähnlichem, eine Wärmebehandlung durchgeführt, die als "Alumi-Sinter" bezeichnet wird, und zwar beispielsweise bei einer Temperator von 450°C für eine Dauer von 30 Minuten unter einem Aufschäumgas (foaming gas) (wie N₂ + H₂). Zu diesem Zeitpunkt wird ein isolierender Film, so wie beispielsweise ein Oxidfilm oder ähnliches, auf der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 ausgebildet.

Nachfolgend wird das Halbleitersubstrat 1 vom P-Typ in eine Vakuumkammer eingebracht und die auf der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 aufgewachsene Oxidschicht wird mittels einer Plasmaätzbehandlung eines Schutzgases (beispielsweise Ar-Gas) geätzt. Nachfolgend wird, wie in Fig. 6 dargestellt, der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element auf dem Siliziumoxidfilm 4 abgeschieden, der das Aluminium verdrahtungsmetall 9 enthält, und zwar in der gleichen Vakuumkammer, wobei der Vakuumzustand aufrechterhalten wird. Daher wird ein Metallkontakt bei der Schnittstelle zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element hergestellt, der keine Oxidschicht enthält. Der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element wird aus einem ferromagnetischen dünnen Film gebildet, der in erster Linie aus Ni besteht und der Fe, Co enthält; dies hat einen dünnen Ni-Fe- oder einen Ni-Co-Film zur Folge, und seine Dicke beträgt ungefähr 500 Å (200 bis 2000 Å). In dieser Ausführungsform wird ein dünner Ni-Co-Film als dünner Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element verwendet, und er wird so ausgelegt, daß er dünner ist als das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 (vgl. Fig. 2).

Wie man der Fig. 7 entnehmen kann, wird der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element in einem gewünschten Brückenmuster unter Verwendung der Photoätzbehandlung geätzt. Dabei wird der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element ausreichend mit dem abgeschrägten Teil 9a des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 überlappt, wie man der Fig. 2 entnehmen kann. Durch den abgeschrägten Teil 9a werden der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 elektrisch miteinander verbunden. Der Endteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 wird in der sich verjüngenden Struktur ausgelegt, um eine Unterbrechung der Verbindung zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 zu verhindern.

In diesem Fall wird der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element, der als ein magnetischer Sensor wirkt, auf dem Siliziumoxidfilm 4 ausgebildet. Der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element wird derartig photogeätzt, daß er eine Breite von 10 bis 15 µm hat, und seine Länge wird auf der Grundlage des spezifischen Widerstandes, der Dicke t (vgl. Fig. 2) und der Breite W des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element bestimmt, um so den gewünschten Brückenwiderstand zu erhalten.

Nachfolgend wird das mit dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element ausgebildete Halbleitersubstrat 1 vom P-Typ einer Vakuumwärmebehandlung (einem Vakuumtemperverfahren) ausgesetzt, und zwar für eine konstante Zeit (von beispielsweise 30 Minuten). Die Vakuumwärmebehandlung wird unter den folgenden Bedingungen durchgeführt, nämlich bei einer Temperatur von 350 bis 450°C und unter einem Vakuum (von beispielsweise weniger als 10^-2 Torr). Zu diesem Zeitpunkt wird eine später noch zu beschreibende, auf Ni-Al basierende Legierung bei dem Verbindungsteil des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 ausgebildet, und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 werden miteinander durch die auf Ni-Al basierende Legierung elektrisch verbunden.

Nachfolgend wird, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Oberflächenschutzfilm 11 aus Siliziumnitrid unter Verwendung einer Plasma-CVD-Einrichtung ausgebildet. Dies bedeutet, daß das Halbleitersubstrat 1 vom P-Typ bei einer Temperatur von ungefähr zwischen 200 und 400°C gehalten und Gas (Monosilan, Stickstoff, Ammoniak etc.) angelegt wird, wobei mittels einer Hochfrequenzenergiequelle ein Plasma angeregt wird, um einen Siliziumnitridfilm aufzubringen. Weiterhin wird nur ein leitender Anschlußteil des Oberflächenschutzfilmes 11 geätzt, um einen Öffnungsteil zu bilden, wodurch der in Fig. 1 dargestellte magnetische Sensor entsteht.

In einem derartig gebildeten magnetischen Sensor werden ein auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 vom P-Typ ausgebildeter NPN-Transistor, ein nicht dargestellter PNP-Transistor, ein Diffusionswiderstand und ein Schaltkreiselement, so wie beispielsweise ein Kondensator, untereinander mittels des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 verbunden, um es diesen Elementen zu erlauben, als ein elektrischer Schaltkreis zu fungieren. Darüberhinaus werden der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Schaltkreiselement, die auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 vom P-Typ ausgebildet sind, von der Außenluft durch den Oberflächen schutzfilm 11 aus Siliziumnitrid geschützt.

Im folgenden werden Charakteristiken des Verbindungsteiles zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 gemäß dieser Ausführungsform erläutert.

Hierzu wird der Widerstand Ro des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element abgeschätzt, der sich durch die Summe aus dem Widerstand R_N1-Co des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Kontaktwiderstand Rc des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element mit dem Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 darstellen läßt (Ro = R_N1-Co + 2·Rc). Daher muß man, um den Widerstand Ro des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element auf einen gewünschten Wert zu setzen, nicht nur eine Präzision bei der Musterbearbeitung walten lassen, sondern auch den Kontaktwiderstand Rc des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 auf einen so kleinen Wert wie möglich setzen, so daß der Widerstandswert Ro nur durch das Muster des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element bestimmt wird.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat experimentell ermittelt, was den Kontaktwiderstand von Ni-Co/Al bestimmt. Herkömmlicherweise variiert der Kontaktwiderstand zwischen Metallfilmen (Aluminiumschichtverdrahtungen) gemäß dem Kontaktbereich, und wenn man die Kontaktwiderstandsrate durch ρc darstellt und den Bereich des Kontaktteiles durch A, dann ergibt sich der Kontaktwiderstand Rc zu Rc = ρc/A. Indessen ist herausgefunden worden, daß in den Strukturen der Ni-Co/Al-Gruppe, bei der der Kontakt mit dem abgeschrägten Teil im Profil hergestellt worden ist, der Kontaktwiderstand nicht von dem Bereich (der Fläche) A abhängig ist, sondern nur von dem Kontaktbereich zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem abgeschrägten Teil 9a des Aluminiumverdrahtungsmetalls. Indem man die Kontaktwiderstandsrate des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 und des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element mit ρ bezeichnet, den Nei gungswinkel des abgeschrägten Teiles 9a des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 durch θ (vgl. Fig. 2), die Dicke des dünneren von dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element bei dem Kontaktteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 und des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element (also den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element) durch t, sowie die Länge des Kontaktteiles mit L, dann läßt sich der Kontaktwiderstand Rc dieser Struktur dar stellen durch

Rc = ρc · sinθ/(t·L) (1)

Hiervon ausgehend kann der Kontaktwiderstand Rc auf einen gewünschten Wert gesetzt werden. Aus der Gleichung (1) folgt, daß eine Einrichtung hergestellt werden kann, mit der der Kontaktwiderstand Rc vermindert werden kann. Dies bedeutet, wie man der Fig. 3 entnehmen kann, daß ein Ausnehmungsteil 12 bei dem Endteil der Spitze des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 ausgebildet wird, und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element wird auf dem Ausnehmungsteil 12 angeordnet, um den Wert L aus Gleichung (1) zu erhöhen. Als ein Folge hiervon wird L zu L = L1 + L2 + L3, und L kann im Vergleich mit ei nem Fall länger gemacht werden, bei dem kein Ausnehmungsteil 12 bereitgestellt wird. Dies bedeutet, daß herkömmlicherweise der Kontakt mit dem Aluminiumverdrahtungsmetall durchgeführt wird, während die Linienbreite des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element (die durch den Designwert der ferromagnetischen Widerstandsvariationsrate und den Designwert des Brückenwiderstandes bestimmt wird) nicht verändert wird und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 bandförmig ausgeformt verbleibt, so daß der Kontaktwiderstand hoch wird. Indessen kann, indem man seine Form derartig ausbildet, wie in Fig. 3 gezeigt (nämlich in Form eines Ausnehmungsteiles 12), der Kontaktwiderstand um eine oder mehrere Größenordnungen vermindert werden.

Die Länge einer jeden Seite des Ausnehmungsteiles 12 wird, wie man der Fig. 3 entnehmen kann, zwei oder mehrmal so dick wie die Dicke des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 gewählt. Genauer gesagt wird in dieser Ausführungsform die Dicke des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 auf 1 µm gesetzt, und die Länge einer jeden Seite des Ausnehmungsteiles 12 wird auf 16 µm gesetzt. Daher ist die Länge einer jeden Seite des Ausnehmungsteiles 12 auf die 16-fache Dicke des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 gesetzt.

Mit einer Struktur, die einen derartigen Ausnehmungsteil 12 aufweist, werden gemäß dieser in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform beide zu verbindenden Teile miteinander in drei Richtungen (A, B, C) kontaktiert, wie man der Fig. 3 entnehmen kann, wohingegen in einer konventionellen Struktur, die keinen Ausnehmungsteil aufweist, wie in Fig. 8 gezeigt, die Richtung bei dem Kontaktteil zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element nur in einer Richtung verläuft (nämlich der Richtung A in Fig. 8). Mit anderen Worten werden gemäß der vorliegenden Erfindung Stromeinflußoberflächen in drei Richtungen gebildet (nämlich den A, B, C-Richtungen).

Dies bedeutet, daß in dem konventionellen Verfahren das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element in einer Richtung kontaktiert werden, wobei der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element bei dem Endteil des Kontaktteiles mit dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 eingeengt wird, wie man der Fig. 9 entnehmen kann, und zwar infolge des Einfallswinkels der Ni-Co-Partikel auf das Substrat, wenn der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element gebildet wird. Als ein Ergebnis hiervon wird die zulässige Stromkapazität vermindert und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element kann bei dem eingeengten Teil durchbrechen. Indessen werden, wenn man die Konstruktion der vorliegenden Ausführungsform mit dem Ausnehmungsteil 12 verwendet, das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element miteinander in drei Richtungen kontaktiert. Daher existiert, selbst wenn eine Variation in dem Einfallswinkel auftritt, wenn der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aufgebracht wird, wenigstens eine Richtung, bei der keine Einengung des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element auftritt, wie man der Fig. 10 entnehmen kann, obgleich ein eingeengter Bereich des dünnen Filmes aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element vorhanden ist, wie in Fig. 9 dargestellt.

Im vorliegenden Fall ist die Durchbruchsrate des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element für zwei Fälle gemessen worden, bei denen zwei Ausnehmungsteile 12a und 12b ausgebildet worden sind, wie in Fig. 11 dargestellt, und keine Ausnehmungsteile ausgebildet worden ist, wie in Fig. 12 dargestellt. In den Fig. 11 und 12 ist die Verbindung bzw. der Übergang zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 derartig ausgelegt worden, daß er einen verbreiterten Teil 13 an der Seite der Spitze des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aufweist und die Länge L des Kontaktteiles verlängert wird, um die Verminderung des Kontaktwiderstandes Rc zu unterstützen, wie zuvor beschrieben. Das Ergebnis hiervon ist in Fig. 13 dar gestellt. Die Fig. 13 zeigt das Verhältnis zwischen einem Stromwert und der Rate, bei der der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element an dem Endteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 durchgebrannt und durchbrochen ist. Der Stromwert ist derartig normiert, daß die Durchbruchsrate der in Fig. 11 gezeigten Struktur auf "1" gesetzt wird. Aus Fig. 13 wird deutlich, daß der Durchbruchsstromwert des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element bei dem Endteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 drei- bis viermal durch die Bereitstellung des Ausnehmungsteiles erhöht worden ist. Dies bedeutet, daß der Durchbruchsstromwert in dem Fall, in dem kein Ausnehmungsteil bereitgestellt worden ist, 0,26 betrug, während er in dem Fall des Bereitstellens von zwei Ausnehmungsteilen 12a und 12b 0,95 war. Dies bedeutet, daß der Durchbruchsstromwert 0,95/0,26 = 3,6-fach erhöht werden kann. Wie zuvor beschrieben, wird die Länge L des Kontaktteiles länger gemacht, und zusätzlich werden das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element miteinander derart kontaktiert, daß ein Strom in einer solchen Richtung fließt, daß keine Einengung existiert, wodurch die zulässige Stromkapazität erhöht werden kann.

Weiterhin wird in einem Fall, in dem der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 miteinander kontaktiert werden, der abgeschrägte Teil 9a bei dem Teil an der Spitze des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 ausgebildet, und der Ohmsche Übergang wird mit dem Schaltkreiselement durch die Wärmebehandlung (unter einer aufschäumenden Gasatmosphäre (foaming gas atmosphere)) ausgebildet. In diesem Verfahren wird die Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 oxidiert und sie dient als eine Sperr- bzw. Grenzschicht wenn der Ohmsche Übergang zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 gebildet wird, so daß die Gleichung (1) nicht erfüllt ist. Zusätzlich wird die Kontaktwiderstandsrate ρc auf 10^-4Ωcm² bis 10^-5Ωcm² erhöht. Indessen kann, wie zuvor beschrieben, die Kontakt widerstandsrate ρc auf einen Wert von kleiner als 10^-5Ωcm² gesetzt werden, und zwar durch Ätzen der Oxidschicht auf der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9. Als ein Er gebnis hiervon kann der Kontaktwiderstand vermindert werden.

Fig. 14 zeigt Meßergebnisse des Kontaktwiderstandswertes in einem Fall, in dem die Oxidschicht der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 geätzt wird, sowie in einem Fall, in dem keine Ätzbehandlung der Oxidschicht durchgeführt wird. Wie man der Figur entnehmen kann, werden sowohl der Kontaktwiderstand als auch die Variation des Widerstandswertes durch Ätzen der Oxidschicht auf ein Drittel oder weniger vermindert. Zusätzlich wird die Kontaktwiderstandsrate (ρc) auf einen Wert unterhalb von 10^-6Ωcm² vermindert.

Als nächstes wird die Vakuumwärmebehandlung, die durchgeführt wird, bevor der Oberflächenschutzfilm 11 ausgebildet wird, auf der Grundlage von verschiedenen experimentellen Ergebnissen diskutiert werden.

Fig. 15 zeigt ein Meßergebnis eines Verbindungswiderstandes (Kontaktwiderstandes) zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall für den Fall, für den sich die Temperatur während der Vakuumwärmebehandlung ändert. Aus der Figur wird deutlich, daß für eine Unterdrückung des Kontaktwiderstandes auf einen kleinen Wert die Temperatur oberhalb von 350°C liegen muß. Wenn die Temperatur oberhalb von 450°C liegt, dann beginnen Aluminium und Ni intensiv miteinander zu reagieren, und die Oberfläche weist intensive Unregelmäßigkeiten auf. Daher ist es notwendig, daß die Vakuumwärmebehandlungstemperatur zwischen 350°C und 450°C liegt.

Fig. 16 zeigt das Meßergebnis des Schichtwiderstandes, wenn das Vakuum während der Vakuumwärmebehandlung variiert wird. Man kann der Figur entnehmen, daß ein Vakuum nötig ist, um den Schichtwiderstand auf einen kleinen Wert zu drücken. Dies bedeutet, daß bei der Anwesenheit von beliebigen Gasen (Sauerstoff, Ammoniak, Stickstoff etc.) in der Umgebung des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element, wenn dieser einem hohen Temperaturzustand ausgesetzt wird, der Widerstand bei dem Verbindungsteil (Kontaktteil) zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element sich erhöht und der stark aktive dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element oxidiert, so daß er seine Eigenschaften als ein magnetoresistives Element nicht länger aufrechterhalten kann. Das Vakuum muß unterhalb eines Druckes von ungefähr 10^-2 Torr liegen, und in diesem Fall kann bestätigt werden, daß keine Erhöhung des Widerstandes stattfindet.

Fig. 17 zeigt das Vergleichsmeßergebnis für den Verbindungswiderstand (Kontaktwiderstand) in einem Fall, in dem die Vakuumwärmebehandlung durchgeführt worden ist und in einem Fall, in dem keine Vakuumwärmebehandlung durchgeführt worden ist. Der Kontaktwiderstand, der der gleiche ist, nach dem der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element ausgebildet worden ist, wird um ungefähr eine Größenordnung reduziert, indem man das Vakuumwärmebehandlungsverfahren durchführt, so daß der Kontaktwiderstand sich in diesem Fall nicht ändert, selbst wenn der Oberflächenschutzfilm 11 (Siliziumnitrid) durch die Plasma-CVD aufgebracht wird, wodurch der Kontaktwiderstand um drei oder vier Größenordnungen im Vergleich mit dem Fall vermindert wird, bei dem keine Vakuumwärmebehandlung durchgeführt wird.

Fig. 18 zeigt ein Analyseergebnis des Verbindungsteiles (Kontaktteiles) zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element, das unter Verwendung eines Sekundärionenmassenspektrometers erstellt worden ist, und zwar für den Fall, bei dem die Vakuumwärmebehandlung durchgeführt worden ist.

Im Vergleich mit dem konventionellen, in Fig. 28 dargestellten Ergebnis, bei dem keine Vakuumwärmebehandlung durchgeführt worden ist, existiert in dem konventionellen Ergebnis eine große Menge an Aluminiumnitrid (AlN) in dem Kontaktteil, das eine Erhöhung des Kontaktwiderstandes bedingt. Demgegenüber unterdrückt, wie in Fig. 18 gezeigt, die Vakuumwärmebehandlung die Bildung des Aluminiumnitrids bei dem Kontaktteil auf die Hälfte oder weniger. Dieser Mechanismus wird im folgenden beschrieben.

Indem man die Vakuumwärmebehandlung durchführt, bevor der Oberflächenschutzfilm 11 (Siliziumnitrid) durch das Plasma-CVD-Verfahren aufgebracht wird, wird eine Legierungsschicht 16 aus dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem ferromagnetischen magnetoresistiven dünnen Film 10 bei dem Verbindungsteil zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element gebildet, wie man dem schematischen Diagramm 19 entnehmen kann. Diese Legierungs schicht 16 dient dazu, ein Eindringen von Stickstoffgaskomponenten zu verhindern, die die Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 durch den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element erreichen, wenn der Oberflächenschutzfilm durch das Plasma-CVD-Verfahren gebildet wird. Demgemäß wird das isolierende Aluminiumnitrid daran gehindert, sich bei dem Verbindungsteil zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Alumi niumverdrahtungsmetall 9 zu bilden, wenn der Oberflächenschutzfilm entsteht. Als ein Ergebnis hiervon wird die Erhöhung des Kontaktwiderstandes verhindert.

Selbst wenn die auf N-Al basierende Legierung 16 gebildet wird, indem die Vakuumwärmebehandlung durchgeführt wird, ist die Verbindung zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element ein Metallkontakt, wodurch die Gleichung (1) erfüllt ist, so daß die Widerstandsvariationsrate, die eine magnetische Charak teristik des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element ist, nicht geändert wird, wie man der Fig. 20 entnehmen kann.

Wie zuvor beschrieben wird in dieser Ausführungsform das Aluminiumverdrahtungsmetall 9, das den abgeschrägten Bereich aufweist, auf dem Halbleitersubstrat 1 vom P-Typ aufgebracht und in dem magnetoresistiven Element, das den dünnen Film 10 aus dem auf Nickel basierenden ferromagnetischen magnetoresistiven Element aufweist, der sich von der oberen Seite des abgeschrägten Profilteiles 9a erstreckt, läßt sich die Kontaktwiderstandsrate des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 und des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element durch ρc darstellen, der Neigungswinkel des abgeschrägten Profilteiles 9a des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 durch θ und die Dicke des dünneren von dem Aluminumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element bei dem Kontaktteil zwischen Ihnen durch t, sowie die Länge des Kontaktteiles durch L, so daß der Kontaktwiderstand Rc zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element derartig zu bestimmen ist, daß die folgende Gleichung erfüllt wird:

Rc = ρc·sinθ/(t·L)

Daher läßt sich der Kontaktwiderstand Rc zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element genau bestimmen.

Weiterhin wird die Filmausbildung unter Verwendung des Vaku umabscheidungsverfahrens durchgeführt, wenn der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element auf dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 aufgebracht ist, und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element werden derartig aufgebracht, daß sie miteinander in zwei oder mehr Richtungen kontaktiert sind, und zwar bei der Bildungszeit des Ausnehmungsteiles 12, wie in Fig. 3 dargestellt, so daß selbst wenn eine Variation des Einfallswinkels während der Abscheidung des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element stattfindet, wenigstens eine Richtung verbleibt, die keine Einengung in dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aufweist. Dies bedeutet, daß wenn die linear gegenüberliegende Linienlänge zwischen dem Aluminiumver drahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element länger gemacht wird, der Kontaktbereich größer wird. Weiterhin muß, wenn der Einfallswinkel während der Abscheidung von Ni-Co gesteuert wird, er auf die optimale Position eines Halters in der Vakuumaufbringungseinrichtung gesetzt werden. Indessen wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein derartiger Nachteil vermieden und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element können miteinander einfacher und genauer kontaktiert werden.

Weiterhin wird in dem Fall, in dem der dünne Film 10 aus dem auf Ni-Co basierenden ferromagnetischen magnetoresistiven Element als der magnetische Sensor verwendet wird, der Wert von L erhöht, um den Wert von Rc zu vermindern, so daß die Gegenspannung, die infolge der Variation des Widerstandswertes zwischen Brücken auftritt, erheblich vermindert werden kann, und zwar auf 1/3 bis 1/2. Weiterhin wird in einem Fall, in dem dieser magnetische Sensor für eine Befestigung auf einem Fahrzeug verwendet wird, dieser Teil durchbrennen, wenn der Kontaktwiderstand von Ni-Co/Al groß ist, und zwar dann, wenn eine Batteriespannung direkt an den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element angelegt wird. Indessen wird in dieser Ausführungsform die Kontaktspannung auf einen gewünschten Wert gesetzt werden, so daß dieser Nachteil vermieden wird.

In dem Fall, in dem der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element unmittelbar mittels eines Elektronenstrahlaufbringungsverfahrens nach dem Al-Temperverfahren (dem Wärmebehandlungsverfahren) auflaminiert wird, verbleibt die Oxidschicht auf der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9, die während des Aluminiumtemperverfahrens gebildet wird, so wie sie ist. Indessen wird gemäß dieser Ausführungsform die Oxidschicht auf der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 zunächst durch die Plasmaätzbehandlung von Schutzgas (beispielsweise Argongas) geätzt, und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element wird dann der Elektronenstrahlabscheidung ausgesetzt, wobei das Vakuum aufrechterhalten wird, so daß die Metallverbindung, die keine Oxidschicht aufweist, auf der Schnittstelle zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 gebildet wird.

Weiterhin wird in dem Fall, in dem der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element auf dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 ausgebildet wird, um das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 mit dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element elektrisch zu verbinden, und in dem dann der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element mit einem Oberflächenschutzfilm 11 bedeckt wird, der mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens aus Siliziumnitrid gebildet wird, die Vakuumwärmebehandlung bei einer Temperatur von 350°C bis 450°C durchgeführt, bevor der Oberflächenschutzfilm 11 gebildet wird. Daher wird bei dem Verbindungsteil zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element die Legierungsschicht 16 aus dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element durch die Vakuumwärmebehandlung gebildet, und die Bildung des isolierenden Aluminiumnitrids bei dem Verbindungsteil, nämlich während das Plasma-CVD-Verfahren durchgeführt wird, wird durch das Gas verhindert, das Stickstoff enthält. Als ein Ergebnis hiervon kann die Erhöhung des Kontaktwiderstandes zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 infolge der Bildung des Ober flächenschutzfilmes 11 verhindert werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise ist In der obigen Ausführungsform der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element dünner als das Aluminiumverdrahtungsmetall 9, wodurch "t" aus Gleichung (1) die Dicke des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element ist. Indessen ist in dem Fall, in dem das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 dünner ist als der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element die Dicke des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 gleich "t" in Gleichung (1).

Desweiteren kann zur Kontaktierung des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 mit dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element in wenigstens drei Richtungen gemäß einer weiteren, in Fig. 21 gezeigten Möglichkeit der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element um das quadratische oder rechteckige Aluminiumverdrahtungsmetall 9 herum aufgebracht werden. Dies bedeutet, daß der Kontakt mit dem Seitenoberflächenteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 bei dem breiten Teil 14 an der Seite der Spitze des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element hergestellt werden kann, um den gewünschten Kontakt zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element in den drei Richtungen herzustellen und die Länge L des Kontaktteiles kann länger werden. In dieser Struktur werden das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element derartig angeordnet, daß sie untereinander in den drei Richtungen kontaktiert werden können. Weiterhin kann, wie man der Fig. 22 entnehmen kann, der dünne Film 10 aus dem ferroma gnetischen magnetoresistiven Element auf ein kreisförmiges Aluminiumverdrahtungsmetall 9 aufgebracht werden. Gemäß einer derartigen Struktur können das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element untereinander in im wesentlichen allen Richtungen kontaktiert werden.

Weiterhin ist gemäß der obigen Ausführungsform ein Fall be schrieben worden, gemäß dem der bipolare IC auf dem Halbleitersubstrat 1 ausgebildet worden ist. Indessen kann er auch mit einem MOS-Element integriert werden. Fig. 23 zeigt eine Struktur, in der die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit einem C-MOS-Transistor verwendet wird. Dies bedeutet, daß ein BPSG-Film 28 auf der Hauptoberflächenseite des Siliziumsubstrats 26 einer C-MOS-Struktur über einen LOCOS-Oxidfilm 27 ausgebildet wird und der Plasmasiliziumnitridfilm 29 wird auf dem BPSG-Film 28 auf gebracht. Der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aus Ni-Co und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 werden miteinander durch die auf Ni-Al basierende Legierung 16 verbunden, wie zuvor beschrieben, und zwar auf dem Plasmasiliziumnitridfilm 29, wobei sie anschließend mit dem Oberflächenschutzfilm 11 bedeckt werden, der aus einem Plasmasiliziumnitridfilm gebildet wird.

Weiterhin wird die Vakuumwärmebehandlung in der obigen Ausführungsform durchgeführt, wobei die Wärmebehandlung in der Umgebung eines anderen Schutzgases durchgeführt werden kann (beispielsweise Helium, Argon), das kein N₂ enthält.

Wie in Fig. 24 dargestellt kann die vorliegende Erfindung für einen magnetischen Sensor verwendet werden, der den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aufweist (den dünnen Ni-Co-Film), und zwar in einem Fall, in dem ein Schutzwiderstandsteil 17 verwendet wird, der aus dem gleichen Material besteht wie der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element, nämlich um den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element vor einem Spannungsstoß, etc. zu schützen. Dies bedeutet, daß für einen magnetischen Sensor, in dem das Aluminiumverdrahtungsmetall 9, dessen Endteil im Profil in einer abgeschrägten Form auf einem Halbleitersubstrat 1 vom P-Typ ausgebildet ist und in dem das Schutzwiderstandsteil 17, das aus dem gleichen Material zusammengesetzt ist wie der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element, derartig ausgebildet ist, daß es sich von der oberen Seite des abgeschrägten Profilteiles 9a erstreckt, der Kontaktwiderstand Rc gemäß der Gleichung (1) bestimmt werden kann.

Im folgenden wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Ausführungsform wird eine isolierende Schicht 15 aus AlN auf der Al-Oberfläche ausgebildet, wenn der Oberflächenschutzfilm 11 von der Illustration fortgelassen wird.

Zweite Ausführungsform

Fig. 30 ist eine Querschnittsansicht des magnetischen Sensors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der dünne Film 11 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und der Signalverarbeitungsschaltkreis auf dem gleichen Substrat integriert sind.

Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Zusammenhang mit ihrem Herstellungsverfahren unter Bezugnahme auf die Fig. 31 bis 33 beschrieben. Die Elemente, die den Elementen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Zunächst wird, wie in Fig. 31 dargestellt, genau wie in der ersten Ausführungsform auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 vom P-Typ ein vertikaler bipolarer NPN-Transistor ausgebildet, der aus einer vergrabenen Schicht 2 vom N⁺-Typ besteht, sowie aus einer Epitaxieschicht 3 vom N^--Typ, einem Diffusionsbereich 6 vom P⁺-Typ und aus Diffusionsbereichen 7 und 8 vom N⁺-Typ. Der Transistor dient dazu, ein Signal von einem dünnen Film 11 aus einem ferromagnetischen magnetoresistiven Element zu verstärken, wie später beschrieben werden wird.

Nachfolgend wird, wie in Fig. 32 dargestellt, ein leitendes Metall 18 aus der Nicht-Aluminiumleitergruppe, das aus TiW gebildet wird, auf einem Siliziumoxidfilm 4 mittels eines Zerstäubungsverfahrens aufgebracht. Die Filmdicke wird auf ungefähr 10 nm bis 30 nm gesetzt. Dieses leitende Metall 18 wird mittels einer Photoätzbehandlung gemustert.

Nachfolgend wird ein Öffnungsteil 4a selektiv in dem Silizi umoxidfilm 4 unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens ausgebildet, um einen Kontaktteil bereitzustellen. Daran anschließend wird, wie in Fig. 33 dargestellt, ein Dünnfilmaluminiumverdrahtungsmetall 9 auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 vom P-Typ mit ungefähr 0,1 µm aufgebracht, und dieses Aluminiumverdrahtungsmetall 9 wird mittels der Photoätz behandlung gemustert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 derartig aufgebracht, daß sein Endteil mit der oberen Oberfläche des Endteiles des leitenden Metalles 18 überlappt. Daran anschließend wird ein Ohmscher Kontakt zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem Schaltkreiselement (Silizium) hergestellt, und zwar durch das Wärmebehandlungsverfahren (eine Legierungsbehandlung wird durchgeführt).

Dann wird das obige Substrat auf einen Substrathalter in einer Elektronenstrahlaufbringungsvorrichtung angebracht. Ahnlich wie in der ersten Ausführungsform wird der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element mit einer Dicke von ungefähr 0,5 nm durch das Elektronenstrahlaufbringungsverfahren hergestellt, wobei er anschließend mittels der Photoätzbehandlung gemustert wird. Dabei wird darauf geachtet, daß der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element derartig angeordnet wird, daß sein Endteil mit der oberen Oberfläche des Endteiles des leitenden Metalles 18 überlappt. Der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 werden so untereinander mittels dem leitenden Metall 18 elektrisch verbunden.

Schließlich wird, wie in Fig. 30 dargestellt, der Oberflächenschutzfilm 11, der aus einem Plasmasiliziumnitridfilm gebildet wird, unter Verwendung der Plasma-CVD-Vorrichtung ausgebildet. Während der Filmherstellungszeit dieses Plasmasiliziumnitridfilmes wird er einem NH₃-Gas ausgesetzt, das eines der Atmosphärengase ist, wobei allerdings keine Nitridschicht auf der Oberfläche des leitenden Metalles 18, das aus Taw besteht (on the surface of the conductive metal 18 formed of Taw), entsteht. Weiterhin wird, da bei dem Verbindungsteil mit dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 das leitende Metall 18 als untere Schicht dient und daher der Kontakt mit dem unteren Teil des Aluminiums hergestellt wird, kein isolierendes Al-N bei dem Kontaktteil entstehen. Das leitende Metall 18, das Aluminiumverdrahtungsmetall 9, der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Schaltkreiselement, das auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 vom P-Typ ausgebildet ist, werden von der äußeren Luft durch den Oberflächenschutzfilm 11 geschützt.

Wie zuvor beschrieben worden ist werden der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element, das aus Ni-Co gebildet wird, das leitende Metall 18 (ein Leiter aus der Nicht-Aluminiumgruppe), das aus Taw besteht, und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 auf dem Halbleitsrsubstrat vom P-Typ angeordnet, um den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 untereinander elektrisch zu verbinden, und zwar mittels dem leitenden Metall 18, wobei desweiteren der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element, das leitende Metall 18 und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 mit dem Oberflächenschutzfilm bedeckt werden, der aus dem Plasmasiliziumnitridfilm 11 gebildet wird. Demgemäß wird die Nitridschicht auf der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 unter einer NH₃-Gasatmosphäre ausgebildet, wenn der Oberflächenschutzfilm 11 hergestellt wird. Indessen entsteht kein isolierendes AlN bei dem Kontaktteil zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem leitenden Metall 18, sowie dem Kontaktteil zwischen dem leitenden Metall 18 und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9. D. h., daß der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Verdrahtungsmetall 9 untereinander elektrisch verbunden werden, und zwar über das leitende Metall 18 (Taw), das kein Nitrid bildet, wodurch die Erhöhung des Kontaktwiderstandes von Ni-Co/Al infolge der Bildung des Oberflächenschutzfilmes vermieden werden kann.

Fig. 34 zeigt die Meßergebnisse des Kontaktwiderstandes von Ni-Co/Al nach der Photoätzbehandlung des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element unter der NH₃-Gasatmosphäre, das eines der Atmosphärengase ist, das verwendet wird, wenn der Oberflächenschutzfilm 11 (der P-SiN-Film) hergestellt wird, und nachdem der Plasmasiliziumnitridfilm hergestellt ist. Dieser Figur ist entnehmbar, daß gemäß der zweiten Ausführungsform die Erhöhung des Kontaktwiderstandes nicht auftritt, selbst wenn man sie der NH₃-Atmosphäre aussetzt.

Als leitendes Metall 18 aus einem Leiter der Nicht-Aluminiumgruppe kann Material verwendet werden, das keine Nitridschicht auf seiner Oberfläche bildet, wenn der Oberflächenschutzfilm ausgebildet wird, wie beispielsweise Taw, oder dessen Nitridfilm leitend ist, wie beispielsweise Titannitrid, und das daher verwendbar ist, um den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 miteinander elektrisch zu verbinden, und das nicht durch die Ätzflüssigkeit denaturiert. Demgemäß kann als Leiter 18 aus der Nicht-Aluminiumgruppe Taw, TiN, polykristallines Silizium, sowie Edelmetalle wie Au, Pt oder ähnliches verwendet werden.

Dritte Ausführungsform

Im folgenden wird eine dritte Ausführungsform beschrieben.

Fig. 35 ist eine Querschnittsansicht des magnetischen Sensors gemäß der dritten Ausführungsform, wobei der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und der Signalverarbeitungsschaltkreis auf dem gleichen Substrat integriert sind.

Die Fig. 36 bis 38 zeigen sein Herstellungsverfahren.

Zunächst wird, wie in Fig. 36 dargestellt, ein bipolarer NPN-Transistor auf dem Siliziumsubstrat 1 ausgebildet. Nachfolgend wird der Öffnungsteil 4a auf dem Siliziumoxidfilm 4 selektiv ausgebildet, um den Kontaktteil zu bilden. Daran anschließend wird das Aluminiumverdrahtungsmetall 9, das als eine erste Schicht dient, auf dem Siliziumoxidfilm 4 aufgebracht, wobei das, Aluminiumverdrahtungsmetall 9 unter Anwendung einer Pho toätzbehandlung gemustert wird. Weiterhin wird der Ohmsche Kontakt zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem Schaltkreiselement (Silizium) durch die Wärmebehandlung hergestellt. Daran anschließend wird das Substrat, wie zuvor beschrieben, auf einen Substrathalter innerhalb einer Elektronenstrahlabscheidungsvorrichtung gesetzt und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aus Ni-Co wird mittels des Elektronenstrahlabscheidungsverfahrens aufgebracht und durch die Photoätzbehandlung gemustert. Zu diesem Zeitpunkt sind das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element voneinander in einem Abstand angeordnet.

Daran anschließend wird, wie in Fig. 37 dargestellt, der isolierende Film 20 aus dem Plasmasiliziumnitridfilm in einer Dicke von ungefähr 0,5 µm aufgebracht. Ein Öffnungsteil 20a wird selektiv mittels dem Photolithographieverfahren in dem isolierenden Film 20 ausgebildet, um sich zu dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem dünnen Element 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element zu erstrecken. In dieser Aus führungsform wird dieser Öffnungsteil 20a in der Form von zwei Kontaktöffnungen ausgebildet, indessen wird darauf hingewiesen, daß er auch als ein Öffnungsloch ausgebildet werden kann, das in der Nachbarschaft des Verbindungsteiles des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 und des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element entsteht.

Nachfolgend wird, wie in Fig. 38 gezeigt, ein dünner Film aus einem Aluminiumverdrahtungsmetall 19 als zweite Schicht mittels eines Zerstäubungsverfahren aufgebracht. Vor der Aufbringung des Aluminiumverdrahtungsmetalles 19 werden die Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9, das als erste Schicht dient, sowie die Oberfläche des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element mittels eines inversen Zerstäubungsverfahrens geätzt. Dann wird das Aluminiumverdrahtungsmetall 19, das als zweite Schicht dient, unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens gemustert. Als ein Ergebnis hiervon werden das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 der ersten Schicht und das ferromagnetische magnetoresistive Element elektrisch miteinander durch das Aluminiumverdrahtungsmetall 19 der zweiten Schicht verbunden. Die Dicke des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 wird auf ungefähr 1 µm gesetzt, und die Dicke des Aluminiumverdrahtungsmetalles 19 wird auf ungefähr 5000 Å gesetzt. In dem Mustervorgang des Aluminiumverdrahtungsmetalles 19 der zweiten Schicht wird ein isolierender Film 20 bei seiner unteren Schicht gebildet, und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element bei der Seite der unteren Schicht werden davor bewahrt, simultan geätzt zu werden.

Letztendlich wird, wie in Fig. 35 dargestellt, der Oberflächenschutzfilm 11 aus dem Plasmasiliziumnitridfilm unter Verwendung der Plasma-CVD-Vorrichtung hergestellt. Das entstandene Ergebnis wird dem NH₃-Gas ausgesetzt, das eines der Atmosphärengase bei dem Bildungsprozeß des Plasmasiliziumnitridfilmes ist. Indessen wird ein passiver Zustand auf der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 19 entstehen, der das weitere Eindringen von NH₃ verhindert, und kein isolierendes AlN existiert bei dem Kontaktteil zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 19 und dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element, so daß, wie in Fig. 34 dargestellt, keine Erhöhung des Kontaktwiderstandes bei dieser Ausführungsform (der dritten Ausführungsform) zu beobachten ist, selbst wenn man sie der NH₃-Atmosphäre aussetzt.

Fig. 39 zeigt ein Beispiel, bei dem die Struktur der dritten Ausführungsform für einen C-MOS-Transistor übernommen worden ist. Dies bedeutet, daß ein BPSG-Film 28 auf der Hauptoberflächenseite eines Siliziumsubstrates 26 einer C-MOS-Struktur ausgebildet worden ist, und zwar über einem LOCOS-Oxidfilm 27, und weiterhin wird ein Plasmasiliziumoxidfilm 29 auf dem BPSG-Film 28 ausgebildet. Daran anschließend wird der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aus Ni-Co auf dem Plasmasiliziumoxidfilm 29 ausgebildet, und das Aluminiumverdrahtungsmetall 19 der zweiten Schicht wird überlagernd auf den Endteil des dünnen Filmes 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aufgebracht, so daß der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 19 elektrisch miteinander verbunden sind. Weiterhin werden der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 19 mittels eines Oberflächenschutzfilmes 11 bedeckt, das aus einem Plasmasiliziumnitridfilm besteht. In Fig. 39 bezeichnet ein Bezugszeichen 20 einen isolierenden Film und ein Be zugszeichen 9 stellt das Aluminiumverdrahtungsmetall der ersten Schicht dar.

Vierte Ausführungsform

Im folgenden wird die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 40 ist eine Querschnittsansicht des magnetischen Sensors gemäß der vierten Ausführungsform, wobei der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und der Signalverarbeitungsschaltkreis auf dem gleichen Substrat integriert sind.

Die Fig. 41 bis 43 zeigen sein Herstellungsverfahren.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 41 und die Erklärungen zu der ersten Ausführungsform der bipolare NPN-Transistor zur Verstärkung auf dem Siliziumsubstrat 1 ausgebildet, und der Öffnungsteil 4a wird in dem Silizium oxidfilm 4 unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens selektiv ausgebildet, wobei anschließend der dünne Film aus dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 aufgebracht wird. Das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 wird durch eine Photoätzbehandlung gemustert, um den Endteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 mit einer abgeschrägten Form (einer sich verjüngenden Form) auszubilden, und zwar ähnlich wie die erste Ausführungsform. Daran anschließend wird der Ohmsche Kontakt zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem Schaltkreiselement (Silizium) durch eine Aluminiumoxidkeramik (aluminum sinter) in dem Wärmebehand lungsverfahren hergestellt, so daß der auf der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 aufgewachsene Oxidfilm einer Zerstäubungsätzbehandlung ausgesetzt wird.

Daran anschließend wird ein Sperr- bzw. Grenzmetall 21 aus einem Ti-Film (Titan) in einer Dicke von 100 bis 3000 Å durch das Aufbringungs- bzw. Abscheidungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren aufgebracht. Wie man der Fig. 42 entnehmen kann, wird das Grenzmetall 21 mittels der Photoätzbehandlung gemustert, so daß es auf dem abgeschrägt geformten Bereich des Endteiles des Alu miniumverdrahtungsmetalles 9 verbleibt.

Daran anschließend wird der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aus Ni-Co mittels des Abscheidungsverfahrens aufgebracht. Daran anschließend wird, wie man der Fig. 43 entnehmen kann, der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element einer Photoätzbehandlung ausgesetzt, so daß er gemäß dem gewünschten Brückenmuster geätzt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wird das dünne Element 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element auf dem Endteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 über dem Grenzmetall 21 aufgebracht, so daß der dünne Film 10 aus dem ferroma gnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 untereinander elektrisch verbunden sind.

An diesen Schritt schließt sich, wie man der Fig. 40 entnehmen kann, die Abscheidung des Oberflächenschutzfilmes 11 auf den Plasmasiliziumnitridfilm an. Bei dem Bildungsprozeß des Plasmasiliziumnitridfilmes wird das Ergebnis dem NH₃-Gas ausgesetzt, das eines der Atmosphärengase ist, und NH₃-Gas oder N₂-Gas dringt durch den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen ma gnetoresistiven Element hindurch, so daß eine TiN-Schicht auf der Oberfläche des Grenzmetalles 21 gebildet wird, und zwar bei der Schnittstelle zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Grenzmetall 21. Die TiN-Schicht weist im Gegensatz zu Al-N eine exzellente elektrische Leitfähigkeit auf und daher tritt kein Ausfall im Hinblick auf die Leitfähigkeit auf. Dies bedeutet, daß der Grenzmetallfilm 21 aus Ti (Titan) nitriert wird, um das Nitrid von Ti (Titan) zu bilden. Indessen wird der spezifische Durchgangswiderstand von Ti (Titan) durch ein Nitrierungsverfahren des Ti (Titan) vermindert, wodurch kein Fehler im Hinblick auf die Leitfähigkeit in diesem Teil auftritt. Wie zuvor beschrieben ist die Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 durch den Nitrierungsvorgang des Grenzmetalles 21 kein Nitrid. Daher kann der Kontaktwiderstand zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 an einem Ansteigen infolge der Bildung des Oberflächenschutzfilmes 11 gehindert werden.

Wie zuvor beschrieben wird gemäß dieser Ausführungsform das Sperr- oder Grenzmetall 21 aus dem Ti-Film (Titan) zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 auf dem Halbleitersubstrat 1 vom P-Typ auflaminiert, um den dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Alumi niumverdrahtungsmetall 9 miteinander elektrisch zu verbinden, wobei der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 mit dem Oberflächenschutzfilm 11 bedeckt werden, der aus einem Plasmasiliziumnitridfilm gebildet wird.

Daher wird das Sperr- oder Grenzmetall 21 in einem laminierten Zustand zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 angeordnet und das Sperr- oder Grenzmetall 21 wird unter der NH₃-Gasatmosphäre Nitrid, wenn der Plasmasiliziumnitridfilm gebildet wird. Indessen weist dieses Nitrid einen geringen Widerstand auf, wodurch eine Erhöhung der Kontaktwiderstands vermieden wird.

Gemäß dieser Ausführungsform wird der Ti-Film (Titan) als Grenzmetall verwendet, indessen kann auch Zr (Zirkonium) oder ähnliches verwendet werden. Zusammengefaßt ausgedrückt kann ein Material verwendet werden, das nicht dazu neigt, infolge eines auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetalles zu Nitrid zu werden, und selbst wenn es zu Nitrid wird dann zu einem Nitrid, das einen geringen Widerstand aufweist sowie eine Leitfähigkeit.

Weiterhin kann eine Modifikation dieser Ausführungsform derartig ausgeführt werden, wie in den Fig. 44 und 45 dargestellt. Hier stellt die Fig. 44 eine Draufsicht auf das Substrat 1 und die Fig. 45 eine Querschnittsansicht dar, die der Fig. 44 entlang der Linie E-E entnommen worden ist. Gemäß dieser Modifikation wird das Grenzmetall 21 auf dem gesamten Aluminiumverdrahtungsmetall 9 abgeschieden, und ein ausgezogener Teil 21a des Grenzmetalls 21 wird auf dem Substrat 1 vorgesehen, das sich von dem Grenzmetall 21 forterstreckt.

Fünfte Ausführungsform

Im folgenden wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 46 ist eine Querschnittsansicht des magnetischen Sensors gemäß der fünften Ausführungsform, wobei der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und der Signalverarbeitungsschaltkreis auf dem gleichen Substrat integriert sind.

Die Fig. 47 bis 49 zeigen das Herstellungsverfahren der fünften Ausführungsform.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 47 genau wie bei den unterschiedlichen, zuvor beschriebenen Ausführungsformen der bipolare NPN-Transistor ausgebildet, wobei ein Öffnungsteil 4a selektiv unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens in dem Siliziumoxidfilm 4 ausgebildet wird, und der dünne Film aus dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 wird auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 vom P-Typ abgeschieden. Das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 wird mittels einer Photoätzbehandlung gemustert. Zu diesem Zeitpunkt wird der Endteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 derartig ausgelegt, daß er eine abgeschrägte (sich verjüngende) Form aufweist. Daran anschließend wird der Ohmsche Kontakt zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 und dem Schaltkreiselement (Silizium) in dem Wärmebehandlungsverfahren hergestellt.

Nach diesem Sintervorgang des Al (dem Wärmebehandlungsverfahren) wird das Substrat, wie zuvor beschrieben, auf einen Substrathalter innerhalb einer Vakuumkammer gesetzt, um die auf der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 aufgewachsene Oxidschicht mittels Zerstäubungsätzung eines Schutzgases (beispielsweise Ar-Gas) zu ätzen. Dann wird, wie in Fig. 48 dargestellt, in der gleichen Vakuumkammer der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aus Ni-Co einer Elektronenstrahlabscheidung ausgesetzt, wobei der Vakuumzustand aufrechterhalten wird. Daran anschließend wird der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element geätzt, so daß er das gewünschte Brückenmuster aufweist, und zwar mittels eines Photoätzverfahrens. Zu diesem Zeitpunkt wird der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element auf dem Endteil des Aluminiumverdrahtungsmetalles 9 angeordnet.

Dann wird, wie in Fig. 49 dargestellt, der Siliziumoxidfilm 22 mittels des Zerstäubungsverfahrens abgeschieden, und, wie in Fig. 46 dargestellt, der Oberflächenschutzfilm 11 aus dem Plasmasiliziumnitridfilm wird abgeschieden. Bei diesem Vorgang des Ausbildens des Plasmasiliziumnitridfilmes wird das Ergebnis dem NH₃-Gas ausgesetzt, das eines der Atmosphärengase ist, wobei allerdings das Eindringen von NH₃ durch den Siliziumoxidfilm 22 verhindert wird, so daß kein isolierendes AlN bei dem Verbindungsteil zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9 gebildet wird.

Daher werden in einem derartig hergestellten magnetischen Sensor der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aus Ni-Co und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 auf dem Halbleitersubstrat 1 vom P-Typ angeordnet, und der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 werden elektrisch miteinander verbunden. Zusätzlich werden der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Aluminiumverdrahtungsmetall 9 mit dem Siliziumoxidfilm 22 bedeckt, und der Siliziumoxidfilm 22 wird mittels des Oberflächenschutzfilmes 11 aus dem Plasmasiliziumnitridfilm bedeckt.

Daraus ergibt sich, wie man der Fig. 34 entnehmen kann, daß die Erhöhung des Kontaktwiderstandes in der fünften Ausführungsform nicht auftritt, selbst wenn man sie der NH₃-Atmosphäre aussetzt. Dies bedeutet, daß das Eindringen von NH₃ durch den Siliziumoxidfilm 22 unter einer NH₃-Gasatmosphäre verhindert wird, wenn der Oberflächenschutzfilm 11 (der Plasmasiliziumnitridfilm) gebildet wird, und kein isolierendes AlN besteht in dem Kontaktbereich zwischen dem dünnen Film 10 aus dem ferroma gnetischen magnetoresistiven Element und dem Aluminiumverdrahtungsmetall 9. Daher kann unter Verwendung des Siliziumoxidfilmes 22 die Erhöhung des Kontaktwiderstandes des Ni-Co/Al infolge der Filmbildung von P-SiN verhindert werden.

Der Siliziumoxidfilm 22, der als der isolierende Film dient, kann mittels eines Elektronenstrahlabscheidungsverfahrens anstelle des Zerstäubungsverfahrens aufgebracht werden und ein Plasma SiO_x oder ein TEOS-(Tetraethoxysilan)-Film kann für das Plasmaverfahren verwendet werden. Weiterhin kann anstelle des Siliziumoxidfilmes 22 ein amorpher Siliziumfilm durch CVD verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise wird in den obigen Ausführungsformen Ni-Co für den dünnen Film aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element verwendet, indessen kann auch ein anderer Film aus einem ferromagnetischen magnetoresistiven Element verwendet werden, insbesondere ein auf Ni-basierender dünner Film (Ni- Fe, Ni-Fe-Co oder ähnliches). Weiterhin kann als das auf Aluminium basierende Verdrahtungsmetall nicht nur reines Aluminium, sondern auch ein Aluminiumgruppenmetall, bei spielsweise Al-Si, Al-Si-Co oder ähnliches, verwendet werden.

Weiterhin ist in den obigen Ausführungsformen der Siliziumnitridfilm (Si_xN_y) als Oberflächenschutzfilm beschrieben worden. Indessen kann auch ein anderer Nitridfilm, so wie beispielsweise SiON oder ähnliches als Schutzfilm verwendet werden. Weiterhin kann bei dem Schutzfilm die obere Schicht aus dem obigen Nitridfilm mittels eines Polyimidfilmes als Endschutzfilm bedeckt werden.

Weiterhin kann in den obigen Ausführungsformen die Aluminiumverdrahtung einer Plasmaätzbehandlung ausgesetzt werden, um ihre Oberfläche nach dem Wärmebehandlungsverfahren (dem Sinterverfahren) rein zu machen. Indessen wird die Aluminiumoberfläche leicht mit einer Oxidschicht ausgebildet werden, indem man sie spült, selbst wenn man die Oberfläche des Aluminiums der äußeren Luft aussetzt, und daher können diese Oxidschichten, die die obige Oxidschicht enthalten, entfernt werden, bevor der dünne Film 10 aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element gebildet wird.

Weiterhin sind die verschiedenen obigen Ausführungsformen im Hinblick auf einen magnetischen Sensor beschrieben worden, der auf einem bipolaren Transistor ausgebildet ist. Indessen können die Ausführungsformen auch mit einem magnetischen Sensor verwendet werden, der mit einem MOSFET integriert ist, so wie beispielsweise einem C-MOS, N-MOS, Bi-CMOS oder ähnlichem. Weiterhin können diese Ausführungsformen mit einem diskreten magnetischen Sensor verwendet werden, der derartig ausgelegt ist, daß er auf einem Siliziumsubstrat ausgebildet wird, das mit einem Glassubstrat und einer isolierenden Schicht ausgebildet ist.

Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dem magnetoresistiven Element dieser Erfindung die Erhöhung der Kontaktspannung zwischen dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element und dem Verdrahtungsmetall infolge der Bildung des Oberflächenschutzfilmes verhindert werden, selbst wenn der Oberflächenschutzfilm aus Siliziumnitrid besteht, wodurch ein dünner Film aus einem magnetoresistiven Element erhalten wird, der einen niedrigen Kontaktwiderstand aufweist. Demgemäß kann der Widerstandswert des magnetoresistiven Elementes genau erhalten werden, und Siliziumnitrid, das eine exzellente Feuchtigkeitswiderstandskraft aufweist, kann als Oberflächenschutzfilm verwendet werden. Daher ist der magnetische Sensor, der einen derartigen dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element verwendet, sehr effektiv in den Fällen anzuwenden, in denen er mit einem steuernden oder verstärkenden Halbleiterelement auf einem gemeinsamen Substrat integriert ist.

Somit kann festgehalten werden, daß die vorliegende Erfindung ein magnetoresistives Element betrifft, das als ein magnetischer Sensor etc. verwendet wird, sowie ein Herstellungsverfahren dafür. Ein dünner Film aus einem ferromagnetischen magnetoresistiven Element wird derartig ausgebildet, daß er mit dem oberen Teil des Endteiles eines Aluminiumverdrahtungsmetalles überlappt, das auf einem Substrat aufgebracht ist, wobei das Aluminiumverdrahtungsmetall und der dünne Film aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element elektrisch miteinander verbunden sind und eine Vakuumwärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 350 und 450°C durchgeführt wird. Durch diese Vakuumwärmebehandlung wird eine auf Ni-Al basierende Legierung bei einem Verbindungsteil zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmetall und dem dünnen Film aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element gebildet. Daher wird, selbst wenn ein Oberflächenschutzfilm aus Siliziumnitrid nachfolgend auf der Oberfläche mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens aufgebracht wird, die Nitrierung der Oberfläche des Aluminiumverdrahtungsmetalles bei dem Verbindungsteil durch die auf Ni-Al basierende Legierung verhindert. Daher kann die Oberfläche durch Siliziumnitrid geschützt werden, das eine exzellente Feuchtigkeitswiderstandskraft aufweist, und eine Erhöhung des Kontaktwiderstandes zwischen dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element und dem Verdrahtungsmetall infolge der Bildung des Oberflächenschutzfilmes kann vermieden werden.

Die Erhöhung der Kontaktspannung zwischen dem dünnen Film aus dem magnetoresistiven Element und des Verdrahtungsmetalles infolge der Bildung des Oberflächenschutzfilmes wird verhindert und der dünne Film aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element und das Verdrahtungsmetall können daher miteinander durch ein anderes leitendes Metall verbunden werden. Als das leitende Metall kann TiW, TiN, Ti, Zr oder ähnliches verwendet werden, wenn das leitende Metall bei der unteren Schichtseite des dünnen Filmes aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element angeordnet wird. Weiterhin ist, wenn das leitende Metall auf der oberen Schichtseite des dünnen Filmes aus dem ferromagnetischen magnetoresistiven Element aufgebracht wird, ein zweites Aluminiumverdrahtungsmetall verwendbar. Weiterhin kann der Oberflächenschutzfilm derartig ausgelegt werden, daß er aus einem Vielfachschichtfilmsystem besteht, wobei seine untere Seite aus einem Film gebildet wird, der keinen Stickstoff enthält, so wie beispielsweise aus einem Siliziumoxidfilm oder ähnlichem, und ein Oberflächenschutzfilm aus Siliziumnitrid wird als obere Filmschicht verwendet.

Claims

1. Magnetoresistives Element mit:
einem Substrat (1);
einem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall (9), das auf dem Substrat (1) angeordnet ist;
einem dünnen, auf Nickel basierendem magnetoresistiven Film (10), der elektrisch mit dem Verdrahtungsmetall (9) verbunden ist;
einem Sperrschichtfilm (16), der bei einem oberen Teil eines Verbindungsteiles zwischen dem Verdrahtungsmetall (9) und dem dünnen magnetoresistivem Film (10) ausgebildet ist, und der so beschaffen ist, daß er von Stickstoff nicht durchdrungen werden kann; und
einem Oberflächenschutzfilm (11) aus Nitrid, der den dün nen, magnetoresistiven Film (10) bedeckt.

2. Magnetoresistives Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne, magnetoresistive Film (10) bei dem oberen Teil des Verdrahtungsmetalles (9) bei dem Verbindungsteil mit dem Verdrahtungsmetall (9) ausgebildet ist, und daß der Sperrschichtfilm eine Legierungsschicht (16) aus dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall (9) und dem dünnen, magnetoresistiven Film ist. (Fig. 1, 19, 23)

3. Magnetoresistives Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne, magnetoresistive Film (10) bei dem oberen Teil des Verdrahtungsmetalles (9) bei dem Verbindungsteil mit dem Verdrahtungsmetall (9) ausgebildet ist, und daß der Sperrschichtfilm ein Metallfilm (21) ist, der mehr dazu neigt, Nitrid zu sein als das Verdrahtungsmetall (9) und der einen geringen Widerstand hat, wenn es Nitrid ist. (Fig. 40)

4. Magnetoresistives Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallfilm (21) aus einem Titanfilm oder einem Zirkoniumfilm gebildet wird.

5. Magnetoresistives Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschichtfilm ein zweiter, auf Aluminium basierender Metallfilm (19) ist, der den dünnen, magnetoresistiven Film (10) und das Verdrahtungsmetall (9) bei einem oberen Teil, das zu dem dazwischenliegenden Verbindungsteil benachbart ist, bedeckt. (Fig. 35, 39)

6. Magnetoresistives Element mit:
einem Substrat (1);
einem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall (9), das auf dem Substrat (1) angeordnet ist;
einem dünnen, auf Nickel basierenden magnetoresistiven Film (10), der elektrisch mit dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall (9) verbunden ist;
einem Sperrschichtfilm (22), der auf einem Verbindungsteil zwischen dem Verdrahtungsmetall (9) und dem dünnen, magnetoresistiven Film (10) ausgebildet ist, und ein Siliziumdioxidfilm oder ein Film aus amorphem Silizium ist, so daß er von Stickstoff nicht durchdrungen werden kann; und
einem Oberflächenschutzfilm (11) aus Nitrid, der den dün nen, magnetoresistiven Film (10) bedeckt. (Fig. 46)

7. Magnetoresistives Element mit:
einem Substrat (1);
einem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall (9), das auf dem Substrat (1) angeordnet ist;
einem dünnen, auf Nickel basierenden magnetoresistiven Film (10), der elektrisch mit dem auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetall (9) verbunden ist;
einem Verbindungsleiter (18), der in einem tieferen Schichtbereich als das Verdrahtungsmetall (9) angeordnet ist, wodurch ein Verbindungsteil des Verdrahtungsmetalls (9) mit der Schicht des dünnen, magnetoresistiven Films (10) in einem tieferen Bereich des Verdrahtungsmetalls (9) angeordnet ist; und
einem Oberflächenschutzfilm (11) aus Nitrid, der den dün nen, magnetoresistiven Film (10) bedeckt.

8. Magnetoresistives Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsleiter (18) entweder aus Titan, Wolfram, Titannitrid, polykristallinem Silizium, Gold oder Platin besteht.

9. Verfahren zum Herstellen eines magnetoresistiven Elements gemäß Anspruch 2, welches die Schritte aufweist:
Ausbilden eines auf Aluminium basierenden Verdrah tungsmetalles (9) und eines dünnen, magnetoresistiven Films (10) auf einem Substrat (1);
elektrisches Verbinden des Verdrahtungsmetalles (9) mit dem dünnen, magnetoresistiven Film (10); und
Bedecken des Verdrahtungsmetalles (9) und des dünnen, magnetoresistiven Films mit einem Oberflächenschutzfilm (11) aus Nitrid, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, bevor der Oberflächenschutzfilm (11) ausgebildet wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Nitrid, das als Oberflächenschutzfilm (11) verwendet wird, ein Silizium-Nitridfilm ist, der mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens ausgebildet wird.

11. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umgebung, unter der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, eine Schutzgasatmosphäre, die keinen Stickstoff enthält, oder eine Vakuumatmosphäre ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur für die Wärmebehandlung in einem Bereich zwischen 350°C und 450°C eingestellt wird.

13. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil des Verdrahtungsmetalles (9) bei dem Verbindungsteil mit dem dünnen, magnetoresistiven Film (10) im Profil in einer abgeschrägten Form ausgebildet wird, und
daß bei der Bereitstellung des dünnen, magnetoresistiven Films (10) dieser im Bereich des Verbindungsteils mit Überbreite ausgelegt wird, so daß er sich über den oberen Teil des im Profil abgeschrägten Teiles hinwegerstreckt.

14. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne, magnetoresistive Film (10) derartig ausgelegt wird, daß er sich bei dem Verbindungsteil über eine größere Breite ersteckt, als das Verdrahtungsmetall.

15. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Verdrahtungsmetalles (9) vor der Ausbildung des dünnen, magnetoresistiven Films (10) geätzt wird.

16. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrahtungsmetall (9) derartig ausgelegt wird, daß sein Endteil im Profil bei dem Verbindungsteil mit dem dünnen, magnetoresistiven Film abgeschrägt ist, und daß es mit einem Ausnehmungsteil versehen wird, damit es kammförmig ist.

17. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes gemäß Anspruch 5, das die Schritte aufweist:
Ausbilden eines ersten auf Aluminium basierenden Verdrah tungsmetalles (9) und eines dünnen, magnetoresistiven Filmes (10) auf einem Substrat (1);
Ausbilden eines zweiten auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetalles (19) auf einer oberen Schicht davon, um das Verdrahtungsmetall (9) und den dünnen, magnetoresistiven Film (10) elektrisch zu verbinden, und
Bedecken mit einem Oberflächenschutzfilm (11) aus Nitrid.

18. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des ersten auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetalles (9) vor der Ausbildung des zweiten auf Aluminium basierenden Verdrahtungsmetalles (19) geätzt wird.

19. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Elementes gemäß den Ansprüchen 3 oder 4 bzw. 7 oder 8, welches die Schritte aufweist:
Ausbilden eines auf Aluminium basierenden Verdrah tungsmetalles (9) und eines dünnen, magnetoresistiven Filmes (10) auf einem Substrat (1);
elektrisches Verbinden des Verdrahtungsmetalles (9) mit dem dünnen, magnetoresistiven Film (10);
Bedecken des Verdrahtungsmetalles (9) und des dünnen, magnetoresistiven Filmes (10) mit einem Oberflächenschutzfilm (11) aus Nitrid, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Verbindungsleiter aus einem Metall aus der Nichtaluminium-Gruppe bei einem Verbindungsteil mit dem Verdrahtungsmetall (9) ausgebildet wird, bevor der dünne, magnetoresistive Film (10) ausgebildet wird.