JP2003315432A - 磁気抵抗センサ装置 - Google Patents
磁気抵抗センサ装置Info
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- G—PHYSICS
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- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
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- Y10T428/11—Magnetic recording head
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センシング部位をＩＣ上の任意の箇所に形成
でき、磁界変化を有効に検出するセンシング部位の最適
配置が可能な、耐環境性が高く高感度のモノリシック構
成の磁気抵抗センサ装置の提供。 【解決手段】 基板１００と、基板１００上にセンシン
グ部位１１とＩＣ５とを備え、センシング部位１１はＩ
Ｃ５上に形成され、センシング部位１１とＩＣ５との間
に樹脂膜を設け、センシング部位１１は移動体による磁
界変化を検出し、かつ移動体による磁界変化を有効に検
出する位置に配置され、なおかつセンシング部位が例え
ばGMRセンサ素子からなる磁気抵抗センサ装置。
でき、磁界変化を有効に検出するセンシング部位の最適
配置が可能な、耐環境性が高く高感度のモノリシック構
成の磁気抵抗センサ装置の提供。 【解決手段】 基板１００と、基板１００上にセンシン
グ部位１１とＩＣ５とを備え、センシング部位１１はＩ
Ｃ５上に形成され、センシング部位１１とＩＣ５との間
に樹脂膜を設け、センシング部位１１は移動体による磁
界変化を検出し、かつ移動体による磁界変化を有効に検
出する位置に配置され、なおかつセンシング部位が例え
ばGMRセンサ素子からなる磁気抵抗センサ装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体による磁界
変化を検出する磁気抵抗センサ装置に関するものであ
り、例えば回転体の回転数や回転角度を検出する磁気抵
抗センサ装置に関する。さらに詳しくは本発明は、移動
体による磁界変化を検出する磁気抵抗センサ装置におい
て、センシング部位を信号処理回路（ＩＣ）上の任意の
箇所に形成でき、磁界変化を有効に検出するセンシング
部位の最適配置が可能な、モノリシック構成の磁気抵抗
センサ装置に関する。
変化を検出する磁気抵抗センサ装置に関するものであ
り、例えば回転体の回転数や回転角度を検出する磁気抵
抗センサ装置に関する。さらに詳しくは本発明は、移動
体による磁界変化を検出する磁気抵抗センサ装置におい
て、センシング部位を信号処理回路（ＩＣ）上の任意の
箇所に形成でき、磁界変化を有効に検出するセンシング
部位の最適配置が可能な、モノリシック構成の磁気抵抗
センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転センサ等、移動体（回転体）による
磁界変化を検出する磁気抵抗センサ装置は、センシング
部位が移動体を含めた磁気回路において磁界変化を最も
有効に検出するように配置される。磁気抵抗センサ装置
におけるセンシング部位の最適配置は、移動体、磁気抵
抗センサ装置の構成（磁石の有無や磁石とセンシング部
位の位置関係など）、あるいはセンサ素子の感磁方向な
どの空間的位置関係に関わり、加えて所望の出力信号の
形態にも関わるが、ここに簡単な例を示す。図１２は従
来の回転センサの構成の一例を説明するための図であ
り、図１３は、該回転センサに用いられるホイートスト
ンブリッジ回路の構成図である。図１２において、磁性
体で作られた回転体２１に対向して磁気抵抗センサ装置
２３があり、装置２３はセンシング部位１１と磁石２４
によって構成され、センシング部位１１はセンサ素子領
域１２ａと１２ｂに配置される。図１３において、ホイ
ートストンブリッジ回路は、センサ素子１３、１４、１
５、１６により構成され、センサ素子１３と１６が領域
１２ａ、センサ素子１４と１５が領域１２ｂに配置され
る。また、センサ素子１３と１５が接続される端子１７
が電源端子であり、センサ素子１４と１６が接地される
端子１８がGND端子であり、センサ素子１３と１４が接
続される端子１９とセンサ素子１５と１６が接続される
端子２０は、それぞれ端子１７と１８の間の中点電位を
示す端子であり、差動増幅回路に接続される。図１２に
おいて、回転体２１は凹凸形状をしており、歯の部分
（tooth）２２ａと歯のない部分（slot）２２ｂで構成
される。装置２３は回転体２１のtooth２２ａとslot２
２ｂの回転による磁界変化を検出し、センサ素子領域１
２ａとセンサ素子領域１２ｂに発生する磁界の差をホイ
ートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０との
電位差として出力する。図１４は、センシング部位およ
び回転体の配置と発生磁界との関係を説明するための図
である。センシング部位の最適配置は例えば、図１４
（ａ）の場合である。センサ素子領域１２ａが回転体２
１のtooth２２ａに、センサ素子領域１２ｂがslot２２
ｂに対応して配置されているため、センサ素子領域１２
ａと１２ｂの磁界の差が最も大きい。一方、これに比較
して図１４（ｂ）や（ｃ）の配置ではセンサ素子領域１
２ａと１２ｂの磁界の差が小さい。つまり本例において
は回転体の２つのtooth２２ａの間隔に対して、センサ
素子領域１２ａと１２ｂの最適な間隔が決まる。
磁界変化を検出する磁気抵抗センサ装置は、センシング
部位が移動体を含めた磁気回路において磁界変化を最も
有効に検出するように配置される。磁気抵抗センサ装置
におけるセンシング部位の最適配置は、移動体、磁気抵
抗センサ装置の構成（磁石の有無や磁石とセンシング部
位の位置関係など）、あるいはセンサ素子の感磁方向な
どの空間的位置関係に関わり、加えて所望の出力信号の
形態にも関わるが、ここに簡単な例を示す。図１２は従
来の回転センサの構成の一例を説明するための図であ
り、図１３は、該回転センサに用いられるホイートスト
ンブリッジ回路の構成図である。図１２において、磁性
体で作られた回転体２１に対向して磁気抵抗センサ装置
２３があり、装置２３はセンシング部位１１と磁石２４
によって構成され、センシング部位１１はセンサ素子領
域１２ａと１２ｂに配置される。図１３において、ホイ
ートストンブリッジ回路は、センサ素子１３、１４、１
５、１６により構成され、センサ素子１３と１６が領域
１２ａ、センサ素子１４と１５が領域１２ｂに配置され
る。また、センサ素子１３と１５が接続される端子１７
が電源端子であり、センサ素子１４と１６が接地される
端子１８がGND端子であり、センサ素子１３と１４が接
続される端子１９とセンサ素子１５と１６が接続される
端子２０は、それぞれ端子１７と１８の間の中点電位を
示す端子であり、差動増幅回路に接続される。図１２に
おいて、回転体２１は凹凸形状をしており、歯の部分
（tooth）２２ａと歯のない部分（slot）２２ｂで構成
される。装置２３は回転体２１のtooth２２ａとslot２
２ｂの回転による磁界変化を検出し、センサ素子領域１
２ａとセンサ素子領域１２ｂに発生する磁界の差をホイ
ートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０との
電位差として出力する。図１４は、センシング部位およ
び回転体の配置と発生磁界との関係を説明するための図
である。センシング部位の最適配置は例えば、図１４
（ａ）の場合である。センサ素子領域１２ａが回転体２
１のtooth２２ａに、センサ素子領域１２ｂがslot２２
ｂに対応して配置されているため、センサ素子領域１２
ａと１２ｂの磁界の差が最も大きい。一方、これに比較
して図１４（ｂ）や（ｃ）の配置ではセンサ素子領域１
２ａと１２ｂの磁界の差が小さい。つまり本例において
は回転体の２つのtooth２２ａの間隔に対して、センサ
素子領域１２ａと１２ｂの最適な間隔が決まる。
【０００３】移動体の仕様（入力信号仕様）が多岐に渡
る場合、センシング部位の最適配置のため、例えばセン
シング部位とＩＣは別々に構成してセンシング部位の配
置に自由度を持たせた、いわゆるハイブリッド構成が多
く用いられる。ハイブリッド構成はまた、センシング部
位とＩＣとを別々に製造するため、磁気抵抗センサ装置
に多く用いられる膜状の磁気抵抗センサ素子とＩＣの製
造プロセス上のマッチングを考慮する必要がない。
る場合、センシング部位の最適配置のため、例えばセン
シング部位とＩＣは別々に構成してセンシング部位の配
置に自由度を持たせた、いわゆるハイブリッド構成が多
く用いられる。ハイブリッド構成はまた、センシング部
位とＩＣとを別々に製造するため、磁気抵抗センサ装置
に多く用いられる膜状の磁気抵抗センサ素子とＩＣの製
造プロセス上のマッチングを考慮する必要がない。
【０００４】一方、磁気抵抗センサ装置においても近
年、センシングの高精度化が要求され、信号対雑音比
（S/N比）向上のために磁気抵抗センサ素子の高感度化
と共に、センシング部位とＩＣとを一体化する、いわゆ
るモノリシック構成がノイズ低減対策として注目されて
いる。モノリシック構成は信頼性の点でも利点がある。
年、センシングの高精度化が要求され、信号対雑音比
（S/N比）向上のために磁気抵抗センサ素子の高感度化
と共に、センシング部位とＩＣとを一体化する、いわゆ
るモノリシック構成がノイズ低減対策として注目されて
いる。モノリシック構成は信頼性の点でも利点がある。
【０００５】前記のように、磁気抵抗センサ装置の構成
は従来、ハイブリッド構成が多く用いられていたが、近
年のセンシングの高精度化要求に対応して、モノリシッ
ク化が検討・実用化され始めた。実際、高感度な磁気抵
抗センサ装置のモノリシック構成では例えば、深見らに
よる報告（深見 他：車載用集積化GMRセンサ 電気学会
論文誌, Vol.120-E, No.5, 2000）がある。該報告では
高精度化のために、磁気抵抗（MR）センサ素子として高
感度な巨大磁気抵抗（GMR）センサ素子を用い、更には
ハイブリッド構成におけるS/N比の問題を課題としてGMR
センサ素子とＩＣとのモノリシック構成を提案してい
る。モノリシック化に際しては、製造上の磁性膜形成プ
ロセスとＩＣプロセスとのマッチングが検討されてお
り、下地状態に敏感なGMRセンサ素子でも良好な特性が
得られている。ＩＣとのモノリシック化はＩＣ内に設け
られたセンシング部位の専用領域によって実現された
が、この構成は反面、センシング部位の位置を固定す
る。結果、検出可能な移動体の仕様は限られ、入力信号
仕様の多様化に対応するのは難しい。
は従来、ハイブリッド構成が多く用いられていたが、近
年のセンシングの高精度化要求に対応して、モノリシッ
ク化が検討・実用化され始めた。実際、高感度な磁気抵
抗センサ装置のモノリシック構成では例えば、深見らに
よる報告（深見 他：車載用集積化GMRセンサ 電気学会
論文誌, Vol.120-E, No.5, 2000）がある。該報告では
高精度化のために、磁気抵抗（MR）センサ素子として高
感度な巨大磁気抵抗（GMR）センサ素子を用い、更には
ハイブリッド構成におけるS/N比の問題を課題としてGMR
センサ素子とＩＣとのモノリシック構成を提案してい
る。モノリシック化に際しては、製造上の磁性膜形成プ
ロセスとＩＣプロセスとのマッチングが検討されてお
り、下地状態に敏感なGMRセンサ素子でも良好な特性が
得られている。ＩＣとのモノリシック化はＩＣ内に設け
られたセンシング部位の専用領域によって実現された
が、この構成は反面、センシング部位の位置を固定す
る。結果、検出可能な移動体の仕様は限られ、入力信号
仕様の多様化に対応するのは難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】磁気抵抗センサ装置に
おいて高精度化の要求は高く、更には検出磁界（入力信
号仕様）の多様化への対応も併せて求められる。これら
２つの要求は磁気抵抗センサ装置の構成においては、高
感度化のためにはモノリシック構成を、センシング部位
の配置自由度のためにハイブリッド構成を選択すること
になり、これら２つの構成は互いに相反するため両立は
困難である。センシングの高精度化のためには高感度な
素子が必要となるが、これには例えば、巨大磁気抵抗
（GMR）センサ素子などの磁気抵抗（MR）センサ素子が
ある。この素子は下地に敏感な特性を示し、前記のよう
にＩＣ内にセンシング部位の専用領域を設ける必要があ
った。このためセンシング部位の位置が固定されてしま
い、多様な入力信号仕様に対するセンシング部位の配置
の自由度はない。
おいて高精度化の要求は高く、更には検出磁界（入力信
号仕様）の多様化への対応も併せて求められる。これら
２つの要求は磁気抵抗センサ装置の構成においては、高
感度化のためにはモノリシック構成を、センシング部位
の配置自由度のためにハイブリッド構成を選択すること
になり、これら２つの構成は互いに相反するため両立は
困難である。センシングの高精度化のためには高感度な
素子が必要となるが、これには例えば、巨大磁気抵抗
（GMR）センサ素子などの磁気抵抗（MR）センサ素子が
ある。この素子は下地に敏感な特性を示し、前記のよう
にＩＣ内にセンシング部位の専用領域を設ける必要があ
った。このためセンシング部位の位置が固定されてしま
い、多様な入力信号仕様に対するセンシング部位の配置
の自由度はない。
【０００７】課題の典型的な例は車載用回転センサにあ
る。車載用回転センサは、磁気抵抗センサ素子に対向し
て回転体があり、回転体による磁界変化を検出する。そ
のセンシング信号はエンジン制御やトランスミッション
制御等に用いられるが、近年の例えば排ガス規制強化な
どに伴って、高精度化が要求されている。また、車載用
は厳しい環境下での動作を保証する必要があり、センサ
素子はモノリシック化によって高精度、高信頼性を実現
している。一方、回転体については自動車メーカー毎、
車種毎、あるいは制御目的毎にそれぞれに応じた多種多
様な仕様が存在する。従来のモノリシック構成では、異
なる入力信号仕様に対するセンシング部位の配置自由度
がないため、同一の信号処理が可能だとしても新たにＩ
Ｃを作製する必要があった。これは高性能、高品質な製
品を安価に製造する上で、大きな障害となる。
る。車載用回転センサは、磁気抵抗センサ素子に対向し
て回転体があり、回転体による磁界変化を検出する。そ
のセンシング信号はエンジン制御やトランスミッション
制御等に用いられるが、近年の例えば排ガス規制強化な
どに伴って、高精度化が要求されている。また、車載用
は厳しい環境下での動作を保証する必要があり、センサ
素子はモノリシック化によって高精度、高信頼性を実現
している。一方、回転体については自動車メーカー毎、
車種毎、あるいは制御目的毎にそれぞれに応じた多種多
様な仕様が存在する。従来のモノリシック構成では、異
なる入力信号仕様に対するセンシング部位の配置自由度
がないため、同一の信号処理が可能だとしても新たにＩ
Ｃを作製する必要があった。これは高性能、高品質な製
品を安価に製造する上で、大きな障害となる。
【０００８】図１５は、従来のモノリシック構造の磁気
抵抗センサ装置の一例の断面図である。基板１００上
に、回路部１、層間絶縁層２、第１の配線３、ＩＣ保護
膜４が順次設けられＩＣ５を構成している。そしてセン
シング部位１１は、ＩＣ５上に設けられた専用領域内に
おいて、層間絶縁層２上に形成されている。なお、８は
MRセンサ素子膜、９は磁気抵抗センサ装置の保護膜であ
る。このようなモノリシック構造の磁気抵抗センサ装置
は、ＩＣ５上のセンシング部位１１の専用領域上の保護
膜４を除去し、層間絶縁層２上にセンシング部位１１を
形成するステップを経て製造される。センシング部位１
１とＩＣ５との電気的接続は保護膜４を除去後、専用領
域内の一部に形成された第１の配線３上にセンシング部
位１１を形成して達成される。
抵抗センサ装置の一例の断面図である。基板１００上
に、回路部１、層間絶縁層２、第１の配線３、ＩＣ保護
膜４が順次設けられＩＣ５を構成している。そしてセン
シング部位１１は、ＩＣ５上に設けられた専用領域内に
おいて、層間絶縁層２上に形成されている。なお、８は
MRセンサ素子膜、９は磁気抵抗センサ装置の保護膜であ
る。このようなモノリシック構造の磁気抵抗センサ装置
は、ＩＣ５上のセンシング部位１１の専用領域上の保護
膜４を除去し、層間絶縁層２上にセンシング部位１１を
形成するステップを経て製造される。センシング部位１
１とＩＣ５との電気的接続は保護膜４を除去後、専用領
域内の一部に形成された第１の配線３上にセンシング部
位１１を形成して達成される。
【０００９】本発明の目的は、移動体による磁界変化を
検出する磁気抵抗センサ装置において、センシング部位
をＩＣ上の任意の箇所に形成でき、磁界変化を有効に検
出するセンシング部位の最適配置が可能な、モノリシッ
ク構成の磁気抵抗センサ装置を提供することにある。更
にはMRセンサ素子を用い、特にGMRセンサ素子がＩＣ上
の任意の箇所で良好な特性を示す高感度な、モノリシッ
ク構成の磁気抵抗センサ装置を提供することにある。
検出する磁気抵抗センサ装置において、センシング部位
をＩＣ上の任意の箇所に形成でき、磁界変化を有効に検
出するセンシング部位の最適配置が可能な、モノリシッ
ク構成の磁気抵抗センサ装置を提供することにある。更
にはMRセンサ素子を用い、特にGMRセンサ素子がＩＣ上
の任意の箇所で良好な特性を示す高感度な、モノリシッ
ク構成の磁気抵抗センサ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
と、前記基板上にセンシング部位と信号処理回路とを備
え、前記センシング部位は前記信号処理回路上に形成さ
れ、前記センシング部位と前記信号処理回路との間に樹
脂膜を設けてなる磁気抵抗センサ装置であって、前記セ
ンシング部位は移動体による磁界変化を検出し、かつ前
記移動体による磁界変化を有効に検出する位置に配置さ
れ、なおかつ前記センシング部位が磁気抵抗センサ素子
からなることを特徴とする磁気抵抗センサ装置である。
請求項２の発明は、前記センシング部位が巨大磁気抵抗
センサ素子からなる請求項１記載の磁気抵抗センサ装置
である。請求項３の発明は、前記巨大磁気抵抗センサ素
子が次の条件を具備する請求項２記載の磁気抵抗センサ
装置である。Ni、FeおよびCoを主成分とする磁性層とCu
を主成分とする非磁性層が交互に積層され、それぞれの
層の原子組成比が、磁性層 Ni(1-x-y)FeyCox（式中、x
≧0.7かつy≦0.3かつ(1-x-y)≦0.15である）、非磁性層
CuzA(1-z)（式中、AはCu以外の添加元素であり、z≧0.
9である）を満足し、それぞれの層の厚さが、磁性層厚
tm：10Å＜tm＜25Å、非磁性層厚 tn：18Å＜tn＜25Å
を満足し、前記磁性層と前記非磁性層との積層体を１単
位とした周期構造を有し、前記周期構造の周期回数が、
周期回数 N：10回≦N≦40回を満足し、前記樹脂膜と前
記磁性層あるいは前記非磁性層との間にバッファ層を設
け、その厚さが、バッファ層厚 tb：10Å＜tb＜80Åを
満足する。請求項４の発明は、前記磁気抵抗センサ装置
が車載用として用いられることを特徴とする請求項３記
載の磁気抵抗センサ装置である。請求項５の発明は、前
記樹脂膜が、シリコーンポリマーの硬化膜であり、重量
平均分子量が1000以上であり、かつ下記構造単位群
（1）の１〜４種のみから構成される請求項１記載の磁
気抵抗センサ装置である。
と、前記基板上にセンシング部位と信号処理回路とを備
え、前記センシング部位は前記信号処理回路上に形成さ
れ、前記センシング部位と前記信号処理回路との間に樹
脂膜を設けてなる磁気抵抗センサ装置であって、前記セ
ンシング部位は移動体による磁界変化を検出し、かつ前
記移動体による磁界変化を有効に検出する位置に配置さ
れ、なおかつ前記センシング部位が磁気抵抗センサ素子
からなることを特徴とする磁気抵抗センサ装置である。
請求項２の発明は、前記センシング部位が巨大磁気抵抗
センサ素子からなる請求項１記載の磁気抵抗センサ装置
である。請求項３の発明は、前記巨大磁気抵抗センサ素
子が次の条件を具備する請求項２記載の磁気抵抗センサ
装置である。Ni、FeおよびCoを主成分とする磁性層とCu
を主成分とする非磁性層が交互に積層され、それぞれの
層の原子組成比が、磁性層 Ni(1-x-y)FeyCox（式中、x
≧0.7かつy≦0.3かつ(1-x-y)≦0.15である）、非磁性層
CuzA(1-z)（式中、AはCu以外の添加元素であり、z≧0.
9である）を満足し、それぞれの層の厚さが、磁性層厚
tm：10Å＜tm＜25Å、非磁性層厚 tn：18Å＜tn＜25Å
を満足し、前記磁性層と前記非磁性層との積層体を１単
位とした周期構造を有し、前記周期構造の周期回数が、
周期回数 N：10回≦N≦40回を満足し、前記樹脂膜と前
記磁性層あるいは前記非磁性層との間にバッファ層を設
け、その厚さが、バッファ層厚 tb：10Å＜tb＜80Åを
満足する。請求項４の発明は、前記磁気抵抗センサ装置
が車載用として用いられることを特徴とする請求項３記
載の磁気抵抗センサ装置である。請求項５の発明は、前
記樹脂膜が、シリコーンポリマーの硬化膜であり、重量
平均分子量が1000以上であり、かつ下記構造単位群
（1）の１〜４種のみから構成される請求項１記載の磁
気抵抗センサ装置である。
【００１１】
【化３】
【００１２】（式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6は水素原
子、水酸基、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアル
キルシリル基、または不飽和結合を有する官能基であ
り、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは０以上の整数であるが、すべてが
０ではない） 請求項６の発明は、前記樹脂膜が下記一般式（2）
子、水酸基、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアル
キルシリル基、または不飽和結合を有する官能基であ
り、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは０以上の整数であるが、すべてが
０ではない） 請求項６の発明は、前記樹脂膜が下記一般式（2）
【００１３】
【化４】
【００１４】（式中、R1’、R2’は水素原子、アリール
基、脂肪族アルキル基、または不飽和結合を有する官能
基であり、R3’、R4’、R5’、R6’は水素原子、アリー
ル基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、また
は不飽和結合を有する官能基であり、nは自然数であ
る）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜である請求
項５記載の磁気抵抗センサ装置である。請求項７の発明
は、前記樹脂膜の重量平均分子量が100000以上であるこ
とを特徴とする請求項５または６記載の磁気抵抗センサ
装置である。請求項８の発明は、前記樹脂膜の重量平均
分子量が50000以下であることを特徴とする請求項５ま
たは６記載の磁気抵抗センサ装置である。請求項９の発
明は、前記樹脂膜の有機成分比が0.4以上であることを
満足する請求項８記載の磁気抵抗センサ装置である。請
求項１０の発明は、前記樹脂膜が複数の層で構成される
積層膜からなり、各層がそれぞれ異種の硬化性ポリマー
の硬化膜からなることを特徴とする請求項１記載の磁気
抵抗センサ装置である。請求項１１の発明は、前記積層
膜の少なくとも１つの層が前記一般式（２）で表される
シリコーンポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が
1000以上50000以下であり、かつ有機成分比が0.4以上で
あることを満足する請求項１０記載の磁気抵抗センサ装
置である。請求項１２の発明は、前記積層膜の少なくと
も１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーン系
ポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が1000以上50
000以下であり、かつ有機成分比が0.4未満であることを
満足する請求項１０記載の磁気抵抗センサ装置である。
基、脂肪族アルキル基、または不飽和結合を有する官能
基であり、R3’、R4’、R5’、R6’は水素原子、アリー
ル基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、また
は不飽和結合を有する官能基であり、nは自然数であ
る）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜である請求
項５記載の磁気抵抗センサ装置である。請求項７の発明
は、前記樹脂膜の重量平均分子量が100000以上であるこ
とを特徴とする請求項５または６記載の磁気抵抗センサ
装置である。請求項８の発明は、前記樹脂膜の重量平均
分子量が50000以下であることを特徴とする請求項５ま
たは６記載の磁気抵抗センサ装置である。請求項９の発
明は、前記樹脂膜の有機成分比が0.4以上であることを
満足する請求項８記載の磁気抵抗センサ装置である。請
求項１０の発明は、前記樹脂膜が複数の層で構成される
積層膜からなり、各層がそれぞれ異種の硬化性ポリマー
の硬化膜からなることを特徴とする請求項１記載の磁気
抵抗センサ装置である。請求項１１の発明は、前記積層
膜の少なくとも１つの層が前記一般式（２）で表される
シリコーンポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が
1000以上50000以下であり、かつ有機成分比が0.4以上で
あることを満足する請求項１０記載の磁気抵抗センサ装
置である。請求項１２の発明は、前記積層膜の少なくと
も１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーン系
ポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が1000以上50
000以下であり、かつ有機成分比が0.4未満であることを
満足する請求項１０記載の磁気抵抗センサ装置である。
【００１５】
【作用】即ち、本発明に係る磁気抵抗センサ装置におい
ては、センシング部位にMRセンサ素子を用いて移動体に
よる磁界変化を検出し、MRセンサ素子は樹脂膜を介して
ＩＣ上に形成され、移動体による磁界変化を有効に検出
する最適配置がＩＣの面積の範囲内で自由に行え、同一
の信号処理が可能であれば同一のＩＣで異なる移動体に
対応が可能となる。つまり、モノリシック構成による高
感度、高信頼性を実現すると共に、ハイブリッド構成の
ようなセンシング部位の配置自由度を併せ持つ。結果、
高性能、高品質な製品を安価に製造できる。
ては、センシング部位にMRセンサ素子を用いて移動体に
よる磁界変化を検出し、MRセンサ素子は樹脂膜を介して
ＩＣ上に形成され、移動体による磁界変化を有効に検出
する最適配置がＩＣの面積の範囲内で自由に行え、同一
の信号処理が可能であれば同一のＩＣで異なる移動体に
対応が可能となる。つまり、モノリシック構成による高
感度、高信頼性を実現すると共に、ハイブリッド構成の
ようなセンシング部位の配置自由度を併せ持つ。結果、
高性能、高品質な製品を安価に製造できる。
【００１６】また、センシング部位が樹脂膜を介してＩ
Ｃ上に形成されるので、従来のモノリシック構成のよう
にＩＣ内に設けられたセンシング部位の専用領域は必要
がない。従って、モノリシック構成でありながらＩＣの
面積を小さくできる。更に例えば、サージ電流の保護抵
抗等センサを構成するＩＣ以外の部品についてもＩＣ上
に形成することが可能であるため、ＩＣの面積を増やす
ことなくセンサの構成部品点数の削減が可能である。
Ｃ上に形成されるので、従来のモノリシック構成のよう
にＩＣ内に設けられたセンシング部位の専用領域は必要
がない。従って、モノリシック構成でありながらＩＣの
面積を小さくできる。更に例えば、サージ電流の保護抵
抗等センサを構成するＩＣ以外の部品についてもＩＣ上
に形成することが可能であるため、ＩＣの面積を増やす
ことなくセンサの構成部品点数の削減が可能である。
【００１７】また、MRセンサ素子としてGMRセンサ素子
を用いると感度の更なる向上が図られる。ＩＣ上のGMR
センサ素子は、特に樹脂膜として前記構造単位群（1）
の１〜４種のみから構成される重量平均分子量が1000以
上のシリコーンポリマーの硬化膜を用いた場合、この硬
化膜が非常に薄い層から構成されるGMRセンサ素子の構
造に影響を与える段差を十分に緩和して、従来の平らな
Si基板、あるいはPSG（Phosphorous Silicate Glass）
のような酸化膜下地上での特性と比較して同等以上の特
性を示す。
を用いると感度の更なる向上が図られる。ＩＣ上のGMR
センサ素子は、特に樹脂膜として前記構造単位群（1）
の１〜４種のみから構成される重量平均分子量が1000以
上のシリコーンポリマーの硬化膜を用いた場合、この硬
化膜が非常に薄い層から構成されるGMRセンサ素子の構
造に影響を与える段差を十分に緩和して、従来の平らな
Si基板、あるいはPSG（Phosphorous Silicate Glass）
のような酸化膜下地上での特性と比較して同等以上の特
性を示す。
【００１８】更には例えば、ヒートショック耐久試験
（温度振幅-40℃〜140℃）といった過酷な環境下でも良
好な特性が維持され、例えば車載用センサへの適用にも
十分な品質を確保できる。
（温度振幅-40℃〜140℃）といった過酷な環境下でも良
好な特性が維持され、例えば車載用センサへの適用にも
十分な品質を確保できる。
【００１９】更には、樹脂膜として前記一般式（２）で
表される重量平均分子量が1000以上のシリコーンポリマ
ーの硬化膜を用いた場合、ＩＣ上でGMRセンサ素子は十
分な特性を示し、過酷な環境下でも良好な特性が維持さ
れ、GMRセンサ素子とのマッチングがよい。なお、前記
シリコーンポリマーにおいて、アリール基は炭素数１５
以下、脂肪族アルキル基は炭素数１０以下、トリアルキ
ルシリル基は炭素数１５以下が好ましい。
表される重量平均分子量が1000以上のシリコーンポリマ
ーの硬化膜を用いた場合、ＩＣ上でGMRセンサ素子は十
分な特性を示し、過酷な環境下でも良好な特性が維持さ
れ、GMRセンサ素子とのマッチングがよい。なお、前記
シリコーンポリマーにおいて、アリール基は炭素数１５
以下、脂肪族アルキル基は炭素数１０以下、トリアルキ
ルシリル基は炭素数１５以下が好ましい。
【００２０】また更には、樹脂膜として一般式（２）で
表されるシリコーンポリマーでありかつ重量平均分子量
が1000以上50000以下の硬化膜を用いた場合、硬化前は
溶融流動（リフロー）性を有し、段差を埋める機能が高
い。多種多様なＩＣ上の段差に対して、段差の深さ以上
の膜厚があれば硬化後の樹脂膜表面は平坦性が良好で、
ＩＣ上のGMRセンサ素子の特性のバラツキを小さくでき
る。
表されるシリコーンポリマーでありかつ重量平均分子量
が1000以上50000以下の硬化膜を用いた場合、硬化前は
溶融流動（リフロー）性を有し、段差を埋める機能が高
い。多種多様なＩＣ上の段差に対して、段差の深さ以上
の膜厚があれば硬化後の樹脂膜表面は平坦性が良好で、
ＩＣ上のGMRセンサ素子の特性のバラツキを小さくでき
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態を示
す磁気抵抗センサ装置の断面図である。基板１００上
に、回路部１、層間絶縁層２、第１の配線３、ＩＣ保護
膜４が順次設けられＩＣ５を構成している。ＩＣ５上に
は、センシング部位１１が形成され、これらの間に樹脂
膜６ａおよび６ｂが設けられている。なお、８はMRセン
サ素子膜、９は磁気抵抗センサ装置の保護膜である。ま
た、図２は本発明に用い得るＩＣ５の一例の断面図であ
り、センシング部位１１を形成する前の状態である。セ
ンシング部位１１とＩＣ５との電気的接続は樹脂膜６
ａ、６ｂおよびＩＣ保護膜４を貫通するコンタクトホー
ル１０を介して行われる。製造プロセスは例えば、樹脂
膜６ａおよび６ｂを形成後、センシング部位１１を形成
する前にコンタクトホール１０を形成し、続いて樹脂膜
６ｂ上に第２の配線７を形成して、更にセンシング部位
１１を形成する。センシング部位１１にはMRセンサ素子
膜８を用いるが、これは成膜後にパターニングする。
す磁気抵抗センサ装置の断面図である。基板１００上
に、回路部１、層間絶縁層２、第１の配線３、ＩＣ保護
膜４が順次設けられＩＣ５を構成している。ＩＣ５上に
は、センシング部位１１が形成され、これらの間に樹脂
膜６ａおよび６ｂが設けられている。なお、８はMRセン
サ素子膜、９は磁気抵抗センサ装置の保護膜である。ま
た、図２は本発明に用い得るＩＣ５の一例の断面図であ
り、センシング部位１１を形成する前の状態である。セ
ンシング部位１１とＩＣ５との電気的接続は樹脂膜６
ａ、６ｂおよびＩＣ保護膜４を貫通するコンタクトホー
ル１０を介して行われる。製造プロセスは例えば、樹脂
膜６ａおよび６ｂを形成後、センシング部位１１を形成
する前にコンタクトホール１０を形成し、続いて樹脂膜
６ｂ上に第２の配線７を形成して、更にセンシング部位
１１を形成する。センシング部位１１にはMRセンサ素子
膜８を用いるが、これは成膜後にパターニングする。
【００２２】一般に、ＩＣ保護膜４にはガラスコートや
SiNx膜等の無機膜が用いられる。上層の保護膜９につい
てもＩＣの保護膜４と同様の材料でよい。また、ＩＣ内
の配線（第１の配線）３にはAlを主とした、AlSi、AlSi
Cu、AlCuの他、Cuが用いられるが、上層の樹脂膜６ｂ上
の第２の配線７は第１の配線３と同様の材料でよい。
SiNx膜等の無機膜が用いられる。上層の保護膜９につい
てもＩＣの保護膜４と同様の材料でよい。また、ＩＣ内
の配線（第１の配線）３にはAlを主とした、AlSi、AlSi
Cu、AlCuの他、Cuが用いられるが、上層の樹脂膜６ｂ上
の第２の配線７は第１の配線３と同様の材料でよい。
【００２３】尚、樹脂膜は複数の層からなる構造でも良
いし、１層からなる構造でもよい。それぞれの構造の各
例は以下に述べる。
いし、１層からなる構造でもよい。それぞれの構造の各
例は以下に述べる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により詳
細に説明する。 実施例１．図３は本実施例の磁気抵抗センサ装置の平面
図である。本実施例で用いたＩＣ５は比較的大きな２つ
のコンデンサＣ１、Ｃ２を有し、その間隔をｄcとす
る。ＩＣ上に形成されたセンサ素子１３、１４、１５、
１６は異方性磁気抵抗（AMR）センサ素子であり、セン
サ素子領域１２ａと１２ｂに配置され、その間隔をｄ1
とする。ここでｄc≒ｄ1であったため、センサ素子領域
１２ａと１２ｂはそれぞれ２つのコンデンサＣ１とＣ２
上に形成された。図３中のセンサ素子のパターンは従来
から公知の素子パターンであり、ホイートストンブリッ
ジ回路を構成する。また、図４は本実施例の磁気抵抗セ
ンサ装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保
護膜９は省略した。コンデンサ上は比較的平坦な面であ
り、センサ素子領域１２ｂはＩＣのコンデンサＣ２上に
形成されたため、センサ素子１５としてのMRセンサ素子
膜８にも凹凸がない。センサ素子領域１２ａもコンデン
サ上にあり、断面形状は同様である。本実施例では、セ
ンシング部位とＩＣとの間に樹脂膜６ａを介しており、
樹脂膜６ａは前記構造単位群（1）の１〜４種のみから
構成され、側鎖の置換基R1、R2、R3、R4、R5、R6の内40
％がフェニル基、30％がビニル基および30％がメチル基
であり、ｋ、ｌ、ｍ、ｎのモル比はそれぞれ５、１０、
４、１である、重量平均分子量が15万のシリコーンポリ
マー（Ａ）を塗布後に熱硬化させた膜である。
細に説明する。 実施例１．図３は本実施例の磁気抵抗センサ装置の平面
図である。本実施例で用いたＩＣ５は比較的大きな２つ
のコンデンサＣ１、Ｃ２を有し、その間隔をｄcとす
る。ＩＣ上に形成されたセンサ素子１３、１４、１５、
１６は異方性磁気抵抗（AMR）センサ素子であり、セン
サ素子領域１２ａと１２ｂに配置され、その間隔をｄ1
とする。ここでｄc≒ｄ1であったため、センサ素子領域
１２ａと１２ｂはそれぞれ２つのコンデンサＣ１とＣ２
上に形成された。図３中のセンサ素子のパターンは従来
から公知の素子パターンであり、ホイートストンブリッ
ジ回路を構成する。また、図４は本実施例の磁気抵抗セ
ンサ装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保
護膜９は省略した。コンデンサ上は比較的平坦な面であ
り、センサ素子領域１２ｂはＩＣのコンデンサＣ２上に
形成されたため、センサ素子１５としてのMRセンサ素子
膜８にも凹凸がない。センサ素子領域１２ａもコンデン
サ上にあり、断面形状は同様である。本実施例では、セ
ンシング部位とＩＣとの間に樹脂膜６ａを介しており、
樹脂膜６ａは前記構造単位群（1）の１〜４種のみから
構成され、側鎖の置換基R1、R2、R3、R4、R5、R6の内40
％がフェニル基、30％がビニル基および30％がメチル基
であり、ｋ、ｌ、ｍ、ｎのモル比はそれぞれ５、１０、
４、１である、重量平均分子量が15万のシリコーンポリ
マー（Ａ）を塗布後に熱硬化させた膜である。
【００２５】本実施例の磁気抵抗センサ装置は以下の様
に製造した。まずＩＣ５上に樹脂膜６ａを1.2μmの厚さ
で形成した。すなわちシリコーンポリマー（Ａ）をスピ
ンコート法によりＩＣ５上に塗布した後、N2雰囲気中の
オーブンでポストベークを行い、熱硬化させた。ポスト
ベークは例えば、350℃で1時間行う。この後写真製版を
行い、コンタクトホールをドライエッチング法にて形成
する。ドライエッチング法は例えば、反応性イオンエッ
チング法やイオンビームエッチング法を用いるが、コン
タクトホールの側壁の断面形状を良好にするため、ＩＣ
保護膜４と樹脂膜６ａのエッチングの選択比が小さい方
法を用いる方が好ましい。次に、図示していないが、Al
Si膜を樹脂膜６ａ上にスパッタ法で成膜し、写真製版を
行ってウェットエッチング法により第２の配線７を形成
し、コンタクトホールを介してＩＣの第１の配線３との
接続を行う。この接続のため、AlSi膜の成膜前にコンタ
クトホール中の第１の配線３の表面酸化物等を除去する
ためにイオンビームエッチング法で処理をしておくとよ
い。この処理は第２の配線７の膜をスパッタ法で形成す
るなら、逆スパッタ法で行ってもよい。また第２の配線
７の形成には、第２の配線７とMRセンサ素子膜８との接
続のため、配線パターン端の断面形状をテーパー状にす
るのが好ましく、これにはウェットエッチング法を用い
るとよい。次に樹脂膜６ａおよび第２の配線７上にAMR
効果を発現するNiCo膜をスパッタ法で成膜し、写真製版
を行ってドライエッチング法にてエッチングしてセンシ
ング部位１１を形成する。エッチングは例えば、反応性
イオンエッチング法やイオンビームエッチング法などの
ドライエッチング法やウェットエッチング法でもよく、
MRセンサ素子膜８にダメージを与えない方法が好まし
い。更にSi3N4膜をスパッタ法により成膜して保護膜９
を形成し、MRセンサ素子膜８の特性の安定化のために必
要に応じて熱処理を行う。その後、写真製版を行い、Ｉ
Ｃのパッド上をドライエッチング法にて開口する。尚、
本実施例の製造では成膜方法にはスパッタ法を用いた
が、蒸着法、分子線エピタキシャル（MBE）法、あるい
は化学蒸着（CVD）法などを用いてもよく、膜の材料、
特性および生産性の点から選択すればよい。
に製造した。まずＩＣ５上に樹脂膜６ａを1.2μmの厚さ
で形成した。すなわちシリコーンポリマー（Ａ）をスピ
ンコート法によりＩＣ５上に塗布した後、N2雰囲気中の
オーブンでポストベークを行い、熱硬化させた。ポスト
ベークは例えば、350℃で1時間行う。この後写真製版を
行い、コンタクトホールをドライエッチング法にて形成
する。ドライエッチング法は例えば、反応性イオンエッ
チング法やイオンビームエッチング法を用いるが、コン
タクトホールの側壁の断面形状を良好にするため、ＩＣ
保護膜４と樹脂膜６ａのエッチングの選択比が小さい方
法を用いる方が好ましい。次に、図示していないが、Al
Si膜を樹脂膜６ａ上にスパッタ法で成膜し、写真製版を
行ってウェットエッチング法により第２の配線７を形成
し、コンタクトホールを介してＩＣの第１の配線３との
接続を行う。この接続のため、AlSi膜の成膜前にコンタ
クトホール中の第１の配線３の表面酸化物等を除去する
ためにイオンビームエッチング法で処理をしておくとよ
い。この処理は第２の配線７の膜をスパッタ法で形成す
るなら、逆スパッタ法で行ってもよい。また第２の配線
７の形成には、第２の配線７とMRセンサ素子膜８との接
続のため、配線パターン端の断面形状をテーパー状にす
るのが好ましく、これにはウェットエッチング法を用い
るとよい。次に樹脂膜６ａおよび第２の配線７上にAMR
効果を発現するNiCo膜をスパッタ法で成膜し、写真製版
を行ってドライエッチング法にてエッチングしてセンシ
ング部位１１を形成する。エッチングは例えば、反応性
イオンエッチング法やイオンビームエッチング法などの
ドライエッチング法やウェットエッチング法でもよく、
MRセンサ素子膜８にダメージを与えない方法が好まし
い。更にSi3N4膜をスパッタ法により成膜して保護膜９
を形成し、MRセンサ素子膜８の特性の安定化のために必
要に応じて熱処理を行う。その後、写真製版を行い、Ｉ
Ｃのパッド上をドライエッチング法にて開口する。尚、
本実施例の製造では成膜方法にはスパッタ法を用いた
が、蒸着法、分子線エピタキシャル（MBE）法、あるい
は化学蒸着（CVD）法などを用いてもよく、膜の材料、
特性および生産性の点から選択すればよい。
【００２６】本実施例のセンシング部位の下地面はＩＣ
のコンデンサ上が比較的平坦な面であり、樹脂膜６ａ上
の平坦性は良好である。AMRセンサ素子は特性が良好
で、耐久試験後も素子パターンに断線はなく、特性の劣
化もない。
のコンデンサ上が比較的平坦な面であり、樹脂膜６ａ上
の平坦性は良好である。AMRセンサ素子は特性が良好
で、耐久試験後も素子パターンに断線はなく、特性の劣
化もない。
【００２７】実施例２．図５は本実施例の磁気抵抗セン
サ装置の平面図である。本実施例で用いたＩＣは実施例
１と同様で、比較的大きな２つのコンデンサＣ１、Ｃ２
があり、その間隔をｄcとする。ＩＣ上に形成されたセ
ンサ素子はAMRセンサ素子で、センサ素子領域１２ａと
１２ｂに配置され、その間隔をｄ2とする。ここでｄc≠
ｄ2であったため、センサ素子領域１２ａのみコンデン
サ上に形成された。図５中のセンサ素子のパターンは従
来技術で公知の素子パターンと同じであり、ホイートス
トンブリッジ回路を構成する。また、図６は本実施例の
磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図
において保護膜９は省略した。センサ素子領域１２ａは
ＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的
平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線
が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある
面となっている。ＩＣ５上のセンシング部位とＩＣ５と
の間に介在する樹脂膜６ａは実施例１と同じシリコーン
ポリマー（Ａ）を塗布後に熱硬化させた膜である。
サ装置の平面図である。本実施例で用いたＩＣは実施例
１と同様で、比較的大きな２つのコンデンサＣ１、Ｃ２
があり、その間隔をｄcとする。ＩＣ上に形成されたセ
ンサ素子はAMRセンサ素子で、センサ素子領域１２ａと
１２ｂに配置され、その間隔をｄ2とする。ここでｄc≠
ｄ2であったため、センサ素子領域１２ａのみコンデン
サ上に形成された。図５中のセンサ素子のパターンは従
来技術で公知の素子パターンと同じであり、ホイートス
トンブリッジ回路を構成する。また、図６は本実施例の
磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図
において保護膜９は省略した。センサ素子領域１２ａは
ＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的
平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線
が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある
面となっている。ＩＣ５上のセンシング部位とＩＣ５と
の間に介在する樹脂膜６ａは実施例１と同じシリコーン
ポリマー（Ａ）を塗布後に熱硬化させた膜である。
【００２８】本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例１
と同様のプロセスで製造した。樹脂膜６ａは1.2μmの厚
さで形成したが、プロセス完了時点では、プロセス中の
イオンビームエッチング法による表面のミリング処理等
により膜減りをして1μm程度の厚さとなっている。
と同様のプロセスで製造した。樹脂膜６ａは1.2μmの厚
さで形成したが、プロセス完了時点では、プロセス中の
イオンビームエッチング法による表面のミリング処理等
により膜減りをして1μm程度の厚さとなっている。
【００２９】本実施例のセンシング部位の下地面は、セ
ンサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、
樹脂膜６ａ上の平坦性は良好であるが、センサ素子領域
１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差
があって樹脂膜６ａ上はこれを反映し凹凸のある面とな
っている。樹脂膜６ａのシリコーンポリマー（Ａ）は重
量平均分子量が10万を超えるポリマーであるため段差を
埋める機能は低いが、ＩＣ上の段差の矩形部を滑らかな
形状にし、段差を緩和している。このためAMRセンサ素
子のパターンに断線はなく、AMRセンサ素子の飽和磁界
以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ
素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイートス
トンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電位はバ
ランスがよい。また特性も良好であり、実施例１と比べ
ると特性の若干のバラツキがあるが、実用上において問
題とならない。更に、耐久試験後においても劣化はな
い。
ンサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、
樹脂膜６ａ上の平坦性は良好であるが、センサ素子領域
１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差
があって樹脂膜６ａ上はこれを反映し凹凸のある面とな
っている。樹脂膜６ａのシリコーンポリマー（Ａ）は重
量平均分子量が10万を超えるポリマーであるため段差を
埋める機能は低いが、ＩＣ上の段差の矩形部を滑らかな
形状にし、段差を緩和している。このためAMRセンサ素
子のパターンに断線はなく、AMRセンサ素子の飽和磁界
以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ
素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイートス
トンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電位はバ
ランスがよい。また特性も良好であり、実施例１と比べ
ると特性の若干のバラツキがあるが、実用上において問
題とならない。更に、耐久試験後においても劣化はな
い。
【００３０】実施例３．本実施例のＩＣ上に形成された
センサ素子はGMRセンサ素子で、センサ素子領域１２ａ
と１２ｂに配置され、センサ素子のセンシング部位の配
置は実施例２と同じである。ＩＣのコンデンサＣ１およ
びＣ２の間隔ｄcに対して、センサ素子領域１２ａと１
２ｂの間隔はｄ2であり、本実施例のセンサ素子の平面
図は図５に相当する。図５中のセンサ素子のパターンは
従来技術で公知の素子パターンと同じであり、ホイート
ストンブリッジ回路を構成する。またセンサ素子領域１
２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は
比較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣ
の配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸
のある面となっている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣ
との間に介在する樹脂膜６ａは前記一般式（２）で表さ
れる構造であり、側鎖の置換基R1、R2の内80％がフェニ
ル基および20％がアリル基であり、R3、R4、R5、R6が全
て水素原子である重量平均分子量が20万のシリコーンポ
リマー（Ｂ）を塗布後に熱硬化させた膜である。この樹
脂膜６ａも重量平均分子量が10万を超えるポリマーであ
り段差を埋める機能は低いため、本実施例のセンサ素子
のＡ−Ａ’断面は図６で示される構造と同様である。
センサ素子はGMRセンサ素子で、センサ素子領域１２ａ
と１２ｂに配置され、センサ素子のセンシング部位の配
置は実施例２と同じである。ＩＣのコンデンサＣ１およ
びＣ２の間隔ｄcに対して、センサ素子領域１２ａと１
２ｂの間隔はｄ2であり、本実施例のセンサ素子の平面
図は図５に相当する。図５中のセンサ素子のパターンは
従来技術で公知の素子パターンと同じであり、ホイート
ストンブリッジ回路を構成する。またセンサ素子領域１
２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は
比較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣ
の配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸
のある面となっている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣ
との間に介在する樹脂膜６ａは前記一般式（２）で表さ
れる構造であり、側鎖の置換基R1、R2の内80％がフェニ
ル基および20％がアリル基であり、R3、R4、R5、R6が全
て水素原子である重量平均分子量が20万のシリコーンポ
リマー（Ｂ）を塗布後に熱硬化させた膜である。この樹
脂膜６ａも重量平均分子量が10万を超えるポリマーであ
り段差を埋める機能は低いため、本実施例のセンサ素子
のＡ−Ａ’断面は図６で示される構造と同様である。
【００３１】本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例１
および２と同様のプロセスで製造した。本実施例では樹
脂膜６ａにシリコーンポリマー（Ｂ）を用いて1.2μmの
厚さで形成したが、プロセス完了時点では実施例２と同
様に膜減りして1μm程度の厚さとなっている。また、本
実施例で形成したGMRセンサ素子膜はスパッタ法で成膜
し、磁性層と同じ組成のバッファ層（５０Å厚）上に磁
性層と非磁性層が交互に積層された構造であり、具体的
には磁性層がFeyCox（式中、x≧0.7かつy≦0.3であ
る）、非磁性層 がCuであり、それぞれの層の厚さが、
磁性層厚 tm：10Å＜tm＜25Å、非磁性層厚 tn：18Å＜
tn＜25Åを満足し、前記磁性層と前記非磁性層との積層
体を１単位とした周期構造を有し、前記周期構造の周期
回数が、周期回数 N：２０回である下記の７つのサンプ
ルを製造した。
および２と同様のプロセスで製造した。本実施例では樹
脂膜６ａにシリコーンポリマー（Ｂ）を用いて1.2μmの
厚さで形成したが、プロセス完了時点では実施例２と同
様に膜減りして1μm程度の厚さとなっている。また、本
実施例で形成したGMRセンサ素子膜はスパッタ法で成膜
し、磁性層と同じ組成のバッファ層（５０Å厚）上に磁
性層と非磁性層が交互に積層された構造であり、具体的
には磁性層がFeyCox（式中、x≧0.7かつy≦0.3であ
る）、非磁性層 がCuであり、それぞれの層の厚さが、
磁性層厚 tm：10Å＜tm＜25Å、非磁性層厚 tn：18Å＜
tn＜25Åを満足し、前記磁性層と前記非磁性層との積層
体を１単位とした周期構造を有し、前記周期構造の周期
回数が、周期回数 N：２０回である下記の７つのサンプ
ルを製造した。
【００３２】
構成例１：ｘ＝０．９、ｔｍ＝１５Å、ｔｎ＝２１Å
構成例２：ｘ＝０．９、ｔｍ＝２０Å、ｔｎ＝２０Å
構成例３：ｘ＝０．９、ｔｍ＝１２Å、ｔｎ＝２２Å
構成例４：ｘ＝０．８、ｔｍ＝１８Å、ｔｎ＝２０Å
構成例５：ｘ＝０．７５、ｔｍ＝２２Å、ｔｎ＝１９Å
構成例６：ｘ＝１．０、ｔｍ＝１５Å、ｔｎ＝２０Å
構成例７：ｘ＝１．０、ｔｍ＝１１Å、ｔｎ＝２３Å
【００３３】GMRセンサ素子膜の成膜法には、蒸着法、
分子線エピタキシャル（MBE）法、あるいはスパッタ法
などが用いられるが、特性および生産性の点からスパッ
タ法が好ましい。尚、センシング部位を形成後、Si3N4
膜等の保護膜９を形成して250℃で12時間の熱処理を行
う。
分子線エピタキシャル（MBE）法、あるいはスパッタ法
などが用いられるが、特性および生産性の点からスパッ
タ法が好ましい。尚、センシング部位を形成後、Si3N4
膜等の保護膜９を形成して250℃で12時間の熱処理を行
う。
【００３４】本実施例のセンシング部位の下地面は実施
例２と同様、センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサ
Ｃ１上にあり、樹脂膜６ａ上の平坦性は良好であるが、
センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあ
り、配線の段差があって樹脂膜６ａ上はこれを反映して
凹凸のある面となっている。樹脂膜６ａのシリコーンポ
リマー（Ｂ）は重量平均分子量が10万を超えるポリマー
であるため段差を埋める機能は低いが、シリコーンポリ
マー（Ａ）の樹脂膜と同様にＩＣ上の段差の矩形部を滑
らかな形状にし、段差を緩和している。このためGMRセ
ンサ素子のパターンに断線はなく、GMRセンサ素子の飽
和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値は
センサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイ
ートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電
位はバランスがよい。また特性は比較的良好であり、バ
ラツキは少しあるものの、著しく低い特性を示すことは
ない。更に、耐久試験後においても劣化はない。本実施
例のGMRセンサ素子は耐熱性の高い構造上の特徴を有し
ており、この特徴は本実施例の樹脂膜６ａ上においても
従来の平らなSi基板、あるいはPSG（Phosphorous Silic
ate Glass）のような酸化膜下地上と比較して損なわれ
ることはない。
例２と同様、センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサ
Ｃ１上にあり、樹脂膜６ａ上の平坦性は良好であるが、
センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあ
り、配線の段差があって樹脂膜６ａ上はこれを反映して
凹凸のある面となっている。樹脂膜６ａのシリコーンポ
リマー（Ｂ）は重量平均分子量が10万を超えるポリマー
であるため段差を埋める機能は低いが、シリコーンポリ
マー（Ａ）の樹脂膜と同様にＩＣ上の段差の矩形部を滑
らかな形状にし、段差を緩和している。このためGMRセ
ンサ素子のパターンに断線はなく、GMRセンサ素子の飽
和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値は
センサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイ
ートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電
位はバランスがよい。また特性は比較的良好であり、バ
ラツキは少しあるものの、著しく低い特性を示すことは
ない。更に、耐久試験後においても劣化はない。本実施
例のGMRセンサ素子は耐熱性の高い構造上の特徴を有し
ており、この特徴は本実施例の樹脂膜６ａ上においても
従来の平らなSi基板、あるいはPSG（Phosphorous Silic
ate Glass）のような酸化膜下地上と比較して損なわれ
ることはない。
【００３５】実施例４．本実施例の磁気抵抗センサ装置
の構成は樹脂膜を除いて実施例３と同じである。センサ
素子はGMRセンサ素子でセンサ素子領域１２ａと１２ｂ
に配置され、本実施例の磁気抵抗センサ装置の平面図は
図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデ
ンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面であ
るが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った
上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となってい
る。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間に介在する樹
脂膜は前記実施例の何れとも異なり、樹脂膜６ａおよび
６ｂからなる２層構造である。樹脂膜６ａは実施例３と
同じシリコーンポリマー（Ｂ）を塗布後に熱硬化させた
膜である。この樹脂膜６ａ上には更に樹脂膜６ｂが形成
され、一般式（２）で表される構造で、側鎖の置換基
R1、R2が全てエチル基、R3、R4、R5、R6の内50％がメチ
ル基および50％が水素原子である重量平均分子量5000の
シリコーンポリマー（Ｃ）を塗布後に熱硬化させた膜で
ある。樹脂膜６ａは重量平均分子量が10万を超えるポリ
マーであり段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂは重
量平均分子量が5万以下のポリマーであり、硬化前は溶
融流動（リフロー）性を有し、段差を埋める機能が高
い。図７は本実施例の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断
面図である。なお、図において保護膜９は省略した。
の構成は樹脂膜を除いて実施例３と同じである。センサ
素子はGMRセンサ素子でセンサ素子領域１２ａと１２ｂ
に配置され、本実施例の磁気抵抗センサ装置の平面図は
図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデ
ンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面であ
るが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った
上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となってい
る。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間に介在する樹
脂膜は前記実施例の何れとも異なり、樹脂膜６ａおよび
６ｂからなる２層構造である。樹脂膜６ａは実施例３と
同じシリコーンポリマー（Ｂ）を塗布後に熱硬化させた
膜である。この樹脂膜６ａ上には更に樹脂膜６ｂが形成
され、一般式（２）で表される構造で、側鎖の置換基
R1、R2が全てエチル基、R3、R4、R5、R6の内50％がメチ
ル基および50％が水素原子である重量平均分子量5000の
シリコーンポリマー（Ｃ）を塗布後に熱硬化させた膜で
ある。樹脂膜６ａは重量平均分子量が10万を超えるポリ
マーであり段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂは重
量平均分子量が5万以下のポリマーであり、硬化前は溶
融流動（リフロー）性を有し、段差を埋める機能が高
い。図７は本実施例の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断
面図である。なお、図において保護膜９は省略した。
【００３６】本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例３
と同様のプロセスで製造した。但し、樹脂膜６ｂが追加
された構造なので、樹脂膜に関わるプロセスは構造上の
変更に合わせて若干変更し、コンタクトホールの形成お
よびパッドの開口は樹脂膜６ｂのエッチング時間分だけ
時間を長くして行った。本実施例では樹脂膜６ａにシリ
コーンポリマー（Ｂ）を用いて1.0μmの厚さで形成し、
その上の樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー（Ｃ）を用い
て0.6μmの厚さで形成した。樹脂膜６ｂについてはポス
トベーク前にリフローのためシリコーンポリマー（Ｃ）
の融点である110℃以上の温度まで昇温する熱処理を行
う。その後、ポストベークは例えば、350℃で1時間行
う。樹脂膜６ｂはプロセス完了時点では膜減りして0.3
μm程度の厚さとなっている。また、本実施例で形成し
たGMRセンサ素子膜は実施例３と同様スパッタ法で成膜
したものと同様である。
と同様のプロセスで製造した。但し、樹脂膜６ｂが追加
された構造なので、樹脂膜に関わるプロセスは構造上の
変更に合わせて若干変更し、コンタクトホールの形成お
よびパッドの開口は樹脂膜６ｂのエッチング時間分だけ
時間を長くして行った。本実施例では樹脂膜６ａにシリ
コーンポリマー（Ｂ）を用いて1.0μmの厚さで形成し、
その上の樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー（Ｃ）を用い
て0.6μmの厚さで形成した。樹脂膜６ｂについてはポス
トベーク前にリフローのためシリコーンポリマー（Ｃ）
の融点である110℃以上の温度まで昇温する熱処理を行
う。その後、ポストベークは例えば、350℃で1時間行
う。樹脂膜６ｂはプロセス完了時点では膜減りして0.3
μm程度の厚さとなっている。また、本実施例で形成し
たGMRセンサ素子膜は実施例３と同様スパッタ法で成膜
したものと同様である。
【００３７】本実施例のセンシング部位の下地面は樹脂
膜を２層構造にしたことで実施例３とは状態が異なる。
センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあ
り、樹脂膜６ａおよび６ｂ上の平坦性は共に良好であ
る。センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上
にあり、配線の段差があって樹脂膜６ａ上は凹凸がある
が、この上の樹脂膜６ｂは樹脂膜６ａ上の凹凸を埋めて
部分的に平坦な面となっている。樹脂膜６ａのシリコー
ンポリマー（Ｂ）は重量平均分子量が10万を超えるポリ
マーであるため段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂ
のシリコーンポリマー（Ｃ）は重量平均分子量が5万以
下のポリマーであり段差を埋める機能が高い。尚、シリ
コーンポリマー（Ｃ）は有機成分比が0.4未満であるた
め、膜厚を厚くすると膜中にクラックが入りやすく、樹
脂膜６ｂはＩＣの段差の最も深い部分を十分に埋められ
る程の膜厚で形成することはできなかったが、樹脂膜６
ａの段差の緩和効果によりＩＣの段差の大部分を埋める
ことができ、更には樹脂膜６ａの段差の矩形部を滑らか
な形状にする効果と相まって、良好な下地面を得た。こ
のためGMRセンサ素子のパターンに断線はなく、GMRセン
サ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時
の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差が
なく、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端子１９
と２０の電位はバランスがよい。また特性は良好であ
り、バラツキも小さく、実施例３と比較して下地面の改
善効果がみられた。更に、耐久試験後においても劣化は
なく、樹脂膜の複数層構造は高い信頼性を有する。な
お、本発明でいう有機成分比とは、樹脂膜の全重量に対
する、炭素の重量の割合を意味する。
膜を２層構造にしたことで実施例３とは状態が異なる。
センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあ
り、樹脂膜６ａおよび６ｂ上の平坦性は共に良好であ
る。センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上
にあり、配線の段差があって樹脂膜６ａ上は凹凸がある
が、この上の樹脂膜６ｂは樹脂膜６ａ上の凹凸を埋めて
部分的に平坦な面となっている。樹脂膜６ａのシリコー
ンポリマー（Ｂ）は重量平均分子量が10万を超えるポリ
マーであるため段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂ
のシリコーンポリマー（Ｃ）は重量平均分子量が5万以
下のポリマーであり段差を埋める機能が高い。尚、シリ
コーンポリマー（Ｃ）は有機成分比が0.4未満であるた
め、膜厚を厚くすると膜中にクラックが入りやすく、樹
脂膜６ｂはＩＣの段差の最も深い部分を十分に埋められ
る程の膜厚で形成することはできなかったが、樹脂膜６
ａの段差の緩和効果によりＩＣの段差の大部分を埋める
ことができ、更には樹脂膜６ａの段差の矩形部を滑らか
な形状にする効果と相まって、良好な下地面を得た。こ
のためGMRセンサ素子のパターンに断線はなく、GMRセン
サ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時
の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差が
なく、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端子１９
と２０の電位はバランスがよい。また特性は良好であ
り、バラツキも小さく、実施例３と比較して下地面の改
善効果がみられた。更に、耐久試験後においても劣化は
なく、樹脂膜の複数層構造は高い信頼性を有する。な
お、本発明でいう有機成分比とは、樹脂膜の全重量に対
する、炭素の重量の割合を意味する。
【００３８】更に本実施例の樹脂膜の２層構造より類推
できる別の形態は実際、本実施例と同様のセンサ特性を
実現する。この別の形態は即ち、本実施例の樹脂膜の２
層構造において、樹脂膜６ａにシリコーンポリマー
（Ｃ）の硬化膜を、樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー
（Ｂ）の硬化膜を適用したもので、ＩＣ上の段差による
凹凸をまずは樹脂膜６ａによって埋め、次に埋めきれな
かった段差の段差の矩形部を樹脂膜６ｂで滑らかな形状
にする。この別の形態は本実施例と同等の良好な下地面
が得られるため、特性およびそのバラツキにおいても同
等の良好な結果を示す。
できる別の形態は実際、本実施例と同様のセンサ特性を
実現する。この別の形態は即ち、本実施例の樹脂膜の２
層構造において、樹脂膜６ａにシリコーンポリマー
（Ｃ）の硬化膜を、樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー
（Ｂ）の硬化膜を適用したもので、ＩＣ上の段差による
凹凸をまずは樹脂膜６ａによって埋め、次に埋めきれな
かった段差の段差の矩形部を樹脂膜６ｂで滑らかな形状
にする。この別の形態は本実施例と同等の良好な下地面
が得られるため、特性およびそのバラツキにおいても同
等の良好な結果を示す。
【００３９】実施例５．本実施例の磁気抵抗センサ装置
の構成は実施例３あるいは実施例４と樹脂膜を除いて同
じである。センサ素子はGMRセンサ素子でセンサ素子領
域１２ａと１２ｂに配置され、本実施例の磁気抵抗セン
サ装置の平面図は図５に相当する。センサ素子領域１２
ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比
較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの
配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸の
ある面となっている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣと
の間に介在する樹脂膜は実施例４と同様の樹脂膜６ａお
よび６ｂからなる２層構造である。樹脂膜６ａは実施例
３と同じシリコーンポリマー（Ｂ）を塗布後に熱硬化さ
せた膜である。この樹脂膜６ａ上には更に樹脂膜６ｂが
形成され、一般式（２）で表される構造であり、側鎖の
置換基R1、R2の内90%がフェニル基および10％がブチル
基であり、R3、R4、R5、R6が全て水素原子である重量平
均分子量2500のシリコーンポリマー（Ｄ）を塗布後に熱
硬化させた膜である。樹脂膜６ａは重量平均分子量が10
万を超えるポリマーであり段差を埋める機能は低いが、
樹脂膜６ｂは重量平均分子量が5万以下のポリマーであ
り、硬化前は溶融流動（リフロー）性を有し、段差を埋
める機能が高い。図８は本実施例の磁気抵抗センサ装置
のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保護膜９は
省略した。
の構成は実施例３あるいは実施例４と樹脂膜を除いて同
じである。センサ素子はGMRセンサ素子でセンサ素子領
域１２ａと１２ｂに配置され、本実施例の磁気抵抗セン
サ装置の平面図は図５に相当する。センサ素子領域１２
ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比
較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの
配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸の
ある面となっている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣと
の間に介在する樹脂膜は実施例４と同様の樹脂膜６ａお
よび６ｂからなる２層構造である。樹脂膜６ａは実施例
３と同じシリコーンポリマー（Ｂ）を塗布後に熱硬化さ
せた膜である。この樹脂膜６ａ上には更に樹脂膜６ｂが
形成され、一般式（２）で表される構造であり、側鎖の
置換基R1、R2の内90%がフェニル基および10％がブチル
基であり、R3、R4、R5、R6が全て水素原子である重量平
均分子量2500のシリコーンポリマー（Ｄ）を塗布後に熱
硬化させた膜である。樹脂膜６ａは重量平均分子量が10
万を超えるポリマーであり段差を埋める機能は低いが、
樹脂膜６ｂは重量平均分子量が5万以下のポリマーであ
り、硬化前は溶融流動（リフロー）性を有し、段差を埋
める機能が高い。図８は本実施例の磁気抵抗センサ装置
のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保護膜９は
省略した。
【００４０】本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例４
と同様のプロセスで製造した。本実施例では樹脂膜６ａ
にシリコーンポリマー（Ｂ）を用いて0.3μmの厚さで形
成し、その上の樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー（Ｄ）
を用いて2.0μmの厚さで形成したが、プロセス完了時点
では樹脂膜６ｂが膜減りして1.7μm程度の厚さとなって
いる。樹脂膜６ｂの熱処理については、リフローおよび
ポストベーク共に実施例４と同様の条件でよい。また、
本実施例で形成したGMRセンサ素子膜は実施例３および
実施例４と同じものである。
と同様のプロセスで製造した。本実施例では樹脂膜６ａ
にシリコーンポリマー（Ｂ）を用いて0.3μmの厚さで形
成し、その上の樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー（Ｄ）
を用いて2.0μmの厚さで形成したが、プロセス完了時点
では樹脂膜６ｂが膜減りして1.7μm程度の厚さとなって
いる。樹脂膜６ｂの熱処理については、リフローおよび
ポストベーク共に実施例４と同様の条件でよい。また、
本実施例で形成したGMRセンサ素子膜は実施例３および
実施例４と同じものである。
【００４１】本実施例のセンシング部位の下地面は樹脂
膜が実施例４と同様の２層構造であるが、実施例４の状
態とは樹脂膜６ｂの塗布厚の差が異なる。センサ素子領
域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、樹脂膜６ａ
および６ｂ上の平坦性は共に良好である。センサ素子領
域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段
差があって樹脂膜６ａ上は凹凸があるが、この上の樹脂
膜６ｂは樹脂膜６ａ上の凹凸をほぼ完全に埋めて平坦な
面となっている。樹脂膜６ａのシリコーンポリマー
（Ｂ）は重量平均分子量が10万を超えるポリマーである
ため段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂのシリコー
ンポリマー（Ｄ）は重量平均分子量が5万以下のポリマ
ーであり段差を埋める機能が高い。実施例４との相違点
はシリコーンポリマー（Ｄ）の有機成分比は0.4以上で
あるため、膜厚を比較的厚くしても膜中にクラックが入
らないので、樹脂膜６ｂはＩＣの段差の最も深い部分を
十分に埋められる膜厚で形成することができ、平坦性の
高い下地面を得た。このためGMRセンサ素子のパターン
に断線はなく、GMRセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を
印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２
ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイートストンブリッジ
回路の中点電位端子１９と２０の電位はバランスがよ
い。また特性は良好であり、バラツキも小さい。実施例
４と比較すると特性上の差は殆どみられないが、センシ
ング部位の下地面は実施例４では樹脂膜６ａが露出する
部分があるのに対して、本実施例は樹脂膜６ｂが樹脂膜
６ａを完全に覆うため、平坦性は本実施例の方が明らか
に高い。更に、耐久試験後においても劣化はない。セン
シング部位の配置自由度においては、ＩＣ上のいかなる
箇所でも下地の状態が同じである本実施例は理想的であ
る。
膜が実施例４と同様の２層構造であるが、実施例４の状
態とは樹脂膜６ｂの塗布厚の差が異なる。センサ素子領
域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、樹脂膜６ａ
および６ｂ上の平坦性は共に良好である。センサ素子領
域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段
差があって樹脂膜６ａ上は凹凸があるが、この上の樹脂
膜６ｂは樹脂膜６ａ上の凹凸をほぼ完全に埋めて平坦な
面となっている。樹脂膜６ａのシリコーンポリマー
（Ｂ）は重量平均分子量が10万を超えるポリマーである
ため段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂのシリコー
ンポリマー（Ｄ）は重量平均分子量が5万以下のポリマ
ーであり段差を埋める機能が高い。実施例４との相違点
はシリコーンポリマー（Ｄ）の有機成分比は0.4以上で
あるため、膜厚を比較的厚くしても膜中にクラックが入
らないので、樹脂膜６ｂはＩＣの段差の最も深い部分を
十分に埋められる膜厚で形成することができ、平坦性の
高い下地面を得た。このためGMRセンサ素子のパターン
に断線はなく、GMRセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を
印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２
ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイートストンブリッジ
回路の中点電位端子１９と２０の電位はバランスがよ
い。また特性は良好であり、バラツキも小さい。実施例
４と比較すると特性上の差は殆どみられないが、センシ
ング部位の下地面は実施例４では樹脂膜６ａが露出する
部分があるのに対して、本実施例は樹脂膜６ｂが樹脂膜
６ａを完全に覆うため、平坦性は本実施例の方が明らか
に高い。更に、耐久試験後においても劣化はない。セン
シング部位の配置自由度においては、ＩＣ上のいかなる
箇所でも下地の状態が同じである本実施例は理想的であ
る。
【００４２】更に本実施例の樹脂膜の２層構造より類推
できる別の形態は実際、本実施例と同様のセンサ特性を
実現する。この別の形態は即ち、本実施例の樹脂膜の２
層構造において、樹脂膜６ａにシリコーンポリマー
（Ｄ）の硬化膜を、樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー
（Ｂ）の硬化膜を適用したもので、本実施例と同等の良
好な下地面が得られるため、特性およびそのバラツキに
おいても同等の良好な結果を示す。
できる別の形態は実際、本実施例と同様のセンサ特性を
実現する。この別の形態は即ち、本実施例の樹脂膜の２
層構造において、樹脂膜６ａにシリコーンポリマー
（Ｄ）の硬化膜を、樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー
（Ｂ）の硬化膜を適用したもので、本実施例と同等の良
好な下地面が得られるため、特性およびそのバラツキに
おいても同等の良好な結果を示す。
【００４３】実施例６．本実施例の磁気抵抗センサ装置
の構成は実施例５より樹脂膜６ａを除いたものである。
センサ素子はGMRセンサ素子でセンサ素子領域１２ａと
１２ｂに配置され、本実施例の磁気抵抗センサ装置の平
面図は図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣの
コンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な
面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み
入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面とな
っている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間に介在
する樹脂膜は樹脂膜６ｂのみで、樹脂膜６ｂは実施例５
と同じシリコーンポリマー（Ｄ）を塗布後に熱硬化させ
た膜である。この樹脂膜６ｂは重量平均分子量が5万以
下のポリマーであり、硬化前は溶融流動（リフロー）性
を有し、段差を埋める機能が高い。図９は本実施例のセ
ンサ素子のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保
護膜９は省略した。
の構成は実施例５より樹脂膜６ａを除いたものである。
センサ素子はGMRセンサ素子でセンサ素子領域１２ａと
１２ｂに配置され、本実施例の磁気抵抗センサ装置の平
面図は図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣの
コンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な
面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み
入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面とな
っている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間に介在
する樹脂膜は樹脂膜６ｂのみで、樹脂膜６ｂは実施例５
と同じシリコーンポリマー（Ｄ）を塗布後に熱硬化させ
た膜である。この樹脂膜６ｂは重量平均分子量が5万以
下のポリマーであり、硬化前は溶融流動（リフロー）性
を有し、段差を埋める機能が高い。図９は本実施例のセ
ンサ素子のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保
護膜９は省略した。
【００４４】本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例５
と同様のプロセスで製造した。但し、樹脂膜６ａがない
構造なので、樹脂膜に関わるプロセスは構造上の変更に
合わせて若干変更し、コンタクトホールの形成およびパ
ッドの開口は樹脂膜６ａのエッチング時間分だけ時間を
短くして行った。本実施例では樹脂膜６ｂにシリコーン
ポリマー（Ｄ）を用いて2.0μmの厚さで形成したが、プ
ロセス完了時点では樹脂膜６ｂが膜減りして1.7μm程度
の厚さとなっている。樹脂膜６ｂの熱処理については、
リフローおよびポストベーク共に実施例４と同様の条件
でよい。また、本実施例で形成したGMRセンサ素子膜は
実施例３および実施例４と同じである。
と同様のプロセスで製造した。但し、樹脂膜６ａがない
構造なので、樹脂膜に関わるプロセスは構造上の変更に
合わせて若干変更し、コンタクトホールの形成およびパ
ッドの開口は樹脂膜６ａのエッチング時間分だけ時間を
短くして行った。本実施例では樹脂膜６ｂにシリコーン
ポリマー（Ｄ）を用いて2.0μmの厚さで形成したが、プ
ロセス完了時点では樹脂膜６ｂが膜減りして1.7μm程度
の厚さとなっている。樹脂膜６ｂの熱処理については、
リフローおよびポストベーク共に実施例４と同様の条件
でよい。また、本実施例で形成したGMRセンサ素子膜は
実施例３および実施例４と同じである。
【００４５】本実施例のセンシング部位の下地面は実施
例５と同様、センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサ
Ｃ１上にあり、樹脂膜６ｂ上の平坦性は良好である。セ
ンサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあ
り、配線の段差があって凹凸があるが、樹脂膜６ｂは凹
凸を埋めてこの上は平坦な面となっている。樹脂膜６ｂ
のシリコーンポリマー（Ｄ）は重量平均分子量が5万以
下のポリマーであり段差を埋める機能が高く、有機成分
比は0.4以上であるため膜厚を比較的厚くしても膜中に
クラックが入らないので、樹脂膜６ｂはＩＣの段差の最
も深い部分を十分に埋められる膜厚で形成することがで
き、平坦性の高い下地面を得た。樹脂膜６ｂの下地面は
樹脂膜６ａがないため段差の緩和はなく、段差の矩形部
が滑らかな形状にされていないが、クラック耐性が比較
的高いのでクラックは未発生であった。このためGMRセ
ンサ素子のパターンに断線はなく、GMRセンサ素子の飽
和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値は
センサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイ
ートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電
位はバランスがよい。また特性は良好であり、バラツキ
も小さい。実施例４および実施例５と比較すると特性上
の差は殆どみられないが、センシング部位の下地は本実
施例は樹脂膜６ｂが完全にＩＣ保護膜４を完全に覆うた
め、実施例５と同等の高い平坦性が得られている。更
に、耐久試験後においても劣化はない。センシング部位
の配置自由度においては実施例５と同様、ＩＣ上のいか
なる箇所でも下地面の状態が同じである本実施例は理想
的である。更には樹脂膜が１層構造であるため、複数層
構造と比較して製造プロセスが簡略であるというメリッ
トもある。
例５と同様、センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサ
Ｃ１上にあり、樹脂膜６ｂ上の平坦性は良好である。セ
ンサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあ
り、配線の段差があって凹凸があるが、樹脂膜６ｂは凹
凸を埋めてこの上は平坦な面となっている。樹脂膜６ｂ
のシリコーンポリマー（Ｄ）は重量平均分子量が5万以
下のポリマーであり段差を埋める機能が高く、有機成分
比は0.4以上であるため膜厚を比較的厚くしても膜中に
クラックが入らないので、樹脂膜６ｂはＩＣの段差の最
も深い部分を十分に埋められる膜厚で形成することがで
き、平坦性の高い下地面を得た。樹脂膜６ｂの下地面は
樹脂膜６ａがないため段差の緩和はなく、段差の矩形部
が滑らかな形状にされていないが、クラック耐性が比較
的高いのでクラックは未発生であった。このためGMRセ
ンサ素子のパターンに断線はなく、GMRセンサ素子の飽
和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値は
センサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイ
ートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電
位はバランスがよい。また特性は良好であり、バラツキ
も小さい。実施例４および実施例５と比較すると特性上
の差は殆どみられないが、センシング部位の下地は本実
施例は樹脂膜６ｂが完全にＩＣ保護膜４を完全に覆うた
め、実施例５と同等の高い平坦性が得られている。更
に、耐久試験後においても劣化はない。センシング部位
の配置自由度においては実施例５と同様、ＩＣ上のいか
なる箇所でも下地面の状態が同じである本実施例は理想
的である。更には樹脂膜が１層構造であるため、複数層
構造と比較して製造プロセスが簡略であるというメリッ
トもある。
【００４６】本実施例の他、実施例４および実施例５に
おいても、重量平均分子量が1万以下のポリマーの硬化
膜を採用し、平坦な面を得ることができた。本発明にお
ける樹脂膜のリフロー性は、重量平均分子量が5万以下
のポリマーの硬化膜で得られるが、特にリフロー性が高
い膜が所望の場合は、重量平均分子量は1万以下が好ま
しい。
おいても、重量平均分子量が1万以下のポリマーの硬化
膜を採用し、平坦な面を得ることができた。本発明にお
ける樹脂膜のリフロー性は、重量平均分子量が5万以下
のポリマーの硬化膜で得られるが、特にリフロー性が高
い膜が所望の場合は、重量平均分子量は1万以下が好ま
しい。
【００４７】上述の実施例の樹脂膜の各構造において、
樹脂膜の厚さはセンシング部位が配置される箇所のＩＣ
の段差の深さによって、また樹脂膜自体のクラック耐性
によって膜厚の余裕度が決まる。重量平均分子量が10万
以上のポリマーの硬化膜は段差の被覆性が高いためプロ
セスによる膜減り分より厚ければよく、またクラック耐
性が高いため5μm以下の厚さまでは実用的である。一
方、重量平均分子量が5万以下のポリマーの硬化膜はリ
フロー性が高いため、段差の深さより厚い方が望まし
い。但し、実施例４および実施例５のように予め段差の
矩形部が滑らかな形状になっている形態では、薄く段差
の凹凸を埋めきれなくても構わない。またクラック耐性
は樹脂膜中の有機成分比が影響し、有機成分比が0.4以
上であればクラック耐性が比較的高いため3μm以下の厚
さまで実用的であるが、有機成分比が0.4未満であれば
クラック耐性が低いため1.5μm以下の厚さまでが本発明
の目的を達しうる。
樹脂膜の厚さはセンシング部位が配置される箇所のＩＣ
の段差の深さによって、また樹脂膜自体のクラック耐性
によって膜厚の余裕度が決まる。重量平均分子量が10万
以上のポリマーの硬化膜は段差の被覆性が高いためプロ
セスによる膜減り分より厚ければよく、またクラック耐
性が高いため5μm以下の厚さまでは実用的である。一
方、重量平均分子量が5万以下のポリマーの硬化膜はリ
フロー性が高いため、段差の深さより厚い方が望まし
い。但し、実施例４および実施例５のように予め段差の
矩形部が滑らかな形状になっている形態では、薄く段差
の凹凸を埋めきれなくても構わない。またクラック耐性
は樹脂膜中の有機成分比が影響し、有機成分比が0.4以
上であればクラック耐性が比較的高いため3μm以下の厚
さまで実用的であるが、有機成分比が0.4未満であれば
クラック耐性が低いため1.5μm以下の厚さまでが本発明
の目的を達しうる。
【００４８】比較例１．上述の実施例に対して、比較例
を以下に説明する。本比較例の磁気抵抗センサ装置の構
成は比較のため、実施例３、実施例４、実施例５および
実施例６の各例の装置の構成より樹脂膜を除いた構成で
ある。センサ素子はGMRセンサ素子でセンサ素子領域１
２ａと１２ｂに配置され、本比較例のセンサ素子の平面
図は図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣのコ
ンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面
であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入
った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となっ
ている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間には樹脂
膜は介在せず、センシング部位はＩＣの保護膜４上に直
接形成されている。図１０は本比較例の磁気抵抗センサ
装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保護膜
９は省略した。
を以下に説明する。本比較例の磁気抵抗センサ装置の構
成は比較のため、実施例３、実施例４、実施例５および
実施例６の各例の装置の構成より樹脂膜を除いた構成で
ある。センサ素子はGMRセンサ素子でセンサ素子領域１
２ａと１２ｂに配置され、本比較例のセンサ素子の平面
図は図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣのコ
ンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面
であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入
った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となっ
ている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間には樹脂
膜は介在せず、センシング部位はＩＣの保護膜４上に直
接形成されている。図１０は本比較例の磁気抵抗センサ
装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保護膜
９は省略した。
【００４９】本比較例の磁気抵抗センサ装置は実施例６
と同様のプロセスで製造した。但し、樹脂膜がない構造
なので、樹脂膜に関わるプロセスは構造上の変更に合わ
せて若干変更し、コンタクトホールの形成およびパッド
の開口は樹脂膜６ｂのエッチング時間分だけ時間を短く
して行った。
と同様のプロセスで製造した。但し、樹脂膜がない構造
なので、樹脂膜に関わるプロセスは構造上の変更に合わ
せて若干変更し、コンタクトホールの形成およびパッド
の開口は樹脂膜６ｂのエッチング時間分だけ時間を短く
して行った。
【００５０】本比較例のセンシング部位の下地面は樹脂
膜をなくしたことでＩＣ保護膜４となり、実施例とは状
態が異なる。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサ
Ｃ１上にあり、保護膜４上の平坦性は良好である。セン
サ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、
配線の段差があって保護膜４上は凹凸がある。保護膜４
は無機膜であり、段差の緩和効果や段差の矩形部を滑ら
かな形状にする効果に乏しい。このためGMRセンサ素子
のパターンは断線したり、あるいは断線はしなくても、
GMRセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは
無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで
差があって、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端
子１９と２０の電位はバランスが悪い。また特性は悪
く、バラツキも大きく、これにはGMRセンサ素子パター
ンの抵抗値の増加と抵抗変化分の低下の双方が影響し
た。更に、耐久試験後に新たな断線あるいは抵抗値の増
加も発生している。
膜をなくしたことでＩＣ保護膜４となり、実施例とは状
態が異なる。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサ
Ｃ１上にあり、保護膜４上の平坦性は良好である。セン
サ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、
配線の段差があって保護膜４上は凹凸がある。保護膜４
は無機膜であり、段差の緩和効果や段差の矩形部を滑ら
かな形状にする効果に乏しい。このためGMRセンサ素子
のパターンは断線したり、あるいは断線はしなくても、
GMRセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは
無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで
差があって、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端
子１９と２０の電位はバランスが悪い。また特性は悪
く、バラツキも大きく、これにはGMRセンサ素子パター
ンの抵抗値の増加と抵抗変化分の低下の双方が影響し
た。更に、耐久試験後に新たな断線あるいは抵抗値の増
加も発生している。
【００５１】図１１は、実施例３、実施例４、実施例５
および実施例６と比較例１との各例の構成をもつ磁気抵
抗センサ装置の特性を比較した図である。GMRセンサ素
子の磁気抵抗変化率（MR%）を実施例３を基準にバラツ
キ（最小値）も含めて示した。
および実施例６と比較例１との各例の構成をもつ磁気抵
抗センサ装置の特性を比較した図である。GMRセンサ素
子の磁気抵抗変化率（MR%）を実施例３を基準にバラツ
キ（最小値）も含めて示した。
【００５２】図５で示されるセンシング部位の配置にお
いて、ＩＣ上の段差はセンサ素子領域１２ａと１２ｂと
では大きく異なるため、MR%のバラツキの大小はＩＣ上
の任意の箇所にセンシング部位を配置可能かどうかを示
している。実施例の何れもMR%は良好な値が得られてお
り、比較例に比べて顕著な差が観られる。また実施例の
何れもMR%のバラツキは小さく、比較例に比べて顕著な
差が観られる。更に樹脂膜が、その重量平均分子量が5
万以下であるポリマーの硬化膜である場合、あるいは樹
脂膜が複数の層から成り少なくとも１つの層の重量平均
分子量が5万以下であるポリマーの硬化膜である場合
は、MR%のバラツキは非常に小さくセンシング部位の配
置自由度が高い。
いて、ＩＣ上の段差はセンサ素子領域１２ａと１２ｂと
では大きく異なるため、MR%のバラツキの大小はＩＣ上
の任意の箇所にセンシング部位を配置可能かどうかを示
している。実施例の何れもMR%は良好な値が得られてお
り、比較例に比べて顕著な差が観られる。また実施例の
何れもMR%のバラツキは小さく、比較例に比べて顕著な
差が観られる。更に樹脂膜が、その重量平均分子量が5
万以下であるポリマーの硬化膜である場合、あるいは樹
脂膜が複数の層から成り少なくとも１つの層の重量平均
分子量が5万以下であるポリマーの硬化膜である場合
は、MR%のバラツキは非常に小さくセンシング部位の配
置自由度が高い。
【００５３】上述の実施例の何れにおいても耐久試験を
実施し、内容は最も過酷な条件とされる車載用の試験で
ある。特に実施例３から実施例６の各例で製造したGMR
センサ素子は、車載用センサ素子としての実用において
は、従来の高耐熱性GMRセンサ素子（D.Wang, J.Anderso
n, J.M.Daughton, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETＩＣS,
VOL.33, NO.5, pp3520-3522, 1997）と比較して優位性
を持っており、この特徴が何れの例の樹脂膜の構造でも
損なわれることはない。ＩＣ上での高い配置自由度に加
えて、高い信頼性も有している。
実施し、内容は最も過酷な条件とされる車載用の試験で
ある。特に実施例３から実施例６の各例で製造したGMR
センサ素子は、車載用センサ素子としての実用において
は、従来の高耐熱性GMRセンサ素子（D.Wang, J.Anderso
n, J.M.Daughton, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETＩＣS,
VOL.33, NO.5, pp3520-3522, 1997）と比較して優位性
を持っており、この特徴が何れの例の樹脂膜の構造でも
損なわれることはない。ＩＣ上での高い配置自由度に加
えて、高い信頼性も有している。
【００５４】
【発明の効果】請求項１の発明は、基板と、前記基板上
にセンシング部位と信号処理回路とを備え、前記センシ
ング部位は前記信号処理回路上に形成され、前記センシ
ング部位と前記信号処理回路との間に樹脂膜を設けてな
る磁気抵抗センサ装置であって、前記センシング部位は
移動体による磁界変化を検出し、かつ前記移動体による
磁界変化を有効に検出する位置に配置され、なおかつ前
記センシング部位が磁気抵抗センサ素子からなることを
特徴とする磁気抵抗センサ装置であるので、センシング
部位をＩＣ上の任意の箇所に形成でき、磁界変化を有効
に検出するセンシング部位の最適配置が可能な、耐環境
性が高く高感度のモノリシック構成の磁気抵抗センサ装
置が提供される。
にセンシング部位と信号処理回路とを備え、前記センシ
ング部位は前記信号処理回路上に形成され、前記センシ
ング部位と前記信号処理回路との間に樹脂膜を設けてな
る磁気抵抗センサ装置であって、前記センシング部位は
移動体による磁界変化を検出し、かつ前記移動体による
磁界変化を有効に検出する位置に配置され、なおかつ前
記センシング部位が磁気抵抗センサ素子からなることを
特徴とする磁気抵抗センサ装置であるので、センシング
部位をＩＣ上の任意の箇所に形成でき、磁界変化を有効
に検出するセンシング部位の最適配置が可能な、耐環境
性が高く高感度のモノリシック構成の磁気抵抗センサ装
置が提供される。
【００５５】請求項２の発明は、前記センシング部位が
巨大磁気抵抗センサ素子からなる請求項１記載の磁気抵
抗センサ装置であるので、一層感度が良好な磁気抵抗セ
ンサ装置が提供される。
巨大磁気抵抗センサ素子からなる請求項１記載の磁気抵
抗センサ装置であるので、一層感度が良好な磁気抵抗セ
ンサ装置が提供される。
【００５６】請求項３の発明は、前記巨大磁気抵抗セン
サ素子が次の条件を具備する請求項２記載の磁気抵抗セ
ンサ装置であるので、耐環境性、とくに耐熱性に優れた
磁気抵抗センサ素子が提供される。Ni、FeおよびCoを主
成分とする磁性層とCuを主成分とする非磁性層が交互に
積層され、それぞれの層の原子組成比が、磁性層 Ni
(1-x-y)FeyCox（式中、x≧0.7かつy≦0.3かつ(1-x-y)≦
0.15である）、非磁性層 CuzA(1-z)（式中、AはCu以外
の添加元素であり、z≧0.9である）を満足し、それぞれ
の層の厚さが、磁性層厚 tm：10Å＜tm＜25Å、非磁性
層厚 tn：18Å＜tn＜25Åを満足し、前記磁性層と前記
非磁性層との積層体を１単位とした周期構造を有し、前
記周期構造の周期回数が、周期回数 N：10回≦N≦40回
を満足し、前記樹脂膜と前記磁性層あるいは前記非磁性
層との間にバッファ層を設け、その厚さが、バッファ層
厚 tb：10Å＜tb＜80Åを満足する。
サ素子が次の条件を具備する請求項２記載の磁気抵抗セ
ンサ装置であるので、耐環境性、とくに耐熱性に優れた
磁気抵抗センサ素子が提供される。Ni、FeおよびCoを主
成分とする磁性層とCuを主成分とする非磁性層が交互に
積層され、それぞれの層の原子組成比が、磁性層 Ni
(1-x-y)FeyCox（式中、x≧0.7かつy≦0.3かつ(1-x-y)≦
0.15である）、非磁性層 CuzA(1-z)（式中、AはCu以外
の添加元素であり、z≧0.9である）を満足し、それぞれ
の層の厚さが、磁性層厚 tm：10Å＜tm＜25Å、非磁性
層厚 tn：18Å＜tn＜25Åを満足し、前記磁性層と前記
非磁性層との積層体を１単位とした周期構造を有し、前
記周期構造の周期回数が、周期回数 N：10回≦N≦40回
を満足し、前記樹脂膜と前記磁性層あるいは前記非磁性
層との間にバッファ層を設け、その厚さが、バッファ層
厚 tb：10Å＜tb＜80Åを満足する。
【００５７】また、本発明の磁気抵抗センサ装置は、磁
界変化を有効に検出するセンシング部位の最適配置が可
能であり、耐環境性が高く高感度であることから、車載
用としてとくに好適に用いることができる。
界変化を有効に検出するセンシング部位の最適配置が可
能であり、耐環境性が高く高感度であることから、車載
用としてとくに好適に用いることができる。
【００５８】請求項５の発明は、前記樹脂膜が、シリコ
ーンポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が1000以
上であり、かつ前記構造単位群（1）の１〜４種のみか
ら構成される請求項１記載の磁気抵抗センサ装置である
ので、ＩＣ上でセンサ素子が十分な特性を示し、過酷な
環境下でも良好な特性を維持することができる。
ーンポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が1000以
上であり、かつ前記構造単位群（1）の１〜４種のみか
ら構成される請求項１記載の磁気抵抗センサ装置である
ので、ＩＣ上でセンサ素子が十分な特性を示し、過酷な
環境下でも良好な特性を維持することができる。
【００５９】請求項６の発明は、前記樹脂膜が前記一般
式（2）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜である
請求項５記載の磁気抵抗センサ装置であるので、ＩＣ上
でセンサ素子が十分な特性を示し、過酷な環境下でも良
好な特性を維持することができる。
式（2）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜である
請求項５記載の磁気抵抗センサ装置であるので、ＩＣ上
でセンサ素子が十分な特性を示し、過酷な環境下でも良
好な特性を維持することができる。
【００６０】請求項７の発明は、前記樹脂膜の重量平均
分子量が100000以上であることを特徴とする請求項５ま
たは６記載の磁気抵抗センサ装置であるので、ＩＣ上で
センサ素子が十分な特性を示し、過酷な環境下でも良好
な特性を維持することができる。
分子量が100000以上であることを特徴とする請求項５ま
たは６記載の磁気抵抗センサ装置であるので、ＩＣ上で
センサ素子が十分な特性を示し、過酷な環境下でも良好
な特性を維持することができる。
【００６１】請求項８の発明は、前記樹脂膜の重量平均
分子量が50000以下であることを特徴とする請求項５ま
たは６記載の磁気抵抗センサ装置であるので、多種多様
なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確保することが
でき、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツキが小さくな
る。
分子量が50000以下であることを特徴とする請求項５ま
たは６記載の磁気抵抗センサ装置であるので、多種多様
なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確保することが
でき、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツキが小さくな
る。
【００６２】請求項９の発明は、前記樹脂膜の有機成分
比が0.4以上であることを満足する請求項８記載の磁気
抵抗センサ装置であるので、多種多様なＩＣ上の段差を
埋めて良好な平坦性を確保することができ、ＩＣ上のセ
ンサ素子の特性のバラツキが小さくなる。
比が0.4以上であることを満足する請求項８記載の磁気
抵抗センサ装置であるので、多種多様なＩＣ上の段差を
埋めて良好な平坦性を確保することができ、ＩＣ上のセ
ンサ素子の特性のバラツキが小さくなる。
【００６３】請求項１０の発明は、前記樹脂膜が複数の
層で構成される積層膜からなり、各層がそれぞれ異種の
硬化性ポリマーの硬化膜からなることを特徴とする請求
項１記載の磁気抵抗センサ装置であるので、多種多様な
ＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確保することがで
き、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツキが小さくな
る。
層で構成される積層膜からなり、各層がそれぞれ異種の
硬化性ポリマーの硬化膜からなることを特徴とする請求
項１記載の磁気抵抗センサ装置であるので、多種多様な
ＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確保することがで
き、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツキが小さくな
る。
【００６４】請求項１１の発明は、前記積層膜の少なく
とも１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーン
ポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が1000以上50
000以下であり、かつ有機成分比が0.4以上であることを
満足する請求項１０記載の磁気抵抗センサ装置であるの
で、多種多様なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確
保することができ、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツ
キが小さくなる。
とも１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーン
ポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が1000以上50
000以下であり、かつ有機成分比が0.4以上であることを
満足する請求項１０記載の磁気抵抗センサ装置であるの
で、多種多様なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確
保することができ、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツ
キが小さくなる。
【００６５】請求項１２の発明は、前記積層膜の少なく
とも１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーン
系ポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が1000以上
50000以下であり、かつ有機成分比が0.4未満であること
を満足する請求項１０記載の磁気抵抗センサ装置である
ので、多種多様なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を
確保することができ、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラ
ツキが小さくなる。
とも１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーン
系ポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が1000以上
50000以下であり、かつ有機成分比が0.4未満であること
を満足する請求項１０記載の磁気抵抗センサ装置である
ので、多種多様なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を
確保することができ、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラ
ツキが小さくなる。
【図１】 本発明の実施の形態を示す磁気抵抗センサ装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図２】 本発明に用い得るＩＣの一例の断面図であ
る。
る。
【図３】 実施例１の磁気抵抗センサ装置の平面図であ
る。
る。
【図４】 実施例１の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断
面図である。
面図である。
【図５】 実施例２の磁気抵抗センサ装置の平面図であ
る。
る。
【図６】 実施例２の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断
面図である。
面図である。
【図７】 実施例４の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断
面図である。
面図である。
【図８】 実施例５の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断
面図である。
面図である。
【図９】 実施例６の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断
面図である。
面図である。
【図１０】 比較例１の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’
断面図である。
断面図である。
【図１１】 実施例３、実施例４、実施例５および実施
例６と比較例１の磁気抵抗センサ装置の磁気抵抗変化率
を示す特性図である。
例６と比較例１の磁気抵抗センサ装置の磁気抵抗変化率
を示す特性図である。
【図１２】 従来の回転センサの構成の一例を説明する
ための図である。
ための図である。
【図１３】 回転センサに用いられるホイートストンブ
リッジ回路の構成図である。
リッジ回路の構成図である。
【図１４】 センシング部位および回転体の配置と発生
磁界との関係を説明するための図である。
磁界との関係を説明するための図である。
【図１５】 従来のモノリシック構造の磁気抵抗センサ
装置の一例の断面図である。
装置の一例の断面図である。
１００ Si基板、１ 回路部、２ 層間絶縁層、３ 第
１の配線、４ ＩＣ保護膜、５ ＩＣ、６ａ，６ｂ 樹
脂膜、７ 第２の配線、８ GMRセンサ素子膜、９ 保
護膜、１０ コンタクトホール、１１ センシング部
位、１２ａ，１２ｂ センサ素子領域、１３，１４，１
５，１６ センサ素子、１７ 電源端子、１８ GND端
子、１９，２０ 中点電位端子、２１ 回転体、２２ａ
回転体のtooth、２２ｂ 回転体のslot、２３ 磁気
抵抗センサ装置、２４ 磁石、Ｃ１，Ｃ２ コンデン
サ。
１の配線、４ ＩＣ保護膜、５ ＩＣ、６ａ，６ｂ 樹
脂膜、７ 第２の配線、８ GMRセンサ素子膜、９ 保
護膜、１０ コンタクトホール、１１ センシング部
位、１２ａ，１２ｂ センサ素子領域、１３，１４，１
５，１６ センサ素子、１７ 電源端子、１８ GND端
子、１９，２０ 中点電位端子、２１ 回転体、２２ａ
回転体のtooth、２２ｂ 回転体のslot、２３ 磁気
抵抗センサ装置、２４ 磁石、Ｃ１，Ｃ２ コンデン
サ。
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 43/08 Ｈ０１Ｌ 43/10
43/10 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ
(72)発明者 田口 元久
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
(72)発明者 川喜多 生也
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
(72)発明者 細見 眞一
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
(72)発明者 深見 達也
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
Ｆターム(参考） 2G017 AA02 AD55 AD63 AD65 BA09
5E049 AA04 AC05 BA16
Claims (12)
- 【請求項１】 基板と、前記基板上にセンシング部位と
信号処理回路とを備え、前記センシング部位は前記信号
処理回路上に形成され、前記センシング部位と前記信号
処理回路との間に樹脂膜を設けてなる磁気抵抗センサ装
置であって、 前記センシング部位は移動体による磁界変化を検出し、
かつ前記移動体による磁界変化を有効に検出する位置に
配置され、なおかつ前記センシング部位が磁気抵抗セン
サ素子からなることを特徴とする磁気抵抗センサ装置。 - 【請求項２】 前記センシング部位が巨大磁気抵抗セン
サ素子からなる請求項１記載の磁気抵抗センサ装置。 - 【請求項３】 前記巨大磁気抵抗センサ素子が次の条件
を具備する請求項２記載の磁気抵抗センサ装置：Ni、Fe
およびCoを主成分とする磁性層とCuを主成分とする非磁
性層が交互に積層され、それぞれの層の原子組成比が、
磁性層 Ni(1-x-y)FeyCox（式中、x≧0.7かつy≦0.3かつ
(1-x-y)≦0.15である）、非磁性層 CuzA(1-z)（式中、A
はCu以外の添加元素であり、z≧0.9である）を満足し、 それぞれの層の厚さが、磁性層厚 tm：10Å＜tm＜25
Å、非磁性層厚 tn：18Å＜tn＜25Åを満足し、 前記磁性層と前記非磁性層との積層体を１単位とした周
期構造を有し、前記周期構造の周期回数が、周期回数
N：10回≦N≦40回を満足し、 前記樹脂膜と前記磁性層あるいは前記非磁性層との間に
バッファ層を設け、その厚さが、バッファ層厚 tb：10
Å＜tb＜80Åを満足する。 - 【請求項４】 前記磁気抵抗センサ装置が車載用として
用いられることを特徴とする請求項３記載の磁気抵抗セ
ンサ装置。 - 【請求項５】 前記樹脂膜が、シリコーンポリマーの硬
化膜であり、重量平均分子量が1000以上であり、かつ下
記構造単位群（1）の１〜４種のみから構成される請求
項１記載の磁気抵抗センサ装置。 【化１】 （式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6は水素原子、水酸基、
アリール基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル
基、または不飽和結合を有する官能基であり、ｋ、ｌ、
ｍ、ｎは０以上の整数であるが、すべてが０ではない） - 【請求項６】 前記樹脂膜が下記一般式（2） 【化２】 （式中、R1’、R2’は水素原子、アリール基、脂肪族ア
ルキル基、または不飽和結合を有する官能基であり、R
3’、R4’、R5’、R6’は水素原子、アリール基、脂肪
族アルキル基、トリアルキルシリル基、または不飽和結
合を有する官能基であり、nは自然数である）で表され
るシリコーンポリマーの硬化膜である請求項５記載の磁
気抵抗センサ装置。 - 【請求項７】 前記樹脂膜の重量平均分子量が100000以
上であることを特徴とする請求項５または６記載の磁気
抵抗センサ装置。 - 【請求項８】 前記樹脂膜の重量平均分子量が50000以
下であることを特徴とする請求項５または６記載の磁気
抵抗センサ装置。 - 【請求項９】 前記樹脂膜の有機成分比が0.4以上であ
ることを満足する請求項８記載の磁気抵抗センサ装置。 - 【請求項１０】 前記樹脂膜が複数の層で構成される積
層膜からなり、各層がそれぞれ異種の硬化性ポリマーの
硬化膜からなることを特徴とする請求項１記載の磁気抵
抗センサ装置。 - 【請求項１１】 前記積層膜の少なくとも１つの層が前
記一般式（２）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜
であり、重量平均分子量が1000以上50000以下であり、
かつ有機成分比が0.4以上であることを満足する請求項
１０記載の磁気抵抗センサ装置。 - 【請求項１２】 前記積層膜の少なくとも１つの層が前
記一般式（２）で表されるシリコーン系ポリマーの硬化
膜であり、重量平均分子量が1000以上50000以下であ
り、かつ有機成分比が0.4未満であることを満足する請
求項１０記載の磁気抵抗センサ装置。
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| WO2008059915A1 (fr) * | 2006-11-17 | 2008-05-22 | Alps Electric Co., Ltd. | Dispositif de détection magnétique et son procédé de fabrication |
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| JP4689516B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-05-25 | アルプス電気株式会社 | 磁気検出装置 |
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- 2002-04-19 JP JP2002117741A patent/JP3626469B2/ja not_active Expired - Fee Related
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