JP2006267023A - 磁気センサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板1上に形成された厚膜の平坦面に、X軸センサを構成する4個のGMR素子2a〜2dとY軸センサを構成する4個のGMR素子3e〜3hを配置する。Z軸センサは、厚膜の一部をエッチングして形成した複数の溝の斜面に形成した4個のGMR素子4i〜4lで構成する。
【選択図】 図1
Description
また、これに引き続いて、基板上に酸化ケイ素からなる山部を形成し、この山部の斜面にZ軸検知用の巨大磁気抵抗素子を配置し、基板の平坦面にX軸検知用の巨大磁気抵抗素子とY軸検知用の巨大磁気抵抗素子を配置した三軸磁気センサを提案している。
請求項1にかかる発明は、基板の最上層の配線層上に厚膜を形成し、さらにこの厚膜上にレジスト膜を形成し、
このレジスト膜のうち、一部を除去し、残ったレジスト膜に加熱処理を施して、レジスト膜の側面を傾斜面となし、
次いで、レジスト膜と厚膜とを、高イオン性のエッチング条件にて反応性イオンエッチング法によりエッチングして、厚膜に溝を形成し、
次に、厚膜の平坦面と上記溝の斜面、ならびに、頂部または底部に巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部を形成し、この上に巨大磁気抵抗素子膜を成膜した後、基板をマグネットアレイ上に置いて熱処理を施し、
次いで、巨大磁気抵抗素子膜の一部をエッチングにより除去して、厚膜の平坦面および溝の斜面に巨大磁気抵抗素子の帯状部を形成し、この上に保護膜を成膜することを特徴とする磁気センサの製造方法である。
前記配線層を覆うとともに平坦面を形成する平坦化層を形成し、この平坦化層上にパッシベーション膜を成膜した後、このパッシベーション膜上に前記厚膜を形成することが好ましい。
次いで、この絶縁膜の山部と厚膜とを、高イオン性のエッチング条件にてエッチングして、厚膜に溝を形成すると同時に、ビア部およびパッド部に薄くなった厚膜を残し、
次に、厚膜の平坦面と溝の斜面、ならびに、頂部または底部に巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部を形成し、この上に巨大磁気抵抗素子膜を成膜した後、基板をマグネットアレイ上に置いて熱処理を施し、
次いで、巨大磁気抵抗素子膜の一部をエッチングにより除去して、厚膜の平坦面および溝の斜面に巨大磁気抵抗素子の帯状部を形成し、この上に保護膜を成膜することを特徴とする磁気センサの製造方法である。
前記配線層を覆うとともに平坦面を形成する平坦化層を形成し、この平坦化層上にパッシベーション膜を成膜した後、このパッシベーション膜上に前記厚膜を形成することが好ましい。
図1は、本発明の磁気センサの製造方法によって得られる磁気センサの一例を模式的に示すものであり、基板上の巨大磁気抵抗素子の配置を示すものである。
図1において、符号1は基板を示す。この基板1は、シリコンなどの半導体基板に磁気センサの駆動回路、信号処理回路などの半導体集積回路、配線層などが予め形成されており、この上に平坦化膜、パッシベーション膜、酸化ケイ素膜などからなる厚膜が順次積層されたものであり、これらの各膜は図示を省略してある。
X軸センサ2は、4個の巨大磁気抵抗素子2a、2b、2c、2dから構成され、Y軸センサ3は、4個の巨大磁気抵抗素子3e、3f、3g、3hから構成され、Z軸センサ4は、4個の巨大磁気抵抗素子4i、4j、4k、4lから構成されている。
帯状部5は、巨大磁気抵抗素子の本体をなす部分であり、細長い帯状の平面形状をなすものである。
この厚膜11には、この厚膜11を部分的に削り取って形成された4個のV字状の溝8、8、8、8が互いに並んで平行に設けられている。
なお、図4では、溝8の斜面を平坦面として描いているが、実際には製造プロセス上、外方に向けてやや張り出した湾曲面となっている。
また、これら8つの斜面の内、第1の斜面8aに形成された帯状部5の一方の端部から溝8の底部8bを経て隣の第2の斜面8cに形成された帯状部5の一方の端部にかけてバイアス磁石部6が設けられて、電気的に接続されている。
さらに、第3の斜面8eに形成された帯状部5の他方の端部から溝8の底部8fを経て隣の第4の斜面8gに形成された帯状部5の一方の端部にかけてバイアス磁石部6が設けられて、電気的に接続され、1個の巨大磁気抵抗素子4iが構成されている。
そして、同様にして残りの4個の帯状部5、5、5、5が3個のバイアス磁石部6、6、6によって直列に接続され、1個の巨大磁気抵抗素子4jが構成されている。
この導体部21aの表面の周辺部は、上述の平坦化膜22、パッシベーション膜23、厚膜11で覆われている。厚膜11の端縁部は、図示のように傾斜面となっている。
さらに、このようなビア部には、窒化ケイ素などのパッシベーション膜27、ポリイミドなどの保護膜28が被覆され、外界から保護されている。
さらに、帯状部5のピニング方向を、帯状部5の長手方向に対して30〜60度としたことで、得られる巨大磁気抵抗素子の耐強磁界性が良好となる。
次に、本発明に係る磁気センサの製造方法の第一の実施形態について説明する。
以下の説明においては、主に、上記の溝8、8、・・・の斜面に形成されたZ軸センサ4を構成する巨大磁気抵抗素子、ビア部、パッド部の作製方法について説明する。
まず、基板1を用意する。この基板1は、上述のように、シリコンなどの半導体基板に磁気センサの駆動回路、信号処理回路などの半導体集積回路、配線層などが予め形成されたものである。
CF4/CHF3/O2/Ar=30/90/50〜100/50〜200sccm、圧力=100〜400mTorr、RF Power=750〜1200Wとする。
この後、厚膜35上に残っているレジスト膜36を除去する。
この際に、厚膜35の平坦面にも、X軸センサ2、Y軸センサ3を構成する各巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部6とこれの配線層7も形成する。
さらに、この状態の基板1をマグネットアレイ上にセットして、温度260〜290℃にて、3時間〜5時間の熱処理を施し、巨大磁気抵抗素子膜に対して、ピニング処理を施す。
さらに、これと同時に、厚膜35の平坦面にも、帯状部5を形成し、巨大磁気抵抗素子を作製する。これによりX軸センサ2と、Y軸センサ3が完成する。
次に、本発明に係る磁気センサの製造方法の第二の実施形態について説明する。
以下の説明においては、第一の実施形態と同様にして、主に、上記の溝8、8、・・・の斜面に形成されたZ軸センサ4を構成する巨大磁気抵抗素子、ビア部、パッド部の作製方法について説明する。
まず、基板1を用意する。この基板1は、上述のように、シリコンなどの半導体基板に磁気センサの駆動回路、信号処理回路などの半導体集積回路、配線層などが予め形成されたものである。
この高密度プラズマCVD法の作用により、厚膜35の凸状部35a上に堆積され、周辺部分よりも上方に突出した酸化ケイ素の堆積物からなる絶縁膜37は、溝形成部Cにおいて、その上部の隅部が削り取られ、斜面を有する形状(山部37a)となる。
CF4/CHF3/O2/Ar=30/90/50〜100/50〜200sccm、圧力=100〜400mTorr、RF Power=750〜1200Wとする。
Ar=100sccm、RF Power=1200W、圧力=100mToor、電極温度=100℃とする。
Ar=4〜10sccm、圧力=1×10−4〜1×10−3Toor、加速電圧=500〜1000W、電流=150〜350mA、電極角度(加速粒子の進行方向とウエハの法線がなす角)=0±45°とする。
この後、厚膜35上に残っているレジスト膜36を除去する。
この際に、厚膜35の平坦面にも、X軸センサ2、Y軸センサ3を構成する各巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部6とこれの配線層7も形成する。
さらに、この状態の基板1をマグネットアレイ上にセットして、温度260〜290℃にて、3時間〜5時間の熱処理を施し、巨大磁気抵抗素子膜に対して、ピニング処理を施す。
さらに、これと同時に、厚膜35の平坦面にも、帯状部5を形成し、巨大磁気抵抗素子を作製する。これによりX軸センサ2と、Y軸センサ3が完成する。
Claims (4)
- 基板の最上層の配線層上に厚膜を形成し、さらにこの厚膜上にレジスト膜を形成し、
このレジスト膜のうち、一部を除去し、残ったレジスト膜に加熱処理を施して、レジスト膜の側面を傾斜面となし、
次いで、レジスト膜と厚膜とを、高イオン性のエッチング条件にて反応性イオンエッチング法によりエッチングして、厚膜に溝を形成し、
次に、厚膜の平坦面と上記溝の斜面、ならびに、頂部または底部に巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部を形成し、この上に巨大磁気抵抗素子膜を成膜した後、基板をマグネットアレイ上に置いて熱処理を施し、
次いで、巨大磁気抵抗素子膜の一部をエッチングにより除去して、厚膜の平坦面および溝の斜面に巨大磁気抵抗素子の帯状部を形成し、この上に保護膜を成膜することを特徴とする磁気センサの製造方法。 - 前記配線層を覆うとともに平坦面を形成する平坦化層を形成し、この平坦化層上にパッシベーション膜を成膜した後、このパッシベーション膜上に前記厚膜を形成することを特徴とする請求項1に記載の磁気センサの製造方法。
- 基板の最上層の配線層上に厚膜を形成し、さらにこの厚膜上に高密度プラズマCVD法により酸化ケイ素を堆積して、厚膜上に山部を有する絶縁膜を形成した後、
次いで、この絶縁膜の山部と厚膜とを、高イオン性のエッチング条件にてエッチングして、厚膜に溝を形成すると同時に、ビア部およびパッド部に薄くなった厚膜を残し、
次に、厚膜の平坦面と溝の斜面、ならびに、頂部または底部に巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部を形成し、この上に巨大磁気抵抗素子膜を成膜した後、基板をマグネットアレイ上に置いて熱処理を施し、
次いで、巨大磁気抵抗素子膜の一部をエッチングにより除去して、厚膜の平坦面および溝の斜面に巨大磁気抵抗素子の帯状部を形成し、この上に保護膜を成膜することを特徴とする磁気センサの製造方法。 - 前記配線層を覆うとともに平坦面を形成する平坦化層を形成し、この平坦化層上にパッシベーション膜を成膜した後、このパッシベーション膜上に前記厚膜を形成することを特徴とする請求項3に記載の磁気センサの製造方法。
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