JP2006310585A - Magnetic sensor and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a small size magnetic sensor capable of detecting the strength of magnetic field of three longitudinals by arranging three pieces or more of giant magnetoresistive elements on one sheet of substrate. <P>SOLUTION: Four pieces of GMR (giant magneto resistive) elements 2a-2d constituting an X-axis sensor, and four pieces of GMR elements 3e-3h constituting a Y-axis sensor, are arranged on the flat surface of a thick film formed on the substrate 1. A Z-axis sensor is constituted of four pieces of GMR elements 4i-4l formed on the inclined surfaces of a plurality of grooves formed by etching a part of the thick film. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、磁気センサおよびその製造方法に関し、特に1枚の基板に3個以上の巨大磁気抵抗素子を配置し、三軸方向の磁界の強さを検知することができる小型の磁気センサを得るようにしたものである。   The present invention relates to a magnetic sensor and a manufacturing method thereof, and in particular, obtains a small-sized magnetic sensor capable of detecting the strength of a magnetic field in three axial directions by arranging three or more giant magnetoresistive elements on one substrate. It is what I did.

本出願人は、既に特開2004−6752号公報により、1枚の基板上に3個以上の巨大磁気抵抗素子を配置してなり、三軸方向の磁界の強さを測定することができる磁気センサを提案している。   The present applicant has already disclosed three or more giant magnetoresistive elements on a single substrate according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-6752, and can measure the strength of a magnetic field in three axial directions. A sensor is proposed.

この先行発明では、シリコン基板に溝を形成し、この溝の斜面にZ軸検知用の巨大磁気抵抗素子を配置し、基板平坦面に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もので、小型化が可能なものである。
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。
In this prior invention, a groove is formed in a silicon substrate, a giant magnetoresistive element for Z-axis detection is disposed on the slope of the groove, and a giant magnetoresistive element for X-axis detection and a Y-axis detection element are arranged on a flat surface of the substrate. A giant magnetoresistive element is arranged and can be miniaturized.
Following this, a peak made of silicon oxide is formed on the substrate, a giant magnetoresistive element for Z-axis detection is arranged on the slope of the peak, and a giant for X-axis detection is placed on the flat surface of the substrate. A three-axis magnetic sensor is proposed in which a magnetoresistive element and a giant magnetoresistive element for Y-axis detection are arranged.

また、これに関連して、基板上に1以上の溝あるいは堤状の突起部を並列して形成し、これらの溝または突起部の斜面に巨大磁気抵抗素子を設け、これら巨大磁気抵抗素子によりZ軸方向の磁界の強さを計測し、一方、基板の平坦面にX軸方向およびY軸方向の感知軸を有する2以上の巨大磁気抵抗素子を設け、これら巨大磁気抵抗素子によって、三軸方向の磁界の強さを計測できる三軸磁気センサについても、特許出願している。   In this connection, one or more grooves or bank-like protrusions are formed in parallel on the substrate, and giant magnetoresistive elements are provided on the slopes of these grooves or protrusions. The magnetic field strength in the Z-axis direction is measured. On the other hand, two or more giant magnetoresistive elements having sensing axes in the X-axis direction and the Y-axis direction are provided on the flat surface of the substrate. A patent application has also been filed for a triaxial magnetic sensor that can measure the strength of the magnetic field in the direction.

この先行発明にあっては、上記溝または突起部の形成を以下のようにして行っている。
まず、基板上に酸化ケイ素などからなる厚膜を形成し、この厚膜上にレジスト膜を設ける。次いで、このレジスト膜のうち、溝となる部分あるいは突起部の底部となる部分に相当する部分を除去して、レジストパターンを形成する。
In this prior invention, the groove or the protrusion is formed as follows.
First, a thick film made of silicon oxide or the like is formed on a substrate, and a resist film is provided on the thick film. Next, a resist pattern is formed by removing a portion corresponding to the portion serving as a groove or the portion serving as the bottom of the protrusion from the resist film.

次いで、レジストパターンが形成されたレジスト膜に加熱処理を施し、レジスト膜の端面を傾斜面とする。
この後、レジストと酸化ケイ素のエッチング速度比がほぼ1:1となるようなエッチング条件でプラズマエッチングを施し、レジスト膜と厚膜を同時にエッチングして、厚膜に溝となる凹部あるいは突起部の底部となる凹部を形成する方法である。
特開2004−6752号公報
Next, the resist film on which the resist pattern is formed is subjected to heat treatment, and the end surface of the resist film is set as an inclined surface.
Thereafter, plasma etching is performed under an etching condition such that the etching rate ratio between the resist and silicon oxide is approximately 1: 1, and the resist film and the thick film are etched at the same time. This is a method of forming a recess that becomes the bottom.
JP 2004-6752 A

本発明は、これら先行発明の延長線上にあるもので、同様に一枚の基板に3個以上の巨大磁気抵抗素子を配置し、三軸方向の磁界の強さを検知することができる小型の磁気センサを得ることにあり、特にエッチング制御を容易にすることで傾斜角度を一定の斜面を得て、特性の良好な巨大磁気抵抗素子を設ける点にある。   The present invention is an extension of these prior inventions. Similarly, it is possible to arrange three or more giant magnetoresistive elements on a single substrate and to detect the strength of the magnetic field in the triaxial direction. It is to obtain a magnetic sensor, and in particular, to provide a giant magnetoresistive element having good characteristics by obtaining an inclined surface having a constant inclination angle by facilitating etching control.

かかる課題を解決するため、
請求項1にかかる発明は、基板上に形成されたエッチングストッパ膜と、前記エッチングストッパ膜上に形成され、段差形成部を有する絶縁膜と、前記絶縁膜に形成された山部もしくは溝部の斜面に、磁気抵抗素子が配置されたことを特徴とする磁気センサである。
請求項2にかかる発明は、前記エッチングストッパ膜は、基板上の保護膜の上、かつ、磁気抵抗素子の下側に配置されていることを特徴とする磁気センサである。
To solve this problem,
The invention according to claim 1 includes an etching stopper film formed on a substrate, an insulating film formed on the etching stopper film and having a step forming portion, and a slope of a peak or groove formed in the insulating film. And a magnetoresistive element.
The invention according to claim 2 is the magnetic sensor, wherein the etching stopper film is disposed on the protective film on the substrate and below the magnetoresistive element.

請求項3にかかる発明は、基板上に第一の絶縁膜を形成し、さらにエッチングストッパ膜を形成する工程と、前記エッチングストッパ膜上に第二の絶縁膜を配置し、前記エッチングストッパ膜が露出するまでエッチングして、前記第二の絶縁膜に斜面を形成する工程と、前記斜面に磁気抵抗素子を形成する工程とを有することを特徴とする磁気センサの製造方法である。
請求項4にかかる発明は、基板の最上層の配線層上に、この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、この平坦化層の一部を除去して、ビア部およびパッド部を露出させ、この上に上層と下層からなるパッシベーション膜を成膜した後、ビア部およびパッド部に相当する部分の上層を除去し、
この上にエッチングストッパ膜を形成して、前記ビア部およびパッド部に相当する部分を露出させ、
次いで、この上に厚膜を形成し、さらにこの厚膜上に斜面を有する所定パターンのレジスト膜を形成し、これをマスクとして前記厚膜を前記エッチングストッパ膜が露出するまでエッチングして斜面を形成すると同時に、前記ビア部およびパッド部には厚膜の一部を残し、
次いで、前記ビア部の一部に残った厚膜と前記パッシベーション膜の下層を除去して、前記ビア部の導体部を露出させ、
前記厚膜の平坦面と前記斜面にバイアス磁石膜を形成し、
該バイアス磁石膜に接続するとともに、前記ビア部に接続するように前記厚膜の平坦面と前記斜面に巨大磁気抵抗素子の帯状部を形成し、
全面に保護膜を形成した後、前記パッド部の導体部を露出させることを特徴とする磁気センサの製造方法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a step of forming a first insulating film on a substrate and further forming an etching stopper film, a second insulating film is disposed on the etching stopper film, and the etching stopper film Etching until it is exposed to form a slope on the second insulating film, and forming a magnetoresistive element on the slope.
According to a fourth aspect of the present invention, a planarizing layer that covers the wiring layer and forms a flat surface is formed on the uppermost wiring layer of the substrate, and a part of the planarizing layer is removed to form a via portion. And after exposing the pad part and forming a passivation film composed of an upper layer and a lower layer thereon, the upper layer corresponding to the via part and the pad part is removed,
An etching stopper film is formed thereon to expose portions corresponding to the via portion and the pad portion,
Next, a thick film is formed thereon, and a resist film having a predetermined pattern having a slope is formed on the thick film. Using this as a mask, the thick film is etched until the etching stopper film is exposed to form the slope. At the same time as forming, leaving a part of the thick film in the via part and the pad part,
Next, the thick film remaining in a part of the via part and the lower layer of the passivation film are removed to expose the conductor part of the via part,
Forming a bias magnet film on the flat surface and the inclined surface of the thick film;
A band-shaped portion of a giant magnetoresistive element is formed on the flat surface and the inclined surface of the thick film so as to connect to the bias magnet film and to the via portion,
After the protective film is formed on the entire surface, the conductor part of the pad part is exposed.

本発明の磁気センサによれば、1枚の基板に、X軸センサ、Y軸センサおよびZ軸センサが配置されているので、小型の三軸磁気センサとして機能する。また、溝部の斜面の平坦性の良好な部分に巨大磁気抵抗素子の帯状部を形成することができ、感度に優れる磁気センサが得られる。   According to the magnetic sensor of the present invention, since the X-axis sensor, the Y-axis sensor, and the Z-axis sensor are arranged on one substrate, it functions as a small three-axis magnetic sensor. In addition, a band-shaped portion of the giant magnetoresistive element can be formed in a portion having a good flatness on the slope of the groove portion, and a magnetic sensor with excellent sensitivity can be obtained.

本発明の磁気センサの製造方法によれば、溝の形成と、この溝の斜面への巨大磁気抵抗素子の形成と、ビア部およびパッド部の形成が一連のプロセスとして行えることになる。また、パッシベーション膜をなす上層をエッチングストッパとして利用して、レジスト膜と厚膜とをエッチングすることにより、レジスト膜と、厚膜とのエッチング選択比を大きくすることができるので、溝を、厚膜の上層と接する面とは反対の面から、上層の厚膜と接する面に渡って形成することができる。
本発明の磁気センサの製造方法によれば、溝の形成と、この溝の斜面への巨大磁気抵抗素子の形成と、ビア部およびパッド部の形成が一連のプロセスとして行えることになる。また、パッシベーション膜の上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜をエッチングストッパとして利用して、レジスト膜と厚膜とをエッチングすることにより、溝を、厚膜の絶縁膜と接する面とは反対の面から、絶縁膜の厚膜と接する面に渡って形成することができる。
According to the method for manufacturing a magnetic sensor of the present invention, formation of a groove, formation of a giant magnetoresistive element on the slope of the groove, and formation of a via part and a pad part can be performed as a series of processes. In addition, the etching selectivity between the resist film and the thick film can be increased by etching the resist film and the thick film by using the upper layer forming the passivation film as an etching stopper. It can be formed from the surface opposite to the surface in contact with the upper layer of the film to the surface in contact with the upper thick film.
According to the method for manufacturing a magnetic sensor of the present invention, formation of a groove, formation of a giant magnetoresistive element on the slope of the groove, and formation of a via part and a pad part can be performed as a series of processes. In addition, an insulating film is formed on the passivation film, and the resist film and the thick film are etched using this insulating film as an etching stopper, so that the groove is opposite to the surface in contact with the thick insulating film. It can be formed from the surface to the surface in contact with the thick film of the insulating film.

(磁気センサ)
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。
(Magnetic sensor)
FIG. 1 schematically shows an example of a magnetic sensor obtained by the method of manufacturing a magnetic sensor of the present invention, and shows the arrangement of giant magnetoresistive elements on a substrate.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate. In this substrate 1, a semiconductor integrated circuit such as a magnetic sensor driving circuit, a signal processing circuit, a wiring layer, and the like are formed in advance on a semiconductor substrate such as silicon, and a planarization film, a passivation film, a silicon oxide film, and the like are formed thereon. The thick films are sequentially stacked, and these films are not shown.

この基板1の厚膜上には、X軸センサ2と、Y軸センサ3と、Z軸センサ4とが設けられている。X軸センサ2は、図1に示した座標軸において、X方向に、Y軸センサ3は、同じくY方向に、Z軸センサ4は、同じくZ方向に感知軸を有するものである。
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。
On the thick film of the substrate 1, an X-axis sensor 2, a Y-axis sensor 3, and a Z-axis sensor 4 are provided. The X-axis sensor 2 has a sensing axis in the X direction, the Y-axis sensor 3 has the same Y direction, and the Z-axis sensor 4 has the same sensing axis in the Z direction.
The X-axis sensor 2 is composed of four giant magnetoresistive elements 2a, 2b, 2c and 2d, and the Y-axis sensor 3 is composed of four giant magnetoresistive elements 3e, 3f, 3g and 3h. The sensor 4 is composed of four giant magnetoresistive elements 4i, 4j, 4k, and 4l.

X軸センサ2をなす4個の巨大磁気抵抗素子のうち、巨大磁気抵抗素子2a、2bは、基板1のほぼ中央部に並んで設けられ、残りの2個の巨大磁気抵抗素子2c、2dは、これらからやや離れた基板1の端部に互い並んで、巨大磁気抵抗素子2a、2bと対峙するように設けられている。   Of the four giant magnetoresistive elements constituting the X-axis sensor 2, the giant magnetoresistive elements 2a, 2b are provided side by side at substantially the center of the substrate 1, and the remaining two giant magnetoresistive elements 2c, 2d are They are provided so as to be opposed to the giant magnetoresistive elements 2a and 2b alongside each other at the end of the substrate 1 that is slightly separated from these.

Y軸センサ3をなす4個の巨大磁気抵抗素子のうち、巨大磁気抵抗素子3e、3fは、基板1の一方の端部側に配され、残りの2個の巨大磁気抵抗素子3g、3hは、基板1の他方の端部側に互いに並んで、巨大磁気抵抗素子3e、3fと対峙するように配置されている。   Of the four giant magnetoresistive elements forming the Y-axis sensor 3, the giant magnetoresistive elements 3e and 3f are arranged on one end side of the substrate 1, and the remaining two giant magnetoresistive elements 3g and 3h are The other end side of the substrate 1 is arranged side by side so as to face the giant magnetoresistive elements 3e and 3f.

Z軸センサ4をなす4個の巨大磁気抵抗素子のうち、2個の巨大磁気抵抗素子4k、4lは、巨大磁気抵抗素子3e、3fに近い位置に互いに並んで配され、残りの2個の巨大磁気抵抗素子4i、4jは、巨大磁気抵抗素子2a、2bからやや離れた位置に互いに並んで配置されている。   Of the four giant magnetoresistive elements forming the Z-axis sensor 4, the two giant magnetoresistive elements 4k, 4l are arranged side by side at positions close to the giant magnetoresistive elements 3e, 3f, and the remaining two The giant magnetoresistive elements 4i and 4j are arranged side by side at a position slightly away from the giant magnetoresistive elements 2a and 2b.

これらの巨大磁気抵抗素子は、基本的には従来の巨大磁気抵抗素子と同様のもので、この例では図2に示すように、4個の帯状部5、5、5、5と、これらの帯状部5、5、5、5を電気的に直列に接続する3個のバイアス磁石部6、6、6と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。
These giant magnetoresistive elements are basically the same as conventional giant magnetoresistive elements. In this example, as shown in FIG. 2, four strips 5, 5, 5, 5 and these It is comprised from the three bias magnet parts 6, 6, and 6 which electrically connect the strip | belt-shaped parts 5, 5, 5, and 5 in series.
The belt-like portion 5 is a portion that forms the main body of the giant magnetoresistive element, and has an elongated belt-like planar shape.

帯状部5は、磁化の向きが所定の向きに固定されたピンド層と、磁化の向きが外部磁界の向きに応じて変化するフリー層を備えたもので、具体的にはフリー層上に導電性のスペーサ層、ピンド層、キャッピング層を順次積層してなる多層金属薄膜積層物から構成されている。   The band-shaped portion 5 includes a pinned layer in which the magnetization direction is fixed in a predetermined direction, and a free layer in which the magnetization direction changes in accordance with the direction of the external magnetic field. It is composed of a multilayer metal thin film laminate in which a conductive spacer layer, a pinned layer, and a capping layer are sequentially laminated.

フリー層としては、例えば、コバルト−ジルコニウム−ニオブのアモルファス磁性層とニッケル−コバルトの磁性層とコバルト−鉄の磁性層との三層からなるものが用いられる。スペーサ層としては、例えば、銅からなるものが用いられる。ピンド層としては、例えば、コバルト−鉄の強磁性層と白金−マンガンの反磁性層との二層からなるものが用いられる。キャピング層としては、例えば、タンタルからなるものが用いられる。   As the free layer, for example, a layer composed of a cobalt-zirconium-niobium amorphous magnetic layer, a nickel-cobalt magnetic layer, and a cobalt-iron magnetic layer is used. As the spacer layer, for example, a layer made of copper is used. As the pinned layer, for example, a layer composed of two layers of a cobalt-iron ferromagnetic layer and a platinum-manganese diamagnetic layer is used. As the capping layer, for example, a layer made of tantalum is used.

バイアス磁石部6は、4個の帯状部5、5、5、5を電気的に直列に接続するとともに、帯状部5の磁気特性を整えるためのバイアス磁界を帯状部5に印加するためのものである。また、このバイアス磁石部6は、例えば、コバルト−白金−クロム層とクロム層との二層からなる薄膜金属積層物から構成されている。   The bias magnet unit 6 is for electrically connecting the four strips 5, 5, 5, 5 in series and for applying a bias magnetic field for adjusting the magnetic characteristics of the strip 5 to the strip 5 It is. Moreover, this bias magnet part 6 is comprised from the thin film metal laminated body which consists of two layers of a cobalt-platinum-chromium layer and a chromium layer, for example.

基板1の平坦面に設けられたX軸センサ2およびY軸センサ3をなす巨大磁気抵抗素子2a、2b、2c、2d、3e、3f、3g、3hについての構造は、図2に示すように、4個の帯状部5、5、5、5と、3個のバイアス磁石部6、6、6とから構成されている。4個の帯状部5、5、5、5のうち、両外側の2個の帯状部5、5のバイアス磁石部6が接続されていない端部には配線層7、7が接続され、この配線層7、7は、図示しないビア部に接続されている。   The structures of the giant magnetoresistive elements 2a, 2b, 2c, 2d, 3e, 3f, 3g, 3h constituting the X-axis sensor 2 and the Y-axis sensor 3 provided on the flat surface of the substrate 1 are as shown in FIG. It is composed of four belt-like parts 5, 5, 5, 5 and three bias magnet parts 6, 6, 6. Wiring layers 7 and 7 are connected to the ends of the four belt-like portions 5, 5, 5, and 5, which are not connected to the bias magnet portions 6 of the two belt-like portions 5 and 5 on the outer sides. The wiring layers 7 are connected to via portions (not shown).

図3ないし図5は、Z軸センサ4をなす4個の巨大磁気抵抗素子のうち、巨大磁気抵抗素子4i、4jの構造を示すものである。他の巨大磁気抵抗素子4k、4lは、巨大磁気抵抗素子4i、4jと同様の構造となっているので、これについては説明を省略する。   FIGS. 3 to 5 show the structures of giant magnetoresistive elements 4i and 4j among the four giant magnetoresistive elements constituting the Z-axis sensor 4. FIG. Since the other giant magnetoresistive elements 4k and 4l have the same structure as the giant magnetoresistive elements 4i and 4j, description thereof will be omitted.

図3は、巨大磁気抵抗素子4i、4jの概略平面図であり、図4は、図3において破断線IV−IVで切断した概略断面図であり、図5は、巨大磁気抵抗素子の帯状部5とバイアス磁石部6の配置状態を模式的に示した斜視図である。   3 is a schematic plan view of the giant magnetoresistive elements 4i and 4j, FIG. 4 is a schematic sectional view taken along the broken line IV-IV in FIG. 3, and FIG. 5 is a strip portion of the giant magnetoresistive element. 5 is a perspective view schematically showing an arrangement state of 5 and the bias magnet unit 6. FIG.

図4において、符号1は基板を示し、符号11は基板1上に堆積された酸化ケイ素などからなる厚膜を示す。
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。また、基板1と厚膜11との間には、後述するパッシベーション膜または絶縁膜からなるエッチングストッパとして機能する層(以下、「エッチングストッパ層」と称する。)12が設けられている。
In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a substrate, and reference numeral 11 denotes a thick film made of silicon oxide or the like deposited on the substrate 1.
The thick film 11 is provided with four V-shaped grooves 8, 8, 8, 8 that are formed by partially scraping the thick film 11 in parallel with each other. A layer 12 (hereinafter referred to as an “etching stopper layer”) that functions as an etching stopper made of a passivation film or an insulating film, which will be described later, is provided between the substrate 1 and the thick film 11.

この溝8は、その深さが3μm〜7μm、長さが250μm〜300μmとされる細長い形状の凹部となっており、その斜面の幅が3μm〜8μmとなっている。また、溝8の斜面と厚膜11表面とのなす角度は60〜80度、好ましくは70度程度となっている。
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。
The groove 8 is an elongated recess having a depth of 3 μm to 7 μm and a length of 250 μm to 300 μm, and the slope has a width of 3 μm to 8 μm. The angle formed between the slope of the groove 8 and the surface of the thick film 11 is 60 to 80 degrees, preferably about 70 degrees.
In FIG. 4, the inclined surface of the groove 8 is depicted as a flat surface, but in actuality, it is a curved surface that slightly protrudes outward in the manufacturing process.

また、これらの溝8、8、8、8の互いに隣接する8つの斜面には、斜面の長手方向に沿い、かつ斜面の中央部分の平坦性が良好な位置に、8個の巨大磁気抵抗素子の帯状部5、5、5、5が設けられている。
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。
Further, the eight giant magnetoresistive elements are arranged on the eight slopes adjacent to each other in the grooves 8, 8, 8, 8 along the longitudinal direction of the slope and in a position where the flatness of the central portion of the slope is good. Strips 5, 5, 5, 5 are provided.
Of these eight slopes, one of the strips 5 formed on the adjacent second slope 8c from the one end of the strip 5 formed on the first slope 8a through the bottom 8b of the groove 8 A bias magnet portion 6 is provided over the ends of the two and is electrically connected.

また、第2の斜面8cに形成された帯状部5の他方の端部から溝8の頂部8dを跨ぐようにして隣の第3の斜面8e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。
Also, from the other end of the strip 5 formed on the second slope 8c to one end of the strip 5 formed on the adjacent third slope 8e across the top 8d of the groove 8 A bias magnet unit 6 is provided and electrically connected.
Further, the bias magnet portion extends from the other end portion of the strip-shaped portion 5 formed on the third inclined surface 8e through the bottom portion 8f of the groove 8 to one end portion of the strip-shaped portion 5 formed on the adjacent fourth inclined surface 8g. 6 is provided and is electrically connected to form one giant magnetoresistive element 4i.
Similarly, the remaining four belt-like portions 5, 5, 5, 5 are connected in series by the three bias magnet portions 6, 6, 6 to constitute one giant magnetoresistive element 4j. .

また、厚膜11の平坦部に設けられたX軸センサ2およびY軸センサ3をなす巨大磁気抵抗素子と同様に、これら帯状部5、5、5、5のうち、両外側の2個の帯状部5、5のバイアス磁石部6が接続されていない端部には、配線層7、7が接続され、この配線層7、7は、図示しないビア部に接続されている。この配線層7は、この例では巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部6をなすマグネット膜から構成されており、これによりバイアス磁石部6と配線層7を同時に作製することができる。   Further, in the same manner as the giant magnetoresistive elements forming the X-axis sensor 2 and the Y-axis sensor 3 provided on the flat portion of the thick film 11, the two outer portions of these strip-shaped portions 5, 5, 5, 5 are used. Wiring layers 7 and 7 are connected to the end portions of the belt-like portions 5 and 5 where the bias magnet portion 6 is not connected, and the wiring layers 7 and 7 are connected to a via portion (not shown). In this example, the wiring layer 7 is composed of a magnet film that forms the bias magnet portion 6 of the giant magnetoresistive element, whereby the bias magnet portion 6 and the wiring layer 7 can be formed simultaneously.

また、X軸センサ2をなす巨大磁気抵抗素子およびY軸センサ3をなす巨大磁気抵抗素子においては、図2に示すように、その感知軸は、帯状部5の長手方向に直交方向(図中の矢印の方向)で基板1の表面に平行に向けられている。また、帯状部5のピニング方向およびバイアス磁石部6のバイアス磁界の着磁方向は、帯状部5の長手方向に対して30〜60度、好ましくは45度で、基板1の表面に平行となっている。   Further, in the giant magnetoresistive element forming the X-axis sensor 2 and the giant magnetoresistive element forming the Y-axis sensor 3, as shown in FIG. 2, the sensing axis is orthogonal to the longitudinal direction of the strip 5 (in the drawing). (In the direction of the arrow) is directed parallel to the surface of the substrate 1. The pinning direction of the strip 5 and the magnetization direction of the bias magnetic field of the bias magnet 6 are 30 to 60 degrees, preferably 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the strip 5 and are parallel to the surface of the substrate 1. ing.

また、Z軸センサ4をなす巨大磁気抵抗素子4i、4jにおいては、図5に示すように、その感知軸は、帯状部5の長手方向に対して直交方向(図中の矢印の方向)で溝8の斜面に平行でかつ斜面の上向きに向けられている。また、帯状部5のピニング方向およびバイアス磁石部6のバイアス磁界の着磁方向は、帯状部5の長手方向に対して30〜60度、好ましくは45度で、溝8の斜面に平行で斜面の上向きとなっている。   Further, in the giant magnetoresistive elements 4i and 4j constituting the Z-axis sensor 4, the sensing axis thereof is orthogonal to the longitudinal direction of the strip 5 (in the direction of the arrow in the figure), as shown in FIG. The groove 8 is parallel to the slope and is directed upward. Further, the pinning direction of the belt-shaped portion 5 and the magnetization direction of the bias magnetic field of the bias magnet portion 6 are 30 to 60 degrees, preferably 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the belt-shaped portion 5. It is facing upward.

一方、Z軸センサ4をなす巨大磁気抵抗素子4k、4lにおいては、図6に示すように、その感知軸は、帯状部5の長手方向に対して直交方向(図中の矢印の方向)で溝8の斜面に平行でかつ斜面の下向きに向けられている。また、帯状部5のピニング方向およびバイアス磁石部6のバイアス磁界の着磁方向は、帯状部5の長手方向に対して30〜60度、好ましくは45度で、溝8の斜面に平行で斜面の下向きとなっている。   On the other hand, in the giant magnetoresistive elements 4k and 4l forming the Z-axis sensor 4, as shown in FIG. 6, the sensing axis is perpendicular to the longitudinal direction of the strip 5 (in the direction of the arrow in the figure). It is parallel to the slope of the groove 8 and is directed downward on the slope. Further, the pinning direction of the belt-shaped portion 5 and the magnetization direction of the bias magnetic field of the bias magnet portion 6 are 30 to 60 degrees, preferably 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the belt-shaped portion 5. It is facing downward.

このような感知軸方向を得るためには、マグネットアレイを基板上方から接近させた状態で、基板を260〜290℃にて、3時間〜5時間加熱する加熱処理を施せばよく、これは従来のピニング処理と同様である。   In order to obtain such a sense axis direction, it is only necessary to heat the substrate at 260 to 290 ° C. for 3 hours to 5 hours with the magnet array approached from above. This is the same as the pinning process.

通常の巨大磁気抵抗素子では、感知軸方向とピニング方向とは、ともに帯状部の長手方向に対して直交方向で、基板表面に平行とされている。一方、本発明では、上述のように、帯状部5の感知軸方向とピニング方向とを異ならせることによって、巨大磁気抵抗素子の耐強磁界性が向上することになる。   In a normal giant magnetoresistive element, the sensing axis direction and the pinning direction are both perpendicular to the longitudinal direction of the strip and parallel to the substrate surface. On the other hand, in the present invention, as described above, the magnetic field resistance of the giant magnetoresistive element is improved by making the sensing axis direction and the pinning direction of the belt-like portion 5 different.

図7は、上述のX軸センサ2をなす4個の巨大磁気抵抗素子2a、2b、2c、2d、Y軸センサ3をなす4個の巨大磁気抵抗素子3e、3f、3g、3h、および、Z軸センサ4をなす4個の巨大磁気抵抗素子4i、4j、4k、4lの結線方法を示すもので、各軸センサの4個の巨大磁気抵抗素子の出力をブリッジ結線したものが示されている。   7 shows four giant magnetoresistive elements 2a, 2b, 2c and 2d forming the X-axis sensor 2 described above, four giant magnetoresistive elements 3e, 3f, 3g, 3h forming the Y-axis sensor 3, and This shows the connection method of the four giant magnetoresistive elements 4i, 4j, 4k, and 4l forming the Z-axis sensor 4, and shows the bridge connection of the outputs of the four giant magnetoresistive elements of each axis sensor. Yes.

このようなブリッジ結線を行うことで、図1の座標軸のX軸、Y軸、Z軸の正方向に磁界を印加した時に、それぞれのX軸センサ2、Y軸センサ3およびZ軸センサ4からの出力が増加し、逆方向に磁界を印加した時には、それぞれのX軸センサ2、Y軸センサ3およびZ軸センサ4からの出力が低下する特性が得られることになる。   By performing such bridge connection, when a magnetic field is applied in the positive direction of the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the coordinate axes in FIG. 1, the respective X-axis sensor 2, Y-axis sensor 3, and Z-axis sensor 4 When the magnetic field is applied in the opposite direction, a characteristic that the output from each of the X-axis sensor 2, the Y-axis sensor 3, and the Z-axis sensor 4 decreases is obtained.

また、図1ないし図6では、図示していないが、X軸センサ2、Y軸センサ3およびZ軸センサ4を構成するすべての巨大磁気抵抗素子を含む基板1全面には、窒化ケイ素などのパッシベーション膜、ポリイミドなどの保護膜が被覆されており、各センサは外界から保護されている。   Although not shown in FIGS. 1 to 6, the entire surface of the substrate 1 including all the giant magnetoresistive elements constituting the X-axis sensor 2, the Y-axis sensor 3, and the Z-axis sensor 4 is made of silicon nitride or the like. A passivation film such as a passivation film and polyimide is coated, and each sensor is protected from the outside.

図8は、基板1に設けられたビア部の構造の一例を示すもので、図8において符号21aは、ビア部を構成するアルミニウムなどからなる導体部を示し、この導体部21aは、下層の配線部に電気的に接続されている。
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。
FIG. 8 shows an example of the structure of the via portion provided in the substrate 1. In FIG. 8, reference numeral 21a indicates a conductor portion made of aluminum or the like constituting the via portion, and this conductor portion 21a is formed on the lower layer. It is electrically connected to the wiring part.
The peripheral portion of the surface of the conductor portion 21 a is covered with the above-described planarization film 22, passivation film 23, and thick film 11. The edge portion of the thick film 11 is an inclined surface as illustrated.

さらに、導体部21の表面の中央部分は、配線膜25で被覆されており、この配線膜25は、上述の巨大磁気抵抗素子の配線層7に接続されている。この配線膜25も配線層7と同様にバイアス磁石部6をなすマグネット膜から構成されており、バイアス磁石部6と同時に作製することができる。   Furthermore, the central portion of the surface of the conductor portion 21 is covered with a wiring film 25, and this wiring film 25 is connected to the wiring layer 7 of the giant magnetoresistive element described above. Similarly to the wiring layer 7, the wiring film 25 is also composed of a magnet film that forms the bias magnet portion 6, and can be manufactured simultaneously with the bias magnet portion 6.

この配線膜25は、図示のように、厚膜11の端縁部において、階段状の段差が形成されている。この段差部分の隅部では、プロセス上、配線膜25の厚みが薄くなって断線のおそれがある。このため、この段差部分および中央部分を覆うように、配線膜25上に保護導体膜26が積層されている。   As shown in the figure, the wiring film 25 has a stepped step at the edge of the thick film 11. At the corner of the stepped portion, the thickness of the wiring film 25 becomes thin due to the process, and there is a risk of disconnection. For this reason, the protective conductor film 26 is laminated on the wiring film 25 so as to cover the step portion and the central portion.

この保護導体膜26としては、この例では、巨大磁気抵抗素子の帯状部5をなす巨大磁気抵抗素子膜が用いられており、これによれば帯状部5の作製と同時に配線膜25上に保護導体膜26を積層できる。これによって、配線膜25の断線のおそれを回避できることになる。
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。
As this protective conductor film 26, in this example, a giant magnetoresistive element film forming the strip-like part 5 of the giant magnetoresistive element is used. According to this, the protective film 26 is protected on the wiring film 25 simultaneously with the production of the strip-like part 5. The conductor film 26 can be laminated. As a result, the possibility of disconnection of the wiring film 25 can be avoided.
Furthermore, such a via portion is covered with a passivation film 27 such as silicon nitride and a protective film 28 such as polyimide, and is protected from the outside.

このような磁気センサにあっては、1枚の基板1に、X軸センサ2、Y軸センサ3およびZ軸センサ4が配置されているので、小型の三軸磁気センサとして機能する。また、溝8の斜面の平坦性の良好な部分に巨大磁気抵抗素子の帯状部を形成することができ、感度に優れる磁気センサが得られる。   In such a magnetic sensor, since the X-axis sensor 2, the Y-axis sensor 3, and the Z-axis sensor 4 are arranged on one substrate 1, it functions as a small three-axis magnetic sensor. In addition, a band-shaped portion of the giant magnetoresistive element can be formed in a portion having good flatness on the slope of the groove 8, and a magnetic sensor having excellent sensitivity can be obtained.

ビア部の開口縁部でのバイアス磁石膜からなる配線膜25の上に巨大磁気抵抗素子膜からなる保護導体膜26が積層され、隅部での配線膜25の断線が生じるおそれが少なくなる。
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。
The protective conductor film 26 made of a giant magnetoresistive element film is laminated on the wiring film 25 made of a bias magnet film at the opening edge of the via portion, and the possibility of disconnection of the wiring film 25 at the corner portion is reduced.
Furthermore, by setting the pinning direction of the belt-like portion 5 to 30 to 60 degrees with respect to the longitudinal direction of the belt-like portion 5, the magnetic field resistance of the obtained giant magnetoresistive element is improved.

(磁気センサの製造方法の第一の実施形態)
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。
(First Embodiment of Magnetic Sensor Manufacturing Method)
Next, a first embodiment of a method for manufacturing a magnetic sensor according to the present invention will be described.
In the following description, a method for manufacturing a giant magnetoresistive element, a via portion, and a pad portion constituting the Z-axis sensor 4 formed on the slopes of the grooves 8, 8,.
First, the substrate 1 is prepared. As described above, the substrate 1 is formed by previously forming a semiconductor integrated circuit such as a magnetic sensor driving circuit, a signal processing circuit, a wiring layer, or the like on a semiconductor substrate such as silicon.

図9(a)に示すように、この基板1には、その最上層の配線層の一部をなすビア部Aのアルミニウムなどからなる導体部21aと、パッド部Bのアルミニウムなどからなる導体部21bが設けられている。   As shown in FIG. 9 (a), the substrate 1 includes a conductor portion 21a made of aluminum or the like of the via portion A and a conductor portion made of aluminum or the like of the pad portion B, which form part of the uppermost wiring layer. 21b is provided.

この基板1上に、まず平坦化膜31を成膜する。この平坦化膜31としては、例えば、プラズマCVD法による厚み300nmの酸化ケイ素膜、厚み600nmのSOG膜、トリエトキシシランを原料として製膜した厚み50nmの酸化ケイ素膜を順次積層したものなどが用いられる。   A planarizing film 31 is first formed on the substrate 1. As the planarizing film 31, for example, a silicon oxide film having a thickness of 300 nm by a plasma CVD method, a SOG film having a thickness of 600 nm, and a silicon oxide film having a thickness of 50 nm formed using triethoxysilane as a raw material are sequentially used. It is done.

次に、図9(b)に示すように、ビア部A、パッド部Bの導体部21a、21b上の平坦化膜31をエッチングにより取り除き、それらの導体部21a、21bを開口させる。   Next, as shown in FIG. 9B, the planarizing film 31 on the conductor portions 21a and 21b of the via portion A and the pad portion B is removed by etching, and the conductor portions 21a and 21b are opened.

さらに、図9(c)に示すように、基板1全面にパッシベーション膜32を成膜する。このパッシベーション膜32としては、例えば、プラズマCVD法により形成され、下層をなす厚み250nmの酸化ケイ素膜33と、プラズマCVD法により形成され、上層をなす厚み600nmの窒化ケイ素膜34との積層膜などが用いられる。   Further, as shown in FIG. 9C, a passivation film 32 is formed on the entire surface of the substrate 1. The passivation film 32 is, for example, a laminated film of a silicon oxide film 33 having a thickness of 250 nm formed by a plasma CVD method and a silicon nitride film 34 having a thickness of 600 nm formed by a plasma CVD method and formed as an upper layer. Is used.

次いで、図9(d)に示すように、ビア部A、パッド部Bの導体部21a、21bの上方に堆積している窒化ケイ素膜34をエッチングにより除去する。この際、酸化ケイ素膜33は残し、窒化ケイ素膜34の除去の範囲は、平坦化膜31の開口幅よりも小さくする。このようにすることにより、ビア部Aおよびパッド部Bの開口部分において、平坦化膜31の端面が露出して、基板1に形成された配線層や半導体集積回路などに水分が侵入することが防止される。   Next, as shown in FIG. 9D, the silicon nitride film 34 deposited above the conductor portions 21a and 21b of the via portion A and the pad portion B is removed by etching. At this time, the silicon oxide film 33 is left, and the removal range of the silicon nitride film 34 is made smaller than the opening width of the planarizing film 31. By doing so, the end face of the planarizing film 31 is exposed in the opening portions of the via portion A and the pad portion B, and moisture may invade into a wiring layer, a semiconductor integrated circuit, or the like formed on the substrate 1. Is prevented.

次いで、図10(a)に示すように、この上に厚み5μm程度のプラズマCVD法による酸化ケイ素からなる厚膜35を形成する。この厚膜35は、後述するように、上記の溝8、8、・・・が形成されるものである。   Next, as shown in FIG. 10A, a thick film 35 made of silicon oxide is formed thereon by a plasma CVD method having a thickness of about 5 μm. As described later, the thick film 35 is formed with the grooves 8, 8,...

次ぎに、図10(b)に示すように、この厚膜35上に厚み3μm程度のレジスト膜36を全面に形成する。このレジスト膜36の一部をエッチング処理により除去して、レジストパターンを形成する。このレジストパターンは、溝形成部Cの各溝に相当する部分、ビア部Aおよびパッド部Bのみが開口するようにする。   Next, as shown in FIG. 10B, a resist film 36 having a thickness of about 3 μm is formed on the entire surface of the thick film 35. A part of the resist film 36 is removed by etching to form a resist pattern. In this resist pattern, only the portion corresponding to each groove of the groove forming portion C, the via portion A, and the pad portion B are opened.

次に、図10(c)に示すように、残っているレジスト膜36に温度150℃にて、10分程度の加熱処理を施し、レジスト膜36を溶融させる。この加熱処理によりレジストが溶融し、溶融液の表面張力に起因して、図示のように、レジスト36膜の上面が盛り上がると同時に、端面が傾斜面となる。特に、溝形成部Cに対応する部分のレジスト膜36では、断面形状が山状となって、その高さが約5μm程度に盛り上がる。   Next, as shown in FIG. 10C, the remaining resist film 36 is heated at a temperature of 150 ° C. for about 10 minutes to melt the resist film 36. Due to this heat treatment, the resist is melted, and due to the surface tension of the melt, the upper surface of the resist 36 film rises and the end surface becomes an inclined surface as shown in the figure. In particular, in the resist film 36 corresponding to the groove forming portion C, the cross-sectional shape is a mountain shape, and the height rises to about 5 μm.

この後、図11(a)に示すように、パッシベーション膜32の上層をなす窒化ケイ素膜34をエッチングストッパとして利用して、レジスト膜36と厚膜35に対してドライエッチングを行い、厚膜35に溝8、8、・・・を形成すると同時に、ビア部Aおよびパッド部Bに薄くなった厚膜35を残す。
窒化ケイ素膜34をエッチングストッパとして利用することにより、溝形成部Cにおいて、窒化ケイ素膜34を露出した時点で、ドライエッチングを終了する。
Thereafter, as shown in FIG. 11A, dry etching is performed on the resist film 36 and the thick film 35 by using the silicon nitride film 34 that forms the upper layer of the passivation film 32 as an etching stopper. Are formed in the via portion A and the pad portion B at the same time as the grooves 8, 8,.
By using the silicon nitride film 34 as an etching stopper, dry etching is terminated when the silicon nitride film 34 is exposed in the groove forming portion C.

このドライエッチング条件を、以下の通りとする。
例えば、C/Ar/CH=7/500/4sccmの混合ガスを用い、ガス圧=50mTorr、RFパワー=1500W、にて反応性イオンエッチング(RIE)を行う。
The dry etching conditions are as follows.
For example, reactive ion etching (RIE) is performed using a mixed gas of C 4 F 8 / Ar / CH 2 F 2 = 7/500/4 sccm, gas pressure = 50 mTorr, and RF power = 1500 W.

ドライエッチング条件を上記のようにすることにより、レジスト膜36をなすレジストと、厚膜35をなす酸化ケイ素とのエッチング選択比を大きくすることができるので、窒化ケイ素膜34をエッチングストッパとして利用することができる。これにより、図11(a)に示すように、溝8、8、・・・を、厚膜35の窒化ケイ素膜34と接する面とは反対の面から、窒化ケイ素膜34の厚膜35と接する面に渡って形成することができる。また、上記のドライエッチング条件によれば、レジスト膜36をなすレジストと、厚膜35をなす酸化ケイ素とのエッチング選択比を、例えば、6とすることができる。   By setting the dry etching conditions as described above, the etching selectivity between the resist forming the resist film 36 and the silicon oxide forming the thick film 35 can be increased, so that the silicon nitride film 34 is used as an etching stopper. be able to. As a result, as shown in FIG. 11A, the grooves 8, 8,... Are formed from the surface opposite to the surface in contact with the silicon nitride film 34 of the thick film 35 to the thick film 35 of the silicon nitride film 34. It can be formed over the contacting surface. Also, according to the dry etching conditions described above, the etching selectivity between the resist forming the resist film 36 and the silicon oxide forming the thick film 35 can be set to 6, for example.

このドライエッチングの際に、図11(a)に示すように、ビア部Aおよびパッド部Bでは、その開口の広さがパッシベーション膜32の開口の広さよりも大きくならないようにする。
この後、厚膜35上に残っているレジスト膜36を除去する。
At the time of this dry etching, as shown in FIG. 11A, in the via portion A and the pad portion B, the size of the opening is not made larger than the size of the opening of the passivation film 32.
Thereafter, the resist film 36 remaining on the thick film 35 is removed.

これにより、図11(a)に示すように、厚膜35の溝形成部Cには、溝8、8、・・・が形成される。さらに、図11(b)に示すように、ビア部Aの導体部21aを覆っている厚膜35および酸化ケイ素膜33をエッチングにより取り除き、導体部21aを露出する。   As a result, as shown in FIG. 11A, grooves 8, 8,... Are formed in the groove forming portion C of the thick film 35. Further, as shown in FIG. 11B, the thick film 35 and the silicon oxide film 33 covering the conductor part 21a of the via part A are removed by etching, and the conductor part 21a is exposed.

次いで、基板1全面に、巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部6となるマグネット膜をスパッタリングにより成膜し、レジストワーク、エッチングにより不要部分を除去し、図11(c)に示すように、溝8、8、・・・の斜面上にバイアス磁石部6を形成し、これと同時にビア部Aの導体部21a上に配線膜25を形成し、この配線膜25と巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部6とを繋ぐ配線層7を形成する。   Next, a magnet film serving as the bias magnet portion 6 of the giant magnetoresistive element is formed on the entire surface of the substrate 1 by sputtering, and unnecessary portions are removed by resist work and etching. As shown in FIG. , 8,..., 8 are formed, and at the same time, a wiring film 25 is formed on the conductor part 21a of the via part A. The wiring film 25 and the bias magnet part of the giant magnetoresistive element are formed. 6 is formed.

このマグネット膜には、先に述べたとおりの多層金属薄膜が用いられる。
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。
As this magnet film, a multilayer metal thin film as described above is used.
At this time, the bias magnet portion 6 and the wiring layer 7 of each giant magnetoresistive element constituting the X-axis sensor 2 and the Y-axis sensor 3 are also formed on the flat surface of the thick film 35.

このバイアス磁石部6の形成のためのレジストワークの際に、溝8の斜面でのマグネット膜のエッチングを適切に行うため、パターン形成後のレジスト膜に加熱処理を施して、レジスト膜の端面を傾斜面とすることが好ましい。   At the time of resist work for forming the bias magnet portion 6, in order to appropriately etch the magnet film on the slope of the groove 8, the resist film after pattern formation is subjected to heat treatment so that the end face of the resist film is removed. It is preferable to use an inclined surface.

次いで、この上に巨大磁気抵抗素子の帯状部5となる巨大磁気抵抗素子膜をスパッタリングにより全面に成膜する。この巨大磁気抵抗素子膜としては、先に述べた通りの多層金属薄膜が用いられる。
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。
Next, a giant magnetoresistive element film to be the band-like portion 5 of the giant magnetoresistive element is formed on the entire surface by sputtering. As this giant magnetoresistive element film, the multilayer metal thin film as described above is used.
Further, the substrate 1 in this state is set on a magnet array, and heat treatment is performed at a temperature of 260 to 290 ° C. for 3 hours to 5 hours, and a pinning process is performed on the giant magnetoresistive element film.

この後、巨大磁気抵抗素子膜に対してレジストワーク、エッチングを行い、不要部分を除去して、図12(a)に示すように、溝8、8、・・・の斜面上に帯状部5、5、・・・を形成し、巨大磁気抵抗素子を作製する。これにより、Z軸センサ4が完成する。   Thereafter, resist work and etching are performed on the giant magnetoresistive element film to remove unnecessary portions, and as shown in FIG. 12 (a), the strip 5 is formed on the slopes of the grooves 8, 8,. Are formed to produce a giant magnetoresistive element. Thereby, the Z-axis sensor 4 is completed.

同時にビア部Aの導体部21a上に先に形成されたマグネット膜からなる配線膜25上にも巨大磁気抵抗素子膜を残し、保護導体膜26とする。これにより図8に示すビア部Aの構造が得られる。
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。
At the same time, the giant magnetoresistive element film is also left on the wiring film 25 made of a magnet film previously formed on the conductor part 21 a of the via part A, thereby forming the protective conductor film 26. Thereby, the structure of the via part A shown in FIG. 8 is obtained.
At the same time, the band-like portion 5 is formed on the flat surface of the thick film 35 to produce a giant magnetoresistive element. Thereby, the X-axis sensor 2 and the Y-axis sensor 3 are completed.

次いで、図12(b)に示すように、プラズマCVD法による厚み1μmの窒化ケイ素膜からなるパッシベーション膜27を成膜し、さらにこの上にポリイミドからなる保護膜28を設ける。さらに、この保護膜28、パッシベーション膜27のうち、パッド部Bにある部分を除去し、開口する。   Next, as shown in FIG. 12B, a passivation film 27 made of a silicon nitride film having a thickness of 1 μm is formed by plasma CVD, and a protective film 28 made of polyimide is further provided thereon. Further, portions of the protective film 28 and the passivation film 27 in the pad portion B are removed and opened.

次いで、図12(c)に示すように、保護膜28をマスクとして、エッチングを行い、パッド部Bの導体部28を覆っている酸化ケイ素膜33と厚膜35を除去し、パッド部Bの導体部21bを露出させて、目的とする磁気センサを得る。   Next, as shown in FIG. 12C, etching is performed using the protective film 28 as a mask to remove the silicon oxide film 33 and the thick film 35 covering the conductor portion 28 of the pad portion B, and the pad portion B The conductor part 21b is exposed to obtain a target magnetic sensor.

このような磁気センサの製造方法によれば、1枚の基板にX軸センサ2、Y軸センサ3およびZ軸センサ4を作製することができる上に、これと同時にビア部、パッド部も作製することができ、一連の連続したプロセスで小型の三軸磁気センサを一挙に製造することが可能になる。また、窒化ケイ素膜34をエッチングストッパとして利用して、レジスト膜36と厚膜35とをエッチングすることにより、溝8、8、・・・を、厚膜35の窒化ケイ素膜34と接する面とは反対の面から、窒化ケイ素膜34の厚膜35と接する面に渡って形成することができる。これにより、基板面に対して垂直方向に感度成分をもって巨大磁気抵抗素子型磁気センサ形成に必要な所定角度の斜面を形成することができる。   According to such a magnetic sensor manufacturing method, the X-axis sensor 2, the Y-axis sensor 3, and the Z-axis sensor 4 can be manufactured on one substrate, and at the same time, the via portion and the pad portion are also manufactured. Thus, a small three-axis magnetic sensor can be manufactured at once by a series of continuous processes. Further, by etching the resist film 36 and the thick film 35 using the silicon nitride film 34 as an etching stopper, the grooves 8, 8,... Are in contact with the surface of the thick film 35 in contact with the silicon nitride film 34. Can be formed from the opposite surface to the surface in contact with the thick film 35 of the silicon nitride film 34. Thereby, it is possible to form a slope having a predetermined angle necessary for forming a giant magnetoresistive element type magnetic sensor with a sensitivity component in a direction perpendicular to the substrate surface.

(磁気センサの製造方法の第二の実施形態)
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、主に、第一の実施形態と同様にして、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。
(Second Embodiment of Magnetic Sensor Manufacturing Method)
Next, a second embodiment of the magnetic sensor manufacturing method according to the present invention will be described.
In the following description, in the same manner as in the first embodiment, a giant magnetoresistive element, a via portion, and a Z-axis sensor 4 formed on the slopes of the grooves 8, 8,. A method for manufacturing the pad portion will be described.
First, the substrate 1 is prepared. As described above, the substrate 1 is formed by previously forming a semiconductor integrated circuit such as a magnetic sensor driving circuit, a signal processing circuit, a wiring layer, or the like on a semiconductor substrate such as silicon.

図13(a)に示すように、この基板1には、その最上層の配線層の一部をなすビア部Aのアルミニウムなどからなる導体部21aと、パッド部Bのアルミニウムなどからなる導体部21bが設けられている。   As shown in FIG. 13A, the substrate 1 has a conductor portion 21a made of aluminum or the like of the via portion A and a conductor portion made of aluminum or the like of the pad portion B, which forms a part of the uppermost wiring layer. 21b is provided.

この基板1上に、まず平坦化膜31を成膜する。この平坦化膜31としては、例えば、プラズマCVD法による厚み300nmの酸化ケイ素膜、厚み600nmのSOG膜、トリエトキシシランを原料として製膜した厚み50nmの酸化ケイ素膜を順次積層したものなどが用いられる。   A planarizing film 31 is first formed on the substrate 1. As the planarizing film 31, for example, a silicon oxide film having a thickness of 300 nm by a plasma CVD method, a SOG film having a thickness of 600 nm, and a silicon oxide film having a thickness of 50 nm formed using triethoxysilane as a raw material are sequentially used. It is done.

次に、図13(b)に示すように、ビア部A、パッド部Bの導体部21a、21b上の平坦化膜31をエッチングにより取り除き、それらの導体部21a、21bを開口させる。   Next, as shown in FIG. 13B, the planarizing film 31 on the conductor portions 21a and 21b of the via portion A and the pad portion B is removed by etching, and the conductor portions 21a and 21b are opened.

さらに、図13(c)に示すように、基板1全面にパッシベーション膜32を成膜する。このパッシベーション膜32としては、例えば、プラズマCVD法により形成され、下層をなす厚み250nmの酸化ケイ素膜33と、プラズマCVD法により形成され、上層をなす厚み600nmの窒化ケイ素膜34との積層膜などが用いられる。   Further, as shown in FIG. 13C, a passivation film 32 is formed on the entire surface of the substrate 1. The passivation film 32 is, for example, a laminated film of a silicon oxide film 33 having a thickness of 250 nm formed by a plasma CVD method and a silicon nitride film 34 having a thickness of 600 nm formed by a plasma CVD method and formed as an upper layer. Is used.

次いで、図13(d)に示すように、ビア部A、パッド部Bの導体部21a、21bの上方に堆積している窒化ケイ素膜34をエッチングにより除去する。この際、酸化ケイ素膜33は残し、窒化ケイ素膜34の除去の範囲は、平坦化膜31の開口幅よりも小さくする。このようにすることにより、ビア部Aおよびパッド部Bの開口部分において、平坦化膜31の端面が露出して、基板1に形成された配線層や半導.体集積回路などに水分が侵入することが防止される。   Next, as shown in FIG. 13D, the silicon nitride film 34 deposited above the conductor portions 21a and 21b of the via portion A and the pad portion B is removed by etching. At this time, the silicon oxide film 33 is left, and the removal range of the silicon nitride film 34 is made smaller than the opening width of the planarizing film 31. By doing so, the end face of the planarizing film 31 is exposed in the opening portions of the via portion A and the pad portion B, and the wiring layer or semiconductor layer formed on the substrate 1 is exposed. It is possible to prevent moisture from entering a body integrated circuit or the like.

次いで、図14(a)に示すように、スパッタリングにより、この上に厚み0.2μm程度の絶縁膜37を形成する。絶縁膜37としては、酸化アルミニウム(Al)、窒化ホウ素(BN)、ダイヤモンド状炭素などからなる膜が挙げられる。 Next, as shown in FIG. 14A, an insulating film 37 having a thickness of about 0.2 μm is formed thereon by sputtering. Examples of the insulating film 37 include films made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), boron nitride (BN), diamond-like carbon, and the like.

次いで、図14(b)に示すように、この絶縁膜37上に厚み3μm程度のレジスト膜38を全面に形成する。   Next, as shown in FIG. 14B, a resist film 38 having a thickness of about 3 μm is formed on the entire surface of the insulating film 37.

次いで、図14(c)に示すように、このレジスト膜38の一部をエッチング処理により除去して、レジストパターンを形成する。このレジストパターンは、ビア部Aおよびパッド部Bのみが開口するようにして、絶縁膜37を露出する。   Next, as shown in FIG. 14C, a part of the resist film 38 is removed by an etching process to form a resist pattern. This resist pattern exposes the insulating film 37 so that only the via part A and the pad part B are opened.

次いで、図15(a)に示すように、このビア部Aおよびパッド部Bに相当する部分の絶縁膜37をイオンミリングにより除去し、酸化ケイ素膜33を露出する。   Next, as shown in FIG. 15A, the insulating film 37 corresponding to the via portion A and the pad portion B is removed by ion milling to expose the silicon oxide film 33.

次いで、図15(b)に示すように、残ったレジスト膜38を除去する。   Next, as shown in FIG. 15B, the remaining resist film 38 is removed.

次いで、図16(a)に示すように、この上に厚み5μm程度のプラズマCVD法による酸化ケイ素からなる厚膜35を形成する。この厚膜35は、後述するように、上記の溝8、8、・・・が形成されるものである。   Next, as shown in FIG. 16A, a thick film 35 made of silicon oxide is formed thereon by a plasma CVD method having a thickness of about 5 μm. As described later, the thick film 35 is formed with the grooves 8, 8,...

次ぎに、図16(b)に示すように、この厚膜35上に厚み3μm程度のレジスト膜36を全面に形成する。このレジスト膜36の一部をエッチング処理により除去して、レジストパターンを形成する。このレジストパターンは、溝形成部Cの各溝に相当する部分、ビア部Aおよびパッド部Bのみが開口するようにする。   Next, as shown in FIG. 16B, a resist film 36 having a thickness of about 3 μm is formed on the entire surface of the thick film 35. A part of the resist film 36 is removed by etching to form a resist pattern. In this resist pattern, only the portion corresponding to each groove of the groove forming portion C, the via portion A, and the pad portion B are opened.

次に、図16(c)に示すように、残っているレジスト膜36に温度150℃にて、10分程度の加熱処理を施し、レジスト膜36を溶融させる。この加熱処理によりレジストが溶融し、溶融液の表面張力に起因して、図示のように、レジスト36膜の上面が盛り上がると同時に、端面が傾斜面となる。特に、溝形成部Cに対応する部分のレジスト膜36では、断面形状が山状となって、その高さが約5μm程度に盛り上がる。   Next, as shown in FIG. 16C, the remaining resist film 36 is heated at a temperature of 150 ° C. for about 10 minutes to melt the resist film 36. Due to this heat treatment, the resist is melted, and due to the surface tension of the melt, the upper surface of the resist 36 film rises and the end surface becomes an inclined surface as shown in the figure. In particular, in the resist film 36 corresponding to the groove forming portion C, the cross-sectional shape is a mountain shape, and the height rises to about 5 μm.

この後、図17(a)に示すように、絶縁膜37をエッチングストッパとして利用し、レジストと酸化ケイ素とのエッチング選択比がほぼ1対1となるような条件にて、レジスト膜36と厚膜35に対してドライエッチングを行い、厚膜35に溝8、8、・・・を形成すると同時に、ビア部Aおよびパッド部Bに薄くなった厚膜35を残す。   Thereafter, as shown in FIG. 17A, the insulating film 37 is used as an etching stopper, and the resist film 36 and the thickness are formed under the condition that the etching selection ratio between the resist and silicon oxide is approximately 1: 1. The film 35 is dry-etched to form the grooves 8, 8,... In the thick film 35, and at the same time, the thin thick film 35 is left in the via part A and the pad part B.

このドライエッチング条件は、以下の通りとする。
例えば、CF/CHF/N=30/90/5sccmの混合ガスを用い、ガス圧=200mTorr、RFパワー=750W、にて、枚葉式反応性イオンエッチング(RIE)を行う。
The dry etching conditions are as follows.
For example, single-wafer reactive ion etching (RIE) is performed using a mixed gas of CF 4 / CHF 3 / N 2 = 30/90/5 sccm, gas pressure = 200 mTorr, and RF power = 750 W.

ドライエッチング条件を上記のようにすることにより、レジスト膜36をなすレジストと、厚膜35をなす酸化ケイ素とのエッチング選択比をほぼ1対1とすることができるので、絶縁膜37をエッチングストッパとして利用することができる。これにより、図11(a)に示すように、溝8、8、・・・を、厚膜35の絶縁膜37と接する面とは反対の面から、絶縁膜37の厚膜35と接する面に渡って形成することができる。   By setting the dry etching conditions as described above, the etching selectivity between the resist forming the resist film 36 and the silicon oxide forming the thick film 35 can be made substantially 1: 1, so that the insulating film 37 can be used as an etching stopper. Can be used as As a result, as shown in FIG. 11A, the grooves 8, 8,... Are in contact with the thick film 35 of the insulating film 37 from the surface opposite to the surface of the thick film 35 that contacts the insulating film 37. Can be formed over.

このドライエッチングの際に、図17(a)に示すように、ビア部Aおよびパッド部Bでは、その開口の広さがパッシベーション膜32の開口の広さよりも大きくならないようにする。
この後、厚膜35上に残っているレジスト膜36を除去する。
At the time of this dry etching, as shown in FIG. 17A, in the via portion A and the pad portion B, the size of the opening is not made larger than the size of the opening of the passivation film 32.
Thereafter, the resist film 36 remaining on the thick film 35 is removed.

これにより、図17(a)に示すように、厚膜35の溝形成部Cには、溝8、8、・・・が形成される。さらに、図17(b)に示すように、ビア部Aの導体部21aを覆っている厚膜35および酸化ケイ素膜33をエッチングにより取り除き、導体部21aを露出する。   As a result, as shown in FIG. 17A, grooves 8, 8,... Are formed in the groove forming portion C of the thick film 35. Further, as shown in FIG. 17B, the thick film 35 and the silicon oxide film 33 covering the conductor part 21a of the via part A are removed by etching to expose the conductor part 21a.

次いで、基板1全面に、巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部6となるマグネット膜をスパッタリングにより成膜し、レジストワーク、エッチングにより不要部分を除去し、図17(c)に示すように、溝8、8、・・・の斜面上にバイアス磁石部6を形成し、これと同時にビア部Aの導体部21a上に配線膜25を形成し、この配線膜25と巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部6とを繋ぐ配線層7を形成する。   Next, a magnet film serving as the bias magnet portion 6 of the giant magnetoresistive element is formed on the entire surface of the substrate 1 by sputtering, and unnecessary portions are removed by resist work and etching. As shown in FIG. , 8,..., 8 are formed, and at the same time, a wiring film 25 is formed on the conductor part 21a of the via part A. The wiring film 25 and the bias magnet part of the giant magnetoresistive element are formed. 6 is formed.

このマグネット膜には、先に述べたとおりの多層金属薄膜が用いられる。
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。
As this magnet film, a multilayer metal thin film as described above is used.
At this time, the bias magnet portion 6 and the wiring layer 7 of each giant magnetoresistive element constituting the X-axis sensor 2 and the Y-axis sensor 3 are also formed on the flat surface of the thick film 35.

このバイアス磁石部6の形成のためのレジストワークの際に、溝8の斜面でのマグネット膜のエッチングを適切に行うため、パターン形成後のレジスト膜に加熱処理を施して、レジスト膜の端面を傾斜面とすることが好ましい。   At the time of resist work for forming the bias magnet portion 6, in order to appropriately etch the magnet film on the slope of the groove 8, the resist film after pattern formation is subjected to heat treatment so that the end face of the resist film is removed. It is preferable to use an inclined surface.

次いで、この上に巨大磁気抵抗素子の帯状部5となる巨大磁気抵抗素子膜をスパッタリングにより全面に成膜する。この巨大磁気抵抗素子膜としては、先に述べた通りの多層金属薄膜が用いられる。
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。
Next, a giant magnetoresistive element film to be the band-like portion 5 of the giant magnetoresistive element is formed on the entire surface by sputtering. As this giant magnetoresistive element film, the multilayer metal thin film as described above is used.
Further, the substrate 1 in this state is set on a magnet array, and heat treatment is performed at a temperature of 260 to 290 ° C. for 3 hours to 5 hours, and a pinning process is performed on the giant magnetoresistive element film.

この後、巨大磁気抵抗素子膜に対してレジストワーク、エッチングを行い、不要部分を除去して、図18(a)に示すように、溝8、8、・・・の斜面上に帯状部5、5、・・・を形成し、巨大磁気抵抗素子を作製する。これにより、Z軸センサ4が完成する。   Thereafter, resist work and etching are performed on the giant magnetoresistive element film to remove unnecessary portions, and as shown in FIG. 18 (a), the strip 5 is formed on the slopes of the grooves 8, 8,. Are formed to produce a giant magnetoresistive element. Thereby, the Z-axis sensor 4 is completed.

同時にビア部Aの導体部21a上に先に形成されたマグネット膜からなる配線膜25上にも巨大磁気抵抗素子膜を残し、保護導体膜26とする。これにより図8に示すビア部Aの構造が得られる。
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。
At the same time, the giant magnetoresistive element film is also left on the wiring film 25 made of a magnet film previously formed on the conductor part 21 a of the via part A, thereby forming the protective conductor film 26. Thereby, the structure of the via part A shown in FIG. 8 is obtained.
At the same time, the band-like portion 5 is formed on the flat surface of the thick film 35 to produce a giant magnetoresistive element. Thereby, the X-axis sensor 2 and the Y-axis sensor 3 are completed.

次いで、図18(b)に示すように、プラズマCVD法による厚み1μmの窒化ケイ素膜からなるパッシベーション膜27を成膜し、さらにこの上にポリイミドからなる保護膜28を設ける。さらに、この保護膜28、パッシベーション膜27のうち、パッド部Bにある部分を除去し、開口する。   Next, as shown in FIG. 18B, a passivation film 27 made of a silicon nitride film having a thickness of 1 μm is formed by plasma CVD, and a protective film 28 made of polyimide is further provided thereon. Further, portions of the protective film 28 and the passivation film 27 in the pad portion B are removed and opened.

次いで、図18(c)に示すように、保護膜28をマスクとして、エッチングを行い、パッド部Bの導体部28を覆っている酸化ケイ素膜33と厚膜35を除去し、パッド部Bの導体部21bを露出させて、目的とする磁気センサを得る。   Next, as shown in FIG. 18C, etching is performed using the protective film 28 as a mask to remove the silicon oxide film 33 and the thick film 35 covering the conductor portion 28 of the pad portion B, and The conductor part 21b is exposed to obtain a target magnetic sensor.

このような磁気センサの製造方法によれば、1枚の基板にX軸センサ2、Y軸センサ3およびZ軸センサ4を作製することができる上に、これと同時にビア部、パッド部も作製することができ、一連の連続したプロセスで小型の三軸磁気センサを一挙に製造することが可能になる。また、パッシベーション膜32の上に絶縁膜37を形成し、この絶縁膜をエッチングストッパとして利用して、レジスト膜36と厚膜35とをエッチングすることにより、溝8、8、・・・を、厚膜35の絶縁膜37と接する面とは反対の面から、絶縁膜37の厚膜35と接する面に渡って形成することができる。これにより、基板面に対して垂直方向に感度成分をもって巨大磁気抵抗素子型磁気センサ形成に必要な所定角度の斜面を形成することができる。また、絶縁膜37をパッシベーション膜32の上に形成することにより、深さ方向の溝形状の制御が容易になる。   According to such a magnetic sensor manufacturing method, the X-axis sensor 2, the Y-axis sensor 3, and the Z-axis sensor 4 can be manufactured on one substrate, and at the same time, the via portion and the pad portion are also manufactured. Thus, a small three-axis magnetic sensor can be manufactured at once by a series of continuous processes. Further, by forming an insulating film 37 on the passivation film 32 and using this insulating film as an etching stopper, the resist film 36 and the thick film 35 are etched to form the grooves 8, 8,. The thick film 35 can be formed from the surface opposite to the surface in contact with the insulating film 37 to the surface in contact with the thick film 35 of the insulating film 37. Thereby, it is possible to form a slope having a predetermined angle necessary for forming a giant magnetoresistive element type magnetic sensor with a sensitivity component in a direction perpendicular to the substrate surface. Further, by forming the insulating film 37 on the passivation film 32, it becomes easy to control the groove shape in the depth direction.

本発明は、携帯電話をはじめとして、様々な携帯型電子機器に搭載する電子コンパスにも適用できる。   The present invention can also be applied to an electronic compass mounted on various portable electronic devices including a mobile phone.

本発明の磁気センサの一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the magnetic sensor of this invention. 本発明でのGMR素子の例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the example of the GMR element in this invention. 本発明でのZ軸センサを構成するGMR素子の例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the example of the GMR element which comprises the Z-axis sensor in this invention. 本発明でのZ軸センサを構成するGMR素子の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the example of the GMR element which comprises the Z-axis sensor in this invention. 本発明でのZ軸センサを構成するGMR素子の例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the example of the GMR element which comprises the Z-axis sensor in this invention. 本発明でのZ軸センサを構成するGMR素子の他の例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the other example of the GMR element which comprises the Z-axis sensor in this invention. 本発明での各軸センサをなすGMR素子の結線方法の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the connection method of the GMR element which makes each axis | shaft sensor in this invention. 本発明の磁気センサのビア部の構造の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the example of the structure of the via part of the magnetic sensor of this invention. 本発明の磁気センサの製造方法の第一の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 1st embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order. 本発明の磁気センサの製造方法の第一の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 1st embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order. 本発明の磁気センサの製造方法の第一の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 1st embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order. 本発明の磁気センサの製造方法の第一の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 1st embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order. 本発明の磁気センサの製造方法の第二の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 2nd embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order. 本発明の磁気センサの製造方法の第二の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 2nd embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order. 本発明の磁気センサの製造方法の第二の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 2nd embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order. 本発明の磁気センサの製造方法の第二の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 2nd embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order. 本発明の磁気センサの製造方法の第二の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 2nd embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order. 本発明の磁気センサの製造方法の第二の実施形態を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 2nd embodiment of the manufacturing method of the magnetic sensor of this invention to process order.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・基板、2・・・X軸センサ、3・・・Y軸センサ、5・・・帯状部、6・・・バイアス磁石部、7・・・配線層、A・・・ビア部、B・・・パッド部、8・・・溝、21a,21b・・・導体部、25・・・配線膜、27・・・パッシベーション膜、28・・・保護膜、31・・・平坦化膜、32・・・パッシベーション膜、33・・・酸化ケイ素膜、34・・・窒化ケイ素膜、35・・・厚膜、36・・・レジスト膜、37・・・絶縁膜、38・・・レジスト膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... X-axis sensor, 3 ... Y-axis sensor, 5 ... Band-shaped part, 6 ... Bias magnet part, 7 ... Wiring layer, A ... Via part , B ... pad part, 8 ... groove, 21a, 21b ... conductor part, 25 ... wiring film, 27 ... passivation film, 28 ... protective film, 31 ... flattening 32 ... Passivation film, 33 ... Silicon oxide film, 34 ... Silicon nitride film, 35 ... Thick film, 36 ... Resist film, 37 ... Insulating film, 38 ... Resist film.

Claims (4)

基板上に形成されたエッチングストッパ膜と、前記エッチングストッパ膜上に形成され、段差形成部を有する絶縁膜と、前記絶縁膜に形成された山部もしくは溝部の斜面に、磁気抵抗素子が配置されたことを特徴とする磁気センサ。   A magnetoresistive element is disposed on an etching stopper film formed on the substrate, an insulating film formed on the etching stopper film and having a step forming portion, and a slope of a peak or groove formed in the insulating film. Magnetic sensor characterized by the above. 前記エッチングストッパ膜は、基板上の保護膜の上、かつ、磁気抵抗素子の下側に配置されていることを特徴とする請求項1記載の磁気センサ。   2. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the etching stopper film is disposed on the protective film on the substrate and below the magnetoresistive element. 基板上に第一の絶縁膜を形成し、さらにエッチングストッパ膜を形成する工程と、前記エッチングストッパ膜上に第二の絶縁膜を配置し、前記エッチングストッパ膜が露出するまでエッチングして、前記第二の絶縁膜に斜面を形成する工程と、前記斜面に磁気抵抗素子を形成する工程とを有することを特徴とする磁気センサの製造方法。   Forming a first insulating film on the substrate and further forming an etching stopper film; arranging a second insulating film on the etching stopper film; etching until the etching stopper film is exposed; A method of manufacturing a magnetic sensor, comprising: forming a slope on the second insulating film; and forming a magnetoresistive element on the slope. 基板の最上層の配線層上に、この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、この平坦化層の一部を除去して、ビア部およびパッド部を露出させ、この上に上層と下層からなるパッシベーション膜を成膜した後、ビア部およびパッド部に相当する部分の上層を除去し、
この上にエッチングストッパ膜を形成して、前記ビア部およびパッド部に相当する部分を露出させ、
次いで、この上に厚膜を形成し、さらにこの厚膜上に斜面を有する所定パターンのレジスト膜を形成し、これをマスクとして前記厚膜を前記エッチングストッパ膜が露出するまでエッチングして斜面を形成すると同時に、前記ビア部およびパッド部には厚膜の一部を残し、
次いで、前記ビア部の一部に残った厚膜と前記パッシベーション膜の下層を除去して、前記ビア部の導体部を露出させ、
前記厚膜の平坦面と前記斜面にバイアス磁石膜を形成し、
該バイアス磁石膜に接続するとともに、前記ビア部に接続するように前記厚膜の平坦面と前記斜面に巨大磁気抵抗素子の帯状部を形成し、
全面に保護膜を形成した後、前記パッド部の導体部を露出させることを特徴とする磁気センサの製造方法。

A planarizing layer that covers the wiring layer and forms a flat surface is formed on the uppermost wiring layer of the substrate, and a part of the planarizing layer is removed to expose the via portion and the pad portion. After forming a passivation film consisting of an upper layer and a lower layer on top, the upper layer corresponding to the via portion and the pad portion is removed,
An etching stopper film is formed thereon to expose portions corresponding to the via portion and the pad portion,
Next, a thick film is formed thereon, and a resist film having a predetermined pattern having a slope is formed on the thick film. Using this as a mask, the thick film is etched until the etching stopper film is exposed to form the slope. At the same time as forming, leaving a part of the thick film in the via part and the pad part,
Next, the thick film remaining in a part of the via part and the lower layer of the passivation film are removed to expose the conductor part of the via part,
Forming a bias magnet film on the flat surface and the inclined surface of the thick film;
A band-shaped portion of a giant magnetoresistive element is formed on the flat surface and the inclined surface of the thick film so as to connect to the bias magnet film and to the via portion,
A method of manufacturing a magnetic sensor, comprising: forming a protective film on the entire surface, and exposing the conductor portion of the pad portion.

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11305055A (en) * 1998-04-22 1999-11-05 Sharp Corp Production of optical waveguide and production of master raw glass for production of optical waveguide
JP2002324800A (en) * 2001-04-25 2002-11-08 Hitachi Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2004006752A (en) * 2002-03-27 2004-01-08 Yamaha Corp Magnetic sensor and manufacturing method thereof
JP2004214267A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Nec Electronics Corp Semiconductor device and its manufacturing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11305055A (en) * 1998-04-22 1999-11-05 Sharp Corp Production of optical waveguide and production of master raw glass for production of optical waveguide
JP2002324800A (en) * 2001-04-25 2002-11-08 Hitachi Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2004006752A (en) * 2002-03-27 2004-01-08 Yamaha Corp Magnetic sensor and manufacturing method thereof
JP2004214267A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Nec Electronics Corp Semiconductor device and its manufacturing method

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