JP2007057491A

JP2007057491A - Sensor

Info

Publication number: JP2007057491A
Application number: JP2005246282A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Ishizaki; 洋一石崎; Katsuya Ogiso; 克也小木曽
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2025-08-26
Also published as: JP4574496B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor which suppresses a sucular change in offset voltage. <P>SOLUTION: A magnetic sensor 1 detects a change in magnetism on the basis of the fact that each electric resistance value of magnetoresistance elements 31-34 varies in response to the change in magnetism. Each of the magnetoresistance elements 31-34 is provided on a substrate 10 through an insulating film 20. The substrate (base) 10 and the insulating film (bedding) 20 cooperate, and function as a foundation where the individual magnetoresistance elements 31-34 are provided. An aperture 61 is formed by removing a part of the foundation (substrate 10, insulating film 20) by etching. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、物理変化を検出するセンサ装置に関する。 The present invention relates to a sensor device that detects a physical change.

従来、自動車においては、ステアリングホイールの回転角度を検出するステアリングアングルセンサとして磁気センサが用いられている。
図３に示すように、磁気センサ１は、４つの磁気抵抗素子３１〜３４によりホイートストーンブリッジが構成されたものである。そして、磁気センサ１に対して磁界の方向が所定方向の時、磁気抵抗素子３１，３２間のノードＮ１と、磁気抵抗素子３３，３４間のノードＮ２との間の電圧（ブリッジの各中点電位Ｅ１，Ｅ２の差であるオフセット電圧Ｅ１２）が０Ｖに近いもの程、磁気センサ１として高性能であることが知られている。即ち、磁気抵抗素子３１の電気抵抗値をＲ１、磁気抵抗素子３２の電気抵抗値をＲ２、磁気抵抗素子３３の電気抵抗値をＲ３、磁気抵抗素子３４の電気抵抗値をＲ４としたとき、「Ｒ１×Ｒ４＝Ｒ２×Ｒ３」の関係式が成り立つことが最も好ましい。 Conventionally, in an automobile, a magnetic sensor is used as a steering angle sensor for detecting a rotation angle of a steering wheel.
As shown in FIG. 3, the magnetic sensor 1 has a Wheatstone bridge configured by four magnetoresistive elements 31 to 34. When the direction of the magnetic field with respect to the magnetic sensor 1 is a predetermined direction, the voltage between the node N1 between the magnetoresistive elements 31 and 32 and the node N2 between the magnetoresistive elements 33 and 34 (each midpoint of the bridge). It is known that as the offset voltage E12), which is the difference between the potentials E1 and E2, is closer to 0V, the magnetic sensor 1 has higher performance. That is, when the electric resistance value of the magnetoresistive element 31 is R1, the electric resistance value of the magnetoresistive element 32 is R2, the electric resistance value of the magnetoresistive element 33 is R3, and the electric resistance value of the magnetoresistive element 34 is R4, Most preferably, the relational expression of “R1 × R4 = R2 × R3” holds.

ここで、磁気センサ１は、オフセット電圧Ｅ１２を０Ｖに近づけるために、つまり前記関係式を成り立たせるために、磁気抵抗素子３１〜３４の各々において、電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の各々が互いに等しくなるような所要のパターンが予め設定されている。しかしながら、磁気抵抗素子３１〜３４の個々が有する電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４のバラツキは、成膜精度やパターンのエッチング精度に起因しているが、それらの精度の向上だけでは前記関係式を成り立たせることは困難である。 Here, in the magnetic sensor 1, in order to make the offset voltage E12 close to 0V, that is, to satisfy the above relational expression, in each of the magnetoresistive elements 31 to 34, the electric resistance values R1 to R4 are equal to each other. Such a required pattern is preset. However, variations in the electric resistance values R1 to R4 of each of the magnetoresistive elements 31 to 34 are caused by film forming accuracy and pattern etching accuracy, but the above relational expression is established only by improving the accuracy. It is difficult.

そこで、磁気センサ１を製造するのに際して、磁気抵抗素子３１〜３４の一部を切断することで電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を微調整するトリミングの手法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開平０５−０３４２２４号公報（段落番号００１９〜００２３、図４、図５） Therefore, when manufacturing the magnetic sensor 1, a trimming technique for finely adjusting the electric resistance values R1 to R4 by cutting a part of the magnetoresistive elements 31 to 34 has been proposed (for example, see Patent Document 1). reference.).
JP 05-034224 A (paragraph numbers 0019 to 0023, FIGS. 4 and 5)

ところが、前記関係式を成り立たせる目的でトリミングを施しても、磁気抵抗素子３１〜３４の各々において、電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の各々が、トリミング直後のものから互いに異なる度合で経時変化する。このため、ホイートストーンブリッジの平衡が時間の経過に伴って維持されなくなって、オフセット電圧Ｅ１２がレーザトリミング直後の０Ｖから、やがて磁気センサ１の性能を決定する上で無視できない程のレベルにまで達する。 However, even if trimming is performed for the purpose of satisfying the relational expression, in each of the magnetoresistive elements 31 to 34, the electrical resistance values R1 to R4 change with time from the one immediately after trimming to a different degree. For this reason, the balance of the Wheatstone bridge is not maintained with the passage of time, and the offset voltage E12 reaches a level that cannot be ignored in determining the performance of the magnetic sensor 1 from 0V immediately after laser trimming. Reach.

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、オフセット電圧の経時変化を抑制することが可能なセンサ装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide a sensor device capable of suppressing a change in offset voltage with time.

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、物理変化に応じて複数のセンサエレメントの各々の電気信号が変化することに基づいて物理変化を検出するセンサ装置において、センサエレメントが設けられる基礎の一部が除去されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a sensor device for detecting a physical change based on a change in electrical signals of a plurality of sensor elements in accordance with a physical change. A part of the foundation provided with is removed.

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のセンサ装置において、センサエレメントの周囲に沿って基礎が除去されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載のセンサ装置において、基礎の一部がエッチングにより除去されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the sensor device according to the first aspect, the foundation is removed along the periphery of the sensor element.
A third aspect of the present invention is the sensor device according to the first or second aspect, wherein a part of the foundation is removed by etching.

請求項４に記載の発明では、基板上に下地を介して設けられたセンサエレメントを備え、物理変化に応じて複数のセンサエレメントの各々の電気信号が変化することに基づいて物理変化を検出するセンサ装置において、下地の一部が除去されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the sensor element is provided on the substrate through the base, and the physical change is detected based on the change of the electrical signal of each of the plurality of sensor elements according to the physical change. In the sensor device, a part of the base is removed.

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のセンサ装置において、下地の一部が除去されて同下地に基板に達する開口部が設けられていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項４に記載のセンサ装置において、下地の一部が除去されて同下地に肉薄部が設けられていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the sensor device according to the fourth aspect of the present invention, an opening reaching the substrate is provided on the ground surface by removing a part of the ground surface.
According to a sixth aspect of the present invention, in the sensor device according to the fourth aspect, a part of the base is removed and a thin portion is provided on the base.

請求項７に記載の発明では、基板上に設けられたセンサエレメントを備え、物理変化に応じて複数のセンサエレメントの各々の電気信号が変化することに基づいて物理変化を検出するセンサ装置において、基板の一部が除去されていることを特徴とする。 In a seventh aspect of the present invention, in the sensor device that includes the sensor element provided on the substrate and detects the physical change based on the change of the electrical signal of each of the plurality of sensor elements in accordance with the physical change, A part of the substrate is removed.

請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のセンサ装置において、センサエレメントは、物理変化に応じて電気抵抗値が変化するものであることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is characterized in that, in the sensor device according to any one of claims 1 to 7, the sensor element has an electric resistance value that changes in accordance with a physical change. To do.

以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によると、センサエレメントが設けられる基礎の一部が除去されている。このため、センサエレメントが基礎から受ける応力の度合が緩和される。そして、これにより、該応力に起因する電気信号の経時変化が抑制される。従って、オフセット電圧の経時変化を抑制することができる。 The “action” of the present invention will be described below.
According to the first aspect of the present invention, a part of the foundation on which the sensor element is provided is removed. For this reason, the degree of stress that the sensor element receives from the foundation is reduced. And thereby, the time-dependent change of the electrical signal resulting from this stress is suppressed. Accordingly, it is possible to suppress the change with time of the offset voltage.

請求項２に記載の発明によると、センサエレメントの周囲に沿って基礎が除去されている。このため、センサエレメントが基礎から受ける応力の度合が好適に緩和される。従って、該応力に起因する電気信号の経時変化を好適に抑制することができる。 According to the invention described in claim 2, the foundation is removed along the periphery of the sensor element. For this reason, the degree of stress that the sensor element receives from the foundation is preferably alleviated. Therefore, it is possible to suitably suppress the change with time of the electrical signal caused by the stress.

請求項３に記載の発明によると、基礎の一部を除去するのに際して、レーザを照射する装置を必要としないエッチングが採用されている。このため、製造コストが低廉なものとなる。従って、低コストでありながら、オフセット電圧の経時変化を抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, etching that does not require a laser irradiation device is employed to remove a part of the foundation. For this reason, the manufacturing cost is low. Therefore, it is possible to suppress the change in the offset voltage with time while being low in cost.

請求項４に記載の発明によると、下地の一部が除去されている。このため、センサエレメントが下地から受ける応力の度合が緩和される。そして、これにより、該応力に起因する電気信号の経時変化が抑制される。従って、オフセット電圧の経時変化を抑制することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, a part of the base is removed. For this reason, the degree of stress that the sensor element receives from the base is reduced. And thereby, the time-dependent change of the electrical signal resulting from this stress is suppressed. Accordingly, it is possible to suppress the change with time of the offset voltage.

請求項５に記載の発明によると、下地の一部が除去されて同下地に基板に達する開口部が設けられている。つまり、基板に達する深さで下地が除去されている。このため、センサエレメントが下地から受ける応力の度合が確実に緩和される。従って、該応力に起因する電気信号の経時変化を確実に抑制することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, an opening that reaches a substrate is provided on the ground surface by removing a part of the ground surface. That is, the base is removed at a depth reaching the substrate. For this reason, the degree of stress that the sensor element receives from the base is reliably reduced. Accordingly, it is possible to reliably suppress the change over time of the electrical signal due to the stress.

請求項６に記載の発明によると、下地の一部が除去されて同下地に肉薄部が設けられている。つまり、基板に達しない深さで下地が除去されている。このため、センサエレメントが下地から受ける応力の度合が好適に緩和される。従って、該応力に起因する電気信号の経時変化を好適に抑制することができる。 According to the invention described in claim 6, a part of the base is removed, and the thin part is provided on the base. That is, the base is removed at a depth that does not reach the substrate. For this reason, the degree of stress that the sensor element receives from the base is suitably reduced. Therefore, it is possible to suitably suppress the change with time of the electrical signal caused by the stress.

請求項７に記載の発明によると、基板の一部が除去されている。このため、センサエレメントが基板から受ける応力の度合が緩和される。そして、これにより、該応力に起因する電気信号の経時変化が抑制される。従って、オフセット電圧の経時変化を抑制することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, a part of the substrate is removed. For this reason, the degree of stress that the sensor element receives from the substrate is reduced. And thereby, the time-dependent change of the electrical signal resulting from this stress is suppressed. Accordingly, it is possible to suppress the change with time of the offset voltage.

請求項８に記載の発明によると、センサエレメントが受ける応力に起因する電気抵抗値の経時変化を抑制することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to suppress the change over time in the electric resistance value caused by the stress applied to the sensor element.

本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の発明によれば、オフセット電圧の経時変化を抑制することができる。 Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects.
According to the invention described in any one of claims 1 to 8, it is possible to suppress a change in offset voltage with time.

以下、本発明を自動車のステアリングアングルセンサとして用いられる磁気センサに具体化した一実施形態を説明する。
図１及び図２に示すように、磁気センサ１は、基板１０を備えている。基板１０は、半導体（本実施形態ではシリコン）により構成されている。基板１０の上面には、絶縁膜２０が設けられている。絶縁膜２０は、基板１０の上面の略全体を覆うように設けられている。絶縁膜２０は、酸化膜（本実施形態では二酸化珪素）により構成されている。絶縁膜２０の上面には、磁気抵抗素子３１〜３４が設けられている。磁気抵抗素子３１〜３４の各々は、薄膜により所要のパターンに形成されている。磁気抵抗素子３１〜３４の各々は、ニッケルコバルトにより構成されている。ニッケルコバルトは、負の磁気特性を有する強磁性体である。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a magnetic sensor used as a steering angle sensor of an automobile will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic sensor 1 includes a substrate 10. The substrate 10 is made of a semiconductor (silicon in this embodiment). An insulating film 20 is provided on the upper surface of the substrate 10. The insulating film 20 is provided so as to cover substantially the entire upper surface of the substrate 10. The insulating film 20 is composed of an oxide film (silicon dioxide in the present embodiment). Magnetoresistive elements 31 to 34 are provided on the upper surface of the insulating film 20. Each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is formed in a required pattern by a thin film. Each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is made of nickel cobalt. Nickel cobalt is a ferromagnetic material having negative magnetic properties.

絶縁膜２０の上面には、層間絶縁膜４０が設けられている。層間絶縁膜４０は、絶縁膜２０の上面の略全体を覆うように設けられている。層間絶縁膜４０は、磁気抵抗素子３１〜３４の全体を覆うように設けられている。層間絶縁膜４０は、窒化膜（本実施形態では窒化珪素）により構成されている。層間絶縁膜４０の上面には、金属パッド５０が設けられている。金属パッド５０の下面は、磁気抵抗素子３１〜３４の各々の始端及び終端に対して電気的に接続されている。金属パッド５０の上面の一部は、露出されている。金属パッド５０は、アルミニウムにより構成されている。 An interlayer insulating film 40 is provided on the upper surface of the insulating film 20. The interlayer insulating film 40 is provided so as to cover substantially the entire upper surface of the insulating film 20. The interlayer insulating film 40 is provided so as to cover the entire magnetoresistive elements 31 to 34. The interlayer insulating film 40 is composed of a nitride film (silicon nitride in this embodiment). A metal pad 50 is provided on the upper surface of the interlayer insulating film 40. The lower surface of the metal pad 50 is electrically connected to the start and end of each of the magnetoresistive elements 31 to 34. A part of the upper surface of the metal pad 50 is exposed. The metal pad 50 is made of aluminum.

層間絶縁膜４０の上面には、パッシベーション膜６０が設けられている。パッシベーション膜６０は、層間絶縁膜４０の上面の略全体を覆うように設けられている。パッシベーション膜６０は、金属パッド５０の略全体を覆うように設けられている。パッシベーション膜６０は、窒化膜（本実施形態では窒化珪素）により構成されている。 A passivation film 60 is provided on the upper surface of the interlayer insulating film 40. The passivation film 60 is provided so as to cover substantially the entire upper surface of the interlayer insulating film 40. The passivation film 60 is provided so as to cover substantially the entire metal pad 50. The passivation film 60 is composed of a nitride film (silicon nitride in this embodiment).

次に、磁気センサ１を構成する基板１０、絶縁膜２０、磁気抵抗素子３１〜３４、層間絶縁膜４０、金属パッド５０、パッシベーション膜６０が果たす役目について説明する。
基板１０は、磁気抵抗素子３１〜３４の各々を設けるための土台としての役目を果たす。絶縁膜２０は、基板１０と磁気抵抗素子３１〜３４の各々との間に必要な絶縁レベルを確保するための絶縁層としての役目を果たす。言い換えると、絶縁膜２０は、基板１０上に磁気抵抗素子３１〜３４の各々を設ける際の下地としての役目を果たす。そして、基板１０（土台）と絶縁膜２０（下地）とが協働して、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が設けられる基礎としての役目を果たす。 Next, the roles played by the substrate 10, the insulating film 20, the magnetoresistive elements 31 to 34, the interlayer insulating film 40, the metal pad 50, and the passivation film 60 constituting the magnetic sensor 1 will be described.
The substrate 10 serves as a base for providing each of the magnetoresistive elements 31 to 34. The insulating film 20 serves as an insulating layer for ensuring a necessary insulating level between the substrate 10 and each of the magnetoresistive elements 31 to 34. In other words, the insulating film 20 serves as a base when the magnetoresistive elements 31 to 34 are provided on the substrate 10. The substrate 10 (base) and the insulating film 20 (base) cooperate to serve as a basis on which the magnetoresistive elements 31 to 34 are provided.

磁気抵抗素子３１〜３４は、磁気センサ１により磁気の変化を検出するべく、磁気の変化に応じて電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４が変化するセンサエレメントとしての役目を果たす。層間絶縁膜４０は、磁気抵抗素子３１〜３４の各々を外乱から保護するための保護膜としての役目を果たす。金属パッド５０は、図３に示す態様で磁気抵抗素子３１〜３４間をワイヤーボンディングにより電気的に接続するための媒体としての役目を果たす。パッシベーション膜６０は、磁気抵抗素子３１〜３４の各々を外乱から保護するための保護膜としての役目を果たす。 The magnetoresistive elements 31 to 34 serve as sensor elements in which the electrical resistance values R1 to R4 change according to the change in magnetism so that the magnetic sensor 1 can detect a change in magnetism. The interlayer insulating film 40 serves as a protective film for protecting each of the magnetoresistive elements 31 to 34 from disturbance. The metal pad 50 serves as a medium for electrically connecting the magnetoresistive elements 31 to 34 by wire bonding in the manner shown in FIG. The passivation film 60 serves as a protective film for protecting each of the magnetoresistive elements 31 to 34 from disturbance.

次に、磁気センサ１の特徴的な構成について説明する。
さて、磁気抵抗素子３１〜３４の各々の周囲には、開口部６１が形成されている。開口部６１は、磁気抵抗素子３１〜３４の各々の外形形状を四角形（長方形）として扱ったとき、長方形を構成する四辺に沿って互いに独立して設けられている。つまり、４つの磁気抵抗素子３１〜３４を有する本実施形態の磁気センサ１にあっては、合計１６個の開口部６１が互いに独立して設けられている。 Next, a characteristic configuration of the magnetic sensor 1 will be described.
Now, an opening 61 is formed around each of the magnetoresistive elements 31 to 34. When the outer shape of each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is handled as a quadrangle (rectangle), the opening 61 is provided independently from each other along the four sides constituting the rectangle. That is, in the magnetic sensor 1 of the present embodiment having the four magnetoresistive elements 31 to 34, a total of 16 openings 61 are provided independently of each other.

これら開口部６１の各々は、基礎（基板１０、絶縁膜２０）の一部及び保護膜（層間絶縁膜４０、パッシベーション膜６０）の一部がエッチングにより除去されて形成されたものである。本実施形態において各開口部６１の各々は、パッシベーション膜６０の上面から基板１０の上面に達する深さで設けられている。 Each of these openings 61 is formed by removing a part of the base (substrate 10, insulating film 20) and a part of the protective film (interlayer insulating film 40, passivation film 60) by etching. In the present embodiment, each opening 61 is provided with a depth reaching the upper surface of the substrate 10 from the upper surface of the passivation film 60.

尚、各開口部６１の各々は、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が露出されない態様で設けられている。つまり、磁気抵抗素子３１〜３４の各々は、上面全体が保護膜により覆われている。 Each opening 61 is provided in such a manner that each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is not exposed. That is, the entire upper surface of each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is covered with the protective film.

以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）磁気抵抗素子３１〜３４の各々が設けられる基礎（基板１０、絶縁膜２０）の一部が除去されている。このため、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が基礎（基板１０、絶縁膜２０）から受ける応力の度合が緩和される。そして、これにより、該応力に起因する電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の経時変化が抑制される。従って、オフセット電圧Ｅ１２の経時変化を抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) A part of the base (substrate 10 and insulating film 20) on which each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is provided is removed. For this reason, the degree of stress that each of the magnetoresistive elements 31 to 34 receives from the foundation (the substrate 10 and the insulating film 20) is relaxed. And thereby, the time-dependent change of electrical resistance value R1-R4 resulting from this stress is suppressed. Therefore, the change with time of the offset voltage E12 can be suppressed.

（２）磁気抵抗素子３１〜３４の各々の周囲に沿って基礎（基板１０、絶縁膜２０）が除去されている。このため、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が基礎（基板１０、絶縁膜２０）から受ける応力の度合が好適に緩和される。従って、該応力に起因する電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の経時変化を好適に抑制することができる。 (2) The foundation (the substrate 10 and the insulating film 20) is removed along the periphery of each of the magnetoresistive elements 31 to 34. For this reason, the degree of stress that each of the magnetoresistive elements 31 to 34 receives from the foundation (the substrate 10 and the insulating film 20) is preferably alleviated. Therefore, it is possible to suitably suppress the temporal change of the electrical resistance values R1 to R4 due to the stress.

（３）基礎（基板１０、絶縁膜２０）の一部を除去するのに際して、レーザを照射する装置を必要としないエッチングが採用されている。このため、製造コストが低廉なものとなる。従って、低コストでありながら、オフセット電圧Ｅ１２の経時変化を抑制することができる。 (3) Etching that does not require a laser irradiation device is employed to remove a portion of the foundation (substrate 10 and insulating film 20). For this reason, the manufacturing cost is low. Therefore, it is possible to suppress the change with time of the offset voltage E12 while being low in cost.

（４）下地（絶縁膜２０）の一部が除去されている。このため、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が下地（絶縁膜２０）から受ける応力の度合が緩和される。そして、これにより、該応力に起因する電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の経時変化が抑制される。従って、オフセット電圧Ｅ１２の経時変化を抑制することができる。 (4) A part of the base (insulating film 20) is removed. For this reason, the degree of stress that each of the magnetoresistive elements 31 to 34 receives from the base (insulating film 20) is relaxed. And thereby, the time-dependent change of electrical resistance value R1-R4 resulting from this stress is suppressed. Therefore, the change with time of the offset voltage E12 can be suppressed.

（５）下地（絶縁膜２０）の一部が除去されて同下地（絶縁膜２０）に基板１０に達する開口部６１が設けられている。つまり、基板１０に達する深さで下地（絶縁膜２０）が除去されている。このため、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が下地（絶縁膜２０）から受ける応力の度合が確実に緩和される。従って、該応力に起因する電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の経時変化を確実に抑制することができる。 (5) A part of the base (insulating film 20) is removed, and an opening 61 reaching the substrate 10 is provided in the base (insulating film 20). That is, the base (insulating film 20) is removed at a depth reaching the substrate 10. For this reason, the degree of stress that each of the magnetoresistive elements 31 to 34 receives from the base (insulating film 20) is reliably relaxed. Accordingly, it is possible to reliably suppress the temporal change of the electrical resistance values R1 to R4 caused by the stress.

（６）絶縁膜２０には成膜時の残留応力が存在するが、絶縁膜２０の一部を除去することによって、残留応力が磁気抵抗素子３１〜３４の各々に影響を及ぼす度合を緩和することができる。 (6) Residual stress at the time of film formation exists in the insulating film 20, but by removing a part of the insulating film 20, the degree to which the residual stress affects each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is reduced. be able to.

（７）保護膜（層間絶縁膜４０、パッシベーション膜６０）の一部が除去されている。このため、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が保護膜（層間絶縁膜４０、パッシベーション膜６０）から受ける応力の度合が緩和される。そして、これにより、該応力に起因する電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の経時変化が抑制される。従って、オフセット電圧Ｅ１２の経時変化を抑制することができる。 (7) A part of the protective film (interlayer insulating film 40, passivation film 60) is removed. For this reason, the degree of stress that each of the magnetoresistive elements 31 to 34 receives from the protective film (interlayer insulating film 40, passivation film 60) is alleviated. And thereby, the time-dependent change of electrical resistance value R1-R4 resulting from this stress is suppressed. Therefore, the change with time of the offset voltage E12 can be suppressed.

（８）磁気抵抗素子３１〜３４の各々が露出されない態様で保護膜（層間絶縁膜４０、パッシベーション膜６０）が除去されている。つまり、磁気抵抗素子３１〜３４の各々は、保護膜（層間絶縁膜４０、パッシベーション膜６０）により保護された状態で維持されている。ここに、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が保護膜（層間絶縁膜４０、パッシベーション膜６０）により保護されていない場合、同磁気抵抗素子３１〜３４の各々に対する外乱により電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４が経時変化することが考えられるが、本実施形態の構成によると、このようなことはない。従って、磁気センサ１としての機能を大いに発揮させることができる。 (8) The protective films (interlayer insulating film 40 and passivation film 60) are removed in such a manner that each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is not exposed. That is, each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is maintained in a state of being protected by the protective film (interlayer insulating film 40, passivation film 60). Here, when each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is not protected by the protective film (interlayer insulating film 40, passivation film 60), the electric resistance values R1 to R4 are caused by disturbance to each of the magnetoresistive elements 31 to 34. Although it may be possible to change with time, according to the configuration of the present embodiment, this is not the case. Therefore, the function as the magnetic sensor 1 can be exhibited greatly.

尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図４に示すように、磁気抵抗素子３１〜３４の各々の外形形状を四角形（長方形）として扱ったとき、長方形を構成する四辺に沿って２つの平面視Ｌ字状の開口部６１が互いに独立して設けられている構成を採用してもよい。この場合、合計８個の開口部６１が互いに独立して設けられる。 In addition, the said embodiment can also be changed and actualized as follows.
As shown in FIG. 4, when the outer shape of each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is handled as a quadrangle (rectangular shape), two L-shaped openings 61 in plan view are formed along the four sides constituting the rectangle. You may employ | adopt the structure provided independently. In this case, a total of eight openings 61 are provided independently of each other.

・図５に示すように、磁気抵抗素子３１〜３４の各々の外形形状を四角形（長方形）として扱ったとき、長方形を構成する四辺のうちの二辺（例えば、２つの長辺）に沿って２つの開口部６１が互いに独立して設けられている構成を採用してもよい。この場合、合計８個の開口部６１が互いに独立して設けられる。 As shown in FIG. 5, when each outer shape of the magnetoresistive elements 31 to 34 is handled as a quadrangle (rectangle), along two sides (for example, two long sides) of the four sides constituting the rectangle. A configuration in which the two openings 61 are provided independently of each other may be employed. In this case, a total of eight openings 61 are provided independently of each other.

・図６に示すように、磁気抵抗素子３１〜３４の各々の外形形状を四角形（長方形）として扱ったとき、長方形を構成する四辺に沿って４つの短い開口部６１が互いに独立して設けられている構成を採用してもよい。この場合、合計１６個の開口部６１が互いに独立して設けられる。 As shown in FIG. 6, when the outer shape of each of the magnetoresistive elements 31 to 34 is handled as a rectangle (rectangle), four short openings 61 are provided independently from each other along the four sides constituting the rectangle. The configuration may be adopted. In this case, a total of 16 openings 61 are provided independently of each other.

・開口部６１の形状を任意の形状に変更してもよい。
・磁気抵抗素子３１〜３４の各々に対して開口部６１がバランス良く配置されている構成が好ましい。 -You may change the shape of the opening part 61 into arbitrary shapes.
-The structure by which the opening part 61 is arrange | positioned with sufficient balance with respect to each of the magnetoresistive elements 31-34 is preferable.

・図７及び図８に示すように、磁気抵抗素子３１〜３４や金属パッド５０に重なる部分を除いて下地（絶縁膜２０）がエッチングにより全て除去されている構成を採用してもよい。このように構成すると、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が下地（絶縁膜２０）から受ける応力の度合が確実に緩和される。従って、該応力に起因する電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の経時変化を確実に抑制することができる。 As shown in FIGS. 7 and 8, a configuration in which the base (insulating film 20) is entirely removed by etching except for the portion overlapping the magnetoresistive elements 31 to 34 and the metal pad 50 may be adopted. If comprised in this way, the degree of the stress which each of the magnetoresistive elements 31-34 will receive from the foundation | substrate (insulating film 20) will be relieved reliably. Accordingly, it is possible to reliably suppress the temporal change of the electrical resistance values R1 to R4 caused by the stress.

・図９に示すように、下地（絶縁膜２０）の一部がエッチングにより除去されて同下地（絶縁膜２０）に肉薄部６２が設けられている構成を採用してもよい。つまり、基板１０に達しない深さで下地（絶縁膜２０）が除去されている構成を採用してもよい。このように構成すると、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が下地（絶縁膜２０）から受ける応力の度合が好適に緩和される。従って、該応力に起因する電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の経時変化を好適に抑制することができる。 As shown in FIG. 9, a configuration in which a part of the base (insulating film 20) is removed by etching and a thin portion 62 is provided on the base (insulating film 20) may be adopted. That is, a configuration in which the base (insulating film 20) is removed at a depth that does not reach the substrate 10 may be employed. If comprised in this way, the degree of the stress which each of the magnetoresistive elements 31-34 will receive from the foundation | substrate (insulating film 20) will be relieve | moderated suitably. Therefore, it is possible to suitably suppress the temporal change of the electrical resistance values R1 to R4 due to the stress.

・２層の下地を有する構成において、１層目（例えば、下層）についてはエッチングが施されておらず、２層目（例えば、上層）については一部がエッチングにより除去されている構成を採用してもよい。或いは、３層以上の下地を有する構成において、少なくとも１つの層の一部がエッチングにより除去されている構成を採用してもよい。 -In a configuration having a two-layer base, the first layer (for example, the lower layer) is not etched and a part of the second layer (for example, the upper layer) is removed by etching. May be. Alternatively, in a configuration having three or more layers, a configuration in which at least a part of one layer is removed by etching may be employed.

・図１０に示すように、基板１０の一部がエッチングにより除去されている構成を採用してもよい。このように構成すると、磁気抵抗素子３１〜３４の各々が基板１０から受ける応力の度合が緩和される。そして、これにより、該応力に起因する電気抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の経時変化が抑制される。従って、オフセット電圧Ｅ１２の経時変化を抑制することができる。 As shown in FIG. 10, a configuration in which a part of the substrate 10 is removed by etching may be adopted. If comprised in this way, the degree of the stress which each of the magnetoresistive elements 31-34 will receive from the board | substrate 10 will be relieved. And thereby, the time-dependent change of electrical resistance value R1-R4 resulting from this stress is suppressed. Therefore, the change with time of the offset voltage E12 can be suppressed.

・基板１０についてはエッチングが施されておらず、絶縁膜２０については一部がエッチングにより除去されている構成を採用してもよい。
・絶縁膜２０についてはエッチングが施されておらず、基板１０については一部がエッチングにより除去されている構成を採用してもよい。 The substrate 10 may not be etched, and the insulating film 20 may be partially removed by etching.
The insulating film 20 may not be etched, and the substrate 10 may be partially removed by etching.

・基板１０の下面から上面側に向かってエッチングを施す構成を採用してもよい。
・基板１０の上面から下面側に向かってエッチングを施す構成を採用してもよい。
・下地（基板１０、絶縁膜２０）の一部に貫通孔を設ける構成を採用してもよい。 -You may employ | adopt the structure which etches toward the upper surface side from the lower surface of the board | substrate 10. FIG.
-You may employ | adopt the structure which etches toward the lower surface side from the upper surface of the board | substrate 10. FIG.
-You may employ | adopt the structure which provides a through-hole in a part of base | substrate (the board | substrate 10, the insulating film 20).

・コスト的なことを考えると、エッチングにより基礎（基板１０、絶縁膜２０）の一部を除去する構成が好ましいが、基礎（基板１０、絶縁膜２０）の一部にレーザを照射することで基礎（基板１０、絶縁膜２０）の一部を除去する構成を採用してもよい。 In consideration of cost, a configuration in which a part of the base (substrate 10, insulating film 20) is removed by etching is preferable, but by irradiating a part of the base (substrate 10, insulating film 20) with a laser You may employ | adopt the structure which removes a part of foundation | substrate (the board | substrate 10, the insulating film 20).

・磁気抵抗素子３１〜３４の各々を構成する材料は、ニッケルコバルトに限定されない。即ち、磁気抵抗素子３１〜３４の各々を構成する材料として、パーマロイ等の負の磁気特性を有する強磁性体を採用してもよい。 -The material which comprises each of the magnetoresistive elements 31-34 is not limited to nickel cobalt. That is, as a material constituting each of the magnetoresistive elements 31 to 34, a ferromagnetic material having negative magnetic characteristics such as permalloy may be adopted.

・磁気抵抗素子３１〜３４の各々を構成する材料は、負の磁気特性を有する強磁性体に限定されない。即ち、磁気抵抗素子３１〜３４の各々を構成する材料として、正の磁気特性を有する半導体を採用してもよい。このように正の磁気特性を有する半導体としては、インジウムアンチモン、ガリウムヒ素等が挙げられる。 -The material which comprises each of the magnetoresistive elements 31-34 is not limited to the ferromagnetic material which has a negative magnetic characteristic. That is, a semiconductor having positive magnetic characteristics may be adopted as a material constituting each of the magnetoresistive elements 31 to 34. Examples of such a semiconductor having positive magnetic characteristics include indium antimony and gallium arsenide.

・絶縁膜２０を窒化膜（例えば、窒化珪素）により構成してもよい。
・層間絶縁膜４０を酸化膜（例えば、二酸化珪素）により構成してもよい。
・パッシベーション膜６０を酸化膜（例えば、二酸化珪素）により構成してもよい。 The insulating film 20 may be made of a nitride film (for example, silicon nitride).
The interlayer insulating film 40 may be composed of an oxide film (for example, silicon dioxide).
The passivation film 60 may be composed of an oxide film (for example, silicon dioxide).

・層間絶縁膜４０とパッシベーション膜６０とを互いに異なる材料により構成してもよい。例えば、層間絶縁膜４０を窒化膜により構成する一方でパッシベーション膜６０を酸化膜により構成してもよい。 The interlayer insulating film 40 and the passivation film 60 may be made of different materials. For example, the interlayer insulating film 40 may be composed of a nitride film while the passivation film 60 may be composed of an oxide film.

・磁気センサ以外のセンサ装置に具体化してもよい。例えば、磁気以外に、光、熱、圧力、静電容量、電圧等の変化（物理変化）に応じて電気信号が変化するセンサエレメントを有するセンサ装置に具体化してもよい。 -You may actualize in sensor apparatuses other than a magnetic sensor. For example, in addition to magnetism, a sensor device having a sensor element in which an electrical signal changes in accordance with changes (physical changes) such as light, heat, pressure, capacitance, and voltage may be embodied.

・センサエレメントは、物理変化に応じて電気抵抗値が変化するものに限定されない。つまり、センサエレメントは、物理変化に応じて電流や電圧等の電気信号が変化するものであってもよい。 The sensor element is not limited to one whose electrical resistance value changes according to a physical change. That is, the sensor element may change an electric signal such as current or voltage in accordance with a physical change.

本実施形態の磁気センサの平面図。The top view of the magnetic sensor of this embodiment. 本実施形態の磁気センサの要部断面図。The principal part sectional drawing of the magnetic sensor of this embodiment. 磁気センサの電気回路図。The electric circuit diagram of a magnetic sensor. 他の実施形態の磁気センサの要部平面図。The principal part top view of the magnetic sensor of other embodiment. 他の実施形態の磁気センサの要部平面図。The principal part top view of the magnetic sensor of other embodiment. 他の実施形態の磁気センサの要部平面図。The principal part top view of the magnetic sensor of other embodiment. 他の実施形態の磁気センサの平面図。The top view of the magnetic sensor of other embodiment. 他の実施形態の磁気センサの要部断面図。Sectional drawing of the principal part of the magnetic sensor of other embodiment. 他の実施形態の磁気センサの要部断面図。Sectional drawing of the principal part of the magnetic sensor of other embodiment. 他の実施形態の磁気センサの要部断面図。Sectional drawing of the principal part of the magnetic sensor of other embodiment.

Explanation of symbols

１…磁気センサ（センサ装置）、１０…基板（基礎）、２０…絶縁膜（基礎、下地）、３１〜３４…磁気抵抗素子（センサエレメント）、６１…開口部、６２…肉薄部、Ｒ１〜Ｒ４…電気抵抗値。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic sensor (sensor apparatus), 10 ... Board | substrate (base), 20 ... Insulating film (base, base | substrate), 31-34 ... Magnetoresistive element (sensor element), 61 ... Opening part, 62 ... Thin part, R1- R4: Electric resistance value.

Claims

In a sensor device that detects a physical change based on changes in electrical signals of a plurality of sensor elements in accordance with a physical change,
A sensor device in which a part of a foundation on which a sensor element is provided is removed.

The sensor device according to claim 1,
A sensor device, wherein the foundation is removed along the periphery of the sensor element.

The sensor device according to claim 1 or 2,
A sensor device characterized in that a part of the foundation is removed by etching.

In a sensor device that includes a sensor element provided on a substrate via a base, and detects a physical change based on a change in each electrical signal of a plurality of sensor elements in accordance with a physical change,
A sensor device, wherein a part of the ground is removed.

The sensor device according to claim 4,
A sensor device, wherein a part of a base is removed and an opening reaching the substrate is provided on the base.

The sensor device according to claim 4,
A sensor device, wherein a part of the ground is removed and a thin portion is provided on the ground.

In a sensor device that includes a sensor element provided on a substrate and detects a physical change based on changes in electrical signals of a plurality of sensor elements in accordance with a physical change,
A sensor device, wherein a part of a substrate is removed.

In the sensor device according to any one of claims 1 to 7,
The sensor element has an electric resistance value that changes in accordance with a physical change.