JP2007071786A - センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 磁気センサ1は、磁気の変化に応じて磁気抵抗素子31〜34の各々の電気抵抗値が変化することに基づいて磁気の変化を検出する。磁気抵抗素子31(32〜34)に対応して、熱が付与されて溶融される被熱処理部31a(32a〜34a),31b(32b〜34b)が設けられている。被熱処理部31a(32a〜34a)は、磁気抵抗素子31(32〜34)から枝分かれするように設けられている。被熱処理部31b(32b〜34b)は、磁気抵抗素子31(32〜34)に対して孤立するように設けられている。対応する磁気抵抗素子31(32〜34)と被熱処理部31a(32a〜34a),31b(32b〜34b)との間には、閉回路が形成されていない。
【選択図】 図1
Description
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。
請求項1に記載の発明によると、被熱処理部に熱が付与されて同被熱処理部が溶融されることで熱エネルギーによりセンサエレメントが物理的に安定化される。このため、センサエレメントの電気信号の経時変化が抑制される。言い換えると、オフセット電圧の経時変化が抑制される。ここに、被熱処理部に熱が付与される前後において電流経路は変化させられない。このため、センサエレメントの電気信号は変化させられず、センサ装置の性能は低下しない。従って、性能を維持しながら、オフセット電圧の経時変化を抑制することができる。
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、性能を維持しながら、オフセット電圧の経時変化を抑制することができる。
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、薄膜により一筆書が可能な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。
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。
さて、磁気抵抗素子31に対応して、熱が付与されて溶融される被熱処理部31aが設けられている。一方、磁気抵抗素子32(33,34も同様)に対応して、熱が付与されて溶融される被熱処理部32a(33a,34a)が設けられている。被熱処理部31a(32a〜34a)は、磁気抵抗素子31(32〜34)と同様の材料(ニッケルコバルト)により構成されている。被熱処理部31a(32a〜34a)は、磁気抵抗素子31(32〜34)から枝分かれするように設けられている。つまり、磁気抵抗素子31(32〜34)と被熱処理部31a(32a〜34a)とは繋がっている。
磁気センサ1は、可能な限りトリミングを施すことなくオフセット電圧E12を0Vに近づけるために(「R1×R4=R2×R3」の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。そして、基板10の上面に絶縁膜20が設けられた後、絶縁膜20の上面に磁気抵抗素子31〜34が該パターンに対応してスパッタ成膜される(成膜工程)。また、成膜工程では、被熱処理部31a〜34a,31b〜34bもスパッタ成膜される。
(1)被熱処理部31a〜34a,31b〜34bの各々に熱が付与されて同被熱処理部31a〜34a,31b〜34bの各々が溶融されることで熱エネルギーにより磁気抵抗素子31〜34の各々が物理的に安定化される。このため、磁気抵抗素子31〜34の電気抵抗値R1〜R4の経時変化が抑制される。言い換えると、オフセット電圧E12の経時変化が抑制される。ここに、被熱処理部31a〜34a,31b〜34bの各々に熱が付与される前後において電流経路は変化させられない。このため、磁気抵抗素子31〜34の電気抵抗値R1〜R4は変化させられず、磁気センサ1の性能は低下しない。従って、性能を維持しながら、オフセット電圧E12の経時変化を抑制することができる。
・磁気抵抗素子31(32〜34)に対応して設けられる被熱処理部は、被熱処理部31a(32a〜34a)と被熱処理部31b(32b〜34b)との組み合わせに限定されない。つまり、磁気抵抗素子31(32〜34)に繋がっている被熱処理部と磁気抵抗素子31(32〜34)に繋がっていない被熱処理部との組み合わせに限定されない。即ち、磁気抵抗素子31(32〜34)に繋がっている被熱処理部同士の組み合わせであってもよい。或いは、磁気抵抗素子31(32〜34)に繋がっていない被熱処理部同士の組み合わせであってもよい。
・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。
Claims (8)
- 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、
複数のセンサエレメントの各々に対応して、熱が付与されて溶融される被熱処理部を設け、
対応するセンサエレメントと被熱処理部との間に閉回路が形成されていないことを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1に記載のセンサ装置において、
複数のセンサエレメントの各々は、一筆書が可能なパターンを有し、
対応するセンサエレメントと被熱処理部とにより構成されるグループは、一筆書が不可能なパターンを有していることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のセンサ装置において、
センサエレメントから枝分かれするように設けられた被熱処理部を備えていることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のセンサ装置において、
センサエレメントに対して孤立するように設けられた被熱処理部を備えていることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のセンサ装置において、
複数のセンサエレメントの各々に対応する被熱処理部が集約されて配置されていることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項5に記載のセンサ装置において、
集約されて配置されている複数の被熱処理部の各々は、互いに分離するように設けられていることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項5に記載のセンサ装置において、
集約されて配置されている複数の被熱処理部の各々は、互いに繋がるように設けられていることを特徴とするセンサ装置。 - 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センサ装置。
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