JP2013061266A - 機能性薄膜素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜積層型の機能性薄膜素子において、電極間の電流リークを防止する。
【解決手段】非導電性基板１１上に金属機能薄膜を成膜し、この金属機能薄膜から所定の機能パターン１２を形成した後に、その保護のために機能パターン１２の上に非導電性薄膜である保護膜１３を形成する。更に、電極膜を成膜してエッチングにより電極１４ａ、１４ｂを形成し、非導電性基板１１の切断に際し保護膜１３に設けた切断部１３ａ、１３ｂを共に切断し、保護膜１３の周囲に生じた電極膜の残渣Ｓによる電極１４ａ、１４ｂ間の電流リークを防止する。
【選択図】図９

Description

本発明は、エッチングにより電極を形成する機能性薄膜素子及びその製造方法に関するものである。

従来の機能性薄膜素子の１つである磁気インピーダンス素子として、例えば特許文献１が知られている。これは非導電性基板上に磁気検知部としての金属機能薄膜から成る機能パターンを形成している。機能パターンの両端部に接続した電極にＭＨｚオーダの高周波電流を印加すると、電極間のインピーダンスが外部磁界に応じて変化する。

しかし、このような従来の磁気検出素子においては、機能パターンを保護するための非導電性膜が形成されておらず、実際にこの磁気検出素子を製造するには、保護膜は不可欠である。

図１３は保護膜を用いた磁気検出素子の斜視図であり、非導電性基板１上に機能パターン２が形成され、この機能パターン２の両端部に電極３ａ、３ｂが接続されている。また、機能パターン２上には非導電性の保護膜４が成膜されている。

この磁気検出素子の製造に際しては、図１４に示すように非導電性基板１の全面に金属機能薄膜５を成膜する。次に、フォトリソグラフィ工程によりレジストパターニングを行う。更に、図１５に示すようにエッチング工程により磁気検知部として機能パターン２を形成する。

続いて、機能パターン２を保護するために、図１６に示すように非導電性の保護膜４を機能パターン２上に形成する。その後に、図１７に示すように全面に銅膜等の電極膜６を成膜し、フォトリソグラフィ工程によりレジストパターニングを行う。

更に、ドライエッチング工程により電極膜６をエッチングし、図１８に示すように平面状の電極３ａ、３ｂを機能パターン２の両端部に接続して形成する。最後に、図１９に示すようにダイシング等により磁気検出素子を切出しラインＬに沿って切出して、図２０に示すように個々の磁気検出素子に分離する。

特開２００１−１１６８１４号公報

しかし、このようにして製造した従来の磁気検出素子の電極３ａ、３ｂ間の電気抵抗を測定すると、所定の抵抗値よりも明らかに小さくなり、電極３ａ、３ｂ間で機能パターン１２以外の部分で電流リークが生じていることがある。その理由は、ドライエッチング工程に際して保護膜４の外周部に電極膜６の残渣Ｓが付着することがあり、電流がこの導電性を有する残渣Ｓを伝導して電気的に両電極３ａ、３ｂが繋がってリークするためである。

この電極膜６の残渣Ｓは、次のようなメカニズムで発生する。つまり、保護膜４を形成後に、図２１に示すように、スパッタリング法又は蒸着法により電極膜６を全面に成膜し、フォトリソグラフィ工程により電極用レジスト機能パターンを形成する。その後のドライエッチングに際して、図２２に示すように保護膜４の外周部において、保護膜４の段差部がドライエッチングの際に入射方向にばらつきを持つイオンの入射方向を制限してしまうことがある。

これにより、エッチングされない影の部分が生じ、ドライエッチングの時間を長くしても、保護膜４の外周部の電極膜６の残渣Ｓを完全に除去することが困難となる。従って、図２０に示すように、保護膜４の外周に残渣Ｓが残留する虞れが多分にあり、電流リークの原因となる。

この残渣Ｓの発生を防止するためには、電極３ａ、３ｂの形成にウェットエッチング工程を用いることもできるが、他の薄膜の形成に使用するドライエッチングと工程を共用できないため、余分な工程を要する。

本発明の目的は、上述の課題を解決し、非導電性基板上に金属機能薄膜を成膜し、保護膜を形成しても電極間の電気絶縁性を確保することができる機能性薄膜素子及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る機能性薄膜素子は、非導電性基板上に複数個の素子を形成し、前記非導電性基板を切断することにより前記素子を分離することにより得られる機能性薄膜素子において、前記非導電性基板上に金属機能薄膜を形成し、該金属機能薄膜上に非導電性薄膜から成る保護膜を形成し、該保護膜は前記複数の電極間の両側の少なくとも２個所において、前記非導電性基板の切断と同一切断位置において切断したことを特徴とする。

また、本発明に係る機能性薄膜素子の製造方法は、非導電性基板上に複数個の素子を形成し、前記非導電性基板を切断することにより前記素子を個々に分離することにより得る機能性薄膜素子において、前記非導電性基板上に金属機能薄膜を形成する工程と、前記金属機能薄膜上に非導電性薄膜から成る保護膜を形成する工程と、前記金属機能薄膜に接続するためにドライエッチングにより複数の電極を形成する工程と、前記電極の形成工程後に前記非導電性基板を切断する工程とを有し、該切断する工程において前記保護膜の両側の少なくとも２個所を前記非導電性基板と共に切断することを特徴とする。

本発明による機能性薄膜素子及びその製造方法において、電極間で保護膜の一部を非導電性基板と同じ切断位置で切断することにより、電極間の電極膜の残渣に原因する導通を防止することができる。

実施例１の磁気検出素子の斜視図である。 非導電性基板上の全面に金属機能薄膜を成膜した平面図である。 金属機能薄膜による機能パターンを形成した状態の平面図である。 機能パターン上に保護膜を形成した状態の平面図である。 全面に電極膜を成膜した状態の平面図である。 電極膜により電極を形成した状態の平面図である。 保護膜の周囲に残渣が残留している状態の平面図である。 切出しラインＬにより切断する説明図である。 保護膜を非導電性基板と共に切断した状態の平面図である。 実施例２の構成図である。 実施例３の構成図である。 実施例４の構成図である。 従来の磁気検出素子の斜視図である。 非導電性基板上の全面に金属機能薄膜を成膜した状態の平面図である。 機能パターンを形成した状態の平面図である。 機能パターン上に保護膜を形成した状態の平面図である。 全面に電極膜を成膜した状態の平面図である。 電極膜により電極を形成した状態の平面図である。 切出しラインＬにより切断する説明図である。 保護膜の外周部に電極膜の残渣が付着している状態の説明図である。 保護膜の形成後に電極膜を成膜した状態の断面図である。 ドライエッチング工程で保護膜の外周部に電極膜の残渣が付着する状態の断面図である。

本発明を図１〜図１２に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１の薄膜積層型の機能性薄膜素子の一例としての磁気検出素子の斜視図である。非導電性基板１１上に金属機能薄膜から成る所定の機能パターン１２を形成し、その上に非導電性薄膜である保護膜１３を形成し、機能パターン１２には電極１４ａ、１４ｂを接続している。

実施例１の磁気検出素子が図１３に示す従来の磁気検出素子と異なるところは、電極１４ａと１４ｂの間において、保護膜１３から切断部１３ａ、１３ｂが突出され、非導電性基板１１と共に切断されていることである。

このように保護膜１３の一部の切断部１３ａ、１３ｂが非導電性基板１１の端面と共に切断される。これにより、保護膜１３の周囲に残った電極膜の残渣による電気伝導を切断部１３ａ及び１３ｂにより遮断し、これによって電極１４ａ、１４ｂ間の電流リークを防止することができる。

この磁気検出素子の製造に際しては、先ず図２に示すように非導電性基板１１上の全面に、金属機能薄膜１５を成膜する。次にフォトリソグラフィ工程により、この金属機能薄膜１５に対するレジストパターニングを行い、エッチング工程により図３に示すような、例えば直線を並列してつづれ折り状に接続した磁気検知部の機能パターン１２を形成する。

続いて、機能パターン１２を保護すると共に、後述する電極膜の生成に際し電極膜が機能パターン１２に接触することを防止するために、図４に示すように保護膜１３を成膜する。この保護膜１３は例えば光反応性型ベンゾシクロブテン系、光反応型ポリイミド系、光反応型フルオレンアクリレート等による非導電性薄膜が使用されている。このとき、保護膜１３から切断部１３ａ、１３ｂを突出しておき、後工程の非導電性基板１１の切断に際して、この切断部１３ａ、１３ｂが共に切断されるようにする。なお、隣接する保護膜１３間の切断部１３ａ、１３ｂ間は保護膜１３の生成に際して繋がれている。

その後に、図５に示すように非導電性基板１１の全面に銅膜等の電極膜１６を成膜し、フォトリソグラフィ工程によりレジストパターニングを行う。続いて、ドライエッチング工程により電極膜１６をエッチングし、図６に示すように平面状の電極１４ａ、１４ｂを機能パターン１２の両端部に接続して形成する。

このとき、従来例と同様に図７に示すように保護膜１３の外周部に電極膜１６の残渣Ｓが残留することがある。極端な場合には、残渣Ｓは図７に示すように保護膜１３、切断部１３ａ、１３ｂの周囲の全てに残留することがある。この残渣Ｓによる電極１４ａ、１４ｂ間の電流リークを防止するには、電極１４ａ、１４ｂ間の保護膜１３において残渣Ｓによる電気伝導を切断する必要がある。

独立した磁気検出素子を得るためには、図８に示すようにダイシング等により磁気検出素子を切出しラインＬに沿って非導電性基板１１から切出して、分離することにより個々の磁気検出素子が完成する。

この磁気検出素子を切り離すとき、図９に示すように切出しラインＬに掛かる保護膜１３の切断部１３ａ、１３ｂは非導電性基板１１と共に切断される。これにより、切断部１３ａ、１３ｂの先端に付着した残渣Ｓは物理的に切断され電気的に絶縁する。そのため、電極１４ａ、１４ｂ間において電気絶縁性を確保することができる。

なお、本実施例においては、保護膜１３が非導電性基板１１の端部に位置する切断部１３ａ、１３ｂを、磁気検出素子の中央部分の近傍で保護膜１３の両側にほぼ対称に各１個所ずつ配置した。しかし、この配置が前述の理由であることを考慮すると、必ずしも中央でなくとも、また複数個所ずつ設けてもよい。

図１０は実施例２の構成図を示し、切出しラインＬに位置する保護膜１３の切断部の幅方向を機能パターン１２の保護部分と同程度に幅広としている。この場合は、保護膜１３を形成する際の塗布マスクの形状を簡素化できる。また、保護膜１３の切断長が増加し、残渣Ｓをより多く除去できるので、より確実に電極１４ａ、１４ｂ間を絶縁することができる。

図１１は実施例３の構成図を示し、この実施例３においては、電極１４ａ、１４ｂの位置が前述の実施例と異なるが、電極１４ａ、１４ｂ間において保護膜１３の切断部１３ａ、１３ｂを非導電性基板１１の切断位置に配置していることは同様である。

図１２は実施例４の構成図を示し、３つの電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ間の電気絶縁性を確保するため、保護膜１３から４個の切断部１３ａ、１３ｂ、１３ａ’、１３ｂ’を突出している。

このように、非導電性基板１１の切出しラインＬで切断する切断部１３ａ、１３ｂ、・・・を電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃの間に設ければ、電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃの形状、数量によらずに有効に作用する。

１１ 非導電性基板
１２ 機能パターン
１３ 保護膜
１３ａ、１３ｂ 切断部
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 電極
１５ 金属機能薄膜
１６ 電極膜
Ｓ 残渣
Ｌ 切出しライン

Claims (3)

1. 非導電性基板上に複数個の素子を形成し、前記非導電性基板を切断することにより前記素子を分離することにより得られる機能性薄膜素子において、前記非導電性基板上に金属機能薄膜を形成し、該金属機能薄膜上に非導電性薄膜から成る保護膜を形成し、該保護膜は前記複数の電極間の両側の少なくとも２個所において、前記非導電性基板の切断と同一切断位置において切断したことを特徴とする機能性薄膜素子。
2. 非導電性基板上に複数個の素子を形成し、前記非導電性基板を切断することにより前記素子を個々に分離することにより得る機能性薄膜素子において、前記非導電性基板上に金属機能薄膜を形成する工程と、前記金属機能薄膜上に非導電性薄膜から成る保護膜を形成する工程と、前記金属機能薄膜に接続するためにドライエッチングにより複数の電極を形成する工程と、前記電極の形成工程後に前記非導電性基板を切断する工程とを有し、該切断する工程において前記保護膜の両側の少なくとも２個所を前記非導電性基板と共に切断することを特徴とする機能性薄膜素子の製造方法。
3. 前記保護膜の切断位置は主たる前記保護膜から側方に突出した切断部としたことを特徴とする請求項２に記載の機能性薄膜素子の製造方法。

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