JP2015169539A - Ｔｍｒ磁気センサ、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】静電気の放電電流による角度検出等の精度の劣化が生じることのないＴＭＲ磁気センサ、及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接している。【選択図】図１
Description
この発明は、ＴＭＲ（Tunnel Magneto-Resistance）効果を利用した磁気センサ、及びその製造方法に関するものである。
周知のように、ＴＭＲ効果を利用した磁気センサ（以下、ＴＭＲ磁気センサと称する）は、固定層の磁化の方向とフリー層の磁化の方向が平行であるときは、トンネル酸化膜を流れる電流が大きくなり磁気センサの抵抗値が小さくなるが、固定層の磁化の方向とフリー層の磁化の方向が反平行であるときは、トンネル酸化膜を流れる電流が小さくなり磁気センサの抵抗値が大きくなる。近年、このようなＴＭＲ磁気センサを利用した回転角センサの開発が積極的に進められている。一方で、回転角センサは回転体に隣接して配置されるため、外部からの静電気で帯電し易くなる。厚さが数［ｎｍ］の非常に薄い絶縁膜を使用するＴＭＲ磁気センサに於いては、静電気の放電電流によりその絶縁膜が破壊されることがあるため、ＴＭＲ磁気センサ素子の製造段階からの静電気対策が必要となる。
磁気センサ素子の製造段階から静電気対策を行なう例として、例えば、ＭＲＥ（磁気抵抗素子）を用いて磁気センサを構成する従来の技術によれば、磁気センサ素子を導電体でリング状に取り囲んだ後に導電体を固定電位に接続する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に開示された従来の技術によれば、導電膜を特定の電位に接続するまで静電気対策の効果は得られず、更に、磁気センサ素子を磁性材料でリング状に取り囲み、かつ磁性材料の一箇所を固定電位に接続するため、静電気の放電電流により生じる磁気ノイズの影響により回転角センサとしての角度検出の精度が劣化する課題があった。
この発明は、従来の技術に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、静電気の放電電流による角度検出等の精度の劣化が生じることのないＴＭＲ磁気センサを提供することを目的とするものである。
又、この発明は、ＴＭＲ磁気センサ素子の製造段階から静電気対策の効果が得られるＴＭＲ磁気センサ素子の製造方法を提供することを目的とするものである。
この発明によるＴＭＲ磁気センサは、
基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、
前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜と、
を有し、
前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接している、
ことを特徴とする。
基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、
前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜と、
を有し、
前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接している、
ことを特徴とする。
この発明によるＴＭＲ磁気センサの製造方法は、
前記導電体は、前記ＴＭＲセンサ素子を形成するＴＭＲ膜の成膜以前に作製される、
ことを特徴とする。
前記導電体は、前記ＴＭＲセンサ素子を形成するＴＭＲ膜の成膜以前に作製される、
ことを特徴とする。
又、この発明によるＴＭＲ磁気センサの製造方法は、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、下部電極と前記導電体を形成する工程と、
前記パッシベーション膜に、前記導電体の少なくとも一部分に対応して前記開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、下部電極と前記導電体を形成する工程と、
前記パッシベーション膜に、前記導電体の少なくとも一部分に対応して前記開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
更に、この発明によるＴＭＲ磁気センサの製造方法は、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、
前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程と、
を備えたことを特徴とする。
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、
前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程と、
を備えたことを特徴とする。
この発明によるＴＭＲ磁気センサによれば、ＴＭＲセンサ素子を静電気による破壊から保護することが出来る。又、前記導電体の形状は任意であるため、静電気の放電電流による磁気ノイズを受けず、高精度なセンシングが可能となる。
又、この発明によるＴＭＲ磁気センサの製造方法によれば、前記導電体は、前記ＴＭＲセンサ素子を形成するＴＭＲ膜の成膜以前に作製されるので、ＴＭＲ膜の成膜以前に基板と電気的に接続した導電体が形成されるため、ウエハプロセス初期段階からの静電気対策が可能となる。
更に、この発明によるＴＭＲ磁気センサの製造方法によれば、前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、下部電極と前記導電体を形成する工程と、前記パッシベーション膜に、前記導電体の少なくとも一部分に対応して前記開口部を形成する工程とを有するので、導電体の抵抗値をＴＭＲセンサ素子の抵抗値より下げることができるため、静電気対策を強化できる。又、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電膜の製造工程が共通化されるため、ＴＭＲセンサ素子の形成時から静電気対策が出来ることに加えて製造コストの増大を抑制することができる。
又、この発明によるＴＭＲ磁気センサの製造方法は、前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程とを備えているので、ウエハプロセス時に発生した静電気が前記ＴＭＲ素子部分に誘導されたとしても、静電気は前記接続部を介して前記導電体側へ流れるため、ウエハプロセス時の静電気対策効果を強化できる。後の工程で接続部を除去することでＴＭＲ素子と導電体を切り離すため、ウエハプロセス終了後は正常なＴＭＲ素子として機能する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるＴＭＲ磁気センサの断面図、図２はこの発明の実施の形態１によるＴＭＲ磁気センサの説明図であって、ＴＭＲ磁気センサ１００の上面図を模式的に示しており、図１の断面図と対応するものではない。図１及び図２に於いて、ＴＭＲ磁気センサ１００は、Ｓｉ（シリコン）基板２０１と、Ｓｉ基板２０１のＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘに対応した表面に形成されたＳｉ酸化膜２０２と、Ｓｉ酸化膜２０２の表面に形成された下部電極層３０３１と、Ｓｉ基板２０１の表面に形成された導電体３０３と、導電たい３０３の一部に形成された開口部２０８と、層間絶縁膜２０５と、ＴＭＲセンサ素子３０４にオ―ミックコンタクトする一対の金属配線層３０６と、パッシベーション膜２０７とにより構成されている。
図１はこの発明の実施の形態１によるＴＭＲ磁気センサの断面図、図２はこの発明の実施の形態１によるＴＭＲ磁気センサの説明図であって、ＴＭＲ磁気センサ１００の上面図を模式的に示しており、図１の断面図と対応するものではない。図１及び図２に於いて、ＴＭＲ磁気センサ１００は、Ｓｉ（シリコン）基板２０１と、Ｓｉ基板２０１のＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘに対応した表面に形成されたＳｉ酸化膜２０２と、Ｓｉ酸化膜２０２の表面に形成された下部電極層３０３１と、Ｓｉ基板２０１の表面に形成された導電体３０３と、導電たい３０３の一部に形成された開口部２０８と、層間絶縁膜２０５と、ＴＭＲセンサ素子３０４にオ―ミックコンタクトする一対の金属配線層３０６と、パッシベーション膜２０７とにより構成されている。
このように構成されたこの発明の実施の形態１によるＴＭＲ磁気センサ１００は、ＴＭＲセンサ素子３０４に加えられる磁界の強度に応じて、ＴＭＲセンサ素子３０４と下部電極層３０３１を介して一対の金属配線３０６の間に流れる電流が変化することを利用して、例えば車載用内燃機関内の回転体に隣接して配置され、内燃機関内の回転体の回転角を検出する回転角センサとして用いられる。
ＴＭＲ磁気センサ１００の外部からの静電気は、Ｓｉ基板２０１に電気的に接続された導電体３０３を介してＳｉ基板２０１側に流れるため、ＴＭＲセンサ素子３０４を静電気から保護できる構造となっている。そのため、外部からの静電気等で帯電しやすい環境下、例えば車載用内燃機関内の回転体に隣接して使用する場合に特に効果的である。
次に、この発明の実施の形態1によるＴＭＲ磁気センサの製造方法について説明する。図３Ａから図３Ｇは、この発明の実施の形態1によるＴＭＲ磁気センサの製造方法に於ける、第１から第７の工程の説明図である。先ず、図３Ａに示す第１の工程では、表面に例えば５００［ｎｍ］の膜厚にＳｉ酸化膜２０２が形成されたＳｉ基板（ウエハとも称する）２０１を用意する。尚、Ｓｉ基板２０１は、好ましくは、例えばホウ素等が予めドーピングされたｐ−Ｓｉ基板を用いるのが良い。
図３Ｂに示す第２の工程では、Ｓｉ酸化膜２０２を図１及び図２に示すようにほぼ方形に加工してＴＭＲ素子形成領域Ｘとし、次に例えばＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置を用いて、例えばＴａ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｔｉ等の非磁性金属からなるＴＭＲ膜シード層としての下部電極層（以下、単に、下部電極層と称することもある）２０３を、Ｓｉ基板２０１の露出した表面とＴＭＲ素子形成領域ＸとしてのＳｉ酸化膜２０２の表面とに形成する。次に、この下部電極層２０３の全表面に、反強磁性層と固定層と絶縁層と自由層及びキャップ層（これ等の層については図示していない）からなるＴＭＲ膜２０４を堆積させる。この発明の実施の形態１に於いては、ＴＭＲ膜２０４について、特別に膜の仕様を定めるものではなく、如何なる積層構造や膜種及び、材料、膜厚であっても、ＴＭＲ効果が確認される構造であればよい。
図３Ｃに示す第３の工程では、前述の図３Ｂに示す第２の工程で形成したＴＭＲ膜２０４の一部を写真製版等の技術を用いて所望のパターンとなるように選択的にエッチングして除去し、ＴＭＲセンサ素子３０４を形成する。このエッチングによるＴＭＲ膜２０４の選択的除去は、例えばＩＢＥ（Ion Beam Etching）装置を用いて行われる。ここで、このＴＭＲ膜２０４の選択的除去のためのエッチング実施時間は、ＴＭＲ膜シード層としての下部電極層２０３が十分に電極膜として残るようなエッチング実施時間である。
前述の、ＴＭＲ膜シード層としての下部電極層２０３が十分に電極膜として残るようなエッチング時間とは、下部電極層２０３に後述するコンタクトホールをＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置等のエッチング装置を用いて形成するとき、このエッチング装置に於けるオーバーエッチングにより下部電極層２０３の膜厚が減少したとしても、下部電極層２０３が電極としての機能を十分備える膜厚として残るようなエッチング時間を意味している。
次に、図３Ｄに示す第４の工程では、ＴＭＲセンサ素子３０４をＴＭＲ素子形成領域Ｘ以外の下部電極層２０３から分離するために、下部電極層２０３を写真製版等の技術を用いて所望のパターンとなるように選択的にエッチング除去する。そしてこのエッチング除去後に残された下部電極層２０３のうち、ＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘに存在する下部電極層２０３は、ＴＭＲ磁気センサ１００の下部電極層３０３１となり、それ以外はＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘから切り離された導電体３０３となる。
このようにして、Ｓｉ基板２０１と電気的に接続される導電体３０３を形成すると共に、ＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘに於けるＳｉ酸化膜２０２の表面にＴＭＲ膜シード層としての下部電極層３０３１を形成する。Ｓｉ基板２０１と電気的に接続される導電体３０３は、１個が夫々方形に形成され、図２に良く示されるように、ＴＭＲ素子形成領域Ｘを挟んでその両側に２列ずつ形成される。導電体３０３の各列は、５個の独立した導電体３０３から成る。尚、一個の導電体３０３は、半導体プロセスで形成可能な大きさであり、ＴＭＲセンサ素子３０４よりも低抵抗であればどんな大きさ、形状であってもよい。
引き続き、図３Ｅに示す第５の工程では、ＴＭＲセンサ素子３０４の層間の電気的な絶縁を確保するために、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）装置を用いて、例えば窒化珪素膜を、電気的な絶縁が担保される膜厚までＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘの表面に堆積させて層間絶縁膜２０５を形成する。ここで、電気的絶縁を担保する膜厚とは、電源電圧を１０年間連続的に通電し続けた場合においても、層間絶縁膜２０５に電気的な絶縁破壊が生じない膜厚を意味している。
次に、写真製版技術とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置によるエッチング技術を用いて、ＴＭＲセンサ素子３０４と下部電極層３０３１の一部とにオーミックコンタクトが確保される処理条件にて、層間絶縁膜２０５を選択的にエッチング除去する。このようにして、図３Ｅに示すように、層間絶縁膜２０５にコンタクトホール２０６が形成される。
次に図３Ｆに示す第６の工程では、金属配線層３０６を形成するために、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置を用いて、ＡｌＳｉＣｕ膜を所望の膜厚まで堆積させる。尚、金属配線層３０６の材料については、電気的な抵抗値が低く、ＴＭＲセンサ素子３０４とオーミックコンタクトが得られる材料であれば、ＡｌＳｉＣｕ膜に限定されるものではない。又、ここで言う所望の膜厚とは、電気的及び物理的なストレスが金属配線層３０６に加わった場合であっても、最低１０年間は信頼性が確保される膜厚を意味している。即ち、端的に言えば、ＡｌＳｉＣｕ膜の膜厚は、マイグレーション耐性が確保される膜厚を意味している。
その後、前述のコンタクトホール２０６の形成時と同様に、写真製版技術とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置によるエッチング技術を用いて、ＡｌＳｉＣｕ膜を所望のパターンにエッチング除去して図３Ｆに示す一対の金属配線層３０６を形成する。
次に、図３Ｇに示す第７の工程に於いて、ＴＭＲ磁気センサの表面を保護するために、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）装置を用いて、例えば窒化珪素膜を、所望のパッシベーション膜２０７としての機能が十分に担保される膜厚まで全表面に堆積させる。そして最後に、写真製版技術とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置により、窒化珪素膜を選択的にエッチング除去して開口部２０８を形成する。このようにして、ＴＭＲセンサ素子３０４と、静電気をＳｉ基板２０１側に流すための導電体３０３とを備えた、図３Ｇ及び図１に示すＴＭＲ磁気センサ１００が完成する。
尚、ＴＭＲセンサ素子３０４と、ＴＭＲセンサ素子３０４の制御回路とを、同じ半導体基板上に形成する場合、予めＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘを形成しておけば前述と同様の方法にて形成可能である。
以上述べたこの発明の実施の形態１によるＴＭＲ磁気センサ１００に於いては、ＴＭＲセンサ素子３０４と同一チップ内に形成されたＳｉ基板上２０１の導電体３０３により、静電気対策がウエハプロセス段階から可能となる。ウエハプロセス中に発生する静電気及びウエハプロセス後の組み立て工程以降に発生する静電気は、開口部２０８を介して、ＴＭＲセンサ素子３０４に対して低電位、且つ低抵抗である導電体３０３を通じてＳｉ基板２０１側に流れるため、ＴＭＲセンサ素子３０４を静電気による破壊から保護することが出来る。又、導電体３０３の形状は任意であり、特許文献1に記載のように、センサ素子部をリング状に取り囲むリング状の一箇所より固定電位に接続する必要がないため、静電気の放電電流が発生する磁気ノイズの影響を受けにくく、高精度なセンシングが可能となる。
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２によるＴＭＲ磁気センサ、及びその製造方法について説明する。図４Ａから図４Ｅは、この発明の実施の形態２によるＴＭＲ磁気センサの製造方法に於ける、第１から第５の工程を示す説明図である。
次に、この発明の実施の形態２によるＴＭＲ磁気センサ、及びその製造方法について説明する。図４Ａから図４Ｅは、この発明の実施の形態２によるＴＭＲ磁気センサの製造方法に於ける、第１から第５の工程を示す説明図である。
先ず、表面に例えば５００［ｎｍ］の膜厚にＳｉ酸化膜２０２が形成されたＳｉ基板２０１を用意する。尚、Ｓｉ基板２０１は、好ましくは、例えばホウ素等が予めドーピングされたｐ−Ｓｉ基板を用いるのが良い。次に、Ｓｉ酸化膜２０２を図１及び図２に示すようにほぼ方形に加工してＴＭＲ素子形成領域Ｘとする。
次に、Ｓｉ酸化膜２０２を形成したＳｉ基板（ウエハとも称する）２０１に、ＰＶＤ装置を用いＡｌＳｉＣｕ等の金属膜４０１を所望の膜厚まで堆積する。尚、金属膜４０１の材料については、電気的な抵抗値が低く、Ｓｉ基板２０１とオーミックコンタクトが得られる材料であれば、特別にＡｌＳｉＣｕ膜に限定されるものではない。その後、写真製版技術とエッチング技術を用いて金属膜４０１を、所望のパターンにエッチング除去し、Ｓｉ基板２０１とオーミックコンタクトした金属膜４０１を形成する。この状態が図４Ａに示す第１の工程となる。
次に、例えばＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置を用いて、例えばＴａ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｔｉ等の非磁性金属からなるＴＭＲ膜シード層としての下部電極層（以下、単に、下部電極層と称することもある）２０３を、Ｓｉ基板２０１の露出した表面と、金属膜４０１の表面と、ＭＴＭＲ素子形成領域ＸとしてのＳｉ酸化膜２０２の表面とに形成する。次に、この下部電極層２０３の全表面に、反強磁性層と固定層と絶縁層と自由層及びキャップ層（これ等の層については図示していない）からなるＴＭＲ膜２０４を堆積させる。この発明の実施の形態２に於いては、ＴＭＲ膜２０４について、特別に膜の仕様を定めるものではなく、如何なる積層構造や膜種及び、材料、膜厚であっても、ＴＭＲ効果が確認される構造であればよい。
次に、ＴＭＲ膜２０４の一部を写真製版等の技術を用いて所望のパターンとなるように選択的にエッチングして除去し、ＴＭＲセンサ素子３０４を形成する。この状態が図４Ｂに示す第２の工程である。
このエッチングによるＴＭＲ膜２０４の選択的除去は、例えばＩＢＥ（Ion Beam Etching）装置を用いて行われる。ここで、このＴＭＲ膜２０４の選択的除去のためのエッチング実施時間は、ＴＭＲ膜シード層としての下部電極層２０３が十分に電極膜として残るようなエッチング実施時間である。
前述の、ＴＭＲ膜シード層としての下部電極層２０３が十分に電極膜として残るようなエッチング時間とは、下部電極層２０３に後述するコンタクトホールをＲＩＥ（Reactive
Ion Etching）装置等のエッチング装置を用いて形成するとき、このエッチング装置に於けるオーバーエッチングにより下部電極層２０３の膜厚が減少したとしても、下部電極層２０３が電極としての機能を十分備える膜厚として残るようなエッチング時間を意味している。
Ion Etching）装置等のエッチング装置を用いて形成するとき、このエッチング装置に於けるオーバーエッチングにより下部電極層２０３の膜厚が減少したとしても、下部電極層２０３が電極としての機能を十分備える膜厚として残るようなエッチング時間を意味している。
ＴＭＲセンサ素子３０４をＴＭＲ素子形成領域Ｘ以外の下部電極層２０３から分離するために、下部電極層２０３を写真製版等の技術を用いて所望のパターンとなるように選択的にエッチング除去する。そしてこのエッチング除去後に残された下部電極層２０３のうち、ＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘに存在する下部電極層２０３は、ＴＭＲ磁気センサ１００の下部電極層３０３１となり、それ以外はＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘから切り離された導電体３０３となる。
このようにして、Ｓｉ基板２０１と電気的に接続される導電体３０３を形成すると共に、ＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘに於けるＳｉ酸化膜２０２の表面にＴＭＲ膜シード層としての下部電極層３０３１を形成する。Ｓｉ基板２０１と電気的に接続される導電体３０３は、１個が夫々方形に形成され、図２に良く示されるように、ＴＭＲ素子形成領域Ｘを挟んでその両側に２列ずつ形成される。導電体３０３の各列は、５個の独立した導電体３０３から成る。尚、一個の導電体３０３は、半導体プロセスで形成可能な大きさであり、ＴＭＲセンサ素子３０４よりも低抵抗であればどんな大きさ、形状であってもよい。
引き続き、ＴＭＲセンサ素子３０４の層間の電気的な絶縁を確保するために、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）装置を用いて、例えば窒化珪素膜を、電気的な絶縁が担保される膜厚までＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘの表面に堆積させて層間絶縁膜２０５を形成する。ここで、電気的絶縁を担保する膜厚とは、電源電圧を１０年間連続的に通電し続けた場合においても、層間絶縁膜２０５に電気的な絶縁破壊が生じない膜厚を意味している。
次に、写真製版技術とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置によるエッチング技術を用いて、ＴＭＲセンサ素子３０４と下部電極相３０３１の一部とにオーミックコンタクトが確保される処理条件にて、層間絶縁膜２０５を選択的にエッチング除去する。このようにして、層間絶縁膜２０５にコンタクトホール２０６が形成される。この状態が図４Ｃに示す第３の工程となる。
次に図４Ｄに示す第４の工程では、金属配線層３０６を形成するために、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置を用いて、ＡｌＳｉＣｕ膜を所望の膜厚まで堆積させる。尚、金属配線層３０６の材料については、電気的な抵抗値が低く、ＴＭＲセンサ素子３０４とオーミックコンタクトが得られる材料であれば、ＡｌＳｉＣｕ膜に限定されるものではない。又、ここで言う所望の膜厚とは、電気的及び物理的なストレスが金属配線層３０６に加わった場合であっても、最低１０年間は信頼性が確保される膜厚を意味している。即ち、端的に言えば、ＡｌＳｉＣｕ膜の膜厚は、マイグレーション耐性が確保される膜厚を意味している。
その後、前述のコンタクトホール２０６の形成時と同様に、写真製版技術とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置によるエッチング技術を用いて、ＡｌＳｉＣｕ膜を所望のパターンにエッチング除去して図４Ｄに示す一対の金属配線層３０６を形成する。
次に、図４Ｅに示す第５の工程に於いて、ＴＭＲ磁気センサの表面を保護するために、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）装置を用いて、例えば窒化珪素膜を、所望のパッシベーション膜２０７としての機能が十分に担保される膜厚まで全表面に堆積させる。そして最後に、写真製版技術とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置により、窒化珪素膜を選択的にエッチング除去して開口部２０８を形成する。このようにして、ＴＭＲセンサ素子３０４と、静電気をＳｉ基板２０１側に流すための導電体３０３とを備えた、図４Ｅに示すＴＭＲ磁気センサ１００が完成する。
尚、ＴＭＲセンサ素子３０４と、ＴＭＲセンサ素子３０４の制御回路とを、同じ半導体基板上に形成する場合、予めＴＭＲセンサ素子形成領域Ｘを形成しておけば前述と同様の方法にて形成可能である。
以上述べたこの発明の実施の形態２によるＴＭＲ磁気センサによれば、実施の形態１と同じ効果を奏する事は言うまでもなく、更に、Ｓｉ基板２０１側とオーミックコンタクトした金属膜部４０１により静電気がＳｉ基板２０１に流れやすくなるため静電気耐性が更に高くなる効果がある。
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３によるＴＭＲ磁気センサの断面図である。図５に於いて、導電体３０３下部のＳｉ基板２０１に、予めイオン注入装置等を用いて高濃度に不純物を注入して、低い電気抵抗率となるドーピング領域５０１を形成する。その後、前記実施の形態１と同様の工程を経て、Ｓｉ基板２０１とＴＭＲセンサ素子３０４とＳｉ基板中のドーピング領域５０１とドーピング領域５０１の上の導電体３０３を備えたＴＭＲ磁気センサが完成する。
図５は、この発明の実施の形態３によるＴＭＲ磁気センサの断面図である。図５に於いて、導電体３０３下部のＳｉ基板２０１に、予めイオン注入装置等を用いて高濃度に不純物を注入して、低い電気抵抗率となるドーピング領域５０１を形成する。その後、前記実施の形態１と同様の工程を経て、Ｓｉ基板２０１とＴＭＲセンサ素子３０４とＳｉ基板中のドーピング領域５０１とドーピング領域５０１の上の導電体３０３を備えたＴＭＲ磁気センサが完成する。
この実施の形態３によるＴＭＲ磁気センサに於いては、実施の形態１と同じ効果を奏することは言うまでもなく、更に、ドーピング領域５０１によりＳｉ基板２０１側に静電気が流れやすくなるため静電気耐性が更に高くなる特徴を有している。
実施の形態４．
図示していないが、この発明の実施の形態４によるＴＭＲ磁気センサは、実施の形態２に於けるＴＭＲ磁気センサの金属膜４０１をドーピング領域５０１の上に形成するようにしたものである。その他の構成は、前述の実施の形体３のＴＭＲ磁気センサと同様である。
図示していないが、この発明の実施の形態４によるＴＭＲ磁気センサは、実施の形態２に於けるＴＭＲ磁気センサの金属膜４０１をドーピング領域５０１の上に形成するようにしたものである。その他の構成は、前述の実施の形体３のＴＭＲ磁気センサと同様である。
この実施の形態４によるＴＭＲ磁気センサに於いては、実施の形態２と同じ効果を奏することは言うまでもなく、更に、ドーピング領域５０１によりＳｉ基板２０１側に静電気が流れやすくなるため静電気耐性が更に高くなる特徴を有している。
実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５によるＴＭＲ磁気センサの断面図である。図６に於いて、Ｓｉ基板２０１の裏面に、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置を用いて、例えばＡｕ等の導電膜６０１を形成する。その後、前述の実施の形態1及び２と同様の工程により、Ｓｉ基板２０１とＴＭＲセンサ素子３０４と導電体３０３とＳｉ基板裏面の導電膜６０１を備えたTMR磁気センサが完成する。
図６は、この発明の実施の形態５によるＴＭＲ磁気センサの断面図である。図６に於いて、Ｓｉ基板２０１の裏面に、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置を用いて、例えばＡｕ等の導電膜６０１を形成する。その後、前述の実施の形態1及び２と同様の工程により、Ｓｉ基板２０１とＴＭＲセンサ素子３０４と導電体３０３とＳｉ基板裏面の導電膜６０１を備えたTMR磁気センサが完成する。
この発明の実施の形態５によるＴＭＲ磁気センサに於いては、実施の形態１と同じ効果を奏することは言うまでもなく、更に、裏面電極として例えばハンダなどの導電性ダイボンド材を用いることで、ＴＭＲ磁気センサ１００の組み立て工程における静電気対策を強化できることを特徴としている。又、この実施の形態５は、実施の形態２及び実施の形態３に於いても適用可能であり、上記した効果と同等の効果を得られることは言うまでもない。
実施の形態６．
図７は、この発明の実施の形態６によるＴＭＲ磁気センサの断面図である。図７に示す実施の形態６によるＴＭＲ磁気センサは、実施の形態１によるＴＭＲ磁気センサに於ける図３Ｇの工程の後に、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置を用いて、例えばＡｌＳｉＣｕ等の非磁性金属膜７０１を所望の膜厚まで堆積することで、非磁性金属膜７０１が導電体３０３を通じてＳｉ基板２０１と同電位となる。尚、非磁性金属膜層７０１の材料については、電気的な抵抗値が低く、導電体３０３とオーミックコンタクトが得られる
材料であれば、特にＡｌＳｉＣｕ膜に限定されるものではない。
図７は、この発明の実施の形態６によるＴＭＲ磁気センサの断面図である。図７に示す実施の形態６によるＴＭＲ磁気センサは、実施の形態１によるＴＭＲ磁気センサに於ける図３Ｇの工程の後に、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置を用いて、例えばＡｌＳｉＣｕ等の非磁性金属膜７０１を所望の膜厚まで堆積することで、非磁性金属膜７０１が導電体３０３を通じてＳｉ基板２０１と同電位となる。尚、非磁性金属膜層７０１の材料については、電気的な抵抗値が低く、導電体３０３とオーミックコンタクトが得られる
材料であれば、特にＡｌＳｉＣｕ膜に限定されるものではない。
この発明の実施の形態６によるＴＭＲ磁気センサに於いては、実施の形態１と同じ効果を奏することは言うまでもなく、更に、非磁性金属膜７０１とＳｉ基板２０１が導電体３０３を通じて同電位となるため広範囲において静電気対策が可能となる。又、この実施の形態６は、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、及び実施の形態５に於いても適用可能であり、上記した効果と同等の効果を得られることは言うまでもない。
実施形態７．
図８Ａは、この発明の実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサの製造方法に於ける、第１の工程の説明図、図８Ｂは、この発明の実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサの製造方法に於ける、第２の工程の説明図、図８Ｃは、この発明の実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサの製造方法に於ける、第３の工程の説明図である。以下順を追って実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサの製造方法を説明する。なお、図８Ａから図８Ｃは、実施の形態１に於ける製造方法の工程を抜粋して上面図に置き換えた図である。以下に説明するこの実施の形態７は、その特有の構造と、それに起因する効果についてのみ記載し、その他は、実施の形態１と同様であるため詳細な説明は省略する。
図８Ａは、この発明の実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサの製造方法に於ける、第１の工程の説明図、図８Ｂは、この発明の実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサの製造方法に於ける、第２の工程の説明図、図８Ｃは、この発明の実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサの製造方法に於ける、第３の工程の説明図である。以下順を追って実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサの製造方法を説明する。なお、図８Ａから図８Ｃは、実施の形態１に於ける製造方法の工程を抜粋して上面図に置き換えた図である。以下に説明するこの実施の形態７は、その特有の構造と、それに起因する効果についてのみ記載し、その他は、実施の形態１と同様であるため詳細な説明は省略する。
図８Ａに示す第１の工程では、ＴＭＲ膜２０４をエッチングする際、ＴＭＲセンサ素子３０４、ＴＭＲダミー素子８０１、ＴＭＲセンサ素子３０４とＴＭＲダミー素子８０１の接続部８０２を形成する。この際、ＴＭＲダミー素子８０１は、ＴＭＲセンサ素子３０４より大きな面積であればどのような形状でもよい。
次に、図８Ｂに示す第２の工程に於いて、金属配線３０６をエッチングにより形成する際に、例えばオーバーエッチングをかけることにより、接続部８０２を除去してＴＭＲセンサ素子３０４とＴＭＲダミー素子８０１を分離する。その後、図８Ｃに示す第３の工程に於いて、例えば写真製版等の技術を用いＴＭＲダミー素子８０１をエッチング除去して導電体３０３を形成し、実施の形態１と同様に導電体３０３の上に開口部２０８を形成することで実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサが完成する。
この発明の実施の形態７によるＴＭＲ磁気センサに於いては、実施の形態１と同じ効果を奏することは言うまでもなく、更にウエハプロセス段階に於いて、静電気がＴＭＲセンサ素子３０４上に誘導された場合においても、接続部８０２を介してＴＭＲセンサ素子３０４とＴＭＲダミー素子８０１が同電位となるため、接続部８０２を介して抵抗の小さいＴＭＲダミー素子８０１側に静電気が放電されるため、ウエハプロセス段階の静電気耐性が高いことを特徴としている。又、この実施の形態７は、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、及び実施の形態６に於いても適用可能であり、上記した効果と同等の効果を得られることは言うまでもない。
以上述べたこの発明の実施の形体１から７に記載のＴＭＲ磁気センサ、及びその製造方法は、下記の発明のうちの少なくとも何れかを具体化したものである。
（１）基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接していることを特徴とするＴＭＲ磁気センサ。
この構成により、外部からの静電気が導電体を介して基板側に流れるため静電気による素子破壊を回避できる。又、導電体を特定の電位に固定する前から静電気対策が可能となる。
（１）基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接していることを特徴とするＴＭＲ磁気センサ。
この構成により、外部からの静電気が導電体を介して基板側に流れるため静電気による素子破壊を回避できる。又、導電体を特定の電位に固定する前から静電気対策が可能となる。
（２）前記絶縁膜と前記ＴＭＲセンサ素子との間に下部電極を備えていることを特徴とする上記（１）に記載のＴＭＲ磁気センサ。
この構成により、導電体の抵抗値をＴＭＲセンサ素子の抵抗値より下げることができるため、静電気対策を強化できる。又、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電膜の製造工程が共通化されるため、ＴＭＲセンサ素子の形成時から静電気対策が出来ることに加えて製造コストの増大を抑制することができる。
この構成により、導電体の抵抗値をＴＭＲセンサ素子の抵抗値より下げることができるため、静電気対策を強化できる。又、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電膜の製造工程が共通化されるため、ＴＭＲセンサ素子の形成時から静電気対策が出来ることに加えて製造コストの増大を抑制することができる。
（３）前記基板は、前記導電体に接する部分にドーピング領域を備えていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のＴＭＲ磁気センサ。
この構成により、基板側に静電気が流れやすくなるため、静電気対策を強化することができる。
この構成により、基板側に静電気が流れやすくなるため、静電気対策を強化することができる。
（４）前記基板は、前記第１の面に対して互いに表裏の関係をなす第２の面に形成された導電膜を備えていることを特徴とする上記（１）から（３）のうちの何れかに記載のＴＭＲ磁気センサ。
この構成によれば、導電性ダイボンド材を用いることで、パッケージ側に静電気が流れやすくなるため、組み立て工程における静電気対策を強化することができる。
この構成によれば、導電性ダイボンド材を用いることで、パッケージ側に静電気が流れやすくなるため、組み立て工程における静電気対策を強化することができる。
（５）前記導電体の一部分は、前記開口部を介して外部に露出していることを特徴とする上記（１）から（４）のうちの何れかに記載のＴＭＲ磁気センサ。
この構成により、簡単な構成で基板側に静電気が流れ、静電気対策を強化することができる。
この構成により、簡単な構成で基板側に静電気が流れ、静電気対策を強化することができる。
（６）前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属と電気的に接続されていることを特徴とする上記（１）から（４）のうちの何れかに記載のＴＭＲ磁気センサ。
この構成により、非磁性金属膜が導電体を通じて基板と同電位となるため、静電気対策を強化できる。
この構成により、非磁性金属膜が導電体を通じて基板と同電位となるため、静電気対策を強化できる。
（７）上記（１）から（６）のうちの何れかに記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、前記導電体は、前記ＴＭＲセンサ素子を形成するＴＭＲ膜の成膜以前に作製されることを特徴とするＴＭＲ磁気センサの製造方法。
この製造方法により、ＴＭＲ膜の成膜以前に基板と電気的に接続した導電体が形成されるため、ウエハプロセス初期段階からの静電気対策が可能となる。
この製造方法により、ＴＭＲ膜の成膜以前に基板と電気的に接続した導電体が形成されるため、ウエハプロセス初期段階からの静電気対策が可能となる。
（８）上記（２）に記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記下部電極と前記導電体を形成する工程と、前記パッシベーション膜に、前記導電体の少なくとも一部分に対応して前記開口部を形成する工程とを有することを特徴とするＴＭＲ磁気センサの製造方法。
この製造方法により、上記（２）に記載のＴＭＲ磁気センサと同様の効果が得られる。
この製造方法により、上記（２）に記載のＴＭＲ磁気センサと同様の効果が得られる。
（９）上記（１）から（６）のうちの何れかに記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程とを備えたことを特徴とするＴＭＲセンサ素子の製造方法。
この構成により、ウエハプロセス時に発生した静電気が前記ＴＭＲ素子部分に誘導されたとしても、静電気は前記接続部を介して前記導電体側へ流れるため、ウエハプロセス時の静電気対策効果を強化できる。後の工程で接続部を除去することでＴＭＲ素子と導電体を切り離すため、ウエハプロセス終了後は正常なＴＭＲ素子として機能する。
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程とを備えたことを特徴とするＴＭＲセンサ素子の製造方法。
この構成により、ウエハプロセス時に発生した静電気が前記ＴＭＲ素子部分に誘導されたとしても、静電気は前記接続部を介して前記導電体側へ流れるため、ウエハプロセス時の静電気対策効果を強化できる。後の工程で接続部を除去することでＴＭＲ素子と導電体を切り離すため、ウエハプロセス終了後は正常なＴＭＲ素子として機能する。
尚、この発明は、その発明の範囲内に於いて、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
１００ TMR磁気センサ、２０１ Ｓｉ基板、２０２ 酸化膜 ３０３１ TMR膜シード層としての下部電極、２０４ ＴＭＲ膜、 ２０５ 層間絶縁膜、２０６ コンタクトホール ２０７ パッシベーション膜、２０８ 開口部 ３０３ 導電体、３０４ TMRセンサ素子、３０６ 金属配線、４０１ 金属膜、５０１ ドーピング領域、６０１ 導電膜、７０１ 非磁性金属膜、８０１ ＴＭＲダミー素子、８０２ 接続部
この発明によるＴＭＲ磁気センサは、
基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、
前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜と、
を有し、
前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接しており、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、
前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属膜と電気的に接続されている、
ことを特徴とする。
基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、
前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜と、
を有し、
前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接しており、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、
前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属膜と電気的に接続されている、
ことを特徴とする。
又、この発明によるＴＭＲ磁気センサの製造方法は、
基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接しており、前記絶縁膜と前記ＴＭＲセンサ素子との間に下部電極を備えているＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記下部電極と前記導電体を形成する工程と、
前記パッシベーション膜に、前記導電体の少なくとも一部分に対応して前記開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接しており、前記絶縁膜と前記ＴＭＲセンサ素子との間に下部電極を備えているＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記下部電極と前記導電体を形成する工程と、
前記パッシベーション膜に、前記導電体の少なくとも一部分に対応して前記開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
更に、この発明によるＴＭＲ磁気センサの製造方法は、
下記（１）から（６）のうち、
（１）基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接していることを特徴とするＴＭＲ磁気センサ、
（２）前記絶縁膜と前記ＴＭＲセンサ素子との間に下部電極を備えていることを特徴とする上記（１）に記載のＴＭＲ磁気センサ、
（３）前記基板は、前記導電体に接する部分にドーピング領域を備えていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のＴＭＲ磁気センサ、
（４）前記基板は、前記第１の面に対して互いに表裏の関係をなす第２の面に形成された導電膜を備えていることを特徴とする上記（１）から（３）のうちの何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサ、
（５）前記導電体の一部分は、前記開口部を介して外部に露出していることを特徴とする上記の何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサ、
（６）前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属膜と電気的に接続されていることを特徴とする上記（１）から（５）のうちの何れか一項に記載のＴＭＲ磁気センサ、
何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、
前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程と、
を備えたことを特徴とする。
下記（１）から（６）のうち、
（１）基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接していることを特徴とするＴＭＲ磁気センサ、
（２）前記絶縁膜と前記ＴＭＲセンサ素子との間に下部電極を備えていることを特徴とする上記（１）に記載のＴＭＲ磁気センサ、
（３）前記基板は、前記導電体に接する部分にドーピング領域を備えていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のＴＭＲ磁気センサ、
（４）前記基板は、前記第１の面に対して互いに表裏の関係をなす第２の面に形成された導電膜を備えていることを特徴とする上記（１）から（３）のうちの何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサ、
（５）前記導電体の一部分は、前記開口部を介して外部に露出していることを特徴とする上記の何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサ、
（６）前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属膜と電気的に接続されていることを特徴とする上記（１）から（５）のうちの何れか一項に記載のＴＭＲ磁気センサ、
何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、
前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程と、
を備えたことを特徴とする。
以上述べたこの発明の実施の形体１から７に記載のＴＭＲ磁気センサ、及びその製造方法は、下記の発明のうちの少なくとも何れかを具体化したものである。
（１）基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、
前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜と、
を有し、
前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接しており、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、
前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属膜と電気的に接続されている、
ことを特徴とするＴＭＲ磁気センサ。
この構成により、外部からの静電気が導電体を介して基板側に流れるため静電気による素子破壊を回避できる。又、導電体を特定の電位に固定する前から静電気対策が可能となる。更に、非磁性金属膜が導電体を通じて基板と同電位となるため、静電気対策を強化できる。
（１）基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、
前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜と、
を有し、
前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接しており、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、
前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属膜と電気的に接続されている、
ことを特徴とするＴＭＲ磁気センサ。
この構成により、外部からの静電気が導電体を介して基板側に流れるため静電気による素子破壊を回避できる。又、導電体を特定の電位に固定する前から静電気対策が可能となる。更に、非磁性金属膜が導電体を通じて基板と同電位となるため、静電気対策を強化できる。
（６）基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接しており、前記絶縁膜と前記ＴＭＲセンサ素子との間に下部電極を備えているＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記下部電極と前記導電体を形成する工程と、
前記パッシベーション膜に、前記導電体の少なくとも一部分に対応して前記開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とするＴＭＲ磁気センサの製造方法。
この製造方法により、上記（２）に記載のＴＭＲ磁気センサと同様の効果が得られる。
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記下部電極と前記導電体を形成する工程と、
前記パッシベーション膜に、前記導電体の少なくとも一部分に対応して前記開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とするＴＭＲ磁気センサの製造方法。
この製造方法により、上記（２）に記載のＴＭＲ磁気センサと同様の効果が得られる。
（７）下記（１）から（６）のうち、
１）基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接していることを特徴とするＴＭＲ磁気センサ、
２）前記絶縁膜と前記ＴＭＲセンサ素子との間に下部電極を備えていることを特徴とする上記（１）に記載のＴＭＲ磁気センサ、
３）前記基板は、前記導電体に接する部分にドーピング領域を備えていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のＴＭＲ磁気センサ、
４）前記基板は、前記第１の面に対して互いに表裏の関係をなす第２の面に形成された導電膜を備えていることを特徴とする上記（１）から（３）のうちの何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサ、
５）前記導電体の一部分は、前記開口部を介して外部に露出していることを特徴とする上記の何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサ、
６）前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属膜と電気的に接続されていることを特徴とする上記１）から５）のうちの何れか一項に記載のＴＭＲ磁気センサ、
何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、
前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程と、
を備えたことを特徴とするＴＭＲセンサ素子の製造方法。
この製造方法により、ウエハプロセス時に発生した静電気が前記ＴＭＲ素子部分に誘導されたとしても、静電気は前記接続部を介して前記導電体側へ流れるため、ウエハプロセス時の静電気対策効果を強化できる。後の工程で接続部を除去することでＴＭＲ素子と導電体を切り離すため、ウエハプロセス終了後は正常なＴＭＲ素子として機能する。
１）基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜とを有し、前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接していることを特徴とするＴＭＲ磁気センサ、
２）前記絶縁膜と前記ＴＭＲセンサ素子との間に下部電極を備えていることを特徴とする上記（１）に記載のＴＭＲ磁気センサ、
３）前記基板は、前記導電体に接する部分にドーピング領域を備えていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のＴＭＲ磁気センサ、
４）前記基板は、前記第１の面に対して互いに表裏の関係をなす第２の面に形成された導電膜を備えていることを特徴とする上記（１）から（３）のうちの何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサ、
５）前記導電体の一部分は、前記開口部を介して外部に露出していることを特徴とする上記の何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサ、
６）前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属膜と電気的に接続されていることを特徴とする上記１）から５）のうちの何れか一項に記載のＴＭＲ磁気センサ、
何れか一つに記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、
前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程と、
を備えたことを特徴とするＴＭＲセンサ素子の製造方法。
この製造方法により、ウエハプロセス時に発生した静電気が前記ＴＭＲ素子部分に誘導されたとしても、静電気は前記接続部を介して前記導電体側へ流れるため、ウエハプロセス時の静電気対策効果を強化できる。後の工程で接続部を除去することでＴＭＲ素子と導電体を切り離すため、ウエハプロセス終了後は正常なＴＭＲ素子として機能する。
Claims (9)
- 基板の第１の面に絶縁膜を介して形成されたＴＭＲセンサ素子と、
前記基板に電気的に接続され、前記基板の前記第１の面に形成された導電体と、
前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体の表面を包囲するパッシベーション膜と、
を有し、
前記導電体の少なくとも一部分は、前記パッシベーション膜に形成された開口部に接している、
ことを特徴とするＴＭＲ磁気センサ。 - 前記絶縁膜と前記ＴＭＲセンサ素子との間に下部電極を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のＴＭＲ磁気センサ。 - 前記基板は、前記導電体に接する部分にドーピング領域を備えている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＴＭＲ磁気センサ。 - 前記基板は、前記第１の面に対して互いに表裏の関係をなす第２の面に形成された導電膜を備えている、
ことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載のＴＭＲ磁気センサ。 - 前記導電体の一部分は、前記開口部を介して外部に露出している、
ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載のＴＭＲ磁気センサ。 - 前記ＴＭＲセンサ素子と前記パッシベーション膜は、非磁性金属膜で覆われ、
前記導電体は、前記開口部を介して前記非磁性金属膜と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載のＴＭＲ磁気センサ。 - 請求項１から６のうちの何れか一項に記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記導電体は、前記ＴＭＲセンサ素子を形成するＴＭＲ膜の成膜以前に作製される、
ことを特徴とするＴＭＲ磁気センサの製造方法。 - 請求項２に記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記下部電極と前記導電体を形成する工程と、
前記パッシベーション膜に、前記導電体の少なくとも一部分に対応して前記開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とするＴＭＲ磁気センサの製造方法。 - 請求項１から６のうちの何れか一項に記載のＴＭＲ磁気センサの製造方法であって、
前記ＴＭＲセンサ素子を形成すべきＴＭＲ膜を形成する工程と、
前記ＴＭＲ膜をエッチングにより所望の形状に加工して前記ＴＭＲセンサ素子を形成すると同時に、前記導電体に電気的に接続されたＴＭＲダミー素子と、前記ＴＭＲセンサ素子と前記ＴＭＲダミー素子とを電気的に接続する接続部を形成する工程と、
前記接続部を切断して前記ＴＭＲセンサ素子と前記導電体を分離する工程と、
を備えたことを特徴とするＴＭＲセンサ素子の製造方法。
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