JP2626200B2 - 集積化磁気センサの製造方法 - Google Patents
集積化磁気センサの製造方法Info
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- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は物体の回転量の検出や位置を検出するための
検出装置等に組み込まれて磁界を検出する集積化磁気セ
ンサの製造方法に係わり、特に集積回路（IC）と一体化
された集積化磁気センサの製造方法に関する。
検出装置等に組み込まれて磁界を検出する集積化磁気セ
ンサの製造方法に係わり、特に集積回路（IC）と一体化
された集積化磁気センサの製造方法に関する。
従来、磁界を検出するための磁気センサとしては、た
とえば特公昭54−41335号公報に開示されている磁電変
換素子、すなわち磁気抵抗素子がある。この磁気抵抗素
子は、連続的に折り返し構造をもつ強磁性体を接合部で
直列に接属して形成されている。この磁気抵抗素子は磁
気記録媒体から有限の距離を隔てて配置される。そし
て、この磁気抵抗素子を飽和させるのに十分な、しかも
の素子面内で回転するような磁気信号が磁気記録媒体か
ら発生すると、その磁気信号により磁気抵抗素子の接続
部から信号が出力される。
とえば特公昭54−41335号公報に開示されている磁電変
換素子、すなわち磁気抵抗素子がある。この磁気抵抗素
子は、連続的に折り返し構造をもつ強磁性体を接合部で
直列に接属して形成されている。この磁気抵抗素子は磁
気記録媒体から有限の距離を隔てて配置される。そし
て、この磁気抵抗素子を飽和させるのに十分な、しかも
の素子面内で回転するような磁気信号が磁気記録媒体か
ら発生すると、その磁気信号により磁気抵抗素子の接続
部から信号が出力される。
また、一方、このような磁気センサの製造方法として
は、たとえば特開昭58−135688号公報に開示されてい
る。この方法では、材料組成が91〜38重量％のニッケル
（Ni）および９〜62重量％のコバルト（Co）からなる合
金薄膜について、蒸着基板の温度、膜厚、熱処理温度な
ど、成膜プロセス内における製造条件が開示されてい
る。
は、たとえば特開昭58−135688号公報に開示されてい
る。この方法では、材料組成が91〜38重量％のニッケル
（Ni）および９〜62重量％のコバルト（Co）からなる合
金薄膜について、蒸着基板の温度、膜厚、熱処理温度な
ど、成膜プロセス内における製造条件が開示されてい
る。
上述のように従来においては、磁気センサおよびその
製造方法については開示されているが、この磁気センサ
を集積回路と一体化する方法については開示されない。
そのためには、集積回路基板の電極上に強磁性体薄膜を
そのまま形成すればよい。
製造方法については開示されているが、この磁気センサ
を集積回路と一体化する方法については開示されない。
そのためには、集積回路基板の電極上に強磁性体薄膜を
そのまま形成すればよい。
しかしながら、強磁性体薄膜は極めて薄い膜であるた
め、集積回路基板の電極上に強磁性体薄膜をそのまま形
成しようとすると、電極およびコンタクトホールの角部
において強磁性体薄膜の段切れ現象が生じ、いわゆるス
テップカバレージが悪くなり、安定した磁気検出を行う
ことができないという問題があった。
め、集積回路基板の電極上に強磁性体薄膜をそのまま形
成しようとすると、電極およびコンタクトホールの角部
において強磁性体薄膜の段切れ現象が生じ、いわゆるス
テップカバレージが悪くなり、安定した磁気検出を行う
ことができないという問題があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は、強磁性体薄膜の段切れ現象を防止し、安定した
磁気検出を行うことのできる集積化磁気センサの製造方
法を提供することにある。
目的は、強磁性体薄膜の段切れ現象を防止し、安定した
磁気検出を行うことのできる集積化磁気センサの製造方
法を提供することにある。
本発明による集積化磁気センサの製造方法は、集積回
路が形成された半導体基板上に電極を形成する工程と、
前記電極を含む半導体基板上に絶縁性膜を形成する工程
と、前記絶縁性膜に前記電極の接続面に達する電気的接
続部を形成するとともに、この電気的接続部の内壁に段
部構造を形成する工程と、前記電気的接続部を含む絶縁
性膜の表面に磁気抵抗素子となる強磁性体薄膜を形成す
る工程と、前記強磁性体薄膜上に導電膜を形成する工程
とを具備している。
路が形成された半導体基板上に電極を形成する工程と、
前記電極を含む半導体基板上に絶縁性膜を形成する工程
と、前記絶縁性膜に前記電極の接続面に達する電気的接
続部を形成するとともに、この電気的接続部の内壁に段
部構造を形成する工程と、前記電気的接続部を含む絶縁
性膜の表面に磁気抵抗素子となる強磁性体薄膜を形成す
る工程と、前記強磁性体薄膜上に導電膜を形成する工程
とを具備している。
このような方法により本発明では、電気的接続部の内
壁に段差構造が形成されるため、強磁性体薄膜が滑らか
に形成される。したがって強磁性体薄膜の段切れ現象を
防止でき、ステップカバレージを向上する。
壁に段差構造が形成されるため、強磁性体薄膜が滑らか
に形成される。したがって強磁性体薄膜の段切れ現象を
防止でき、ステップカバレージを向上する。
また、本発明による集積化磁気センサの製造方法は、
前記絶縁性膜を形成する前に、電極の外壁に傾斜面を形
成する工程をさらに含むもので、電気的接続部の段差構
造と相俟って強磁性体薄膜の段切れ現象をさらに防止す
ることができる。
前記絶縁性膜を形成する前に、電極の外壁に傾斜面を形
成する工程をさらに含むもので、電気的接続部の段差構
造と相俟って強磁性体薄膜の段切れ現象をさらに防止す
ることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第２図は本発明の一実施例に係わる集積化磁気センサ
の等価回路を表わすものである。11は強磁性体薄膜によ
り形成された磁気抵抗12〜15からなる磁気抵抗素子部を
示している。また、16は帰還抵抗17、セット抵抗18、コ
ンパレータ19、電源端子20、出力端子21およびグランド
端子22からなる波形処理部であり、この波形処理部16は
集積回路により形成されている。
の等価回路を表わすものである。11は強磁性体薄膜によ
り形成された磁気抵抗12〜15からなる磁気抵抗素子部を
示している。また、16は帰還抵抗17、セット抵抗18、コ
ンパレータ19、電源端子20、出力端子21およびグランド
端子22からなる波形処理部であり、この波形処理部16は
集積回路により形成されている。
この集積化磁気センサにおいては、磁気抵抗素子部11
の抵抗12と抵抗13との接続部の検出電位がコンパレータ
19の正側入力端、また抵抗14と抵抗15との接続部の検出
電位がコンパレータ19の負側入力端にそれぞれ入力され
る。コンパレータ19は両入力端に入力した電位を比較
し、出力端子21から検出磁気に応じたパルスを出力す
る。
の抵抗12と抵抗13との接続部の検出電位がコンパレータ
19の正側入力端、また抵抗14と抵抗15との接続部の検出
電位がコンパレータ19の負側入力端にそれぞれ入力され
る。コンパレータ19は両入力端に入力した電位を比較
し、出力端子21から検出磁気に応じたパルスを出力す
る。
第１図（ａ）〜（ｂ）はそれぞれ上記集積化磁気セン
サの製造工程を表わすものである。すなわち、まず、同
図（ａ）に示すように半導体基板たとえばシリコン基板
１内にＮ型層２からなるトランジスタを形成した後、こ
のシリコン基板１の上面に真空蒸着法により薄膜約１μ
ｍの金属たとえばアルミニウムを蒸着し、このアルミニ
ウム膜を通常の微細加工技術によりパターニングして電
極３を形成する。なお、このときエッチング液としては
等方性エッチング液を使用する。これにより電極３の側
壁には湾曲面が形成される。続いて、この電極３の湾曲
面を緩和するためSOG（スピン・オン・グラス）膜４を
形成し、外壁面を直線状の傾斜面4aとする。この傾斜面
4aの角度としては30゜〜40゜が好ましい。続いて、同図
（ｂ）に示すようにプラズマCVD法（化学的気相成長
法）により膜厚約１μｍの絶縁性の窒化膜（Si3N3膜）
５を電極３を含むシリコン基板１の全面に形成する。次
に、通常の微細加工技術により窒化膜５に電極３の上面
（接続面）に達するコンタクトホール（電気的接続部）
６を形成する。続いて、同様にして同図（ｃ）に示すよ
うにコンタクトホール６の周囲をその半分の深さまでエ
ッチングしてコンタクトホール６に段部７を形成する。
サの製造工程を表わすものである。すなわち、まず、同
図（ａ）に示すように半導体基板たとえばシリコン基板
１内にＮ型層２からなるトランジスタを形成した後、こ
のシリコン基板１の上面に真空蒸着法により薄膜約１μ
ｍの金属たとえばアルミニウムを蒸着し、このアルミニ
ウム膜を通常の微細加工技術によりパターニングして電
極３を形成する。なお、このときエッチング液としては
等方性エッチング液を使用する。これにより電極３の側
壁には湾曲面が形成される。続いて、この電極３の湾曲
面を緩和するためSOG（スピン・オン・グラス）膜４を
形成し、外壁面を直線状の傾斜面4aとする。この傾斜面
4aの角度としては30゜〜40゜が好ましい。続いて、同図
（ｂ）に示すようにプラズマCVD法（化学的気相成長
法）により膜厚約１μｍの絶縁性の窒化膜（Si3N3膜）
５を電極３を含むシリコン基板１の全面に形成する。次
に、通常の微細加工技術により窒化膜５に電極３の上面
（接続面）に達するコンタクトホール（電気的接続部）
６を形成する。続いて、同様にして同図（ｃ）に示すよ
うにコンタクトホール６の周囲をその半分の深さまでエ
ッチングしてコンタクトホール６に段部７を形成する。
次に、同図（ｄ）に示すようにEB（エレクトロンビー
ム）装置を用いて真空（１×10-7Torr）中において蒸着
を行い、ニッケル系合金（Ni−Co,Ni−Fe等）による強
磁性体薄膜８を形成する。このときのシリコン基板１の
温度は約300℃、蒸着速度は1.0Å/secとする。続いて、
この強磁性体薄膜８の上に同じくEB装置によりアルミニ
ウム（Al）または金（Au）からなる膜厚約１・15μｍの
低抵抗金属薄膜９を形成する。最後に、真空中において
スパッタリングを行い、たとえば二酸化シリコンからな
る保護膜10を形成する。この保護膜10の膜厚は低抵抗金
属薄膜９以上の薄膜、すなわち1.15μｍ以上の厚さとす
る。
ム）装置を用いて真空（１×10-7Torr）中において蒸着
を行い、ニッケル系合金（Ni−Co,Ni−Fe等）による強
磁性体薄膜８を形成する。このときのシリコン基板１の
温度は約300℃、蒸着速度は1.0Å/secとする。続いて、
この強磁性体薄膜８の上に同じくEB装置によりアルミニ
ウム（Al）または金（Au）からなる膜厚約１・15μｍの
低抵抗金属薄膜９を形成する。最後に、真空中において
スパッタリングを行い、たとえば二酸化シリコンからな
る保護膜10を形成する。この保護膜10の膜厚は低抵抗金
属薄膜９以上の薄膜、すなわち1.15μｍ以上の厚さとす
る。
このようにして本実施例では、集積回路の電極３と強
磁性体薄膜８とをコンタクトホール６を介して電気的に
安定して接続させることができる。すなわち、コンタク
ホール６の内壁には段部７が形成されるとともに、電極
３の外壁にはSOG膜４による傾倒面4aが形成されている
ため、強磁性体薄膜８はこれらの段部７および傾斜面4a
に沿って滑らかに形成される。したがって、電極３およ
びコンタクホール６の角部において強磁性体薄膜８に段
切れが生ずることがなく、安定したステップカバレージ
がなされる。
磁性体薄膜８とをコンタクトホール６を介して電気的に
安定して接続させることができる。すなわち、コンタク
ホール６の内壁には段部７が形成されるとともに、電極
３の外壁にはSOG膜４による傾倒面4aが形成されている
ため、強磁性体薄膜８はこれらの段部７および傾斜面4a
に沿って滑らかに形成される。したがって、電極３およ
びコンタクホール６の角部において強磁性体薄膜８に段
切れが生ずることがなく、安定したステップカバレージ
がなされる。
なお、ニッケル系合金で形成された強磁性体薄膜８
は、アルミニウムで形成される電極３とアルミニウム系
合金で形成される低抵抗金属薄膜９との間において中間
層としての意義を有している。すなわち、電極３のアル
ミニウムと低抵抗金属薄膜９の金とは直接接触すると界
面に合金層が形成され、電気的接続が正常に行われない
ため、ニッケル系合金からなる強磁性体薄膜８が介在す
ることにより両者の間の電気的接続を安定して行うもの
である。
は、アルミニウムで形成される電極３とアルミニウム系
合金で形成される低抵抗金属薄膜９との間において中間
層としての意義を有している。すなわち、電極３のアル
ミニウムと低抵抗金属薄膜９の金とは直接接触すると界
面に合金層が形成され、電気的接続が正常に行われない
ため、ニッケル系合金からなる強磁性体薄膜８が介在す
ることにより両者の間の電気的接続を安定して行うもの
である。
なお、上記実施例においては、コンタクトホール６の
内壁を２段構造としたが、段階的に孔径が広がるような
３以上の段差構造とすれば、よりステップカバレージが
向上する。また、電極３の側壁のSOG膜４は必須のもの
ではなく、電極３そのものに傾斜面4aを形成するように
してもよい。さらに、シリコン基板１内に形成するトラ
ンジスタは、バイポーラ型、MOS型等の種類を問わない
ことは勿論である。
内壁を２段構造としたが、段階的に孔径が広がるような
３以上の段差構造とすれば、よりステップカバレージが
向上する。また、電極３の側壁のSOG膜４は必須のもの
ではなく、電極３そのものに傾斜面4aを形成するように
してもよい。さらに、シリコン基板１内に形成するトラ
ンジスタは、バイポーラ型、MOS型等の種類を問わない
ことは勿論である。
以上説明したように請求項１記載の集積化磁気センサ
の製造方法によれば、半導体基板に集積回路を形成する
とともに電極を形成した後、その上に強磁性体薄膜から
なる磁気抵抗素子を形成するに際し、予め電気的接続部
の内壁に段差構造を形成するようにしたので、強磁性体
薄膜を滑らかに形成できる。したがって、強磁性体薄膜
の段切れ現象を防止でき、ステップカバレージが向上
し、強磁性体薄膜、さらにはその上の導電性膜および保
護膜を電気的に安定した状態で形成することができる。
の製造方法によれば、半導体基板に集積回路を形成する
とともに電極を形成した後、その上に強磁性体薄膜から
なる磁気抵抗素子を形成するに際し、予め電気的接続部
の内壁に段差構造を形成するようにしたので、強磁性体
薄膜を滑らかに形成できる。したがって、強磁性体薄膜
の段切れ現象を防止でき、ステップカバレージが向上
し、強磁性体薄膜、さらにはその上の導電性膜および保
護膜を電気的に安定した状態で形成することができる。
また、請求項２記載の集積化磁気センサの製造方法に
よれば、電極の外壁に傾斜面を形成するようにしたの
で、電気的接続部の段差構造と相俟って強磁性体薄膜の
段切れ現象を防止することができる。
よれば、電極の外壁に傾斜面を形成するようにしたの
で、電気的接続部の段差構造と相俟って強磁性体薄膜の
段切れ現象を防止することができる。
図面は本発明の実施例を表わすもので、第１図（ａ）〜
（ｄ）は本発明の一実施例に係わる集積化磁気センサの
製造方法を示す断面図、第２図は第１図の工程で製造さ
れた集積化磁気センサの製造方法の等価回路を示す図で
ある。 １……シリコン基板、 ３……電極、 ４……SOG膜、 ５……窒化膜、 ６……コンタクトホール（電気的接続部）、 ７……段部、 ８……強磁性体薄膜、 ９……低抵抗金属薄膜、 10……保護膜
（ｄ）は本発明の一実施例に係わる集積化磁気センサの
製造方法を示す断面図、第２図は第１図の工程で製造さ
れた集積化磁気センサの製造方法の等価回路を示す図で
ある。 １……シリコン基板、 ３……電極、 ４……SOG膜、 ５……窒化膜、 ６……コンタクトホール（電気的接続部）、 ７……段部、 ８……強磁性体薄膜、 ９……低抵抗金属薄膜、 10……保護膜
Claims (2)
- 【請求項１】集積回路が形成された半導体基板上に電極
を形成する工程と、 前記電極を含む半導体基板上に絶縁性膜を形成する工程
と、 前記絶縁性膜に前記電極の接続面に達する電気的接続部
を形成するとともに、この電気的接続部の内壁に段部構
造を形成する工程と、 前記電気的接続部を含む絶縁性膜の表面に磁気抵抗素子
となる強磁性体薄膜を形成する工程と、 前記強磁性体薄膜上に導電膜を形成する工程とを具備し
たことを特徴とする集積化磁気センサの製造方法。 - 【請求項２】前記絶縁性膜を形成する前に、電極の外壁
に傾斜面を形成する工程をさらに含むことを特徴とする
請求項１記載の集積化磁気センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197649A JP2626200B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 集積化磁気センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197649A JP2626200B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 集積化磁気センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484471A JPH0484471A (ja) | 1992-03-17 |
| JP2626200B2 true JP2626200B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=16378010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2197649A Expired - Lifetime JP2626200B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 集積化磁気センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2626200B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11404475B2 (en) | 2018-11-08 | 2022-08-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor sensor device and semiconductor sensor device manufacturing method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6570221B1 (en) | 1993-07-27 | 2003-05-27 | Hyundai Electronics America | Bonding of silicon wafers |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP2197649A patent/JP2626200B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11404475B2 (en) | 2018-11-08 | 2022-08-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor sensor device and semiconductor sensor device manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0484471A (ja) | 1992-03-17 |
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