JP2946983B2 - 磁気抵抗素子 - Google Patents
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- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気抵抗素子に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、特開平１−１２５８８２
号公報に示されているように、磁気センサ等に磁気抵抗
素子が使用されている。これは、図２１に示すように、
基板３０上にアルミ配線金属３１が配置され、その上に
Ｎｉ−Ｃｏ系強磁性磁気抵抗素子薄膜３２の一部が重な
るように配置されて電気的に接続され、さらに、これら
を表面保護膜３３にて覆っている。
号公報に示されているように、磁気センサ等に磁気抵抗
素子が使用されている。これは、図２１に示すように、
基板３０上にアルミ配線金属３１が配置され、その上に
Ｎｉ−Ｃｏ系強磁性磁気抵抗素子薄膜３２の一部が重な
るように配置されて電気的に接続され、さらに、これら
を表面保護膜３３にて覆っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、表面保護膜
３３として耐湿性に優れたプラズマシリコン窒化膜（Ｐ
−ＳｉＮ膜）を用いた場合には、Ｎｉ−Ｃｏ系強磁性磁
気抵抗薄膜３２とアルミ配線金属３１との接合部におい
てコンタクト抵抗が増大して素子特性の劣化を招いてし
まうことが実験により判明した。
３３として耐湿性に優れたプラズマシリコン窒化膜（Ｐ
−ＳｉＮ膜）を用いた場合には、Ｎｉ−Ｃｏ系強磁性磁
気抵抗薄膜３２とアルミ配線金属３１との接合部におい
てコンタクト抵抗が増大して素子特性の劣化を招いてし
まうことが実験により判明した。
【０００４】つまり、図２１に示す磁気センサにおい
て、Ｎｉ−Ｃｏ／Ａｌのコンタクト抵抗を、表面保護膜
３３であるプラズマシリコン窒化膜（Ｐ−ＳｉＮ膜）形
成前後で測定した結果を、図２２に示す。プラズマシリ
コン窒化膜の形成前に比べてプラズマシリコン窒化膜の
形成後はコンタクト抵抗が２桁も大きくなっていること
が明らかになった。このことは、Ｎｉ−Ｃｏ／Ａｌの電
気接続不良を示す。この原因を明らかにするために、プ
ラズマシリコン窒化膜形成時の雰囲気ガスの１つである
ＮＨ3 ガス雰囲気で同じようにコンタクト抵抗の変化を
調べた。その結果を図２３に示す。ＮＨ3 雰囲気にさら
すことにより、Ｎｉ−Ｃｏ／Ａｌコンタクト抵抗はＮＨ
3 雰囲気にさらす前に比べて約２桁変化しており、前述
のプラズマシリコン窒化膜形成後のコンタクト抵抗の増
大はＮＨ3 ガスが主な原因であることが判明した。又、
プラズマシリコン窒化膜形成後のＮｉ−Ｃｏ／Ａｌ界面
をＳＩＭＳ分析（二次イオン質量分析法）した結果を図
２４に示す。同図から、アルミ配線金属の表面に絶縁物
の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が存在することが分か
り、これがコンタクト抵抗を大きくする原因となってい
る。
て、Ｎｉ−Ｃｏ／Ａｌのコンタクト抵抗を、表面保護膜
３３であるプラズマシリコン窒化膜（Ｐ−ＳｉＮ膜）形
成前後で測定した結果を、図２２に示す。プラズマシリ
コン窒化膜の形成前に比べてプラズマシリコン窒化膜の
形成後はコンタクト抵抗が２桁も大きくなっていること
が明らかになった。このことは、Ｎｉ−Ｃｏ／Ａｌの電
気接続不良を示す。この原因を明らかにするために、プ
ラズマシリコン窒化膜形成時の雰囲気ガスの１つである
ＮＨ3 ガス雰囲気で同じようにコンタクト抵抗の変化を
調べた。その結果を図２３に示す。ＮＨ3 雰囲気にさら
すことにより、Ｎｉ−Ｃｏ／Ａｌコンタクト抵抗はＮＨ
3 雰囲気にさらす前に比べて約２桁変化しており、前述
のプラズマシリコン窒化膜形成後のコンタクト抵抗の増
大はＮＨ3 ガスが主な原因であることが判明した。又、
プラズマシリコン窒化膜形成後のＮｉ−Ｃｏ／Ａｌ界面
をＳＩＭＳ分析（二次イオン質量分析法）した結果を図
２４に示す。同図から、アルミ配線金属の表面に絶縁物
の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が存在することが分か
り、これがコンタクト抵抗を大きくする原因となってい
る。
【０００５】そこで、この発明は、表面保護膜の形成に
伴う磁気抵抗素子薄膜と配線金属との接合抵抗の増加を
抑制することができる磁気抵抗素子を提供するものであ
る。
伴う磁気抵抗素子薄膜と配線金属との接合抵抗の増加を
抑制することができる磁気抵抗素子を提供するものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、基板上に
ニッケル系磁気抵抗素子薄膜と非アルミ系導体とアルミ
系配線金属とを配置して、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜
とアルミ系配線金属とを非アルミ系導体を介在した状態
で電気的に接続するとともに、ニッケル系磁気抵抗素子
薄膜と非アルミ系導体とアルミ系配線金属とをプラズマ
シリコン窒化膜よりなる表面保護膜にて被覆した磁気抵
抗素子をその要旨とする。
ニッケル系磁気抵抗素子薄膜と非アルミ系導体とアルミ
系配線金属とを配置して、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜
とアルミ系配線金属とを非アルミ系導体を介在した状態
で電気的に接続するとともに、ニッケル系磁気抵抗素子
薄膜と非アルミ系導体とアルミ系配線金属とをプラズマ
シリコン窒化膜よりなる表面保護膜にて被覆した磁気抵
抗素子をその要旨とする。
【０００７】第２の発明は、基板上においてニッケル系
磁気抵抗素子薄膜の端部上にアルミ系配線金属を重ねて
配置して、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配線
金属とを電気的に接続するとともに、ニッケル系磁気抵
抗素子薄膜とアルミ系配線金属とをプラズマシリコン窒
化膜よりなる表面保護膜にて被覆した磁気抵抗素子をそ
の要旨とする。
磁気抵抗素子薄膜の端部上にアルミ系配線金属を重ねて
配置して、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配線
金属とを電気的に接続するとともに、ニッケル系磁気抵
抗素子薄膜とアルミ系配線金属とをプラズマシリコン窒
化膜よりなる表面保護膜にて被覆した磁気抵抗素子をそ
の要旨とする。
【０００８】第３の発明は、基板上にニッケル系磁気抵
抗素子薄膜とアルミ系配線金属とを配置して、ニッケル
系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配線金属とを電気的に接
続するとともに、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ
系配線金属とをシリコン酸化膜又はアモルファスシリコ
ン膜にて被覆し、そのシリコン酸化膜又はアモルファス
シリコン膜をプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護
膜にて被覆した磁気抵抗素子をその要旨とする。
抗素子薄膜とアルミ系配線金属とを配置して、ニッケル
系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配線金属とを電気的に接
続するとともに、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ
系配線金属とをシリコン酸化膜又はアモルファスシリコ
ン膜にて被覆し、そのシリコン酸化膜又はアモルファス
シリコン膜をプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護
膜にて被覆した磁気抵抗素子をその要旨とする。
【０００９】第４の発明は、基板上に、ニッケル系磁気
抵抗素子薄膜とアルミ系配線金属との間に、窒化物化す
ることにより低抵抗化するバリア金属を積層した状態で
配置して、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配線
金属とを電気的に接続するとともに、ニッケル系磁気抵
抗素子薄膜とアルミ系配線金属とをプラズマシリコン窒
化膜よりなる表面保護膜にて被覆した磁気抵抗素子をそ
の要旨とするものである。
抵抗素子薄膜とアルミ系配線金属との間に、窒化物化す
ることにより低抵抗化するバリア金属を積層した状態で
配置して、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配線
金属とを電気的に接続するとともに、ニッケル系磁気抵
抗素子薄膜とアルミ系配線金属とをプラズマシリコン窒
化膜よりなる表面保護膜にて被覆した磁気抵抗素子をそ
の要旨とするものである。
【００１０】
【作用】第１の発明は、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜と
アルミ系配線金属とが非アルミ系導体を介在した状態で
電気的に接続される。よって、プラズマシリコン窒化膜
を形成する際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてニッケル系
磁気抵抗素子薄膜と非アルミ系導体との接合部、及び非
アルミ系導体とアルミ系配線金属との接合部には、絶縁
物のＡｌＮが存在しない。
アルミ系配線金属とが非アルミ系導体を介在した状態で
電気的に接続される。よって、プラズマシリコン窒化膜
を形成する際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてニッケル系
磁気抵抗素子薄膜と非アルミ系導体との接合部、及び非
アルミ系導体とアルミ系配線金属との接合部には、絶縁
物のＡｌＮが存在しない。
【００１１】第２の発明は、ニッケル系磁気抵抗素子薄
膜の端部上にアルミ系配線金属が重ねて配置されてお
り、プラズマシリコン窒化膜を形成する際のＮＨ3 ガス
雰囲気下においてアルミ系配線金属の表面に不動態が形
成され、それ以上のＮＨ3 の侵入が防止されアルミ系配
線金属とニッケル系磁気抵抗素子薄膜との接合部には、
絶縁物のＡｌＮが存在しない。
膜の端部上にアルミ系配線金属が重ねて配置されてお
り、プラズマシリコン窒化膜を形成する際のＮＨ3 ガス
雰囲気下においてアルミ系配線金属の表面に不動態が形
成され、それ以上のＮＨ3 の侵入が防止されアルミ系配
線金属とニッケル系磁気抵抗素子薄膜との接合部には、
絶縁物のＡｌＮが存在しない。
【００１２】第３の発明は、ニッケル系磁気抵抗素子薄
膜とアルミ系配線金属とがシリコン酸化物又はアモルフ
ァスシリコン膜にて覆われており、プラズマシリコン窒
化膜を形成する際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてシリコ
ン酸化膜又はアモルファスシリコン膜によりＮＨ3 の侵
入が防止されニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配
線金属との接合部には、絶縁物のＡｌＮが存在しない。
膜とアルミ系配線金属とがシリコン酸化物又はアモルフ
ァスシリコン膜にて覆われており、プラズマシリコン窒
化膜を形成する際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてシリコ
ン酸化膜又はアモルファスシリコン膜によりＮＨ3 の侵
入が防止されニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配
線金属との接合部には、絶縁物のＡｌＮが存在しない。
【００１３】第４の発明は、ニッケル系磁気抵抗素子薄
膜とアルミ系配線金属との間にバリア金属が積層した状
態で配置されており、プラズマシリコン窒化膜を形成す
る際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてバリア金属が窒化物
化されるが、この窒化物は低抵抗されているので、接合
抵抗の増加は抑制される。
膜とアルミ系配線金属との間にバリア金属が積層した状
態で配置されており、プラズマシリコン窒化膜を形成す
る際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてバリア金属が窒化物
化されるが、この窒化物は低抵抗されているので、接合
抵抗の増加は抑制される。
【００１４】
【実施例】（第１実施例）以下、この発明を磁気センサ
に具体化した一実施例を図面に従って説明する。
に具体化した一実施例を図面に従って説明する。
【００１５】図１は磁気センサの断面図であり、強磁性
磁気抵抗素子薄膜１１と信号処理回路とが同一基板内に
集積化されている。図２〜図４には、その製造工程を示
す。
磁気抵抗素子薄膜１１と信号処理回路とが同一基板内に
集積化されている。図２〜図４には、その製造工程を示
す。
【００１６】まず、図２に示すように、Ｐ型半導体基板
（シリコン基板）１の主表面に、公知の半導体加工技術
を用いて縦形ＮＰＮバイポーラトランジスタを形成す
る。つまり、Ｐ型半導体基板１の主表面上に、Ｎ+ 型埋
込層２、Ｎ- 型エピタキシャル層３を形成する。そし
て、Ｎ- 型エピタキシャル層３の主表面上にシリコン酸
化膜４を熱酸化法により形成し、シリコン酸化膜４を所
望の回路パターンによりホトエッチングし、不純物の拡
散にてＰ+ 型素子分離領域５、Ｐ+ 型拡散領域６、Ｎ+
型拡散領域７、８を形成する。即ち、Ｎ+ ならばリン
を、Ｐ+ ならばボロンをイオン注入法もしくは拡散法に
より選択的に拡散して形成する。このようにして、縦形
ＮＰＮバイポーラトランジスタがＮ+ 型埋込層２、Ｎ-
型エピタキシャル層３、Ｐ+ 型拡散領域６、及びＮ+ 型
拡散領域７、８にて構成され、このトランジスタは後述
する強磁性磁気抵抗素子薄膜１１からの信号を増幅す
る。
（シリコン基板）１の主表面に、公知の半導体加工技術
を用いて縦形ＮＰＮバイポーラトランジスタを形成す
る。つまり、Ｐ型半導体基板１の主表面上に、Ｎ+ 型埋
込層２、Ｎ- 型エピタキシャル層３を形成する。そし
て、Ｎ- 型エピタキシャル層３の主表面上にシリコン酸
化膜４を熱酸化法により形成し、シリコン酸化膜４を所
望の回路パターンによりホトエッチングし、不純物の拡
散にてＰ+ 型素子分離領域５、Ｐ+ 型拡散領域６、Ｎ+
型拡散領域７、８を形成する。即ち、Ｎ+ ならばリン
を、Ｐ+ ならばボロンをイオン注入法もしくは拡散法に
より選択的に拡散して形成する。このようにして、縦形
ＮＰＮバイポーラトランジスタがＮ+ 型埋込層２、Ｎ-
型エピタキシャル層３、Ｐ+ 型拡散領域６、及びＮ+ 型
拡散領域７、８にて構成され、このトランジスタは後述
する強磁性磁気抵抗素子薄膜１１からの信号を増幅す
る。
【００１７】次に、図３に示すように、シリコン酸化膜
４上に、ＴｉＷよりなる非アルミ系導体としての導体金
属９をスパッタリング法で堆積する。膜厚は１０ｎｍ〜
３０ｎｍ程度とする。この導体金属９をフォトエッチン
グによりパターニングする。
４上に、ＴｉＷよりなる非アルミ系導体としての導体金
属９をスパッタリング法で堆積する。膜厚は１０ｎｍ〜
３０ｎｍ程度とする。この導体金属９をフォトエッチン
グによりパターニングする。
【００１８】その後、シリコン酸化膜４にフォトリソグ
ラフィを用いて選択的に開口部４ａを明け、コンタクト
部を形成する。そして、図４に示すように、Ｐ型半導体
基板１の主表面上に薄膜のアルミ配線金属１０を約１．
０μｍ堆積するとともに、このアルミ配線金属１０をフ
ォトエッチングによりパターニングする。このとき、導
体金属９の端部の上面にアルミ配線金属１０の端部が重
なるように配置される。そして、熱処理工程によりアル
ミ配線金属１０と回路素子（シリコン）とのオーミック
接合を行う（合金化処理を行う）。
ラフィを用いて選択的に開口部４ａを明け、コンタクト
部を形成する。そして、図４に示すように、Ｐ型半導体
基板１の主表面上に薄膜のアルミ配線金属１０を約１．
０μｍ堆積するとともに、このアルミ配線金属１０をフ
ォトエッチングによりパターニングする。このとき、導
体金属９の端部の上面にアルミ配線金属１０の端部が重
なるように配置される。そして、熱処理工程によりアル
ミ配線金属１０と回路素子（シリコン）とのオーミック
接合を行う（合金化処理を行う）。
【００１９】引き続き、電子ビーム蒸着装置内の基板ホ
ルダーに上記基板をセットする。そして、Ｎｉ−Ｃｏよ
りなる強磁性磁気抵抗素子薄膜１１を電子ビーム蒸着法
により約５０ｎｍ堆積し、フォトエッチング法によりパ
ターニングする。このとき、導体金属９の端部の上面に
強磁性磁気抵抗素子薄膜１１の端部が重なるように配置
される。そして、この強磁性磁気抵抗素子薄膜１１とア
ルミ配線金属１０とが導体金属９を介して電気的に接続
される。
ルダーに上記基板をセットする。そして、Ｎｉ−Ｃｏよ
りなる強磁性磁気抵抗素子薄膜１１を電子ビーム蒸着法
により約５０ｎｍ堆積し、フォトエッチング法によりパ
ターニングする。このとき、導体金属９の端部の上面に
強磁性磁気抵抗素子薄膜１１の端部が重なるように配置
される。そして、この強磁性磁気抵抗素子薄膜１１とア
ルミ配線金属１０とが導体金属９を介して電気的に接続
される。
【００２０】最後に、図１に示すように、プラズマＣＶ
Ｄ装置を用いてプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保
護膜１２を成膜する。つまり、Ｐ型半導体基板１を２０
０〜４００℃程度の温度とし、ガス（モノシラン、窒
素、アンモニア等）を流し、高周波電源によりプラズマ
を励起させシリコン窒化膜（Ｐ−ＳｉＮ）を形成する。
このプラズマシリコン窒化膜形成時において雰囲気ガス
の１つであるＮＨ3 ガスにさらされるが、ＴｉＷよりな
る導体金属９においてはその表面に窒化層が形成されな
い。そして、この表面保護膜１２により、導体金属９と
アルミ配線金属１０と強磁性磁気抵抗素子薄膜１１とＰ
型半導体基板１の主表面に作製した回路素子とが外気か
ら保護される。
Ｄ装置を用いてプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保
護膜１２を成膜する。つまり、Ｐ型半導体基板１を２０
０〜４００℃程度の温度とし、ガス（モノシラン、窒
素、アンモニア等）を流し、高周波電源によりプラズマ
を励起させシリコン窒化膜（Ｐ−ＳｉＮ）を形成する。
このプラズマシリコン窒化膜形成時において雰囲気ガス
の１つであるＮＨ3 ガスにさらされるが、ＴｉＷよりな
る導体金属９においてはその表面に窒化層が形成されな
い。そして、この表面保護膜１２により、導体金属９と
アルミ配線金属１０と強磁性磁気抵抗素子薄膜１１とＰ
型半導体基板１の主表面に作製した回路素子とが外気か
ら保護される。
【００２１】よって、このようにして製造された磁気セ
ンサにおいては、Ｐ型半導体基板１上にＮｉ−Ｃｏより
なる強磁性磁気抵抗素子薄膜１１とＴｉＷよりなる導体
金属９とアルミ配線金属１０とが配置され、強磁性磁気
抵抗素子薄膜１１とアルミ配線金属１０とが導体金属９
を介在した状態で電気的に接続されるとともに、強磁性
磁気抵抗素子薄膜１１と導体金属９とアルミ配線金属１
０とがプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護膜１２
にて被覆されている。
ンサにおいては、Ｐ型半導体基板１上にＮｉ−Ｃｏより
なる強磁性磁気抵抗素子薄膜１１とＴｉＷよりなる導体
金属９とアルミ配線金属１０とが配置され、強磁性磁気
抵抗素子薄膜１１とアルミ配線金属１０とが導体金属９
を介在した状態で電気的に接続されるとともに、強磁性
磁気抵抗素子薄膜１１と導体金属９とアルミ配線金属１
０とがプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護膜１２
にて被覆されている。
【００２２】図５には、表面保護膜１２（Ｐ−ＳｉＮ
膜）形成時の雰囲気ガスの１つであるＮＨ3 ガス雰囲気
下における強磁性磁気抵抗素子薄膜１１のホトエッチン
グ後とプラズマシリコン窒化膜形成後のＮｉ−Ｃｏ／Ａ
ｌのコンタクト抵抗の測定結果を示す。この図から、本
実施例（第１実施例）においては、ＮＨ3 雰囲気にさら
してもコンタクト抵抗の増大は見られなかった。
膜）形成時の雰囲気ガスの１つであるＮＨ3 ガス雰囲気
下における強磁性磁気抵抗素子薄膜１１のホトエッチン
グ後とプラズマシリコン窒化膜形成後のＮｉ−Ｃｏ／Ａ
ｌのコンタクト抵抗の測定結果を示す。この図から、本
実施例（第１実施例）においては、ＮＨ3 雰囲気にさら
してもコンタクト抵抗の増大は見られなかった。
【００２３】このように本実施例では、Ｐ型半導体基板
１上にＮｉ−Ｃｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜１１
とＴｉＷよりなる導体金属９（非アルミ系導体）とアル
ミ配線金属１０とを配置して、強磁性磁気抵抗素子薄膜
１１とアルミ配線金属１０とを導体金属９を介在した状
態で電気的に接続するとともに、強磁性磁気抵抗素子薄
膜１１と導体金属９とアルミ配線金属１０とをプラズマ
シリコン窒化膜よりなる表面保護膜１２にて被覆した。
よって、表面保護膜１２を形成する際のＮＨ3ガス雰囲
気下において強磁性磁気抵抗素子薄膜１１と導体金属９
との接合部、及び導体金属９とアルミ配線金属１０との
接合部には、絶縁物のＡｌＮが存在しない。つまり、窒
化物を形成しない導体金属９（ＴｉＷ）を介して強磁性
磁気抵抗素子薄膜１１とアルミ配線金属１０とを電気接
続することにより、表面保護膜形成によるＮｉ−Ｃｏ／
Ａｌコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
１上にＮｉ−Ｃｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜１１
とＴｉＷよりなる導体金属９（非アルミ系導体）とアル
ミ配線金属１０とを配置して、強磁性磁気抵抗素子薄膜
１１とアルミ配線金属１０とを導体金属９を介在した状
態で電気的に接続するとともに、強磁性磁気抵抗素子薄
膜１１と導体金属９とアルミ配線金属１０とをプラズマ
シリコン窒化膜よりなる表面保護膜１２にて被覆した。
よって、表面保護膜１２を形成する際のＮＨ3ガス雰囲
気下において強磁性磁気抵抗素子薄膜１１と導体金属９
との接合部、及び導体金属９とアルミ配線金属１０との
接合部には、絶縁物のＡｌＮが存在しない。つまり、窒
化物を形成しない導体金属９（ＴｉＷ）を介して強磁性
磁気抵抗素子薄膜１１とアルミ配線金属１０とを電気接
続することにより、表面保護膜形成によるＮｉ−Ｃｏ／
Ａｌコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
【００２４】尚、非アルミ系導体としての導体金属９
は、ＴｉＷのように表面保護膜形成時に表面に窒化層を
形成しないか、もしくはチタンナイトライドのように窒
化膜が導体であり、かつ、強磁性磁気抵抗素子薄膜１１
及びアルミ配線金属１０と電気接続可能であり、かつ、
エッチング液により変質しないものが使用できる。従っ
て、非アルミ系導体（９）として用いることのできるも
のとしては、ＴｉＷ、ＴｉＮ、多結晶シリコン、Ａｕ，
Ｐｔ等の貴金属が挙げられる。 （第２実施例）次に、第２実施例を説明する。
は、ＴｉＷのように表面保護膜形成時に表面に窒化層を
形成しないか、もしくはチタンナイトライドのように窒
化膜が導体であり、かつ、強磁性磁気抵抗素子薄膜１１
及びアルミ配線金属１０と電気接続可能であり、かつ、
エッチング液により変質しないものが使用できる。従っ
て、非アルミ系導体（９）として用いることのできるも
のとしては、ＴｉＷ、ＴｉＮ、多結晶シリコン、Ａｕ，
Ｐｔ等の貴金属が挙げられる。 （第２実施例）次に、第２実施例を説明する。
【００２５】図６は磁気センサの断面図であり、強磁性
磁気抵抗素子薄膜１４と信号処理回路とが同一基板内に
集積化されている。図７〜図９には、その製造工程を示
す。
磁気抵抗素子薄膜１４と信号処理回路とが同一基板内に
集積化されている。図７〜図９には、その製造工程を示
す。
【００２６】まず、図７に示すように、第１実施例で説
明したように、ＮＰＮバイポーラトランジスタを形成す
る。そして、シリコン酸化膜４にフォトリソグラフィを
用いて選択的に開口部４ａを明け、コンタクト部を形成
する。そして、シリコン酸化膜４上にアルミ配線金属１
３を堆積するとともに、このアルミ配線金属１３をフォ
トエッチングによりパターニングする。さらに、熱処理
工程によりアルミ配線金属１３と回路素子（シリコン）
とのオーミック接合を行う。引き続き、電子ビーム蒸着
装置内の基板ホルダーに上記基板をセットして、Ｎｉ−
Ｃｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜１４を電子ビーム
蒸着法により堆積し、フォトエッチング法によりパター
ニングする。このとき、アルミ配線金属１３と強磁性磁
気抵抗素子薄膜１４とは離間している。
明したように、ＮＰＮバイポーラトランジスタを形成す
る。そして、シリコン酸化膜４にフォトリソグラフィを
用いて選択的に開口部４ａを明け、コンタクト部を形成
する。そして、シリコン酸化膜４上にアルミ配線金属１
３を堆積するとともに、このアルミ配線金属１３をフォ
トエッチングによりパターニングする。さらに、熱処理
工程によりアルミ配線金属１３と回路素子（シリコン）
とのオーミック接合を行う。引き続き、電子ビーム蒸着
装置内の基板ホルダーに上記基板をセットして、Ｎｉ−
Ｃｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜１４を電子ビーム
蒸着法により堆積し、フォトエッチング法によりパター
ニングする。このとき、アルミ配線金属１３と強磁性磁
気抵抗素子薄膜１４とは離間している。
【００２７】そして、図８に示すように、プラズマシリ
コン窒化膜よりなる絶縁膜１５を約０．５μｍ堆積す
る。この絶縁膜１５に対しフォトリソグラフィを用い
て、アルミ配線金属１３と強磁性磁気抵抗素子薄膜１４
に至る開口部１５ａを選択的に形成する。
コン窒化膜よりなる絶縁膜１５を約０．５μｍ堆積す
る。この絶縁膜１５に対しフォトリソグラフィを用い
て、アルミ配線金属１３と強磁性磁気抵抗素子薄膜１４
に至る開口部１５ａを選択的に形成する。
【００２８】その後、図９に示すように、スパッタリッ
ング法により、薄膜よりなるアルミ配線金属１６を堆積
する。尚、このアルミ配線金属１６の堆積前に、逆スパ
ッタ法にてアルミ配線金属１３の表面と強磁性磁気抵抗
素子薄膜１４の表面をエッチングしておく。そして、フ
ォトリソグラフィを用いて、アルミ配線金属１６をパタ
ーニングする。その結果、アルミ配線金属１６によりア
ルミ配線金属１３と強磁性磁気抵抗素子薄膜１４とが電
気的に接続される。尚、アルミ配線金属１３の厚さは１
μｍ程度、アルミ配線金属１６の厚さは５０００Å程度
である。
ング法により、薄膜よりなるアルミ配線金属１６を堆積
する。尚、このアルミ配線金属１６の堆積前に、逆スパ
ッタ法にてアルミ配線金属１３の表面と強磁性磁気抵抗
素子薄膜１４の表面をエッチングしておく。そして、フ
ォトリソグラフィを用いて、アルミ配線金属１６をパタ
ーニングする。その結果、アルミ配線金属１６によりア
ルミ配線金属１３と強磁性磁気抵抗素子薄膜１４とが電
気的に接続される。尚、アルミ配線金属１３の厚さは１
μｍ程度、アルミ配線金属１６の厚さは５０００Å程度
である。
【００２９】最後に、図６に示すように、プラズマＣＶ
Ｄ装置を用いてプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保
護膜１７を形成する。このプラズマシリコン窒化膜形成
時において雰囲気ガスの１つであるＮＨ3 ガスにさらさ
れるが、アルミ配線金属１６の表面に不動態が形成さ
れ、それ以上のＮＨ3 の侵入が防止されアルミ配線金属
１６と強磁性磁気抵抗素子薄膜１４との接合部には、絶
縁物のＡｌＮが存在しない。
Ｄ装置を用いてプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保
護膜１７を形成する。このプラズマシリコン窒化膜形成
時において雰囲気ガスの１つであるＮＨ3 ガスにさらさ
れるが、アルミ配線金属１６の表面に不動態が形成さ
れ、それ以上のＮＨ3 の侵入が防止されアルミ配線金属
１６と強磁性磁気抵抗素子薄膜１４との接合部には、絶
縁物のＡｌＮが存在しない。
【００３０】よって、このようにして製造された磁気セ
ンサにおいては、Ｐ型半導体基板１上においてＮｉ−Ｃ
ｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜１４が配置され、そ
の端部上にアルミ配線金属１６が重ねた状態で配置さ
れ、強磁性磁気抵抗素子薄膜１４とアルミ配線金属１６
とが電気的に接続されている。又、強磁性磁気抵抗素子
薄膜１４とアルミ配線金属１３，１６とがプラズマシリ
コン窒化膜よりなる表面保護膜１７にて被覆されてい
る。
ンサにおいては、Ｐ型半導体基板１上においてＮｉ−Ｃ
ｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜１４が配置され、そ
の端部上にアルミ配線金属１６が重ねた状態で配置さ
れ、強磁性磁気抵抗素子薄膜１４とアルミ配線金属１６
とが電気的に接続されている。又、強磁性磁気抵抗素子
薄膜１４とアルミ配線金属１３，１６とがプラズマシリ
コン窒化膜よりなる表面保護膜１７にて被覆されてい
る。
【００３１】その結果、図５に示すように、本実施例
（第２実施例）において、ＮＨ3 雰囲気にさらしてもコ
ンタクト抵抗の増大は見られなかった。このように本実
施例では、Ｐ型半導体基板１上においてＮｉ−Ｃｏより
なる強磁性磁気抵抗素子薄膜１４の端部上にアルミ配線
金属１６を重ねて配置して、強磁性磁気抵抗素子薄膜１
４とアルミ配線金属１６とを電気的に接続するととも
に、強磁性磁気抵抗素子薄膜１４とアルミ配線金属１６
とをプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護膜１７に
て被覆した。よって、表面保護膜（プラズマシリコン窒
化膜）１７を形成する際のＮＨ3 ガス雰囲気下において
アルミ配線金属１６の表面に不動態が形成され、それ以
上のＮＨ3 の侵入が防止されアルミ配線金属１６と強磁
性磁気抵抗素子薄膜１４との接合部には、絶縁物のＡｌ
Ｎが存在しない。その結果、Ｐ−ＳｉＮ膜形成によるＮ
ｉ−Ｃｏ／Ａｌコンタクト抵抗の増大を抑制することが
できる。 （第３実施例）次に、第３実施例を説明する。
（第２実施例）において、ＮＨ3 雰囲気にさらしてもコ
ンタクト抵抗の増大は見られなかった。このように本実
施例では、Ｐ型半導体基板１上においてＮｉ−Ｃｏより
なる強磁性磁気抵抗素子薄膜１４の端部上にアルミ配線
金属１６を重ねて配置して、強磁性磁気抵抗素子薄膜１
４とアルミ配線金属１６とを電気的に接続するととも
に、強磁性磁気抵抗素子薄膜１４とアルミ配線金属１６
とをプラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護膜１７に
て被覆した。よって、表面保護膜（プラズマシリコン窒
化膜）１７を形成する際のＮＨ3 ガス雰囲気下において
アルミ配線金属１６の表面に不動態が形成され、それ以
上のＮＨ3 の侵入が防止されアルミ配線金属１６と強磁
性磁気抵抗素子薄膜１４との接合部には、絶縁物のＡｌ
Ｎが存在しない。その結果、Ｐ−ＳｉＮ膜形成によるＮ
ｉ−Ｃｏ／Ａｌコンタクト抵抗の増大を抑制することが
できる。 （第３実施例）次に、第３実施例を説明する。
【００３２】図１０は磁気センサの断面図であり、強磁
性磁気抵抗素子薄膜１９と信号処理回路とが同一基板内
に集積化されている。図１１〜図１３には、その製造工
程を示す。
性磁気抵抗素子薄膜１９と信号処理回路とが同一基板内
に集積化されている。図１１〜図１３には、その製造工
程を示す。
【００３３】まず、図１１に示すように、第１実施例で
説明したように、ＮＰＮバイポーラトランジスタを形成
する。そして、シリコン酸化膜４にフォトリソグラフィ
を用いて選択的に開口部４ａを明け、コンタクト部を形
成する。そして、Ｐ型半導体基板１の主表面上に薄膜の
アルミ配線金属１８を堆積するとともに、このアルミ配
線金属１８をフォトエッチングによりパターニングす
る。この際、アルミ配線金属１８の端部は斜状（テーパ
状）に形成されている。その後、熱処理工程によりアル
ミ配線金属１８と回路素子（シリコン）とのオーミック
接合を行なう（合金化処理を行う）。
説明したように、ＮＰＮバイポーラトランジスタを形成
する。そして、シリコン酸化膜４にフォトリソグラフィ
を用いて選択的に開口部４ａを明け、コンタクト部を形
成する。そして、Ｐ型半導体基板１の主表面上に薄膜の
アルミ配線金属１８を堆積するとともに、このアルミ配
線金属１８をフォトエッチングによりパターニングす
る。この際、アルミ配線金属１８の端部は斜状（テーパ
状）に形成されている。その後、熱処理工程によりアル
ミ配線金属１８と回路素子（シリコン）とのオーミック
接合を行なう（合金化処理を行う）。
【００３４】又、Ａｌシンタ工程（熱処理工程）後に真
空容器内に基板ホルダーに上記基板をセットして、不活
性ガス（例えば、Ａｒガス）のスパッタエッチングによ
りアルミ配線金属１８の表面上の酸化層をエッチング除
去する。その後に、同一の真空容器内で、図１２に示す
ように、強磁性磁気抵抗素子薄膜１９を真空を破らず電
子ビーム蒸着させる。つまり、Ｎｉ−Ｃｏよりなる強磁
性磁気抵抗素子薄膜１９を電子ビーム蒸着法により堆積
する。そして、この強磁性磁気抵抗素子薄膜１９をフォ
トエッチング法にて所望のブリッジパターンにエッチン
グする。このとき、アルミ配線金属１８の端部上に強磁
性磁気抵抗素子薄膜１９が配置される。
空容器内に基板ホルダーに上記基板をセットして、不活
性ガス（例えば、Ａｒガス）のスパッタエッチングによ
りアルミ配線金属１８の表面上の酸化層をエッチング除
去する。その後に、同一の真空容器内で、図１２に示す
ように、強磁性磁気抵抗素子薄膜１９を真空を破らず電
子ビーム蒸着させる。つまり、Ｎｉ−Ｃｏよりなる強磁
性磁気抵抗素子薄膜１９を電子ビーム蒸着法により堆積
する。そして、この強磁性磁気抵抗素子薄膜１９をフォ
トエッチング法にて所望のブリッジパターンにエッチン
グする。このとき、アルミ配線金属１８の端部上に強磁
性磁気抵抗素子薄膜１９が配置される。
【００３５】次に、図１３に示すように、スパッタ法に
よりシリコン酸化膜２０を堆積する。さらに、図１０に
示すように、プラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護
膜２１を堆積する。このプラズマシリコン窒化膜形成時
において雰囲気ガスの１つであるＮＨ3 ガスにさらされ
るが、シリコン酸化膜２０によりＮＨ3 の侵入が防止さ
れ強磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属１８と
の接合部には、絶縁物のＡｌＮが存在しない。
よりシリコン酸化膜２０を堆積する。さらに、図１０に
示すように、プラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護
膜２１を堆積する。このプラズマシリコン窒化膜形成時
において雰囲気ガスの１つであるＮＨ3 ガスにさらされ
るが、シリコン酸化膜２０によりＮＨ3 の侵入が防止さ
れ強磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属１８と
の接合部には、絶縁物のＡｌＮが存在しない。
【００３６】よって、このようにして製造された磁気セ
ンサにおいては、Ｐ型半導体基板１上にＮｉ−Ｃｏより
なる強磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属１８
とが配置され、強磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配
線金属１８とが電気的に接続されるとともに、強磁性磁
気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属１８とがシリコン
酸化膜２０にて被覆され、そのシリコン酸化膜２０がプ
ラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護膜２１にて被覆
されている。
ンサにおいては、Ｐ型半導体基板１上にＮｉ−Ｃｏより
なる強磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属１８
とが配置され、強磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配
線金属１８とが電気的に接続されるとともに、強磁性磁
気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属１８とがシリコン
酸化膜２０にて被覆され、そのシリコン酸化膜２０がプ
ラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護膜２１にて被覆
されている。
【００３７】その結果、図５に示すように、本実施例
（第３実施例）において、ＮＨ3 雰囲気にさらしてもコ
ンタクト抵抗の増大は見られなかった。このように本実
施例では、Ｐ型半導体基板１上にＮｉ−Ｃｏよりなる強
磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属１８とを配
置して、強磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属
１８とを電気的に接続するとともに、強磁性磁気抵抗素
子薄膜１９とアルミ配線金属１８とをシリコン酸化膜２
０にて被覆し、そのシリコン酸化膜２０をプラズマシリ
コン窒化膜よりなる表面保護膜２１にて被覆した。つま
り、表面保護膜（プラズマシリコン窒化膜）２１を形成
する際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてシリコン酸化膜２
０によりＮＨ3 の侵入が防止され強磁性磁気抵抗素子薄
膜１９とアルミ配線金属１８との接合部には、絶縁物の
ＡｌＮが存在しない。よって、シリコン酸化膜２０を用
いることにより、Ｐ−ＳｉＮ膜形成によるＮｉ−Ｃｏ／
Ａｌコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
（第３実施例）において、ＮＨ3 雰囲気にさらしてもコ
ンタクト抵抗の増大は見られなかった。このように本実
施例では、Ｐ型半導体基板１上にＮｉ−Ｃｏよりなる強
磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属１８とを配
置して、強磁性磁気抵抗素子薄膜１９とアルミ配線金属
１８とを電気的に接続するとともに、強磁性磁気抵抗素
子薄膜１９とアルミ配線金属１８とをシリコン酸化膜２
０にて被覆し、そのシリコン酸化膜２０をプラズマシリ
コン窒化膜よりなる表面保護膜２１にて被覆した。つま
り、表面保護膜（プラズマシリコン窒化膜）２１を形成
する際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてシリコン酸化膜２
０によりＮＨ3 の侵入が防止され強磁性磁気抵抗素子薄
膜１９とアルミ配線金属１８との接合部には、絶縁物の
ＡｌＮが存在しない。よって、シリコン酸化膜２０を用
いることにより、Ｐ−ＳｉＮ膜形成によるＮｉ−Ｃｏ／
Ａｌコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
【００３８】尚、絶縁膜としてのシリコン酸化膜２０
は、スパッタリング法の他にも電子ビーム蒸着法で成膜
してもよく、又、プラズマ法ではプラズマＳｉＯx 膜や
ＴＥＯＳ（テトラエトキシオキシシラン）膜が使用でき
る。さらに、シリコン酸化膜２０の代わりに、ＣＶＤに
よるアモルファスシリコン膜を用いてもよい。 （第４実施例）次に、第４実施例を説明する。
は、スパッタリング法の他にも電子ビーム蒸着法で成膜
してもよく、又、プラズマ法ではプラズマＳｉＯx 膜や
ＴＥＯＳ（テトラエトキシオキシシラン）膜が使用でき
る。さらに、シリコン酸化膜２０の代わりに、ＣＶＤに
よるアモルファスシリコン膜を用いてもよい。 （第４実施例）次に、第４実施例を説明する。
【００３９】図１４は磁気センサの断面図であり、強磁
性磁気抵抗素子薄膜２４と信号処理回路とが同一基板内
に集積化されている。図１５〜図１７には、その製造工
程を示す。
性磁気抵抗素子薄膜２４と信号処理回路とが同一基板内
に集積化されている。図１５〜図１７には、その製造工
程を示す。
【００４０】まず、図１５に示すように、第１実施例で
説明したように、ＮＰＮバイポーラトランジスタを形成
する。その後、シリコン酸化膜４にフォトリソグラフィ
を用いて選択的に開口部４ａをあけ、コンタクト部を形
成する。そして、Ｐ型半導体基板１の主表面上に薄膜の
アルミ配線金属２２を堆積するとともに、このアルミ配
線金属２２をフォトエッチングによりパターニングす
る。この際、アルミ配線金属２２の端部は斜状（テーパ
状）に形成されている。その後、熱処理工程によりアル
ミ配線金属２２と回路素子（シリコン）とのオーミック
接合を行う（合金化処理を行う）。さらに、アルミ配線
金属２２の表面の酸化膜をスパッタエッチングする。
説明したように、ＮＰＮバイポーラトランジスタを形成
する。その後、シリコン酸化膜４にフォトリソグラフィ
を用いて選択的に開口部４ａをあけ、コンタクト部を形
成する。そして、Ｐ型半導体基板１の主表面上に薄膜の
アルミ配線金属２２を堆積するとともに、このアルミ配
線金属２２をフォトエッチングによりパターニングす
る。この際、アルミ配線金属２２の端部は斜状（テーパ
状）に形成されている。その後、熱処理工程によりアル
ミ配線金属２２と回路素子（シリコン）とのオーミック
接合を行う（合金化処理を行う）。さらに、アルミ配線
金属２２の表面の酸化膜をスパッタエッチングする。
【００４１】次に、図１６に示すように、蒸着法または
スパッタリング法によりＴｉ（チタン）膜よりなるバリ
ア金属２３を１００〜３０００Å堆積する。さらに、バ
リア金属２３に対しアルミ配線金属２２の端部の斜状領
域上を残すようにフォトエッチング法によりパターニン
グする。
スパッタリング法によりＴｉ（チタン）膜よりなるバリ
ア金属２３を１００〜３０００Å堆積する。さらに、バ
リア金属２３に対しアルミ配線金属２２の端部の斜状領
域上を残すようにフォトエッチング法によりパターニン
グする。
【００４２】その後、図１７に示すように、蒸着法にて
Ｎｉ−Ｃｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜２４を堆積
する。そして、強磁性磁気抵抗素子薄膜２４をフォトエ
ッチングにて所望のブリッジパターンにエッチングす
る。このとき、強磁性磁気抵抗素子薄膜２４はバリア金
属２３を介してアルミ配線金属２２の端部上に配置さ
れ、強磁性磁気抵抗素子薄膜２４とアルミ配線金属２２
とが電気的に接続される。
Ｎｉ−Ｃｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜２４を堆積
する。そして、強磁性磁気抵抗素子薄膜２４をフォトエ
ッチングにて所望のブリッジパターンにエッチングす
る。このとき、強磁性磁気抵抗素子薄膜２４はバリア金
属２３を介してアルミ配線金属２２の端部上に配置さ
れ、強磁性磁気抵抗素子薄膜２４とアルミ配線金属２２
とが電気的に接続される。
【００４３】さらに、図１４に示すように、プラズマシ
リコン窒化膜よりなる表面保護膜２５を堆積する。この
プラズマシリコン窒化膜形成時において雰囲気ガスの１
つであるＮＨ3 ガスやＮ2 ガスにさらされ、ＮＨ3 ガス
やＮ2 ガスが強磁性磁気抵抗素子薄膜２４を透過し、強
磁性磁気抵抗素子薄膜２４とバリア金属２３の界面にお
いてバリア金属２３の表面にＴｉＮ層を形成する。この
ＴｉＮ層はＡｌＮとは異なり導電気性が良いため導電不
良に至ることはない。つまり、Ｔｉ（チタン）膜よりな
るバリア金属２３が窒化されＴｉ（チタン）の窒化物が
形成されるが、Ｔｉ（チタン）は窒化物化することによ
り体積抵抗率が減少するものであるので、この部分での
導電不良に至ることはない。このように、バリア金属２
３が窒化されることにより、アルミ配線金属２２の表面
は窒化物化しない。このため、表面保護膜形成による強
磁性磁気抵抗素子薄膜２４とアルミ配線金属２２との間
のコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
リコン窒化膜よりなる表面保護膜２５を堆積する。この
プラズマシリコン窒化膜形成時において雰囲気ガスの１
つであるＮＨ3 ガスやＮ2 ガスにさらされ、ＮＨ3 ガス
やＮ2 ガスが強磁性磁気抵抗素子薄膜２４を透過し、強
磁性磁気抵抗素子薄膜２４とバリア金属２３の界面にお
いてバリア金属２３の表面にＴｉＮ層を形成する。この
ＴｉＮ層はＡｌＮとは異なり導電気性が良いため導電不
良に至ることはない。つまり、Ｔｉ（チタン）膜よりな
るバリア金属２３が窒化されＴｉ（チタン）の窒化物が
形成されるが、Ｔｉ（チタン）は窒化物化することによ
り体積抵抗率が減少するものであるので、この部分での
導電不良に至ることはない。このように、バリア金属２
３が窒化されることにより、アルミ配線金属２２の表面
は窒化物化しない。このため、表面保護膜形成による強
磁性磁気抵抗素子薄膜２４とアルミ配線金属２２との間
のコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
【００４４】このように本実施例では、Ｐ型半導体基板
１上に、Ｎｉ−Ｃｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜２
４（ニッケル系磁気抵抗素子薄膜）とアルミ配線金属２
２（アルミ系配線金属）との間に、Ｔｉ（チタン）膜よ
りなるバリア金属２３を積層した状態で配置して、強磁
性磁気抵抗素子薄膜２４とアルミ配線金属２２とを電気
的に接続するとともに、強磁性磁気抵抗素子薄膜２４と
アルミ配線金属２２とをプラズマシリコン窒化膜よりな
る表面保護膜２５にて被覆した。
１上に、Ｎｉ−Ｃｏよりなる強磁性磁気抵抗素子薄膜２
４（ニッケル系磁気抵抗素子薄膜）とアルミ配線金属２
２（アルミ系配線金属）との間に、Ｔｉ（チタン）膜よ
りなるバリア金属２３を積層した状態で配置して、強磁
性磁気抵抗素子薄膜２４とアルミ配線金属２２とを電気
的に接続するとともに、強磁性磁気抵抗素子薄膜２４と
アルミ配線金属２２とをプラズマシリコン窒化膜よりな
る表面保護膜２５にて被覆した。
【００４５】よって、強磁性磁気抵抗素子薄膜２４とア
ルミ配線金属２２との間にバリア金属２３が積層された
状態で配置されており、プラズマシリコン窒化膜を形成
する際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてバリア金属２３が
窒化物化されるが、この窒化物は低抵抗されているの
で、接合抵抗の増加は抑制される。
ルミ配線金属２２との間にバリア金属２３が積層された
状態で配置されており、プラズマシリコン窒化膜を形成
する際のＮＨ3 ガス雰囲気下においてバリア金属２３が
窒化物化されるが、この窒化物は低抵抗されているの
で、接合抵抗の増加は抑制される。
【００４６】尚、本実施例ではバリア金属としてＴｉ
（チタン）膜を用いたが、Ｚｒ（ジルコニウム）等であ
ってもよい。要は、アルミ系配線金属より窒化され易
く、窒化物となると低抵抗され、かつ、導体であるもの
であればよい。
（チタン）膜を用いたが、Ｚｒ（ジルコニウム）等であ
ってもよい。要は、アルミ系配線金属より窒化され易
く、窒化物となると低抵抗され、かつ、導体であるもの
であればよい。
【００４７】又、本実施例の他の態様としては、図１
８，１９に示すように具体化してもよい。つまり、図１
８には基板１における平面図を示し、図１９にはＡ−Ａ
断面図を示す。これは、アルミ配線金属２２上の全体に
バリア金属２３を形成し、さらに、基板１上にバリア金
属２３の引き出し部２３ａを延設したものである。
８，１９に示すように具体化してもよい。つまり、図１
８には基板１における平面図を示し、図１９にはＡ−Ａ
断面図を示す。これは、アルミ配線金属２２上の全体に
バリア金属２３を形成し、さらに、基板１上にバリア金
属２３の引き出し部２３ａを延設したものである。
【００４８】尚、この発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えば、上記実施例では強磁性磁気抵抗
素子薄膜としてＮｉ−Ｃｏを用いたが、他の強磁性磁気
抵抗素子薄膜、特にＮｉ系薄膜（Ｎｉ−Ｆｅ等）に適用
できる。又、アルミ系配線金属としては、純アルミの他
にも、Ａｌ−ＳｉやＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等のアルミ系材料
でもよい。
ものではなく、例えば、上記実施例では強磁性磁気抵抗
素子薄膜としてＮｉ−Ｃｏを用いたが、他の強磁性磁気
抵抗素子薄膜、特にＮｉ系薄膜（Ｎｉ−Ｆｅ等）に適用
できる。又、アルミ系配線金属としては、純アルミの他
にも、Ａｌ−ＳｉやＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等のアルミ系材料
でもよい。
【００４９】尚、Ａｌ−Ｓｉ系配線金属を使用した場合
には、配線端部をテーパ加工してもＳｉが析出して十分
なテーパ部が得られず、強磁性磁気抵抗素子薄膜を堆積
する際に強磁性磁気抵抗素子薄膜が断絶してしまうこと
が懸念されるが、本実施例では、他の金属膜（例えば第
２のＡｌ配線金属膜）を用いてＡｌ−Ｓｉ系配線金属と
強磁性磁気抵抗素子薄膜とを結線するようにしているた
め、Ａｌ−Ｓｉ系配線金属の端部にテーパを形成する必
要もなく、強磁性磁気抵抗素子薄膜が断絶してしまうこ
とはない。
には、配線端部をテーパ加工してもＳｉが析出して十分
なテーパ部が得られず、強磁性磁気抵抗素子薄膜を堆積
する際に強磁性磁気抵抗素子薄膜が断絶してしまうこと
が懸念されるが、本実施例では、他の金属膜（例えば第
２のＡｌ配線金属膜）を用いてＡｌ−Ｓｉ系配線金属と
強磁性磁気抵抗素子薄膜とを結線するようにしているた
め、Ａｌ−Ｓｉ系配線金属の端部にテーパを形成する必
要もなく、強磁性磁気抵抗素子薄膜が断絶してしまうこ
とはない。
【００５０】さらに、上記実施例ではバイポーラトラン
ジスタ上に形成した磁気センサについて述べたが、Ｃ−
ＭＯＳやＮ−ＭＯＳ、Ｂｉ−ＣＭＯＳ等のＭＯＳＦＥＴ
上に形成した磁気センサやディスクリートの磁気センサ
にも適用できる。図２０にはＣ−ＭＯＳトランジスタ上
に第２実施例の構造を採用した例を示す。図２１〜図２
６には、その特徴となる製造工程を示す。
ジスタ上に形成した磁気センサについて述べたが、Ｃ−
ＭＯＳやＮ−ＭＯＳ、Ｂｉ−ＣＭＯＳ等のＭＯＳＦＥＴ
上に形成した磁気センサやディスクリートの磁気センサ
にも適用できる。図２０にはＣ−ＭＯＳトランジスタ上
に第２実施例の構造を採用した例を示す。図２１〜図２
６には、その特徴となる製造工程を示す。
【００５１】まず、図２１に示すようにＬＯＣＯＳ酸化
膜とＢＰＳＧ膜が形成されているＣ−ＭＯＳ構造シリコ
ン基板２６の主表面上にＡｌ−Ｓｉ系の金属薄膜からな
る第１の配線１３を形成する。
膜とＢＰＳＧ膜が形成されているＣ−ＭＯＳ構造シリコ
ン基板２６の主表面上にＡｌ−Ｓｉ系の金属薄膜からな
る第１の配線１３を形成する。
【００５２】次に、図２２に示すように、基板表面にシ
リコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜からなる第１の絶
縁膜２７を例えばＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法等により
堆積する。その後、図２３に示すように、第１の絶縁膜
２７上にＮｉ−Ｃｏ膜を堆積し、パターニングすること
により強磁性磁気抵抗素子薄膜１４を形成する。この
際、後述するように、第１の絶縁膜２７は強磁性磁気抵
抗素子薄膜１４をパターニングするためのエッチングか
ら第１の配線を保護する。
リコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜からなる第１の絶
縁膜２７を例えばＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法等により
堆積する。その後、図２３に示すように、第１の絶縁膜
２７上にＮｉ−Ｃｏ膜を堆積し、パターニングすること
により強磁性磁気抵抗素子薄膜１４を形成する。この
際、後述するように、第１の絶縁膜２７は強磁性磁気抵
抗素子薄膜１４をパターニングするためのエッチングか
ら第１の配線を保護する。
【００５３】次に、図２４に示すように、第１の絶縁膜
２７と同様な第２の絶縁膜１５を堆積し、その後、図２
５に示すように、第１の配線１３と強磁性磁気抵抗素子
薄膜１４との電気的接続部１３１および１４１におい
て、第１の配線１３上の第１の絶縁膜２７と第２の絶縁
膜１５と、強磁性磁気抵抗素子薄膜１４上の第２の絶縁
膜１５とをＣＦ4 系のガスを用いたエッチングにて除去
し、それぞれの電気的接続部１３１および１４１を露出
させる。その後、上述の第１の絶縁膜２７形成時に第１
の配線表面に成長した絶縁物を逆スパッタ法にてエッチ
ング除去する。
２７と同様な第２の絶縁膜１５を堆積し、その後、図２
５に示すように、第１の配線１３と強磁性磁気抵抗素子
薄膜１４との電気的接続部１３１および１４１におい
て、第１の配線１３上の第１の絶縁膜２７と第２の絶縁
膜１５と、強磁性磁気抵抗素子薄膜１４上の第２の絶縁
膜１５とをＣＦ4 系のガスを用いたエッチングにて除去
し、それぞれの電気的接続部１３１および１４１を露出
させる。その後、上述の第１の絶縁膜２７形成時に第１
の配線表面に成長した絶縁物を逆スパッタ法にてエッチ
ング除去する。
【００５４】そして図２６に示すように、第１の配線１
３と強磁性磁気抵抗素子薄膜１４を電気的に接合するた
めのＡｌ系金属薄膜を堆積し、パターニングすることに
より第２の配線１６を形成する。この第２の配線１６の
パターニングに際し、第２の絶縁膜１５は、強磁性磁気
抵抗素子薄膜１４を保護する作用がある。
３と強磁性磁気抵抗素子薄膜１４を電気的に接合するた
めのＡｌ系金属薄膜を堆積し、パターニングすることに
より第２の配線１６を形成する。この第２の配線１６の
パターニングに際し、第２の絶縁膜１５は、強磁性磁気
抵抗素子薄膜１４を保護する作用がある。
【００５５】その後、図２０に示すようにプラズマシリ
コン窒化膜からなる表面保護膜１７を形成し、素子外部
との電気的接続を取るための窓開けを行い、さらにモー
ルド樹脂との接合強度を高めるためのポリイミド膜８を
形成する。そしてポリイミド膜２８にも窓明けを行いボ
ンディングパット部２９を設ける。
コン窒化膜からなる表面保護膜１７を形成し、素子外部
との電気的接続を取るための窓開けを行い、さらにモー
ルド樹脂との接合強度を高めるためのポリイミド膜８を
形成する。そしてポリイミド膜２８にも窓明けを行いボ
ンディングパット部２９を設ける。
【００５６】以上のように本構成においては、Ｃ−ＭＯ
Ｓ回路を形成するＡｌ−Ｓｉ系の合金薄膜からなる第１
の配線１３とＮｉ−Ｃｏからなる強磁性磁気抵抗素子薄
膜１４との間にシリコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜
からなる第１の絶縁膜２７が介在する構成となってい
る。この効果を以下に詳細に説明する。
Ｓ回路を形成するＡｌ−Ｓｉ系の合金薄膜からなる第１
の配線１３とＮｉ−Ｃｏからなる強磁性磁気抵抗素子薄
膜１４との間にシリコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜
からなる第１の絶縁膜２７が介在する構成となってい
る。この効果を以下に詳細に説明する。
【００５７】Ｎｉ−Ｃｏ膜を堆積した場合、基板表面の
凹凸形状にあわせてその段差部分においては、Ｎｉ−Ｃ
ｏ膜は平坦部に比べ薄く、また、Ｎｉ−Ｃｏ膜より下の
第１の配線１３も該段差部のために疎状態となってい
る。そのため、Ｎｉ−Ｃｏ膜を所望のパターンに形成す
るためのエッチング工程において、Ｎｉ−Ｃｏ膜と第１
の配線１３との間に第１の絶縁膜がない場合（図２７参
照）には、段差部のＮｉ−Ｃｏ膜は平坦部に比べ早くエ
ッチングされ、さらに第１の配線１３もエッチングされ
てしまい、断線してしまうことが懸念される。しかし、
本構成では、Ｎｉ−Ｃｏ膜と第１の配線１３との間に第
１の絶縁膜が介在しているため、Ｎｉ−Ｃｏ膜をエッチ
ングする際にエッチング液が第１の配線１３に触れるこ
とはなく、第１の配線が断線してしまうことを防止でき
る。
凹凸形状にあわせてその段差部分においては、Ｎｉ−Ｃ
ｏ膜は平坦部に比べ薄く、また、Ｎｉ−Ｃｏ膜より下の
第１の配線１３も該段差部のために疎状態となってい
る。そのため、Ｎｉ−Ｃｏ膜を所望のパターンに形成す
るためのエッチング工程において、Ｎｉ−Ｃｏ膜と第１
の配線１３との間に第１の絶縁膜がない場合（図２７参
照）には、段差部のＮｉ−Ｃｏ膜は平坦部に比べ早くエ
ッチングされ、さらに第１の配線１３もエッチングされ
てしまい、断線してしまうことが懸念される。しかし、
本構成では、Ｎｉ−Ｃｏ膜と第１の配線１３との間に第
１の絶縁膜が介在しているため、Ｎｉ−Ｃｏ膜をエッチ
ングする際にエッチング液が第１の配線１３に触れるこ
とはなく、第１の配線が断線してしまうことを防止でき
る。
【００５８】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
表面保護膜の形成に伴う磁気抵抗素子薄膜と配線金属と
の接合抵抗の増加を抑制することができる優れた効果を
発揮する。
表面保護膜の形成に伴う磁気抵抗素子薄膜と配線金属と
の接合抵抗の増加を抑制することができる優れた効果を
発揮する。
【図１】第１実施例の磁気センサの断面図である。
【図２】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図３】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図４】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図５】コンタクト抵抗の測定結果を示す図である。
【図６】第２実施例の磁気センサの断面図である。
【図７】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図８】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図９】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図１０】第３実施例の磁気センサの断面図である。
【図１１】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図１２】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図１３】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図１４】第４実施例の磁気センサの断面図である。
【図１５】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図１６】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図１７】磁気センサの製造工程を示す断面図である。
【図１８】第４実施例の他の態様例の磁気センサの平面
図である。
図である。
【図１９】図１８のＡ−Ａ断面図である。
【図２０】別例の磁気センサの断面図である。
【図２１】磁気センサの製造行程を示す断面図である。
【図２２】磁気センサの製造行程を示す断面図である。
【図２３】磁気センサの製造行程を示す断面図である。
【図２４】磁気センサの製造行程を示す断面図である。
【図２５】磁気センサの製造行程を示す断面図である。
【図２６】磁気センサの製造行程を示す断面図である。
【図２７】Ａｌ配線が断線する様子を示す図である。
【図２８】従来の磁気センサの断面図である。
【図２９】コンタクト抵抗の測定結果を示す図である。
【図３０】コンタクト抵抗の測定結果を示す図である。
【図３１】ＳＩＭＳ分析結果を示す図である。
１ Ｐ型半導体基板 ９ 非アルミ系導体としての導体金属 １０ アルミ配線金属 １１ 強磁性磁気抵抗素子薄膜 １２ 表面保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 浩樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 江口 浩次 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 吉野 好 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−126187（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−21977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−257582（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−200683（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−41671（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 43/08 G01R 33/09
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上にニッケル系磁気抵抗素子薄膜と
非アルミ系導体とアルミ系配線金属とを離間して配置し
て、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配線金属と
を非アルミ系導体を接続導体として介在した状態で電気
的に接続するとともに、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜と
非アルミ系導体とアルミ系配線金属とをプラズマシリコ
ン窒化膜よりなる表面保護膜にて被覆したことを特徴と
する磁気抵抗素子。 - 【請求項２】 基板上において、アルミ系配線とニッケ
ル系磁気抵抗素子薄膜とを離間して配置し、これらアル
ミ系配線及びニッケル系磁気抵抗素子薄膜とを絶縁膜に
て覆い、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成し、該コ
ンタクトホールを介して前記アルミ系配線とニッケル系
磁気抵抗素子薄膜とを導通させる導電膜を形成し、前記
ニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配線金属とをプ
ラズマシリコン窒化膜よりなる表面保護膜にて被覆した
ことを特徴とする磁気抵抗素子。 - 【請求項３】 回路素子が形成された基板上に、前記回
路素子に接続するアルミ系配線金属が形成され、このア
ルミ系配線金属の上に接続するようにニッケル系磁気抵
抗素子薄膜を配置して、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜と
アルミ系配線金属とを電気的に接続するとともに、ニッ
ケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配線金属とをシリコ
ン酸化膜又はアモルファスシリコン膜にて被覆し、その
シリコン酸化膜又はアモルファスシリコン膜をプラズマ
シリコン窒化膜よりなる表面保護膜にて被覆したことを
特徴とする磁気抵抗素子。 - 【請求項４】 基板上に、アルミ系配線金属とニッケル
系磁気抵抗素子薄膜とを順次積層し、前記アルミ系配線
金属とニッケル系磁気抵抗素子薄膜との間に、窒化物化
することにより低抵抗化するバリア金属を積層した状態
で配置して、ニッケル系磁気抵抗素子薄膜とアルミ系配
線金属とを電気的に接続するとともに、ニッケル系磁気
抵抗素子薄膜とアルミ系配線金属とをプラズマシリコン
窒化膜よりなる表面保護膜にて被覆したことを特徴とす
る磁気抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5005820A JP2946983B2 (ja) | 1992-03-27 | 1993-01-18 | 磁気抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7148992 | 1992-03-27 | ||
| JP4-284683 | 1992-10-22 | ||
| JP4-71489 | 1992-10-22 | ||
| JP28468392 | 1992-10-22 | ||
| JP5005820A JP2946983B2 (ja) | 1992-03-27 | 1993-01-18 | 磁気抵抗素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188479A JPH06188479A (ja) | 1994-07-08 |
| JP2946983B2 true JP2946983B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=27276914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5005820A Expired - Fee Related JP2946983B2 (ja) | 1992-03-27 | 1993-01-18 | 磁気抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2946983B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017103385A (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | 株式会社東海理化電機製作所 | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP5005820A patent/JP2946983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06188479A (ja) | 1994-07-08 |
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