JP3264962B2 - 磁電変換素子の製造方法 - Google Patents
磁電変換素子の製造方法Info
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Landscapes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁電変換素子の製造方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高感度の要求されるホール素子、磁気抵
抗素子等の磁電変換素子の感磁薄膜としては、高い電子
移動度が必要とされることから、Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓy
Ｓｂ1-y 薄膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）等の半導体薄
膜が広く用いられている。又、高感度の磁電変換素子を
実現するために、従来より図２、図３のように強磁性材
料の基板とチップにより感磁薄膜を挟むことで磁気集束
効果を狙ったサンドイッチ構造を用いることも広く行わ
れていた。この場合に用いられる強磁性材料の基板とし
てはフェライト基板等が用いられているが、フェライト
基板は表面粗度が大きく、磁電変換素子の素子化プロセ
スに適当でないことから、一般には図２のようにフェラ
イト基板表面をガラスグレーズ等の処理により平滑化し
た上で感磁薄膜を形成する方法や、図３のように、予
め、マイカ等の上に形成した感磁薄膜を接着剤を用いて
フェライト基板上に転写する方法等が行われていた。し
かし、第１の方法では半導体薄膜をガラス被覆面に直接
形成するために、その結晶構造の大きな違いに起因して
高い電子移動度を持つ良好な特性の半導体薄膜を得るこ
とが難しいという問題を持っていることから、最近、Ｃ
ａＦ2 等の半導体薄膜に悪影響を与えることの少ない弱
結合界面を持つ物質を中間層として用いることで改善し
ようとする試み等がなされているが、良好な結晶性のＣ
ａＦ2 等を低コストで再現性良くガラス被覆面に形成す
ることが難しく、未だ、量産技術として完成するには至
っていない。又、第２の方法では弱結合界面を持つ層状
物質であるマイカ等の上に良好な特性の感磁薄膜を形成
することは可能であり、これを接着剤を用いてフェライ
ト基板上に転写することもできるが、工程が複雑となる
こと、接着剤の存在により耐熱性において接着樹脂のガ
ラス転移点の制約を受ける等の問題を持っていた。
抗素子等の磁電変換素子の感磁薄膜としては、高い電子
移動度が必要とされることから、Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓy
Ｓｂ1-y 薄膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）等の半導体薄
膜が広く用いられている。又、高感度の磁電変換素子を
実現するために、従来より図２、図３のように強磁性材
料の基板とチップにより感磁薄膜を挟むことで磁気集束
効果を狙ったサンドイッチ構造を用いることも広く行わ
れていた。この場合に用いられる強磁性材料の基板とし
てはフェライト基板等が用いられているが、フェライト
基板は表面粗度が大きく、磁電変換素子の素子化プロセ
スに適当でないことから、一般には図２のようにフェラ
イト基板表面をガラスグレーズ等の処理により平滑化し
た上で感磁薄膜を形成する方法や、図３のように、予
め、マイカ等の上に形成した感磁薄膜を接着剤を用いて
フェライト基板上に転写する方法等が行われていた。し
かし、第１の方法では半導体薄膜をガラス被覆面に直接
形成するために、その結晶構造の大きな違いに起因して
高い電子移動度を持つ良好な特性の半導体薄膜を得るこ
とが難しいという問題を持っていることから、最近、Ｃ
ａＦ2 等の半導体薄膜に悪影響を与えることの少ない弱
結合界面を持つ物質を中間層として用いることで改善し
ようとする試み等がなされているが、良好な結晶性のＣ
ａＦ2 等を低コストで再現性良くガラス被覆面に形成す
ることが難しく、未だ、量産技術として完成するには至
っていない。又、第２の方法では弱結合界面を持つ層状
物質であるマイカ等の上に良好な特性の感磁薄膜を形成
することは可能であり、これを接着剤を用いてフェライ
ト基板上に転写することもできるが、工程が複雑となる
こと、接着剤の存在により耐熱性において接着樹脂のガ
ラス転移点の制約を受ける等の問題を持っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の問題点
等を解決し、高感度で、かつ、耐熱性の優れた信頼性の
高い磁電変換素子の製造方法を提供することにある。
等を解決し、高感度で、かつ、耐熱性の優れた信頼性の
高い磁電変換素子の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の磁電変換素子の
製造方法は、表面がガラス被覆処理されたフェライト基
板上に、高抵抗半導体薄膜を蒸着法により形成し、次い
で該高抵抗半導体薄膜上に感磁薄膜となる半導体薄膜を
形成することを特徴とする。本発明の製造方法により製
造された磁電変換素子の構造をホール素子を例として示
したものを図１に示す。
製造方法は、表面がガラス被覆処理されたフェライト基
板上に、高抵抗半導体薄膜を蒸着法により形成し、次い
で該高抵抗半導体薄膜上に感磁薄膜となる半導体薄膜を
形成することを特徴とする。本発明の製造方法により製
造された磁電変換素子の構造をホール素子を例として示
したものを図１に示す。
【０００５】本発明の磁電変換素子の製造方法は感磁薄
膜として用いられる高い電子移動度を持つ半導体薄膜を
得る目的で、直接基板のガラス表面上に半導体薄膜を形
成するのではなく、予め感磁薄膜と同一の結晶構造を持
ち、かつ、感磁薄膜に比べて無視できる程度に十分に高
抵抗の半導体薄膜を中間層として形成することで、高い
電子移動度を持つ半導体薄膜を得ることを実現するもの
である。
膜として用いられる高い電子移動度を持つ半導体薄膜を
得る目的で、直接基板のガラス表面上に半導体薄膜を形
成するのではなく、予め感磁薄膜と同一の結晶構造を持
ち、かつ、感磁薄膜に比べて無視できる程度に十分に高
抵抗の半導体薄膜を中間層として形成することで、高い
電子移動度を持つ半導体薄膜を得ることを実現するもの
である。
【０００６】即ち、本発明においては半導体薄膜をガラ
ス被覆面に直接形成した場合に、その結晶構造の大きな
違いに起因して高い電子移動度を持つ良好な特性の半導
体薄膜を得ることが難しいという問題を解決するため
に、感磁薄膜である半導体薄膜と基板との間の成長界面
を半導体薄膜−ガラスとするのでなく、高い電子移動度
を持つ良好な特性の半導体薄膜を得ることが容易な感磁
薄膜と同一の結晶構造を持ち、かつ、電気的には無視す
ることができる高抵抗の半導体薄膜との界面、即ち、半
導体薄膜−半導体薄膜としたものである。
ス被覆面に直接形成した場合に、その結晶構造の大きな
違いに起因して高い電子移動度を持つ良好な特性の半導
体薄膜を得ることが難しいという問題を解決するため
に、感磁薄膜である半導体薄膜と基板との間の成長界面
を半導体薄膜−ガラスとするのでなく、高い電子移動度
を持つ良好な特性の半導体薄膜を得ることが容易な感磁
薄膜と同一の結晶構造を持ち、かつ、電気的には無視す
ることができる高抵抗の半導体薄膜との界面、即ち、半
導体薄膜−半導体薄膜としたものである。
【０００７】本発明で感磁薄膜として用いられる半導体
薄膜としては、感磁薄膜として使用可能な高い電子移動
度を持つ半導体薄膜であれば何でも良いが、一般に磁電
変換素子の感磁薄膜として広く用いられているＩｎx Ｇ
ａ1-x Ａｓy Ｓｂ1-y 薄膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）
は良く用いられ、その中でも特にＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、
ＧａＡｓ等の薄膜は好ましく用いられる。更に、これら
の感磁薄膜が形成される高抵抗半導体薄膜としては、感
磁薄膜と同一の結晶構造を持ち、かつ、感磁薄膜に比べ
て無視できる程度に十分に高抵抗の半導体薄膜であれば
何でも良いが、バンドギャップが広く、結晶性が完全で
ない場合には容易に高抵抗となるＧａＡｓ、ＩｎＰ等の
薄膜は良く用いられ、その中でも特に半絶縁性ＧａＡｓ
薄膜は好ましく用いられる。
薄膜としては、感磁薄膜として使用可能な高い電子移動
度を持つ半導体薄膜であれば何でも良いが、一般に磁電
変換素子の感磁薄膜として広く用いられているＩｎx Ｇ
ａ1-x Ａｓy Ｓｂ1-y 薄膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）
は良く用いられ、その中でも特にＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、
ＧａＡｓ等の薄膜は好ましく用いられる。更に、これら
の感磁薄膜が形成される高抵抗半導体薄膜としては、感
磁薄膜と同一の結晶構造を持ち、かつ、感磁薄膜に比べ
て無視できる程度に十分に高抵抗の半導体薄膜であれば
何でも良いが、バンドギャップが広く、結晶性が完全で
ない場合には容易に高抵抗となるＧａＡｓ、ＩｎＰ等の
薄膜は良く用いられ、その中でも特に半絶縁性ＧａＡｓ
薄膜は好ましく用いられる。
【０００８】又、本発明において用いられる表面がガラ
ス被覆処理された基板としては、フェライト基板表面を
ガラスグレーズ等の処理により平滑化したものが良く用
いられる。次に本発明の製造方法について説明する。本
発明の磁電変換素子の製造方法は表面がガラス被覆処理
された基板上に半絶縁性ＧａＡｓ薄膜を形成する工程と
前記半絶縁性ＧａＡｓ薄膜上にＩｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｓ
ｂ1-y 薄膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を形成する工程
を含むことを特徴とする。
ス被覆処理された基板としては、フェライト基板表面を
ガラスグレーズ等の処理により平滑化したものが良く用
いられる。次に本発明の製造方法について説明する。本
発明の磁電変換素子の製造方法は表面がガラス被覆処理
された基板上に半絶縁性ＧａＡｓ薄膜を形成する工程と
前記半絶縁性ＧａＡｓ薄膜上にＩｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｓ
ｂ1-y 薄膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を形成する工程
を含むことを特徴とする。
【０００９】本発明の製造方法において表面がガラス被
覆処理された基板上に半絶縁性ＧａＡｓ薄膜を形成する
工程は、半絶縁性とみなせる程度に十分に高抵抗の薄膜
が得られる形成方法であれば何でも良いが、真空蒸着
法、スパッター蒸着法等は好ましく用いられる。又、本
発明の製造方法において半絶縁性ＧａＡｓ薄膜上にＩｎ
x Ｇａ1-x Ａｓy Ｓｂ1-y 薄膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１）を形成する工程は、高い電子移動度を持つ結晶性の
良好な薄膜が得られる形成方法であれば何でも良く、真
空蒸着法、分子線エピタシキー法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶ
Ｄ法、スパッター蒸着法等は好ましく用いられる。
覆処理された基板上に半絶縁性ＧａＡｓ薄膜を形成する
工程は、半絶縁性とみなせる程度に十分に高抵抗の薄膜
が得られる形成方法であれば何でも良いが、真空蒸着
法、スパッター蒸着法等は好ましく用いられる。又、本
発明の製造方法において半絶縁性ＧａＡｓ薄膜上にＩｎ
x Ｇａ1-x Ａｓy Ｓｂ1-y 薄膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１）を形成する工程は、高い電子移動度を持つ結晶性の
良好な薄膜が得られる形成方法であれば何でも良く、真
空蒸着法、分子線エピタシキー法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶ
Ｄ法、スパッター蒸着法等は好ましく用いられる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の製造方法の１例について実施
例を用いて説明する。
例を用いて説明する。
【００１１】
【実施例１】基板サイズ５０ｍｍ角、厚さ０．３ｍｍの
Ｎｉ−Ｚｎフェライト基板の表面にガラスグレーズ処理
を行い、膜厚１５ｍのガラス被覆層を形成した。次に、
ＲＦマグネトロンスパッター装置を用いて、基板温度３
００℃、スパッター時Ａｒガス圧３１０-2Ｔｏｒｒの成
膜条件にて膜厚２０００の半絶縁性のＧａＡｓ薄膜を形
成した。更に、抵抗ボート加熱の真空蒸着装置を用いて
基板温度４００℃、蒸着時の真空度５１０-5Ｔｏｒｒの
成膜条件にて１時間のＩｎＳｂ蒸着を行った。続いて、
ＩｎＳｂ薄膜の特性評価を行ったところ、厚さ１ｍ、シ
ート抵抗１４５、電子移動度２８０００ｃｍ2 ／Ｖｓの
結果が得られた。基板のガラス表面上に同一の蒸着条件
を用いて、直接ＩｎＳｂ薄膜を形成したサンプルと比較
した結果を表１に示す。中間層である半絶縁性のＧａＡ
ｓ薄膜の存在により、４倍以上の電子移動度の改善が認
められた。次に得られたＩｎＳｂ薄膜上で、フォトリソ
グラフィー技術を用いて電極形成、パターンエッチング
を行ない、多数のホール素子パターンを作製した。これ
をダイシングにより個別のホール素子に分離した上で、
リードフレームのアイランド上にダイボンドを行い、続
いて、ホール素子上面に磁気集束用のフェライトのチッ
プをのせた上で、ワイヤボンド、モールド、タイバーカ
ットを行うことで、図１に示すような構造のホール素子
を作製した。作製したホール素子の特性を表１と同様
に、ガラス表面上に直接ＩｎＳｂ薄膜を形成したサンプ
ルと比較した結果を表２に示す。膜特性を反映して４倍
以上の出力電圧が得られた。
Ｎｉ−Ｚｎフェライト基板の表面にガラスグレーズ処理
を行い、膜厚１５ｍのガラス被覆層を形成した。次に、
ＲＦマグネトロンスパッター装置を用いて、基板温度３
００℃、スパッター時Ａｒガス圧３１０-2Ｔｏｒｒの成
膜条件にて膜厚２０００の半絶縁性のＧａＡｓ薄膜を形
成した。更に、抵抗ボート加熱の真空蒸着装置を用いて
基板温度４００℃、蒸着時の真空度５１０-5Ｔｏｒｒの
成膜条件にて１時間のＩｎＳｂ蒸着を行った。続いて、
ＩｎＳｂ薄膜の特性評価を行ったところ、厚さ１ｍ、シ
ート抵抗１４５、電子移動度２８０００ｃｍ2 ／Ｖｓの
結果が得られた。基板のガラス表面上に同一の蒸着条件
を用いて、直接ＩｎＳｂ薄膜を形成したサンプルと比較
した結果を表１に示す。中間層である半絶縁性のＧａＡ
ｓ薄膜の存在により、４倍以上の電子移動度の改善が認
められた。次に得られたＩｎＳｂ薄膜上で、フォトリソ
グラフィー技術を用いて電極形成、パターンエッチング
を行ない、多数のホール素子パターンを作製した。これ
をダイシングにより個別のホール素子に分離した上で、
リードフレームのアイランド上にダイボンドを行い、続
いて、ホール素子上面に磁気集束用のフェライトのチッ
プをのせた上で、ワイヤボンド、モールド、タイバーカ
ットを行うことで、図１に示すような構造のホール素子
を作製した。作製したホール素子の特性を表１と同様
に、ガラス表面上に直接ＩｎＳｂ薄膜を形成したサンプ
ルと比較した結果を表２に示す。膜特性を反映して４倍
以上の出力電圧が得られた。
【００１２】
【実施例２】基板サイズ５０ｍｍ角、厚さ０．３ｍｍの
Ｎｉ−Ｚｎフェライト基板の表面にガラスグレーズ処理
を行い、膜厚１５ｍのガラス被覆層を形成した。次に、
ＲＦマグネトロンスパッター装置を用いて、基板温度３
００℃、スパッター時Ａｒガス圧３１０-2Ｔｏｒｒの成
膜条件にて膜厚２０００の半絶縁性のＧａＡｓ薄膜を形
成した。更に、抵抗ボート加熱の真空蒸着装置を用いて
基板温度４００℃、蒸着時の真空度３１０-5Ｔｏｒｒの
成膜条件にて１時間のＩｎＡｓ蒸着を行った。続いて、
ＩｎＡｓ薄膜の特性評価を行ったところ、厚さ１ｍ、シ
ート抵抗１６５、電子移動度７０００ｃｍ2 ／Ｖｓの結
果が得られた。基板のガラス表面上に同一の蒸着条件を
用いて、直接ＩｎＡｓ薄膜を形成したサンプルと比較し
た結果を表３に示す。中間層である半絶縁性のＧａＡｓ
薄膜の存在により、２倍程度の電子移動度の改善が認め
られた。次に得られたＩｎＡｓ薄膜上で、フォトリソグ
ラフィー技術を用いて電極形成、パターンエッチングを
行ない、多数のホール素子パターンを作製した。これを
ダイシングにより個別のホール素子に分離した上で、リ
ードフレームのアイランド上にダイボンドを行い、続い
て、ホール素子上面に磁気集束用のフェライトのチップ
をのせた上で、ワイヤボンド、モールド、タイバーカッ
トを行うことで、図１に示すような構造のホール素子を
作製した。作製したホール素子の特性を表３と同様に、
ガラス表面上に直接ＩｎＡｓ薄膜を形成したサンプルと
比較した結果を表４に示す。膜特性を反映して２倍程度
の出力電圧が得られた。
Ｎｉ−Ｚｎフェライト基板の表面にガラスグレーズ処理
を行い、膜厚１５ｍのガラス被覆層を形成した。次に、
ＲＦマグネトロンスパッター装置を用いて、基板温度３
００℃、スパッター時Ａｒガス圧３１０-2Ｔｏｒｒの成
膜条件にて膜厚２０００の半絶縁性のＧａＡｓ薄膜を形
成した。更に、抵抗ボート加熱の真空蒸着装置を用いて
基板温度４００℃、蒸着時の真空度３１０-5Ｔｏｒｒの
成膜条件にて１時間のＩｎＡｓ蒸着を行った。続いて、
ＩｎＡｓ薄膜の特性評価を行ったところ、厚さ１ｍ、シ
ート抵抗１６５、電子移動度７０００ｃｍ2 ／Ｖｓの結
果が得られた。基板のガラス表面上に同一の蒸着条件を
用いて、直接ＩｎＡｓ薄膜を形成したサンプルと比較し
た結果を表３に示す。中間層である半絶縁性のＧａＡｓ
薄膜の存在により、２倍程度の電子移動度の改善が認め
られた。次に得られたＩｎＡｓ薄膜上で、フォトリソグ
ラフィー技術を用いて電極形成、パターンエッチングを
行ない、多数のホール素子パターンを作製した。これを
ダイシングにより個別のホール素子に分離した上で、リ
ードフレームのアイランド上にダイボンドを行い、続い
て、ホール素子上面に磁気集束用のフェライトのチップ
をのせた上で、ワイヤボンド、モールド、タイバーカッ
トを行うことで、図１に示すような構造のホール素子を
作製した。作製したホール素子の特性を表３と同様に、
ガラス表面上に直接ＩｎＡｓ薄膜を形成したサンプルと
比較した結果を表４に示す。膜特性を反映して２倍程度
の出力電圧が得られた。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁電変換
素子の製造方法によれば、ガラス被覆処理したフェライ
トの基板表面上に磁電変換素子の感磁部として適した高
い電子移動度を持つ良好な結晶性の半導体薄膜を容易に
形成することができることから、高感度で、かつ、耐熱
性の優れた信頼性の高い磁電変換素子を提供することが
できる。
素子の製造方法によれば、ガラス被覆処理したフェライ
トの基板表面上に磁電変換素子の感磁部として適した高
い電子移動度を持つ良好な結晶性の半導体薄膜を容易に
形成することができることから、高感度で、かつ、耐熱
性の優れた信頼性の高い磁電変換素子を提供することが
できる。
【図１】本発明の製造方法により形成された磁電変換素
子の構造をホール素子を例として示した図。
子の構造をホール素子を例として示した図。
【図２】従来の磁電変換素子の構造をホール素子を例と
して示した図。
して示した図。
【図３】従来の磁電変換素子の別の構造をホール素子を
例として示した図。
例として示した図。
１ 基板（フェライト基板） ２ ガラス被覆層 ３ 高抵抗半導体薄膜（半絶縁性ＧａＡｓ薄膜） ４ 感磁半導体薄膜（Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｓｂ1-y
薄膜） ５ 電極 ６ フェライトチップ ７ ボンディングワイヤ ８ リード ９ モールド樹脂 １０ 接着剤
薄膜） ５ 電極 ６ フェライトチップ ７ ボンディングワイヤ ８ リード ９ モールド樹脂 １０ 接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 43/06 H01L 43/08 H01L 43/12 H01L 43/14 G01R 33/07
Claims (1)
- 【請求項１】 表面がガラス被覆処理されたフェライト
基板上に、高抵抗半導体薄膜を蒸着法により形成し、次
いで該高抵抗半導体薄膜上に感磁薄膜となる半導体薄膜
を形成することを特徴とする磁電変換素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02092192A JP3264962B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 磁電変換素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02092192A JP3264962B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 磁電変換素子の製造方法 |
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1992
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