JP3404780B2 - Method for manufacturing InSb thin film element - Google Patents

Method for manufacturing InSb thin film element

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JP3404780B2 JP01459393A JP1459393A JP3404780B2 JP 3404780 B2 JP3404780 B2 JP 3404780B2 JP 01459393 A JP01459393 A JP 01459393A JP 1459393 A JP1459393 A JP 1459393A JP 3404780 B2 JP3404780 B2 JP 3404780B2
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敏和 竹田
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、磁気抵抗素子やホー
ル素子などに用いられるInSb薄膜素子の製造方法に
関する。 【0002】 【従来の技術】従来より、InSb化合物半導体はその
ホール移動度(μ)が高く、ホール素子や磁気抵抗素子
の材料として用いられる。このようなホール素子や磁気
抵抗素子などの磁気センサは、センサ信号処理回路との
整合性を高めるため、例えば数百Ω〜数kΩ程度が必要
とされる。しかし、InSbは元来10-3Ωcmオーダ
の低抵抗率の材料であるため、またより微細なパターン
形成を容易にするためにその薄膜化が有効である。 【0003】ここで、従来のInSb薄膜素子の製造方
法を図7〜図8を基に説明する。図7に示すように、ま
ずマイカ基板1上にいわゆる三温度法(InボートとS
bボートおよび基板の三つの温度をそれぞれ制御して真
空蒸着する方法)やMBE法によってInSb薄膜2を
成膜し、その後、図8に示すように、ガラスやフェライ
トなどの基板9に対し、InSb薄膜2を対向させて、
樹脂層10を接着層として接着し、その後、図9に示す
ようにマイカ基板1を機械的または化学的に剥離するこ
とによって、ガラスやフェライトなどの基板9上にIn
Sb薄膜2を形成する。その後、フォトリソグラフィに
よりInSb薄膜2をホール素子や磁気抵抗素子として
用いる所定のパターンに形成する。更に必要に応じて表
面に保護膜を形成し、最終的に基板を分割して個別の素
子として用いる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のInSb薄膜の製造方法では、マイカ基板を剥離
する際、InSb薄膜が損傷を受ける虞があり、その結
果所期の特性を得ることができない場合があり、歩留り
低下の原因の一つとなっていた。また、InSb薄膜2
は基板9に対し樹脂層10のみによって支持されている
ため、InSb薄膜2の膜強度が低く、その信頼性が必
ずしも高くない。また、保護膜を形成した場合でも、そ
の保護膜とInSb薄膜との密着性は元々低く、しかも
その保護膜形成時の応力がInSb薄膜に影響を与え、
最悪の場合には、InSb薄膜が接着用の樹脂層から剥
離する虞がある。 【0005】この発明の目的は、このような従来の問題
を解消して、信頼性の高いInSb薄膜素子を容易に得
ることのできるInSb薄膜素子の製造方法を提供する
ことにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】この発明のInSb薄膜
素子の製造方法は、マイカ基板の一方の面にInSb薄
膜を成膜する工程と、前記マイカ基板のInSb薄膜非
形成面を第1の支持基板に接着する工程と、前記InS
b薄膜をフォトリソグラフィにより一定パターンに形成
する工程と、前記マイカ基板上に電極を形成する工程
と、前記マイカ基板上に保護膜を形成する工程と、この
保護膜を形成した面を第2の支持基板に対向させて接着
する工程と、前記マイカ基板の層途中を剥離面として
1の支持基板を前記マイカ基板の一部とともに剥離する
ことにより、前記InSb薄膜上に前記マイカ基板の一
部の層を残す工程、とを順に行うことを特徴とする。 【0007】 【作用】この発明のInSb薄膜素子の製造方法では、
まずマイカ基板の一方の面にInSb薄膜が成膜され、
このInSb薄膜の形成されたマイカ基板のInSb薄
膜被形成面が第1の支持基板に接着される。この第1の
支持基板はその後のInSb薄膜をパターン化する際お
よび第2の支持基板に接着する際、そのハンドリングを
容易にするとともにマイカ基板およびInSb薄膜に対
し不要な応力が加わるのを防止する。続く工程でInS
b薄膜がフォトリソグラフィにより一定パターンに形成
され、電極が形成され、さらに保護膜が形成される。続
いて、この保護膜の形成された面が第2の支持基板に対
向して接着される。その後、第1の支持基板がマイカ基
板の層途中を剥離面として剥離される。その際、マイカ
基板の一部が保護膜としてInSb薄膜上に残される。 【0008】以上の製造方法によれば、マイカ基板の一
部が第2の支持基板側に残り、それが保護膜として作用
する。従って、マイカ基板を完全に剥離した場合のIn
Sb薄膜の損傷の問題およびInSb薄膜と支持基板と
の接着性の問題が解消され、信頼性の高いInSb薄膜
素子を容易に製造できるようになる。 【0009】 【実施例】この発明の実施例であるInSb薄膜素子の
製造方法を工程順に図1〜図6を参照して説明する。 【0010】《第1工程》まず、図1に示すように、マ
イカ基板1上にInSb薄膜2を三温度法により成膜す
る。 【0011】《第2工程》図2に示すように、ガラス等
の無機材料やステンレススチール等の金属板などから成
る第1の支持基板3に対し、マイカ基板1のInSb薄
膜を形成していない面をエポキシ,フェノール,アクリ
レート系樹脂の樹脂層4を介して接着する。 【0012】《第3工程》図3に示すように、フォトリ
ソグラフィによりInSb薄膜2を一定パターンにパタ
ーン化し、さらに一定パターンの電極5を形成する。 【0013】《第4工程》図4に示すように、その表面
にSi化合物と添加剤および有機溶剤から成る塗布液を
塗布し、焼結することによってSiO2 膜(SOG膜)
6を形成する。この保護膜6の形成方法としてその他に
スパッタリング法、CVD法を用いることもでき、無機
膜、有機膜を問わず、不純物の含有率が低く防湿効果の
高いものであれば良い。 【0014】《第5工程》その後、図5に示すように、
フェライト,ガラス,Si,GaAsなどから成る第2
の支持基板7に対し保護膜6の形成面を第2工程で行っ
たと同様の方法により、樹脂層8を介して接着する。 【0015】《第6工程》図6に示すように、マイカ基
板1の層からマイカ基板1とともに第1の支持基板3を
剥離する。その際、マイカ基板の一部は数〜数十μmの
マイカ層1’として残る。 【0016】その後、ダイシングソーにより素子単体を
切出し、リードフレーム接着部をメタルマスキングによ
るRIEまたはイオンビーム法などによりエッチング
し、その素子をリードフレームに取り付ける。なお、ス
パッタリング法により素子端部に引出電極を形成して、
表面実装型の素子を形成してもよい。 【0017】この発明の実施例により、InSb薄膜素
子を作成したところ、3kGの磁束密度における磁気抵
抗変化率は3.4、20〜60℃における入力抵抗温度
係数は−1.2%/℃を得た。 【0018】 【発明の効果】この発明によれば、InSb薄膜を成膜
したマイカ基板の一部を保護膜としてそのまま用いるこ
とができるため、素子表面に対する新たな保護膜の形成
工程が不要となり、同時にInSb薄膜の信頼性を高め
ることができる。また、マイカ基板の剥離の際、マイカ
基板の一部を残存させるため、InSb薄膜の損傷を防
止することができ、所期の特性を有するInSb薄膜素
子を高い歩留りで製造できるようになる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an InSb thin film element used for a magnetoresistive element or a Hall element. 2. Description of the Related Art Conventionally, an InSb compound semiconductor has a high hole mobility (μ) and is used as a material of a Hall element or a magnetoresistive element. Such a magnetic sensor such as a Hall element or a magnetoresistive element requires, for example, about several hundred Ω to several kΩ in order to improve the matching with the sensor signal processing circuit. However, since InSb is originally a material having a low resistivity on the order of 10 −3 Ωcm, it is effective to reduce its thickness to facilitate formation of a finer pattern. Here, a method of manufacturing a conventional InSb thin film element will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, first, a so-called three-temperature method (In boat and S
b) A method of performing vacuum deposition by controlling the three temperatures of the boat and the substrate, respectively, or the MBE method to form the InSb thin film 2, and then, as shown in FIG. With the thin films 2 facing each other,
The resin layer 10 is bonded as an adhesive layer, and then the mica substrate 1 is mechanically or chemically peeled off as shown in FIG.
An Sb thin film 2 is formed. Thereafter, the InSb thin film 2 is formed into a predetermined pattern to be used as a Hall element or a magnetoresistive element by photolithography. Further, if necessary, a protective film is formed on the surface, and the substrate is finally divided and used as individual elements. However, in such a conventional method of manufacturing an InSb thin film, when the mica substrate is peeled, the InSb thin film may be damaged, and as a result, the expected characteristics are reduced. In some cases, it was not possible to obtain it, which was one of the causes of the decrease in yield. Also, the InSb thin film 2
Is supported only by the resin layer 10 with respect to the substrate 9, the strength of the InSb thin film 2 is low and its reliability is not necessarily high. Even when a protective film is formed, the adhesion between the protective film and the InSb thin film is originally low, and the stress during the formation of the protective film affects the InSb thin film.
In the worst case, there is a possibility that the InSb thin film is peeled off from the adhesive resin layer. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an InSb thin-film element capable of solving such a conventional problem and easily obtaining a highly reliable InSb thin-film element. According to a method of manufacturing an InSb thin film element of the present invention, a step of forming an InSb thin film on one surface of a mica substrate, Adhering to the supporting substrate, and the InS
b) forming a thin film into a fixed pattern by photolithography, forming an electrode on the mica substrate, forming a protective film on the mica substrate, and forming a surface on which the protective film is formed peeling and adhering to face the supporting substrate, a first supporting substrate to the middle layer of the mica substrate as the release surface with a portion of the mica board
Thereby, one of the mica substrates is formed on the InSb thin film.
And the step of leaving a part layer is performed in order. According to the method of manufacturing an InSb thin film element of the present invention,
First, an InSb thin film is formed on one surface of a mica substrate,
The surface of the mica substrate on which the InSb thin film is formed, on which the InSb thin film is formed, is bonded to the first support substrate. The first support substrate facilitates the handling thereof when patterning the InSb thin film thereafter and bonding it to the second support substrate, and prevents unnecessary stress from being applied to the mica substrate and the InSb thin film. . In the next step, InS
The thin film b is formed in a predetermined pattern by photolithography, an electrode is formed, and a protective film is formed. Subsequently, the surface on which the protective film is formed is adhered to the second support substrate. Thereafter, the first support substrate is peeled off with the middle of the layer of the mica substrate as a peeling surface . At this time, a part of the mica substrate is left on the InSb thin film as a protective film. According to the above-described manufacturing method, a part of the mica substrate remains on the second support substrate side, which functions as a protective film. Therefore, when the mica substrate is completely peeled, In
The problem of damage to the Sb thin film and the problem of adhesion between the InSb thin film and the supporting substrate are solved, and a highly reliable InSb thin film element can be easily manufactured. A method of manufacturing an InSb thin film element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. <First Step> First, as shown in FIG. 1, an InSb thin film 2 is formed on a mica substrate 1 by a three-temperature method. << Second Step >> As shown in FIG. 2, the InSb thin film of the mica substrate 1 is not formed on the first support substrate 3 made of an inorganic material such as glass or a metal plate such as stainless steel. The surfaces are bonded via a resin layer 4 of an epoxy, phenol or acrylate resin. << Third Step >> As shown in FIG. 3, the InSb thin film 2 is patterned into a fixed pattern by photolithography, and further, an electrode 5 having a fixed pattern is formed. << Fourth Step >> As shown in FIG. 4, a coating solution comprising a Si compound, an additive and an organic solvent is applied to the surface thereof and sintered to form a SiO 2 film (SOG film).
6 is formed. In addition, a sputtering method or a CVD method can be used as a method for forming the protective film 6, regardless of an inorganic film or an organic film, as long as the content of impurities is low and the moisture-proof effect is high. << Fifth Step >> Thereafter, as shown in FIG.
Second made of ferrite, glass, Si, GaAs, etc.
The surface on which the protective film 6 is formed is bonded to the supporting substrate 7 via the resin layer 8 in the same manner as in the second step. << Sixth Step >> As shown in FIG. 6, the first support substrate 3 is peeled together with the mica substrate 1 from the layer of the mica substrate 1. At that time, a part of the mica substrate remains as a mica layer 1 'of several to several tens of μm. Thereafter, a single element is cut out with a dicing saw, and the lead frame bonding portion is etched by RIE or ion beam method using metal masking, and the element is mounted on the lead frame. In addition, an extraction electrode is formed at the end of the element by a sputtering method,
A surface-mounted element may be formed. According to the embodiment of the present invention, an InSb thin film element was prepared. The magnetoresistance ratio at a magnetic flux density of 3 kG was 3.4, and the temperature coefficient of input resistance at 20 to 60 ° C. was -1.2% / ° C. Obtained. According to the present invention, since a part of the mica substrate on which the InSb thin film is formed can be used as a protective film as it is, a step of forming a new protective film on the element surface becomes unnecessary. At the same time, the reliability of the InSb thin film can be improved. Further, when the mica substrate is peeled, a part of the mica substrate remains, so that damage of the InSb thin film can be prevented, and an InSb thin film element having desired characteristics can be manufactured at a high yield.

【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の実施例であるInSb薄膜素子の製
造方法における第1工程の状態を示す図である。 【図2】この発明の実施例であるInSb薄膜素子の製
造方法における第2工程の状態を示す図である。 【図3】この発明の実施例であるInSb薄膜素子の製
造方法における第3工程の状態を示す図である。 【図4】この発明の実施例であるInSb薄膜素子の製
造方法における第4工程の状態を示す図である。 【図5】この発明の実施例であるInSb薄膜素子の製
造方法における第5工程の状態を示す図である。 【図6】この発明の実施例であるInSb薄膜素子の製
造方法における第6工程の状態を示す図である。 【図7】従来のInSb薄膜素子の製造方法の手順を示
す図である。 【図8】従来のInSb薄膜素子の製造方法の手順を示
す図である。 【図9】従来のInSb薄膜素子の製造方法の手順を示
す図である。 【符号の説明】 1−マイカ基板 1´−マイカ層 2−InSb薄膜 3−第1の支持基板 4−樹脂層 5−電極 6−保護膜 7−第2の支持基板 8−樹脂層
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a state of a first step in a method of manufacturing an InSb thin film element according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a state of a second step in the method of manufacturing the InSb thin film element according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing a state of a third step in the method of manufacturing the InSb thin film element according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view showing a state of a fourth step in the method of manufacturing the InSb thin film element according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view showing a state of a fifth step in the method of manufacturing the InSb thin film element according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view showing a state of a sixth step in the method of manufacturing the InSb thin film element according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a procedure of a conventional method for manufacturing an InSb thin film element. FIG. 8 is a view showing a procedure of a conventional method for manufacturing an InSb thin film element. FIG. 9 is a diagram showing a procedure of a conventional method for manufacturing an InSb thin film element. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1- Mica substrate 1'- Mica layer 2- InSb thin film 3- First support substrate 4- Resin layer 5- Electrode 6- Protective film 7- Second support substrate 8- Resin layer

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−216372(JP,A) 特開 昭63−196874(JP,A) 特開 昭60−257187(JP,A) 特開 昭59−111321(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 43/12 H01L 43/14 H01L 43/06 H01L 43/08 G01R 33/07 G01R 33/09 H01L 27/12 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-61-216372 (JP, A) JP-A-63-196874 (JP, A) JP-A-60-257187 (JP, A) JP-A-59-111321 (JP) , A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 43/12 H01L 43/14 H01L 43/06 H01L 43/08 G01R 33/07 G01R 33/09 H01L 27/12 JICST file ( JOIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 マイカ基板の一方の面にInSb薄膜を
成膜する工程と、 前記マイカ基板のInSb薄膜非形成面を第1の支持基
板に接着する工程と、 前記InSb薄膜をフォトリソグラフィにより一定パタ
ーンに形成する工程と、 前記マイカ基板上に電極を形成する工程と、 前記マイカ基板上に保護膜を形成する工程と、 この保護膜を形成した面を第2の支持基板に対向させて
接着する工程と、前記マイカ基板の層途中を剥離面として 第1の支持基板
前記マイカ基板の一部とともに剥離することにより、
前記InSb薄膜上に前記マイカ基板の一部の層を残す
工程、 とを順に行うInSb薄膜素子の製造方法。
(57) Claims 1. A step of forming an InSb thin film on one surface of a mica substrate, and a step of bonding an InSb thin film non-formed surface of the mica substrate to a first support substrate. Forming the InSb thin film in a fixed pattern by photolithography; forming an electrode on the mica substrate; forming a protective film on the mica substrate; and adhering to face the second supporting substrate, by peeling the first support substrate in the middle layer of the mica substrate as the release surface with a portion of the mica board,
Leaving a part of the layer of the mica substrate on the InSb thin film .
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