JP4276645B2 - センサ装置 - Google Patents
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Description
図3に示すように、磁気センサ1は、4つの磁気抵抗素子31〜34によりホイートストーンブリッジが構成されたものである。そして、磁気センサ1に対して磁界の方向が所定方向の時、磁気抵抗素子31,32間のノードN1と、磁気抵抗素子33,34間のノードN2との間の電圧(ブリッジの各中点電位E1,E2の差であるオフセット電圧E12)が0Vに近いもの程、磁気センサ1として高性能であることが知られている。即ち、磁気抵抗素子31の電気抵抗値をR1、磁気抵抗素子32の電気抵抗値をR2、磁気抵抗素子33の電気抵抗値をR3、磁気抵抗素子34の電気抵抗値をR4としたとき、「R1×R4=R2×R3」の関係式が成り立つことが最も好ましい。
請求項3に記載の発明では、請求項1又は請求項2に記載のセンサ装置において、絶縁膜を介して前記センサエレメントが設けられる基板を備え、前記保護膜の少なくとも一部がエッチングにより除去されることで設けられる前記開口部は、前記絶縁膜に達する開口部であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のセンサ装置において、前記センサエレメントの外形を四角形として扱ったとき、該四角形を構成する四辺の全ての辺に沿って前記開口部が設けられていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明では、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のセンサ装置において、前記センサエレメントの外形を四角形として扱ったとき、該四角形を構成する四辺の全ての辺に沿って互いに独立して、若しくは該四角形を構成する四辺に沿って2つのL字状が互いに独立して、前記開口部が設けられていることを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のセンサ装置において、前記センサエレメントの外形を四角形として扱ったとき、該四角形を構成する四辺の少なくとも一辺に沿って、その辺の全長に亘って前記開口部が設けられていることを特徴とする。
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の発明によると、センサエレメントを覆う保護膜の少なくとも一部が、該センサエレメントが露出されない態様で、且つ該センサエレメントの周囲に沿って開口部又は肉薄部が設けられるように、エッチングにより除去されている。このため、センサエレメントが保護膜から受ける応力の度合が緩和される。そして、これにより、該応力に起因する電気抵抗値の経時変化が抑制される。言い換えると、オフセット電圧の経時変化が抑制される。ここに、保護膜の少なくとも一部を除去するのに際して、レーザを照射する装置を必要としないエッチングが採用されている。このため、製造コストが低廉なものとなる。従って、低コストでありながら、オフセット電圧の経時変化を抑制することができる。
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の発明によれば、低コストでありながら、オフセット電圧の経時変化を抑制することができる。
図1及び図2に示すように、磁気センサ1は、基板10を備えている。基板10は、半導体(本実施形態ではシリコン)により構成されている。基板10の上面には、絶縁膜20が設けられている。絶縁膜20は、基板10の上面の略全体を覆うように設けられている。絶縁膜20は、酸化膜(本実施形態では二酸化珪素)により構成されている。絶縁膜20の上面には、磁気抵抗素子31〜34が設けられている。磁気抵抗素子31〜34の各々は、薄膜により所要のパターンに形成されている。磁気抵抗素子31〜34の各々は、ニッケルコバルトにより構成されている。ニッケルコバルトは、負の磁気特性を有する強磁性体である。
基板10は、磁気抵抗素子31〜34の各々を設けるための土台としての役目を果たす。絶縁膜20は、基板10と磁気抵抗素子31〜34の各々との間に必要な絶縁レベルを確保するための絶縁層としての役目を果たす。言い換えると、絶縁膜20は、基板10上に磁気抵抗素子31〜34の各々を設ける際の下地としての役目を果たす。磁気抵抗素子31〜34は、磁気センサ1により磁気の変化を検出するべく、磁気の変化に応じて電気抵抗値R1〜R4が変化するセンサエレメントとしての役目を果たす。層間絶縁膜40は、磁気抵抗素子31〜34の各々を外乱から保護するための保護膜としての役目を果たす。金属パッド50は、図3に示す態様で磁気抵抗素子31〜34間をワイヤーボンディングにより電気的に接続するための媒体としての役目を果たす。パッシベーション膜60は、磁気抵抗素子31〜34の各々を外乱から保護するための保護膜としての役目を果たす。
さて、磁気抵抗素子31〜34の各々を覆う保護膜(層間絶縁膜40、パッシベーション膜60)には、開口部61が設けられている。開口部61は、保護膜の一部がエッチングにより除去されて形成されたものである。開口部61は、絶縁膜20に達している。開口部61は、磁気抵抗素子31〜34の各々が露出されない態様で設けられている。つまり、磁気抵抗素子31〜34の各々は、上面全体が保護膜により覆われている。そして、磁気抵抗素子31〜34の各々の周囲に沿って開口部61が設けられている。詳述すると、磁気抵抗素子31〜34の各々の外形形状を四角形(長方形)として扱ったとき、長方形を構成する四辺に沿って4つの開口部61が互いに独立して設けられている。
(1)磁気抵抗素子31〜34の各々を覆う保護膜(層間絶縁膜40、パッシベーション膜60)の一部がエッチングにより除去されている。このため、磁気抵抗素子31〜34の各々が保護膜(層間絶縁膜40、パッシベーション膜60)から受ける応力の度合が緩和される。そして、これにより、該応力に起因する電気抵抗値R1〜R4の経時変化が抑制される。言い換えると、オフセット電圧E12の経時変化が抑制される。ここに、保護膜(層間絶縁膜40、パッシベーション膜60)の一部を除去するのに際して、レーザを照射する装置を必要としないエッチングが採用されている。このため、製造コストが低廉なものとなる。従って、低コストでありながら、オフセット電圧E12の経時変化を抑制することができる。
・図4に示すように、磁気抵抗素子31〜34の各々の外形形状を四角形(長方形)として扱ったとき、長方形を構成する四辺に沿って2つの平面視L字状の開口部61が互いに独立して設けられている構成を採用してもよい。
・開口部61がバランス良く配置されている構成が好ましい。
・図7に示すように、磁気抵抗素子31〜34に重なる部分を除いて保護膜(層間絶縁膜40、パッシベーション膜60)がエッチングにより全て除去されている構成を採用してもよい。このように構成すると、磁気抵抗素子31〜34の各々が保護膜(層間絶縁膜40、パッシベーション膜60)から受ける応力の度合が確実に緩和される。従って、該応力に起因する電気抵抗値R1〜R4の経時変化を確実に抑制することができる。
・層間絶縁膜40を酸化膜(例えば、二酸化珪素)により構成してもよい。
・パッシベーション膜60を酸化膜(例えば、二酸化珪素)により構成してもよい。
Claims (7)
- 物理変化に応じて複数のセンサエレメントの各々の電気抵抗値が変化することに基づいて物理変化を検出するセンサ装置において、
前記センサエレメントを覆う保護膜の少なくとも一部が、該センサエレメントが露出されない態様で、且つ該センサエレメントの周囲に沿って開口部が設けられるように、エッチングにより除去されていることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1に記載のセンサ装置において、
前記センサエレメントは、前記保護膜として複数層の保護膜により覆われ、
前記複数層の保護膜の少なくとも1層の少なくとも一部が、前記センサエレメントが露出されない態様で、且つ該センサエレメントの周囲に沿って開口部が設けられるように、エッチングにより除去されていることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のセンサ装置において、
絶縁膜を介して前記センサエレメントが設けられる基板を備え、
前記保護膜の少なくとも一部がエッチングにより除去されることで設けられる前記開口部は、前記絶縁膜に達する開口部であることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のセンサ装置において、
前記センサエレメントの外形を四角形として扱ったとき、該四角形を構成する四辺の全ての辺に沿って前記開口部が設けられていることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のセンサ装置において、
前記センサエレメントの外形を四角形として扱ったとき、該四角形を構成する四辺の全ての辺に沿って互いに独立して、若しくは該四角形を構成する四辺に沿って2つのL字状が互いに独立して、前記開口部が設けられていることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のセンサ装置において、
前記センサエレメントの外形を四角形として扱ったとき、該四角形を構成する四辺の少なくとも一辺に沿って、その辺の全長に亘って前記開口部が設けられていることを特徴とするセンサ装置。 - 基板と、絶縁膜を介して前記基板上に設けられたセンサエレメントと、前記センサエレメントを覆う保護膜とを備え、物理変化に応じて複数の前記センサエレメントの各々の電気抵抗値が変化することに基づいて物理変化を検出するセンサ装置において、
前記保護膜の少なくとも一部が、前記センサエレメントが露出されない態様で、且つ該センサエレメントの周囲に沿って肉薄部が設けられるように、エッチングにより除去されていることを特徴とするセンサ装置。
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