JP4525045B2

JP4525045B2 - 磁気センサの製造方法

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Publication number: JP4525045B2
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Description

本発明は、半導体基板に溝が形成され、溝の表面にホール素子が形成されてなる磁気センサの製造方法に関する。

半導体基板に溝が形成され、溝の表面にホール素子が形成されてなる磁気センサおよびその製造方法が、Transducers 93’, 1993 The 7th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators, p.892-895（非特許文献１）に開示されている。

図８（ａ），（ｂ）は、非特許文献１に開示された磁気センサ９０の模式図で、図８（ａ）は、磁気センサ９０の上視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

図８（ａ），（ｂ）に示す磁気センサ９０は、２個のホール素子を有する磁気センサで、ｐ型のシリコン基板１に溝１ｔが形成され、溝１ｔの対向する斜面に、それぞれホール素子であるｎ型の低濃度不純物拡散領域２１，２２が形成されている。また、ホール素子２１，２２に接続するｎ型の高濃度不純物拡散領域４が、電極配線として、ポリシリコン膜３ｐの開口部からイオン注入により形成されている。

対向する斜面にホール素子２１，２２が形成された磁気センサ９０では、図８（ｂ）に示すように、Ａ−Ａ断面に平行な磁界Ｂ_０が印加されると、斜面に直角な方向の磁界成分Ｂ_１，Ｂ_２が各ホール素子２１，２２に印加される。バイアス電流Ｉ_１，Ｉ_２が流れる各ホール素子２１，２２では、磁界成分Ｂ_１，Ｂ_２に比例する電圧が発生し、出力電圧Ｖ_１，Ｖ_２として検出される。これによって、例えば、Ａ−Ａ断面において回転する磁界Ｂ_０の回転角を検出することができ、磁気センサ９０を回転角センサとして用いることもできる。
Transducers 93’, 1993 The 7th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators, p.892-895

図８（ａ），（ｂ）の磁気センサ９０においては、ホール素子２１，２２に接続する電極配線として、高濃度不純物拡散領域４が用いられている。

ホール素子２１，２２の電極配線としては、温度依存性を低減し磁気センサ９０の測定精度を向上するためにも、できるだけ抵抗の低いアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料が望ましい。しかしながら、図８（ａ），（ｂ）の磁気センサ９０においては、電極配線パターンを溝１ｔの上面、斜面および底面に渡って形成する必要があり、金属膜のエッチングによるパターニングが困難である。上面および底面と斜面とでは必要なレジスト膜厚が異なるため、このようなエッチングにおいては、エッチング不良が発生し易い。また、微細なコンタクトホールを形成して配線接続する方法も、溝１ｔの斜面や大きな段差のある上面と底面では困難で、用いることはできない。このため、図８（ａ），（ｂ）の磁気センサ９０においては、比較的抵抗が高いにも係わらずエッチングによらないでイオン注入により形成できる高濃度不純物拡散領域４を、電極配線として用いている。このため、電極配線の抵抗の影響によって、磁気センサの測定精度が上がらない。

そこで本発明は、半導体基板に溝が形成され、溝の表面にホール素子が形成されてなる磁気センサであって、低抵抗の電極配線を有する高精度の磁気センサの製造方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、半導体基板に溝が形成され、前記溝の表面に、ホール素子である低濃度不純物拡散領域と、電極配線パターンを有し前記低濃度不純物拡散領域に接続する高濃度不純物拡散領域とが形成され、前記高濃度不純物拡散領域上に、当該高濃度不純物拡散領域より、抵抗値の低い低抵抗層が積層されてなる磁気センサの製造方法であって、半導体基板に、溝を形成する溝形成工程と、前記ホール素子と電極配線を合わせた形状のパターンで、低濃度不純物拡散領域を形成する低濃度不純物拡散領域形成工程と、前記ホール素子となる低濃度不純物拡散領域の上部に、ＬＯＣＯＳ酸化膜を形成するＬＯＣＯＳ酸化膜形成工程と、前記ＬＯＣＯＳ酸化膜をマスクにして、イオン注入により、高濃度不純物拡散領域を電極配線形状のパターンに形成する高濃度不純物拡散領域形成工程と、前記ＬＯＣＯＳ酸化膜を残存した状態で、前記電極配線形状のパターンに形成された高濃度不純物拡散領域上に、自己整合（セルフアライン）する低抵抗層を形成する低抵抗層形成工程と、を有してなることを特徴としている。

上記製造方法により製造される磁気センサは、電極配線パターンに形成された高濃度不純物拡散領域を低抵抗層形成のための土台とし、低抵抗層が、高濃度不純物拡散領域上に積層形成される。この高濃度不純物拡散領域と低抵抗層の積層体からなる電極配線は、全体として低抵抗化され、実質的に高濃度不純物拡散領域上の低抵抗層をバイアス電流が流れる。このようにして、ホール素子の出力に対する電極配線の抵抗の影響が低減され、磁気センサの測定精度が向上する。従って、上記磁気センサは、半導体基板に形成された溝の表面にホール素子が形成されてなる磁気センサであって、低抵抗の電極配線を有する高精度の磁気センサとすることができる。
上記製造方法によれば、前記低抵抗層が、溝の斜面や大きな段差部分で不良が発生し易い金属膜のエッチングを用いずに、セルフアラインにより、高濃度不純物拡散領域上に形成できる。従って、磁気センサの製造不良が低減される。尚、得られる磁気センサの効果は上記したとおりである。

前記セルフアラインによる低抵抗層の形成方法として、請求項２に記載のように、前記半導体基板がシリコン基板であり、前記低抵抗層が金属シリサイド層であって、当該金属シリサイド層を、サリサイド技術により形成する方法を用いることができる。請求項３に記載のように、前記低抵抗層が、アルミニウム（Ａｌ）層もしくはタングステン（Ｗ）層であり、当該Ａｌ層もしくはＷ層を、ＣＶＤによる選択成長で形成する方法であってもよい。また、請求項４に記載のように、前記低抵抗層が、銅（Ｃｕ）層であり、当該Ｃｕ層を、電界メッキにより形成する方法も用いることができる。

上記いずれの方法であっても、前記低抵抗層をセルフアラインにより形成でき、溝の斜面や大きな段差部分であっても、問題なく形成することができる。

請求項５に記載の発明は、半導体基板に溝が形成され、前記溝の表面に、ホール素子である低濃度不純物拡散領域と、電極配線パターンを有し前記低濃度不純物拡散領域に接続する高濃度不純物拡散領域とが形成され、前記高濃度不純物拡散領域上に、当該高濃度不純物拡散領域より抵抗値の低い、低抵抗層が積層されてなる磁気センサの製造方法であって、半導体基板に、溝を形成する溝形成工程と、前記ホール素子と電極配線を合わせた形状のパターンで、低濃度不純物拡散領域を形成する低濃度不純物拡散領域形成工程と、前記ホール素子となる低濃度不純物拡散領域の上部に、ＬＯＣＯＳ酸化膜を形成するＬＯＣＯＳ酸化膜形成工程と、前記ＬＯＣＯＳ酸化膜をマスクにして、イオン注入により、高濃度不純物拡散領域を電極配線形状のパターンに形成する高濃度不純物拡散領域形成工程と、前記ＬＯＣＯＳ酸化膜を残存した状態で、前記電極配線形状のパターンに形成された高濃度不純物拡散領域上に、金属粒子を含むインクパターンをインクジェット装置により形成し、前記インクパターンを焼結して金属層からなる低抵抗層を形成する低抵抗層形成工程と、を有してなることを特徴としている。

これによれば、電極配線パターンに形成された高濃度不純物拡散領域を低抵抗層形成のための土台とし、低抵抗層を、不良が発生し易い金属膜のエッチング等を用いずに、インクジェット装置により積層形成する。インクジェット装置を用いる場合には、上記のセルフアラインによる低抵抗層の形成と異なり、任意の金属材料を用いて、任意の場所へ形成することができる。従って、溝の斜面や大きな段差部分であっても、前記低抵抗層を問題なく形成することができる。

請求項６に記載の発明は、半導体基板に溝が形成され、前記溝の表面に、ホール素子である低濃度不純物拡散領域と、電極配線パターンを有し前記低濃度不純物拡散領域に接続する高濃度不純物拡散領域とが形成され、前記高濃度不純物拡散領域上に、当該高濃度不純物拡散領域より抵抗値の低い、低抵抗層が積層されてなる磁気センサの製造方法であって、半導体基板に、溝を形成する溝形成工程と、前記ホール素子と電極配線を合わせた形状のパターンで、低濃度不純物拡散領域を形成する低濃度不純物拡散領域形成工程と、前記ホール素子となる低濃度不純物拡散領域の上部に、ＬＯＣＯＳ酸化膜を形成するＬＯＣＯＳ酸化膜形成工程と、前記ＬＯＣＯＳ酸化膜をマスクにして、イオン注入により、高濃度不純物拡散領域を電極配線形状のパターンに形成する高濃度不純物拡散領域形成工程と、前記ＬＯＣＯＳ酸化膜を残存した状態で、前記半導体基板の全面に金属膜を形成し、熱処理によって高濃度不純物拡散領域との密着性を向上させ、熱処理後に前記金属膜をピーリングし、高濃度不純物拡散領域上以外の金属膜を剥がして、前記電極配線形状のパターンに形成された高濃度不純物拡散領域上の金属膜からなる低抵抗層を形成する低抵抗層形成工程と、を有してなることを特徴としている。

これによれば、電極配線パターンに形成された高濃度不純物拡散領域を低抵抗層形成のための土台とし、低抵抗層を、全面に形成された金属膜をピーリングして、高濃度不純物拡散領域上以外の金属膜を剥がして形成する。この方法においても、任意の金属材料を用いることができる。また、溝の斜面や大きな段差部分であっても、前記低抵抗層を問題なく形成することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１（ａ），（ｂ）に、本実施形態における磁気センサ１００の模式図を示す。図１（ａ）は、磁気センサ１００の上視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂの断面図である。尚、図１（ａ），（ｂ）に示す磁気センサ１００おいて、図８（ａ），（ｂ）に示す磁気センサ９０と同様の部分については、同一の符号を付けた。

磁気センサ１００は、２個のホール素子を有している。図８（ａ），（ｂ）の磁気センサ９０と同様に、磁気センサ１００においても、ｐ型のシリコン（Ｓｉ）基板１に溝１ｔが形成され、溝１ｔの対向する斜面に、それぞれホール素子であるｎ型の低濃度不純物拡散領域２１，２２が形成されている。

図８（ａ），（ｂ）の磁気センサ９０では、ホール素子２１，２２に接続するｎ型の高濃度不純物拡散領域４が、電極配線として用いられていた。一方、図１（ａ），（ｂ）の磁気センサ１００では、電極配線パターンを有するｎ型の高濃度不純物拡散領域４が形成され、さらにその上に金属シリサイド層５０が積層形成されている。金属シリサイド層５０は、高濃度不純物拡散領域４より抵抗値の低い低抵抗層で、サリサイド技術を用いた自己整合（セルフアライン）により、高濃度不純物拡散領域４上に選択的に積層形成される。サリサイド技術を用いて形成される金属シリサイド層５０には、例えば、チタン（Ｔｉ）を使ったチタンシリサイド（ＴｉＳｉ_ｘ）や、コバルト（Ｃｏ）を使ったコバルトシリサイド（ＣｏＳｉ_ｘ）がある。

高濃度不純物拡散領域４は、一般的に、同じＳｉ基板１に集積されるトランジスタ等の他の素子形成におけるイオン注入工程を用いて形成される。これによって磁気センサ１００の製造コストが低減されるが、一般的なＬＳＩプロセスにおいて形成される高濃度不純物拡散領域４のシート抵抗は、数十〜数百Ω／□である。

表１に、高濃度不純物拡散領域４のシート抵抗値と、その上にＴｉＳｉ_ｘを形成したときのシート抵抗値を、比較して示す。

表１の結果に見られるように、高濃度不純物拡散領域４上にＴｉＳｉ_ｘを形成することによって、シート抵抗値は、１／１０〜１／１００に低減される。尚、高濃度不純物拡散領域４上にＣｏＳｉ_ｘを形成する場合も、類似の傾向を示す。

このようにして、図１（ａ），（ｂ）の磁気センサ１００では、高濃度不純物拡散領域４と金属シリサイド層５０の積層体からなる電極配線は、図８（ａ），（ｂ）の磁気センサ９０における高濃度不純物拡散領域４のみからなる電極配線に較べて、１／１０〜１／１００に低抵抗化される。このようにして、実質的に低抵抗層である金属シリサイド層５０をバイアス電流が流れ、ホール素子２１，２２の出力に対する電極配線の抵抗の影響も、１／１０〜１／１００に低減される。これによって、磁気センサ１００の測定精度が向上する。

以上のように、図１（ａ），（ｂ）の磁気センサ１００は、半導体基板１に形成された溝１ｔの表面にホール素子２１，２２が形成されてなる磁気センサであって、低抵抗の電極配線を有する磁気センサとすることができる。

図１（ａ），（ｂ）の磁気センサ１００は、Ｓｉ基板１に形成された一つの溝１ｔに２個のホール素子２１，２２が集積された、小型の磁気センサである。また、磁気センサ１００は、一つの溝１ｔの対向する斜面に、２個のホール素子２１，２２が配置されており、回転磁界を検出する回転角センサに好適である。

溝１ｔの斜面にホール素子２１，２２が配置された磁気センサ１００では、図１（ｂ）に示すように、Ｂ−Ｂ断面に平行な磁界Ｂ_０が印加されると、斜面に直角な方向の磁界成分Ｂ_１，Ｂ_２が各ホール素子２１，２２に印加される。バイアス電流Ｉ_１，Ｉ_２が流れる各ホール素子２１，２２では、磁界成分Ｂ_１，Ｂ_２に比例する電圧が発生し、出力電圧Ｖ_１，Ｖ_２として検出される。これによって、Ｂ−Ｂ断面において回転する磁界Ｂ_０の回転角を検出することができ、磁気センサ１００を回転角センサとして用いることができる。

特に、磁気センサ１００では、図１（ｂ）に示すように｛１００｝面方位のＳｉ基板１が用いられており、これに｛１１１｝面方位の斜面を持つ溝１ｔが形成されている。この溝１ｔにおける｛１１１｝面方位の対向する斜面は、５４．７度の角度をもって交わる。従って、２個のホール素子２１，２２に印加される回転磁界成分Ｂ_１，Ｂ_２の振幅がほぼ等しくなり、２個のホール素子２１，２２の出力電圧Ｖ_１，Ｖ_２も、振幅がほぼ等しく５４．７度位相の異なる２つの正弦波となる。理想的には９０度が望ましいが、前記角度は物性値から決まる値で安定しているため、演算で補正することが可能である。このようにして２個のホール素子２１，２２の出力電圧Ｖ_１，Ｖ_２をバランスさせることで、測定精度高い磁気センサ（回転角センサ）が得られる。尚、２個のホール素子２１，２２の出力電圧Ｖ_１，Ｖ_２をバランスさせるうえでも、高濃度不純物拡散領域４上に金属シリサイド層５０を積層して、ホール素子２１，２２の出力に対するの影響を低減することが効果的である。

図１（ａ），（ｂ）の磁気センサ１００では、一つの溝１ｔの対向する斜面に２個のホール素子２１，２２が集積配置されているが、同じ基板の異なる溝にそれぞれホール素子を配置して、回転角センサを構成してもよい。また、溝の斜面にホール素子が配置されたそれぞれ別の基板（チップ）からなる磁気センサを組み合せて、回転角センサを構成することもできる。このように、溝の斜面にホール素子が配置される磁気センサでは、印加磁界の斜面に垂直な方向成分に比例した出力電圧が検出されるため、異なる斜面に配置されたホール素子を組み合せて、回転磁界を検出する回転角センサを構成することができる。いずれの場合も、溝の斜面にホール素子が配置される磁気センサにおいては、高濃度不純物拡散領域上に低抵抗層を形成して電極配線を低抵抗化することが、測定精度の向上に効果的である。

次に、図１（ａ），（ｂ）の磁気センサ１００の製造方法を説明する。

図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ａ）〜（ｄ）は、磁気センサ１００の製造方法を示す工程別断面図である。

図２（ａ）に示す｛１００｝面方位のｐ型Ｓｉ基板１を用いて、最初に、図２（ｂ）に示す｛１１１｝面方位の斜面を持つ、深さ１００μｍ程度の溝１ｔを形成する。溝１ｔの形成は、次のようにしておこなう。

Ｓｉ基板１に、表面保護用の薄い酸化膜を形成した後、エッチングのマスクとなる窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を形成する。次に、ホトリソグラフィとドライエッチングを用いて、溝１ｔ形成部位のＳｉＮ膜を開口する。次に、ホトレジストを剥離させた後、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液等を用いた等方性ウェットエッチングにより、上記ＳｉＮ膜の開口部から、Ｓｉ基板１を等方的にエッチングする。この時、｛１００｝面からＳｉ基板１を等方的にエッチングすると、｛１１１｝面方位の斜面が優先的に現れる溝１ｔが形成される。最後に、燐酸（Ｈ_３ＰＯ_４）等を用いて、表面のＳｉＮ膜を除去する。こうして、図２（ｂ）に示す｛１１１｝面方位の斜面を持つ溝１ｔが、Ｓｉ基板１に形成される。

次に、最終的にホール素子となる、図２（ｃ）に示すｎ型の低濃度不純物拡散領域２を形成する。

ｎ型の低濃度不純物拡散領域２は、Ｓｉ基板１の所定領域に、（Ｐ）等のｎ型不純物をイオン注入して形成する。ｎ型の低濃度不純物拡散領域２は、ホール素子と電極配線を合わせた形状のパターンに形成する。イオン注入時のマスクにはホトレジストを用いるが、Ｓｉ基板１の上面と溝１ｔの底面とでは１００μｍ程度の段差がある。このため、ホトレジストのパターニングには、焦点範囲が大きい電子ビーム（ＥＢ）リソグラフィを用い、焦点位置を数段階に変えてＥＢ露光する。

イオン注入後、活性化のための熱処理を行い、ｎ型の低濃度不純物拡散領域２の形成が終了する。

次に、図２（ｄ）に示すように、高濃度不純物拡散領域４形成時のマスクとなるＬＯＣＯＳ酸化膜３を形成する。

ＬＯＣＯＳ酸化膜３の形成は、Ｓｉ基板１の表面を酸化して薄い酸化膜（４０ｎｍ程度）を形成した後、ＳｉＮ膜を前面に１５０ｎｍ程度堆積する。次に、前述したＥＢリソグラフィとドライエッチングを用いて、ＬＯＣＯＳ酸化膜３形成部位のＳｉＮ膜を開口する。その後、Ｓｉ基板１を酸化することにより、ＳｉＮ膜の開口部に、１０００ｎｍ程度の厚さのＬＯＣＯＳ酸化膜３を成長させる。

次に、図３（ａ）に示すように、ＬＯＣＯＳ酸化膜３をマスクにして、Ｐ等のｎ型不純物をイオン注入して、高濃度不純物拡散領域４を形成する。ｎ型の高濃度不純物拡散領域４は、電極配線形状のパターンに形成する。従って、このイオン注入により、斜面のＬＯＣＯＳ酸化膜３の下にあるｎ型の低濃度不純物拡散領域２が区画されて、高濃度不純物拡散領域４が接続する２個のホール素子２１，２２となる。

イオン注入後、活性化のための熱処理を行い、ｎ型の高濃度不純物拡散領域４の形成が終了する。

次に、サリサイド技術を用いて、高濃度不純物拡散領域４の上に、金属シリサイド層５０を形成する。

最初に、図３（ｂ）に示すように、Ｓｉ基板１の全面に、サリサイドとなる金属のＴｉ層５を堆積する。この後、熱処理を行うと、ＬＯＣＯＳ酸化膜３の開口部に露出した高濃度不純物拡散領域４のＳｉと接触するチタン層５のＴｉとが反応し、ＴｉＳｉ_ｘからなる金属シリサイド層５０が、接触面に形成される。

次に、ウエットエッチングによって未反応のチタン層５を選択的に除去すると、図３（ｃ）に示すように、高濃度不純物拡散領域４上に、金属シリサイド層５０が残る。このようにして、電極配線パターンに形成された高濃度不純物拡散領域４を土台とし、金属シリサイド層５０が、セルフアラインにより選択的に高濃度不純物拡散領域４上に積層形成される。

上記の製造工程により、高濃度不純物拡散領域４上に金属シリサイド層５０からなる低抵抗の電極配線が形成される。上記製造方法によれば、不良が発生し易い金属膜のエッチングを用いることなく、大きな段差部分のある電極配線を形成することができる。

最後に、図３（ｄ）に示すように、層間絶縁膜６を堆積し、ホトリソグラフィとドライエッチングによりコンタクトホールを形成後、アルミニウム（Ａｌ）配線７を形成して、磁気センサ１００が完成する。

（第２の実施形態）
第１実施形態の磁気センサは、電極配線として、高濃度不純物拡散領域上にサリサイド技術による金属シリサイド層が形成された磁気センサであった。本実施形態の磁気センサは、高濃度不純物拡散領域上に選択成長によるアルミニウム（Ａｌ）層もしくはタングステン（Ｗ）層が形成された磁気センサに関する。以下、本実施形態について図に基づいて説明する。

図４は、本実施形態における磁気センサ１０１の模式的な断面図である。尚、図４の磁気センサ１０１おいて、図１（ｂ）に示す磁気センサ１００と同様の部分については、同一の符号を付けた。

図４の磁気センサ１０１は、金属シリサイド層５０に替わって、高濃度不純物拡散領域４上に、選択成長によるＡｌ層５１もしくはＷ層５２が形成される点で、図１（ｂ）に示す磁気センサ１００と異なっている。

ＡｌもしくはＷは、Ｓｉからなる高濃度不純物拡散領域４上へ、ＣＶＤにより選択成長可能である。高濃度不純物拡散領域４に較べて、Ａｌ層５１もしくはＷ層５２は低抵抗であり、高濃度不純物拡散領域４にＡｌ層５１もしくはＷ層５２が積層された電極配線は、高濃度不純物拡散領域４のみで形成される電極配線に較べて低抵抗化される。従って、図４の磁気センサ１０１についても、ホール素子２１，２２の出力に対する電極配線の抵抗の影響が低減され、磁気センサの測定精度が向上する。

また、Ａｌ層５１もしくはＷ層５２は、図３（ａ）に示すイオン注入による高濃度不純物拡散領域４の形成後に、ＬＯＣＯＳ酸化膜３の開口部に露出した高濃度不純物拡散領域４上に、ＡｌもしくはＷをＣＶＤにより選択成長させて形成する。従ってこの場合も、電極配線パターンに形成された高濃度不純物拡散領域４を土台とし、Ａｌ層５１もしくはＷ層５２がセルフアラインにより高濃度不純物拡散領域４上に積層形成される。このため、不良が発生し易い金属膜のエッチングを用いることなく、大きな段差部分のある電極配線を形成することができる。

尚、Ａｌ層５１は、Ｗ層５２に較べて低抵抗であり、容易に厚く形成することができる。

（第３の実施形態）
第２実施形態の磁気センサは、電極配線として、高濃度不純物拡散領域上に選択成長によるＡｌ層もしくはＷ層が形成された磁気センサであった。本実施形態の磁気センサは、高濃度不純物拡散領域上に、電界メッキによる銅（Ｃｕ）層が形成された磁気センサに関する。以下、本実施形態について図に基づいて説明する。

図５は、本実施形態における磁気センサ１０２の模式的な断面図である。尚、図５の磁気センサ１０２おいて、図１（ｂ）に示す磁気センサ１００と同様の部分については、同一の符号を付けた。

図５の磁気センサ１０２は、金属シリサイド層５０に替わって、高濃度不純物拡散領域４上に、電界メッキによるＣｕ層５３が形成される点で、図１（ｂ）に示す磁気センサ１００と異なっている。

電界メッキを用いれば、Ｓｉからなる高濃度不純物拡散領域４上へ、Ｃｕの選択成長が可能である。高濃度不純物拡散領域４に較べて、Ｃｕ層５３は低抵抗であり、高濃度不純物拡散領域４にＣｕ層５３が積層された電極配線は、高濃度不純物拡散領域４のみで形成される電極配線に較べて低抵抗化される。従って、図５の磁気センサ１０２についても、ホール素子２１，２２の出力に対する電極配線の抵抗の影響が低減され、磁気センサの測定精度が向上する。

Ｃｕ層５３は、図３（ａ）に示すイオン注入による高濃度不純物拡散領域４の形成後に、全体をＣｕのメッキ液に浸漬し、電解メッキして形成する。電解メッキは、メッキ液中の高濃度不純物拡散領域４に通電して、ＬＯＣＯＳ酸化膜３の開口部に露出した高濃度不純物拡散領域４上に、Ｃｕを選択的に析出させる。従ってこの場合も、電極配線パターンに形成された高濃度不純物拡散領域４を土台とし、Ｃｕ層５３がセルフアラインにより高濃度不純物拡散領域４上に積層形成される。このため、不良が発生し易い金属膜のエッチングを用いることなく、大きな段差部分のある電極配線を形成することができる。

尚、Ｃｕ層５３は、第２実施形態のＡｌ層５１もしくはＷ層５２に較べて低抵抗であり、容易に厚く形成することができる。

（第４の実施形態）
第１〜第３実施形態の磁気センサは、いずれも電極配線として、高濃度不純物拡散領域上に選択成長による金属シリサイド層もしくは金属層が形成された磁気センサであった。本実施形態の磁気センサは、高濃度不純物拡散領域上に、選択成長ではなく、インクジェット装置によって金属層が形成された磁気センサに関する。以下、本実施形態について図に基づいて説明する。

図６は、本実施形態における磁気センサ１０３の模式的な断面図である。尚、図６の磁気センサ１０３おいて、図１（ｂ）に示す磁気センサ１００と同様の部分については、同一の符号を付けた。

図６の磁気センサ１０３は、高濃度不純物拡散領域４上に、選択成長ではなく、インクジェット装置による金属層５４が形成される点で、前記の磁気センサ１００〜１０２と異なっている。

インクジェット装置を用いれば、任意の金属材料からなる金属層５４を、任意の場所へ形成することが可能である。従って、高濃度不純物拡散領域４上へより低抵抗の金属層５４を形成すれば、高濃度不純物拡散領域４に金属層５４が積層された電極配線は、高濃度不純物拡散領域４のみで形成される電極配線に較べて低抵抗化される。従って、図６の磁気センサ１０３についても、ホール素子２１，２２の出力に対する電極配線の抵抗の影響が低減され、磁気センサの測定精度が向上する。

金属層５４は、図３（ａ）に示すイオン注入による高濃度不純物拡散領域４の形成後に、金属粒子を含むインクパターンをインクジェット装置により高濃度不純物拡散領域４上に形成し、インクパターンを焼結して形成される。このように、インクジェット装置を用いた形成方法によっても、大きな段差部分のある電極配線を形成することができる。

（第５の実施形態）
第４実施形態の磁気センサは、電極配線として、高濃度不純物拡散領域上に、インクジェット装置によって金属層が形成された磁気センサであった。本実施形態の磁気センサは、金属膜を全面に形成した後、ピーリングで余分な金属膜を剥がすことによって、高濃度不純物拡散領域上のみに金属層が形成された磁気センサに関する。以下、本実施形態について図に基づいて説明する。

図７は、本実施形態における磁気センサ１０４の模式的な断面図である。尚、図７の磁気センサ１０４おいて、図１（ｂ）に示す磁気センサ１００と同様の部分については、同一の符号を付けた。

図７の磁気センサ１０４も、高濃度不純物拡散領域４上に、選択成長ではなく、ピーリングによって金属層５５が形成される。

ピーリングによる方法も、任意の金属材料を用いることが可能である。従って、高濃度不純物拡散領域４上へより低抵抗の金属層５５を形成すれば、高濃度不純物拡散領域４に金属層５５が積層された電極配線は、高濃度不純物拡散領域４のみで形成される電極配線に較べて低抵抗化される。従って、図７の磁気センサ１０４についても、ホール素子２１，２２の出力に対する電極配線の抵抗の影響が低減され、磁気センサの測定精度が向上する。

ピーリングによる金属層５５は、図３（ａ）に示すイオン注入による高濃度不純物拡散領域４の形成後に、図３（ｂ）と同様、半導体基板の全面に金属膜を形成する。この全面に堆積した金属膜を熱処理し、高濃度不純物拡散領域４のＳｉと反応させて、高濃度不純物拡散領域４との密着性を上げる。次に、全面に粘着テープを貼って引き剥がす（ピーリング）ことで、密着性の弱いＬＯＣＯＳ酸化膜３上の余分な金属膜を粘着テープに貼り付けて除去する。これにより、高濃度不純物拡散領域４上のみに、金属層５５を残すことができる。このピーリングによる金属層５５の形成方法によっても、大きな段差部分のある電極配線を形成することができる。

（他の実施形態）
上記の各実施形態においては、｛１００｝面方位のＳｉ基板１が用いられ、Ｓｉ基板１に形成された溝１ｔの斜面に、ホール素子２１，２２が形成されていた。本発明の高濃度不純物拡散領域上に低抵抗層が磁気センサは、上記に限らず、｛１１０｝面方位や｛１１１｝面方位のＳｉ基板を用いた磁気センサであってもよい。また、溝１ｔの底面にホール素子が形成された磁気センサにも効果的である。

本発明の第１実施形態における磁気センサの模式図で、（ａ）は上視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂの断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、第１実施形態の磁気センサの製造方法を示す工程別断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、第１実施形態の磁気センサの製造方法を示す工程別断面図である。本発明の第２実施形態における磁気センサの模式的な断面図である。本発明の第３実施形態における磁気センサの模式的な断面図である。本発明の第４実施形態における磁気センサの模式的な断面図である。本発明の第５実施形態における磁気センサの模式的な断面図である。従来の磁気センサの模式図で、（ａ）は上視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａの断面図である。

符号の説明

９０，１００〜１０４磁気センサ
１半導体（シリコン）基板
２１，２２低濃度不純物拡散領域（ホール素子）
３ＬＯＣＯＳ酸化膜
４高濃度不純物拡散領域
５０金属シリサイド層（低抵抗層）
５１選択成長によるＡｌ層（低抵抗層）
５２選択成長によるＷ層（低抵抗層）
５３電界メッキによるＣｕ層（低抵抗層）
５４インクジェット装置による金属層（低抵抗層）
５５ピーリングによる金属層（低抵抗層）

Claims

半導体基板に溝が形成され、
前記溝の表面に、ホール素子である低濃度不純物拡散領域と、電極配線パターンを有し前記低濃度不純物拡散領域に接続する高濃度不純物拡散領域とが形成され、
前記高濃度不純物拡散領域上に、当該高濃度不純物拡散領域より抵抗値の低い、低抵抗層が積層されてなる磁気センサの製造方法であって、
半導体基板に、溝を形成する溝形成工程と、
前記ホール素子と電極配線を合わせた形状のパターンで、低濃度不純物拡散領域を形成する低濃度不純物拡散領域形成工程と、
前記ホール素子となる低濃度不純物拡散領域の上部に、ＬＯＣＯＳ酸化膜を形成するＬＯＣＯＳ酸化膜形成工程と、
前記ＬＯＣＯＳ酸化膜をマスクにして、イオン注入により、高濃度不純物拡散領域を電極配線形状のパターンに形成する高濃度不純物拡散領域形成工程と、
前記ＬＯＣＯＳ酸化膜を残存した状態で、前記電極配線形状のパターンに形成された高濃度不純物拡散領域上に、自己整合（セルフアライン）する低抵抗層を形成する低抵抗層形成工程と、を有してなることを特徴とする磁気センサの製造方法。
前記半導体基板が、シリコン基板であり、
前記低抵抗層が、金属シリサイド層であって、
当該金属シリサイド層を、サリサイド技術により形成することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
前記低抵抗層が、アルミニウム（Ａｌ）層もしくはタングステン（Ｗ）層であり、
当該Ａｌ層もしくはＷ層を、ＣＶＤによる選択成長で形成することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
前記低抵抗層が、銅（Ｃｕ）層であり、
当該Ｃｕ層を、電界メッキにより形成することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサの製造方法。
半導体基板に溝が形成され、
前記溝の表面に、ホール素子である低濃度不純物拡散領域と、電極配線パターンを有し前記低濃度不純物拡散領域に接続する高濃度不純物拡散領域とが形成され、
前記高濃度不純物拡散領域上に、当該高濃度不純物拡散領域より抵抗値の低い、低抵抗層が積層されてなる磁気センサの製造方法であって、
半導体基板に、溝を形成する溝形成工程と、
前記ホール素子と電極配線を合わせた形状のパターンで、低濃度不純物拡散領域を形成する低濃度不純物拡散領域形成工程と、
前記ホール素子となる低濃度不純物拡散領域の上部に、ＬＯＣＯＳ酸化膜を形成するＬＯＣＯＳ酸化膜形成工程と、
前記ＬＯＣＯＳ酸化膜をマスクにして、イオン注入により、高濃度不純物拡散領域を電極配線形状のパターンに形成する高濃度不純物拡散領域形成工程と、
前記ＬＯＣＯＳ酸化膜を残存した状態で、前記電極配線形状のパターンに形成された高濃度不純物拡散領域上に、金属粒子を含むインクパターンをインクジェット装置により形成し、前記インクパターンを焼結して金属層からなる低抵抗層を形成する低抵抗層形成工程と、を有してなることを特徴とする磁気センサの製造方法。
半導体基板に溝が形成され、
前記溝の表面に、ホール素子である低濃度不純物拡散領域と、電極配線パターンを有し前記低濃度不純物拡散領域に接続する高濃度不純物拡散領域とが形成され、
前記高濃度不純物拡散領域上に、当該高濃度不純物拡散領域より抵抗値の低い、低抵抗層が積層されてなる磁気センサの製造方法であって、
半導体基板に、溝を形成する溝形成工程と、
前記ホール素子と電極配線を合わせた形状のパターンで、低濃度不純物拡散領域を形成する低濃度不純物拡散領域形成工程と、
前記ホール素子となる低濃度不純物拡散領域の上部に、ＬＯＣＯＳ酸化膜を形成するＬＯＣＯＳ酸化膜形成工程と、
前記ＬＯＣＯＳ酸化膜をマスクにして、イオン注入により、高濃度不純物拡散領域を電極配線形状のパターンに形成する高濃度不純物拡散領域形成工程と、
前記ＬＯＣＯＳ酸化膜を残存した状態で、前記半導体基板の全面に金属膜を形成し、熱処理によって高濃度不純物拡散領域との密着性を向上させ、熱処理後に前記金属膜をピーリングし、高濃度不純物拡散領域上以外の金属膜を剥がして、前記電極配線形状のパターンに形成された高濃度不純物拡散領域上の金属膜からなる低抵抗層を形成する低抵抗層形成工程と、を有してなることを特徴とする磁気センサの製造方法。