JP4633096B2 - 磁界検出素子およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体工程で半導体基板に軟磁性コアとコイルとを薄膜状に形成して製造する磁界検出素子の製造方法に関する。
軟磁性体とコイルとを用いた磁気センサは、従来から感度の高い磁気センサとして用いられている。かかる磁気センサは、通常、軟磁性コアにコイルを巻付けて製造し、また、測定磁界に比例する磁界を得るための電子回路を必要とする。近年、かかる磁気センサの磁界検出素子を、半導体工程を用い、半導体基板に軟磁性薄膜コアとフラットな薄膜コイルの形態に具現する方法が研究されている。
半導体工程を用いた一般の磁界検出素子の製造方法を、図1a乃至図1jを参照して簡単に説明すると、以下の通りである。
先ず、図1aに示されたように、半導体基板1上に第1のシード膜2を形成する。そして、前記第1のシード膜2上に所定の高さのフォトレジストを塗布した後、露光と現像過程を経て図1bに示されたような多数の溝3aを有する第1のメッキ型3を形成する。次に、電気メッキなどの工程で第1のメッキ型3の溝3aに金属を満たして図1cに示されたような多数のコイル線4a、4b、・・・を形成する。次いで、前記第1のメッキ型3とこのメッキ型3の下部のシード膜を除去し、図1dに示されたように互いに絶縁された多数のコイル線4a、4b、・・・からなる第1のコイル4を形成する。
第1のコイル4を形成した後は、図1eに示されたように、半導体基板1上に前記第1のコイル4より高い高さに第1の絶縁膜5を形成する。次いで、前記第1の絶縁膜5の上部に軟磁性体膜を積層し、パターン形成とエッチングによって軟磁性コア6を形成する(図1f参照)。
次に、半導体基板1の軟磁性コア6上に、図1gに示されたように、所定の厚さの第2の絶縁膜7を形成する。そして、図1hに示されたように、前述の第1のコイル4の両端部をなすコイル線4a、4oと連通するビアホール8a、8bを形成し、前記第2の絶縁膜7の上部に第2のシード膜9を所定の厚さに形成した後、フォトレジストを第2のシード膜9の上に厚く塗布し、露光と現像過程を経て多数の溝10aを有する第2のメッキ型10を形成する。
次いで、図1iに示されたように、前記第2のメッキ型10の溝10aに金属を満たして多数のコイル線11a、11b・・・を形成する。次いで、前記第2のメッキ型10とこの下部の第2のシード膜9を除去することで、図1jに示されたように互いに絶縁された多数のコイル線11a、11b・・・からなる第2のコイル11を形成する。
なお、図示していないが、前記第2のコイル11の上部に保護膜を積層することで磁界検出素子の製造を完了する。
しかし、前述のような一般の磁界検出素子の製造方法では、第1のコイル4を構成する各コイル線4a、4b・・・を互いに絶縁させるためにコイル線4a、4b・・・間のシード膜2を除去する必要があり、このため、第1のメッキ型3を除去した後、後続工程のために再び絶縁膜5を塗布する工程が追加されるため、製造工程が複雑化するという問題点がある。
なお、前述のような磁界検出素子において軟磁性コア6の性能は、コアを支持する半導体基板1が平坦でない場合は、非常に良くない。一般の磁界検出素子は、第1のコイル4が半導体基板1上に突出する構造であるため、絶縁および平坦化のための第1および第2の絶縁膜5、7の厚さが厚くなる短所がある。絶縁膜5、7の厚さが厚くなると、素子の全体的な厚さが厚くなるだけでなく、第1のコイル4と第2のコイル11とを連結するためのビアホール8a、8bを形成する工程が困難となり、また、センサに影響を与えるコイル線間のピッチが大きくなるため、好ましくない。
特開平4−302406号公報 アメリカ公開特許2002−130386A1号公報
本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、コイル線間の絶縁のためのシード膜を除去するためメッキ型を除去する必要がなく、製造工程が単純で、絶縁膜として使用し得る物質の種類に対して制限の少ない磁界検出素子およびその製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、コイルが形成された半導体基板の平坦化が容易で、かつ平坦化物質の厚さが薄く、工程が簡素化すると共に、磁界検出素子を薄型化することができる磁界検出素子およびその製造方法を提供することにある。
本発明による磁界検出素子の製造方法は、半導体基板の上部に第1のコイルを形成し、前記第1のコイルの上部に絶縁膜を介在して軟磁性コアを形成した後、前記軟磁性コアの上部にまた他の絶縁膜を介在して第2のコイルを形成する磁界検出素子の製造方法において、前記半導体基板に所定の深さのウェルを形成した後、このウェル内に前記第1のコイルを前記半導体基板の表面に突出しないように配置させることを特徴とする。
本発明による磁界検出素子の製造方法は、半導体基板を準備するステップと、前記半導体基板に所定の深さのウェルを形成するステップと、前記半導体基板のウェル内に多数のコイル線からなる第1のコイルを形成するステップと、前記ウェルを含む半導体基板の上部に第1の絶縁膜を形成するステップと、前記第1の絶縁膜の上部に軟磁性コアを形成するステップと、前記軟磁性コアを含む第1の絶縁膜の上部に第2の絶縁膜を形成するステップと、前記第2の絶縁膜の上部に前記第1のコイルと対応する第2のコイルを形成するステップと、を含むことを特徴とする。
ここで、前記ウェルは、エッチング工程でその上部から底面に行くほどだんだん内側に傾斜している傾斜側壁を有するように形成することができる。
また、前記第1のコイル形成ステップは、前記ウェルの表面に第1のシード膜を形成するステップと、前記第1のシード膜上に多数の溝を有する第1のメッキ型を形成するステップと、前記第1のメッキ型の各溝に金属を満たして第1のコイルを構成する多数のコイル線を形成するステップと、前記第1のメッキ型およびこのメッキ型の下部の第1のシード膜を除去するステップとを含むように構成できる。
さらに、電気メッキを用いて前記第1のメッキ型の各溝に金属を満たすように構成できる。
前記第2のコイル形成ステップは、前記軟磁性コアの両側の前記第1および第2の絶縁膜をエッチングしてビアホールを形成するステップと、前記ビアホールが形成された第2の絶縁膜の上面に第2のシード膜を形成するステップと、前記第2のシード膜上に多数の溝を有する第2のメッキ型を形成するステップと、前記第2のメッキ型の各溝に金属を満たして第2のコイルを構成する多数のコイル線を形成すると共に前記ビアホールを介して前記第1のコイルと前記第2のコイルとを連結させるステップと、前記第2のメッキ型およびこのメッキ型の下部の第2のシード膜を除去するステップとを含むように構成できる。
また、電気メッキを用いて前記第2のメッキ型の各溝に金属を満たすように構成できる。
前記第2のコイルを含む構造物を保護するための保護膜を形成するステップを含むように構成できる。
本発明に係る磁界検出素子は、半導体基板、前記半導体の上部に形成された軟磁性コア、前記軟磁性コアの上下部側に位置するように形成された絶縁膜、および前記軟磁性コアと前記絶縁膜とを挟んで軟磁性コアを取り囲むように形成され、それぞれ多数のコイル線を有する第1および第2のコイルを含む磁界検出素子において、前記半導体基板には、所定の深さのウェルが形成され、前記ウェル内に前記第1のコイルを構成するコイル線が配置されることを特徴とする。
ここで、前記コイル線の高さと前記ウェルの深さとを等しく形成することができる。
また、前記第1のコイルは前記軟磁性コアの下部に、また、前記第2のコイルは前記軟磁性コアの上部に位置し、前記第1のコイルおよび第2のコイルの各コイル線は、前記軟磁性コアの両側の前記絶縁膜を貫通して形成されたビアホールに満たされた第3のコイルで連結されるように構成できる。
前記ウェルは、その上部から底面に行くほどだんだん内側に傾斜している傾斜側壁を有するように構成できる。
本発明によれば、第1のコイルが半導体基板の上部に突出することなくウェル内に位置するため、半導体基板の平坦化が容易であると共に平坦化物質の厚さを薄くすることができる。従って、平坦度の向上による軟磁性コアの性能向上が図れると共に、薄い絶縁膜の具現による貫通ホールの形成のためのエッチング工程が簡素化し、また、前記エッチング工程の簡素化でコイル間のピッチを減らすことができ、センサの感度を高くすることができる。
即ち、本発明によれば、磁界検出素子の製造が簡素化することで生産性向上が図れると共に、薄型でありながらも感度の良い素子を製造することが可能となる。
図2a乃至図2kは、本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を示す工程図である。同図を参照するに、本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法は、先ず、図2aに示されたように、半導体基板100上に電気的絶縁のための酸化膜(図示せず)を形成し、この酸化膜上にメッキのための第1のシード膜(sead layer)102を形成する工程から始まる。
その後、前記半導体基板100上に塗布された前記第1のシード膜102を、図2bに示されたように、所定のパターン、即ち、図3aに示されたようなパターンで部分的に除去する。かかる第1のシード膜102の除去は、前記シード膜102上に形成される、後述の第1のコイルを構成する多数のコイル線を簡単な方法で絶縁させるためのものであって、図3aにおいて、参照符号103が除去されるシード膜パターンを示し、符号107は、後述する多数のコイル線の位置である。図示のように、前記パターン103は、多数のコイル線位置の間に位置されており、これによって、多数のコイル線は、隣り合うコイル線と区画されるが、縁部のシード膜を介して連結されている構造となっている。結果的に、図3bに示されたように、前記パターン103の縁部を結ぶ4つの線110を切断すると、それぞれのコイル線の位置は、互いに絶縁状態となる。
前述のような第1のシード膜102の除去のためには、前記第1のシード膜102上にフォトレジストを塗布した後、露光と現像過程で除去するシード膜のパターン103を形成する。このとき、除去すべきシード膜パターン103は、図3aに示されたように、第1のコイル106を構成する多数のコイル線107が形成される部分102bは、互いに絶縁され、縁部102aは、連結されるように形成される。
即ち、前記シード膜102は、半導体基板100の全体からみて、電気的に連結されているが、第1のコイル106を構成する多数のコイル線107が形成される部分102bは、その連結部、即ち、前記縁部102aを切断すると、互いに電気的に絶縁されるように形成されている。ここで、第1のコイル106は、一般に、励磁コイルと磁界検出コイルとが交番して巻き付けられた構造を有するように形成される。また、励磁コイルまたは磁界検出コイルのいずれか1つのコイルのみがソレノイド状に巻き付けられることもできる。その後、エッチングによってシード膜102のパターン103を除去した後、フォトレジストを除去してシード膜の部分的な除去を完了する。
その後、所定のパターン130に除去された第1のシード膜102の上面にフォトレジストを厚く塗布した後、露光と現像過程を経て多数の溝104aを有する第1のメッキ型104を形成し(図2c参照)、前記第1のメッキ型104の溝104aに金属を満たして第1のコイル106を構成する多数のコイル線107、107aを形成する。このとき、電気メッキによれば、第1のメッキ型104の溝104aの下部にあるシード膜に金属が付着して成長しながら図2dに示されたような多数のコイル線107、107aが形成される。
次いで、前記第1のメッキ型104の上面を平坦に加工した状態で、その上に図2eに示されたように所定の厚さで第1の絶縁膜120を形成する。次に、第1の絶縁膜120の上部に軟磁性体膜を積層し、軟磁性体膜にフォトレジストを塗布した後、露光と現像を用いて軟磁性コアのパターンを形成し、パターンに従ってエッチングすることにより軟磁性コア122を形成する(図2f参照)。
なお、前記軟磁性コア122を形成するための絶縁膜は、図4に示されたように、第1のメッキ型104を除去し、半導体基板100上に前記第1のコイル106より高い高さに絶縁物質を塗布する方法で第1の絶縁膜120Aを形成することもできる。この方法によれば、平坦化加工を施す必要がないという利点がある。
前述のように軟磁性コア122を形成した後は、図2gに示されたように、半導体基板100の第1の絶縁膜120上に第2の絶縁膜125を所定の厚さに形成する。そして、第2の絶縁膜125に第1のコイル106の両端部をなすコイル線と連通するビアホール135を形成する。
次いで、図2hに示されたように、第2の絶縁膜125の上面に第2のシード膜130を形成し、このシード膜130上にフォトレジストを厚く塗布した後、露光と現像過程を経て第2のコイル136の形状に対応するパターン、即ち、多数の溝132aを有する第2のメッキ型132を形成する。このとき、第2のコイル136は、第1のコイル106に対応するもので、励磁コイルと磁界検出コイルとが交番して巻き付けられた構造を有するように形成され、または、励磁コイルや磁界検出コイルのうちの1つのコイルのみがソレノイド状に巻き付けられることもできる。
その後、電気メッキによって前記第2のメッキ型132の溝132aに金属を満たして第2のコイル136を構成する複数のコイル線137、137aを形成する(図2i参照)。次いで、第2のメッキ型132とその下部のシード膜を除去すると、図2jに示されたような第2のコイル136を有する磁界検出素子を得ることができる。
図2kは、第2のコイル136の上部に、この第2のコイル136を含む構造物を保護するための保護膜140を形成した状態を示すものである。
前述のように、半導体基板100上に第1のコイル106、軟磁性コア122および第2のコイル136を形成した後は、図3bに示されたように、第1のシード膜102の縁部に相当する部分102aを切断線110に沿ってダイス加工で切断する。これによって、図からわかるように、第1のコイル106を構成する多数のコイル線107が互いに電気的に分離され、絶縁される。
図5a乃至図5iは、本発明の他の実施形態を示す断面図である。本実施形態による磁界検出素子の製造方法は、前述の第1のコイル106だけでなく、第2のコイル136の形成に際しても本発明の特徴的な構造および工程を適用することを特徴とし、以下、具体的に説明する。
半導体基板100に酸化層を形成してから第2の絶縁膜125を形成するまでの工程(図5a乃至図5e参照)は、前述の実施形態と同様であるため、詳細な過程の説明は、省略する。
次いで、図5fに示されたように、第2の絶縁膜125の上面に第2のシード膜141を形成し、この第2のシード膜141を前述した第1のシード膜102と同様な方法およびパターンで部分的に除去する。即ち、フォトレジストを第2のシード膜141上に塗布した後、露光と現像過程を経て除去するシード膜パターン141aを形成する。このとき、除去すべきシード膜のパターン141aは、第2のコイル136を構成する多数のコイル線137の間は互いに絶縁されるが、多数のコイル線137は、シード膜141の縁部により連結される構造、即ち、前述した第1のシード膜102のパターン103と同様に形成される。
従って、半導体基板100の縁部に沿って切断すると、それぞれコイル線173は、電気的に分離され、絶縁される。このとき、第2のコイル136の切断線(図示せず)と第1のコイル106の切断線110とを一致させて一回のダイス工程で第1のコイル106および第2のコイル136を構成する多数のコイル線107、137を同時に互いに絶縁状態に分離されるようにすることが好ましい。
その後、所定のパターンで部分的に除去された第2のシード膜141の上面にフォトレジストを厚く塗布した後、露光と現像過程を経て第2のコイル136に対するパターン、即ち、多数の溝142aを有する第2のメッキ型142を形成する(図5g参照)。次いで、図5hに示されたように、電気メッキなどで第2のメッキ型142の溝142aに金属を満たして多数のコイル線137、137aを形成する。
次いで、前記第2のメッキ型142を含む構造物の上部に保護膜150を塗布し、最終的に半導体基板100を切断線110に沿ってダイス加工で切断する(図3b参照)。
前述のように、本発明による磁界検出素子の製造方法によれば、シード膜の除去のためにメッキ型を除去する必要がないため、製造工程が単純であり、絶縁膜として使用し得る物質に対する制約が少ない磁界検出素子を提供することが可能となる。
添付の図6a乃至図6hは、本発明のまた他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図であり、図7a乃至図7hは、それぞれ前記図6a乃至図6hのIII−III線に沿った断面図である。
図6hおよび図7hによれば、本発明の磁界検出素子は、半導体基板200、軟磁性コア220、前記軟磁性コア220の上下部側に位置するように形成された第1および第2の絶縁膜230、240および前記軟磁性コア220と前記絶縁膜230、240とを挟んで軟磁性コア220を取り囲む形状に形成され、それぞれ多数のコイル線251、252・・・(261、262・・・)を備える第1および第2のコイル250、260を含む。
前記第1のコイル250は、前記軟磁性コア220の図中下部側に位置し、前記第2のコイル260は、前記軟磁性コア220の上部側に位置する。特に、前記半導体基板200は、本発明の特徴によってその表面から所定の深さ(D)に窪んだほぼ長方形のウェル(Well)211を備え、このウェル211内に前記第1のコイル250が半導体基板200の表面に突出しないように配置される。半導体基板200の面に沿うウェルの開口は、概ね長方形乃至矩形である。
前記ウェル211内に形成される第1のコイル250を構成する多数のコイル線251の高さ(H)は、前記ウェル211の深さ(D)と等しい。従って、コイル線251の上面は、半導体基板200の上面と概ね同一平面を維持する。
前述のように、第1のコイル250が従来とは異なり半導体基板200の表面に突出することなく半導体基板200のウェル211内に半導体基板200の上面と同一平面に形成されるため、第1のコイル250が形成された半導体基板200を平坦化させることが容易であり、かつ、平坦化物質、例えば、絶縁膜230、240の厚さを極薄にすることができる。
従って、従来、半導体基板が平坦化しないことによる軟磁性コア220の性能低下および絶縁膜の厚い厚さによるエッチング工程の難しさなどが解消され、コイル間のピッチが小さい高感度の磁界検出素子の製造が可能となる。
なお、前記ほぼ長方形のウェル211は、図中その上部から底面に行くほどだんだん内側に傾斜している傾斜側壁を有するように形成され、公知の種々のエッチング技術で形成することができる。
また、前記の第1および第2のコイル250、260は、図7fおよび図7gに示されたように、前記軟磁性コア220両側の第1および第2の絶縁膜230、240を貫通して形成される貫通ホール290、290’に前記第2のコイル260の形成時に充填される第3のコイル300により連結される。
前述のような本発明による磁界検出素子の製造方法は、次の通りである。
図6aおよび図7aは、ウェル211が形成された半導体基板200の上面に第1のコイル250を形成するための第1のメッキ型270を形成した状態を示す断面図である。図面に具体的に示されてはいないが、前記ウェル211の表面には、メッキのためのシード膜が形成されており、前記第1のメッキ型270は、前記シード膜上にフォトレジストを厚く塗布した後、露光および現像過程を経て形成される。図面において、符号270aは、第1のメッキ型の溝である。
前述のような第1のメッキ型270の各溝270aに電気メッキ法などで金属物質を満たしてコイル線251を形成した後、前記第1のメッキ型270とその下部のシード膜とを除去すると、図6bおよび図7bに示されたように第1のコイル250が半導体基板200のウェル211に形成される。このとき、前記第1のコイル250は、半導体基板200の表面に突出することなく半導体基板200と同一平面に形成される。
次いで、図6cおよび図7cに示されたように、第1のコイル250が形成された半導体基板200の上面に絶縁物質を塗布することで平坦化および絶縁のための第1の絶縁膜230を形成する。このとき、第1のコイル250が半導体基板200の表面に突出することなく半導体基板と同一平面を維持するため、平坦化が容易であると共に、絶縁膜230を極薄にすることができる。
第1の絶縁膜230を形成した後は、図6dおよび図7dに示されたように、前記第1の絶縁膜230上に軟磁性体膜を積層し、パターン形成とエッチングを用いて軟磁性コア220を形成する。
次いで、前記軟磁性コア220を含む第1の絶縁膜230の上部に絶縁物質を所定の厚さに塗布し、図6eおよび図7eに示されたような第2の絶縁膜240を形成する。
次に、前記第2の絶縁膜240の軟磁性コア200の両側に相当する部分にエッチングを施し、図7fに示されたような貫通ホール290、290’を形成し、第2のコイル260の形成のための工程を行う。また、前記貫通ホール290、290’の形成のためのエッチングを行う時、本発明の特徴によって第1および第2の絶縁膜230、240の厚さが極薄に形成されるため、エッチング工程が簡単に行えると共に、前述のような工程の簡素化でコイル間のピッチを小さくすることができるため、高感度のセンサを製造することが可能となる。
前記の第2のコイル260の形成は、先ず、貫通ホール290、290’が形成された第2の絶縁膜240の上面にシード膜(図示せず)を形成し、このシード膜上にフォトレジストを塗布した後、露光および現像過程を経て図6fおよび図7fに示されたような多数の溝280aを有する第2のメッキ型280を形成する。
前述のような第2のメッキ型280を形成した後は、図6gおよび図7gに示されたように、メッキ型280の溝280aに電気メッキ法などで金属を満たしてコイル線261を形成するが、このとき、金属が前記貫通ホール290、290’にも充填されることで、下部側の第1のコイル250と上部側の第2のコイル260とは、前記貫通ホール290、290’に充填される第3のコイル300により連結され、従って、前記コイル250、260は、前記軟磁性コア220を取り囲む形状となる。
コイル線261を形成した後、第2のメッキ型280とその下のシード膜とを除去すると、第2のコイル260が露出されることで、図6hおよび図7hに示されたような薄型の磁界検出素子の製造が可能となる。ここで、本発明により製造された磁界検出素子は、半導体基板200に形成されたウェル211の深さに相当する分だけ素子の全体高さを減らすことができ、薄型の構造が可能となる。
なお、前記第2のコイル260が形成された半導体基板200の上部には、これに形成された構造物を保護するための保護膜が形成されることができる。
以上、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明してきたが、本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
本発明による磁界検出素子によれば、高感度および小型の磁気センサの製造が可能となる。
一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 一般の磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 半導体基板上に形成されたシード膜を所定のパターンで除去した状態の平面図である。 図3aに示されたシード膜上に多数のコイル線を形成した後、これらのコイル線を絶縁させるために半導体基板を切断するための切断線を示す平面図である。 本発明による磁界検出素子の製造方法の変更例を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明のまた他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明のまた他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明のまた他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明のまた他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明のまた他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明のまた他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明のまた他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明のまた他の実施形態による磁界検出素子の製造方法を説明するための断面図である。 図6aのIII−III線に沿った断面図である。 図6bのIII−III線に沿った断面図である。 図6cのIII−III線に沿った断面図である。 図6dのIII−III線に沿った断面図である。 図6eのIII−III線に沿った断面図である。 図6fのIII−III線に沿った断面図である。 図6gのIII−III線に沿った断面図である。 図6hのIII−III線に沿った断面図である。
符号の説明
100、200 半導体基板
102、130、141 シード膜
104、132、142、270、280 メッキ型
106、136、250、260 コイル
120、125、230、240 絶縁膜
122、220 軟磁性コア
135 ビアホール
211 ウェル

Claims (11)

  1. 半導体基板の上部に第1のコイルを形成し、前記第1のコイルの上部に絶縁膜を介在して軟磁性コアを形成した後、前記軟磁性コアの上部にまた他の絶縁膜を介在して第2のコイルを形成する磁界検出素子の製造方法において、
    前記半導体基板に所定の深さのウェルを形成した後、このウェル内に前記第1のコイルを前記半導体基板の表面に突出しないように、前記ウェルの深さと同一の高さを有する多数のコイル線を配置させることを特徴とする磁界検出素子の製造方法。
  2. 半導体基板を準備するステップと、
    前記半導体基板に所定の深さのウェルを形成するステップと、
    前記半導体基板のウェル内に、前記半導体基板の表面に突出しないように、前記ウェルの深さと同一の高さを有する多数のコイル線からなる第1のコイルを形成するステップと、
    前記ウェルを含む半導体基板の上部に第1の絶縁膜を形成するステップと、
    前記第1の絶縁膜の上部に軟磁性コアを形成するステップと、
    前記軟磁性コアを含む第1の絶縁膜の上部に第2の絶縁膜を形成するステップと、
    前記第2の絶縁膜の上部に前記第1のコイルと対応する第2のコイルを形成するステップと、を含むことを特徴とする磁界検出素子の製造方法。
  3. 前記ウェルは、エッチング工程でその上部から底面に行くほどだんだん内側に傾斜している傾斜側壁を有するように形成することを特徴とする請求項2に記載の磁界検出素子の製造方法。
  4. 前記第1のコイル形成ステップは、
    前記ウェルの表面に第1のシード膜を形成するステップと、
    前記第1のシード膜上に多数の溝を有する第1のメッキ型を形成するステップと、
    前記第1のメッキ型の各溝に金属を満たして第1のコイルを構成する多数のコイル線を形成するステップと、
    前記第1のメッキ型およびこのメッキ型の下部の第1のシード膜を除去するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項2に記載の磁界検出素子の製造方法。
  5. 電気メッキを用いて前記第1のメッキ型の各溝に金属を満たすことを特徴とする請求項4に記載の磁界検出素子の製造方法。
  6. 前記第2のコイル形成ステップは、
    前記軟磁性コアの両側の前記第1および第2の絶縁膜をエッチングしてビアホールを形成するステップと、
    前記ビアホールが形成された第2の絶縁膜の上面に第2のシード膜を形成するステップと、
    前記第2のシード膜上に多数の溝を有する第2のメッキ型を形成するステップと、
    前記第2のメッキ型の各溝に金属を満たして第2のコイルを構成する多数のコイル線を形成すると共に前記ビアホールを介して前記第1のコイルと前記第2のコイルとを連結させるステップと、
    前記第2のメッキ型およびこのメッキ型の下部の第2のシード膜を除去するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項2に記載の磁界検出素子の製造方法。
  7. 電気メッキを用いて前記第2のメッキ型の各溝に金属を満たすことを特徴とする請求項6に記載の磁界検出素子の製造方法。
  8. 前記第2のコイルを含む構造物を保護するための保護膜を形成するステップを含むことを特徴とする請求項2に記載の磁界検出素子の製造方法。
  9. 半導体基板、前記半導体の上部に形成された軟磁性コア、前記軟磁性コアの上下部側に位置するように形成された絶縁膜、および前記軟磁性コアと前記絶縁膜とを挟んで軟磁性コアを取り囲むように形成され、それぞれ多数のコイル線を有する第1および第2のコイルを含む磁界検出素子において、
    前記半導体基板には、所定の深さのウェルが形成され、前記ウェル内に前記第1のコイルを構成するコイル線が配置され
    前記ウェル内の前記第1のコイルが前記半導体基板の表面に突出しないように、前記コイル線の高さと前記ウェルの深さとが等しく形成されることを特徴とする磁界検出素子。
  10. 前記第1のコイルは前記軟磁性コアの下部に、また、前記第2のコイルは前記軟磁性コアの上部に位置し、前記第1のコイルおよび第2のコイルの各コイル線は、前記軟磁性コアの両側の前記絶縁膜を貫通して形成されたビアホールに満たされた第3のコイルで連結されることを特徴とする請求項9に記載の磁界検出素子。
  11. 前記ウェルは、その上部から底面に行くほどだんだん内側に傾斜している傾斜側壁を有することを特徴とする請求項9に記載の磁界検出素子。
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