JP4633096B2

JP4633096B2 - 磁界検出素子およびその製造方法

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Publication number: JP4633096B2
Application number: JP2007236186A
Authority: JP
Inventors: 東植沈; 敬遠羅; 相彦崔; 俊式黄; 海錫朴
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: EP1602936B1; DE602004006905D1; EP1602936A1; EP1467216A3; ATE364846T1; US20060115918A1; JP2004258038A; EP1467216A2; JP2008003105A; US20050006713A1; DE602004006905T2; US7041526B2; EP1467216B1

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（ｓｅａｄｌａｙｅｒ）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

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。