JP4972871B2 - 磁気センサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
また、これに引き続いて、基板上に酸化ケイ素からなる山部を形成し、この山部の斜面にZ軸検知用の巨大磁気抵抗素子を配置し、基板の平坦面にX軸検知用の巨大磁気抵抗素子とY軸検知用の巨大磁気抵抗素子を配置した三軸磁気センサを提案している。
請求項1に記載の発明は、信号処理回路および配線層が形成された基板と、前記基板上に形成された酸化膜からなる厚膜と、前記厚膜に並列して形成された複数の斜面と、を備え、前記斜面に磁気センサ素子が形成され、前記斜面の長手方向の先端側が平面視にて半円形状とされていることを特徴とする磁気センサである。
請求項6に記載の発明は、磁気センサの製造方法であって、信号処理回路および配線層が形成された基板上に、酸化膜からなる厚膜を形成する工程と、隣接して対向する斜面が、これらの長手方向先端で、平面視にて半円形状となる曲斜面を介して連続している溝を形成するように、前記厚膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンを加熱処理する工程と、加熱処理後のレジストパターンおよび前記厚膜をエッチングして、前記厚膜に前記溝を形成するとともに、前記溝を形成する領域以外の領域に対しても、表面が平坦となるようにエッチングして前記厚膜を除去することで、略直線の稜線と斜面を有する突起部を形成する工程と、前記突起部の斜面に磁気センサ素子を設ける工程と、を有することを特徴とする磁気センサの製造方法である。
図1は、本発明の磁気センサの一例を模式的に示すもので、基板上の巨大磁気抵抗素子の配置を示すものである。
図1において、符号1は基板を示す。この基板1は、シリコンなどの半導体基板に磁気センサの駆動回路、信号処理回路などの半導体集積回路、配線層などが予め形成されており、この上に平坦化膜、パッシベーション膜、酸化ケイ素膜などからなる厚膜が順次積層されたものであり、これらの各膜は図示を省略してある。
帯状部5は、巨大磁気抵抗素子の本体をなす部分であり、細長い帯状の平面形状を有するものである。
この厚膜11には、この厚膜11を部分的に削り取って形成された4個の断面V字状の溝8、8・・・が互いに並んで平行に設けられている。
なお、図4では、溝8の斜面を平坦面として描いているが、実際には製造プロセス上、断面視で、外方(基板1の外側)に向けてやや張り出した湾曲面となっている。
なお、この斜面の先端の形状は、半円形状に限定されるものではなく、丸くされていれば他の形状でもよい。
また、これら8つの斜面の内、第1の斜面に形成された帯状部5の一方の端部から溝の底部を経て隣の第2の斜面に形成された帯状部5の一方の端部にかけてバイアス磁石部6が設けられて、電気的に接続されている。
そして、同様にして残りの4個の帯状部5・・・が3個のバイアス磁石部6・・によって直列に接続され、1個の巨大磁気抵抗素子4jが構成されている。
さらに、帯状部5のピニング方向を、帯状部5の長手方向に対して30〜60度としたことで、得られる巨大磁気抵抗素子の耐強磁界性が良好となる。
以下の説明においては、溝8、8・・の斜面に形成されたZ軸センサ4を構成する巨大磁気抵抗素子の作製について主に説明する。
まず、基板1を用意する。この基板1には、上述のように、シリコンなどの半導体基板に磁気センサの駆動回路、信号処理回路などの半導体集積回路、配線層などが予め形成されたものである。
このドライエッチング条件は、例えば、以下の通りである。
エッチングガスには、CF4/CHF3/N2/O2の混合ガスを、以下の割合、60/180/10/100sccmで用いた。
処理圧力:400mトール(53.2Pa)、RFパワー:750W、電極温度:150℃、チャンバー温度:150℃
これにより、図9(a)に示すように、厚膜35の溝形成部には、溝8、8・・が形成される。図10に示すように、加熱処理後の斜面37は、中央部から長手方向の端部に至るまで同じ幅に形成されており、その平面形状および傾斜角度は均一となる。また、これら斜面の長手方向の先端には連続して曲斜面が形成され、隣接して対向する斜面と連続しており、溝の先端形状は、半円形状に丸くなっている。この溝8、8・・は、中央部から長手方向の端部までが同じ幅のものとなる。
この際に、厚膜35の平坦面にも、X軸センサ2、Y軸センサ3を構成する各巨大磁気抵抗素子のバイアス磁石部6とこれの配線層7も形成する。
さらに、この状態の基板1をマグネットアレー上にセットして、温度260〜290℃、時間3〜5時間の熱処理を行って、巨大磁気抵抗素子膜に対して、ピニング処理を行う。
斜面の平面形状および傾斜角度が均一であるため、正常な形態の巨大磁気抵抗素子が形成され、Z軸センサ4は良好な特性のものとなる。
またこの時、溝8、8・・の斜面の平面形状および傾斜角度を、中央部から長手方向の端部に至るまで均一にできるため、これら斜面に複数の巨大磁気抵抗素子を設けたZ軸センサ4は、磁気検知特性の良好なものとなる。
そして、この突起部の形成の時に、溝8、8・・の斜面の長手方向の先端が丸くなるようにレジスト膜36のパターンを定めておけばよい。
Claims (6)
- 信号処理回路および配線層が形成された基板と、
前記基板上に形成された酸化膜からなる厚膜と、
前記厚膜に並列して形成された複数の斜面と、を備え、
前記斜面に磁気センサ素子が形成され、前記斜面の長手方向の先端側が平面視にて半円形状とされていることを特徴とする磁気センサ。 - 前記厚膜の平坦面には、複数の磁気センサ素子が設けられ、これら磁気センサ素子は、前記厚膜の平坦面に平行なX軸方向に感知軸を有するX軸センサおよび前記厚膜の平坦面に平行なY軸方向に感知軸を有するY軸センサを構成し、前記厚膜の斜面に設けられた前記磁気センサ素子は、前記厚膜の平坦面に垂直なZ軸方向の磁界の強さを感知し得るZ軸センサを構成することを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ。
- 前記斜面が、前記厚膜に形成された溝の斜面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気センサ。
- 前記斜面が、前記厚膜に形成された略直線の稜線を有する突起部の斜面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気センサ。
- 磁気センサの製造方法であって、
信号処理回路および配線層が形成された基板上に、酸化膜からなる厚膜を形成する工程と、
隣接して対向する斜面が、これらの長手方向先端で、平面視にて半円形状となる曲斜面を介して連続している溝を形成するように、前記厚膜上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンを加熱処理する工程と、
加熱処理後のレジストパターンおよび前記厚膜をエッチングして、前記厚膜に前記溝を形成する工程と、
前記溝の斜面に磁気センサ素子を設ける工程と、
を有することを特徴とする磁気センサの製造方法。 - 磁気センサの製造方法であって、
信号処理回路および配線層が形成された基板上に、酸化膜からなる厚膜を形成する工程と、
隣接して対向する斜面が、これらの長手方向先端で、平面視にて半円形状となる曲斜面を介して連続している溝を形成するように、前記厚膜上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンを加熱処理する工程と、
加熱処理後のレジストパターンおよび前記厚膜をエッチングして、前記厚膜に前記溝を形成するとともに、前記溝を形成する領域以外の領域に対しても、表面が平坦となるようにエッチングして前記厚膜を除去することで、略直線の稜線と斜面を有する突起部を形成する工程と、
前記突起部の斜面に磁気センサ素子を設ける工程と、
を有することを特徴とする磁気センサの製造方法。
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