JPH01303773A - 積層素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は積層素子、とくにイオン化傾向の異なる少なく
とも２層の金属層を有する積層素子に関する。

［従来の技術］ 磁界の変化により抵抗が変化する磁気抵抗素子、いわゆ
るＭＲ素子は、磁界の測定に用いられている。この磁気
抵抗素子の構造は、表面が絶縁性の半導体基板の主表面
にパーマロイ（ＮｉＦｅ）暦を含む複数の層が形成され
、その積層体の表面にはアルミニウムなどの電極が形成
され、パーマロイ層と所定の個所が接続されている。す
なわちｍ屠体には、その表面から旧ＦｅＮに達する窓が
形成されており、その窓および積層体表面の一部にアル
ミニウム電極が形成され、旧Ｆｅ層とＡ１電極とが窓の
部分で電気的に接続されている。また、ＡＩ電極の上に
は素子全体を覆うように絶縁性の酸化シリコン膜が形成
され、酸化シリコン膜にはＡＩ電極に金属線をポンディ
ングするポンディングパッドが形成されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来、このような素子の製造において、積層体の表面に
ＡＩ電極を形成する工程は、次のように行われている。

上述した積層体の表面全体に電子ビーム蒸着によってＡ
１層を蒸着させ、蒸着されたＡ１層の上にフォトレジス
トを塗布する。フォトレジスト上に所望の形状のマスク
を被せ、露光現像した後、フォトレジストの不要部分を
除去する。

フォトレジストのパターンに応じてＡｔ層をエツチング
した後、フォトレジストはレジスト剥離液によって除去
される。この際前述の窓の部分に形成されたＡＩ電極に
、ＮｉＦｅ暦に達するピンホールが生じている場合には
、レジスト剥離液がピンホールに侵入し電解液として作
用するため、イオン化傾向の異なる旧Ｆｅ層とＡＩ電極
との間に電位差が生じ、いわゆる電池と同じ状態になる
ことがあった。そのため、　ＡＩ電極が腐食され、ピン
ホールが大きくなることによりＡＩ電極と旧Ｆｅ層との
接続が不良となる問題があった。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、イオン化
傾向の異なる複数の金属層を有する素子であって、製造
の際、金属層が腐食されず、接続不良の構造を有する積
層素子を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、基板と、基板の上に形成された第１の
金属層と、第１の金ｍ層の上に、第１の金属層とイオン
化傾向が異なる第２の金属層とを有する積層素子は、第
２の金属層の上に耐腐食性を有する腐食防止層が形成さ
れていることを特徴とする。

また本発明によれば、ａ層素子は磁気抵抗素子であり、
第１の金属層は強磁性体材料により形成されていること
を特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、イオン化傾向の異なる２つの金属層の
上に耐腐食性を有する腐食防止層が形成されている。し
たがって金属層のパターンを形成する際に使用されたフ
ォトレジストを剥離する時に金属層が腐食されることが
ないから、金属層が正確に構成された素子を得られる。

［実施例］ 次に添付図面を参照して本発明による積層素子２の実施
例を詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明の積層素子を磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）素子に適用した断面図が示されている。

本実施例のＭＲ素子は、表面に厚さ約１ｐｍのＳ　＋　
０２層１１が形成されたＳｉ基板ｌＯの主表面にＳ　＋
　０２層１２、旧Ｆｅ！１４、Ｓｉ０層１５およびＡｌ
２Ｏ３層１６が順次請層されている。Ａ１０　層１６お
よびＳ　ｔ　０２層１１の表面上にはＳｉ０層１８が形
成されている６Ｓｔ０２層１８、Ａｔ　０層１８および
Ｓ　ｓ　０２層１５にはＳ　１ｏ２Ｗｊ１８の表面から
旧Ｆｅ暦１４の表面に達する窓１００が形成されており
、窓１００およびＳ＋０２７！ｉ！　１８の表面の一部
にはアルミニウム電極２０が形成されている。

アルミニウム電極２０の表面にはＳ　ｓ　Ｏ２、ＳｉＯ
などからなる耐腐食性の腐食防止層２２がアルミニウム
電極２０と位置整合するように形成されている。腐食防
止層２２、およびＳｉ０層１８の表面にはＳ　ｓ　０２
層２４が素子全体を覆うように形成されている。また、
Ｓ　＋　０２層２４および腐食防止層２２の一部にはア
ルミニウム電極２０に達するポンディングパッド２００
が形成されている。

第２Ａ図〜第２Ｃ図、および第３Ａ図〜＄３Ｃ図を参照
して、第１図に示すＭＲ素子の製造方法の一例を説明す
る。

第２Ａ図に示すように、Ｓｉ基板１０の主表面に熱酸化
により厚さ約ＩＩＬｍのＳ　ｒ　０２層１１を形成し、
Ｓ！０２層ｌｌ上に電子ビーム蒸着法によって、Ｓ　ｉ
　０２層１２゜旧Ｆｅ（パーマロイ）＠１４、Ｓ　１ｏ
２ｓ　１５およびＡｌ２Ｏ３層１６を順次形成させる。

なお、各層の厚さは、例えばＳ　ｉ　０２層１２が約２
０００オングストローム、ＮｉＦｅ層１４が約３００〜
５００オングストローム、５１０２層１５が約１０００
オングストローム、　Ａｌ２Ｏ３層１６が２００オング
ストロームになるように形成する。

次に、Ａｌ２Ｏ３層１６上にレジスト液を塗布し、所定
のパターンのマスクを被せて露光し、フォトエツチング
により、所定のパターンのフォトレジスト（図示せず）
を形成する。　Ａｒガスを使用したスパッタエツチング
により、層１２．１４．１５．１８からなる積層部５０
を第２Ｂ図に示すように所定の形にエツチングする。マ
グネトロンスパッタ法によっらて、前工程で所定の形に
エツチングした積層部５０、およびＳｉ基板１０ノ表面
にＳ　＋　０２層１８を約３１Ｌｍの厚さに形成するｍ
　Ｓ＋０２層１８を形成した後、ＣＦ。

ガスを使用するプラズマエツチング（ＲＩＥ）によって
、スパッタＳｉＯ暦１８の表面の所定の位置をエツチン
グし、Ａｌ２Ｏ３層１６、Ｓ　ｉ　０２暦１５を合わせ
てエツチングし、第２Ｃ図に示すようにＮｉＦｅ層１４
に達する窓１００を形成させる。

次に、ＥＢ蒸着法を使用して、第３Ａ図に示すようにＳ
　＋　０２層１８の表面、および窓１００の内部にアル
ミニウム層２０を形成する。アルミニウム層２０を形成
した後、Ａ１層２０の上にＳ　ｒ　０２などからなる耐
腐食性の腐食防止層２２を形成する。腐食防止層２２の
上に、アルミニウム層２０が所望のパターンの電極とな
るように、エツチングのためのフォトレジスト３０を第
３Ａ図に示すようにフォトエツチングにより形成する。

フォトレジスト３０を形成した後、腐食防止層２２をフ
ッ酸系エツチング液によるウェットエツチングにより所
望のパターンにエツチングし、その後、リン酸系エツチ
ング液によるウェットエツチングにより、第３Ｂ図に示
すように、アルミニウム層２０を所望の電極パターンに
エツチングする。

次に、第３Ｃ図に示すように、マグネトロンスパッタ法
によって、腐食防止層２２およびスパッタＳ　＋　０２
層１８の表面に−５層０２層２４を約５１Ｌｍの厚さに
形成し、フッ酸系エツチング液のウェットエツチングに
よりＳ　ｉｏ　２層２４の所定の位置に、その表面から
アルミニウム電極２０に達するポンディングパッド２０
０を形成する０以上の製造方法によって、第１図に示す
ＭＲ素子を得ることができる。

本発明の特徴を明確にするため、従来のＭＲ素子につい
て説明する。第４図に示されているように、従来のＭＲ
素子はアルミニウム電極２０の上にＳ　ｉ　０２層２４
が直接形成され、腐食防止層２２は設けられていない。

前述したように、アルミニウム層２０を所望の電極パタ
ーンに形成する工程においては、アルミニウム層２０の
上に所望のパターンのレジストを形成してアルミニウム
層２０のエツチングを行い、エツチング後にレジスト剥
離液を使用してアルミニウム層２０のフォトレジストを
除去する。レジストの除去に、たとえばアミノ基を有す
る塩基性有機物を成分とするレジスト剥離液を使用した
場合、剥離液の水洗時に水で希釈されたレジスト剥離液
は電解液として作用する。このため、窓１００に形成さ
れたアルミニウム電極２０に、ＮｉＦｅＭ１４に達する
ピンホールが生じていると、このピンホールにレジスト
剥離液が侵入し電解液として作用するため、イオン化傾
向の異なる旧Ｆｅ層１４とアルミニウム電極２０との間
に電位差が生じ、これを陽極および陰極として化学変化
が起こる。すなわち、電池と同様に電気分解を行う状態
になる。この場合にはアルミニウムがＦｅ旧よりもイオ
ン化傾向が大きいため、アルミニウム電極２０を構成す
るＡＩ３＋イオンがレジスト剥離液水溶液中に放出され
、アルミニウム電極２０を構成する電子が旧Ｆｅ層１４
へ放出される。したがって、アルミニウム電極２０が腐
食され、アルミニウム電極２０のピンホールが大きくな
ることにより、アルミニウム電極２０と旧Ｆｅ層１４と
の接続が不良となる問題があった。

しかし、本実施例のＭＲ素子によれば、アルミニウム層
２０の表面に、耐腐食性の腐食防止層２２が形成されて
いる。したがって、所望の形のアルミニウム電極２０を
形成する工程において、アルミニウム層２０に旧Ｆｅ暦
１４に達するピンホールが生じている場合においても、
ピンホールは腐食防止層２２によってふさがれる。これ
により、ＡＩ層２０のエツチング後にレジスト剥離液を
使用してフォトレジストを除去する際に、アルミニウム
電極２０が腐食されてピンホールが悴太し、アルミニウ
ム電極２０とパーマロイ層１４とが接続不良となること
はない。

なお１本実施例では腐食防止層２２にＳ　ｓ　０２を使
用したが、ＳｉＯ２以外の耐腐食性の材料を使用するこ
とも可能である。腐食防止層２２は、たとえばＳｉＯな
どのガラス系化合物材料が好ましい。

また、上記実施例で使用した各層の形成方法、およびエ
ツチング方法は、上記に示した方法以外の他の方法によ
っても行うことが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、金属層の上に耐腐食性を有する腐食防
止層が形成されているため、金属層にピンホールが生じ
ている場合にも、ピンホールを腐食防止層でふさぐこと
ができる。したがって、レジスト剥離液などの電解液を
作用させた場合にも、イオン化傾向の異なる金属層の間
で電気分解反応が起こらないため、金属層の腐食による
ピンホールの拡大を防止することができ、接続不良のな
い積層素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をＩＩＩＲ素子に適用した断面図、第２
Ａ図〜第２Ｃ図、および第３Ａ図〜第３Ｃ図は第１図の
ＭＲ素子の製造方法の一例を示す断面図、第４図は従来
のＭＲ素子の断面図である。 要部　の符号の説明 １０、、、基板 １４　、　、　、　ＮｉＦｅ層 ２０、、、アルミニウム電極 ２２、、、腐食防止層 １００　、　、窓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板と、 該基板の上に形成された第１の金属層と、 該第１の金属層の上に、第１の金属層とイオン化傾向が
   異なる第２の金属層とを有する積層素子において、該積
   層素子は、 前記第２の金属層の上に耐腐食性を有する腐食防止層が
   形成されていることを特徴とする積層素子。 ２、請求項１に記載の積層素子において該積層素子は磁
   気抵抗素子であり、前記第１の金属層は強磁性体材料に
   より形成されていることを特徴とする積層素子。