JPH02159080A - 磁気抵抗素子の製造方法 - Google Patents
磁気抵抗素子の製造方法Info
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- JPH02159080A JPH02159080A JP63312802A JP31280288A JPH02159080A JP H02159080 A JPH02159080 A JP H02159080A JP 63312802 A JP63312802 A JP 63312802A JP 31280288 A JP31280288 A JP 31280288A JP H02159080 A JPH02159080 A JP H02159080A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
磁界検出に用いる磁気抵抗素子の製造方法、特に低磁界
を高感度に検知する強磁性薄膜抵抗素子の製造方法に関
し、 イニシャライズ磁化の安定性が良く、安定した出力が得
られる磁気抵抗素子の製造方法を提供することを目的と
し、 Ｓ＋又はガラス基板上にＮｉＦｅ膜とＴａＭｏ膜とＡｕ
膜の３層を成膜した後、パターニングによってバーバー
ポール型パターンを形成する強磁性薄膜磁気抵抗素子の
製造方法において、上記ＮｉＦｅ膜とＴａＭｏ膜とＡｕ
膜の３層を成膜後、５００Ｏｅ以上の回転磁界を面内方
向に印加しながら２７０〜３５０℃で熱処理を施すよう
に構成する。
を高感度に検知する強磁性薄膜抵抗素子の製造方法に関
し、 イニシャライズ磁化の安定性が良く、安定した出力が得
られる磁気抵抗素子の製造方法を提供することを目的と
し、 Ｓ＋又はガラス基板上にＮｉＦｅ膜とＴａＭｏ膜とＡｕ
膜の３層を成膜した後、パターニングによってバーバー
ポール型パターンを形成する強磁性薄膜磁気抵抗素子の
製造方法において、上記ＮｉＦｅ膜とＴａＭｏ膜とＡｕ
膜の３層を成膜後、５００Ｏｅ以上の回転磁界を面内方
向に印加しながら２７０〜３５０℃で熱処理を施すよう
に構成する。
本発明は磁界検出に用いる磁気抵抗素子の製造方法に関
し、特に低磁界を高感度に検知する強磁性薄膜磁気抵抗
素子の製造方法に関する。
し、特に低磁界を高感度に検知する強磁性薄膜磁気抵抗
素子の製造方法に関する。
低磁界でアナログ出力が得られるバーバーポール型磁気
抵抗素子は磁界検出前に予め磁気抵抗素子パターンの長
手方向に内部磁化を揃えるイニシャライズという工程を
とる。このようにして揃えたイニシャライズ磁化は、そ
の後の磁界検出時に反転しないことがこの磁気抵抗素子
を磁界センサとして使うためには必要となる。
抵抗素子は磁界検出前に予め磁気抵抗素子パターンの長
手方向に内部磁化を揃えるイニシャライズという工程を
とる。このようにして揃えたイニシャライズ磁化は、そ
の後の磁界検出時に反転しないことがこの磁気抵抗素子
を磁界センサとして使うためには必要となる。
従来のバーバーポール型磁気抵抗素子は第５図（ａ）（
ｂ）（ｃ）に示すように、Ｓｉ等からなる基板１にＳｌ
Ｏ□等からなる絶縁層２を介してＮｉＦｅ膜からなるつ
づら折り状の磁性体パターン３が設けられ、さらに該磁
性体パターン３の上にＴａＭｏ膜４及びＡｕ膜５からな
る導電膜６が一定間隔で斜に設けられており、前記磁性
パターン３にはその長手方向に一軸磁気異方性（内部磁
化）Ｍｌが付与されている。そして磁性体パターン３に
電流ｉを流したとき、内部磁化Ｍ１の方向と電流ｌのな
す角度θと出力の関係は第６図のようになり、外部磁界
ＨｅｘによりＭｉが回転するので、出力を得ることがで
きる。これにより外部磁界の大きさを検出することがで
きる。
ｂ）（ｃ）に示すように、Ｓｉ等からなる基板１にＳｌ
Ｏ□等からなる絶縁層２を介してＮｉＦｅ膜からなるつ
づら折り状の磁性体パターン３が設けられ、さらに該磁
性体パターン３の上にＴａＭｏ膜４及びＡｕ膜５からな
る導電膜６が一定間隔で斜に設けられており、前記磁性
パターン３にはその長手方向に一軸磁気異方性（内部磁
化）Ｍｌが付与されている。そして磁性体パターン３に
電流ｉを流したとき、内部磁化Ｍ１の方向と電流ｌのな
す角度θと出力の関係は第６図のようになり、外部磁界
ＨｅｘによりＭｉが回転するので、出力を得ることがで
きる。これにより外部磁界の大きさを検出することがで
きる。
このようなバーバーポール型磁気抵抗素子の従来の製造
工程は、■絶縁層形成のための基板酸化、■Ｎ ｉＦｅ
／ＴａＭｏ ／ Ａ ｕ膜の磁界中蒸着、■ＮｉＦｅ
膜及びＴａＭｏ ／ Ａ ｕ膜のパターニング、■保護
膜形成という順序で行われていた。
工程は、■絶縁層形成のための基板酸化、■Ｎ ｉＦｅ
／ＴａＭｏ ／ Ａ ｕ膜の磁界中蒸着、■ＮｉＦｅ
膜及びＴａＭｏ ／ Ａ ｕ膜のパターニング、■保護
膜形成という順序で行われていた。
上記従来のバーバーポール型磁気抵抗素子の製造方法で
は、磁界中蒸着により形成されたＮｉＦｅ膜は一軸異方
性を有し、そのＢ−８曲線は第６図に示すように磁化容
易軸方向と磁化困難方向とでは著しく異なっている。磁
気抵抗素子はこの膜の磁化容易軸方向に磁性体パターン
の長手方向を揃えてパターニングしているが磁化容易軸
方向と磁性体パターンの長手方向との正確な一致は難し
く、イニシャライズ磁化の不安定性やヒステリシスの原
因となっている。
は、磁界中蒸着により形成されたＮｉＦｅ膜は一軸異方
性を有し、そのＢ−８曲線は第６図に示すように磁化容
易軸方向と磁化困難方向とでは著しく異なっている。磁
気抵抗素子はこの膜の磁化容易軸方向に磁性体パターン
の長手方向を揃えてパターニングしているが磁化容易軸
方向と磁性体パターンの長手方向との正確な一致は難し
く、イニシャライズ磁化の不安定性やヒステリシスの原
因となっている。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、イニシャライズ磁化
の安定性が良く、安定した出力が得られる磁気抵抗素子
の製造方法を提供することを目的とする。
の安定性が良く、安定した出力が得られる磁気抵抗素子
の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の磁気抵抗素子の製
造方法は、Ｓｉ又はガラス基板上にＮｉＦｅ膜とＴａＭ
ｏ膜とＡｕ膜の３層を成膜した後、パターニングによっ
てバーバーポール型パターンを形成する強磁性薄膜磁気
抵抗素子の製造方法において、上記ＮｉＦｅ膜とＴａＭ
ｏ膜とＡｕ膜の３層を成膜後、５０００ｅ以上の回転磁
界を面内方向に印加しながら２７０〜３５０℃で熱処理
を施すことを特徴とする。
造方法は、Ｓｉ又はガラス基板上にＮｉＦｅ膜とＴａＭ
ｏ膜とＡｕ膜の３層を成膜した後、パターニングによっ
てバーバーポール型パターンを形成する強磁性薄膜磁気
抵抗素子の製造方法において、上記ＮｉＦｅ膜とＴａＭ
ｏ膜とＡｕ膜の３層を成膜後、５０００ｅ以上の回転磁
界を面内方向に印加しながら２７０〜３５０℃で熱処理
を施すことを特徴とする。
ＮｉＦｅ膜とＴａＭｏ膜とＡｕの３層を成膜後、５００
０ｅ以上の回転磁界を面内方向に印加しながら２７０〜
３５０℃で熱処理することにより、蒸着によって形成さ
れたＮｉＦｅ膜の磁気特性が第２図に示すように全く等
方向になる。そのため磁気抵抗素子の磁性体パターンの
長手方向をどの方向にしても完成した磁気抵抗素子の特
性は同様となり、イニシャライズ磁化の安定性は良くな
り、安定した出力の磁気抵抗素子が得られる。
０ｅ以上の回転磁界を面内方向に印加しながら２７０〜
３５０℃で熱処理することにより、蒸着によって形成さ
れたＮｉＦｅ膜の磁気特性が第２図に示すように全く等
方向になる。そのため磁気抵抗素子の磁性体パターンの
長手方向をどの方向にしても完成した磁気抵抗素子の特
性は同様となり、イニシャライズ磁化の安定性は良くな
り、安定した出力の磁気抵抗素子が得られる。
第１図は本発明の磁気抵抗素子の製造方法に用いる装置
の概略を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はａ
図のｂ−ｂ線における断面図である。
の概略を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はａ
図のｂ−ｂ線における断面図である。
同図において、１０は外周に加熱ヒータ１１を有する真
空容器であり、該真空容器１０の中には基板１２を載置
して回転できる回転台１３が設けられ、さらに該真空容
器ＩＯの外部には基板１２に磁界を印加することができ
る位置にコイル１４及びヨーク１５からなる電磁石１６
が設けられている。なお１７は真空容器１０内を真空に
する真空ポンプである。
空容器であり、該真空容器１０の中には基板１２を載置
して回転できる回転台１３が設けられ、さらに該真空容
器ＩＯの外部には基板１２に磁界を印加することができ
る位置にコイル１４及びヨーク１５からなる電磁石１６
が設けられている。なお１７は真空容器１０内を真空に
する真空ポンプである。
上記装置を用いた本発明の磁気抵抗素子の製造方法の実
施例を次に説明する。
施例を次に説明する。
先ず酸化膜形成済のＳｉ基板の上にＮｉＦｅ膜を厚さ３
００〜５００人、ＴａＭｏ膜を厚さ５００人、Ａｕ膜を
厚さ５０００ Ａに順次蒸着し、この基板１２を第１図
の如く回転台１３上に載置する。そして真空容器ｌＯ内
を１０−’Ｔｏｒｒ以下に排気し、回転台をｌＯｒｐｍ
の速さで回転させ、且つ電磁石１６で９０００ｅの磁界
を印加しつつ加熱ヒータ１１により加熱する。加熱は、
室温から３３０℃までの昇温時間を１時間、保持時間を
１時間、冷却時間を１．５時間とし、その間磁界を印加
し続ける。
００〜５００人、ＴａＭｏ膜を厚さ５００人、Ａｕ膜を
厚さ５０００ Ａに順次蒸着し、この基板１２を第１図
の如く回転台１３上に載置する。そして真空容器ｌＯ内
を１０−’Ｔｏｒｒ以下に排気し、回転台をｌＯｒｐｍ
の速さで回転させ、且つ電磁石１６で９０００ｅの磁界
を印加しつつ加熱ヒータ１１により加熱する。加熱は、
室温から３３０℃までの昇温時間を１時間、保持時間を
１時間、冷却時間を１．５時間とし、その間磁界を印加
し続ける。
これにより、基板１２上のＮｉＦｅ膜は回転磁界が印加
されながら熱処理されるため、その磁気特性は第２図の
如く磁化容易軸方向と磁化困難軸方向のＢ−８曲線が同
じとなり等方的となる。この後ＮｉＦｅ 、 ＴａＭｏ
、 Ａｕの６膜をパターン形成して第５図の如きバー
バーポール型磁気抵抗素子とすることができる。
されながら熱処理されるため、その磁気特性は第２図の
如く磁化容易軸方向と磁化困難軸方向のＢ−８曲線が同
じとなり等方的となる。この後ＮｉＦｅ 、 ＴａＭｏ
、 Ａｕの６膜をパターン形成して第５図の如きバー
バーポール型磁気抵抗素子とすることができる。
第３図はＮｉＦｅ膜の熱処理温度とＮｉＦｅ膜の磁気特
性の等方性、及び磁気抵抗素子としたときの感度との関
係を示す図である。同図において、横軸には熱処理温度
を、縦軸には等方性及び感度をとり、曲線Ａで熱処理温
度と等方性の関係を、曲線Ｂで熱処理温度と感度の関係
をそれぞれ示した。なお等方性は第４図のようなり−Ｈ
曲線において、ΔＨつを測定し、膜の磁化容易軸方向と
困難軸方向との６８Ｍの差から求め、感度は磁気抵抗素
子パターン形成後、低磁界（１０ｅ）に対する抵抗変Δ
Ｒ 化ΔＲの割合 から求めた。
性の等方性、及び磁気抵抗素子としたときの感度との関
係を示す図である。同図において、横軸には熱処理温度
を、縦軸には等方性及び感度をとり、曲線Ａで熱処理温
度と等方性の関係を、曲線Ｂで熱処理温度と感度の関係
をそれぞれ示した。なお等方性は第４図のようなり−Ｈ
曲線において、ΔＨつを測定し、膜の磁化容易軸方向と
困難軸方向との６８Ｍの差から求め、感度は磁気抵抗素
子パターン形成後、低磁界（１０ｅ）に対する抵抗変Δ
Ｒ 化ΔＲの割合 から求めた。
同図より、熱処理温度２７０°以下では等方性が急激に
悪くなり、３５０°以上では結晶化が進み磁気抵抗効果
が減少して感度が低下することを示している。従って熱
処理の温度は２７０〜３５０℃が適している。
悪くなり、３５０°以上では結晶化が進み磁気抵抗効果
が減少して感度が低下することを示している。従って熱
処理の温度は２７０〜３５０℃が適している。
以上説明した様に、本発明によれば、磁気抵抗素子のＮ
ｉＦｅ膜の磁気特性を等力比することにより、磁気抵抗
素子のイニシャライズ磁化の安定性が良くなり、ヒステ
リシスが少なく、再現性の良い出力が得られ、高感度ア
ナログ磁界センサが実現できる。
ｉＦｅ膜の磁気特性を等力比することにより、磁気抵抗
素子のイニシャライズ磁化の安定性が良くなり、ヒステ
リシスが少なく、再現性の良い出力が得られ、高感度ア
ナログ磁界センサが実現できる。
第１図は本発明の磁気抵抗素子の製造方法に用いる装置
の概略を示す図、 第２図は本発明方法により形成されたＮ１ｃｅ膜のＨ−
８曲線を示す図、 第３図はＮｉＦｅ膜の熱処理温度とＮｉＦｅ膜の°磁気
特性の等方性及び磁気抵抗素子としたときの感度との関
係を示す図、 第４図は第３図の等方性の求め方を説明するための図、 第５図は従来の磁気抵抗素子を示す図、第６図は従来の
磁気抵抗素子の出力曲線を示す図、 第７図は従来の磁界中蒸着により形成されたＬＦｅ膜の
Ｈ−８曲線を示す図である。 図において、 １０は真空容器、 １１は加熱ヒータ、 １２は基板、 １３は回転台、 １４はコイル、 １５はヨーク、 １６は電磁石 を示す。 （Ｑ）縦新面図 （ｂ） ０図のｂ−ｂ線における断面図第１図 １３・・・回転台 １７・・・真空ポンプ 本発明方法により形成されたＭＦｅ膜のＨ−８曲線を示
す図第２図 因 工 索子平面図 （ｂ） ａ図のＢ部拡大図 （ｃ）ｂ図のＣ−Ｃ線に おける断面図 従来の硼気抵抗素子を示す図 等方性、ΔＨＫの差（Ｏｅ） 飄カ 第 図 磁化容易軸方向 （ｂ） 硼化困難方向 第 図
の概略を示す図、 第２図は本発明方法により形成されたＮ１ｃｅ膜のＨ−
８曲線を示す図、 第３図はＮｉＦｅ膜の熱処理温度とＮｉＦｅ膜の°磁気
特性の等方性及び磁気抵抗素子としたときの感度との関
係を示す図、 第４図は第３図の等方性の求め方を説明するための図、 第５図は従来の磁気抵抗素子を示す図、第６図は従来の
磁気抵抗素子の出力曲線を示す図、 第７図は従来の磁界中蒸着により形成されたＬＦｅ膜の
Ｈ−８曲線を示す図である。 図において、 １０は真空容器、 １１は加熱ヒータ、 １２は基板、 １３は回転台、 １４はコイル、 １５はヨーク、 １６は電磁石 を示す。 （Ｑ）縦新面図 （ｂ） ０図のｂ−ｂ線における断面図第１図 １３・・・回転台 １７・・・真空ポンプ 本発明方法により形成されたＭＦｅ膜のＨ−８曲線を示
す図第２図 因 工 索子平面図 （ｂ） ａ図のＢ部拡大図 （ｃ）ｂ図のＣ−Ｃ線に おける断面図 従来の硼気抵抗素子を示す図 等方性、ΔＨＫの差（Ｏｅ） 飄カ 第 図 磁化容易軸方向 （ｂ） 硼化困難方向 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｓｉ又はガラス基板上にＮｉＦｅ膜とＴａＭｏ膜と
Ａｕ膜の３層を成膜した後、パターニングによってバー
バーポール型パターンを形成する強磁性薄膜磁気抵抗素
子の製造方法において、 上記ＮｉＦｅ膜とＴａＭｏ膜とＡｕ膜の３層を成膜後、
５００Ｏｅ以上の回転磁界を面内方向に印加しながら２
７０〜３５０℃で熱処理を施すことを特徴とする磁気抵
抗素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312802A JPH02159080A (ja) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | 磁気抵抗素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312802A JPH02159080A (ja) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | 磁気抵抗素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02159080A true JPH02159080A (ja) | 1990-06-19 |
Family
ID=18033582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63312802A Pending JPH02159080A (ja) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | 磁気抵抗素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02159080A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100387522B1 (ko) * | 2001-06-23 | 2003-06-18 | 김형준 | 열안정성이 취약한 비전도성 기판상의 반도체 박막의열처리 장치 및 방법 |
| WO2005109486A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Viatron Technologies Inc. | System for heat treatment of semiconductor device |
| JP2007537591A (ja) * | 2004-05-12 | 2007-12-20 | ヴァイアトロン・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 半導体素子の熱処理システム |
-
1988
- 1988-12-13 JP JP63312802A patent/JPH02159080A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100387522B1 (ko) * | 2001-06-23 | 2003-06-18 | 김형준 | 열안정성이 취약한 비전도성 기판상의 반도체 박막의열처리 장치 및 방법 |
| WO2005109486A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Viatron Technologies Inc. | System for heat treatment of semiconductor device |
| JP2007537591A (ja) * | 2004-05-12 | 2007-12-20 | ヴァイアトロン・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 半導体素子の熱処理システム |
| US7989736B2 (en) | 2004-05-12 | 2011-08-02 | Viatron Technologies Inc. | System for heat treatment of semiconductor device |
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