JPH09129944A - 磁電変換素子 - Google Patents
磁電変換素子Info
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- JPH09129944A JPH09129944A JP7282884A JP28288495A JPH09129944A JP H09129944 A JPH09129944 A JP H09129944A JP 7282884 A JP7282884 A JP 7282884A JP 28288495 A JP28288495 A JP 28288495A JP H09129944 A JPH09129944 A JP H09129944A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】特に高い感度を有する磁電変換素子の構造とそ
れを実現する方法を提供する。 【解決手段】基板１の表面に磁束感知素子２を形成後、
基板１および表面保護膜３に孔をあけて、高透磁率材を
埋め込み、高透磁率材間の間隙を極めて狭くするととも
に高透磁率材の形状を錐形にする。
れを実現する方法を提供する。 【解決手段】基板１の表面に磁束感知素子２を形成後、
基板１および表面保護膜３に孔をあけて、高透磁率材を
埋め込み、高透磁率材間の間隙を極めて狭くするととも
に高透磁率材の形状を錐形にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高い感度を有するホ
ール素子などの磁電変換素子に関する。
ール素子などの磁電変換素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ホール素子，磁気抵抗素子など磁
束を感知して電気信号に変換する素子を高感度化する場
合、これらの磁束感知素子を、フェライトなどの高透磁
率材で挟んで磁束を収束するという方法が知られてい
る。この方法は、たとえばソリッド ステート エレク
トロニクス第７巻（１９６４年）３２３〜３３３頁(Sol
idState Electronics，vol７，ｐ３２３〜３３３（１９
６４））に記載されている。このとき効率良く磁束を収
束し、感度を高めるには、磁束感知素子を挟むための磁
束収束材間のギャップをできるだけ狭くし、また磁束収
束材の先端をできるだけ細くすることが重要であった。
束を感知して電気信号に変換する素子を高感度化する場
合、これらの磁束感知素子を、フェライトなどの高透磁
率材で挟んで磁束を収束するという方法が知られてい
る。この方法は、たとえばソリッド ステート エレク
トロニクス第７巻（１９６４年）３２３〜３３３頁(Sol
idState Electronics，vol７，ｐ３２３〜３３３（１９
６４））に記載されている。このとき効率良く磁束を収
束し、感度を高めるには、磁束感知素子を挟むための磁
束収束材間のギャップをできるだけ狭くし、また磁束収
束材の先端をできるだけ細くすることが重要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、図２
に示すように、基板１の上に磁束感知素子２，表面保護
膜３，電極配線４などを形成したのち接着剤５によって
あらかじめ適当な形状に加工された高透磁率材よりなる
磁束収束材６，７を貼り付けていた。しかし、この方法
では、基板および接着剤の厚さのため、磁束収束材間の
ギャップをあまり狭くすることができなかった。また基
板自身を高透磁率材で形成すればギャップは狭くできる
ものの磁束収束材の先端を細くできないという問題があ
った。
に示すように、基板１の上に磁束感知素子２，表面保護
膜３，電極配線４などを形成したのち接着剤５によって
あらかじめ適当な形状に加工された高透磁率材よりなる
磁束収束材６，７を貼り付けていた。しかし、この方法
では、基板および接着剤の厚さのため、磁束収束材間の
ギャップをあまり狭くすることができなかった。また基
板自身を高透磁率材で形成すればギャップは狭くできる
ものの磁束収束材の先端を細くできないという問題があ
った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】図１は本発明による磁電
変換素子の断面図である。本発明では、磁束感知素子２
を形成した基板１に、前記磁束感知素子に位置合わせさ
れた孔をあけ、その孔に高透磁率材６，７を埋め込む。
また、上記磁束収束材の先端を細くする。
変換素子の断面図である。本発明では、磁束感知素子２
を形成した基板１に、前記磁束感知素子に位置合わせさ
れた孔をあけ、その孔に高透磁率材６，７を埋め込む。
また、上記磁束収束材の先端を細くする。
【０００５】本発明によれば、特に半導体基板上に磁束
感知素子を形成した場合は、両面アライナによるフォト
エッチングなど周知の半導体集積回路製造技術を用い
て、極めて正確な位置に孔開けが可能となる。また磁束
感知素子の表面側の磁束収束材と基板側の磁束収束材と
は、両者を正確に位置合わせする必要があるが、これも
表面保護膜を厚く形成し、半導体集積回路製造技術を用
いて正確な位置に孔開けをしたのち高透磁率材を埋め込
むことによって容易に実現できる。
感知素子を形成した場合は、両面アライナによるフォト
エッチングなど周知の半導体集積回路製造技術を用い
て、極めて正確な位置に孔開けが可能となる。また磁束
感知素子の表面側の磁束収束材と基板側の磁束収束材と
は、両者を正確に位置合わせする必要があるが、これも
表面保護膜を厚く形成し、半導体集積回路製造技術を用
いて正確な位置に孔開けをしたのち高透磁率材を埋め込
むことによって容易に実現できる。
【０００６】上記の様に、基板あるいは表面保護膜に孔
を開けて、磁束を収束させるための高透磁率材を埋め込
んだ構造とし、対応する高透磁率材間のギャップを狭く
し、両者の先端を細くして磁束収束材を形成することに
より、磁束感知素子に印加する磁束密度を大きくして感
度を向上することができる。
を開けて、磁束を収束させるための高透磁率材を埋め込
んだ構造とし、対応する高透磁率材間のギャップを狭く
し、両者の先端を細くして磁束収束材を形成することに
より、磁束感知素子に印加する磁束密度を大きくして感
度を向上することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図を参照して説明
する。図３ないし図５は図１に示した本発明の磁電変換
素子を形成する工程の例を示す図である。
する。図３ないし図５は図１に示した本発明の磁電変換
素子を形成する工程の例を示す図である。
【０００８】まずＧａＡｓ基板８上にエッチングストッ
パ層９としてAlGaAs層を形成し、その上に導電性ＧａＡ
ｓ層等を形成してＧａＡｓホール素子１０を形成する。
次いで配線１１，ＳｉＯ2 による第１表面保護膜１２を
形成する（図３(ａ)）。次いでポリイミド膜を多重塗布
法で厚さ５００μｍ程度まで塗布し第２表面保護膜１３
を形成する（図３(ｂ)）。
パ層９としてAlGaAs層を形成し、その上に導電性ＧａＡ
ｓ層等を形成してＧａＡｓホール素子１０を形成する。
次いで配線１１，ＳｉＯ2 による第１表面保護膜１２を
形成する（図３(ａ)）。次いでポリイミド膜を多重塗布
法で厚さ５００μｍ程度まで塗布し第２表面保護膜１３
を形成する（図３(ｂ)）。
【０００９】次いでマスク材としてＡｌ膜１４を被着
し、フォトレジスト１５を塗布して、ホール素子１０に
フォトアライナにより位置合わせしてパターニングを行
い、Ａｌ膜１４および第２表面保護膜（ポリイミド膜）
１３をエッチングして開孔部１６を設ける。このときポ
リイミド膜をエッチングするためのヒドラジンを成分と
する液はＳｉＯ2 膜１２を侵食しないため開孔エッチン
グの進行はＳｉＯ2 膜１２によって停止する（図４
(ａ)）。次いでフォトレジスト１５，Ａｌ膜１４を除去
したのち、ＧａＡｓ基板８に対して同様の方法で開孔１
７を設ける。この時開孔１７の位置は開孔１６と合わせ
る必要があるのでパターニングには両面アライナを用い
る。ＧａＡｓ基板のエッチング材にＣＣｌ4 など適当な
ものを選べば開孔エッチングはAlGaAsストッパ層９で停
止する（図４(ｂ)）。
し、フォトレジスト１５を塗布して、ホール素子１０に
フォトアライナにより位置合わせしてパターニングを行
い、Ａｌ膜１４および第２表面保護膜（ポリイミド膜）
１３をエッチングして開孔部１６を設ける。このときポ
リイミド膜をエッチングするためのヒドラジンを成分と
する液はＳｉＯ2 膜１２を侵食しないため開孔エッチン
グの進行はＳｉＯ2 膜１２によって停止する（図４
(ａ)）。次いでフォトレジスト１５，Ａｌ膜１４を除去
したのち、ＧａＡｓ基板８に対して同様の方法で開孔１
７を設ける。この時開孔１７の位置は開孔１６と合わせ
る必要があるのでパターニングには両面アライナを用い
る。ＧａＡｓ基板のエッチング材にＣＣｌ4 など適当な
ものを選べば開孔エッチングはAlGaAsストッパ層９で停
止する（図４(ｂ)）。
【００１０】次いでウェハ両面にＮｉ膜１８を被着し、
フォトレジスト１９で開孔部以外を覆ったのちＮｉ膜を
電極として高透磁率材であるパーマロイ２０をめっきす
る。このときＮｉ膜１８とホール素子１０はＳｉＯ2 膜
１２およびAlGaAsストッパ層９で絶縁されているため、
めっき工程でホール素子１０の特性が変化することはな
い（図５(ａ)）。次いでフォトレジスト１９および露出
したＮｉ膜を除去したのち配線１１のパッド部２１を露
出させればホール素子１０の両面に高透磁率材を埋め込
んだ構造を持つ磁電変換素子が完成する（図５(ｂ)）。
フォトレジスト１９で開孔部以外を覆ったのちＮｉ膜を
電極として高透磁率材であるパーマロイ２０をめっきす
る。このときＮｉ膜１８とホール素子１０はＳｉＯ2 膜
１２およびAlGaAsストッパ層９で絶縁されているため、
めっき工程でホール素子１０の特性が変化することはな
い（図５(ａ)）。次いでフォトレジスト１９および露出
したＮｉ膜を除去したのち配線１１のパッド部２１を露
出させればホール素子１０の両面に高透磁率材を埋め込
んだ構造を持つ磁電変換素子が完成する（図５(ｂ)）。
【００１１】次に本発明の第２の実施例を図６および図
７を参照して説明する。第１の実施例では高透磁率材の
位置は正確に決められるものの、その形状は開孔形成の
ためのエッチングで定まり、正確な制御は困難であっ
た。本発明の第２の実施例はこの問題を解決するもので
ある。
７を参照して説明する。第１の実施例では高透磁率材の
位置は正確に決められるものの、その形状は開孔形成の
ためのエッチングで定まり、正確な制御は困難であっ
た。本発明の第２の実施例はこの問題を解決するもので
ある。
【００１２】第１の実施例と同様に、まずＧａＡｓ基板
８上にエッチングストッパ層９としてAlGaAs層を形成
し、その上に導電性ＧａＡｓ層等を形成してＧａＡｓホ
ール素子１０を形成する。次いで配線１１，ＳｉＯ2 に
よる第１表面保護膜１２を形成する。次いでポリイミド
膜を多重塗布法で厚さ５００μｍ程度まで塗布し第２表
面保護膜１３を形成し、第１の実施例と同様エッチング
により開孔部１６を設ける（図６(ａ)）。次に石英ガラ
スを円錐状に引き延ばし、所定の寸法とした型材２２を
マイクロマニピレータを用いて開孔部１６に挿入し、開
孔部１６との間隙に充填材としてポリイミド２３を充填
する（図６(ｂ)）。
８上にエッチングストッパ層９としてAlGaAs層を形成
し、その上に導電性ＧａＡｓ層等を形成してＧａＡｓホ
ール素子１０を形成する。次いで配線１１，ＳｉＯ2 に
よる第１表面保護膜１２を形成する。次いでポリイミド
膜を多重塗布法で厚さ５００μｍ程度まで塗布し第２表
面保護膜１３を形成し、第１の実施例と同様エッチング
により開孔部１６を設ける（図６(ａ)）。次に石英ガラ
スを円錐状に引き延ばし、所定の寸法とした型材２２を
マイクロマニピレータを用いて開孔部１６に挿入し、開
孔部１６との間隙に充填材としてポリイミド２３を充填
する（図６(ｂ)）。
【００１３】充填材２３を硬化させたのち型材２２を引
き抜けば円錐形の開孔部１６が形成される。次にＧａＡ
ｓ基板８に対しても、第１の実施例と同様にドライエッ
チングで開孔部１７を設け、型材２２を挿入して間隙を
充填材２３で充填したのち型材２２を引き抜く。このよ
うにしてＧａＡｓホール素子１０の両面に所定の寸法の
円錐状の開孔部１６，１７が形成される（図７(ａ)）。
その後、第１の実施例と同様に開孔部１６，１７にパー
マロイ２０を埋め込めばホール素子１０の両面に所定の
寸法，形状を持つ高透磁率材を埋め込んだ構造を持つ磁
電変換素子が完成する（図７(ｂ)）。
き抜けば円錐形の開孔部１６が形成される。次にＧａＡ
ｓ基板８に対しても、第１の実施例と同様にドライエッ
チングで開孔部１７を設け、型材２２を挿入して間隙を
充填材２３で充填したのち型材２２を引き抜く。このよ
うにしてＧａＡｓホール素子１０の両面に所定の寸法の
円錐状の開孔部１６，１７が形成される（図７(ａ)）。
その後、第１の実施例と同様に開孔部１６，１７にパー
マロイ２０を埋め込めばホール素子１０の両面に所定の
寸法，形状を持つ高透磁率材を埋め込んだ構造を持つ磁
電変換素子が完成する（図７(ｂ)）。
【００１４】ホール素子の出力はホール素子を垂直に貫
通する磁束の密度に比例する。図７（ｂ）のような円錐
形状のパーマロイを形成し、その間隔Ｌ１を０.２μｍ
，全厚さＬ２を１mm，下部直径Ａ１を１０μｍ，上部
直径Ａ２を１００μｍとした場合、パーマロイ間隙部の
磁束密度は外部磁束密度の２５００倍に凝縮することが
できた。
通する磁束の密度に比例する。図７（ｂ）のような円錐
形状のパーマロイを形成し、その間隔Ｌ１を０.２μｍ
，全厚さＬ２を１mm，下部直径Ａ１を１０μｍ，上部
直径Ａ２を１００μｍとした場合、パーマロイ間隙部の
磁束密度は外部磁束密度の２５００倍に凝縮することが
できた。
【００１５】これに対して図２のように基板および表面
保護膜の上下に高透磁率材を貼り付ける従来の方法では
全厚さを５mm程度に抑えた場合、百倍程度しか凝縮でき
なかったのに比し、本発明の方法により大幅な改善が可
能となった。
保護膜の上下に高透磁率材を貼り付ける従来の方法では
全厚さを５mm程度に抑えた場合、百倍程度しか凝縮でき
なかったのに比し、本発明の方法により大幅な改善が可
能となった。
【００１６】実施例では磁束感知素子としてホール素子
を用いたが、磁気抵抗素子を用いてもよいことは勿論で
ある。また基板材料は半導体に限らず、磁束感知素子と
選択的にエッチングが可能な材料ならばよい。また基板
材料にＳｉ，ＧａＡｓを用いた場合は、磁束感知素子と
ともに増幅回路，スイッチ回路などを同一基板に集積す
ることができる。
を用いたが、磁気抵抗素子を用いてもよいことは勿論で
ある。また基板材料は半導体に限らず、磁束感知素子と
選択的にエッチングが可能な材料ならばよい。また基板
材料にＳｉ，ＧａＡｓを用いた場合は、磁束感知素子と
ともに増幅回路，スイッチ回路などを同一基板に集積す
ることができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば磁束感知素子に外部信号
磁束の密度を極めて大きくして印加することが可能とな
り、極めて感度の良い磁電変換素子を実現することでき
る。
磁束の密度を極めて大きくして印加することが可能とな
り、極めて感度の良い磁電変換素子を実現することでき
る。
【図１】本発明による磁電変換素子の断面図。
【図２】従来の磁電変換素子の断面図。
【図３】本発明の第１の実施例を示す工程図。
【図４】本発明の第１の実施例を示す工程図。
【図５】本発明の第１の実施例を示す工程図。
【図６】本発明の第２の実施例を示す工程図。
【図７】本発明の第２の実施例を示す工程図。
１…基板、２…磁束感知素子、３…表面保護膜、４…電
極配線、５…接着剤、６，７…磁束収束材。
極配線、５…接着剤、６，７…磁束収束材。
Claims (4)
- 【請求項１】基板上に形成された導電層および表面保護
膜よりなるホール素子，磁気抵抗素子の磁束感知素子
と、前記基板あるいは前記表面保護膜の少なくとも一方
に埋め込まれ、前記磁束感知素子に位置合わせされた高
透磁率材よりなることを特徴とする磁電変換素子。 - 【請求項２】請求項１において、前記高透磁率材が錐形
の形状である磁電変換素子。 - 【請求項３】基板表面上に導電層を形成してホール素
子，磁気抵抗素子等の磁束感知素子を形成する工程，前
記基板裏面に前記磁束感知素子に位置合わせされた孔を
形成する工程，前記裏面孔を高透磁率材で埋め込む工程
を含むことを特徴とする磁電変換素子の製造法。 - 【請求項４】基板表面上に導電層を形成してホール素
子，磁気抵抗素子等の磁束感知素子および表面保護膜を
形成する工程，前記表面保護膜に前記磁束感知素子に位
置合わせされた孔を形成する工程，前記表面孔を高透磁
率材で埋め込む工程を含むことを特徴とする磁電変換素
子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7282884A JPH09129944A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 磁電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7282884A JPH09129944A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 磁電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129944A true JPH09129944A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17658344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7282884A Pending JPH09129944A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 磁電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09129944A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007108011A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気センサ及びその製造方法 |
| JP2007263720A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気センサ及びその製造方法 |
| US20090047527A1 (en) * | 2007-08-15 | 2009-02-19 | National Tsing Hua University | Magnetic element and manufacturing method therefor |
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| JP2010129004A (ja) * | 2008-11-30 | 2010-06-10 | Hochiki Corp | 窓開閉検出装置 |
| JP2010237217A (ja) * | 2010-06-02 | 2010-10-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 磁気検出装置、地磁気センサ |
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| KR20170107379A (ko) * | 2016-03-15 | 2017-09-25 | 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 | 자기 센서 및 그것의 제조 방법 |
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