JPS58153384A - 磁電変換素子及び磁電変換素子の製造方法 - 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】 本発明は磁電変換素子及び磁電変換素子の製造方法に関
するものである＠ 従来、磁電変換素子のオーミック電極の製作方法として
は５例えば電極用の金属をハードマスクを用いて所要部
分のみ蒸着に）付着形成しみに穴をあけたフォトレジス
ト膜を形成し、ついで、全面に触媒処理を行い、電極金
属を無電解メッキする。しかるのち、フォトレジストの
除去を行うと、電極部のみメッキされた金属が残り、不
要部分をレジストといっしょに除去して電極パターンを
形成する等の方法が工業的プロセスとして行なわれてい
た。

しかしながら、最初に記載したマスク蒸着の方法では微
細なパターンで１ｎ１度よく蒸着しようとすると、半導
体薄膜の表面に金属のマスクを密着する必要があシ、こ
のため、薄膜の表面に傷を生じやすく、その結果製作し
た磁電変換素子の不良で、ｔｆ＃にオフセット電圧又は
不平衡電圧が増大する。

＃！２の方法では、フォトレジスト上に４’Ｔ着り、。

た金属層を除去するためには、該金属層が厚さ０．３μ
ｍ以下の多孔性の薄膜として形成されてｉないと７オト
レジストの溶剤にょる除去ができないことと、除去中フ
ォトレジストの上部の金属層の破片が半導体薄膜をいた
めるため、素子の不良率が増大するという問題があつ念
◎又、こうした従来のプロセスでは、磁電変換素子に要
求される電極の形成の精度と電極に要求される物理的！
１Ｉｆｆが相反する関係にあシ、少くとも厚さが１．０
μ鳳以上の電極ｔｍ作しようとするとパターン精度がわ
るくなり、ホール素子の例では不平衡電圧の増大をまね
き、不良率が増大する◎又、磁気抵抗素子では、磁界の
ないときの抵抗値のバラツキが大きくな９Ｓともに不良
の原因となっていた。

そこで本発明の目的は、磁電変換素子の電極形成の精度
向上とｓｔＥ極の物理的強度を向上させることを同時に
実現することによシ従来の磁電変換素子の工業的製造プ
ロセスの問題点を解決し、更に制作された磁電変換素子
の信頼性と歩留りを大巾に改善するものである。

本発明によれば１表面に平滑な絶縁層を有する基板もし
くは表面が平滑÷、かつ、絶縁性の基板上に形成された
厚さ０．５〜５．０μｍ１％子濃度が１ｘ１０”〜５Ｘ
１０”個／　ＣＩＬ’　Ｏ範囲内ＫＩＤ。

室温で電子移動度が２．　ｏ　ｏ　ｏｃｘ”７ｖ、ｓｅ
ａ　〜ａ　ａ、　ｏ　ｏ　。

♂／Ｖ、ｓｅａのＩ−Ｖ族の高移動度化合物半導体薄膜
と、該半導体薄膜上の所要の部位のみに金属を付着させ
るパターンメッキによって密着形成された金属層から成
り、厚さが１．０〜ｆ５Ｊａ＋２）範囲内でかつ、外に
凸の形状の断面を有する端部をもつオーム性接触電極か
ら構成されているものである。

本発明の磁１１変換素子の１例であるホール素子の構造
を第１図％＃！２図に示した。

第１図に於いて、１は、ホール素子の基板であシ、２は
、基板上の上部に形成されている表面が平滑な絶縁層で
ある。５は、感磁部を構成する高電子移動度の半導体薄
膜であシ、４は。

所要の部位のみに電極金属層を付着形成せしめるパター
ンメッキによって形成されたオーミック電極である０又
、５は、同じく、パターンメッキによ〕形成された金禰
層よりなる電極の補龍金属層である・６は、Ｓａ部であ
る。７は。

リードＩＩ８と、電極をつなぐ、ハンダである。

９で示されているのは、モールド樹脂である。

ｊＩＩ２図位、ホール素子の基板１が絶縁物であって、
その表面が平滑化され、特忙、表面に、絶縁層を有しな
い場合である。

第５図Ｋａ、ホール素子を上面からみな状況を示し九〇 本発明磁電変換素子の他の１例である磁気抵抗効果素子
については、ホール素子と電極形状、端子電極の個数、
感磁部のパターン等が異るが、ホール素子と全く同様に
、電極形成がなされ。

かつ、パターンメッキされた電極を有することＦｉｔち
ろんであ夛、基本構成に於いては同一である。

本発明でいう、パターンメッキとは、半導体薄膜上に、
７５’ｉ望の部位のみを除き、メッキの付着しないレジ
スト徴膜層を形成し、所望の部位即ち、レジストの形成
されてない部分の露出し喪中導体薄膜の１！面にのみ、
該半導体そのものｔ無電解メッキの初期触媒として利用
すること析出金属の自己触媒効果にょシ、電極金属層を
たい積させる方法であシ、半導体そのものをメッキ触媒
として利用するため、バラジクム等の特別な触媒を付着
させる工程も、触媒そのものも不要である。

こうすることにより、極めて精度の良い析出金層パター
ンを半導体上に形成することができる〇 更に、析出金属層を厚付けする場合は、上記の如く形成
された金層パターン上に無電解メッキを重ねて行った９
、又、電解メッキ電極として、無電解メッキで形成され
た金属層を用い。

電解メッキで金属の厚い層を析出させることができるが
、いずれも、ｉ＆初に無電解メッキで形成した金属パタ
ーンの部分にのみ、パターン状に、金属が析出する◎ このような、パターンメッキで蝶、最初に行う無電解メ
ッキ液の選択が重要である・しかし。

厚付は時のメッキ液は、自由にえらぶことができる。

又、厚い電極金属層のエツチングが不要であること、及
び、レジスト上に形成された金属層を物理的に除去する
ことがなく、初期のレジストのパターン精度を良好に電
極パターンとして実現できる。触媒による半導体の汚染
も生じないＯ 本発明の素子の基板１は、一般に、磁電変換素子に用い
られているものでよく、フェライト基板、セラ（ツク基
板、ガラス基板、耐熱性樹脂基板１強磁性体である鉄、
パーマロイ等の基板で表面を絶縁錫塩したもの等が用い
られる。

基板の表面の絶縁層３は、無機質、特に酸化物の絶縁体
層もしくは、樹脂の絶縁体層が好ましく用いられる。

徽化物中窒化物の絶縁体層は１通常、基板の表ＩｉＯ絶
縁処理コーティングに用いられているもので、アル々す
、　８１０．％窒化シリコンこれらの１合又嫁多層の絶
縁層等が好ましく用いられる・又、厚さは１通常無機質
の絶縁層の場合１０μｍ以下、でよく、蒸着、スパッタ
ー、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、分子線ビーム蒸着等の方
法で形成される。

樹脂の絶縁体層は、通常、基板と、高移動度半導体薄膜
の接着層として好ましく用いられるものであり１通常用
いられている熱硬化性のエポキシ樹脂、フェノールエポ
キシ樹脂等が好ましく用いられる。又、厚さは１％に限
定しないが、好ましくは、６０μｍ以下である。

本発明の磁電変換素子の感磁部半導体薄膜番九通常磁電
変換素子として用いられる高移動度の半導体薄膜がよく
、ホール素子の場合は、工ｎＳｂ。

ＩｎＡｇ、ＧａＡｓ、Ｉｎ、５ｂｙＳｎ２、Ｉｎ、Ａｓ
、Ｐｓ、　ＩｎｘＧａ、Ｓｂ。

（ｘ＋ｙ＋ｚ＝２）等のトづ族の二元、三元の金属間化
合物の半導体で電子移動度２，０００〜８０ρ００（）
Ｉ　”／Ｖ、　ａ＠Ｃの範囲内にあり、半結晶もしくは
多結晶の薄膜が用いられる。

本発明の素子で、磁気抵抗効果を利用する磁電変換素子
の感磁部は一般に、磁気抵抗素子に用いられる材料は何
でもよい、好ましいものとして、高移動度のＸｎＢｂ、
工！ｌＡａ　、工ｎ！Ｇａ、８ｂ、　（Ｘ十７＋Ｉ！＝
２）等の夏−ｖ族の二元、三元の金属間化合物の半導体
薄膜で電子移動度２，０００〜８Ｑ、０００ｃＭＬ’／
ｖ、ｓｅａの範囲の多結晶又は単結晶がある。

本発明の磁電変換素子の感磁部の形状、電極形状は特に
限定はなく１通常磁電変換素子で用いられているものは
すべてよい。

ホール素子の例では、一般にホール素子感磁部パターン
として用いられているものは伺でもよい。感磁部を小さ
く、１ｉｏｇ以下にしたいときは、感磁部パターンは対
称形が、製作上好ましいＯ 磁気抵抗素子の例では、一般に、磁気抵抗素子に用いら
れているものは何でもよいが、感贋金上ける丸めに用い
られるラスクパターン状のショートバー電極をもつ感磁
部は好ましい例である・ 本発明の磁電変換素子のオーム性接触の電極は、感磁部
半導体とオーム性接触を電気的に有する材料で作られ、
一般的に用いられているものでよく、厚さは、４１に限
定しないが０．５〜１５μｍの範囲が好ましく、所要の
部位のみに電極金属層を付着形成するパターンメッキに
よって形成する０オーンツク電極材料と電極補強金属層
は同一の材料から成ってももちろんよい。

感磁部半導体が、　Ｘ、、Ｓ、、又はＩｎＡａの場合に
は。

無電解メッキ、ついで、電解メッキで、鋼をパターンメ
ッキして形成した。薄膜がその好例である・ 本発明の磁電変換素子のオーンツク電極の上部に形成さ
れる金属の電極補強層５は、必ｌ！に応じて、付着形成
されるが、その材料は、鋼、　　゛アルミニウム、金、
クロム、等の導電性の良好な金属が好ましく用いられる
。その付着形成の目的は、防蝕及び、ボンディング時の
高ａＫ対する補強、である。従って、一層には限らない
で、二層、三層に分けて付着形成して好ましく用いられ
る。更に、厚付けすることが好ましい・厚さは１．０〜
１２声ｍで１通常形成される。電極金属の廖付けは、一
般に用いられている方法でよ〈、電解及び無電解パター
ンメッキ、蒸着、スパッター等いずれの方法も好ましく
用いられるＯ 本発明の磁電変換素子は、電極に通常リード線がボンデ
ィングされる。通常素子のボンディングで用いられてい
る方法は、どの方法でもよいが、好ましいものとして、
ワイアボンデハンダ、ハンダボンディング、等がＴｏ）
、ハイグリッド１．０基板等に［接木発明の磁電変換素
子をボンディングするときは、７エイスダウンボンデイ
ング等も好ましく行なわれる。ハンダボンディングで使
用されるハンダは、融点が少くとも１４３℃以上あるこ
とが好ましい。特に好ましくは、１８０℃以上である。

本発明の磁電変換素子は１通常樹脂モールドされるが、
モールド樹脂の材質は、一般に電子素子のモールドに使
用されている樹脂でよい。

好オしいものけ、熱硬化性樹脂で、エポキシ樹脂、フェ
ノールエポキシ樹脂等があるロモールド方法１ｊ１通常
電子部品で行なわれている方法でよく、例えば、注型モ
ールド、トランス７アーモールド、固型ペレットを素子
上に置き加熱溶融後、硬化してモールドする等の方法が
ある◎ 次に１本発明の磁電変換素子の製作工程について述べる
。本発明の磁電変換素子は、基本的には紺４図に示す工
程で製作される。特に、高電子移動車中導体薄膜形成工
程、パターメッキ工程、エッチングエ姐ハ以下詳述する
如き、プロセスである。

本発明の磁電変換素子の感磁部落膜は、高電子移動度の
＃ｐ尋体薄膜であって、その製作は。

通常磁電変換素子の製作で行なわれている方法でよく、
真９蒸着、で基板上に直接形成してもよく、又、あらか
じめマイカ基板上に、高移動度で、かつ、薄い半導体薄
膜を形成しておき、しかる後、咳薄膜をフェライト中セ
ラオツク、パーマロイ板等の表面に、転写、接着する方
法を用いてもよく、気相成長により、基板上に直接単結
晶、もしぐは多結晶の薄膜で高移動度のものを付着形成
する方法にもとすく方法でもよいＯ又、これらに、研磨
、薄膜のゾーンメルト、熱処理等の操作が付加され、高
移動度の半導体薄膜の特性を上げることも好ましく行な
われる。

高電子移動度半導体薄膜の厚さは１通常１０μｍ以下で
あ夛、好ましくは％０．５〜５．０μｍであるＯ 本発明の磁電変換素子のオーンツク接触電極を形成する
金属のノくターンメッキ工程は、次のような、工程の組
合せから成る。即ち、基板上に形成°され九高移動度の
半導体薄膜表面に、フォトレジストによ）、金属を付着
させる部分のみ残して、被膜を形成する。ついで、金属
を付着させる部分のみに、無電解メッキ液を接触せしめ
、［ｉｌＳ分にのみ金属を付着させる湿式のメッキ工程
と、所望の厚さに金属が被着したのち。

とＩｌ出し、水洗後、乾燥して、しかるのち、不要な、
フォトレジスト被膜を除去する工程を少くともふくむも
のである。本発明の電極の）（ターンメジ中は、無電解
メッキによる金属の厚膜形成のためＫは、順次、新しい
メッキ槽に浸漬し、メッキをくり返せばよく、通常は、
１μｍ以上金属を厚付けしようとすると、少くとも、二
段のメッキ槽への浸漬が必要である＠最初の無電解メッ
キ液と、次のメッキ液は同じものでもよく、又、ちがう
種類のものでもよい。更に。

最初付着させられた金属と次に付着せられ丸金属は同一
でなくてもよいことはもちろんである〇又、これらは、
適宜必要に応じて使いわける。

ただし、上記パターンメッキ工程で使用するフォトレジ
スト被膜は、二段以上のメッキ工程で、劣化がない限り
その′ｔま使用できるが、必要に応じフォトレジストの
被膜を再形成してもよい。

本発明のパターンメッキの好ましいプロセスとしては次
のようなものがある。

オーミック電極を構成する金属を半導体上にパターンメ
ッキによ）付着形成したのち、つづいて無電解メッキ、
又は電解メッキ方法で、パターンメッキすゐことにより
、電極の物塩的強度を補強するために厚い金属層すなわ
ち電準補強層を形成する。

第２段のパターンメッキプロセスで付着形成する金属は
、第１段のパターンメッキで付着形成した金属を用いる
こともしばしばあ〕、又、＃！１段とはちがった、腐蝕
しにくい金属層を電解メッキによシ、付着させる場合も
ある０特に。

第２段のパターンメッキプロセスで好ましく用いられる
金属層として、銅、ニッケル、金、クロム、銀、アルイ
エウム、モリブデン等がある。

又、この纂２Ｒのパターンメッキプロセスは。

電解メッキで行うことは、特に好ましいＯ更に、電極補
強層として銅、ニッケル、クロム等のハンダになじみの
悪い金属や、貴金属でない金属層を形成した場合、更に
、その上に。

金、銀、又は、これらの合金や、ハンダ等のノ・ンダぬ
れ性をよくする金属をパターンメッキプロセスによって
電極の最上層として形成することも好ましく行なわれる
。

本発明の磁電変換素子の製造法に於けるエツチング工程
は、高移動度半導体薄膜の一部の不要部分を７オトリツ
クラフイーの方法によシエッチングして除去することで
、磁電変換素子の感磁部を形成する工程であシ、必要に
応じて、電極金属の薄膜の一部をエツチングし、不要部
を除去する場合もある。

本発明の磁電変換素子は、上述の如く、電極形成プロセ
スとして、パターンメッキプロセスを有することを特徴
とし、その他の工程は、従来と同様の工ａｔ−ａて製作
される。

以上述べた本発明Ｏ磁電変換素子は、半導体そのものを
触媒とするパターンメッキ工程をもち、高価な触媒を付
着する必要がなく、又、工程も不要である。又、触媒に
よる半導体の汚染もない。

パターンメッキによって、を極を形成するので、電極の
形成精度がよく、厚くつけることもできる。従って、後
の工程で、リード線等を電−にポンディグするときの収
率があがるとともに、特に、厚ぐ電極を形成した場合で
も、不平衡電圧が小さく、この点からも工程歩留）が高
くなる・更に良質の電解メッキ等を併用して行っても、
パターン精度を良好にできる。又、異種金属の電解メッ
キによる積層もかんたんにできる。従って、素子の電極
形成の自由度が大幅に拡大できる等の利点を有する。

又、メッキを厚付けする場合でも、フォトレジスト被膜
は、最初に形成したもののみで良く、厚付けのために工
程は、増加しない。

次に本発明の実施例を数値例を挙げて説明する。

第１実施例 表面が平滑なマイカ基板上に、Ｊ４Ｌさ１μｍ、電子移
動ｊｉｊ　１５，０００　ａｎ　／ｖ、ｓθＣのＩｎ８
ｔ＋薄膜を真空蒸着によ〕形成した・次に、このｘｎｓ
、、薄膜の表面に１日本ベルノックス社製エポキシ樹脂
、ＭＥｉ−２６４を塗布し、厚すｏ、ｊｉｆｉ、−辺カ
ｓ　７ｔｘｃｖの正方形をし九Ｎ１−ｚｎ系のフェライ
ト基板上に接着し九〇ついで、マイカを除去した。

次に、コダック社製マイク０７オトレジスト７５２を使
用し、通常行なわれている方法で。

工ｍ８ｔ＋薄膜の表面に、フォトレジスト被膜を形成し
た。

次に、室町化学裂の無電解メッキ液Ｍに−４００を使用
し液＠２８℃、３０分間無電解メッキを行い鋼を厚さ１
．０μ所要の部分のみに付着させオーミック接触電極用
の金属層を形成した・次に、無電解メッキ液をかえて、
更に銅の厚付けを行うため、シラプレー社の無電解メッ
キ液、０Ｆ−８０２％を用い液温５０℃で３０分間メッ
キを行い、更に２．０μの銅を付着せしめた◎こうして
、二段のパターンメッキ法の工程を終えたあと、上記メ
ッキ用の７オトレジストをトリクレンで除去した。

次に、上記のフォトレジストを再度用い、フォトリング
２フイーの手法によ）不要なＸ１１Ｂｔ＋及び、一部の
不要な鋼を塩化第２鉄の塩酸々性水溶液で、エツチング
除去し、ホール素子の感磁部及び４つの電極部を形成し
た。

次のプロセスでは、上記の７オトレジストを使用し、フ
ォトリソグラフィの手法によ〕、ホール素子の電極部の
みを残して、その他の部分にレジストの被膜を形成した
のち、溶融ハンダ檜につけることにより、電極部のみに
ノ・ンダをつけた＠ついで、上記レジストを除去し、ホ
ール素子を一辺が５７１１１１１角の７エライトウエー
ノ葛−上に約３００個形成した。

次に、このウェーハーをダイシングカッターにかけ、１
．８■Ｘ１，７１１ｇの方形ホール素子チップに切断し
た。

次に、これに４本のリード線をハンダ付けし大きさが２
．４１１Ｅｌｌ　Ｘ　２．８　ＴＡＮで高さ１．５１Ｅ
ＩＩのエポキシ樹脂の箱に入れ、日本ベルノックス社製
のモールド用エポキシ樹脂１Ｍ１ｌｉ−２６４でモール
ドし。

本発明の磁電変換素子である第１回の如きホール素子を
製作した。

このようにして％製作した本発明のホール素子の製造工
程中での不平衡電圧は次の如くであった。５ｍＡの入力
電流に対する不平衡電圧の値は、 表１（サンプル数２，０００個）、不平衡電圧Ｖ、の値
（５ｍＡ入力電流） 第１表に示す如くであり、不平衡電圧が極めて小さくお
さえられた。

又、従来法とちがい銅メッキの厚さを厚くできたため、
耐湿性の向上は著しいことがわかった口 従来法によって製作したホール素子は、６０℃９５Ｎの
相対湿度中の放置テストで２００時間の寿命であったが
、本発明のホール素子は、鋼メッキ層の厚さが厚くなっ
ており、酸化による劣化がおさえられ、１２００時間の
寿命を有することがわかった口 このとき、±１０％以下の電気特性の変動範囲をこ・え
たホール素子は不要との判断基準にもとすいて寿命を決
めた。

ここで試作し九ホール素子の基本的な特性は、平均カ入
出力抵抗値ｓ　ｓ　ｏΩ、検感Ｉｆ　２５　ｍＶ／ｍＡ
−ｘ−。

てあつ九〇 磁気増幅用の７エライトチツプで大きさが１、ＯＸＩ、
ＯＸｏ、８ｍのものを感磁部面に密着して接着し九のち
、モールド試作したものについては、検感度が、上記の
値の約３．２倍となり８０ｍＶ、４ム・Ｋ、Ｇであった
。

第２実施例 表面が平滑な２インチ角のセラミック基板上に、厚さ１
ＪＩＩａの８１０．薄膜層をスパッターにより形成し九
・ 次に、厚さｔＯμ聰、電子移動度１２．０００ｃｓｃン
ｖ、ａＩｌｃの工１ｇ、薄膜を真空蒸着により形成した
。

次に、コダック社製マイクロ７オトレジストア５２を使
用し１通常行なわれている方法で。

工ｎｊｉｍ薄膜の１！面に、フォトレジスト被膜を形成
し九０ 次に、室町化学製の無電解メッキ液ＭＫ−４００を使用
し液温２８℃、３０分間無電解メッキを行い鋼を厚さ１
．０μ所要の部分のみに付着させオーンツク接触電極用
の金属層を形成した。

次に、無電解メッキ液をかえて、更に銅の厚付けを行う
ため、シツル−社の無電解メッキ液、０Ｆ−８０２、を
用い、液温５０℃で５０分間メッキを行い、更に、２．
０μの銅を付着せしめた。

こうして、二段のパターンメッキ法の工程を終えたあと
、上記のメッキ用の７オトレジス）をトリクレンで除去
した。

次に、上記の７オトレジストを再度用い、フォトリソグ
ラフィーの手法によシ、不要なＸｍｆｋ及び、一部の不
要な銅を塩化第２鉄の塩酸々性水溶液で、エツチング除
去し、ホール素子の感磁部及び４つの電極部を形成した
・ 次のプロセスで杜、上記の７オトレジストを使用し、フ
ォトリソグラフィの手法によシ、ホール素子の電極部の
みを残して、その他の部分にレジストの被膜を形成した
のち、溶融ハンダ槽につけることによシ、電極部のみに
ハンダをつけた・ついで、上記レジストを除去し、ホー
ル素子を一辺が５７ｍ１角の７エライトウエーノ〜−上
に約４００個形成し九〇 次に、このクエーハーをダイシンクカッターｋかけ、Ｌ
８ｍＸ１，７ｍの方形ホール素子チップに切断した。

次に、これに、４本のリード線をノ）ンダ付けし、大き
さが２．４■Ｘ　２．８ｍ１＋１で高さ１．５絽のエボ
午シ樹脂ＯＡＫ入れ、日本ベルノックス社製のモールド
用エポキシ樹脂、Ｍｌ−２６４でモールドし１本発明の
磁電変換素子である第１図の如きホール素子を製作した
。

このようにして、製作した本発明のホール素子の製造工
程中での不平衡電圧は次の如くであった。

５ｍムの入力電流に対する不平衡電圧の値は、表２（サ
ンプル数２，０００個）、不平衡電圧Ｖ、の値（５鳳ム
入力電流） ＃Ｉ２表に示す如くであシ、不平衡電圧が極めて小さく
おさえられた。

又、従来法とちがい、銅メッキの厚さを厚くできたため
、耐湿性の向上は著しいことがわかった。

従来法によって製作したホール素子は、　６Ｑ”Ｃ，。

９５Ｘの相対湿度中の放置テストで２００時間の寿命で
あったが、本発明のホール素子は、銅メッキ層の厚さが
厚くなっており、酸化による劣化がおさえられ、１００
０時間の寿命を有することがわかった◎このとき、±１
０Ｘ以下の電気特性の変動範囲をこえたホール素子は不
良との判断基準にもとすいて寿命を決めた。

ここで試作したホール素子の基本的な特性は。

平均が入出力抵抗値５９０Ｑ、　ｆｌＲＩＩＡ度２ｏ”
／ｍＡ、に、ａであつ九〇 第５実施例 表面が平滑な３０■角のフェライト基板上に１厚さ１声
鳳の８１０．薄膜層をスパッターによシ形成した。

次に、厚さ１．０　ｐｙａ　、電子移動度Ｉ　Ｓ、ＯＯ
０ＣＩＬ’／ｖ、ａｅｃのＸｎ８１３薄膜を真空蒸着に
より形成し九〇次に、コダック社製マイクロ７オレジス
ト７５２を使用し、通常行なわれている方法で、Ｉｎ８
）薄膜の表面に、フォトレジスト被膜を形成した。

次に、室町化学製の無電解メッキＷＸＭＥ−４００を使
用し液温２Ｂ℃、３０分間無電解メッキを行い銅を厚さ
１．０μ所要の部分のみに付着させオー建ツク接触電極
用の金属層を形成した０次に、無電解メッキ液をかえて
、更に銅の厚付けを行うため、シラプレー社の無電解メ
ッキ液、０Ｆ−８０２，を用い、液温５０℃で３０分間
メッキを行い、更に、２．Ｏｎの銅を付着せしめ九・ こうして、二段のパターンメッキ法の１薯を終えたあと
、上記のメッキ用の７オトレジストをトリクレンで除去
した・ 次に、上記の７オトレジストを再度用い、フォトリソグ
ラフィーの手法により、不要な工鳳ハ及び、一部の不要
な鋼を壇化第２鉄の塩酸々往水溶液で、エツチング除去
し、ホール素子の感磁部及び４つの電極部を形成した０ 次（２）’ロセスでは、上記のフォトレジストを使用し
、フォトリソグラフィの手法により、ホール素子の電極
部のみを残して、その他の部分にレジストの被膜を形成
したのち、溶融ハンダ偕につけることにょｐ、電極部の
みにハンダをつけた。ついで、上記レジストを除去し、
ホール素子を一辺が５７１１１１角の７エライトウエー
ハー上に約２００個形成した〇 次に、このウェーハーをダイシンクカッターにかけ、１
，８闘Ｘ１，７ｍ＋１１の方形ホール素子チップに切断
した。

次に、これに、４本のリード線をハンダ付けし大きさが
２，４１１１１ＩＸ　２，８　Ｗて高さ１．５簡のエホ
キシ樹脂の箱に入れ、日本ベルノック社製のモールド用
エポキシ樹脂、Ｍｌ−２６４でモールドし。

本発明の磁電変換素子である第１図の如きホール素子を
製作した。

このようＫして、ａ作した本発明のホール素子の喪造工
！！！中での不平衡電圧は次の如くであった。

５ｍムの入力電流に対する不平衡電圧の値は、第ＳＲＫ
示す如くであり、不平衡電圧が極めて小さくおさえられ
九〇 又、従来法とちがい、鋼メッキの厚さを厚くできたため
、耐湿性の向上は著しいことがわかり九。

従来法によって製作したホール素子は、６０℃。

９５Ｎの相対湿度中の放童デストで２ＱＯ時間の寿命で
あったが１本発明のホール素子は、銅メッキ層の厚さが
厚くなっておシ、酸化による劣化がおさえられ、１２０
０時間の寿命を有することがわかった◎このとき、±１
０Ｘ以下の電気特性の変動範囲をこえたホール素子は不
良との判断基準にもとすいて寿命を決めた。

ここで試作し九ホール素子′の基本的な特性は。

平均が入出力抵抗値３７０Ω、積感度２１　ｍＶ／ｍム
Ｊ、（）であった。

磁気増幅用のフェライトチップで大きさが１、ＯＸ　１
．ＯＸ　Ｏ，８１１ｍのものを感磁部面に密着して接着
したのち、モールドし試作したものについては、積感度
が、上記の値の約３．５倍となシ、平均が７６　ｍＶ／
ｒｎｈ、に、ａであった。

第４実施例 表面が平滑なマイカ基板上に％厚さ１７５ｍ、電子移動
［５，ＤＯ旧が／ｖ、６・ＣのＸ、ム８薄膜を真空蒸着
により形成した。次に、この工ｎム８薄膜の表面に。

日本ベルノックス社製エポキシ樹脂、Ｍｌ−２６４を塗
布し、厚さＱ　、ｌ　ｍ　、−辺が３７簡の正方形をし
たＮｉ−Ｚｎ系の７エライト基板上に接着したＯついで
、マイカを除去した。

次に、コダック社製マイクロフォトレジスト７５２を便
用し１通常行なわれている方法で、ＸｎＢｏ薄膜の表面
に、フォトレジスト被膜を形成した。

次に、室町化学製の無電解メッキ液Ｍｌ−４００を使用
し、Ｉｌ［温り８℃、３０分間無電解メッキを行い鋼を
厚さ１．０μ所要の部分のみに付着させオーミック接触
電極用の金属層を形成した。

次に、無電襲メッキ液をかえて、ＩＥＫ銅の犀付けを行
うため、シラプレー社の無電解メッキ液、０Ｆ−８０２
，を用い、ａ温５０℃で３０分間メッキを行い、更に、
２．０μの銅を付着せしめ九〇 Ｃ５して、二段の）（ターンメッキ法の工程を終えたあ
と、上記のメッキ用のフォトレジストをトリタレンで除
去した・ 次に、上記のフォトレジストを再度用い、フォトリソグ
ラフィーの手法により、不要な工ｍａｂ及び、一部の不
要な銅を塩化第２鉄の塩酸々性水溶液で、エツチング除
去し、ホール素子の感磁部及び４つの電極部を形成した
。

次のプロセスでは、上記のフォトレジストを使用し、フ
ォトリソグラフィの手法によシ、ホール素子の電極部の
みを残して、その他の部分にレジストの被膜を形成した
のち、溶融ハンダ槽につけることくよ〕、電極部のみに
ハンダをつけた。ついで、上記レジストを除去し、ホー
ル素子を一辺が５７０角のフェライトウェーハー上に約
３００個形成した。

次に、このウェーハーをダイシングカッターＫかけ、　
　１．８１１１Ｘ　１，７■の方形ホール素子チップに
切断１７た。

次に、これに、４本のリード線をハンダ付けし、大きさ
が２．４■Ｘ２，８１ＥＩＩで高さ１５１１１１のエポ
キシ樹脂の箱に入れ１日本ベルノックス社製のモールド
用エポキシ樹脂、Ｍｌ−２６４でモールドし１本発明の
磁電変換素子である第１図の如きホール素子を製作し九
〇 このようにして、ｍ作し九本発明のホール素子０ＩＩＩ
造工１中での不平衡電圧祉次の如くであった。

５１ＩＩＡの入力電流に対する不平衡電圧の値は、１ｉ
４ｆｆ！に示す如くであプ、不平衡電圧が極めて小さく
おさえられ九〇 又、従来法とちがい、銅メッキの厚さを厚くできたため
、耐湿性の向上は著しいことがわかった。

従来法によって製作し九ホール素子は、６０℃。

９５％Ｏ相対温度中の放置テストで２００時間の一命で
あったが、本発明のホール素子は、銅メッキ層の厚さが
厚くなってお）、酸化による劣化がおさえられ、１２０
０時間の寿命を有することがわかった。このとき、尚社
社内規格の基準である±ＩＯＮ以下の電気特性の変動範
囲をこえたホール素子線不良との判断基準にもとすいて
寿命を決め九〇 ここで試作し九ホール素子の基本的な特性線。

平均が入出力抵抗値８７０Ω、検感Ｉｆ　８　ｍＶ／ｍ
Ａｚ、ｅであった。

磁気増牛用のフェライトチップで大きさが１、ＯＸ　１
．ＯＸ　Ｏ，８關のものを感磁部面に密着して接着した
のち、モールドし試作したものにりいては、検感度が、
上記の値の約５．２倍となり、平均が２５　ｍＶ／ｍＡ
、に−Ｇであつ九◎第５実施例 表面が平滑なマイカ基板上に、厚さ１μｍ、電子移動１
［２８，ＯＯＯｃｍ”／ｖ、ｓｅａの１．８１１薄膜を
真空蒸着により形成した。次に、この工！１８ｂ薄膜の
表面に１日本ベルノックス社製エポキシ樹脂、Ｍｌ−２
６４を塗布し、厚さ０．５闘、−辺が５７Ｗの正方形を
し九Ｎ　ｉ　−Ｚｎ系のフェライト基板上に接着し九。

ついで、マイカを除去した。

次に、コダック社製マイクロ７オトレジスト７５２を使
用し１通常行なわれている方法で、Ｘ＊ｆｌ＊薄膜１１
ｍＩｅＣ％　７オ）レジスト被膜を形成し九〇 次に、室町化学製の無電解メッキ液、ＭＫ−４００を使
用し、Ｈ，温２８℃、３０分間無電解メッキを行い鋼を
厚さ１．０声所要の部分のみに付着させオー建ツク接触
電極用の金属層及びラスタノ（ターン状のショートバー
電極を形成した。

次に、無電寧メッキ液をかえて、更に鋼の厚付けを行う
ため、シラプレー社の無電解メッキ＠、０Ｆ−８０２，
を用い、液ｆｆ１５０℃で３０分間メッキ鷲行い、更に
％２．０μの銅を付着せしめたＯ こうして、二段の）（ターンメッキ法の工程を終え九あ
と、上記のメッキ用の７オトレジストをトリクレンで除
去した。

次に、上記の７オトレジストを再度用い、７オトリソグ
ラフイーの手法により、不要な工１１８Ｂ及び、一部の
不要な銅を塩化第２鉄の塩酸々性水溶液て、エツチング
除去し、１に５図に示され九如き構造の磁気抵抗素子の
感磁部及び３つの電極部を形成した。

第５図で、斜線で示された１９ａ、　１９ｂ、１？。

は、磁気抵抗素子の外Ｓ接続用電極である０１８は、よ
りＢｂＯ牛導体薄膜で、１７は、Ｉｎらの牛導体薄膜の
上に無電解のパターンメッキによ）形成された、ラスク
状のショートバー電極で、この幅は２０μｍである。シ
ョートバー電極間の牛導体薄膜部１８の幅祉、４０μｍ
である・又、ラスクパターン状の磁気抵抗素子の感磁部
の電極方向の幅は４００μｍであって、１個の磁気抵抗
素子の素子抵抗値は、５００Ωに設計されてお〕。

設計上は、１９ａと１９０間の磁気抵抗素子と１９ａ−
１９ｂ間の磁気抵抗素子の抵抗値は同一である。

２１で示されているのは、この磁気抵抗素子のフェライ
ト基板であ）、その表面は、！ｉ！着剤からなる４８Ｉ
Ｉ＆層２があるが図には示されてない。

このように、所望の部分に無電解メッキによ〕、オーム
性袈触Ｏ電極は形成される。

次の１四噌スで杜、上記の７オトレジストを使用し、フ
ォトリソグラフィの手法によ〕、磁気抵抗素子Ｏ電極部
のみを残して、その他の部分にレジストの被膜を形成し
九のち、ａｍハンダ榴にりけることにより、電極部のみ
にハンダをつけえ・ついで、上記レジストを除去し、Ｊ
ｌｌｌＩＳｌｌに示され九磁気抵抗素子チップを一辺が
５７■角のアエライトクエーハー上に約ｓ００個形成し
た。

次に、このウェーハーをダイシングカッターにかけ、１
．８■Ｘ２．ＧＷの長方形の磁気抵抗素子チップに＠断
１．た。

次に、！個の外Ｓ接続用の電極に３本のリード線をハン
ダ付けし、高さ１．Ｏａ大きさが２．４■×！、８簡の
エポキシ樹脂０ＩｉＫ入れ、日本ベルノックス社棗のモ
ールド用エポキシ樹脂Ｍ圓−２６４でモールドし１本発
明の磁電変換素子である、片ｌＩｓ本のリード線の出え
、磁気抵抗素子を製作（また。

このようにして製作！、た本発明の磁気抵抗素子の抵抗
値のアンバランス即ち、１ベレツｌｈの２個の磁気抵抗
素子の抵抗値のずれの平均値は、次の如くであｐ、電極
形成を全面メッキでやる従来ご方法との比較をＩ！！５
に示した。ただし、従来法ては、電極の銅のメッキの厚
さは０．５μｍであり、これはこれ以上厚くはできなｉ
九めである。

表５ ΔＲは２個の１チツプ上の磁気抵抗素子の無磁界時の抵
抗値のずれ、設計抵抗値紘ＳＯＯΩである。

このように本発明の素子ては、極めて良好な結果を示１
．ている・従゛つて、１Δ川が５Ｘ以下が要求される無
接触ポテンシオメータ−等に使うときの歩留は従来のも
のに比【７て非常によい◎更に１本発明の磁気抵抗素子
は従来法とちがい、鋼メッキＯ厚さを厚くできたため、
耐湿性Ｏ向上状著しいことがわかつ九。

従来法によって製作し九素子杜、６０℃、９５ＮＯ相対
湿ｌ中の放置テストで２００時間の寿命で６つ九が１本
発明のホール素子は、銅メッキ層ｏｘ′ｇが厚くなって
お〕、酸化による劣化がおさえられ、１２００時間の寿
命を有することがわかつえ・このとき、尚社社内規格の
基準である±１０Ｘ以下の電気特性の変動範囲をこえ九
ホール素子は不良との判断基準にもとすいて寿命を決め
光・ こうして、１１作した磁気抵抗素子の感度は、抵抗変化
率で示すと、初期値の５５％の抵抗変化が５に−ＧＯ磁
束密度の磁界を加えて得られた０

【図面の簡単な説明】

第１図線本発明による磁電変換素子の実施例を示す新面
図、第２図は他の実施例を示す断面本発明の磁電変換素
子の製造工程を示す流れ図。 第５図は本発明の磁電変換素子の一１！施例である磁気
抵抗素子の平面図である・ １・・ホール素子基板、２・・絶縁層、３・・半導体薄
膜、４・・オーミック電極、５＠・電極補強金属層、６
・・感磁部、７・・ハンダ。 ８・・リード線、？・・モールドｌｉｔ脂、１ｙ・・シ
ョートバー電極、１８．・・半導体薄膜。 １９＆ｂｏ　−、外Ｓ＊続用電極、２１、．７エツイト
基板。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　表面が平滑でかつ絶縁性の基板もしくは表Ｉ
   ＮＫ平滑な絶縁層を有する基板上に形成された厚さｏ、
   ５〜５１１鳳、電子濃度が１×１０〜５　Ｘ　１０”／
   個／　（１！ＩＩ’の範囲内にあシ、室温で電子移動Ｗ
   Ｌ＃　２．Ｏｏ　Ｏ〜８０．　ＯＯＯｍ”／ｖ、ｓｅｃ
   のｌ　Ｑ　ｖ族の高移動度化合物中導体薄膜と、皺半導
   体薄属上にパターンメッキによって密着形成された厚さ
   １．０〜１５Ｊｍの金属層から成ろ電極とを有すること
   を特徴とする磁電変換素子０（２）　　パターンメッキ
   され九磁電変換素子の電極が銅、銀、金、又はこれらの
   合金から成ることを特徴とする特許請求の範１１！＠１
   項記載の醜電Ｒ換素子・ （３）　　−電変換素子の電極が、オーミック電極を形
   成する金属層と、このオーイック電極を補強子る九めの
   金属層とが少くとも二層から成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項λは晃２Ｉ項記載の磁電変換素子。 （４）　　磁電変換素子の電極の最上層に、金、鎖、又
   はこれらの合金から成る層が形成されて成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又１１第２項７−ＩＬ第３
   項記載の磁電変換素子・（５）　　基板の表面の絶縁層
   が樹脂であることを特徴とする特許請求の範８第１項記
   載の磁電変換素子。 （６）　　基板が７エライト、七ラミック、溶融ガラス
   、結晶化ガラス強磁性体、サファイア、シリコン単結晶
   から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項λＩｉ
   第２項Ｚは第３項記載の磁電変換素子。 （７）　　基板上に、厚さ０．５〜５μｍの高移動度化
   合物半導体薄！１ｓｔ？被着形成し、咳薄膜上にパター
   ンメッキによｐ厚さが少くとも０．２Ｊ１鳳以上の導電
   性金属薄膜形成し、ＷＩＸ中導体薄膜の不要な部分と、
   必要に応じて金属薄膜の一部をエツチングすることｔ−
   特徴とする磁電変挑索子の製造方法。 俤）パターンメッキを少くとも二回以上行って電極を形
   成することを特徴とする特許−求の範ｉ！！１１７項記
   載の磁電変換素子の農遣方法。 （９）１１１段のパターンメッキが無電解メッキであｐ
   、第２段以降のパターンメッキが少くとも１回の電解メ
   ッキを含むことを特徴とする特許請求の範囲第７項　７
   −１１第８項記載の磁電変換素子の製造方法。 ００　　票１段のオーイック電極形成のパターンメッキ
   を無電解メッキによシ行い、電極補強層を形成するＩ！
   ２段の厚付けを電解メッキにより行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第９項記載の磁電変換素子の製造方法。