KR940003922B1 - 자기저항소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자기저항소자의 제조방법

제1도는 종래의 자기저항소자의 패턴마스크의 개략도.

제2도는 종래의 자기저항소자의 단면도.

제3도는 종래의 자기저항소자를 제조하는 순서를 나타낸 플로우챠트.

제4도는 본 발명에 따른 자기저항소자의 패턴마스크의 개략도.

제5도는 본 발명에 따른 자기저항소자의 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 패턴 1a, 11 : 자계감지부

2, 15 : 보호막 3, 13 : 리드와이어 접합부

4, 17 : 리드와이어 4a, 16 : 땜납층

12 : 차단막 1b, 14 : 전극부

본 발명은 도체에 자계를 가하면 저항이 변화되는 자기저항 효과를 이용하는 자기저항소자(Magneto resistive device)의 제조방법에 관한 것으로, 특히 정밀 소형 모터의 회전속도를 제어하기 위한 자기저항소자의 제조방법에 관한 것이다.

정밀 소형 모터의 회전속도를 제어하기 위한 자기저항소자는 일반적으로 모터의 회전자(Rotor)의 주위에 다극으로 설치된 링형 마그네트의 자계를 감지해야 하므로 수십μm 의 거리를 두고 설치해야 하고, 노이즈가 적으며, 출력이 크고 안정성이 좋아야 한다.

또한 자기저항소자는 링형 마그네트의 자계를 감지하여 저항 변화를 일으키는 자계감지부와, 이 자계감지부의 저항 변화를 출력으로 인출해 내는 전극부 등으로 구성되고, 전체저항 등을 고려하여 전극부는 별도의 마스크를 사용하여 다른 재질로 구성한다는 것은 이미 잘 알려져 있다.

그리고 일반적인 반도체 소자의 제조에서와 같이 집적회로에 리드 와이어(Lead wire)를 접합하고, 전체적으로 몰딩(Molding)하는 벙법에 의하여는 자기저항소자를 제조할 수 없었으며, 자계감지 부위가 약간의 보호막에 의하여 보호되도록 하면서 노출되어야 한다.

그러므로 종래에는 제1도와 제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이 니켈-코발트의 합금이나 니켈-철의 합금을 스퍼터링(Sputtering)방법이나 증착방법으로 증착하여 자성막을 형성시키고, 화학적 에칭에 의해 자계감지부(11)가 형성되도록 하였다.

그리고 SiO₂를 스퍼터링하여 차단막(12)을 형성하고, 전극재료와 접합되어야 할 부분을 화학적 에칭에 의해 제거해낸 후, 금 또는 구리 등은 스퍼터링 방법에 의해 증착하여 전극재료막을 형성시킨 다음, 화학적 에칭에 의해 전극부(14)를 형성하였다.

다음에 SiO₂를 스퍼터링방법으로 증착하여 보호막(15)을 형성하고, 그중 소정의 위치에 리드와이어 접합부위(13)를 형성하여 리드와이어(17)를 납땜으로 연결시켜 인출하였다.

일반적으로, 리드와이어(17)와 소자와의 전압은 납땜에 의해 가능한데, 직접 감자재료(感磁材料)에 납땜을 끼워 감자재료로 사용되는 니켈-코발트의 합금이나 니켈-철의 합금의 두께가 너무 얇기 때문에(1000Å미만) , 납땜시 발생하는 열에 의해 소자의 패턴이 손상될 우려가 있어 별도의 전극재료를 사용하여 납땜하도록 해야 하는데, 전극재료와 감자재료를 선택적으로 에칭하는 데에 따른 문제점이 있어 상기와 같은 종래의 제조방법에 의하면 자계감지부(11)와 전극부(14) 사이에 별도의 차단막(12)을 형성해야 하는 등 그 제조공정이 복잡하였다.

그리고 스퍼터링벙법에 의해를 SiO₂를 증착하여 차단막(12)과 보호막(15)을 형성하는 경우에는 그 막들을 형성하는데 걸리는 시간이 너무 길고, 스퍼터링용 기계가 고가이므로 생산단가의 상승요인이 된다.

또한 전극재료인 금 또는 구리를 사용할 때 웨이퍼 전체에 금 또는 구리를 형성한 후, 다시 포토리소 그라피(Photo lithography) 공정에 의해 전극접합부위(13)를 형성해야 하므로 이에 따른 공정도 복잡해지고, 특히, 금을 사용할 경우 제조단가가 엄청나게 상승되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 자기저항소자를 제조함에 있어서, 제조공정을 간소화시키고, 생산 비용을 절감할 수 있는 소자제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적에 부응하는 본 발명은 정밀소형모터의 회전자 제어용 자기저항소자를 제조하는 공정에 있어서 자계감지부와 전극부를 하나의 패턴으로 동시에 형성하는 공정과, 상기 패턴위에 스핀코팅방법 및 열처리, 에칭에 의해 SiO₂보호막을 형성하는 공정과, 상기 보호막위에 에칭시킨 SiO₂를 마스크로 하여 전기도금방법에 의해 리드와이어 접합부를 형성하는 공정을 포함하는 특징이 있다.

이제부터 첨부도면에 의거하여 본 발명에 대해 상세히 기술하겠다.

제4도 및 제5도는 본 발명에 따른 자기저항소자의 패턴마스크 및 소자단면을 각각 나타낸 것이고, 제6도는 본 발명에 따른 자기저항소자의 제조공정을 나타낸 플로우 챠트이다.

이하, 제4도 내지 제6도를 참조하면서 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

제5도 및 제6도를 참조하여, 스퍼터링이나 증착방법에 의해 니켈코발트(NiCo) 또는 니켈철(NiFe)의 합금막을 기판(도시되지 않음)위에 증착하여 자성막(磁性膜)을 형성한다.

이어, 상기 자성막의 소정의 일부분을 패터닝(patterning)하여 제4도에서 참조번호 1로 나타낸 바와 같이 자계감지부의 패턴(1)을 형성한다.

상기의 패터닝 공정에서 자성막에 형성된 자계감지부 패턴(1)부분(제5도에서 1a로 나타낸 부분)을 제외한 부분(제5도에서 1b로 나타낸 부분)의 자성막은 그대로 남겨 두는데, 이는 그 부분을 전극부로서 활용하기 위한 것이다.

한편, 상기의 패터닝 공정에서 상기 자계감지부(1a)의 폭에 비해 상기 전극부(1b)의 폭을 훨씬 넓게 형성시키는데, 이는 아주 약한 자계에 의해서도 상기 전극부(1b)가 일찍 포화되도록 하여 자계감지부(1a)가 실제로 자계로 감지함에 있어서 아무런 악영향이 작용하지 않도록 한다.

이어, 상기 패턴(1)이 형성된 자성막의 상면에 SiO₂가 5∼20% 정도 함유된 용액을 스핀코팅(Spin Coating)한 후, 열처리(Bake)를 수행하여 강도가 강화된 보호막(2)을 형성하고, 전극부(1b)위에 위치한 보호막(2)의 소정영역에 리드와이어를 접합할 부분을 형성하기 위해 그 영역의 보호막을 에칭(etching)하여 제거한 후, 상기 전극(1b)부가 노출된 부분 (즉. SiO₂막이 제거된 부분)위에만 금 또는 납땜 재료인 납-주석(Sn-Pb)의 합금을 전기도금하여 리드와이어 접합부(3)를 형성한다.

이와 같은 접합부 형성공정은 웨이퍼 전체에 금을 도포한 후 포토리소 그라피에 의해 접합부를 형성하는 종래의 공정에 비해 상대적으로 사용되는 금의 양이 적기 때문에 제조원가를 상당히 절감할 수 있게 된다.

이어, 리드와이어 접합부(3)에 리드와이어(4)를 접합시킨다. 이 와이어 접합공정은 일반적으로 납땜에 의해 수행되는데, 상기 리드와이어 접합부(3)가 금으로 형성되는 경우에는 별도의 땜납(4a)을 사용하여 접합하지만, 상기 접합부(3)가 납-주석의 합금으로 형성되는 경우에는 땜납(4a)이 필요없이 인두로 상기 접합부(3)를 가열시키면서 리드와이어를 직접 접착시킨다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 제조방법에서는, 자계감지부의 전극부를 하나의 패턴으로 형성하고, SiO₂를 스핀코팅과 열처리 및 에칭의 방법으로 보호막을 형성한 후 리드와이어 접합부를 형성하되, 리드와이어 접합부의 재질로서 금 또는 납-주석의 합금을 사용하고 전기도금방법에 의해 리드와이어 접합부를 형성함으로써 종래에 비해 제조공정이 간단하고, 제조시간이 단축되면서 이에 따른 생산원가의 절감효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 전기도금시 마스크로서 포토레지스트를 사용하지 않고 SiO₂보호막을 사용함으로써 자계감지부가 도금액에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 리드와이어 접합부로서 특히 땜납과 같은 재료인 납-주석의 합금을 사용하는 경우 리드와이어를 납땜할 때 별도의 땜납이 없이도 리드와이어를 간단히 접착시킬수 있다.

Claims (3)

1. 정밀소형모터의 회전수 제어용 자기저항소자를 제조하는 방법에 있어서, 스퍼터링이나 증착방법에 의해 니켈코발트(NiCo) 또는 니켈철(NiFe)의 합금막을 증착하여 자성막을 형성하는 공정과, 상기 자성막의 소정 부분을 패터닝하여 자계감지부(1a)의 패턴(1)을 형성하되 상기 자성막중 상기 자계감지부(1a)를 제외한 부분(1b)의 자성막은 전극부로서 활용하기 위해 남겨두는 공정과, 상기 자성막의 상면에 SiO₂가 5∼20%정도 함유된 용액을 스핀코팅한 후 열처리를 수행하여 보호막(2)을 형성하는 공정과, 상기 전극부(1b) 위에 위치한 보호막(2)의 소정영역에 리드와이어를 접합할 부분을 형성하기 위해 그 영역의 보호막을 에칭하여 제거한 후 상기 전극부(1b)가 노출된 부분위에만 전기도금방법에 의해 금 또는 납-주석의 합금으로 리드와이어 접합부(3)를 형성하는 공정과 상기 리드와이어 접합부(3)에 리드와이어(4)를 접합시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 패턴형성 공정은 상기 전극부(1b) 의 폭이 상기 자계감지부(1a)의 폭보다 넓도록 형성시키는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 와이어접합 공정은 상기 리드와이어 접합부(3)가 금으로 형성되는 경우에는 별도의 땜납(4a)을 사용하여 접합하고, 상기 접합부(3)가 납-주석의 합금으로 형성되는 경우에는 땜납(4a)을 사용하지 않고 상기 접합부(3)를 가열시키면서 상기 리드와이어(4)를 직접 상기 접합부(3)에 접착시키는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조방법.

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