JPH07147438A - 磁電変換素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】磁性体基板上に半導体からなる相互に接続され
た磁電変換素子パタ−ンと電極膜とが形成された磁電変
換素子において、完成品の信頼性を向上させる。 【構成】磁電変換素子は、磁気抵抗素子パタ−ン２と電
極膜４ａが形成された基板１に、電極膜の端面のみが露
出するように磁気抵抗素子パタ−ンと電極膜を被覆する
保護膜５と、露出した電極膜の端面に接続された外部接
続用電極４ｂとを有する。 【効果】磁電変換素子のように外部接続用端子を熱圧着
法によりチップに接続するときに、チップに圧縮応力や
熱負荷がかかり磁気抵抗素子パタ−ンに損傷を与える事
がない。また外部接続用端子がないためにはずれて磁電
変換素子が破壊するなどという事がない。また磁気抵抗
素子パタ−ンと電極膜とを保護するための保護膜はその
形状が単純で良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗素子やホ−ル
素子などとして用いることのできる磁電変換素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩｎＳｂ化合物半導体などを
用いて磁気抵抗素子やホ−ル素子が構成されている。こ
こで従来の磁電変換素子３０の構造を図１９、図２０を
用いて説明する。図１９の断面図に示すように磁電変換
素子３０は、樹脂層７により磁性体基板１に接着された
例えばＩｎＳｂなどの半導体材料からなる磁気抵抗素子
パタ−ン２と電極膜４ａ，４ａで構成されている。この
磁気抵抗素子パタ−ン２は例えば角度センサに用いられ
るものでミアンダライン状に形成されており、その折り
返し部分および途中の何ヶ所かには電気良導性薄膜とし
て作用するショ−トバ−４ｓが形成されている。また前
記電極膜４ａ、４ａの上には接続電極４ｂ，４ｂが形成
されている。このショ−トバ−４ｓと接続電極４ｂ，４
ｂは上層をＡｌ，下層をＴｉとした二層構造を有してお
り、真空蒸着法により形成される。そして、絶縁膜５は
磁気抵抗素子パタ−ン２、接続電極４ｂ、４ｂおよびシ
ョ−トバ−４ｓを保護するためのものであり、これらの
うち接続電極４ｂ、４ｂに後述する外部接続用端子を接
続する部分を除いた部分に，スパッタリングまたはＳＯ
Ｇ（スピンオングラス）法などにより被覆されるもので
ある。なお保護膜５に用いる材料にはＩｎＳｂと熱膨脹
係数がほぼ等しいシリカ、アルミナ、窒化シリコン、窒
化アルミニウムなどがある。また接続電極４ｂ、４ｂに
は熱圧着法により外部接続用端子１１、１１が接続され
ている。そして、保護膜５と外部接続用端子１１、１１
の上には樹脂層７によりフェライトトップ１２が接着さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の磁電変換素子においては、次のような問題があっ
た。すなわち保護膜５が、接続電極４ｂ、４ｂに外部接
続用端子１１、１１を取り付ける部分を除いて形成され
ているために複雑な形状を有しているので、それを形成
するために用いるパタ−ン形状が複雑になり、品質が安
定しない。また、外部接続用端子１１、１１の接続を熱
圧着法により行うために、圧縮応力および熱負荷が磁気
抵抗素子パタ−ン２にかかり、損傷を与える恐れがあ
る。さらに、熱圧着した外部接続用端子１１、１１と接
続電極４ｂ，４ｂとの間の接続強度および外部接続用端
子１１、１１自体の強度が十分でないため、外部接続用
端子１１，１１がはずれたり、変形したりする問題があ
るために完成品の取扱が煩雑となる。

【０００４】本発明の目的は、保護膜の形状が簡単でか
つ外部接続用電極を持つ構造の磁電変換素子を提供する
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】磁気抵抗素子パタ−ンと
電極膜が形成された基板に、電極膜の端面のみが露出す
るように、磁気抵抗素子パタ−ンと電極膜とを被覆する
保護膜と、露出した電極膜の端面に接続された外部接続
用電極とを有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】この発明による磁電変換素子は、磁気抵抗素子
パタ−ンと電極膜が形成された基板に、電極膜の端面の
みが露出するように磁気抵抗素子パタ−ンと電極膜とを
被覆する保護膜と、露出した電極膜の端面に接続された
外部接続用電極とを有する構造である。従って電極膜の
端面のみが露出するような絶縁膜を形成すれば良いので
形状が単純になり、しかも接続強度が小さい外部接続用
端子を持たないので磁電変換素子の信頼性が向上する。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例に係る磁電変換素子２０を図
１〜図３を用いて説明する。図１は磁電変換素子２０の
外観斜視図、図２は図１に示す磁電変換素子２０をＡ−
Ａで切断した時の断面図、図３は図２に示す磁電変換素
子２０をＢ−Ｂで切断したときの断面図である。なお以
下の説明において従来例と対応する部分については同一
の符号を付してその説明を省略する。

【０００８】磁電変換素子２０は磁気抵抗素子パタ−ン
２と電極膜４ａ、４ａが形成された磁性体基板１に、電
極膜４ａ、４ａの端面のみが露出するように、磁気抵抗
素子パタ−ン２と電極膜４ａ、４ａとを被覆する保護膜
５と、露出した電極膜４ａ、４ａの端面に接続された外
部接続用電極６、６とを有している。

【０００９】この構造の磁電変換素子２０の製造方法を
工程順に図４〜図８を参照して説明する。

【００１０】まず図４に示すように第１工程で、磁性体
基板１上にＩｎＳｂバルクウェハ３を樹脂層７を介して
接着する。次に図５に示すように第２工程で、ＩｎＳｂ
バルクウェハ３を厚さ５μｍとなるまでラッピングまた
はエッチングにより薄膜化しＩｎＳｂ薄膜層８とする。
次に図６に示すように第３工程で、フォトリソグラフィ
によりＩｎＳｂ薄膜層８を磁気抵抗素子パタ−ン２と電
極膜４ａ、４ａに形成する。なお、図示はしないが、磁
性体基板上に形成された磁気抵抗素子パタ−ン２は接続
電極４ｂ、４ｂで相互に連結するように複数個形成され
ている。次に図７に示すように第４工程で、磁気抵抗素
子パタ−ン２の上にＡｌを上層、Ｔｉを下層として真空
蒸着法により成膜し、これを接続電極４ｂ、４ｂおよび
電気良導性薄膜として作用するショ−トバ−４ｓとして
フォトリソグラフィにより同時にパタ−ン形成する。次
に図８に示すように第５工程で磁気抵抗素子パタ−ン
２、電極膜４ａ、４ａおよびショ−トバ−４ｓの形成面
全面にシリカ、窒化シリコン、アルミナ、窒化アルミニ
ウムなどの、電気的絶縁性および耐熱性が高く、ＩｎＳ
ｂと熱膨脹係数がほぼ等しい保護膜５をスパッタリング
またはＳＯＧ（スピンオングラス）法などにより被覆す
る。次に接続電極４ｂ、４ｂの連結部分をダイシングソ
−により切断し、各チップを得る。この切断加工により
チップ内部に形成された接続電極４ｂ、４ｂの端がチッ
プの端面に露出する。次に、第６工程でチップの端面に
露出した接続電極４ｂ、４ｂに接続するように三元マグ
ネトロンスパッタ法によりＡｇ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ層からなる外部接続用電極６、６を形成し、磁電変換
素子２０を得る。なお外部接続用電極の形成条件は温度
１５０℃、雰囲気ガスＡｒ、雰囲気圧力５．５×１０^-3
ｔｏｒｒである。

【００１１】完成した前記磁電変換素子２０をＣｕによ
り配線されたプリント基板上に市販のクリ−ム半田を用
いて実装し、評価試験を行った。その結果、２５℃、３
０００Ｇにおける磁界での磁気抵抗変化率は４．２であ
った。−４０℃と１２０℃との間を１０回昇降温する熱
衝撃試験においては、抵抗値変動は１０％以下で規格を
満足し、素子外観に変化がなく良好であった。

【００１２】本発明の実施例に係る磁電変換素子は次の
ような方法によっても製造することができる。その製造
方法を工程順に図９〜図１５を参照して説明する。

【００１３】まず、図９に示すように第１工程で、マイ
カ基板９にＩｎＳｂ薄膜層８を三温度法による蒸着によ
り形成する。次に、図１０に示すように第２工程で、マ
イカ基板９に対し樹脂層７を介してガラス基板１０を接
着する。次に、図１１に示すように第３工程で、フォト
リソグラフィ−によりＩｎＳｂ薄膜層８をミアンダライ
ン状にパタ−ン化し、磁気抵抗素子パタ−ン２および電
極膜４ａ、４ａを形成する。次に図１２に示すように第
４工程で、基板表面にＡｌを上層、Ｔｉを下層として真
空蒸着法により成膜し、これを接続電極４ｂと電気良導
性薄膜として作用するショ−トバ−４ｓとしてフォトリ
ソグラフィ−により同時にパタ−ン形成する。第一実施
例と同様に、磁性体基板上に形成された磁気抵抗素子パ
タ−ン２は接続電極４ｂ、４ｂで相互に連結するように
複数個形成されている。次に、図１３に示すように第５
工程で、樹脂層７を介して、磁気抵抗素子パタ−ン２の
形成面に磁性体基板１を接着する。次に図１４に示すよ
うに第６工程で、マイカ層を一部残してマイカ基板部分
でガラス基板を剥離する。残したマイカ層は保護膜５と
して機能する。次に接続電極４ｂ、４ｂの連結部分をダ
イシングソ−により各チップごとに切り離す。この切断
加工によりチップ内部に形成された接続電極４ｂ、４ｂ
の端がチップの端面に露出する。次に、第７工程でチッ
プの端面に露出した接続電極４ｂ、４ｂに接続するよう
に三元マグネトロンスパッタ法により外部接続用電極
６、６を形成し、磁電変換素子２１を得る。その形成条
件は温度１５０℃、雰囲気ガスＡｒ、雰囲気圧力５．５
×１０^-3ｔｏｒｒである。完成した前記磁電変換素子を
Ｃｕにより配線されたプリント基板上に市販のクリ−ム
半田を用いて実装し、評価試験を行った。その結果、２
５℃、３０００Ｇにおける磁界での磁気抵抗変化率は
３．２であった。−４０℃と１２０℃との間を１０回昇
降温する熱衝撃試験においては、抵抗値変動は１０％以
下で規格を満足し、素子外観に変化がなく良好であっ
た。

【００１４】なお以上の実施例に示したように外部接続
用電極６、６はチップの端面に露出した接続電極４ｂ、
４ｂと電気的に接続されていれば良いので、図１６の断
面図に示すように端面の全面に形成されていてもよい
し、図１７の断面図に示すように、上面の保護膜５と端
面と下面の磁性体基板１にまたがって形成されていても
よい。また図１８の断面図に示すように、保護膜５の上
面に樹脂層７を介してフェライトトップ１２を接着した
構造でも良い。

【００１５】

【発明の効果】この発明による磁電変換素子は、磁気抵
抗素子パタ−ンと電極膜が形成された基板に、電極膜の
端面のみが露出するように磁気抵抗素子パタ−ンと電極
膜を被覆する保護膜と、露出した電極膜の端面に接続さ
れた外部接続用電極とを有することを特徴とする。従っ
て従来の磁電変換素子のように外部接続用端子の接続を
熱圧着法により行う必要がないので、圧縮応力や熱負荷
が磁気抵抗素子パタ−ンにかかり損傷を与える事がな
い。また外部接続用端子がないために完成品の取扱を容
易にすることができる。保護膜は、電極膜の端面のみを
露出するように形成すれば良いのでその形状が単純で作
業性を向上する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁電変換素子の実施例に係る外観斜視
図である。

【図２】本発明の磁電変換素子の実施例に係る図１にお
けるＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の磁電変換素子の実施例に係る図２にお
けるＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本発明の磁電変換素子の製造方法における第１
工程の状態を示す図である。

【図５】本発明の磁電変換素子の製造方法における第２
工程の状態を示す図である。

【図６】本発明の磁電変換素子の製造方法における第３
工程の状態を示す図である。

【図７】本発明の磁電変換素子の製造方法における第４
工程の状態を示す図である。

【図８】本発明の磁電変換素子の製造方法における第５
工程の状態を示す図である。

【図９】本発明の磁電変換素子の別の製造方法における
第１工程の状態を示す図である。

【図１０】本発明の磁電変換素子の別の製造方法におけ
る第２工程の状態を示す図である。

【図１１】本発明の磁電変換素子の別の製造方法におけ
る第３工程の状態を示す図である。

【図１２】本発明の磁電変換素子の別の製造方法におけ
る第４工程の状態を示す図である。

【図１３】本発明の磁電変換素子の別の製造方法におけ
る第５工程の状態を示す図である。

【図１４】本発明の磁電変換素子の別の製造方法におけ
る第６工程の状態を示す図である。

【図１５】本発明の磁電変換素子の別の製造方法におけ
る第７工程の状態を示す図である。

【図１６】本発明の磁電変換素子の別の実施例に係る断
面図である。

【図１７】本発明の磁電変換素子の別の実施例に係る断
面図である。

【図１８】本発明の磁電変換素子の別の実施例に係る断
面図である。

【図１９】従来の磁電変換素子の断面図である。

【図２０】従来の磁電変換素子を構成する磁気抵抗素子
パタ−ンの平面図である。

【符号の説明】

１ 磁性体基板 ２ 磁気抵抗素子パタ−ン ３ ＩｎＳｂバルクウェハ ４ａ 電極膜 ４ｂ 接続電極 ４ｓ ショ−トバ− ５ 保護膜 ６ 外部接続用電極 ７ 樹脂層 ８ ＩｎＳｂ薄膜層 ９ マイカ基板 １０ ガラス基板 １１ 外部接続用端子 １２ フェライトトップ ２０、２１、３０ 磁電変換素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気抵抗素子パタ−ンと電極膜が形成され
   た基板に、電極膜の端面のみが露出するように、磁気抵
   抗素子パタ−ンと電極膜とを被覆する保護膜と、露出し
   た電極膜の端面に接続された外部接続用電極とを有する
   ことを特徴とする磁電変換素子。