JPH01200683A - 磁気抵抗素子の製造方法 - 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】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ０発明の概要 Ｃ０従来技術［第３図］ Ｄ１１発明が解決しようとする問題点 Ｅ０問題点を解決するための手段 Ｆ９作用 Ｇ、実施例［第１図、第２図］ Ｈ０発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は磁気抵抗素子とその製造方法、特に基板上に形
成された磁気抵抗膜の電極部分の表面上に中間金属膜が
形成され、該中間金属膜の表面上に電極膜が形成された
磁気抵抗素子とその製造方法に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、製造プロセスを徒らに複雑化することなく磁
気抵抗膜の下地からの剥れを有効に防止するため、 磁気抵抗膜の少なくとも電極部分の表面に中間金属膜を
形成し、該中間金属膜の表面にそれによりも面積の小さ
な電Ｖｉ膜を形成するようにしたものである。

（Ｃ，従来技術）［第３図］ 磁気抵抗素子は特開昭５７−１２６１８７号公報等によ
って紹介されているように基板上に磁気抵抗膜を設けて
なるもので、磁界の強さによって抵抗の大きさが変化す
ることを利用して磁気を電気に変換するのに利用される
。

ところで、磁気抵抗素子においては磁気抵抗膜が薄い場
合、磁気抵抗膜の電極部分上にアルミニウムからなる電
極膜を形成すると磁気抵抗膜が下地から剥れ易くなると
いう問題があった。この点について具体的に説明すると
次のとおりである。

即ち、磁気抵抗膜が１０００Å以上と比較的厚い場合に
は磁気抵抗膜に直接リード線を半田付けするという電極
の取り出しが可能であるが、磁気抵抗変換定数を大きく
するために磁気抵抗膜を５００Å以下というように薄く
した場合には、磁気抵抗膜に直接リード線を半田付けを
すると磁気抵抗膜が半田に食われてしまうことになる。

そのため、特開昭５７−１２６１８７号公報に記載され
たように磁気抵抗膜表面に反応抑制剤としてチタン等の
中間金属膜を形成し、更に該中間金属膜の表面にアルミ
ニウムからなる電極膜を形成するようにすることも試み
られた。しかし、磁気抵抗膜が薄い場合には剥れるとい
う事故が発生した。具体的には、Ｎ　ｉ　／　Ｃｏから
なる非常に薄い磁気抵抗膜、チタン膜（中間金属膜）、
アルミニウム電極膜を順番に蒸着し、その後、先ずアル
ミニウム電極膜をパターニングし、次いでチタン膜、磁
気抵抗膜を順次パターニングしてみたが、磁気抵抗膜の
電極部分、チタン膜と、アルミニウム電極膜を同じ大き
さにしている限、そのチタン膜あるいは磁気抵抗膜のバ
ターニングのためのエツチングの際に磁気抵抗膜と下地
との間で剥れが生じることが多かった。

そこで、直接リード線を半田付けできないような薄い磁
気抵抗膜の磁気抵抗素子については第３図に示すような
構造にして電極取り出しが行われていた。同図において
、ａはシリコン半導体基板、ｂは該半導体基板ａの表面
に全面的に形成されたシリコン酸化膜、Ｃは該酸化膜す
表面に全面的に形成されたナイトライド（ＳｉＮ）膜、
ｄは該ナイトライド膜Ｃの表面に所定のパターンで形成
された磁気抵抗膜で、例えばＮｉ／Ｃｏからなる。ｅは
該磁気抵抗膜６表面を含めナイトライド膜Ｃ上に形成さ
れたナイトライド膜で、磁気抵抗膜ｄが下地であるナイ
トライド膜Ｃから剥れるのを防止する役割を果す。ｆは
該ナイトライド膜ｅに形成されたコンタクトホールで、
磁気抵抗膜ｄの電極部分上に位置されている。

ｇは金膜、ｈはチタン膜で、該金属膜ｇ、ｈは同じパタ
ーンを有し、磁気抵抗膜ｄから上記コンタクトホールｆ
を通じて電極を引き出してリード線に導びくものである
。ｉは例えばスミライト等からなる絶縁膜で、磁気抵抗
素子の表面を覆って保護する。ｊは該絶縁＠ｉの窓部で
、該窓部ｊに上記金属膜ｇ、ｈの一部分の表面が露出し
ており、該露出部分にリードｋがボンディングされてい
る。

このような磁気抵抗素子によれば、ナイトライド膜ｅで
磁気抵抗＠ｄを下地に押さえつけることができる点で優
れているといえる。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところが、第３
図に示すようにな磁気抵抗素子には製造工程が多くなる
という問題があった。

というのは、第３図に示す磁気抵抗素子を製造する場合
、磁気抵抗膜ｄを蒸着等で形成した後バターニングし、
ナイトライド膜ｅを気相成長により形成し、その後詰ナ
イトライド膜ｅにフォトエツチングによりスルーホール
ｆを形成し、その後金膜ｇ及びチタン膜りを蒸着等によ
り形成する必要があった。

即ち、磁気抵抗膜ｄと金属膜ｇ、ｈとを連結蒸着により
形成することができず、磁気抵抗膜ｄの形成後に一旦蒸
着装置から取り出し、その後いくつかの工程を経たうえ
で再び蒸着装置に入れて金属膜ｇ、ｈの蒸着を行う必要
があり、製造工数が多かった。これは当然のことながら
磁気抵抗素子の低価格化を阻む要因となり好ましくない
。

また、コンタクトホールｆを通じて金属膜ｇ。

ｈにより電極の取り出しを行うので金属膜ｇ、ｈがコン
タクトホールｆによる段部において段切れを生じる虞れ
があった。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、製造プロセスを徒らに複雑化することなく磁気抵
抗膜の下地からの剥れを有効に防止し、更には電極の断
線を防止することを目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するため、磁気抵抗膜の少な
くとも電極部分の表面に中間金属膜を形成し、該中間金
属膜の表面にそれによりも面積の小さな電極膜を形成す
るようにしたことを特徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明によりば、電極膜をその下地の中間金属膜、そし
て磁気抵抗膜の電極部分よりも小さくしたので、電極膜
のバターニング後中間金属膜、そして磁気抵抗膜を選択
的にエツチングするときにエツチングマスクで電極膜を
完全に覆った状態にすることができ、その結果、そのエ
ツチングの際に電極膜が下地に対して動くことを防止で
き延いては電極膜の動きによる磁気抵抗膜の下地からの
剥れが生じる虞れはなくなる。

そして、磁気抵抗膜の電極部分の表面上に中間金属膜を
形成し、該中間金属膜の表面上に電極膜を形成すること
とし、磁気抵抗膜と中間金属膜、電極膜との間に絶縁膜
を介在させないので、磁気抵抗膜、中間金属膜及び電極
膜を連続蒸着により形成することができる。従フて、製
造プロセスを簡略化することができる。

また、磁気抵抗膜からの電極の引出しをコンタクトホー
ルを通して行い、コンタクトホールと別の箇所にてリー
ド線付けを行うというようにはしないので、コンタクト
ホール部における段切れによる断線は生じる虞れが全く
ない。従って、信頼性が高まる。

（Ｇ、実施例）［第１図、第２図］ 以下、本発明磁気抵抗素子とその製造方法を図示実施例
に従って詳細に説明する。

第１図は本発明磁気抵抗素子の一実施例を示す断面図で
ある。同図において、１はシリコン半導体基板、２は該
半導体基板１の表面に全面的に形成されたシリコン酸化
膜、３は該シリコン酸化膜２の表面に全面的に形成され
たナイトライド膜、４は該ナイトライド［３の表面に選
択的に形成された磁気抵抗膜で、例えばＮｉにッケル）
／Ｃｏ（コバルト）からなり、例えば５００Å以下の薄
い膜厚を有している。４ａは磁気抵抗膜の電極部分であ
る。磁気抵抗Ｂ４は両端に電極部分４ａ、４ａ（一方は
図面に現われない。）を有し、本体を成す中間部が細く
且つつづら折り状に形成された平面形状を有している。

５は磁気抵抗膜４の電極部分４ａ上に形成されたチタン
膜で、該チタン膜５は電極部分４ａよりも稍小面積に形
成されている。６は該チタン膜５上にこれよりも小面積
に形成されたアルミニウムからなる電極膜である。７は
磁気抵抗素子表面を略全面的に覆って保護するナイトラ
イド膜、８は該ナイトライド膜７にエツチングにより形
成した窓部で、電極膜６上に位置されており、該窓部８
内にてリード９の一端の電極膜６へのボンディングが為
されている。

第２図（Ａ）乃至（Ｆ）は第１図に示した磁気抵抗素子
の製造方法を工程順に示す断面図である。

（Ａ）シリコン半導体基板１上にシリコン酸化膜２を形
成し、該シリコン酸化膜２上にナイトライド膜３を形成
する。第２図（Ａ）はナイトライド膜３形成後の状態を
示す。

（Ｂ）次に、同図（Ｂ）に示すように、ナイトライド膜
３上に磁気抵抗膜４、チタン膜５、アルミニウム６を連
続蒸着により形成する。

（Ｃ）次に、電極Ｍ６上にフォトレジスト層（第１のマ
スク層）１０を選択的に形成し、訪フォトレジスト層１
０をマスクとして電８ｉ膜６をエツチングすることによ
り第２図（Ｃ）に示すように電極部分４ａ上方にその電
極部分４ａよりも小面積で電極膜６が残存するようにす
る。同図（Ｃ）において２点鎖線で示す部分は電極膜６
のエツチングにより除去された部分である。

（Ｄ）次に、上記フォトレジスト層１０を除去したうえ
で改めてフォトレジスト層（第２のマスク層）１１を選
択的に形成し、該フォトレジスト層１１をマスクとして
チタン膜５をエツチングすることにより第２図（Ｄ）に
示すようにチタン膜５が電極膜４の電極部分４ａ上に該
電極部分４ａよりも小面積で且つ電極膜６よりも大面積
で残存するようにする。従って、このエツチングは、マ
スクであるフォトレジスト層１１が電極膜６の上面だけ
でなく側面も完全に覆いフォトレジスト層１１の周縁部
がチタン膜５に強固に付着された状態で行われる。従っ
て、電極膜６がその下地であるチタン膜５に対して動こ
うとすることがフォトレジスト層１１によって阻止され
るので、工、ツチング中にチタン膜５と電極膜６との間
で剥れが生じる虞れがない。尚、第２図（Ｄ）において
２点鎖線で示す部分はチタン膜５のエツチングにより除
去された部分である。

（Ｅ）次に、上記フォトレジスト層１１を除去したうえ
で改めてフォトレジスト層（第３のマスク層）１２を選
択的に形成し、該フォトレジスト層１２をマスクとして
磁気抵抗膜４をエツチングすることによりバターニング
する。磁気抵抗膜４の電極部分４ａはチタン膜５よりも
大面積なるように設計されており、このエツチングはマ
スクであるフォトレジスト層１２が電極膜６の上面だけ
でなく電極膜６の側面、チタン膜５上面の露出した部分
、チタン膜５の側面を完全に覆いフォトレジスト層１２
の電極部分４ａ上の部分の周縁が電極部分４ａ表面に付
着した状態で行われる。従って、電極膜６、チタン膜５
がその下地である電極部分４ａに対して動こうとするこ
とがフォトレジスト層１２によって阻止されるのでエツ
チング中にチタン膜５及び電極膜６が剥れるのを防止す
ることができる。

（Ｆ）その後、第２図（Ｆ）に示すように磁気抵抗素子
を保護する例えばナイトライド膜７を形成し、その後詰
ナイトライド膜７に電極形成用の窓（８）を形成し、リ
ード線（９）をボンディングすると第１図に示すような
磁気抵抗素子が得られることになる。

尚、中間金属膜の材料としてチタンＴｉに限らず、モリ
ブデンＭＯ、クロムＣｒ、タングステンＷ等を用いるこ
とができ、電極膜の材料としてアルミニウムＡ１に限ら
ず、金Ａｕ、銅Ｃｕ等を用いることができる。そして、
磁気抵抗膜の材料としてニッケル・コバルトＮｉＣｏに
限らず鉄・ニッケルＦｅＮｉ等でも良い。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたところから明らかなように、本発明によれ
ば、電極膜をその下の中間金属膜、そして磁気抵抗膜の
電極部分よりも小さくしたので、電極膜のパターニング
後中間金属膜、そして磁気抵抗膜を選択的にエツチング
するときにエツチングマスクで電極膜を完全に覆った状
態にすることができ、その結果、そのエツチングの際に
磁気抵抗膜が下地から離れるのを防止できる。

そして、磁気抵抗膜の電極部分の表面上に中間金属膜を
形成し、該中間金属膜の表面上に電極膜を形成すること
とし、磁気抵抗膜と中間金属膜、電極膜との間に絶！ｊ
膜を介在させないので、磁気抵抗膜、中間金属膜及び電
極膜を連続蒸着により形成することができる。従って、
製造プロセスを簡略化することができる。

また、磁気抵抗膜からの電極の引出しをコンタクトホー
ルな通して行い、コンタクトホールと別の箇所にてリー
ド線付けを行うというようにはしないので、コンタクト
ホール部における段切れによる断線は生じる虞れがなく
、信頼度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（Ａ）乃至（Ｆ）は本発明の一実施例
を説明するためのもので、第１図は磁気抵抗素子の断面
図、第２図（Ａ）乃至（Ｆ）は磁気抵抗素子の製造方法
を工程順に示す断面図、第３図は磁気抵抗素子の従来例
を示す断面図である。 符号の説明 １・・・基板、４・・・磁気抵抗膜５ ４ａ・・・磁気抵抗膜の電極部分、 ５・・・中間金属膜、６・・・電極膜、１０・・・第１
のマ、スク層、 １１・・・第２のマスク層、 １２・・・第３のマスク層。 Ｖ＋％＋ｒ＼ＪｌｊＪ（Ｊ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成された磁気抵抗膜の電極部分の表面
   上に中間金属膜が形成され、該中間金属膜の表面上に電
   極膜が形成された磁気抵抗素子であって、上記磁気抵抗
   膜の電極部分及び中間金属膜の面積が上記電極膜の面積
   より大きくされてなることを特徴とする磁気抵抗素子
2. （２）連続蒸着により基板上に磁気抵抗膜、中間金属膜
   及び電極膜の三層構造の膜を全面的に形成し、最上層で
   ある上記電極膜を、その表面に選択的に形成した第１の
   マスク層をマスクとしてエッチングすることによりパタ
   ーニングし、次に、上記中間金属膜を上記パターニング
   された電極膜及びその周囲部分を覆うように形成した第
   ２のマスク層をマスクとしてエッチングすることにより
   パターニングし、次に、磁気抵抗膜を上記電極膜及び中
   間金属膜とその周囲部分を少なくとも覆う第３のマスク
   層をマスクとしてエッチングすることによりパターニン
   グすることにより磁気抵抗素子とその電極部分を形成す
   ることを特徴とする磁気抵抗素子の製造方法