JPH05283764A - 半導体薄膜磁気抵抗素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体薄膜磁気抵抗素子及びその製造方法Info
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- JPH05283764A JPH05283764A JP4076695A JP7669592A JPH05283764A JP H05283764 A JPH05283764 A JP H05283764A JP 4076695 A JP4076695 A JP 4076695A JP 7669592 A JP7669592 A JP 7669592A JP H05283764 A JPH05283764 A JP H05283764A
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- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は磁電変換素子に関するものであり，
自動車用ギヤセンサ等の高温用途において，十分な信頼
性を有する半導体薄膜磁気抵抗素子を提供することを目
的とする。 【構成】 絶縁性基板上にＩｎＳｂからなる半導体層を
設け，この半導体層上に少なくとも磁気抵抗効果を得る
部位の両端に５０nm以上２００nm以下の厚さのクロムか
らなる第１電極層を設け，この第１電極層上にアルミニ
ウムからなる第２電極層を設けてなる構成とし，またフ
ォトリソグラフィー法により半導体層，第１電極層及び
第２電極層を素子形状に加工した後熱処理，あるいは加
熱した状態での保護層の形成を行う製造方法とすること
により，高温下においても半導体層に亀裂が生じること
がなく，低接触抵抗値の安定な電極層を得られるととも
に，熱処理により特性の安定化を行うことができる。
自動車用ギヤセンサ等の高温用途において，十分な信頼
性を有する半導体薄膜磁気抵抗素子を提供することを目
的とする。 【構成】 絶縁性基板上にＩｎＳｂからなる半導体層を
設け，この半導体層上に少なくとも磁気抵抗効果を得る
部位の両端に５０nm以上２００nm以下の厚さのクロムか
らなる第１電極層を設け，この第１電極層上にアルミニ
ウムからなる第２電極層を設けてなる構成とし，またフ
ォトリソグラフィー法により半導体層，第１電極層及び
第２電極層を素子形状に加工した後熱処理，あるいは加
熱した状態での保護層の形成を行う製造方法とすること
により，高温下においても半導体層に亀裂が生じること
がなく，低接触抵抗値の安定な電極層を得られるととも
に，熱処理により特性の安定化を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，回転，変位等の検出に
用いられる磁電変換素子に関するものであり，特に耐熱
性を必要とされる環境下において使用される半導体薄膜
磁気抵抗素子に関するものである。
用いられる磁電変換素子に関するものであり，特に耐熱
性を必要とされる環境下において使用される半導体薄膜
磁気抵抗素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に回転の検出方式としては，光学
式，磁気方式等種々の方式があるが，これらの方式の中
で，汚れ，塵埃などの付着しやすい環境における用途向
けには，これらの雰囲気の影響を受けにくい磁気方式が
最も有利である。また，この磁気方式においても，電磁
ピックアップ，ホール素子，磁気抵抗素子等の種々の方
式があるが，近年自動車の電子化に伴って各種センサ素
子が装着される中で，回転数検出用センサ，特にギヤセ
ンサとして，小型化が可能なホール素子（ホールＩ
Ｃ），強磁性薄膜磁気抵抗素子，半導体薄膜磁気抵抗素
子等を用いた回転センサが広く検討されている。
式，磁気方式等種々の方式があるが，これらの方式の中
で，汚れ，塵埃などの付着しやすい環境における用途向
けには，これらの雰囲気の影響を受けにくい磁気方式が
最も有利である。また，この磁気方式においても，電磁
ピックアップ，ホール素子，磁気抵抗素子等の種々の方
式があるが，近年自動車の電子化に伴って各種センサ素
子が装着される中で，回転数検出用センサ，特にギヤセ
ンサとして，小型化が可能なホール素子（ホールＩ
Ｃ），強磁性薄膜磁気抵抗素子，半導体薄膜磁気抵抗素
子等を用いた回転センサが広く検討されている。
【０００３】しかし，ホール素子，ホールＩＣ及び強磁
性薄膜磁気抵抗素子は感磁部における検出出力が小さ
く，ノイズ低減のために被検出体とのギャップを小さく
する必要があることから，ギヤセンサとしては使いにく
いという問題があった。これらに対し，半導体薄膜磁気
抵抗素子は，電子移動度の大きい半導体を使用すること
により検出出力を大きくすることができ，被検出体との
ギャップの許容度も大きく採れるため，半導体中で最も
電子移動度の大きいアンチモン化インジウム（以下Ｉｎ
Ｓｂと記述）を用いた半導体薄膜磁気抵抗素子が最もギ
ヤセンサに適しているものと考えられる。
性薄膜磁気抵抗素子は感磁部における検出出力が小さ
く，ノイズ低減のために被検出体とのギャップを小さく
する必要があることから，ギヤセンサとしては使いにく
いという問題があった。これらに対し，半導体薄膜磁気
抵抗素子は，電子移動度の大きい半導体を使用すること
により検出出力を大きくすることができ，被検出体との
ギャップの許容度も大きく採れるため，半導体中で最も
電子移動度の大きいアンチモン化インジウム（以下Ｉｎ
Ｓｂと記述）を用いた半導体薄膜磁気抵抗素子が最もギ
ヤセンサに適しているものと考えられる。
【０００４】以下に従来のＩｎＳｂを用いた半導体薄膜
磁気抵抗素子について説明する。図５は従来のＩｎＳｂ
を用いた半導体薄膜磁気抵抗素子の断面構造を示すもの
である。図５において，５１は厚さ１mm程度のガラス等
からなる絶縁性基台である。５２は厚さ数μｍ〜数十μ
ｍ程度の薄板状のＩｎＳｂからなる半導体層で，エポキ
シ樹脂等の接着層５３により絶縁性基台５１上に固着さ
れている。この半導体層５２は特性の優れたＩｎＳｂ層
を得るために，ＩｎＳｂ単結晶を研磨して薄板化したも
のや，東洋通信機技報Ｎｏ．４０（１９８７）で福中等
が述べているようなマイカ基板上に真空蒸着によってＩ
ｎＳｂ単結晶を形成した後マイカ基板との剥離性を利用
して転写することによって得られる。５４は厚さ１μｍ
程度の銅からなる電極層であり半導体層５２上に真空蒸
着，スパッタリング等の薄膜プロセスや湿式メッキ法に
より形成する。この状態から，フォトリソグラフィー法
により半導体層５２及び電極層５４を磁気抵抗素子の形
状に加工する。湿式メッキ法による場合は予め必要部位
にのみ電極層５４を形成可能なためこの工程は不要であ
る。５５は厚さ１μｍ程度の二酸化珪素等からなる保護
層であり素子形状に加工後，電極層５４上の外部電極取
り出し端子部を除き，半導体層５２や接着層５３，電極
層５４上にスパッタリング等の薄膜プロセスにより形成
する。以上の構成によりＩｎＳｂを用いた半導体薄膜磁
気抵抗素子の構造を得る。
磁気抵抗素子について説明する。図５は従来のＩｎＳｂ
を用いた半導体薄膜磁気抵抗素子の断面構造を示すもの
である。図５において，５１は厚さ１mm程度のガラス等
からなる絶縁性基台である。５２は厚さ数μｍ〜数十μ
ｍ程度の薄板状のＩｎＳｂからなる半導体層で，エポキ
シ樹脂等の接着層５３により絶縁性基台５１上に固着さ
れている。この半導体層５２は特性の優れたＩｎＳｂ層
を得るために，ＩｎＳｂ単結晶を研磨して薄板化したも
のや，東洋通信機技報Ｎｏ．４０（１９８７）で福中等
が述べているようなマイカ基板上に真空蒸着によってＩ
ｎＳｂ単結晶を形成した後マイカ基板との剥離性を利用
して転写することによって得られる。５４は厚さ１μｍ
程度の銅からなる電極層であり半導体層５２上に真空蒸
着，スパッタリング等の薄膜プロセスや湿式メッキ法に
より形成する。この状態から，フォトリソグラフィー法
により半導体層５２及び電極層５４を磁気抵抗素子の形
状に加工する。湿式メッキ法による場合は予め必要部位
にのみ電極層５４を形成可能なためこの工程は不要であ
る。５５は厚さ１μｍ程度の二酸化珪素等からなる保護
層であり素子形状に加工後，電極層５４上の外部電極取
り出し端子部を除き，半導体層５２や接着層５３，電極
層５４上にスパッタリング等の薄膜プロセスにより形成
する。以上の構成によりＩｎＳｂを用いた半導体薄膜磁
気抵抗素子の構造を得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では，半導体層５２をエポキシ等の接着層５３
により絶縁性基台５１に固着する構造から，接着層５３
と半導体層５２との大きな熱膨張係数の差により高温時
に半導体層５２に亀裂が生じて素子が破壊するため，前
述した−５０〜＋１７０℃の温度範囲において実用に耐
え得る信頼性を有していなかった。また，電極層５４が
ＩｎＳｂと比較的低温でも容易に合金反応する銅からな
るため，１５０℃以上の高温下ではＩｎＳｂと銅との合
金化が短時間で進行し，素子特性が著しく劣化するため
上記と同様に〜＋１７０℃の温度範囲において実用に耐
え得る信頼性を有していないという問題点を有してい
た。
来の構成では，半導体層５２をエポキシ等の接着層５３
により絶縁性基台５１に固着する構造から，接着層５３
と半導体層５２との大きな熱膨張係数の差により高温時
に半導体層５２に亀裂が生じて素子が破壊するため，前
述した−５０〜＋１７０℃の温度範囲において実用に耐
え得る信頼性を有していなかった。また，電極層５４が
ＩｎＳｂと比較的低温でも容易に合金反応する銅からな
るため，１５０℃以上の高温下ではＩｎＳｂと銅との合
金化が短時間で進行し，素子特性が著しく劣化するため
上記と同様に〜＋１７０℃の温度範囲において実用に耐
え得る信頼性を有していないという問題点を有してい
た。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で，自動車用ギヤセンサ等の高温用途において，十分な
信頼性を有する半導体薄膜磁気抵抗素子を提供すること
を目的とする。
で，自動車用ギヤセンサ等の高温用途において，十分な
信頼性を有する半導体薄膜磁気抵抗素子を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の半導体薄膜磁気抵抗素子は，絶縁性基板上に
ＩｎＳｂからなる半導体層を設け，この半導体層上の少
なくとも磁気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２
００nm以下の厚さのクロムからなる第１電極層を設け，
この第１電極層上にアルミニウムからなる第２電極層を
設けてなる構成を有しており，またフォトリソグラフィ
ー法によりこれら半導体層，第１電極層及び第２電極層
を素子形状へ加工した後，熱処理，あるいは加熱した状
態での保護層の形成を行う製造方法としている。
に本発明の半導体薄膜磁気抵抗素子は，絶縁性基板上に
ＩｎＳｂからなる半導体層を設け，この半導体層上の少
なくとも磁気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２
００nm以下の厚さのクロムからなる第１電極層を設け，
この第１電極層上にアルミニウムからなる第２電極層を
設けてなる構成を有しており，またフォトリソグラフィ
ー法によりこれら半導体層，第１電極層及び第２電極層
を素子形状へ加工した後，熱処理，あるいは加熱した状
態での保護層の形成を行う製造方法としている。
【０００８】
【作用】この構成によって，絶縁性基板上に直接ＩｎＳ
ｂからなる半導体層を設けているため，高温下において
も半導体層に亀裂が生じないようにすることができる。
また，ＩｎＳｂと接する第１電極層をＩｎＳｂと比較的
反応しにくくかつＩｎＳｂ中でシャロウドナーとなるク
ロムからなることとすることにより，２００℃付近まで
の安定性を有する低接触抵抗値の電極層を得られるもの
である。さらに抵抗率がクロムの１／５程度のアルミニ
ウムからなる第２電極層を第１電極層上に設けることに
より電極層の引き回し抵抗値を低減するとともにクロム
からなる第１電極層の厚さを薄くして第１電極層の内部
応力を低減することができる。また，第１電極層のクロ
ムの厚さを５０nm以上とすることでアルミニウムのＩｎ
Ｓｂへの拡散を防止し低接触抵抗値を維持することがで
きる。さらにフォトリソグラフィー法により半導体層，
第１電極層及び第２電極層を素子形状に加工した後の熱
処理，あるいは加熱した状態での保護層を形成すること
により第１および第２電極層の内部応力による半導体層
の歪を除去し，素子完成後の特性の安定化を行うことが
できるものである。
ｂからなる半導体層を設けているため，高温下において
も半導体層に亀裂が生じないようにすることができる。
また，ＩｎＳｂと接する第１電極層をＩｎＳｂと比較的
反応しにくくかつＩｎＳｂ中でシャロウドナーとなるク
ロムからなることとすることにより，２００℃付近まで
の安定性を有する低接触抵抗値の電極層を得られるもの
である。さらに抵抗率がクロムの１／５程度のアルミニ
ウムからなる第２電極層を第１電極層上に設けることに
より電極層の引き回し抵抗値を低減するとともにクロム
からなる第１電極層の厚さを薄くして第１電極層の内部
応力を低減することができる。また，第１電極層のクロ
ムの厚さを５０nm以上とすることでアルミニウムのＩｎ
Ｓｂへの拡散を防止し低接触抵抗値を維持することがで
きる。さらにフォトリソグラフィー法により半導体層，
第１電極層及び第２電極層を素子形状に加工した後の熱
処理，あるいは加熱した状態での保護層を形成すること
により第１および第２電極層の内部応力による半導体層
の歪を除去し，素子完成後の特性の安定化を行うことが
できるものである。
【０００９】
【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例につい
て，図面を参照しながら説明する。
て，図面を参照しながら説明する。
【００１０】図１は本発明の第１の実施例におけるＩｎ
Ｓｂを用いた半導体薄膜磁気抵抗素子の構成を示す断面
図である。図１において，１１は厚さ０．５mm程度のガ
ラスからなる絶縁性基板である。１２は厚さ３μｍ程度
のＩｎＳｂからなる半導体層であり，特願平３−４９５
０１に見られるような三温度蒸着法により絶縁性基板１
１の上に直接設ける。この半導体層１２上に真空蒸着法
により１００℃から３００℃の温度範囲で厚さ５０nm以
上２００nm以下のクロムからなる第１電極層１３，およ
び厚さ５００nm程度のアルミニウムからなる第２電極層
１４を順次設ける。この第１電極層１３及び第２電極層
１４の形成時の温度が１００℃以下の温度であれば半導
体層１２と第１電極層１３との間の十分な密着強度が得
られず，また３００℃以上であれば半導体層１２のＩｎ
ＳｂからＳｂの脱離が生じ半導体層１２の特性が劣化す
るために１００℃から３００℃の温度範囲で電極層１３
を設けることが必要である。第１電極層の厚さに関して
は後に述べる。この後，フォトリソグラフィー法を用い
て，第２電極層１４のアルミニウムは水酸化ナトリウム
と硝酸ナトリウムの水溶液により，第１電極層１３のク
ロムは水酸化ナトリウムと過マンガン酸カリウムの水溶
液により，また半導体層１２のＩｎＳｂは硝酸，乳酸，
グリコール酸の混液によりそれぞれ選択的にエッチング
することにより半導体層１２及び第１電極層１３，第２
電極層１４を加工し磁気抵抗素子の形状を得る。この時
個々の第１電極層１３に挟まれた部位の半導体層１２が
磁気抵抗効果を得る部位となる。さらに素子の端部に厚
さ１μｍ程度の銅あるいは金を湿式メッキして外部電極
取り出し端子１５を形成することにより半導体薄膜磁気
抵抗素子を得る。
Ｓｂを用いた半導体薄膜磁気抵抗素子の構成を示す断面
図である。図１において，１１は厚さ０．５mm程度のガ
ラスからなる絶縁性基板である。１２は厚さ３μｍ程度
のＩｎＳｂからなる半導体層であり，特願平３−４９５
０１に見られるような三温度蒸着法により絶縁性基板１
１の上に直接設ける。この半導体層１２上に真空蒸着法
により１００℃から３００℃の温度範囲で厚さ５０nm以
上２００nm以下のクロムからなる第１電極層１３，およ
び厚さ５００nm程度のアルミニウムからなる第２電極層
１４を順次設ける。この第１電極層１３及び第２電極層
１４の形成時の温度が１００℃以下の温度であれば半導
体層１２と第１電極層１３との間の十分な密着強度が得
られず，また３００℃以上であれば半導体層１２のＩｎ
ＳｂからＳｂの脱離が生じ半導体層１２の特性が劣化す
るために１００℃から３００℃の温度範囲で電極層１３
を設けることが必要である。第１電極層の厚さに関して
は後に述べる。この後，フォトリソグラフィー法を用い
て，第２電極層１４のアルミニウムは水酸化ナトリウム
と硝酸ナトリウムの水溶液により，第１電極層１３のク
ロムは水酸化ナトリウムと過マンガン酸カリウムの水溶
液により，また半導体層１２のＩｎＳｂは硝酸，乳酸，
グリコール酸の混液によりそれぞれ選択的にエッチング
することにより半導体層１２及び第１電極層１３，第２
電極層１４を加工し磁気抵抗素子の形状を得る。この時
個々の第１電極層１３に挟まれた部位の半導体層１２が
磁気抵抗効果を得る部位となる。さらに素子の端部に厚
さ１μｍ程度の銅あるいは金を湿式メッキして外部電極
取り出し端子１５を形成することにより半導体薄膜磁気
抵抗素子を得る。
【００１１】以上のように構成された半導体薄膜磁気抵
抗素子においては，クロムからなる第１電極層１３の大
きな内部応力により半導体層１２のＩｎＳｂには局部的
に歪が発生しており，この歪により半導体層１２のＩｎ
Ｓｂの抵抗率が部分的に変化している。この歪量は第１
電極層１３のクロムの厚さが厚いほど大きくなり，厚さ
３００nmの時にはＩｎＳｂの抵抗率は１０％以上変化し
てしまうため抵抗値の制御性から２００nm以下とするこ
とが望ましい。ところで目的とする１７０℃程度の温度
においては，第２電極層のアルミニウムのＩｎＳｂへの
拡散と，前述のＩｎＳｂの歪が緩和されるという二つの
現象が生じる。その結果として前者はＩｎＳｂ／クロム
界面でアンチモン化アルミニウムが形成され半導体層１
２と第１電極層１３の接触抵抗値が増大し素子特性が劣
化する。これを防止するには第１電極層のクロムの厚さ
を厚くすればよいが，この接触抵抗値の２００℃での時
間変化とクロムの膜厚との相関を図３に示す。図３より
２００℃で１０００時間以上安定した接触抵抗値を得る
には第１電極層のクロムの厚さは５０nm以上必要である
ことがわかる。このアルミニウムの拡散防止と前述の歪
の抑制から第１電極層１３のクロムの厚さは５０nm以上
２００nm以下の厚さが必要となるのである。一方後者は
ＩｎＳｂの抵抗率変化に伴い素子抵抗値の変動が生じる
ことから，素子の安定化のためには予めこの歪を緩和す
る必要がある。このためフォトリソグラフィー法により
半導体層１２，第１電極層１３及び第２電極層１４を素
子形状に加工した後，２００〜３００℃の熱処理を行う
ことにより歪の除去を行う。熱処理時間としては，２０
０℃で４時間，３００℃では１時間程度で十分である。
ここで２００℃以下の熱処理温度では効果の得られる時
間が長くなり実用的ではなく，また加熱温度が高すぎる
とＩｎＳｂからのＳｂの脱離が起こるため３００℃以下
にする必要があり，これらを考慮し２００〜３００℃の
熱処理を行うことにより特性劣化を伴わずに素子の抵抗
値の安定化を図ることができるものである。
抗素子においては，クロムからなる第１電極層１３の大
きな内部応力により半導体層１２のＩｎＳｂには局部的
に歪が発生しており，この歪により半導体層１２のＩｎ
Ｓｂの抵抗率が部分的に変化している。この歪量は第１
電極層１３のクロムの厚さが厚いほど大きくなり，厚さ
３００nmの時にはＩｎＳｂの抵抗率は１０％以上変化し
てしまうため抵抗値の制御性から２００nm以下とするこ
とが望ましい。ところで目的とする１７０℃程度の温度
においては，第２電極層のアルミニウムのＩｎＳｂへの
拡散と，前述のＩｎＳｂの歪が緩和されるという二つの
現象が生じる。その結果として前者はＩｎＳｂ／クロム
界面でアンチモン化アルミニウムが形成され半導体層１
２と第１電極層１３の接触抵抗値が増大し素子特性が劣
化する。これを防止するには第１電極層のクロムの厚さ
を厚くすればよいが，この接触抵抗値の２００℃での時
間変化とクロムの膜厚との相関を図３に示す。図３より
２００℃で１０００時間以上安定した接触抵抗値を得る
には第１電極層のクロムの厚さは５０nm以上必要である
ことがわかる。このアルミニウムの拡散防止と前述の歪
の抑制から第１電極層１３のクロムの厚さは５０nm以上
２００nm以下の厚さが必要となるのである。一方後者は
ＩｎＳｂの抵抗率変化に伴い素子抵抗値の変動が生じる
ことから，素子の安定化のためには予めこの歪を緩和す
る必要がある。このためフォトリソグラフィー法により
半導体層１２，第１電極層１３及び第２電極層１４を素
子形状に加工した後，２００〜３００℃の熱処理を行う
ことにより歪の除去を行う。熱処理時間としては，２０
０℃で４時間，３００℃では１時間程度で十分である。
ここで２００℃以下の熱処理温度では効果の得られる時
間が長くなり実用的ではなく，また加熱温度が高すぎる
とＩｎＳｂからのＳｂの脱離が起こるため３００℃以下
にする必要があり，これらを考慮し２００〜３００℃の
熱処理を行うことにより特性劣化を伴わずに素子の抵抗
値の安定化を図ることができるものである。
【００１２】また，この様にして得られた半導体薄膜磁
気抵抗素子を第１電極層のクロムの暑さを１００nmとし
たときの例と従来の例と同時に２００℃における高温放
置試験を行った際の素子抵抗値の変化を図４に示す。図
４より素子の寿命点を初期抵抗値に対して５％変化した
時点とした場合に，従来例が数時間程度であるのに対
し，本実施例の磁気抵抗素子は１０００時間以上の寿命
があることがわかる。
気抵抗素子を第１電極層のクロムの暑さを１００nmとし
たときの例と従来の例と同時に２００℃における高温放
置試験を行った際の素子抵抗値の変化を図４に示す。図
４より素子の寿命点を初期抵抗値に対して５％変化した
時点とした場合に，従来例が数時間程度であるのに対
し，本実施例の磁気抵抗素子は１０００時間以上の寿命
があることがわかる。
【００１３】以上のように本実施例によれば，絶縁性基
板上にＩｎＳｂからなる半導体層を設け，この半導体層
上の少なくとも磁気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm
以上２００nm以下の厚さのクロムからなる第１電極層を
設け，この第１電極層上にアルミニウムからなる第２電
極層を設けてなる構成とし，フォトリソグラフィー法に
よりこれら半導体層，第１電極層及び第２電極層を素子
形状へ加工後２００〜３００℃の温度範囲内で熱処理を
することによって，十分な密着強度を有し低接触抵抗値
の安定な電極層を得ることができるとともに素子の抵抗
値の安定化を図ることができ，素子の耐熱性を２００℃
まで向上することができる。
板上にＩｎＳｂからなる半導体層を設け，この半導体層
上の少なくとも磁気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm
以上２００nm以下の厚さのクロムからなる第１電極層を
設け，この第１電極層上にアルミニウムからなる第２電
極層を設けてなる構成とし，フォトリソグラフィー法に
よりこれら半導体層，第１電極層及び第２電極層を素子
形状へ加工後２００〜３００℃の温度範囲内で熱処理を
することによって，十分な密着強度を有し低接触抵抗値
の安定な電極層を得ることができるとともに素子の抵抗
値の安定化を図ることができ，素子の耐熱性を２００℃
まで向上することができる。
【００１４】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
【００１５】図２は本発明の第２の実施例におけるＩｎ
Ｓｂを用いた半導体薄膜磁気抵抗素子の構成を示す断面
図である。図２において，２１は厚さ方向にスルーホー
ルを設けた厚さ０．６mm程度のアルミナセラミクスから
なる基板であり，２２は基板２１の素子を設ける面上に
印刷焼成にて形成した厚さ５０μｍ程度のガラス層，２
３は基板２１のスルーホール部に銀とパラジウムの合金
からなる導体を印刷焼成にて形成した厚さ１０μｍ程度
の導電体である。以上の基板２１と，ガラス層２２と，
導電体２３とから絶縁性基板１１が構成される。１２，
１３及び１４は第１の実施例と同様であり，それぞれ半
導体層と第１電極層，第２電極層である。ここで半導体
層１２，第１電極層１３および第２電極層１４の材料，
形成法，加工法は第１の実施例と同様である。２４は厚
さ１μｍ程度の酸窒化珪素からなる保護層であり，素子
形状へ加工後，絶縁性基板１１，半導体層１２および第
２電極層１４上に形成する。この保護層２４は，シラ
ン，亜酸化窒素，窒素を原料ガスとするＰＥＣＶＤ法な
どの真空プロセスにより形成されるが，この形成時の温
度を第１の実施例の熱処理温度と同様な温度範囲及び時
間で行なうことにより，第１の実施例と同様に半導体層
１２の歪を緩和することができ，素子の抵抗値の安定化
を図ることができる。
Ｓｂを用いた半導体薄膜磁気抵抗素子の構成を示す断面
図である。図２において，２１は厚さ方向にスルーホー
ルを設けた厚さ０．６mm程度のアルミナセラミクスから
なる基板であり，２２は基板２１の素子を設ける面上に
印刷焼成にて形成した厚さ５０μｍ程度のガラス層，２
３は基板２１のスルーホール部に銀とパラジウムの合金
からなる導体を印刷焼成にて形成した厚さ１０μｍ程度
の導電体である。以上の基板２１と，ガラス層２２と，
導電体２３とから絶縁性基板１１が構成される。１２，
１３及び１４は第１の実施例と同様であり，それぞれ半
導体層と第１電極層，第２電極層である。ここで半導体
層１２，第１電極層１３および第２電極層１４の材料，
形成法，加工法は第１の実施例と同様である。２４は厚
さ１μｍ程度の酸窒化珪素からなる保護層であり，素子
形状へ加工後，絶縁性基板１１，半導体層１２および第
２電極層１４上に形成する。この保護層２４は，シラ
ン，亜酸化窒素，窒素を原料ガスとするＰＥＣＶＤ法な
どの真空プロセスにより形成されるが，この形成時の温
度を第１の実施例の熱処理温度と同様な温度範囲及び時
間で行なうことにより，第１の実施例と同様に半導体層
１２の歪を緩和することができ，素子の抵抗値の安定化
を図ることができる。
【００１６】以上のように構成された半導体薄膜磁気抵
抗素子において，第１の実施例と同様に第１電極層のク
ロムの暑さを１００nmとしたときの例と従来の例と同時
に２００℃における高温放置試験を行った際の素子抵抗
値の変化を第１の実施例とともに図４に示す。図４よ
り，本実施例の素子は第１の実施例と同様に１０００時
間以上の寿命があることがわかる。
抗素子において，第１の実施例と同様に第１電極層のク
ロムの暑さを１００nmとしたときの例と従来の例と同時
に２００℃における高温放置試験を行った際の素子抵抗
値の変化を第１の実施例とともに図４に示す。図４よ
り，本実施例の素子は第１の実施例と同様に１０００時
間以上の寿命があることがわかる。
【００１７】以上のように本実施例によれば，基板の厚
さ方向にスルーホールを設けたアルミナセラミクスと，
このアルミナセラミクスの素子を設ける面上に形成した
ガラス層と，アルミナセラミクスのスルーホール部に形
成した導電体とからなる絶縁性基板上にＩｎＳｂからな
る半導体層を設け，この半導体層上の少なくとも磁気抵
抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２００nm以下の厚
さのクロムからなる第１電極層を設け，この第１電極層
上にアルミニウムからなる第２電極層を設け，これら絶
縁性基板，半導体層，第２電極層上に保護層を設けてな
る構成とするとともに，半導体層，第１電極層及び第２
電極層をフォトリソグラフィー法により素子形状へ加工
後，保護層を２００〜３００℃の温度範囲内で形成する
ことによって，十分な密着強度を有し低接触抵抗値の安
定な電極層を得ることができるとともに素子の抵抗値の
安定化を図ることができ，素子の耐熱性を２００℃まで
向上することができる。
さ方向にスルーホールを設けたアルミナセラミクスと，
このアルミナセラミクスの素子を設ける面上に形成した
ガラス層と，アルミナセラミクスのスルーホール部に形
成した導電体とからなる絶縁性基板上にＩｎＳｂからな
る半導体層を設け，この半導体層上の少なくとも磁気抵
抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２００nm以下の厚
さのクロムからなる第１電極層を設け，この第１電極層
上にアルミニウムからなる第２電極層を設け，これら絶
縁性基板，半導体層，第２電極層上に保護層を設けてな
る構成とするとともに，半導体層，第１電極層及び第２
電極層をフォトリソグラフィー法により素子形状へ加工
後，保護層を２００〜３００℃の温度範囲内で形成する
ことによって，十分な密着強度を有し低接触抵抗値の安
定な電極層を得ることができるとともに素子の抵抗値の
安定化を図ることができ，素子の耐熱性を２００℃まで
向上することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明は，絶縁性基板上に
ＩｎＳｂからなる半導体層を設け，この半導体層上の少
なくとも磁気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２
００nm以下の厚さのクロムからなる第１電極層を設け，
この第１電極層上にアルミニウムからなる第２電極層を
設けてなる構成とし，またフォトリソグラフィー法によ
り半導体層，第１電極層及び第２電極層を素子形状に加
工した後熱処理，あるいは加熱した状態での保護層の形
成を行う製造方法とすることにより，使用温度が−５０
〜＋１７０℃である自動車用ギヤセンサ等の高温用途に
対して，２００℃においても十分な耐熱性を有する優れ
た高信頼性の半導体薄膜磁気抵抗素子を実現できるもの
である。
ＩｎＳｂからなる半導体層を設け，この半導体層上の少
なくとも磁気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２
００nm以下の厚さのクロムからなる第１電極層を設け，
この第１電極層上にアルミニウムからなる第２電極層を
設けてなる構成とし，またフォトリソグラフィー法によ
り半導体層，第１電極層及び第２電極層を素子形状に加
工した後熱処理，あるいは加熱した状態での保護層の形
成を行う製造方法とすることにより，使用温度が−５０
〜＋１７０℃である自動車用ギヤセンサ等の高温用途に
対して，２００℃においても十分な耐熱性を有する優れ
た高信頼性の半導体薄膜磁気抵抗素子を実現できるもの
である。
【図１】本発明の第１の実施例における半導体薄膜磁気
抵抗素子の断面構造を示す模式図
抵抗素子の断面構造を示す模式図
【図２】本発明の第２の実施例における半導体薄膜磁気
抵抗素子の断面構造を示す模式図
抵抗素子の断面構造を示す模式図
【図３】本発明の第１の実施例および第２の実施例にお
ける第１電極層の厚さと接触抵抗値の２００℃での経時
変化との相関を示す図
ける第１電極層の厚さと接触抵抗値の２００℃での経時
変化との相関を示す図
【図４】本発明の第１の実施例，第２の実施例および従
来例の２００℃における高温放置試験における素子抵抗
値の変化を示す図
来例の２００℃における高温放置試験における素子抵抗
値の変化を示す図
【図５】従来の半導体薄膜磁気抵抗素子の断面構造を示
す模式図
す模式図
【符号の説明】 １１ 絶縁性基板 １２ 半導体層 １３ 第１電極層 １４ 第２電極層 １５ 外部電極取り出し端子 ２１ アルミナセラミクス ２２ ガラス層 ２３ 導電体 ２４ 保護層 ５１ 絶縁性基台 ５２ 半導体層 ５３ 接着層 ５４ 電極層 ５５ 保護層
Claims (6)
- 【請求項１】絶縁性基板上にアンチモン化インジウムか
らなる半導体層を設け，この半導体層上の少なくとも磁
気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２００nm以下
の厚さのクロムからなる第１電極層を設け，この第１電
極層上にアルミニウムからなる第２電極層を設けてなる
半導体薄膜磁気抵抗素子。 - 【請求項２】絶縁性基板はガラスからなるものである請
求項１記載の半導体薄膜磁気抵抗素子。 - 【請求項３】絶縁性基板は基板の厚さ方向にスルーホー
ルを設けたアルミナセラミクスと，このアルミナセラミ
クスの半導体薄膜磁気抵抗素子を設ける面上に形成した
ガラス層と，前記アルミナセラミクスのスルーホール部
に形成した導電体とからなる請求項１記載の半導体薄膜
磁気抵抗素子。 - 【請求項４】絶縁性基板上にアンチモン化インジウムか
らなる半導体層を設ける工程と，この半導体層上の少な
くとも磁気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２０
０nm以下の厚さのクロムからなる第１電極層を設ける工
程と，この第１電極層上にアルミニウムからなる第２電
極層を設ける工程と，これら半導体層，第１電極層及び
第２電極層の形状をフォトリソグラフィー法により加工
する工程と，この状態で２００〜３００℃の温度範囲内
での熱処理を行なう工程とを有する半導体薄膜磁気抵抗
素子の製造方法。 - 【請求項５】絶縁性基板上にアンチモン化インジウムか
らなる半導体層を設ける工程と，この半導体層上の少な
くとも磁気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２０
０nm以下の厚さのクロムからなる第１電極層を設ける工
程と，この第１電極層上にアルミニウムからなる第２電
極層を設ける工程と，これら半導体層，第１電極層及び
第２電極層の形状をフォトリソグラフィー法により加工
する工程と，この状態で第２電極層より通電し半導体層
を２００〜３００℃の温度範囲内に発熱させる工程とを
有する半導体薄膜磁気抵抗素子の製造方法。 - 【請求項６】絶縁性基板上にアンチモン化インジウムか
らなる半導体層を設ける工程と，この半導体層上の少な
くとも磁気抵抗効果を得る部位の両端に５０nm以上２０
０nm以下の厚さのクロムからなる第１電極層を設ける工
程と，この第１電極層上にアルミニウムからなる第２電
極層を設ける工程と，これら半導体層，第１電極層及び
第２電極層の形状をフォトリソグラフィー法により加工
する工程と，この状態で２００〜３００℃の温度範囲内
で保護膜を形成する工程とを有する半導体薄膜磁気抵抗
素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076695A JPH05283764A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 半導体薄膜磁気抵抗素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076695A JPH05283764A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 半導体薄膜磁気抵抗素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283764A true JPH05283764A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13612625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076695A Pending JPH05283764A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 半導体薄膜磁気抵抗素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109669509A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 南昌欧菲光科技有限公司 | 显示组件和终端 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4076695A patent/JPH05283764A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109669509A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 南昌欧菲光科技有限公司 | 显示组件和终端 |
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