JPH06224489A - 抵抗装置およびその製造方法 - Google Patents
抵抗装置およびその製造方法Info
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- JPH06224489A JPH06224489A JP5012190A JP1219093A JPH06224489A JP H06224489 A JPH06224489 A JP H06224489A JP 5012190 A JP5012190 A JP 5012190A JP 1219093 A JP1219093 A JP 1219093A JP H06224489 A JPH06224489 A JP H06224489A
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Landscapes
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- Non-Adjustable Resistors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明では、抵抗薄膜の形成範囲を設定する
ためのエッチング技術を一切用いずに、良好なパターニ
ング精度を有する抵抗薄膜を得ることが可能な抵抗装置
およびその製造方法を提供する。 【構成】 シリコン基板１の上部に所定の値以上の膜厚
を有するシリコン酸化膜２を設けるとともに、このシリ
コン酸化膜２の一部にその膜厚の値未満の深さを有する
溝状の磁気抵抗素子パターン３を設け、かつ、この磁気
抵抗素子パターン３の底面にその深さに比べて十分に小
さな値に相当する膜厚を有する強磁性体薄膜４を設け
る。なお、シリコン酸化膜２の形成はシリコン基板１の
上面を熱酸化することで行い、磁気抵抗素子パターン３
の形成はシリコン酸化膜２を上方から垂直に除去するこ
とで行い、強磁性体薄膜４の形成はシリコン酸化膜２の
全面に上方から強磁性体材料を堆積させることで行う。
ためのエッチング技術を一切用いずに、良好なパターニ
ング精度を有する抵抗薄膜を得ることが可能な抵抗装置
およびその製造方法を提供する。 【構成】 シリコン基板１の上部に所定の値以上の膜厚
を有するシリコン酸化膜２を設けるとともに、このシリ
コン酸化膜２の一部にその膜厚の値未満の深さを有する
溝状の磁気抵抗素子パターン３を設け、かつ、この磁気
抵抗素子パターン３の底面にその深さに比べて十分に小
さな値に相当する膜厚を有する強磁性体薄膜４を設け
る。なお、シリコン酸化膜２の形成はシリコン基板１の
上面を熱酸化することで行い、磁気抵抗素子パターン３
の形成はシリコン酸化膜２を上方から垂直に除去するこ
とで行い、強磁性体薄膜４の形成はシリコン酸化膜２の
全面に上方から強磁性体材料を堆積させることで行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗装置およびその製
造方法に関し、特に薄膜で形成する抵抗装置およびその
製造方法に係わる。
造方法に関し、特に薄膜で形成する抵抗装置およびその
製造方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】集積回路などの製造において薄膜技術の
進歩はめざましく、特に磁性材料等の金属膜形成が広く
行われている。従来の、金属薄膜から成る抵抗装置の製
造方法としては、たとえば、特開平４−８４４７１号公
報に開示されている集積化磁気センサの製造方法の中に
記載がある。この発明は、複数の強磁性体薄膜を有して
構成された磁気センサと、この磁気センサから出力され
る信号を専用に処理するよう構成された集積回路とを一
体化して成る新規の集積化磁気センサの製造方法を提供
するものであり、そのための手段として、集積回路が形
成された半導体基板上の既存の電極を利用して所望の強
磁性体薄膜を形成する工程を具備している。
進歩はめざましく、特に磁性材料等の金属膜形成が広く
行われている。従来の、金属薄膜から成る抵抗装置の製
造方法としては、たとえば、特開平４−８４４７１号公
報に開示されている集積化磁気センサの製造方法の中に
記載がある。この発明は、複数の強磁性体薄膜を有して
構成された磁気センサと、この磁気センサから出力され
る信号を専用に処理するよう構成された集積回路とを一
体化して成る新規の集積化磁気センサの製造方法を提供
するものであり、そのための手段として、集積回路が形
成された半導体基板上の既存の電極を利用して所望の強
磁性体薄膜を形成する工程を具備している。
【０００３】すなわち、この発明においては、集積回路
が形成された半導体基板上に電極を形成した後に、その
電極を含む半導体基板上に絶縁性膜を形成し、さらに、
この絶縁性膜に電極の接続面（上面）に達する電気的接
続部（コンタクトホール）を形成してから、その電気的
接続部を含む絶縁性膜の表面に所望の強磁性体薄膜を形
成するようにしている。そして、特にこの発明では、安
定した磁気検出を可能とする構造を得るために、上述の
絶縁性膜に形成した電気的接続部の内壁に段差構造を形
成し、この段差構造により、強磁性体薄膜を絶縁性膜の
表面に形成したときにその電気的接続部に生じうる段切
れ現象を防止し、半導体基板上の電極と強磁性体薄膜と
を確実に導通させるようにしている。
が形成された半導体基板上に電極を形成した後に、その
電極を含む半導体基板上に絶縁性膜を形成し、さらに、
この絶縁性膜に電極の接続面（上面）に達する電気的接
続部（コンタクトホール）を形成してから、その電気的
接続部を含む絶縁性膜の表面に所望の強磁性体薄膜を形
成するようにしている。そして、特にこの発明では、安
定した磁気検出を可能とする構造を得るために、上述の
絶縁性膜に形成した電気的接続部の内壁に段差構造を形
成し、この段差構造により、強磁性体薄膜を絶縁性膜の
表面に形成したときにその電気的接続部に生じうる段切
れ現象を防止し、半導体基板上の電極と強磁性体薄膜と
を確実に導通させるようにしている。
【０００４】また、他の方法としては、例えば、特開平
４−８４４７２号公報に開示されている磁気抵抗素子の
製造方法がある。この発明は、母材となるシリコン基板
上に、絶縁性膜としての下地酸化シリコン、強磁性体薄
膜としてのパーマロイ、ならびにバリアメタルとしての
金およびチタンを順次積層して成る従前の磁気抵抗素子
の製造方法を改良したものであり、その磁気抵抗素子に
おいてセンサー部を成す抵抗パターンを高い精度で形成
するための手段を有している。
４−８４４７２号公報に開示されている磁気抵抗素子の
製造方法がある。この発明は、母材となるシリコン基板
上に、絶縁性膜としての下地酸化シリコン、強磁性体薄
膜としてのパーマロイ、ならびにバリアメタルとしての
金およびチタンを順次積層して成る従前の磁気抵抗素子
の製造方法を改良したものであり、その磁気抵抗素子に
おいてセンサー部を成す抵抗パターンを高い精度で形成
するための手段を有している。
【０００５】詳しくは、この発明の従前の製造方法にお
いて、センサー部の形成に際して不要となるチタンおよ
び金を順次除去するために用いられていた２種類のマス
ク（レジスト膜）の位置合せにズレを生じたときに、抵
抗パターンの抵抗バラツキが大きくなって任意の抵抗値
を得にくかったため、この発明では、１種類のマスクで
２種類の不要膜が除去できるよう従前の製造方法の工程
の順序を変更し、その１種類のマスクを用いることで、
ドライエッチングによってチタンを除去してから、ウェ
ットエッチングによって金を除去するようにしている。
いて、センサー部の形成に際して不要となるチタンおよ
び金を順次除去するために用いられていた２種類のマス
ク（レジスト膜）の位置合せにズレを生じたときに、抵
抗パターンの抵抗バラツキが大きくなって任意の抵抗値
を得にくかったため、この発明では、１種類のマスクで
２種類の不要膜が除去できるよう従前の製造方法の工程
の順序を変更し、その１種類のマスクを用いることで、
ドライエッチングによってチタンを除去してから、ウェ
ットエッチングによって金を除去するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の磁
気検出用の抵抗装置を製造する際には、その特性の優劣
を決める強磁性体薄膜を任意の領域にわたって均一な膜
厚で形成しなければならないのはもちろん、その抵抗値
を決定する強磁性体薄膜およびその周辺の形態が一義的
に定まるよう配慮しなければならない。換言すれば、こ
の種の磁気検出用の抵抗装置の製造方法において重要と
なるのは、強磁性体薄膜などの金属薄膜のエッチング技
術であるといえる。
気検出用の抵抗装置を製造する際には、その特性の優劣
を決める強磁性体薄膜を任意の領域にわたって均一な膜
厚で形成しなければならないのはもちろん、その抵抗値
を決定する強磁性体薄膜およびその周辺の形態が一義的
に定まるよう配慮しなければならない。換言すれば、こ
の種の磁気検出用の抵抗装置の製造方法において重要と
なるのは、強磁性体薄膜などの金属薄膜のエッチング技
術であるといえる。
【０００７】ここで、上述した二例の従来技術における
金属薄膜のエッチング技術を考察した場合、前者の集積
化磁気センサの製造方法にあっては、電極上に形成され
た強磁性体薄膜のエッチング技術に関しては特に開示さ
れていないが、その強磁性体薄膜の形成範囲を設定する
ときに所定のエッチング技術が適用されるのは明らかで
ある。また、後者の磁気抵抗素子の製造方法にあって
は、センサー部の形成に際して不要となる金属薄膜であ
るチタンおよび金を除去するときに、それぞれドライエ
ッチングおよびウェットエッチングが適用されている。
もちろん、これらチタンおよび金の下方に位置する強磁
性体薄膜としてのパーマロイの形成範囲を設定するとき
にも所定のエッチング技術が適用されることになる。
金属薄膜のエッチング技術を考察した場合、前者の集積
化磁気センサの製造方法にあっては、電極上に形成され
た強磁性体薄膜のエッチング技術に関しては特に開示さ
れていないが、その強磁性体薄膜の形成範囲を設定する
ときに所定のエッチング技術が適用されるのは明らかで
ある。また、後者の磁気抵抗素子の製造方法にあって
は、センサー部の形成に際して不要となる金属薄膜であ
るチタンおよび金を除去するときに、それぞれドライエ
ッチングおよびウェットエッチングが適用されている。
もちろん、これらチタンおよび金の下方に位置する強磁
性体薄膜としてのパーマロイの形成範囲を設定するとき
にも所定のエッチング技術が適用されることになる。
【０００８】しかしながら、こうした強磁性体薄膜など
の金属薄膜のエッチングを行う場合には、例えば、通常
の電極を構成するためのアルミニウム金属などのエッチ
ングを行う場合に比べ、一般に高度で複雑な制御が必要
とされることから、上述の強磁性体薄膜の形成範囲を設
定するときのパターニング精度が十分に得られないこと
がある。また、このような強磁性体薄膜などの金属薄膜
のエッチングを実際に行う場合には、通常のエッチング
装置に比べて高額な金属薄膜専用のエッチング装置を用
意する必要もある。
の金属薄膜のエッチングを行う場合には、例えば、通常
の電極を構成するためのアルミニウム金属などのエッチ
ングを行う場合に比べ、一般に高度で複雑な制御が必要
とされることから、上述の強磁性体薄膜の形成範囲を設
定するときのパターニング精度が十分に得られないこと
がある。また、このような強磁性体薄膜などの金属薄膜
のエッチングを実際に行う場合には、通常のエッチング
装置に比べて高額な金属薄膜専用のエッチング装置を用
意する必要もある。
【０００９】本発明は、以上のような実情に基づいてな
されたものであり、その目的は、これまで必要とされて
きた抵抗薄膜の形成範囲を設定するためのエッチング技
術を一切用いずに、良好なパターニング精度を有する抵
抗薄膜を得ることが可能な抵抗装置およびその製造方法
を提供することにある。
されたものであり、その目的は、これまで必要とされて
きた抵抗薄膜の形成範囲を設定するためのエッチング技
術を一切用いずに、良好なパターニング精度を有する抵
抗薄膜を得ることが可能な抵抗装置およびその製造方法
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】まず、請求項１記載の抵
抗装置は、半導体基板の上部に所定の値以上の膜厚を有
する絶縁膜を設けるとともに、この絶縁膜の一部にその
膜厚の値未満の深さを有する溝状の抵抗素子パターンを
設け、かつ、この抵抗素子パターンの底面にその深さに
比べて十分に小さな値に相当する膜厚を有する抵抗薄膜
を設けて成ることを特徴とするものである。
抗装置は、半導体基板の上部に所定の値以上の膜厚を有
する絶縁膜を設けるとともに、この絶縁膜の一部にその
膜厚の値未満の深さを有する溝状の抵抗素子パターンを
設け、かつ、この抵抗素子パターンの底面にその深さに
比べて十分に小さな値に相当する膜厚を有する抵抗薄膜
を設けて成ることを特徴とするものである。
【００１１】また、請求項２記載の抵抗装置の製造方法
は、半導体基板の上面を熱酸化してこの半導体基板の上
部に所定の値以上の膜厚を有する絶縁膜を形成する第１
の工程と、絶縁膜を上方から垂直に除去してこの絶縁膜
の一部にその膜厚の値未満の深さを有する溝状の抵抗素
子パターンを形成する第２の工程と、絶縁膜の全面に上
方から抵抗材料を堆積させて抵抗素子パターンの底面に
その深さに比べて十分に小さな値に相当する膜厚を有す
る抵抗薄膜を形成する第３の工程とを有することを特徴
とするものである。
は、半導体基板の上面を熱酸化してこの半導体基板の上
部に所定の値以上の膜厚を有する絶縁膜を形成する第１
の工程と、絶縁膜を上方から垂直に除去してこの絶縁膜
の一部にその膜厚の値未満の深さを有する溝状の抵抗素
子パターンを形成する第２の工程と、絶縁膜の全面に上
方から抵抗材料を堆積させて抵抗素子パターンの底面に
その深さに比べて十分に小さな値に相当する膜厚を有す
る抵抗薄膜を形成する第３の工程とを有することを特徴
とするものである。
【００１２】
【作用】まず、請求項１記載の本発明の抵抗装置におい
ては、所定の値以上の膜厚を有する絶縁膜の一部に、そ
の膜厚の値未満の深さを有する溝状の抵抗素子パターン
を設け、かつ、この抵抗素子パターンの底面に、その深
さに比べて十分に小さな値に相当する膜厚を有する抵抗
薄膜を設けることにより、この抵抗薄膜の形成範囲が抵
抗素子パターンの底面に設定される。
ては、所定の値以上の膜厚を有する絶縁膜の一部に、そ
の膜厚の値未満の深さを有する溝状の抵抗素子パターン
を設け、かつ、この抵抗素子パターンの底面に、その深
さに比べて十分に小さな値に相当する膜厚を有する抵抗
薄膜を設けることにより、この抵抗薄膜の形成範囲が抵
抗素子パターンの底面に設定される。
【００１３】また、請求項２記載の本発明の抵抗装置の
製造方法においては、第１の工程において、半導体基板
の上面を熱酸化することにより、この半導体基板の上部
に所定の値以上の膜厚を有する絶縁膜が形成され、第２
の工程において、絶縁膜を上方から垂直に除去すること
により、この絶縁膜の一部にその膜厚の値未満の深さを
有する溝状の抵抗素子パターンが形成され、第３の工程
において、絶縁膜の全面に上方から抵抗材料を堆積させ
ることにより、抵抗素子パターンの底面にその深さに比
べて十分に小さな値に相当する膜厚を有する抵抗薄膜が
形成される。
製造方法においては、第１の工程において、半導体基板
の上面を熱酸化することにより、この半導体基板の上部
に所定の値以上の膜厚を有する絶縁膜が形成され、第２
の工程において、絶縁膜を上方から垂直に除去すること
により、この絶縁膜の一部にその膜厚の値未満の深さを
有する溝状の抵抗素子パターンが形成され、第３の工程
において、絶縁膜の全面に上方から抵抗材料を堆積させ
ることにより、抵抗素子パターンの底面にその深さに比
べて十分に小さな値に相当する膜厚を有する抵抗薄膜が
形成される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。初めに、本発明に係る抵抗装
置の一実施例として磁気検出装置を採り上げ、その構造
について説明する。
しながら詳細に説明する。初めに、本発明に係る抵抗装
置の一実施例として磁気検出装置を採り上げ、その構造
について説明する。
【００１５】図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実
施例に係る磁気検出装置の構造を示す図である。このう
ち、同図（ａ）は、その一実施例に係る磁気検出装置の
側面構造を示す縦断面図であり、また、同図（ｂ）は、
その一実施例に係る磁気検出装置の平面構造を示す上面
図である。なお、同図（ａ）に示される縦断面は、同図
（ｂ）に示される一点鎖線Ｘ−Ｙにおけるものである。
施例に係る磁気検出装置の構造を示す図である。このう
ち、同図（ａ）は、その一実施例に係る磁気検出装置の
側面構造を示す縦断面図であり、また、同図（ｂ）は、
その一実施例に係る磁気検出装置の平面構造を示す上面
図である。なお、同図（ａ）に示される縦断面は、同図
（ｂ）に示される一点鎖線Ｘ−Ｙにおけるものである。
【００１６】まず、同図（ａ）に示すように、この一実
施例に係る磁気検出装置は、一般に半導体装置を形成す
る際に用いられる半導体基板としてのシリコン基板（Ｓ
ｉ）１を母材として構成されている。すなわち、この磁
気検出装置は、任意の半導体装置における非能動領域に
形成することが可能であり、例えば、この磁気検出装置
から出力されることになる信号を専用に処理するよう構
成された集積回路とともに形成することなども可能であ
る。そして、このシリコン基板１の上部には、所定の値
以上の膜厚、好ましくは１μｍ以上の膜厚を有する絶縁
膜としてのシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）２が設けられて
いる。なお、この磁気検出装置を任意の半導体装置の非
能動領域に形成する場合にあっては、その半導体装置に
おける半導体基板の上面全体に設けられることになるフ
ィールド酸化膜（ＳｉＯ2 ）を、少なくともその当該領
域において所望の１μｍ以上の膜厚に設定し、この１μ
ｍ以上の膜厚に設定したフィールド酸化膜を、この一実
施例でいうシリコン酸化膜２に相当させればよい。
施例に係る磁気検出装置は、一般に半導体装置を形成す
る際に用いられる半導体基板としてのシリコン基板（Ｓ
ｉ）１を母材として構成されている。すなわち、この磁
気検出装置は、任意の半導体装置における非能動領域に
形成することが可能であり、例えば、この磁気検出装置
から出力されることになる信号を専用に処理するよう構
成された集積回路とともに形成することなども可能であ
る。そして、このシリコン基板１の上部には、所定の値
以上の膜厚、好ましくは１μｍ以上の膜厚を有する絶縁
膜としてのシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）２が設けられて
いる。なお、この磁気検出装置を任意の半導体装置の非
能動領域に形成する場合にあっては、その半導体装置に
おける半導体基板の上面全体に設けられることになるフ
ィールド酸化膜（ＳｉＯ2 ）を、少なくともその当該領
域において所望の１μｍ以上の膜厚に設定し、この１μ
ｍ以上の膜厚に設定したフィールド酸化膜を、この一実
施例でいうシリコン酸化膜２に相当させればよい。
【００１７】次に、同図（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、上述の１μｍ以上の膜厚を有するシリコン酸化膜２
の一部には、その膜厚の値未満の１μｍ程度の深さを有
する溝状の磁気抵抗素子パターン３が設けられている。
詳しくは、この磁気抵抗素子パターン３は、その底面が
全域にわたってシリコン基板１の上面に達することのな
い深さ、すなわち上述の１μｍ程度の深さを保ちなが
ら、その平面形状がＵ字状を成すように設けられてい
る。なお、このＵ字状のパターンは一例であり、他にも
例えばミアンダ形状であっても良い。
に、上述の１μｍ以上の膜厚を有するシリコン酸化膜２
の一部には、その膜厚の値未満の１μｍ程度の深さを有
する溝状の磁気抵抗素子パターン３が設けられている。
詳しくは、この磁気抵抗素子パターン３は、その底面が
全域にわたってシリコン基板１の上面に達することのな
い深さ、すなわち上述の１μｍ程度の深さを保ちなが
ら、その平面形状がＵ字状を成すように設けられてい
る。なお、このＵ字状のパターンは一例であり、他にも
例えばミアンダ形状であっても良い。
【００１８】このＵ字状を成す磁気抵抗素子パターン３
は、後述の電極を配置するための領域として、その両端
部に先の条件と同一の１μｍ程度の深さを有する電極配
置領域３ａおよび３ｂを具備している。そして、これら
電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁気抵抗素子パター
ン３の底面には、その深さに比べて十分に小さな値に相
当する５００Å程度の膜厚を有する強磁性体薄膜４（同
図（ａ）において斜線を付した領域のうちの該当領域、
および同図（ｂ）において斜線を付した領域）が設けら
れている。なお、上述の強磁性体薄膜４の形成と同時
に、シリコン酸化膜２の上面にも、同じく５００Å程度
の膜厚を有する非動作域強磁性体薄膜４ａ（簡素化のた
め同図（ｂ）には示さず）が設けられる。
は、後述の電極を配置するための領域として、その両端
部に先の条件と同一の１μｍ程度の深さを有する電極配
置領域３ａおよび３ｂを具備している。そして、これら
電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁気抵抗素子パター
ン３の底面には、その深さに比べて十分に小さな値に相
当する５００Å程度の膜厚を有する強磁性体薄膜４（同
図（ａ）において斜線を付した領域のうちの該当領域、
および同図（ｂ）において斜線を付した領域）が設けら
れている。なお、上述の強磁性体薄膜４の形成と同時
に、シリコン酸化膜２の上面にも、同じく５００Å程度
の膜厚を有する非動作域強磁性体薄膜４ａ（簡素化のた
め同図（ｂ）には示さず）が設けられる。
【００１９】さらに、電極配置領域３ａおよび３ｂの中
央部を除いて、強磁性体薄膜４，４ａ上に絶縁膜６が形
成されている。この絶縁膜６は、０．５μｍ程度のシリ
コン酸化膜および１．５μｍ程度のシリコン窒化膜から
なる。そして、上記絶縁膜６の開口部において、電極配
置領域３ａおよび３ｂの底面で強磁性体薄膜４に接続し
て、それぞれ電極５ａおよび５ｂが設けられている。
央部を除いて、強磁性体薄膜４，４ａ上に絶縁膜６が形
成されている。この絶縁膜６は、０．５μｍ程度のシリ
コン酸化膜および１．５μｍ程度のシリコン窒化膜から
なる。そして、上記絶縁膜６の開口部において、電極配
置領域３ａおよび３ｂの底面で強磁性体薄膜４に接続し
て、それぞれ電極５ａおよび５ｂが設けられている。
【００２０】上述のように、電極配置領域３ａおよび３
ｂを含む磁気抵抗素子パターン３の底面に設けられる強
磁性体薄膜４の膜厚を５００Å程度に設定したが、この
強磁性体薄膜４がシリコン酸化膜２の上面に形成されて
いる非動作域強磁性体薄膜４ａと短絡してしまうと、強
磁性体薄膜４から成る抵抗の抵抗値などの特性が影響を
受けてしまう。そこで、この一実施例に係る磁気検出装
置では、上記強磁性体薄膜４と非動作域強磁性体薄膜４
ａとの絶縁が確実に図られるように、前述の磁気抵抗素
子パターン３の深さと上述の強磁性体薄膜４の膜厚との
寸法比をおよそ２０対１に設定し、これに基づいて、磁
気抵抗素子パターン３の深さを強磁性体薄膜４の膜厚の
およそ２０倍に相当する１μｍ（５００Å×２０）程度
に設定している。そして、以上の寸法比の設定により、
実際の磁気検出に関与する強磁性体薄膜４が、その全域
にわたって非動作域強磁性体薄膜４ａから絶縁された状
態を保ちながら、電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁
気抵抗素子パターン３の底面のみに良好なパターニング
精度で設けられるようになる。
ｂを含む磁気抵抗素子パターン３の底面に設けられる強
磁性体薄膜４の膜厚を５００Å程度に設定したが、この
強磁性体薄膜４がシリコン酸化膜２の上面に形成されて
いる非動作域強磁性体薄膜４ａと短絡してしまうと、強
磁性体薄膜４から成る抵抗の抵抗値などの特性が影響を
受けてしまう。そこで、この一実施例に係る磁気検出装
置では、上記強磁性体薄膜４と非動作域強磁性体薄膜４
ａとの絶縁が確実に図られるように、前述の磁気抵抗素
子パターン３の深さと上述の強磁性体薄膜４の膜厚との
寸法比をおよそ２０対１に設定し、これに基づいて、磁
気抵抗素子パターン３の深さを強磁性体薄膜４の膜厚の
およそ２０倍に相当する１μｍ（５００Å×２０）程度
に設定している。そして、以上の寸法比の設定により、
実際の磁気検出に関与する強磁性体薄膜４が、その全域
にわたって非動作域強磁性体薄膜４ａから絶縁された状
態を保ちながら、電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁
気抵抗素子パターン３の底面のみに良好なパターニング
精度で設けられるようになる。
【００２１】続いて、上記磁気検出装置の製造方法につ
いて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、図１に示した本
発明の抵抗装置として採り上げた磁気検出装置の製造方
法を工程順に示す縦断面図である。
いて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、図１に示した本
発明の抵抗装置として採り上げた磁気検出装置の製造方
法を工程順に示す縦断面図である。
【００２２】まず、同図（ａ）に示すように、前述した
磁気検出装置の構造を得るには、そのための第１の工程
として、装置の母材となるシリコン基板（Ｓｉ）１のそ
の上面を酸素雰囲気中で熱酸化することで、このシリコ
ン基板１の上部に、少なくとも１μｍ以上の膜厚を有す
るシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）２を形成する。なお、こ
の磁気検出装置を任意の半導体装置における非能動領域
に形成する場合には、その当該領域に位置するフィール
ド酸化膜（ＳｉＯ2 ）の上面を上述の手法を利用してさ
らに熱酸化することにより、所望の１μｍ以上の膜厚を
有するシリコン酸化膜２を形成すればよい。ただし、こ
の場合において、その当該領域に位置するフィールド酸
化膜が１μｍ以上の膜厚を既に有しているときには、そ
の状態にあるフィールド酸化膜を、この一実施例でいう
シリコン酸化膜２としてそのまま利用すればよい。
磁気検出装置の構造を得るには、そのための第１の工程
として、装置の母材となるシリコン基板（Ｓｉ）１のそ
の上面を酸素雰囲気中で熱酸化することで、このシリコ
ン基板１の上部に、少なくとも１μｍ以上の膜厚を有す
るシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）２を形成する。なお、こ
の磁気検出装置を任意の半導体装置における非能動領域
に形成する場合には、その当該領域に位置するフィール
ド酸化膜（ＳｉＯ2 ）の上面を上述の手法を利用してさ
らに熱酸化することにより、所望の１μｍ以上の膜厚を
有するシリコン酸化膜２を形成すればよい。ただし、こ
の場合において、その当該領域に位置するフィールド酸
化膜が１μｍ以上の膜厚を既に有しているときには、そ
の状態にあるフィールド酸化膜を、この一実施例でいう
シリコン酸化膜２としてそのまま利用すればよい。
【００２３】次に、同図（ｂ）に示すように、第２の工
程として、上述のように１μｍ以上の膜厚に形成したシ
リコン酸化膜２を上方から垂直に除去することで、この
シリコン酸化膜２の一部に、１μｍ程度の深さを有する
溝状の磁気抵抗素子パターン３を形成すると同時に、こ
の磁気抵抗素子パターン３の両端部に相当する領域に、
同じく１μｍ程度の深さを有する電極配置領域３ａおよ
び３ｂを形成する。詳しくは、まず、シリコン酸化膜２
の上面に、電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁気抵抗
素子パターン３の平面形状（図１（ｂ）参照）に相当す
るエッチングパタンを有するレジスト膜（図示せず）を
通常の手法で形成し、次いで、このレジスト膜をマスク
としながら、例えば、所定の反応ガスの雰囲気中におい
て異方性ドライエッチングである反応性イオンエッチン
グ（反応性スパッタエッチング）などを行ってシリコン
酸化膜２を上方から垂直に除去すればよい。
程として、上述のように１μｍ以上の膜厚に形成したシ
リコン酸化膜２を上方から垂直に除去することで、この
シリコン酸化膜２の一部に、１μｍ程度の深さを有する
溝状の磁気抵抗素子パターン３を形成すると同時に、こ
の磁気抵抗素子パターン３の両端部に相当する領域に、
同じく１μｍ程度の深さを有する電極配置領域３ａおよ
び３ｂを形成する。詳しくは、まず、シリコン酸化膜２
の上面に、電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁気抵抗
素子パターン３の平面形状（図１（ｂ）参照）に相当す
るエッチングパタンを有するレジスト膜（図示せず）を
通常の手法で形成し、次いで、このレジスト膜をマスク
としながら、例えば、所定の反応ガスの雰囲気中におい
て異方性ドライエッチングである反応性イオンエッチン
グ（反応性スパッタエッチング）などを行ってシリコン
酸化膜２を上方から垂直に除去すればよい。
【００２４】次に、同図（ｃ）に示すように、第３の工
程として、上述のような形態に形成したシリコン酸化膜
２の全面に上方から強磁性体材料を堆積させることで、
電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁気抵抗素子パター
ン３の底面に、５００Å程度の膜厚を有する所望の強磁
性体薄膜４を形成する。すなわち、この強磁性体薄膜４
の形成に際しては、例えば、スパッタリング法などの通
常の手法を用いることにより、強磁性体材料から成るタ
ーゲットからはじき出されるスパッタ粒子をシリコン酸
化膜２の全面に上方から堆積させるとよい。このとき、
強磁性体材料から成るスパッタ粒子は、電極配置領域３
ａおよび３ｂを含む磁気抵抗素子パターン３の底面以外
のシリコン酸化膜２の上面にも堆積され、ここに、同じ
く５００Å程度の膜厚を有する非動作域強磁性体薄膜４
ａが形成されることになるが、この一実施例に係る磁気
検出装置では、電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁気
抵抗素子パターン３の深さを強磁性体薄膜４の膜厚のお
よそ２０倍にも設定していることから、その強磁性体薄
膜４と非動作域強磁性体薄膜４ａとの間でいわゆる段切
れが起こり、この段切れにより、双方の間の短絡が防止
されて相互の絶縁が図れるようになる。この結果、これ
まで必要とされてきたエッチング技術を一切用いること
なく、従前の通常のプロセス技術のみを用いることによ
り、良好なパターニング精度を有する強磁性体薄膜４が
所定の領域に得られるようになる。
程として、上述のような形態に形成したシリコン酸化膜
２の全面に上方から強磁性体材料を堆積させることで、
電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁気抵抗素子パター
ン３の底面に、５００Å程度の膜厚を有する所望の強磁
性体薄膜４を形成する。すなわち、この強磁性体薄膜４
の形成に際しては、例えば、スパッタリング法などの通
常の手法を用いることにより、強磁性体材料から成るタ
ーゲットからはじき出されるスパッタ粒子をシリコン酸
化膜２の全面に上方から堆積させるとよい。このとき、
強磁性体材料から成るスパッタ粒子は、電極配置領域３
ａおよび３ｂを含む磁気抵抗素子パターン３の底面以外
のシリコン酸化膜２の上面にも堆積され、ここに、同じ
く５００Å程度の膜厚を有する非動作域強磁性体薄膜４
ａが形成されることになるが、この一実施例に係る磁気
検出装置では、電極配置領域３ａおよび３ｂを含む磁気
抵抗素子パターン３の深さを強磁性体薄膜４の膜厚のお
よそ２０倍にも設定していることから、その強磁性体薄
膜４と非動作域強磁性体薄膜４ａとの間でいわゆる段切
れが起こり、この段切れにより、双方の間の短絡が防止
されて相互の絶縁が図れるようになる。この結果、これ
まで必要とされてきたエッチング技術を一切用いること
なく、従前の通常のプロセス技術のみを用いることによ
り、良好なパターニング精度を有する強磁性体薄膜４が
所定の領域に得られるようになる。
【００２５】同図（ｃ）の工程に続いて、絶縁膜６を形
成する。この工程は、ＣＶＤ法などで全面にシリコン酸
化膜を０．５μｍ程度の膜厚で形成し、その上面にさら
にシリコン窒化膜（たとえばＳｉ3 Ｎ4 ）を１．５μｍ
程度の膜厚で形成する。そして、その絶縁膜６を電極配
置領域３ａおよび３ｂ上で選択的にエッチングして開口
部を設け、その開口部を介して電極配置領域３ａおよび
３ｂの底面に形成されている強磁性体薄膜４に電気的に
接続してそれぞれ電極５ａおよび５ｂを形成する。
成する。この工程は、ＣＶＤ法などで全面にシリコン酸
化膜を０．５μｍ程度の膜厚で形成し、その上面にさら
にシリコン窒化膜（たとえばＳｉ3 Ｎ4 ）を１．５μｍ
程度の膜厚で形成する。そして、その絶縁膜６を電極配
置領域３ａおよび３ｂ上で選択的にエッチングして開口
部を設け、その開口部を介して電極配置領域３ａおよび
３ｂの底面に形成されている強磁性体薄膜４に電気的に
接続してそれぞれ電極５ａおよび５ｂを形成する。
【００２６】以上により、図１に示した状態の磁気検出
装置が得られる。そして、この状態の磁気検出装置に表
面保護用のパッシベーション膜（図示せず）を通常の手
法で形成し、以下、スクライビング、マウント、ボンデ
ィングおよび封止の工程を経ることにより、所望の構造
を有する磁気検出装置が得られるようになる。
装置が得られる。そして、この状態の磁気検出装置に表
面保護用のパッシベーション膜（図示せず）を通常の手
法で形成し、以下、スクライビング、マウント、ボンデ
ィングおよび封止の工程を経ることにより、所望の構造
を有する磁気検出装置が得られるようになる。
【００２７】なお、前述の第３の工程で形成される非動
作域強磁性体薄膜４ａは、この磁気検出装置の電気的ま
たは磁気的な動作には関与しないので、除去してしまっ
ても差し支えないが、この非動作域強磁性体薄膜４ａを
設置しておけば、その特質によって装置全体の放熱効果
や外来放射性ノイズの遮断効果などが期待できることか
ら、これをあえて除去する必要はない。
作域強磁性体薄膜４ａは、この磁気検出装置の電気的ま
たは磁気的な動作には関与しないので、除去してしまっ
ても差し支えないが、この非動作域強磁性体薄膜４ａを
設置しておけば、その特質によって装置全体の放熱効果
や外来放射性ノイズの遮断効果などが期待できることか
ら、これをあえて除去する必要はない。
【００２８】また、上記実施例においては、強磁性体薄
膜４の膜厚を５００Å程度として形成したがこれに限る
ことはなく、磁気抵抗素子パターン３の深さとその膜厚
との関係が、強磁性体薄膜４と非動作域強磁性体薄膜４
ａとの短絡を防ぐ程度であれば問題はない。たとえば、
強磁性体薄膜４の膜厚を数１０Å程度としてシリコン酸
化膜上に堆積させて金属格子を形成し、ＧＭＲ（Ｇｉａ
ｎｔ Ｍａｇｎｅｔ−ｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）効
果を得るようにすることも可能である。
膜４の膜厚を５００Å程度として形成したがこれに限る
ことはなく、磁気抵抗素子パターン３の深さとその膜厚
との関係が、強磁性体薄膜４と非動作域強磁性体薄膜４
ａとの短絡を防ぐ程度であれば問題はない。たとえば、
強磁性体薄膜４の膜厚を数１０Å程度としてシリコン酸
化膜上に堆積させて金属格子を形成し、ＧＭＲ（Ｇｉａ
ｎｔ Ｍａｇｎｅｔ−ｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）効
果を得るようにすることも可能である。
【００２９】さらに、上記実施例においては、本発明の
抵抗装置を磁気検出装置に適用した例を説明したが、本
発明はこれに限ることはなく、強磁性体以外の金属薄膜
からなる抵抗素子のパターニングにも適用可能である。
そのような他の実施例としては、ひずみゲージがある。
この場合、上記図２（ａ）〜（ｂ）の工程で抵抗パター
ンを形成した後に、抵抗材料として銅ニッケル，窒化タ
ンタル，ニッケル・クロム，ニッケル・クロム・シリコ
ンなどの合金を１０００〜４０００Å程度の膜厚で形成
することによって製造する。
抵抗装置を磁気検出装置に適用した例を説明したが、本
発明はこれに限ることはなく、強磁性体以外の金属薄膜
からなる抵抗素子のパターニングにも適用可能である。
そのような他の実施例としては、ひずみゲージがある。
この場合、上記図２（ａ）〜（ｂ）の工程で抵抗パター
ンを形成した後に、抵抗材料として銅ニッケル，窒化タ
ンタル，ニッケル・クロム，ニッケル・クロム・シリコ
ンなどの合金を１０００〜４０００Å程度の膜厚で形成
することによって製造する。
【００３０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、半導体基板の上面を熱酸化して所定の値以上の
膜厚を有する絶縁膜を設けた後に、この絶縁膜を上方か
ら垂直に除去してその膜厚の値未満の深さを有する溝状
の抵抗素子パターンを設け、さらに、絶縁膜の全面に上
方から抵抗材料を堆積させて抵抗素子パターンの底面に
その深さに比べて十分に小さな値に相当する膜厚を有す
る抵抗薄膜を設けたことから、抵抗素子パターンの深さ
と抵抗薄膜の膜厚との寸法比に応じ、抵抗薄膜と絶縁膜
の上面に堆積される抵抗材料との間で段切れが起こるよ
うになり、この段切れにより、双方の間の短絡が防止さ
れて相互の絶縁が図られるようになる。この結果、これ
まで必要とされてきたエッチング技術を一切用いること
なく、従前の通常のプロセス技術のみを用いることによ
り、抵抗素子パターンを高精度で設けることができるよ
うになる。
よれば、半導体基板の上面を熱酸化して所定の値以上の
膜厚を有する絶縁膜を設けた後に、この絶縁膜を上方か
ら垂直に除去してその膜厚の値未満の深さを有する溝状
の抵抗素子パターンを設け、さらに、絶縁膜の全面に上
方から抵抗材料を堆積させて抵抗素子パターンの底面に
その深さに比べて十分に小さな値に相当する膜厚を有す
る抵抗薄膜を設けたことから、抵抗素子パターンの深さ
と抵抗薄膜の膜厚との寸法比に応じ、抵抗薄膜と絶縁膜
の上面に堆積される抵抗材料との間で段切れが起こるよ
うになり、この段切れにより、双方の間の短絡が防止さ
れて相互の絶縁が図られるようになる。この結果、これ
まで必要とされてきたエッチング技術を一切用いること
なく、従前の通常のプロセス技術のみを用いることによ
り、抵抗素子パターンを高精度で設けることができるよ
うになる。
【図１】本発明の抵抗装置の一実施例として採り上げた
磁気検出装置の構造を示す図であり、（ａ）はその磁気
検出装置の側面構造を示す縦断面図、（ｂ）はその磁気
検出装置の平面構造を示す上面図である。
磁気検出装置の構造を示す図であり、（ａ）はその磁気
検出装置の側面構造を示す縦断面図、（ｂ）はその磁気
検出装置の平面構造を示す上面図である。
【図２】図１に示した磁気検出装置の構造を得るための
その製造方法を工程順に示す縦断面図である。
その製造方法を工程順に示す縦断面図である。
１ シリコン基板 ２ シリコン酸化膜 ３ 磁気抵抗素子パタン ４ 強磁性体薄膜
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板の上部に所定の値以上の膜厚
を有する絶縁膜を設けるとともに、この絶縁膜の一部に
その膜厚の値未満の深さを有する溝状の抵抗素子パター
ンを設け、かつ、この抵抗素子パターンの底面にその深
さに比べて十分に小さな値に相当する膜厚を有する抵抗
薄膜を設けて成ることを特徴とする抵抗装置。 - 【請求項２】 半導体基板の上面を熱酸化して前記半導
体基板の上部に所定の値以上の膜厚を有する絶縁膜を形
成する第１の工程と、 前記絶縁膜を上方から垂直に除去して前記絶縁膜の一部
にその膜厚の値未満の深さを有する溝状の抵抗素子パタ
ーンを形成する第２の工程と、 前記絶縁膜の全面に上方から抵抗材料を堆積させて前記
抵抗素子パターンの底面にその深さに比べて十分に小さ
な値に相当する膜厚を有する抵抗薄膜を形成する第３の
工程と、 を有することを特徴とする抵抗装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012190A JPH06224489A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 抵抗装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012190A JPH06224489A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 抵抗装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224489A true JPH06224489A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11798486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5012190A Withdrawn JPH06224489A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 抵抗装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06224489A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005508084A (ja) * | 2001-10-30 | 2005-03-24 | マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド | 磁気抵抗ビット構造体およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP5012190A patent/JPH06224489A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005508084A (ja) * | 2001-10-30 | 2005-03-24 | マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド | 磁気抵抗ビット構造体およびその製造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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