(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上にセンシング部位と信号処理回路とを備え、前記センシング部位は前記信号処理回路上に形成され、前記センシング部位と前記信号処理回路との間に樹脂膜を設けてなる磁気抵抗センサ装置であって、
前記センシング部位は移動体による磁界変化を検出し、かつ前記移動体による磁界変化を有効に検出する位置に配置され、なおかつ前記センシング部位が磁気抵抗センサ素子からなり、
前記樹脂膜が、複数の層で構成される積層膜からなり、各層がそれぞれ異種のシリコーンポリマーの硬化膜からなり、重量平均分子量が１０００以上であり、かつ下記構造単位群（１）の１〜４種のみから構成されることを特徴とする磁気抵抗センサ装置。
【化１】
0003626469.tif 000004
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は水素原子、水酸基、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、または不飽和結合を有する官能基であり、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは０以上の整数であるが、ｌ、ｍ、ｎの少なくとも１つは０ではない）
【請求項２】
前記樹脂膜が下記一般式（２）
【化２】
0003626469.tif 000005
（式中、Ｒ１’、Ｒ２’は水素原子、アリール基、脂肪族アルキル基、または不飽和結合を有する官能基であり、Ｒ３’、Ｒ４’、Ｒ５’、Ｒ６’は水素原子、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、または不飽和結合を有する官能基であり、ｎは自然数である）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜であることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗センサ装置。
【請求項３】
前記樹脂膜の重量平均分子量が１０００００以上であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置。
【請求項４】
前記樹脂膜の重量平均分子量が５００００以下であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置。
【請求項５】
前記樹脂膜の有機成分比が０．４以上であることを特徴とする請求項４記載の磁気抵抗センサ装置。
【請求項６】
前記積層膜の少なくとも１つの層が、前記一般式（２）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が１０００以上５００００以下であり、かつ有機成分比が０．４以上であることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗センサ装置。
【請求項７】
前記積層膜の少なくとも１つの層が、前記一般式（２）で表されるシリコーン系ポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が１０００以上５００００以下であり、かつ有機成分比が０．４未満であることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗センサ装置。
【請求項８】
前記センシング部位が、巨大磁気抵抗センサ素子からなることを特徴とする請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置。
【請求項９】
前記巨大磁気抵抗センサ素子が、次の条件を具備することを特徴とする請求項８記載の磁気抵抗センサ装置：
Ｎｉ、ＦｅおよびＣｏを主成分とする磁性層とＣｕを主成分とする非磁性層が交互に積層され、
それぞれの層の原子組成比が、磁性層  Ｎｉ（１−ｘ−ｙ）ＦｅｙＣｏｘ（式中、ｘ≧０．７かつｙ≦０．３かつ（１−ｘ−ｙ）≦０．１５である）、非磁性層  ＣｕｚＡ（１−ｚ）（式中、ＡはＣｕ以外の添加元素であり、ｚ≧０．９である）を満足し、
それぞれの層の厚さが、磁性層厚  ｔｍ：１０Å＜ｔｍ＜２５Å、非磁性層厚  ｔｎ：１８Å＜ｔｎ＜２５Åを満足し、
前記磁性層と前記非磁性層との積層体を１単位とした周期構造を有し、前記周期構造の周期回数が、周期回数  Ｎ：１０回≦Ｎ≦４０回を満足し、
前記樹脂膜と前記磁性層あるいは前記非磁性層との間にバッファ層を設け、その厚さが、バッファ層厚  ｔｂ：１０Å＜ｔｂ＜８０Åを満足する。
【請求項１０】
前記磁気抵抗センサ装置が車載用として用いられることを特徴とする請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体による磁界変化を検出する磁気抵抗センサ装置に関するものであり、例えば回転体の回転数や回転角度を検出する磁気抵抗センサ装置に関する。さらに詳しくは本発明は、移動体による磁界変化を検出する磁気抵抗センサ装置において、センシング部位を信号処理回路（ＩＣ）上の任意の箇所に形成でき、磁界変化を有効に検出するセンシング部位の最適配置が可能な、モノリシック構成の磁気抵抗センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転センサ等、移動体（回転体）による磁界変化を検出する磁気抵抗センサ装置は、センシング部位が移動体を含めた磁気回路において磁界変化を最も有効に検出するように配置される。磁気抵抗センサ装置におけるセンシング部位の最適配置は、移動体、磁気抵抗センサ装置の構成（磁石の有無や磁石とセンシング部位の位置関係など）、あるいはセンサ素子の感磁方向などの空間的位置関係に関わり、加えて所望の出力信号の形態にも関わるが、ここに簡単な例を示す。図１２は従来の回転センサの構成の一例を説明するための図であり、図１３は、該回転センサに用いられるホイートストンブリッジ回路の構成図である。図１２において、磁性体で作られた回転体２１に対向して磁気抵抗センサ装置２３があり、装置２３はセンシング部位１１と磁石２４によって構成され、センシング部位１１はセンサ素子領域１２ａと１２ｂに配置される。図１３において、ホイートストンブリッジ回路は、センサ素子１３、１４、１５、１６により構成され、センサ素子１３と１６が領域１２ａ、センサ素子１４と１５が領域１２ｂに配置される。また、センサ素子１３と１５が接続される端子１７が電源端子であり、センサ素子１４と１６が接地される端子１８がＧＮＤ端子であり、センサ素子１３と１４が接続される端子１９とセンサ素子１５と１６が接続される端子２０は、それぞれ端子１７と１８の間の中点電位を示す端子であり、差動増幅回路に接続される。図１２において、回転体２１は凹凸形状をしており、歯の部分（ｔｏｏｔｈ）２２ａと歯のない部分（ｓｌｏｔ）２２ｂで構成される。装置２３は回転体２１のｔｏｏｔｈ２２ａとｓｌｏｔ２２ｂの回転による磁界変化を検出し、センサ素子領域１２ａとセンサ素子領域１２ｂに発生する磁界の差をホイートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０との電位差として出力する。図１４は、センシング部位および回転体の配置と発生磁界との関係を説明するための図である。センシング部位の最適配置は例えば、図１４（ａ）の場合である。センサ素子領域１２ａが回転体２１のｔｏｏｔｈ２２ａに、センサ素子領域１２ｂがｓｌｏｔ２２ｂに対応して配置されているため、センサ素子領域１２ａと１２ｂの磁界の差が最も大きい。一方、これに比較して図１４（ｂ）や（ｃ）の配置ではセンサ素子領域１２ａと１２ｂの磁界の差が小さい。つまり本例においては回転体の２つのｔｏｏｔｈ２２ａの間隔に対して、センサ素子領域１２ａと１２ｂの最適な間隔が決まる。
【０００３】
移動体の仕様（入力信号仕様）が多岐に渡る場合、センシング部位の最適配置のため、例えばセンシング部位とＩＣは別々に構成してセンシング部位の配置に自由度を持たせた、いわゆるハイブリッド構成が多く用いられる。ハイブリッド構成はまた、センシング部位とＩＣとを別々に製造するため、磁気抵抗センサ装置に多く用いられる膜状の磁気抵抗センサ素子とＩＣの製造プロセス上のマッチングを考慮する必要がない。
【０００４】
一方、磁気抵抗センサ装置においても近年、センシングの高精度化が要求され、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）向上のために磁気抵抗センサ素子の高感度化と共に、センシング部位とＩＣとを一体化する、いわゆるモノリシック構成がノイズ低減対策として注目されている。モノリシック構成は信頼性の点でも利点がある。
【０００５】
前記のように、磁気抵抗センサ装置の構成は従来、ハイブリッド構成が多く用いられていたが、近年のセンシングの高精度化要求に対応して、モノリシック化が検討・実用化され始めた。実際、高感度な磁気抵抗センサ装置のモノリシック構成では例えば、深見らによる報告（深見  他：車載用集積化ＧＭＲセンサ  電気学会論文誌，  Ｖｏｌ．１２０−Ｅ，  Ｎｏ．５，  ２０００）がある。該報告では高精度化のために、磁気抵抗（ＭＲ）センサ素子として高感度な巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ素子を用い、更にはハイブリッド構成におけるＳ／Ｎ比の問題を課題としてＧＭＲセンサ素子とＩＣとのモノリシック構成を提案している。モノリシック化に際しては、製造上の磁性膜形成プロセスとＩＣプロセスとのマッチングが検討されており、下地状態に敏感なＧＭＲセンサ素子でも良好な特性が得られている。ＩＣとのモノリシック化はＩＣ内に設けられたセンシング部位の専用領域によって実現されたが、この構成は反面、センシング部位の位置を固定する。結果、検出可能な移動体の仕様は限られ、入力信号仕様の多様化に対応するのは難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
磁気抵抗センサ装置において高精度化の要求は高く、更には検出磁界（入力信号仕様）の多様化への対応も併せて求められる。これら２つの要求は磁気抵抗センサ装置の構成においては、高感度化のためにはモノリシック構成を、センシング部位の配置自由度のためにハイブリッド構成を選択することになり、これら２つの構成は互いに相反するため両立は困難である。
センシングの高精度化のためには高感度な素子が必要となるが、これには例えば、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ素子などの磁気抵抗（ＭＲ）センサ素子がある。この素子は下地に敏感な特性を示し、前記のようにＩＣ内にセンシング部位の専用領域を設ける必要があった。このためセンシング部位の位置が固定されてしまい、多様な入力信号仕様に対するセンシング部位の配置の自由度はない。
【０００７】
課題の典型的な例は車載用回転センサにある。車載用回転センサは、磁気抵抗センサ素子に対向して回転体があり、回転体による磁界変化を検出する。そのセンシング信号はエンジン制御やトランスミッション制御等に用いられるが、近年の例えば排ガス規制強化などに伴って、高精度化が要求されている。また、車載用は厳しい環境下での動作を保証する必要があり、センサ素子はモノリシック化によって高精度、高信頼性を実現している。一方、回転体については自動車メーカー毎、車種毎、あるいは制御目的毎にそれぞれに応じた多種多様な仕様が存在する。従来のモノリシック構成では、異なる入力信号仕様に対するセンシング部位の配置自由度がないため、同一の信号処理が可能だとしても新たにＩＣを作製する必要があった。これは高性能、高品質な製品を安価に製造する上で、大きな障害となる。
【０００８】
図１５は、従来のモノリシック構造の磁気抵抗センサ装置の一例の断面図である。基板１００上に、回路部１、層間絶縁層２、第１の配線３、ＩＣ保護膜４が順次設けられＩＣ５を構成している。そしてセンシング部位１１は、ＩＣ５上に設けられた専用領域内において、層間絶縁層２上に形成されている。なお、８はＭＲセンサ素子膜、９は磁気抵抗センサ装置の保護膜である。
このようなモノリシック構造の磁気抵抗センサ装置は、ＩＣ５上のセンシング部位１１の専用領域上の保護膜４を除去し、層間絶縁層２上にセンシング部位１１を形成するステップを経て製造される。センシング部位１１とＩＣ５との電気的接続は保護膜４を除去後、専用領域内の一部に形成された第１の配線３上にセンシング部位１１を形成して達成される。
【０００９】
本発明の目的は、移動体による磁界変化を検出する磁気抵抗センサ装置において、センシング部位をＩＣ上の任意の箇所に形成でき、磁界変化を有効に検出するセンシング部位の最適配置が可能な、モノリシック構成の磁気抵抗センサ装置を提供することにある。更にはＭＲセンサ素子を用い、特にＧＭＲセンサ素子がＩＣ上の任意の箇所で良好な特性を示す高感度な、モノリシック構成の磁気抵抗センサ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板と、前記基板上にセンシング部位と信号処理回路とを備え、前記センシング部位は前記信号処理回路上に形成され、前記センシング部位と前記信号処理回路との間に樹脂膜を設けてなる磁気抵抗センサ装置であって、
前記センシング部位は移動体による磁界変化を検出し、かつ前記移動体による磁界変化を有効に検出する位置に配置され、なおかつ前記センシング部位が磁気抵抗センサ素子からなり、
前記樹脂膜が、複数の層で構成される積層膜からなり、各層がそれぞれ異種のシリコーンポリマーの硬化膜からなり、重量平均分子量が１０００以上であり、かつ下記構造単位群（１）の１〜４種のみから構成されることを特徴とする磁気抵抗センサ装置。
【００１１】
【化３】
0003626469.tif 000002
【００１２】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は水素原子、水酸基、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、または不飽和結合を有する官能基であり、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは０以上の整数であるが、ｌ、ｍ、ｎの少なくとも１つは０ではない）
請求項２の発明は、前記樹脂膜が下記一般式（２）
【００１３】
【化４】
0003626469.tif 000003
【００１４】
（式中、Ｒ１’、Ｒ２’は水素原子、アリール基、脂肪族アルキル基、または不飽和結合を有する官能基であり、Ｒ３’、Ｒ４’、Ｒ５’、Ｒ６’は水素原子、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、または不飽和結合を有する官能基であり、ｎは自然数である）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜である請求項１記載の磁気抵抗センサ装置である。
請求項３の発明は、前記樹脂膜の重量平均分子量が１０００００以上であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置である。
請求項４の発明は、前記樹脂膜の重量平均分子量が５００００以下であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置である。
請求項５の発明は、前記樹脂膜の有機成分比が０．４以上であることを満足する請求項４記載の磁気抵抗センサ装置である。
請求項６の発明は、前記積層膜の少なくとも１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が１０００以上５００００以下であり、かつ有機成分比が０．４以上であることを満足する請求項１記載の磁気抵抗センサ装置である。
請求項７の発明は、前記積層膜の少なくとも１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーン系ポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が１０００以上５００００以下であり、かつ有機成分比が０．４未満であることを満足する請求項１記載の磁気抵抗センサ装置である。
請求項８の発明は、前記センシング部位が巨大磁気抵抗センサ素子からなる請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置である。
請求項９の発明は、前記巨大磁気抵抗センサ素子が次の条件を具備する請求項８記載の磁気抵抗センサ装置である。
Ｎｉ、ＦｅおよびＣｏを主成分とする磁性層とＣｕを主成分とする非磁性層が交互に積層され、
それぞれの層の原子組成比が、磁性層  Ｎｉ（１−ｘ−ｙ）ＦｅｙＣｏｘ（式中、ｘ≧０．７かつｙ≦０．３かつ（１−ｘ−ｙ）≦０．１５である）、非磁性層  ＣｕｚＡ（１−ｚ）（式中、ＡはＣｕ以外の添加元素であり、ｚ≧０．９である）を満足し、
それぞれの層の厚さが、磁性層厚  ｔｍ：１０Å＜ｔｍ＜２５Å、非磁性層厚  ｔｎ：１８Å＜ｔｎ＜２５Åを満足し、
前記磁性層と前記非磁性層との積層体を１単位とした周期構造を有し、前記周期構造の周期回数が、周期回数  Ｎ：１０回≦Ｎ≦４０回を満足し、
前記樹脂膜と前記磁性層あるいは前記非磁性層との間にバッファ層を設け、その厚さが、バッファ層厚  ｔｂ：１０Å＜ｔｂ＜８０Åを満足する。
請求項１０の発明は、前記磁気抵抗センサ装置が車載用として用いられることを特徴とする請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置である。
【００１５】
【作用】
即ち、本発明に係る磁気抵抗センサ装置においては、センシング部位にＭＲセンサ素子を用いて移動体による磁界変化を検出し、ＭＲセンサ素子は樹脂膜を介してＩＣ上に形成され、移動体による磁界変化を有効に検出する最適配置がＩＣの面積の範囲内で自由に行え、同一の信号処理が可能であれば同一のＩＣで異なる移動体に対応が可能となる。つまり、モノリシック構成による高感度、高信頼性を実現すると共に、ハイブリッド構成のようなセンシング部位の配置自由度を併せ持つ。結果、高性能、高品質な製品を安価に製造できる。
【００１６】
また、センシング部位が樹脂膜を介してＩＣ上に形成されるので、従来のモノリシック構成のようにＩＣ内に設けられたセンシング部位の専用領域は必要がない。従って、モノリシック構成でありながらＩＣの面積を小さくできる。更に例えば、サージ電流の保護抵抗等センサを構成するＩＣ以外の部品についてもＩＣ上に形成することが可能であるため、ＩＣの面積を増やすことなくセンサの構成部品点数の削減が可能である。
【００１７】
また、ＭＲセンサ素子としてＧＭＲセンサ素子を用いると感度の更なる向上が図られる。ＩＣ上のＧＭＲセンサ素子は、特に樹脂膜として前記構造単位群（１）の１〜４種のみから構成される重量平均分子量が１０００以上のシリコーンポリマーの硬化膜を用いた場合、この硬化膜が非常に薄い層から構成されるＧＭＲセンサ素子の構造に影響を与える段差を十分に緩和して、従来の平らなＳｉ基板、あるいはＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）のような酸化膜下地上での特性と比較して同等以上の特性を示す。
【００１８】
更には例えば、ヒートショック耐久試験（温度振幅−４０℃〜１４０℃）といった過酷な環境下でも良好な特性が維持され、例えば車載用センサへの適用にも十分な品質を確保できる。
【００１９】
更には、樹脂膜として前記一般式（２）で表される重量平均分子量が１０００以上のシリコーンポリマーの硬化膜を用いた場合、ＩＣ上でＧＭＲセンサ素子は十分な特性を示し、過酷な環境下でも良好な特性が維持され、ＧＭＲセンサ素子とのマッチングがよい。なお、前記シリコーンポリマーにおいて、アリール基は炭素数１５以下、脂肪族アルキル基は炭素数１０以下、トリアルキルシリル基は炭素数１５以下が好ましい。
【００２０】
また更には、樹脂膜として一般式（２）で表されるシリコーンポリマーでありかつ重量平均分子量が１０００以上５００００以下の硬化膜を用いた場合、硬化前は溶融流動（リフロー）性を有し、段差を埋める機能が高い。多種多様なＩＣ上の段差に対して、段差の深さ以上の膜厚があれば硬化後の樹脂膜表面は平坦性が良好で、ＩＣ上のＧＭＲセンサ素子の特性のバラツキを小さくできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態を示す磁気抵抗センサ装置の断面図である。基板１００上に、回路部１、層間絶縁層２、第１の配線３、ＩＣ保護膜４が順次設けられＩＣ５を構成している。ＩＣ５上には、センシング部位１１が形成され、これらの間に樹脂膜６ａおよび６ｂが設けられている。なお、８はＭＲセンサ素子膜、９は磁気抵抗センサ装置の保護膜である。また、図２は本発明に用い得るＩＣ５の一例の断面図であり、センシング部位１１を形成する前の状態である。
センシング部位１１とＩＣ５との電気的接続は樹脂膜６ａ、６ｂおよびＩＣ保護膜４を貫通するコンタクトホール１０を介して行われる。製造プロセスは例えば、樹脂膜６ａおよび６ｂを形成後、センシング部位１１を形成する前にコンタクトホール１０を形成し、続いて樹脂膜６ｂ上に第２の配線７を形成して、更にセンシング部位１１を形成する。センシング部位１１にはＭＲセンサ素子膜８を用いるが、これは成膜後にパターニングする。
【００２２】
一般に、ＩＣ保護膜４にはガラスコートやＳｉＮｘ膜等の無機膜が用いられる。上層の保護膜９についてもＩＣの保護膜４と同様の材料でよい。また、ＩＣ内の配線（第１の配線）３にはＡｌを主とした、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、ＡｌＣｕの他、Ｃｕが用いられるが、上層の樹脂膜６ｂ上の第２の配線７は第１の配線３と同様の材料でよい。
【００２３】
尚、樹脂膜は複数の層からなる構造でも良いし、１層からなる構造でもよい。それぞれの構造の各例は以下に述べる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例により詳細に説明する。
実施例１．（参考例）
図３は本実施例の磁気抵抗センサ装置の平面図である。本実施例で用いたＩＣ５は比較的大きな２つのコンデンサＣ１、Ｃ２を有し、その間隔をｄcとする。ＩＣ上に形成されたセンサ素子１３、１４、１５、１６は異方性磁気抵抗（AMR）センサ素子であり、センサ素子領域１２ａと１２ｂに配置され、その間隔をｄ1とする。ここでｄc≒ｄ1であったため、センサ素子領域１２ａと１２ｂはそれぞれ２つのコンデンサＣ１とＣ２上に形成された。図３中のセンサ素子のパターンは従来から公知の素子パターンであり、ホイートストンブリッジ回路を構成する。また、図４は本実施例の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保護膜９は省略した。コンデンサ上は比較的平坦な面であり、センサ素子領域１２ｂはＩＣのコンデンサＣ２上に形成されたため、センサ素子１５としてのMRセンサ素子膜８にも凹凸がない。センサ素子領域１２ａもコンデンサ上にあり、断面形状は同様である。本実施例では、センシング部位とＩＣとの間に樹脂膜６ａを介しており、樹脂膜６ａは前記構造単位群（1）の１〜４種のみから構成され、側鎖の置換基R1、R2、R3、R4、R5、R6の内40％がフェニル基、30％がビニル基および30％がメチル基であり、ｋ、ｌ、ｍ、ｎのモル比はそれぞれ５、１０、４、１である、重量平均分子量が15万のシリコーンポリマー（Ａ）を塗布後に熱硬化させた膜である。
【００２５】
本実施例の磁気抵抗センサ装置は以下の様に製造した。まずＩＣ５上に樹脂膜６ａを１．２μｍの厚さで形成した。すなわちシリコーンポリマー（Ａ）をスピンコート法によりＩＣ５上に塗布した後、Ｎ２雰囲気中のオーブンでポストベークを行い、熱硬化させた。ポストベークは例えば、３５０℃で１時間行う。この後写真製版を行い、コンタクトホールをドライエッチング法にて形成する。ドライエッチング法は例えば、反応性イオンエッチング法やイオンビームエッチング法を用いるが、コンタクトホールの側壁の断面形状を良好にするため、ＩＣ保護膜４と樹脂膜６ａのエッチングの選択比が小さい方法を用いる方が好ましい。次に、図示していないが、ＡｌＳｉ膜を樹脂膜６ａ上にスパッタ法で成膜し、写真製版を行ってウェットエッチング法により第２の配線７を形成し、コンタクトホールを介してＩＣの第１の配線３との接続を行う。この接続のため、ＡｌＳｉ膜の成膜前にコンタクトホール中の第１の配線３の表面酸化物等を除去するためにイオンビームエッチング法で処理をしておくとよい。この処理は第２の配線７の膜をスパッタ法で形成するなら、逆スパッタ法で行ってもよい。また第２の配線７の形成には、第２の配線７とＭＲセンサ素子膜８との接続のため、配線パターン端の断面形状をテーパー状にするのが好ましく、これにはウェットエッチング法を用いるとよい。次に樹脂膜６ａおよび第２の配線７上にＡＭＲ効果を発現するＮｉＣｏ膜をスパッタ法で成膜し、写真製版を行ってドライエッチング法にてエッチングしてセンシング部位１１を形成する。エッチングは例えば、反応性イオンエッチング法やイオンビームエッチング法などのドライエッチング法やウェットエッチング法でもよく、ＭＲセンサ素子膜８にダメージを与えない方法が好ましい。更にＳｉ３Ｎ４膜をスパッタ法により成膜して保護膜９を形成し、ＭＲセンサ素子膜８の特性の安定化のために必要に応じて熱処理を行う。その後、写真製版を行い、ＩＣのパッド上をドライエッチング法にて開口する。
尚、本実施例の製造では成膜方法にはスパッタ法を用いたが、蒸着法、分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）法、あるいは化学蒸着（ＣＶＤ）法などを用いてもよく、膜の材料、特性および生産性の点から選択すればよい。
【００２６】
本実施例のセンシング部位の下地面はＩＣのコンデンサ上が比較的平坦な面であり、樹脂膜６ａ上の平坦性は良好である。ＡＭＲセンサ素子は特性が良好で、耐久試験後も素子パターンに断線はなく、特性の劣化もない。
【００２７】
実施例２．（参考例）
図５は本実施例の磁気抵抗センサ装置の平面図である。本実施例で用いたＩＣは実施例１と同様で、比較的大きな２つのコンデンサＣ１、Ｃ２があり、その間隔をｄcとする。ＩＣ上に形成されたセンサ素子はAMRセンサ素子で、センサ素子領域１２ａと１２ｂに配置され、その間隔をｄ2とする。ここでｄc≠ｄ2であったため、センサ素子領域１２ａのみコンデンサ上に形成された。図５中のセンサ素子のパターンは従来技術で公知の素子パターンと同じであり、ホイートストンブリッジ回路を構成する。また、図６は本実施例の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ'断面図である。なお、図において保護膜９は省略した。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となっている。ＩＣ５上のセンシング部位とＩＣ５との間に介在する樹脂膜６ａは実施例１と同じシリコーンポリマー（Ａ）を塗布後に熱硬化させた膜である。
【００２８】
本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例１と同様のプロセスで製造した。樹脂膜６ａは１．２μｍの厚さで形成したが、プロセス完了時点では、プロセス中のイオンビームエッチング法による表面のミリング処理等により膜減りをして１μｍ程度の厚さとなっている。
【００２９】
本実施例のセンシング部位の下地面は、センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、樹脂膜６ａ上の平坦性は良好であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって樹脂膜６ａ上はこれを反映し凹凸のある面となっている。樹脂膜６ａのシリコーンポリマー（Ａ）は重量平均分子量が１０万を超えるポリマーであるため段差を埋める機能は低いが、ＩＣ上の段差の矩形部を滑らかな形状にし、段差を緩和している。このためＡＭＲセンサ素子のパターンに断線はなく、ＡＭＲセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電位はバランスがよい。また特性も良好であり、実施例１と比べると特性の若干のバラツキがあるが、実用上において問題とならない。更に、耐久試験後においても劣化はない。
【００３０】
実施例３．（参考例）
本実施例のＩＣ上に形成されたセンサ素子はGMRセンサ素子で、センサ素子領域１２ａと１２ｂに配置され、センサ素子のセンシング部位の配置は実施例２と同じである。ＩＣのコンデンサＣ１およびＣ２の間隔ｄcに対して、センサ素子領域１２ａと１２ｂの間隔はｄ2であり、本実施例のセンサ素子の平面図は図５に相当する。図５中のセンサ素子のパターンは従来技術で公知の素子パターンと同じであり、ホイートストンブリッジ回路を構成する。またセンサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となっている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間に介在する樹脂膜６ａは前記一般式（２）で表される構造であり、側鎖の置換基R1、R2の内80％がフェニル基および20％がアリル基であり、R3、R4、R5、R6が全て水素原子である重量平均分子量が20万のシリコーンポリマー（Ｂ）を塗布後に熱硬化させた膜である。この樹脂膜６ａも重量平均分子量が10万を超えるポリマーであり段差を埋める機能は低いため、本実施例のセンサ素子のＡ−Ａ'断面は図６で示される構造と同様である。
【００３１】
本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例１および２と同様のプロセスで製造した。本実施例では樹脂膜６ａにシリコーンポリマー（Ｂ）を用いて１．２μｍの厚さで形成したが、プロセス完了時点では実施例２と同様に膜減りして１μｍ程度の厚さとなっている。また、本実施例で形成したＧＭＲセンサ素子膜はスパッタ法で成膜し、磁性層と同じ組成のバッファ層（５０Å厚）上に磁性層と非磁性層が交互に積層された構造であり、具体的には磁性層がＦｅｙＣｏｘ（式中、ｘ≧０．７かつｙ≦０．３である）、非磁性層  がＣｕであり、それぞれの層の厚さが、磁性層厚  ｔｍ：１０Å＜ｔｍ＜２５Å、非磁性層厚  ｔｎ：１８Å＜ｔｎ＜２５Åを満足し、前記磁性層と前記非磁性層との積層体を１単位とした周期構造を有し、前記周期構造の周期回数が、周期回数  Ｎ：２０回である下記の７つのサンプルを製造した。
【００３２】
構成例１：ｘ＝０．９、ｔｍ＝１５Å、ｔｎ＝２１Å
構成例２：ｘ＝０．９、ｔｍ＝２０Å、ｔｎ＝２０Å
構成例３：ｘ＝０．９、ｔｍ＝１２Å、ｔｎ＝２２Å
構成例４：ｘ＝０．８、ｔｍ＝１８Å、ｔｎ＝２０Å
構成例５：ｘ＝０．７５、ｔｍ＝２２Å、ｔｎ＝１９Å
構成例６：ｘ＝１．０、ｔｍ＝１５Å、ｔｎ＝２０Å
構成例７：ｘ＝１．０、ｔｍ＝１１Å、ｔｎ＝２３Å
【００３３】
ＧＭＲセンサ素子膜の成膜法には、蒸着法、分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）法、あるいはスパッタ法などが用いられるが、特性および生産性の点からスパッタ法が好ましい。尚、センシング部位を形成後、Ｓｉ３Ｎ４膜等の保護膜９を形成して２５０℃で１２時間の熱処理を行う。
【００３４】
本実施例のセンシング部位の下地面は実施例２と同様、センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、樹脂膜６ａ上の平坦性は良好であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって樹脂膜６ａ上はこれを反映して凹凸のある面となっている。樹脂膜６ａのシリコーンポリマー（Ｂ）は重量平均分子量が１０万を超えるポリマーであるため段差を埋める機能は低いが、シリコーンポリマー（Ａ）の樹脂膜と同様にＩＣ上の段差の矩形部を滑らかな形状にし、段差を緩和している。このためＧＭＲセンサ素子のパターンに断線はなく、ＧＭＲセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電位はバランスがよい。また特性は比較的良好であり、バラツキは少しあるものの、著しく低い特性を示すことはない。更に、耐久試験後においても劣化はない。本実施例のＧＭＲセンサ素子は耐熱性の高い構造上の特徴を有しており、この特徴は本実施例の樹脂膜６ａ上においても従来の平らなＳｉ基板、あるいはＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）のような酸化膜下地上と比較して損なわれることはない。
【００３５】
実施例４．
本実施例の磁気抵抗センサ装置の構成は樹脂膜を除いて実施例３と同じである。センサ素子はＧＭＲセンサ素子でセンサ素子領域１２ａと１２ｂに配置され、本実施例の磁気抵抗センサ装置の平面図は図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となっている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間に介在する樹脂膜は前記実施例の何れとも異なり、樹脂膜６ａおよび６ｂからなる２層構造である。樹脂膜６ａは実施例３と同じシリコーンポリマー（Ｂ）を塗布後に熱硬化させた膜である。この樹脂膜６ａ上には更に樹脂膜６ｂが形成され、一般式（２）で表される構造で、側鎖の置換基Ｒ１、Ｒ２が全てエチル基、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６の内５０％がメチル基および５０％が水素原子である重量平均分子量５０００のシリコーンポリマー（Ｃ）を塗布後に熱硬化させた膜である。樹脂膜６ａは重量平均分子量が１０万を超えるポリマーであり段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂは重量平均分子量が５万以下のポリマーであり、硬化前は溶融流動（リフロー）性を有し、段差を埋める機能が高い。図７は本実施例の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保護膜９は省略した。
【００３６】
本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例３と同様のプロセスで製造した。但し、樹脂膜６ｂが追加された構造なので、樹脂膜に関わるプロセスは構造上の変更に合わせて若干変更し、コンタクトホールの形成およびパッドの開口は樹脂膜６ｂのエッチング時間分だけ時間を長くして行った。本実施例では樹脂膜６ａにシリコーンポリマー（Ｂ）を用いて１．０μｍの厚さで形成し、その上の樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー（Ｃ）を用いて０．６μｍの厚さで形成した。樹脂膜６ｂについてはポストベーク前にリフローのためシリコーンポリマー（Ｃ）の融点である１１０℃以上の温度まで昇温する熱処理を行う。その後、ポストベークは例えば、３５０℃で１時間行う。樹脂膜６ｂはプロセス完了時点では膜減りして０．３μｍ程度の厚さとなっている。また、本実施例で形成したＧＭＲセンサ素子膜は実施例３と同様スパッタ法で成膜したものと同様である。
【００３７】
本実施例のセンシング部位の下地面は樹脂膜を２層構造にしたことで実施例３とは状態が異なる。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、樹脂膜６ａおよび６ｂ上の平坦性は共に良好である。センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって樹脂膜６ａ上は凹凸があるが、この上の樹脂膜６ｂは樹脂膜６ａ上の凹凸を埋めて部分的に平坦な面となっている。樹脂膜６ａのシリコーンポリマー（Ｂ）は重量平均分子量が１０万を超えるポリマーであるため段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂのシリコーンポリマー（Ｃ）は重量平均分子量が５万以下のポリマーであり段差を埋める機能が高い。尚、シリコーンポリマー（Ｃ）は有機成分比が０．４未満であるため、膜厚を厚くすると膜中にクラックが入りやすく、樹脂膜６ｂはＩＣの段差の最も深い部分を十分に埋められる程の膜厚で形成することはできなかったが、樹脂膜６ａの段差の緩和効果によりＩＣの段差の大部分を埋めることができ、更には樹脂膜６ａの段差の矩形部を滑らかな形状にする効果と相まって、良好な下地面を得た。このためＧＭＲセンサ素子のパターンに断線はなく、ＧＭＲセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電位はバランスがよい。また特性は良好であり、バラツキも小さく、実施例３と比較して下地面の改善効果がみられた。更に、耐久試験後においても劣化はなく、樹脂膜の複数層構造は高い信頼性を有する。なお、本発明でいう有機成分比とは、樹脂膜の全重量に対する、炭素の重量の割合を意味する。
【００３８】
更に本実施例の樹脂膜の２層構造より類推できる別の形態は実際、本実施例と同様のセンサ特性を実現する。この別の形態は即ち、本実施例の樹脂膜の２層構造において、樹脂膜６ａにシリコーンポリマー（Ｃ）の硬化膜を、樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー（Ｂ）の硬化膜を適用したもので、ＩＣ上の段差による凹凸をまずは樹脂膜６ａによって埋め、次に埋めきれなかった段差の段差の矩形部を樹脂膜６ｂで滑らかな形状にする。この別の形態は本実施例と同等の良好な下地面が得られるため、特性およびそのバラツキにおいても同等の良好な結果を示す。
【００３９】
実施例５．
本実施例の磁気抵抗センサ装置の構成は実施例３あるいは実施例４と樹脂膜を除いて同じである。センサ素子はＧＭＲセンサ素子でセンサ素子領域１２ａと１２ｂに配置され、本実施例の磁気抵抗センサ装置の平面図は図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となっている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間に介在する樹脂膜は実施例４と同様の樹脂膜６ａおよび６ｂからなる２層構造である。樹脂膜６ａは実施例３と同じシリコーンポリマー（Ｂ）を塗布後に熱硬化させた膜である。この樹脂膜６ａ上には更に樹脂膜６ｂが形成され、一般式（２）で表される構造であり、側鎖の置換基Ｒ１、Ｒ２の内９０％がフェニル基および１０％がブチル基であり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６が全て水素原子である重量平均分子量２５００のシリコーンポリマー（Ｄ）を塗布後に熱硬化させた膜である。樹脂膜６ａは重量平均分子量が１０万を超えるポリマーであり段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂは重量平均分子量が５万以下のポリマーであり、硬化前は溶融流動（リフロー）性を有し、段差を埋める機能が高い。図８は本実施例の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保護膜９は省略した。
【００４０】
本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例４と同様のプロセスで製造した。本実施例では樹脂膜６ａにシリコーンポリマー（Ｂ）を用いて０．３μｍの厚さで形成し、その上の樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー（Ｄ）を用いて２．０μｍの厚さで形成したが、プロセス完了時点では樹脂膜６ｂが膜減りして１．７μｍ程度の厚さとなっている。樹脂膜６ｂの熱処理については、リフローおよびポストベーク共に実施例４と同様の条件でよい。また、本実施例で形成したＧＭＲセンサ素子膜は実施例３および実施例４と同じものである。
【００４１】
本実施例のセンシング部位の下地面は樹脂膜が実施例４と同様の２層構造であるが、実施例４の状態とは樹脂膜６ｂの塗布厚の差が異なる。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、樹脂膜６ａおよび６ｂ上の平坦性は共に良好である。センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって樹脂膜６ａ上は凹凸があるが、この上の樹脂膜６ｂは樹脂膜６ａ上の凹凸をほぼ完全に埋めて平坦な面となっている。樹脂膜６ａのシリコーンポリマー（Ｂ）は重量平均分子量が１０万を超えるポリマーであるため段差を埋める機能は低いが、樹脂膜６ｂのシリコーンポリマー（Ｄ）は重量平均分子量が５万以下のポリマーであり段差を埋める機能が高い。実施例４との相違点はシリコーンポリマー（Ｄ）の有機成分比は０．４以上であるため、膜厚を比較的厚くしても膜中にクラックが入らないので、樹脂膜６ｂはＩＣの段差の最も深い部分を十分に埋められる膜厚で形成することができ、平坦性の高い下地面を得た。このためＧＭＲセンサ素子のパターンに断線はなく、ＧＭＲセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電位はバランスがよい。また特性は良好であり、バラツキも小さい。実施例４と比較すると特性上の差は殆どみられないが、センシング部位の下地面は実施例４では樹脂膜６ａが露出する部分があるのに対して、本実施例は樹脂膜６ｂが樹脂膜６ａを完全に覆うため、平坦性は本実施例の方が明らかに高い。更に、耐久試験後においても劣化はない。センシング部位の配置自由度においては、ＩＣ上のいかなる箇所でも下地の状態が同じである本実施例は理想的である。
【００４２】
更に本実施例の樹脂膜の２層構造より類推できる別の形態は実際、本実施例と同様のセンサ特性を実現する。この別の形態は即ち、本実施例の樹脂膜の２層構造において、樹脂膜６ａにシリコーンポリマー（Ｄ）の硬化膜を、樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー（Ｂ）の硬化膜を適用したもので、本実施例と同等の良好な下地面が得られるため、特性およびそのバラツキにおいても同等の良好な結果を示す。
【００４３】
実施例６．（参考例）
本実施例の磁気抵抗センサ装置の構成は実施例５より樹脂膜６ａを除いたものである。センサ素子はGMRセンサ素子でセンサ素子領域１２ａと１２ｂに配置され、本実施例の磁気抵抗センサ装置の平面図は図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となっている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間に介在する樹脂膜は樹脂膜６ｂのみで、樹脂膜６ｂは実施例５と同じシリコーンポリマー（Ｄ）を塗布後に熱硬化させた膜である。この樹脂膜６ｂは重量平均分子量が5万以下のポリマーであり、硬化前は溶融流動（リフロー）性を有し、段差を埋める機能が高い。図９は本実施例のセンサ素子のＡ−Ａ'断面図である。なお、図において保護膜９は省略した。
【００４４】
本実施例の磁気抵抗センサ装置は実施例５と同様のプロセスで製造した。但し、樹脂膜６ａがない構造なので、樹脂膜に関わるプロセスは構造上の変更に合わせて若干変更し、コンタクトホールの形成およびパッドの開口は樹脂膜６ａのエッチング時間分だけ時間を短くして行った。本実施例では樹脂膜６ｂにシリコーンポリマー（Ｄ）を用いて２．０μｍの厚さで形成したが、プロセス完了時点では樹脂膜６ｂが膜減りして１．７μｍ程度の厚さとなっている。樹脂膜６ｂの熱処理については、リフローおよびポストベーク共に実施例４と同様の条件でよい。また、本実施例で形成したＧＭＲセンサ素子膜は実施例３および実施例４と同じである。
【００４５】
本実施例のセンシング部位の下地面は実施例５と同様、センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、樹脂膜６ｂ上の平坦性は良好である。センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸があるが、樹脂膜６ｂは凹凸を埋めてこの上は平坦な面となっている。樹脂膜６ｂのシリコーンポリマー（Ｄ）は重量平均分子量が５万以下のポリマーであり段差を埋める機能が高く、有機成分比は０．４以上であるため膜厚を比較的厚くしても膜中にクラックが入らないので、樹脂膜６ｂはＩＣの段差の最も深い部分を十分に埋められる膜厚で形成することができ、平坦性の高い下地面を得た。樹脂膜６ｂの下地面は樹脂膜６ａがないため段差の緩和はなく、段差の矩形部が滑らかな形状にされていないが、クラック耐性が比較的高いのでクラックは未発生であった。このためＧＭＲセンサ素子のパターンに断線はなく、ＧＭＲセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで殆ど差がなく、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電位はバランスがよい。また特性は良好であり、バラツキも小さい。実施例４および実施例５と比較すると特性上の差は殆どみられないが、センシング部位の下地は本実施例は樹脂膜６ｂが完全にＩＣ保護膜４を完全に覆うため、実施例５と同等の高い平坦性が得られている。更に、耐久試験後においても劣化はない。センシング部位の配置自由度においては実施例５と同様、ＩＣ上のいかなる箇所でも下地面の状態が同じである本実施例は理想的である。更には樹脂膜が１層構造であるため、複数層構造と比較して製造プロセスが簡略であるというメリットもある。
【００４６】
本実施例の他、実施例４および実施例５においても、重量平均分子量が１万以下のポリマーの硬化膜を採用し、平坦な面を得ることができた。本発明における樹脂膜のリフロー性は、重量平均分子量が５万以下のポリマーの硬化膜で得られるが、特にリフロー性が高い膜が所望の場合は、重量平均分子量は１万以下が好ましい。
【００４７】
上述の実施例の樹脂膜の各構造において、樹脂膜の厚さはセンシング部位が配置される箇所のＩＣの段差の深さによって、また樹脂膜自体のクラック耐性によって膜厚の余裕度が決まる。重量平均分子量が１０万以上のポリマーの硬化膜は段差の被覆性が高いためプロセスによる膜減り分より厚ければよく、またクラック耐性が高いため５μｍ以下の厚さまでは実用的である。一方、重量平均分子量が５万以下のポリマーの硬化膜はリフロー性が高いため、段差の深さより厚い方が望ましい。但し、実施例４および実施例５のように予め段差の矩形部が滑らかな形状になっている形態では、薄く段差の凹凸を埋めきれなくても構わない。またクラック耐性は樹脂膜中の有機成分比が影響し、有機成分比が０．４以上であればクラック耐性が比較的高いため３μｍ以下の厚さまで実用的であるが、有機成分比が０．４未満であればクラック耐性が低いため１．５μｍ以下の厚さまでが本発明の目的を達しうる。
【００４８】
比較例１．
上述の実施例に対して、比較例を以下に説明する。
本比較例の磁気抵抗センサ装置の構成は比較のため、実施例３、実施例４、実施例５および実施例６の各例の装置の構成より樹脂膜を除いた構成である。センサ素子はＧＭＲセンサ素子でセンサ素子領域１２ａと１２ｂに配置され、本比較例のセンサ素子の平面図は図５に相当する。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、コンデンサ上は比較的平坦な面であるが、センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって凹凸のある面となっている。ＩＣ上のセンシング部位とＩＣとの間には樹脂膜は介在せず、センシング部位はＩＣの保護膜４上に直接形成されている。図１０は本比較例の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図において保護膜９は省略した。
【００４９】
本比較例の磁気抵抗センサ装置は実施例６と同様のプロセスで製造した。但し、樹脂膜がない構造なので、樹脂膜に関わるプロセスは構造上の変更に合わせて若干変更し、コンタクトホールの形成およびパッドの開口は樹脂膜６ｂのエッチング時間分だけ時間を短くして行った。
【００５０】
本比較例のセンシング部位の下地面は樹脂膜をなくしたことでＩＣ保護膜４となり、実施例とは状態が異なる。センサ素子領域１２ａはＩＣのコンデンサＣ１上にあり、保護膜４上の平坦性は良好である。センサ素子領域１２ｂはＩＣの配線が混み入った上にあり、配線の段差があって保護膜４上は凹凸がある。保護膜４は無機膜であり、段差の緩和効果や段差の矩形部を滑らかな形状にする効果に乏しい。このためＧＭＲセンサ素子のパターンは断線したり、あるいは断線はしなくても、ＧＭＲセンサ素子の飽和磁界以上の磁界を印加時あるいは無磁界時の抵抗値はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとで差があって、ホイートストンブリッジ回路の中点電位端子１９と２０の電位はバランスが悪い。また特性は悪く、バラツキも大きく、これにはＧＭＲセンサ素子パターンの抵抗値の増加と抵抗変化分の低下の双方が影響した。更に、耐久試験後に新たな断線あるいは抵抗値の増加も発生している。
【００５１】
図１１は、実施例３、実施例４、実施例５および実施例６と比較例１との各例の構成をもつ磁気抵抗センサ装置の特性を比較した図である。ＧＭＲセンサ素子の磁気抵抗変化率（ＭＲ％）を実施例３を基準にバラツキ（最小値）も含めて示した。
【００５２】
図５で示されるセンシング部位の配置において、ＩＣ上の段差はセンサ素子領域１２ａと１２ｂとでは大きく異なるため、ＭＲ％のバラツキの大小はＩＣ上の任意の箇所にセンシング部位を配置可能かどうかを示している。実施例の何れもＭＲ％は良好な値が得られており、比較例に比べて顕著な差が観られる。また実施例の何れもＭＲ％のバラツキは小さく、比較例に比べて顕著な差が観られる。更に樹脂膜が、その重量平均分子量が５万以下であるポリマーの硬化膜である場合、あるいは樹脂膜が複数の層から成り少なくとも１つの層の重量平均分子量が５万以下であるポリマーの硬化膜である場合は、ＭＲ％のバラツキは非常に小さくセンシング部位の配置自由度が高い。
【００５３】
上述の実施例の何れにおいても耐久試験を実施し、内容は最も過酷な条件とされる車載用の試験である。特に実施例３から実施例６の各例で製造したＧＭＲセンサ素子は、車載用センサ素子としての実用においては、従来の高耐熱性ＧＭＲセンサ素子（Ｄ．Ｗａｎｇ，  Ｊ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ，  Ｊ．Ｍ．Ｄａｕｇｈｔｏｎ，  ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＭＡＧＮＥＴＩＣＳ，  ＶＯＬ．３３，  ＮＯ．５，  ｐｐ３５２０−３５２２，  １９９７）と比較して優位性を持っており、この特徴が何れの例の樹脂膜の構造でも損なわれることはない。ＩＣ上での高い配置自由度に加えて、高い信頼性も有している。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１の発明は、基板と、前記基板上にセンシング部位と信号処理回路とを備え、前記センシング部位は前記信号処理回路上に形成され、前記センシング部位と前記信号処理回路との間に樹脂膜を設けてなる磁気抵抗センサ装置であって、
前記センシング部位は移動体による磁界変化を検出し、かつ前記移動体による磁界変化を有効に検出する位置に配置され、なおかつ前記センシング部位が磁気抵抗センサ素子からなり、前記樹脂膜が、シリコーンポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が１０００以上であり、かつ前記構造単位群（１）の１〜４種のみから構成されることを特徴とする磁気抵抗センサ装置であるので、センシング部位をＩＣ上の任意の箇所に形成でき、磁界変化を有効に検出するセンシング部位の最適配置が可能な、耐環境性が高く高感度のモノリシック構成の磁気抵抗センサ装置が提供される。さらに、前記磁気抵抗センサ装置は、ＩＣ上でセンサ素子が十分な特性を示し、過酷な環境下でも良好な特性を維持することができる。また、前記磁気抵抗センサ装置は、多種多様なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確保することができ、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツキを小さくすることもできる。
【００５５】
請求項２の発明は、前記樹脂膜が前記一般式（２）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜である請求項１記載の磁気抵抗センサ装置であるので、ＩＣ上でセンサ素子が十分な特性を示し、過酷な環境下でも良好な特性を維持することができる。
【００５６】
請求項３の発明は、前記樹脂膜の重量平均分子量が１０００００以上であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置であるので、ＩＣ上でセンサ素子が十分な特性を示し、過酷な環境下でも良好な特性を維持することができる。
【００５７】
請求項４の発明は、前記樹脂膜の重量平均分子量が５００００以下であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置であるので、多種多様なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確保することができ、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツキが小さくなる。
【００５８】
請求項５の発明は、前記樹脂膜の有機成分比が０．４以上であることを満足する請求項４記載の磁気抵抗センサ装置であるので、多種多様なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確保することができ、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツキが小さくなる。
【００６０】
請求項６の発明は、前記積層膜の少なくとも１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーンポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が１０００以上５００００以下であり、かつ有機成分比が０．４以上であることを満足する請求項６記載の磁気抵抗センサ装置であるので、多種多様なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確保することができ、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツキが小さくなる。
【００６１】
請求項７の発明は、前記積層膜の少なくとも１つの層が前記一般式（２）で表されるシリコーン系ポリマーの硬化膜であり、重量平均分子量が１０００以上５００００以下であり、かつ有機成分比が０．４未満であることを満足する請求項６記載の磁気抵抗センサ装置であるので、多種多様なＩＣ上の段差を埋めて良好な平坦性を確保することができ、ＩＣ上のセンサ素子の特性のバラツキが小さくなる。
【００６２】
請求項８の発明は、前記センシング部位が巨大磁気抵抗センサ素子からなる請求項１または２記載の磁気抵抗センサ装置であるので、一層感度が良好な磁気抵抗センサ装置が提供される。
【００６３】
請求項９発明は、前記巨大磁気抵抗センサ素子が次の条件を具備する請求項８記載の磁気抵抗センサ装置であるので、耐環境性、とくに耐熱性に優れた磁気抵抗センサ素子が提供される。
Ｎｉ、ＦｅおよびＣｏを主成分とする磁性層とＣｕを主成分とする非磁性層が交互に積層され、
それぞれの層の原子組成比が、磁性層  Ｎｉ（１−ｘ−ｙ）ＦｅｙＣｏｘ（式中、ｘ≧０．７かつｙ≦０．３かつ（１−ｘ−ｙ）≦０．１５である）、非磁性層  ＣｕｚＡ（１−ｚ）（式中、ＡはＣｕ以外の添加元素であり、ｚ≧０．９である）を満足し、
それぞれの層の厚さが、磁性層厚  ｔｍ：１０Å＜ｔｍ＜２５Å、非磁性層厚  ｔｎ：１８Å＜ｔｎ＜２５Åを満足し、
前記磁性層と前記非磁性層との積層体を１単位とした周期構造を有し、前記周期構造の周期回数が、周期回数  Ｎ：１０回≦Ｎ≦４０回を満足し、
前記樹脂膜と前記磁性層あるいは前記非磁性層との間にバッファ層を設け、その厚さが、バッファ層厚  ｔｂ：１０Å＜ｔｂ＜８０Åを満足する。
【００６４】
また、本発明の磁気抵抗センサ装置は、磁界変化を有効に検出するセンシング部位の最適配置が可能であり、耐環境性が高く高感度であることから、車載用としてとくに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す磁気抵抗センサ装置の断面図である。
【図２】本発明に用い得るＩＣの一例の断面図である。
【図３】実施例１の磁気抵抗センサ装置の平面図である。
【図４】実施例１の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】実施例２の磁気抵抗センサ装置の平面図である。
【図６】実施例２の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】実施例４の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図８】実施例５の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図９】実施例６の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図１０】比較例１の磁気抵抗センサ装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図１１】実施例３、実施例４、実施例５および実施例６と比較例１の磁気抵抗センサ装置の磁気抵抗変化率を示す特性図である。
【図１２】従来の回転センサの構成の一例を説明するための図である。
【図１３】回転センサに用いられるホイートストンブリッジ回路の構成図である。
【図１４】センシング部位および回転体の配置と発生磁界との関係を説明するための図である。
【図１５】従来のモノリシック構造の磁気抵抗センサ装置の一例の断面図である。
【符号の説明】
１００  Ｓｉ基板、１  回路部、２  層間絶縁層、３  第１の配線、４  ＩＣ保護膜、５  ＩＣ、６ａ，６ｂ  樹脂膜、７  第２の配線、８  ＧＭＲセンサ素子膜、９  保護膜、１０  コンタクトホール、１１  センシング部位、１２ａ，１２ｂ  センサ素子領域、１３，１４，１５，１６  センサ素子、１７  電源端子、１８  ＧＮＤ端子、１９，２０  中点電位端子、２１  回転体、２２ａ  回転体のｔｏｏｔｈ、２２ｂ  回転体のｓｌｏｔ、２３  磁気抵抗センサ装置、２４  磁石、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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