(57)【要約】【課題】センサ素子デバイス装置における、金属薄膜層の信頼性を向上させる。【解決手段】保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、基板の上に形成されていて、センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、基板の上に形成されていて、集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、集積回路とセンサ素子とはコンタクト部で接続されており、センサ素子およびコンタクト部は、第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる金属薄膜層と、金属薄膜層の上に形成されていて、保護膜と同じ材料からなる絶縁膜と、絶縁膜の上に形成されていて、保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、金属薄膜層の最上膜と同じ材料で形成されていることを特徴とするセンサデバイス装置。【選択図】図３
2018085395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、
前記基板の上に形成されていて、前記センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、
前記基板の上に形成されていて、前記集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、
前記集積回路と前記センサ素子とはコンタクト部で接続されており、
前記センサ素子および前記コンタクト部は、
第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる金属薄膜層と、
前記金属薄膜層の上に形成されていて、前記保護膜と同じ材料からなる絶縁膜と、
前記絶縁膜の上に形成されていて、前記保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、
前記剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、前記金属薄膜層の最上膜と同じ材料で形成されていることを特徴とするセンサデバイス装置。
【請求項２】
保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、
前記基板の上に形成されていて、前記センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、
前記基板の上に形成されていて、前記集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、
前記集積回路と前記センサ素子とはコンタクト部で接続されており、
前記センサ素子および前記コンタクト部は、
第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる金属薄膜層と、
前記金属薄膜層の上に形成されていて、前記保護膜と異なる材料からなる絶縁膜と、
前記絶縁膜の上に形成されていて、前記保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、
前記剥離犠牲層の最下膜は、前記金属薄膜層の最上膜と同じ材料で形成されていることを特徴とするセンサデバイス装置。
【請求項３】
保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、
前記基板の上に形成されていて、前記センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、
前記基板の上に形成されていて、前記集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、
前記集積回路と前記センサ素子とはコンタクト部で接続されており、
前記センサ素子および前記コンタクト部は、
単一の金属層からなる金属薄膜層と、
前記金属薄膜層の上に形成されている絶縁膜と、
前記絶縁膜の上に形成されていて、前記保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、
前記剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、前記金属薄膜層と同じ材料で形成されていることを特徴とするセンサデバイス装置。
【請求項４】
前記集積回路は、前記センサ素子と異なる領域に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項５】
前記集積回路は、前記センサ素子の下に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項６】
前記コンタクト部は、前記センサ素子と同じ絶縁膜の上に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項７】
前記コンタクト部は、コンタクトホールに形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項８】
前記集積回路と前記センサ素子は、前記絶縁膜の上に形成されたアルミ配線で接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項９】
前記第１の金属層と前記第２の金属層は、Cu層とFe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層から
なることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサデバイス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサデバイス装置に関するものである。より詳細には、本発明は、金属薄膜層を備えたセンサデバイス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属薄膜層からなるセンサデバイス装置として、磁気抵抗薄膜層を半導体基板の上に形成した磁気センサデバイス装置が考案されている。例えば、同一面上に、センサ形成領域と所定の演算処理を行う集積回路を配置した磁気センサデバイス装置の構造が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。磁気抵抗薄膜層の下地層（絶縁膜）として、Si熱酸化膜を形成し、次に、集積回路と磁気抵抗薄膜層を電気的に結合するための金属電極（アルミニウム膜）を形成している。
【０００３】
電気的に金属電極と磁気抵抗薄膜層を結合させるために、金属電極を覆うように、Fe(
ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性層とCu層からなる非磁性層を交互に積層している。最後に保護膜を形成する。ここでFe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性層とCu層からなる非磁性層は、巨大磁気抵抗素子（GMR素子: Giant Magnetoresistance素子）
となる。他のGMR素子としては、Fe/Cr、パーマロイ/Cu/Co/Cu、Co/Cu、Fe-Co/Cuが開示されている。
【０００４】
また、所定の演算処理を行う集積回路の表面の段差を、層間絶縁膜を用いて平坦化した構造が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。この磁気センサデバイス装置は、集積回路の直上にセンサ形成領域を形成している。集積回路の表面の段差は、平坦化膜を用いて平坦化している。まず、磁気抵抗薄膜層の下地層（絶縁膜）として、窒化ケイ素膜を形成する。次に、集積回路の金属電極を露出するために、保護膜、平坦化膜及び絶縁膜の一部を開口し、コンタクトホールを形成する。
【０００５】
さらに、窒化ケイ素膜の上に金属配線を加工して金属電極を形成し、コンタクトホールを介して集積回路の金属電極と結合させる。金属電極としては当該技術分野において一般的に用いられるアルミニウム膜を使用している。電気的に金属電極と磁気抵抗薄膜層を結合させるために、金属電極を覆うように、Fe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性
層とCu層からなる非磁性層を交互に積層している。最後に保護膜として窒化ケイ素膜を形成する。Fe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性層とCu層からなる非磁性層は、磁
気抵抗薄膜層として機能する。
【０００６】
上述のような金属電極と磁気抵抗薄膜層のコンタクト構造においては、金属膜の膜厚に対して磁気抵抗薄膜層が比較的薄い。電気的に結合が不安定となるため、信頼性を向上させる必要がある。例えば、特許文献１では、アルミニウム膜による配線にウェットエッチングによる等方性エッチングの特性を利用することにより、アルミニウム膜の端部をテーパ形状に加工している。磁気抵抗薄膜層とアルミニウム電極との接続部は、強度的に有利な断面形状となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第3544141号公報
【特許文献２】特開2008-224288号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、センサデバイス装置は、車載用センサとして適用するには、過酷な環境下でも磁気センサとして機能を維持し得ることが必要である。過酷な環境下とは、例えば、温度振幅が-40℃〜150℃の熱振幅サイクル耐久試験を想定している。従来構造の磁気センサデバイス装置では、モールドパッケージに実装後に行われる熱振幅サイクル耐久試験で、保護膜と磁気抵抗薄膜層に剥離が発生する場合がある。
【０００９】
センサチップには、チップ表面の凹凸に沿って、モールドパッケージに用いる樹脂が形成されている。熱振幅サイクル耐久試験では、モールド樹脂が低温側で収縮し、磁気センサデバイス装置のチップ表面に応力が加わる。その際、密着性の比較的弱い保護膜と磁気抵抗薄膜層との界面で剥離が生じる。特に、段差の大きいコンタクト部に応力が集中し、保護膜と磁気抵抗薄膜層の剥離が発生する。
【００１０】
集積回路の段差を平坦化することにより、集積回路の上にセンサ領域を形成している構造が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。センサチップの表面段差は、金属電極のみの構造となっており、応力が集中しやすい。そこで、コンタクトホールに金属配線を介さずに、直接、磁気抵抗薄膜層で集積回路の金属電極と結合させる構造が考えられる。この構造にしても、コンタクトホールの段差には応力が集中して、同様の課題が発生する場合がある。
【００１１】
また、保護膜の内部応力により、比較的密着性の弱い保護膜と磁気抵抗薄膜層に剥離が生じることがある。保護膜の膜厚を薄くすることにより、内部応力を低減させ剥離を抑制することは可能である。ところが保護膜は、例えば実装工程における物理的な衝撃から集積回路を保護するために厚く形成させる必要がある。そのため、保護膜の膜厚により保護膜と磁気抵抗薄膜層に剥離が生じることがある。
【００１２】
本発明は、上記のようなセンサデバイス装置における課題を解決するためになされたものである。すなわち、保護膜の内部応力や、保護膜を介して加わるモールド樹脂からの外部応力に起因して、保護膜と磁気抵抗薄膜層で剥離が生じる。保護膜と磁気抵抗薄膜層の剥離による信頼性の低下を防止し、耐環境性に優れたセンサデバイス装置を提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係わるセンサデバイス装置は、保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、基板の上に形成されていて、センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、基板の上に形成されていて、集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、集積回路とセンサ素子とはコンタクト部で接続されており、センサ素子およびコンタクト部は、第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる金属薄膜層と、金属薄膜層の上に形成されていて、保護膜と同じ材料からなる絶縁膜と、絶縁膜の上に形成されていて、保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、金属薄膜層の最上膜と同じ材料で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係わるセンサデバイス装置は、保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、基板の上に形成されていて、センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、基板の上に形成されていて、集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、集積回路とセンサ素子とはコンタクト部で接続されており、センサ素子およびコンタクト部は、第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる金属薄膜層と、金属薄膜層の上に形成されていて、保護膜と同じ材料からな
る絶縁膜と、絶縁膜の上に形成されていて、保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、金属薄膜層の最上膜と同じ材料で形成されていることを特徴とすることにより、保護膜と剥離犠牲層で剥離を生じさせ、金属薄膜層を保護することが可能である。その結果、保護膜と磁気抵抗薄膜層の剥離による信頼性の低下を適切に防止し、耐環境性に優れたセンサデバイス装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１および２に係わる磁気センサデバイス装置を示す鳥瞰図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係わる磁気センサデバイス装置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わる磁気センサデバイス装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係わる磁気センサデバイス装置を示す第１の詳細断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係わる磁気センサデバイス装置を示す第２の詳細断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ａ〜工程Ｅを示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係わる磁気センサデバイス装置を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係わる磁気センサデバイス装置を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係わる磁気センサデバイス装置を示す第１の詳細断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係わる磁気センサデバイス装置を示す第２の詳細断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ａ〜工程Ｅを示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３および４に係わる磁気センサデバイス装置を示す鳥瞰図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係わる磁気センサデバイス装置を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係わる磁気センサデバイス装置を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ａを示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｂを示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｃを示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｄを示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態３に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｅを示す断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態３に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｆを示す断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態４に係わる磁気センサデバイス装置を示す平面図である。
【図２２】本発明の実施の形態４に係わる磁気センサデバイス装置を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態４に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ａを示す断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態４に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｂを示す断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態４に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｃを示す断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態４に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｄを示す断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態４に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｅを示す断面図である。
【図２８】本発明の実施の形態４に係わる磁気センサデバイス装置の工程Ｆを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態に係わるセンサデバイス装置について、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズや縮尺はそれぞれ独立している。例えば構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズや縮尺が異なっている場合もある。また、センサデバイス装置は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。
【００１７】
実施の形態１．
本実施の形態は、センサデバイス装置の中でも特に、集積回路が形成される面と同一平面上に、磁気センサ素子を形成した磁気センサデバイス装置に関わる。本実施の形態は、金属薄膜層を備えたセンサデバイス装置に広く適用することができる。図１は、実施の形態１に係わる磁気センサデバイス装置１００（センサデバイス装置）を示している。磁気センサデバイス装置１００は、ウエハ上に形成されている。このウエハをカットして、磁気センサデバイス装置１００を得る。磁気センサデバイス装置１００は、集積回路１０１と、ボンディングパッド部１０２と、センサ領域１０３とから構成されている。センサ領域１０３には、磁気センサ素子（磁気抵抗薄膜層）が形成されている。ボンディングパッド部１０２から、デバイス（集積回路１０１）を駆動する電圧等を供給する。磁気センサデバイス装置１００は、２個のセンサ領域１０３を備えている。各々のセンサ領域１０３には、４か所のコンタクト部１０４が形成されている。磁気センサ素子が、磁界に反応し、集積回路１０１は、検出した磁界を電気信号（センサ信号）として読み出す。ボンディングパッド部１０２は、センサ信号を外部に読み出すために設けられている。
【００１８】
図２は、本実施の形態に係わる磁気センサデバイスチップの平面図を示している。磁気センサデバイス装置１００のセンサ領域１０３には、コンタクト部１０４とセンサ素子１０５が形成されている。集積回路１０１は、磁界に反応したセンサ素子１０５から信号を受信し、所定の演算処理を行い、電気信号（センサ信号）として読み出す。ボンディングパッド部１０２は、デバイス（集積回路１０１）を駆動する電圧等を供給し、信号を外部に読み出すために設けられている。センサ領域１０３のコンタクト部１０４で、センサ領域１０３のセンサ素子１０５（磁気抵抗薄膜層）と集積回路１０１の金属電極が電気的に結合している。集積回路１０１は、センサ領域１０３とは別の領域に配置されている。センサ素子１０５は、保護膜で被覆されており、所定のパターンを有する。
【００１９】
図３は、磁気センサデバイス装置１００におけるセンサ領域１０３の部分断面図を示している（図２のコンタクト部１０４およびセンサ素子１０５を参照）。本実施の形態の磁
気センサデバイス装置１００は、基板２０１と絶縁膜２０２と金属電極２０３と磁気抵抗薄膜層２０４と絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６と保護膜２０７とを備えている。集積回路１０１は、基板２０１に形成されている。絶縁膜２０２は、磁気抵抗薄膜層２０４の下地層となっている。金属電極２０３は、絶縁膜２０２の上に形成され、磁気抵抗薄膜層２０４と集積回路１０１を接続している。
【００２０】
コンタクト部１０４では、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、金属電極２０３を覆っている。また、絶縁膜２０２の上に、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を備えたセンサ素子１０５を備えている。磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、所望のパターンに形成されている。保護膜２０７は、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を覆っている。コンタクト部１０４で磁気抵抗薄膜層２０４と金属電極２０３が電気的に結合している。
【００２１】
ここで、断面図では、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は同一形状に形成されているが、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、同一形状に形成する必要はない。磁気抵抗薄膜層２０４を覆うように絶縁膜２０５と剥離犠牲層２０６を形成してもよい。センサ素子１０５とコンタクト部１０４に剥離犠牲層２０６を備えているが、センサ素子とコンタクト部のどちらか一方に剥離犠牲層を備えてもよい。絶縁膜と剥離犠牲層は、各１層としているが、絶縁膜と剥離犠牲層を一周期とし繰り返し積層してもよい。
【００２２】
図４は、センサ素子の詳細を表している第１の断面図である。磁気抵抗薄膜層２０４は、第１の金属層２０４ａと第２の金属層２０４ｂが交互に積層されてなるものである。ここでは、磁気抵抗薄膜層２０４は、４層の第１の金属層２０４ａと４層の第２の金属層２０４ｂから形成されている。剥離犠牲層２０６は、ここでは４層の膜から構成されている。図５は、センサ素子の詳細を表している第２の断面図である。磁気抵抗薄膜層２０４は、単一の金属層からなるものである。剥離犠牲層２０６は、ここでは４層の膜から構成されている。本実施の形態においては、接触膜は、磁気抵抗薄膜層２０４と絶縁膜２０５（以下、ＩＮ３）、絶縁膜２０５と剥離犠牲層２０６（以下、ＩＮ２）、剥離犠牲層２０６と保護膜２０７（以下、ＩＮ１）となる。
【００２３】
本実施の形態においては、保護膜２０７と絶縁膜２０５を同一材料とし、剥離犠牲層２０６を構成する最上膜２０６Ｕ、最下膜２０６Ｌの少なくとも一方が磁気抵抗薄膜層２０４の最上膜２０４Ｕと同一材料とする。ここで、剥離犠牲層２０６の最上膜２０６Ｕと最下膜２０６Ｌを磁気抵抗薄膜層２０４の最上膜２０４Ｕと同一材料とした場合は、接触面の構成は、ＩＮ１、ＩＮ２及びＩＮ３が全て同一となり、同等の密着性となる。保護膜から応力が加わった際には、剥離犠牲層に金属膜を用いることにより変形しつつ下層への応力を低減させる。更に、保護膜が剥離するほどの応力が加わった際には、ＩＮ１で剥離を生じさせる。絶縁膜２０５より上層で剥離が生じるので、磁気抵抗薄膜層２０４は保護される。
【００２４】
ここで、剥離犠牲層の最上膜を磁気抵抗薄膜層の最上膜と同一材料とした場合は、接触面の構成は、ＩＮ１とＩＮ３が同一となり、同等の密着性となる。保護膜より応力が加わった際には、剥離犠牲層に金属膜を用いることにより変形しつつ下層への応力を低減させる。更に、保護膜が剥離するほどの応力が加わった際には、ＩＮ１、ないしはＩＮ２で剥離が生じる。絶縁膜２０５より上層で剥離が生じるので、磁気抵抗薄膜層２０４は保護される。
【００２５】
ここで、剥離犠牲層２０６の最下膜２０６Ｌを磁気抵抗薄膜層２０４の最上膜２０４Ｕ
と同一材料とした場合は、接触面の構成は、ＩＮ２とＩＮ３が同一となり、同等の密着性となる。保護膜より応力が加わった際には、剥離犠牲層に金属膜を用いることにより変形しつつ下層への応力を低減させる。更に、保護膜に剥離するほどの応力が加わった際には、ＩＮ１、ないしはＩＮ２で剥離が生じる。絶縁膜２０５より上層で剥離が生じるので、磁気抵抗薄膜層２０４は保護される。
【００２６】
次に、本実施の形態の磁気センサデバイス装置の製造方法について、図を参照して記載する。図６Ａから図６Ｅは、本発明の実施の形態１による磁気センサデバイス装置の製作工程を示す断面図である（図３の断面図を参照）。以下、順を追って、本実施の形態にかかる実施工程を説明する。本発明が示す特長と関連性のないボンディングパッド及び集積回路の詳細の構成は、省略する。
【００２７】
はじめに、図６Ａの工程では、磁気抵抗薄膜層の下地層となる、絶縁膜２０２を用意する。ここで、絶縁膜２０２としては、PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 装置を用いて、窒化ケイ素膜を形成することが好ましい。ここで、窒化ケイ素膜を形成する際の条件は、膜応力が小さくなるように適宜設定することが望ましい。具体的には、膜応力を±1.0ｘ108N/m2以内となるように、成膜条件を調整すればよい。また、絶縁膜の膜厚は、磁気抵抗薄膜形成工程の観点より、0.5μm程度が好ましい。また、絶縁膜２０２を形成するのに用いられる材料としては、当該技術分野において絶縁膜として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。
【００２８】
次に、図６Ｂの工程では、金属電極２０３となる金属配線を形成する。ここで、金属配線としては、PVD (Physical Vapor Deposition) 装置を用いて、アルミニウム膜を形成することが好ましい。また、アルミニウム膜の膜厚は、1μm程度が好ましい。アルミニウム膜の膜厚は、十分な機能を有する膜厚に設定すればよい。十分な機能を有する膜厚とは、電気的及び物理的なストレスが金属配線に加わった場合であっても、信頼性が担保される膜厚を意味している。ここで、金属電極２０３としては、従来公知の材料を用いることができる。
【００２９】
例えば、金属配線としてAlSi, AlSiCu, AlCu, Al 及び Cu等を用いることができる。AlSi, AlSiCuおよびAlCuは、Alを主成分とする金属である。次に、金属配線を例えば写真製版等の技術を用いて所望のパターンにエッチング除去し、金属電極を形成する。アルミニウム膜のエッチング除去方法としては、ウェットエッチング法を用いることが望ましい。ウェットエッチング法を用いれば、金属配線の形成に際して、金属電極の端部をテーパ形状にして、金属電極と磁気抵抗薄膜との接続を良好にする。
【００３０】
次に、図６Ｃの工程では、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を形成する。まず、磁気抵抗薄膜層２０４を形成する。ここで、磁気抵抗薄膜としては、PVD装置を用いてFe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性層（第２の金属層２０４ｂ）とCu層からなる非磁性層（第１の金属層２０４ａ）を交互に積層した人工格子膜を形成する。Fe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性層は、GMR素子である。かかる磁気抵抗薄膜では、磁性層と非磁性層との積層体を一周期とする積層構造を２０周期で形成する。磁性層の厚さは11〜18Å、非磁性層の厚さは19〜23Åとしている。ここで、磁気抵抗薄膜の膜厚、積層数を制限するものではない。
【００３１】
磁気抵抗薄膜層２０４の膜厚は、一般的に200〜2000Å程度である。ここでGMR素子としては、従来公知のFe/Cr、パーマロイ/Cu/Co/Cu、Co/Cuを用いることができる。また、磁
気抵抗薄膜としては、例えばNi-Fe、Ni-Co等を用いることができる。次に、絶縁膜２０５を形成する。ここで、保護膜２０７と絶縁膜２０５を同一材料とする。ここで、絶縁膜２０５としては、PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 装置を用いて、窒化ケイ素膜を形成することが好ましい。
【００３２】
ここで、窒化ケイ素膜を形成する際の条件は、膜応力が小さくなるように適宜設定することが望ましい。具体的には、膜応力を±1.0ｘ108N/m2以内となるように、成膜条件を調整すればよい。また、絶縁膜は、膜厚を0.1μmで形成する。ここで、絶縁膜の膜厚は、電気的に剥離犠牲層と磁気抵抗薄膜層の絶縁が担保される膜厚であればよいので、絶縁膜は薄く形成する。また、絶縁膜２０５を形成するのに用いられる材料としては、当該技術分野において絶縁膜として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。
【００３３】
次に、剥離犠牲層２０６を、PVD装置を用いて形成する。ここで、形成方法としては磁
気抵抗薄膜層２０４と同じ手法を用いる。ここで、剥離犠牲層の材料として、剥離犠牲層を構成する最上膜２０６Ｕもしくは、最下膜２０６Ｌの少なくとも一方が磁気抵抗薄膜層の最上膜と同一材料とする。本実施の形態においては、磁気抵抗薄膜層の最上膜であるFe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性層を剥離犠牲層とし、50Å程度の膜厚で形成
する。
【００３４】
ここで、剥離犠牲層の膜厚に関しては、金属膜を形成できる膜厚であれば特段制約をうけるものではない。人工格子膜からなるGMR素子においては、１層の膜厚が11Åレベルで
形成している。膜厚は11Å以上形成すればよい。さらに厚く形成してもよいが、金属膜の形成及びエッチング除去に時間を要するため生産性が悪くなる。コストが上がるため磁気抵抗薄膜と同等以下に設定することが好ましい。
【００３５】
本発明においては、剥離犠牲層に用いる磁気抵抗薄膜が磁気抵抗効果を有する必要がないことは言うまでもない。よって、剥離犠牲層の膜厚、積層回数を制限するものではない。本発明においては、剥離犠牲層を集積回路と電気的に絶縁となるように形成したが、一定の電位となるように形成してもよい。
【００３６】
次に、図６Ｄの工程では、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を、例えば写真製版等の技術を用いて所望のパターンに選択的にエッチング除去する。ここで、エッチング除去方法としては、例えばIBE （Ion Beam Etching） 装置を用いる。
ここで、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を全層成膜させた後に一度にエッチング除去することにより、従来の写真製版工程、エッチング除去工程を増やすことなく比較的容易に剥離犠牲層を形成することができる。
【００３７】
次に、図６Ｅの工程では、センサデバイスの表面を保護するための保護膜２０７を形成する。ここで、保護膜２０７と絶縁膜２０５は同一材料とする。ここで、保護膜２０７としては、PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 装置を用いて、窒化ケイ素膜を形成することが好ましい。ここで、窒化ケイ素膜を形成する際の条件は、膜応力が小さくなるように適宜設定することが望ましい。具体的には、膜応力を±1.0ｘ108N/m2以内となるように、成膜条件を調整すればよい。
【００３８】
また、保護膜の膜厚は、0.75μm程度が好ましい。ここで、保護膜の膜厚は物理的な衝
撃から集積回路を保護できる膜厚が必要である。また、保護膜を厚くすると、保護膜の内部応力が増加し、保護膜形成時間及びボンディングパッドを露出させるためのエッチング除去時間が長くなる。生産性が悪くなり、コストがあがることから、保護膜２０７の膜厚は0.7μm〜1.5μmで形成する。保護膜２０７を形成するのに用いられる材料としては、当該技術分野において、保護膜として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。
【００３９】
次に、保護膜２０７を形成した後には、磁気抵抗薄膜層２０４の特性を安定化させるた
めに、熱処理を行うことが好ましい。熱処理は、一般的に使用環境の上限温度以上で実施する。ここではボンディングパッド部１０２（図１を参照）を、写真製版技術とRIE （Reactive Ion Etching） 装置によりエッチング除去する。ここで、保護膜として窒化ケイ素膜に加え、保護膜２０７上にポリイミド膜を形成してもよい。
【００４０】
ポリイミド膜としては、当該技術分野においてポリイミド膜として使用できる材料であれば特段制約を受けるものではない。人工格子膜からなるGMR素子は、300℃以上に加熱されると磁気特性が急激に低下するため、従来公知の通り300℃以下で硬化可能なポリイミ
ド膜を使用する必要がある。
【００４１】
このようにして、磁気抵抗薄膜層の上に剥離犠牲層を備えたセンサデバイスが完成する。本実施の形態における磁気センサデバイス装置は、コンタクト部において、磁気抵抗薄膜層の上に剥離犠牲層を形成した耐環境性に優れたセンサデバイスである。コンタクト部において、応力が集中する金属電極と磁気抵抗薄膜層が電気的に結合している。
【００４２】
本センサ構造においては、従来構造において、保護膜２０７と磁気抵抗薄膜層２０４が剥離するほどの応力が加わった際に、剥離犠牲層を備えることにより絶縁膜２０５より上層で剥離を生じさせ、磁気抵抗薄膜層２０４を保護する。特に、応力が集中するコンタクト部で有効である。また、モールドパッケージに実装後の熱振幅サイクル耐久試験でモールド樹脂の応力によりコンタクト部の保護膜２０７にクラックが発生する場合がある。副次的な効果として、剥離犠牲層を備えることにより、保護膜に発生したクラックが剥離犠牲層２０６で止まる。
【００４３】
更に、保護膜にクラックが発生することで、応力が緩和され磁気抵抗薄膜を保護できる。また、副次的な効果として、応力が加わった際に剥離犠牲層である金属膜が変形することにより応力を吸収する。更に、剥離するほどの応力が加わった際には、剥離犠牲層で剥離することにより、磁気抵抗薄膜層に加わる応力を緩和する。これにより、応力によって比較的磁気特性が変化しやすい人工格子膜からなる磁気抵抗薄膜層の特性変化を抑制できる。
【００４４】
実施の形態２．
実施の形態２も、集積回路が形成される面と同一平面上に磁気センサを形成するものである。実施の形態１では、保護膜と絶縁膜を同じ材料としていたが、実施の形態２では、保護膜と絶縁膜を異なる材料としている。本実施の形態によれば、絶縁膜２０５と保護膜２０７に異なる材料を選定できる。磁気センサデバイス装置１００は、集積回路１０１と、ボンディングパッド部１０２と、センサ領域１０３とから構成されている（図１を参照）。
【００４５】
センサ領域１０３には、磁気センサ素子（磁気抵抗薄膜層）が形成されている。ボンディングパッド部１０２から、デバイス（集積回路１０１）を駆動する電圧等を供給する。磁気センサデバイス装置１００は、２個のセンサ領域１０３を備えている。各々のセンサ領域１０３には、４か所のコンタクト部１０４が形成されている。磁気センサ素子が、磁界に反応し、集積回路１０１は、検出した磁界を電気信号（センサ信号）として読み出す。ボンディングパッド部１０２は、センサ信号を外部に読み出すために設けられている。
【００４６】
図７は、本実施の形態に係わる磁気センサデバイスチップの平面図を示している。磁気センサデバイス装置１００のセンサ領域１０３には、コンタクト部１０４とセンサ素子１０５が形成されている。集積回路１０１は、磁界に反応したセンサ素子１０５から信号を受信し、所定の演算処理を行い、電気信号（センサ信号）として読み出す。ボンディングパッド部１０２は、デバイス（集積回路１０１）を駆動する電圧等を供給し、信号を外部に読み出すために設けられている。センサ領域１０３のコンタクト部１０４で、センサ領域１０３のセンサ素子１０５（磁気抵抗薄膜層２０４）と集積回路１０１の金属電極が電気的に結合している。集積回路１０１は、センサ領域１０３とは別の領域に配置されている。センサ素子１０５は、保護膜で被覆されており、所定のパターンを有する。
【００４７】
図８は、磁気センサデバイス装置１００におけるセンサ領域１０３の部分断面図を示している（図７のコンタクト部１０４およびセンサ素子１０５を参照）。本実施の形態の磁気センサデバイス装置１００は、基板２０１と絶縁膜２０２と金属電極２０３と磁気抵抗薄膜層２０４と絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６と保護膜２０７とを備えている。集積回路１０１は、基板２０１に形成されている。絶縁膜２０２は、磁気抵抗薄膜層２０４の下地層となっている。金属電極２０３は、絶縁膜２０２の上に形成され、磁気抵抗薄膜層２０４と集積回路１０１を接続している。
【００４８】
コンタクト部１０４では、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、金属電極２０３を覆っている。また、絶縁膜２０２の上に、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を備えたセンサ素子１０５を備えている。磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、所望のパターンに形成されている。保護膜２０７は、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を覆っている。コンタクト部１０４で磁気抵抗薄膜層２０４と金属電極２０３が電気的に結合している。
【００４９】
ここで、断面図では、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は同一形状に形成されているが、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、同一形状に形成する必要はない。磁気抵抗薄膜層２０４を覆うように絶縁膜２０５と剥離犠牲層２０６を形成してもよい。センサ素子１０５とコンタクト部１０４に剥離犠牲層２０６を備えているが、センサ素子とコンタクト部のどちらか一方に剥離犠牲層を備えてもよい。絶縁膜と剥離犠牲層は、各１層としているが、絶縁膜と剥離犠牲層を一周期とし繰り返し積層してもよい。
【００５０】
図９は、センサ素子の詳細を表している第１の断面図である。磁気抵抗薄膜層２０４は、第１の金属層２０４ａと第２の金属層２０４ｂが交互に積層されてなるものである。ここでは、磁気抵抗薄膜層２０４は、４層の第１の金属層２０４ａと４層の第２の金属層２０４ｂから形成されている。剥離犠牲層２０６は、ここでは４層の膜から構成されている。図１０は、センサ素子の詳細を表している第２の断面図である。磁気抵抗薄膜層２０４は、単一の金属層からなるものである。剥離犠牲層２０６は、ここでは４層の膜から構成されている。本実施の形態においては、接触膜は、磁気抵抗薄膜層２０４と絶縁膜２０５（以下、ＩＮ３）、絶縁膜２０５と剥離犠牲層２０６（以下、ＩＮ２）、剥離犠牲層２０６と保護膜２０７（以下、ＩＮ１）となる。本構造においては、保護膜２０７と絶縁膜２０５を異なる材料としている。剥離犠牲層２０６を構成する最上膜２０６Ｕと最下膜２０６Ｌの少なくとも最下膜２０６Ｌは、磁気抵抗薄膜層（金属薄膜層）の最上膜２０４Ｕと同一材料とする。
【００５１】
ここで、剥離犠牲層２０６の最上膜２０６Ｕと最下膜２０６Ｌを金属薄膜層２０４の最上膜２０４Ｕと同一材料とした場合は、接触面の構成は、ＩＮ２とＩＮ３が同一となり、同等の密着性となる。保護膜より応力が加わった際には、剥離犠牲層に金属薄膜層を用いることにより変形しつつ下層への応力を低減させる。更に、保護膜が剥離するほどの応力が加わった際には、ＩＮ１、ないしはＩＮ２で剥離が生じる。絶縁膜２０５より上層で剥離を生じさせ、磁気抵抗薄膜層２０４を保護する。
【００５２】
ここで、剥離犠牲層の最下膜を前記金属薄膜層の最上膜と同一材料とした場合は、接触
面の構成は、ＩＮ２とＩＮ３が同一となり、同等の密着性となる。保護膜より応力が加わった際には、剥離犠牲層に金属薄膜層を用いることにより変形しつつ下層への応力を低減させる。更に、保護膜が剥離するほどの応力が加わった際には、ＩＮ１、ないしはＩＮ２で剥離が生じる。絶縁膜２０５より上層で剥離を生じさせ、磁気抵抗薄膜層２０４を保護する。
【００５３】
次に、本実施の形態の磁気センサデバイス装置の製造方法について、図を参照して記載する。図１１Ａから図１１Ｅは、本発明の実施の形態２による磁気センサデバイス装置の製作工程を示す断面図である（図８の断面図を参照）。以下、順を追って、本実施の形態にかかる実施工程を説明する。本発明が示す特長と関連性のないボンディングパッド及び集積回路の詳細の構成は、省略する。
【００５４】
はじめに、図１１Ａの工程では、磁気抵抗薄膜層の下地層となる、絶縁膜２０２を用意する。ここで、絶縁膜２０２としては、PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 装置を用いて、窒化ケイ素膜を形成することが好ましい。ここで、窒化ケイ素膜を形成する際の条件は、膜応力が小さくなるように適宜設定することが望ましい。具体的には、膜応力を±1.0ｘ108N/m2以内となるように、成膜条件を調整すればよい。また、絶縁膜の膜厚は、磁気抵抗薄膜形成工程の観点より、0.5μm程度が好ましい。また、絶縁膜２０２を形成するのに用いられる材料としては、当該技術分野において絶縁膜として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。
【００５５】
次に、図１１Ｂの工程では、金属電極２０３となる金属配線を形成する。ここで、金属配線としては、PVD (Physical Vapor Deposition) 装置を用いて、アルミニウム膜を形成することが好ましい。また、アルミニウム膜の膜厚は、1μm程度が好ましい。アルミニウム膜の膜厚は、十分な機能を有する膜厚に設定すればよい。十分な機能を有する膜厚とは、電気的及び物理的なストレスが金属配線に加わった場合であっても、信頼性が担保される膜厚を意味している。ここで、金属電極２０３としては、従来公知の材料を用いることができる。
【００５６】
例えば、金属配線としてAlSi, AlSiCu, AlCu, Al 及び Cu等を用いることができる。AlSi, AlSiCu, AlCuは、Alを主成分とする金属である。次に、金属配線を例えば写真製版等の技術を用いて所望のパターンにエッチング除去し、金属電極を形成する。アルミニウム膜のエッチング除去方法としては、ウェットエッチング法を用いることが望ましい。ウェットエッチング法を用いれば、金属配線の形成に際して、金属電極の端部をテーパ形状にして、金属電極と磁気抵抗薄膜との接続を良好にする。
【００５７】
次に、図１１Ｃの工程では、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を形成する。まず、磁気抵抗薄膜層２０４を形成する。ここで、磁気抵抗薄膜としては、PVD装置を用いてFe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性層（第２の金属層）とCu層からなる非磁性層（第１の金属層）を交互に積層した人工格子膜を形成する。Fe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性層は、GMR素子である。かかる磁気抵抗薄膜では、磁性層と非磁性層との積層体を一周期とする積層構造を20周期で形成する。磁性層の厚さは11〜18Å、非磁性層の厚さは19〜23Åとしている。ここで、磁気抵抗薄膜の膜厚、積層数を制限するものではない。
【００５８】
磁気抵抗薄膜層２０４の膜厚は、一般的に200〜2000Å程度である。ここでGMR素子としては、従来公知のFe/Cr、パーマロイ/Cu/Co/Cu、Co/Cuを用いることができる。また、磁
気抵抗薄膜としては、例えばNi-Fe、Ni-Co等を用いることができる。次に、絶縁膜２０５を形成する。ここで、保護膜２０７と絶縁膜２０５を同一材料とする。ここで、絶縁膜２０５としては、PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 装置を用いて、窒化ケイ素膜を形成することが好ましい。
【００５９】
ここで、窒化ケイ素膜を形成する際の条件は、膜応力が小さくなるように適宜設定することが望ましい。具体的には、膜応力を±1.0ｘ108N/m2以内となるように、成膜条件を調整すればよい。また、絶縁膜の膜厚は、0.1μmで形成する。ここで、絶縁膜の膜厚は、電気的に剥離犠牲層と磁気抵抗薄膜層の絶縁が担保される膜厚であればよいので、絶縁膜は薄く形成する。また、絶縁膜２０５を形成するのに用いられる材料としては、当該技術分野において絶縁膜として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。
【００６０】
次に、剥離犠牲層２０６を、PVD装置を用いて形成する。ここで、形成方法としては、
磁気抵抗薄膜層２０４と同じ手法を用いる。ここで、剥離犠牲層の材料として、剥離犠牲層を構成する最上膜もしくは、最下膜のうち、少なくとも最下膜が磁気抵抗薄膜層の最上膜と同一材料とする。本実施の形態においては、磁気抵抗薄膜層の最上膜であるFe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなる磁性層を剥離犠牲層の最下膜とし、磁性層と非磁性層と
の積層体を一周期とする積層構造を20周期で形成する。
【００６１】
ここで、剥離犠牲層の膜厚に関しては、金属膜を形成できる膜厚であれば特段制約をうけるものではない。人工格子膜からなるGMR素子においては、１層の膜厚が11Åレベルで
形成している。膜厚は11Å以上形成すればよい。さらに厚く形成してもよいが、金属膜の形成及びエッチング除去に時間を要するため生産性が悪くなる。コストが上がるため磁気抵抗薄膜と同等以下に設定することが好ましい。
【００６２】
本発明においては、剥離犠牲層に用いる磁気抵抗薄膜が磁気抵抗効果を有する必要がないことは言うまでもない。よって、剥離犠牲層の膜厚、積層回数を制限するものではない。本発明においては、剥離犠牲層を集積回路と電気的に絶縁となるように形成したが、一定の電位となるように形成してもよい。
【００６３】
次に、図１１Ｄの工程では、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を、例えば写真製版等の技術を用いて所望のパターンに選択的にエッチング除去する。ここで、エッチング除去方法としては、例えばIBE装置 （Ion Beam Etching） を用いる。ここで、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を全層成膜させた後に一度にエッチング除去することにより、従来の写真製版工程、エッチング除去工程を増やすことなく比較的容易に剥離犠牲層を形成することができる。
【００６４】
次に、図１１Ｅの工程では、センサデバイスの表面を保護するための保護膜２０７を形成する。ここで、保護膜２０７と絶縁膜２０５は異なる材料とする。ここで、保護膜２０７としては、PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 装置を用いて、窒化ケイ素膜を形成することが好ましい。ここで、窒化ケイ素膜を形成する際の条件は、膜応力が小さくなるように適宜設定することが望ましい。具体的には、膜応力を±1.0ｘ108N/m2以内となるように、成膜条件を調整すればよい。
【００６５】
また、保護膜の膜厚は、0.75μm程度が好ましい。ここで、保護膜の膜厚は物理的な衝
撃から集積回路を保護できる膜厚が必要である。また、保護膜を厚くすると、保護膜の内部応力が増加し、保護膜形成時間及びボンディングパッドを露出させるためのエッチング除去時間が長くなる。生産性が悪くなりコストがあがることから、保護膜は0.7μm〜1.5
μmで形成する。また、保護膜２０７を形成するのに用いられる材料としては、当該技術
分野において、保護膜として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。
【００６６】
次に、保護膜２０７を形成した後には、磁気抵抗薄膜層２０４の特性を安定化させるた
めに、熱処理を行うことが好ましい。熱処理は、一般的に使用環境の上限温度以上で実施する。ここではボンディングパッド部１０２（図１を参照）を、写真製版技術とRIE （Reactive Ion Etching） 装置によりエッチング除去する。ここで、保護膜として窒化ケイ素膜に加え、保護膜２０７の上にポリイミド膜を形成してもよい。
【００６７】
ポリイミド膜としては、当該技術分野においてポリイミド膜として使用できる材料であれば特段制約を受けるものではない。人工格子膜からなるGMR素子は、300℃以上に加熱されると磁気特性が急激に低下するため、従来公知の通り300℃以下で硬化可能なポリイミ
ド膜を使用する必要がある。
【００６８】
このようにして、磁気抵抗薄膜層の上に剥離犠牲層を備えたセンサデバイスが完成する。本実施の形態における磁気センサデバイスは、コンタクト部において、磁気抵抗薄膜層の上に剥離犠牲層を形成した耐環境性に優れたセンサデバイスである。コンタクト部において、応力が集中する金属電極と磁気抵抗薄膜層が電気的に結合している。
【００６９】
本センサ構造においては、従来構造において、保護膜２０７と磁気抵抗薄膜層２０４が剥離するほどの応力が加わった際に、剥離犠牲層を備えることにより絶縁膜２０５より上層で剥離を生じさせ、磁気抵抗薄膜層２０４を保護する。特に、応力が集中するコンタクト部で有効である。また、モールドパッケージに実装後の熱振幅サイクル耐久試験でモールド樹脂の応力によりコンタクト部の保護膜２０７にクラックが発生する場合がある。副次的な効果として、剥離犠牲層を備えることにより、保護膜に発生したクラックが剥離犠牲層２０６で止まる。
【００７０】
更に、保護膜にクラックが発生することで、応力が緩和され磁気抵抗薄膜を保護できる。また、副次的な効果として、応力が加わった際に剥離犠牲層である金属膜が変形することにより応力を吸収する。更に、剥離するほどの応力が加わった際には、剥離犠牲層で剥離することにより、磁気抵抗薄膜層に加わる応力を緩和する。これにより、応力によって比較的磁気特性が変化しやすい人工格子膜からなる磁気抵抗薄膜層の特性変化を抑制できる。
【００７１】
実施の形態３．
実施の形態３は、所定の演算処理を行う集積回路の段差を平坦化膜からなる層間絶縁膜を用いて平坦化し、その直上に磁気抵抗薄膜を形成するものである。本実施の形態では、保護膜と絶縁膜を同じ材料としている。図１２は、本実施の形態に係わる磁気センサデバイス装置１００を示している。磁気センサデバイス装置１００は、集積回路１０１と、ボンディングパッド部１０２と、センサ領域１０３とから構成されている。平坦化された集積回路１０１の上に、センサ領域１０３が形成されている。ボンディングパッド部１０２から、デバイス（集積回路１０１）を駆動する電圧等を供給する。磁気センサデバイス装置１００は、２個のセンサ領域１０３を備えている。各々のセンサ領域１０３には、４か所のコンタクトホール１０６（コンタクト部１０４）が形成されている。磁気センサ素子が、磁界に反応し、集積回路１０１は、検出した磁界を電気信号（センサ信号）として読み出す。ボンディングパッド部１０２は、センサ信号を外部に読み出すために設けられている。コンタクト部１０４は、コンタクトホール１０６に形成されている。
【００７２】
図１３は、本実施の形態に係わる磁気センサデバイスチップの平面図を示している。集積回路１０１の直上にセンサ領域１０３（磁気抵抗薄膜）が形成されている。磁気センサデバイス装置１００のセンサ領域１０３には、コンタクトホール１０６（コンタクト部１０４）とセンサ素子１０５が形成されている。集積回路１０１は、磁界に反応したセンサ素子１０５から信号を受信し、所定の演算処理を行い、電気信号（センサ信号）として読み出す。ボンディングパッド部１０２は、デバイス（集積回路１０１）を駆動する電圧等を供給し、信号を外部に読み出すために設けられている。センサ領域１０３のコンタクト部１０４で、センサ領域１０３のセンサ素子１０５（磁気抵抗薄膜層）と集積回路１０１の金属電極が電気的に結合している。集積回路１０１は、センサ領域１０３と同じ領域に配置されている。センサ素子１０５は、保護膜で被覆されており、所定のパターンを有する。
【００７３】
図１４は、磁気センサデバイス装置１００におけるセンサ領域１０３の部分断面図を示している（図１３のコンタクトホール１０６およびセンサ素子１０５を参照）。本実施の形態における磁気センサデバイス装置１００は、集積回路１０１と、平坦化膜３０２と、絶縁膜３０３とを備えている。平坦化膜３０２は、集積回路１０１の表面の段差を平坦化する。絶縁膜３０３は、平坦化された集積回路１０１の上に形成されている。コンタクトホール１０６は、保護膜１２、平坦化膜３０２及び絶縁膜３０３を貫通している。金属電極１４と磁気抵抗薄膜層２０４は、コンタクトホール１０６を介して、電気的に結合している。絶縁膜３０３の上には、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５、剥離犠牲層２０６、センサ素子１０５、コンタクトホール１０６および保護膜２０７を、備えている。
【００７４】
センサ素子１０５は、剥離犠牲層２０６を備えている。磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、所望なパターンに形成されている。保護膜２０７は、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を覆っている。図では平坦化膜３０２は、集積回路の表面段差の凹部のみに形成されている。平坦化膜３０２は、集積回路１０１の表面全体を覆うように形成されていてもよい。ここで、保護膜１２、平坦化膜３０２及び絶縁膜３０３を貫通するコンタクトホール１０６を介して、金属電極１４と磁気抵抗薄膜層２０４が電気的に結合している。
【００７５】
ここで、断面図では、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は同一形状に形成されているが、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、同一形状に形成する必要はない。磁気抵抗薄膜層２０４を覆うように絶縁膜２０５と剥離犠牲層２０６を形成してもよい。センサ素子１０５とコンタクトホール１０６に剥離犠牲層２０６を備えているが、センサ素子１０５とコンタクトホール１０６のどちらか一方に剥離犠牲層２０６を備えてもよい。絶縁膜２０５と剥離犠牲層２０６は、各１層としているが、絶縁膜と剥離犠牲層を一周期とし繰り返し積層してもよい。
【００７６】
次に、本実施の形態の磁気センサデバイス装置の製造方法について、図を参照して記載する。図１５から図２０は、本発明の実施の形態３による磁気センサデバイス装置の製作工程を示す断面図である（図１４の断面図を参照）。以下、順を追って、本実施の形態にかかる実施工程を説明する。本発明が示す特長と関連性のないボンディングパッド及び集積回路の詳細の構成は、省略する。
【００７７】
はじめに、図１５の工程では、集積回路１０１の表面段差を平坦化する平坦化膜３０２を、スピンコート装置を用いて、形成する。ここで、平坦化膜３０２としては、集積回路１０１の表面の凹部の埋め込み性に優れると共に膜硬度が高いSOG（スピンオングラス）
を用いることが好ましい。
【００７８】
ここで、平坦化膜を形成するのに用いられる材料としては、当該技術分野において平坦化材料として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。平坦化膜３０２は、集積回路１０１の表面段差に平坦化材料を適用して段差を平坦化させた後、加熱硬化させることにより形成することができる。また、加熱硬化の条件は、使用する平坦化材料の種類によって異なるので、かかる平坦化材料の種類に合わせて適宜設定すればよい。
【００７９】
次に、図１６の工程では、磁気抵抗薄膜層の下地層となる、絶縁膜３０３を形成する。
ここで、絶縁膜３０３としては、PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 装置を用いて、窒化ケイ素膜を形成することが好ましい。ここで、窒化ケイ素膜を形成する際の条件は、膜応力が小さくなるように適宜設定することが望ましい。具体的には、膜応力を±1.0ｘ108N/m2以内となるように、成膜条件を調整すればよい。
【００８０】
また、絶縁膜３０３の膜厚は、センサ素子形成プロセスの観点より0.5μm程度が好ましい。ここで、絶縁膜の膜厚は、電気的に剥離犠牲層と磁気抵抗薄膜層の絶縁が担保される膜厚であれば特段制約を受けるものではない。また、絶縁膜を形成するのに用いられる材料としては、当該技術分野において絶縁膜として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。
【００８１】
次に、図１７の工程では、集積回路１０１と電気的に磁気抵抗薄膜を結合させるためのコンタクトホール１０６を形成する。例えば、写真製版等の技術を用いて集積回路１０１の一部を開口する。金属電極１４を露出させるように選択的に保護膜１２、平坦化膜３０２及び絶縁膜３０３をエッチング除去し、コンタクトホール１０６を形成する。ここで、エッチング除去方法としては、RIE （Reactive Ion Etching） 装置によりエッチング除去する。
【００８２】
図１８の工程、図１９の工程、および図２０の工程においては、実施の形態１の図６Ｃの工程、図６Ｄの工程、および図６Ｅの工程の説明と同じであり、詳細な説明を省略する。このようにして、磁気抵抗薄膜層の上に剥離犠牲層を備えたセンサデバイスが完成する。本実施の形態における磁気センサデバイスは、コンタクト部において、磁気抵抗薄膜層の上に剥離犠牲層を形成した耐環境性に優れたセンサデバイスである。コンタクト部において、応力が集中する金属電極と磁気抵抗薄膜層が電気的に結合している。
【００８３】
本センサ構造においては、従来構造において、保護膜２０７と磁気抵抗薄膜層２０４が剥離するほどの応力が加わった際に、剥離犠牲層を備えることにより絶縁膜２０５より上層で剥離を生じさせ、磁気抵抗薄膜層２０４を保護する。特に、応力が集中するコンタクト部で有効である。また、モールドパッケージに実装後の熱振幅サイクル耐久試験でモールド樹脂の応力によりコンタクト部の保護膜２０７にクラックが発生する場合がある。副次的な効果として、剥離犠牲層を備えることにより、保護膜に発生したクラックが剥離犠牲層２０６で止まる。
【００８４】
更に、保護膜にクラックが発生することで、応力が緩和され磁気抵抗薄膜を保護できる。また、副次的な効果として、応力が加わった際に剥離犠牲層である金属膜が変形することにより応力を吸収する。更に、剥離するほどの応力が加わった際には、剥離犠牲層で剥離することにより、磁気抵抗薄膜層に加わる応力を緩和する。これにより、応力によって比較的磁気特性が変化しやすい人工格子膜からなる磁気抵抗薄膜層の特性変化を抑制できる。
【００８５】
実施の形態４．
実施の形態４は、所定の演算処理を行う集積回路の段差を平坦化膜からなる層間絶縁膜を用いて平坦化し、その直上に磁気抵抗薄膜を形成するものである。実施の形態３では、保護膜と絶縁膜を同じ材料としていたが、実施の形態４では、保護膜と絶縁膜を異なる材料としている。本実施の形態によれば、絶縁膜２０５と保護膜２０７に異なる材料を選定できる。
【００８６】
本実施の形態に係わる磁気センサデバイス装置１００は、集積回路１０１と、ボンディングパッド部１０２と、センサ領域１０３とから構成されている（図１２を参照）。平坦化された集積回路１０１の上に、センサ領域１０３が形成されている。ボンディングパッ
ド部１０２から、デバイス（集積回路１０１）を駆動する電圧等を供給する。磁気センサデバイス装置１００は、２個のセンサ領域１０３を備えている。各々のセンサ領域１０３には、４か所のコンタクトホール１０６（コンタクト部１０４）が形成されている。磁気センサ素子が、磁界に反応し、集積回路１０１は、検出した磁界を電気信号（センサ信号）として読み出す。ボンディングパッド部１０２は、センサ信号を外部に読み出すために設けられている。
【００８７】
図２１は、本実施の形態に係わる磁気センサデバイス装置の平面図を示している。集積回路１０１の直上にセンサ領域１０３（磁気抵抗薄膜）が形成されている。磁気センサデバイスチップのセンサ領域１０３は、コンタクトホール１０６（コンタクト部１０４）とセンサ素子１０５とを備えている。集積回路１０１は、所定の演算処理を行い、磁界に反応し、電気信号として読み出す。ボンディングパッド部１０２は、デバイス（集積回路１０１）を駆動する電圧等を供給し、信号を外部に読み出すために設けられている。集積回路１０１（センサ領域１０３）のコンタクトホール１０６で、センサ領域１０３の磁気抵抗薄膜層２０４と集積回路１０１の金属電極２０３が電気的に結合している。
【００８８】
図２２は、磁気センサデバイス装置１００におけるセンサ領域１０３の部分断面図を示している（図２１のコンタクトホール１０６およびセンサ素子１０５を参照）。本実施の形態における磁気センサデバイス装置は、集積回路１０１と、平坦化膜３０２と、絶縁膜３０３とを備えている。平坦化膜３０２は、集積回路１０１の表面の段差を平坦化する。絶縁膜３０３は、平坦化された集積回路１０１の上に形成されている。コンタクトホール１０６は、保護膜１２、平坦化膜３０２及び絶縁膜３０３を貫通している。金属電極１４と磁気抵抗薄膜層２０４は、コンタクトホール１０６を介して、電気的に結合している。絶縁膜３０３の上には、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５、剥離犠牲層２０６、センサ素子１０５、コンタクトホール１０６および保護膜２０７を、備えている。
【００８９】
センサ素子１０５は、剥離犠牲層２０６を備えている。磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、所望なパターンに形成されている。保護膜２０７は、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を覆っている。図では平坦化膜３０２は、集積回路の表面段差の凹部のみに形成されている。平坦化膜３０２は、集積回路１０１の表面全体を覆うように形成されていてもよい。ここで、保護膜１２、平坦化膜３０２及び絶縁膜３０３を貫通するコンタクトホール１０６を介して、金属電極１４と磁気抵抗薄膜層２０４が電気的に結合している。
【００９０】
図には、磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６を同一形状に形成した断面図が示されている。磁気抵抗薄膜層２０４、絶縁膜２０５及び剥離犠牲層２０６は、同一形状に形成する必要はない。磁気抵抗薄膜層２０４を覆うように絶縁膜２０５と剥離犠牲層２０６を形成してもよい。ここで、センサ素子１０５とコンタクトホール１０６に剥離犠牲層２０６を備えているが、センサ素子１０５とコンタクトホール１０６のどちらか一方に剥離犠牲層２０６を備えてもよい。ここで、絶縁膜２０５と剥離犠牲層２０６を各１層としているが、絶縁膜と剥離犠牲層を一周期とし、繰り返し積層してもよい。
【００９１】
次に、本実施の形態の磁気センサデバイス装置の製造方法について、図を参照して記載する。図２３から図２８は、本発明の実施の形態４による磁気センサデバイス装置の製作工程を示す断面図である（図２２の断面図を参照）。以下、順を追って、本実施の形態にかかる実施工程を説明する。本発明が示す特長と関連性のないボンディングパッド及び集積回路の詳細の構成は、省略する。
【００９２】
はじめに、図２３の工程では、集積回路１０１の表面段差を平坦化する平坦化膜３０２を、スピンコート装置を用いて、形成する。ここで、平坦化膜３０２としては、集積回路
１０１の表面の凹部の埋め込み性に優れると共に膜硬度が高いSOG（スピンオングラス）
を用いることが好ましい。
【００９３】
ここで、平坦化膜を形成するのに用いられる材料としては、当該技術分野において平坦化材料として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。平坦化膜３０２は、集積回路１０１の表面段差に平坦化材料を適用して段差を平坦化させた後、加熱硬化させることにより形成することができる。また、加熱硬化の条件は、使用する平坦化材料の種類によって異なるので、かかる平坦化材料の種類に合わせて適宜設定すればよい。
【００９４】
次に、図２４の工程では、磁気抵抗薄膜層の下地層となる、絶縁膜３０３を形成する。ここで、絶縁膜３０３としては、PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 装置を用いて、窒化ケイ素膜を形成することが好ましい。ここで、窒化ケイ素膜を形成する際の条件は、膜応力が小さくなるように適宜設定することが望ましい。具体的には、膜応力を±1.0ｘ108N/m2以内となるように、成膜条件を調整すればよい。
【００９５】
また、絶縁膜３０３の膜厚は、センサ素子形成プロセスの観点より0.5μm程度が好ましい。ここで、絶縁膜の膜厚は電気的に剥離犠牲層と磁気抵抗薄膜層の絶縁が担保される膜厚であれば特段制約を受けるものではない。また、絶縁膜を形成するのに用いられる材料としては、当該技術分野において絶縁膜として用いることが可能な材料であれば特に制限されることはない。
【００９６】
次に、図２５の工程では、集積回路１０１と電気的に磁気抵抗薄膜を結合させるためのコンタクトホール１０６を形成する。例えば、写真製版等の技術を用いて集積回路１０１の一部を開口する。金属電極１４を露出させるように選択的に保護膜１２、平坦化膜３０２及び絶縁膜３０３をエッチング除去し、コンタクトホール１０６を形成する。ここで、エッチング除去方法としては、RIE （Reactive Ion Etching） 装置によりエッチング除去する。
【００９７】
図２６の工程、図２７の工程、および図２８の工程においては、実施の形態２の図１１Ｃの工程、図１１Ｄの工程、および図１１Ｅの工程の説明と同じであり、詳細な説明を省略する。このようにして、磁気抵抗薄膜上に剥離犠牲層を備えたセンサデバイス装置が完成する。本実施の形態における磁気センサデバイス装置は、コンタクト部において、磁気抵抗薄膜上に剥離犠牲層を形成した耐環境性に優れたセンサデバイス装置である。コンタクト部において、応力が集中する金属電極と磁気抵抗薄膜層が電気的に結合している。
【００９８】
本センサ構造においては、従来構造において、保護膜２０７と磁気抵抗薄膜層２０４が剥離するほどの応力が加わった際に、剥離犠牲層を備えることにより絶縁膜２０５より上層で剥離を生じさせ、磁気抵抗薄膜層２０４を保護する。特に、応力が集中するコンタクト部で有効である。また、モールドパッケージに実装後の熱振幅サイクル耐久試験でモールド樹脂の応力によりコンタクト部の保護膜２０７にクラックが発生する場合がある。副次的な効果として、剥離犠牲層を備えることにより、保護膜に発生したクラックが剥離犠牲層２０６で止まる。
【００９９】
更に、保護膜にクラックが発生することで、応力が緩和され磁気抵抗薄膜を保護できる。また、副次的な効果として、応力が加わった際に剥離犠牲層である金属膜が変形することにより応力を吸収する。更に、剥離するほどの応力が加わった際には、剥離犠牲層で剥離することにより、磁気抵抗薄膜層に加わる応力を緩和する。これにより、応力によって比較的磁気特性が変化しやすい人工格子膜からなる磁気抵抗薄膜層の特性変化を抑制できる。
【０１００】
実施の形態１または３によるセンサデバイス装置は、単一の金属薄膜層、ないしは、２種類以上の金属薄膜層を含む積層膜からなる金属薄膜層と、前記金属薄膜層上に形成される絶縁膜と前記絶縁膜上に形成される剥離犠牲層と前記剥離犠牲層上に形成される保護膜を備えることを特徴とするセンサデバイス装置であって、前記保護膜と前記絶縁膜を同一材料で構成し、前記剥離犠牲層を構成する最上膜もしくは最下膜の少なくとも一方が前記金属薄膜層の最上膜と同一材料とすることを特徴とする。なお、金属薄膜層が単一の金属薄膜層からなる場合、金属薄膜層の最上膜とは、単一の金属薄膜層そのものを指している。
【０１０１】
保護膜の内部応力や保護膜を介して加わるモールド樹脂からの外部応力に起因した応力により、保護膜と金属薄膜層が剥離する。本発明の構造においては、金属薄膜層上に剥離犠牲層を備えることにより、剥離犠牲層で剥離を生じさせ金属薄膜層を保護する。よって、本発明によれば、保護膜と金属薄膜層との剥離による信頼性の低下を適切に防止することができる。なお、剥離犠牲層は、通常、複数の膜からなるが、単一の膜の場合も含んでいる。単一の膜の場合、最上膜または最下膜は、単一の膜そのものを指している。
【０１０２】
実施の形態２または４によるセンサデバイス装置は、単一の金属薄膜層、ないしは、２種類以上の金属薄膜層を含む積層膜からなる金属薄膜層と、前記金属薄膜層上に形成される絶縁膜と前記絶縁膜上に形成される剥離犠牲層と前記剥離犠牲層上に形成される保護膜を備えることを特徴とするセンサデバイス装置であって、前記保護膜と前記絶縁膜を異なる材料で構成し、前記剥離犠牲層を構成する最上膜と最下膜の少なくとも最下膜が前記金属薄膜層の最上膜と同一材料で構成することを特徴とする。なお、金属薄膜層が単一の金属薄膜層からなる場合、金属薄膜層の最上膜とは、単一の金属薄膜層そのものを指している。
【０１０３】
実施の形態３または４によるセンサデバイス装置は、金属電極と金属薄膜層が電気的に結合するコンタクト部において前記金属電極に形成される前記金属薄膜層と前記金属薄膜層上に形成される絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成される剥離犠牲層と前記剥離犠牲層上に形成される保護膜を備えることを特徴とする。なお、剥離犠牲層は、通常、複数の膜からなるが、単一の膜の場合も含んでいる。単一の膜の場合、最上膜または最下膜は、単一の膜そのものを指している。
【０１０４】
実施の形態３または４によるセンサデバイス装置は、所定の演算処理を行う集積回路の段差を平坦化膜からなる層間絶縁膜を用いて平坦化し、前記集積回路の直上に金属薄膜層を形成するセンサデバイス装置であって、前記層間絶縁膜の一部を開口し前記集積回路の金属電極を露出させ金属薄膜層と電気的に結合するコンタクトホールにおいて、前記金属電極に形成される前記金属薄膜層と前記センサ機能を有する薄膜上に形成される絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成される剥離犠牲層と前記剥離犠牲層上に形成される保護膜を備えることを特徴とする。
【０１０５】
本発明に係わるセンサデバイス装置は、保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、前記基板の上に形成されていて、前記センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、前記基板の上に形成されていて、前記集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、前記集積回路と前記センサ素子とはコンタクト部で接続されており、前記センサ素子および前記コンタクト部は、第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる金属薄膜層と、前記金属薄膜層の上に形成されていて、前記保護膜と同じ材料からなる絶縁膜と、前記絶縁膜の上に形成されていて、前記保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、前記剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、前記金属薄膜層の最上膜と同じ材料で形成されていることを特徴とする。
【０１０６】
本発明に係わるセンサデバイス装置は、保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、前記基板の上に形成されていて、前記センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、前記基板の上に形成されていて、前記集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、前記集積回路と前記センサ素子とはコンタクト部で接続されており、前記センサ素子および前記コンタクト部は、第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる金属薄膜層と、前記金属薄膜層の上に形成されていて、前記保護膜と異なる材料からなる絶縁膜と、前記絶縁膜の上に形成されていて、前記保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、前記剥離犠牲層の最下膜は、前記金属薄膜層の最上膜と同じ材料で形成されていることを特徴とする。
【０１０７】
本発明に係わるセンサデバイス装置は、保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、前記基板の上に形成されていて、前記センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、前記基板の上に形成されていて、前記集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、前記集積回路と前記センサ素子とはコンタクト部で接続されており、前記センサ素子および前記コンタクト部は、単一の金属層からなる金属薄膜層と、前記金属薄膜層の上に形成されている絶縁膜と、前記絶縁膜の上に形成されていて、前記保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、前記剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、前記金属薄膜層と同じ材料で形成されていることを特徴とする。
【０１０８】
剥離犠牲層の評価として、引き剥がし試験（テープ剥離試験）を実施した。シリコン基板の上に絶縁膜２０２と、磁気抵抗薄膜層２０４と、絶縁膜２０５と、剥離犠牲層２０６と、保護膜２０７を順に形成した後に、磁気抵抗薄膜層２０４と、絶縁膜２０５と、剥離犠牲層２０６と、保護膜２０７を碁盤目状になるようにエッチング除去したものを試験サンプルとした。各層の材料、膜厚に関して、剥離犠牲層２０６と絶縁膜２０５を各２条件とし、その他は１条件として、合計４条件作成した。
【０１０９】
具体的には、絶縁膜２０２を窒化ケイ素膜で0.5μm形成した。磁気抵抗薄膜層２０４は、磁性層（Fe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)）と非磁性層（Cu）との積層体を一周期とする積層構造を20周期（700Å）で形成した。絶縁膜２０５と接する層は、Fe(ｘ)Co（1-x）とした。また、保護膜２０７を窒化ケイ素膜で0.75μmで形成した。絶縁膜２０５は、窒化ケイ素膜で0.02μmと0.2μmの２条件とした。剥離犠牲層は、Fe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)単層（50Å）と磁気抵抗薄膜層２０４と同一物の２条件とした。
【０１１０】
このように作成した試験サンプルの保護膜２０７に粘着テープを貼付した後に、粘着テープを引き剥がした。剥離した試験サンプルは、分析に供した。判定基準を、絶縁膜２０５より上層で剥離しているか否かとした。剥離層を分析した結果、４条件共に絶縁膜２０５よりも上層で剥離していることを確認した。
【０１１１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１００  磁気センサデバイス装置、１０１  集積回路、１０２  ボンディングパッド部、１０３  センサ領域、１０４  コンタクト部、１０５  センサ素子、１０６  コンタクトホール、２０１  基板、２０２  絶縁膜、２０３  金属電極、２０４  磁気抵抗薄膜層、２０５  絶縁膜、２０６  剥離犠牲層、２０７  保護膜、３０２  平坦化膜、３０３  絶縁膜、１２  保護膜、１４  金属電極、２０４Ｕ  最上膜、２０４ａ  第１の金属層、２０４ｂ  第２の金属層、２０６Ｌ  最下膜、２０６Ｕ  最上膜
【図１】
2018085395.tif 000003
【図２】
2018085395.tif 000004
【図３】
2018085395.tif 000005
【図４】
2018085395.tif 000006
【図５】
2018085395.tif 000007
【図６】
2018085395.tif 000008
【図７】
2018085395.tif 000009
【図８】
2018085395.tif 000010
【図９】
2018085395.tif 000011
【図１０】
2018085395.tif 000012
【図１１】
2018085395.tif 000013
【図１２】
2018085395.tif 000014
【図１３】
2018085395.tif 000015
【図１４】
2018085395.tif 000016
【図１５】
2018085395.tif 000017
【図１６】
2018085395.tif 000018
【図１７】
2018085395.tif 000019
【図１８】
2018085395.tif 000020
【図１９】
2018085395.tif 000021
【図２０】
2018085395.tif 000022
【図２１】
2018085395.tif 000023
【図２２】
2018085395.tif 000024
【図２３】
2018085395.tif 000025
【図２４】
2018085395.tif 000026
【図２５】
2018085395.tif 000027
【図２６】
2018085395.tif 000028
【図２７】
2018085395.tif 000029
【図２８】
2018085395.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月12日(2017.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、
前記基板の上に形成されていて、前記センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、
前記基板の上に形成されていて、前記集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、
前記集積回路と前記センサ素子とはコンタクト部で接続されており、
前記センサ素子および前記コンタクト部は、
第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる磁気抵抗薄膜層と、
前記磁気抵抗薄膜層の最上膜の上に接触して形成されていて、前記保護膜と同じ材料からなる絶縁膜と、
積層された複数の膜からなり、この複数の膜のうち最下膜が前記絶縁膜の上に接触して形成されていて、しかも、この複数の膜のうち最上膜が前記保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、
前記磁気抵抗薄膜層の最上膜が前記第１の金属層からなる場合は、
前記剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、前記磁気抵抗薄膜層の最上膜と同じ材料である第１の金属で形成されていて、
前記磁気抵抗薄膜層の最上膜が前記第２の金属層からなる場合は、
前記剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、前記磁気抵抗薄膜層の最上膜と同じ材料である第２の金属で形成されていることを特徴とするセンサデバイス装置。
【請求項２】
保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、
前記基板の上に形成されていて、前記センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、
前記基板の上に形成されていて、前記集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、
前記集積回路と前記センサ素子とはコンタクト部で接続されており、
前記センサ素子および前記コンタクト部は、
第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる磁気抵抗薄膜層と、
前記磁気抵抗薄膜層の最上膜の上に接触して形成されていて、前記保護膜と異なる材料からなる絶縁膜と、
積層された複数の膜からなり、この複数の膜のうち最下膜が前記絶縁膜の上に接触して形成されていて、しかも、この複数の膜のうち最上膜が前記保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、
前記磁気抵抗薄膜層の最上膜が前記第１の金属層からなる場合は、
前記剥離犠牲層の最下膜は、前記磁気抵抗薄膜層の最上膜と同じ材料である第１の金属で形成されていて、
前記磁気抵抗薄膜層の最上膜が前記第２の金属層からなる場合は、
前記剥離犠牲層の最下膜は、前記磁気抵抗薄膜層の最上膜と同じ材料である第２の金属で形成されていることを特徴とするセンサデバイス装置。
【請求項３】
保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、
前記基板の上に形成されていて、前記センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、
前記基板の上に形成されていて、前記集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、
前記集積回路と前記センサ素子とはコンタクト部で接続されており、
前記センサ素子および前記コンタクト部は、
単一の金属層からなる磁気抵抗薄膜層と、
前記磁気抵抗薄膜層の上に接触して形成されている絶縁膜と、
積層された複数の膜からなり、この複数の膜のうち最下膜が前記絶縁膜の上に接触して形成されていて、しかも、この複数の膜のうち最上膜が前記保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、
前記剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、前記磁気抵抗薄膜層と同じ材料である単一の金属で形成されていることを特徴とするセンサデバイス装置。
【請求項４】
前記集積回路は、前記センサ素子と異なる領域に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項５】
前記集積回路は、前記センサ素子の下に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項６】
前記コンタクト部は、前記センサ素子と同じ絶縁膜の上に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項７】
前記コンタクト部は、コンタクトホールに形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項８】
前記集積回路と前記センサ素子は、前記絶縁膜の上に形成されたアルミ配線で接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項９】
前記第１の金属層と前記第２の金属層は、Cu層とFe(ｘ)Co（1-x）(0≦ｘ≦0.3)層からなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサデバイス装置。
【請求項１０】
前記基板の上に形成されている絶縁膜をさらに備え、
前記センサ素子および前記コンタクト部は、この絶縁膜の上に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサデバイス装置。
【請求項１１】
前記保護膜と前記絶縁膜は、窒化ケイ素膜からなることを特徴とする請求項１または３に記載のセンサデバイス装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係わるセンサデバイス装置は、保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、基板の上に形成されていて、センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、基板の上に形成されていて、集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、集積回路とセンサ素子とはコンタクト部で接続されており、センサ素子およびコンタクト部は、第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる磁気抵抗薄膜層と、磁気抵抗薄膜層の最上膜の上に接触して形成されていて、保護膜と同じ材料からなる絶縁膜と、積層された複数の膜からなり、この複数の膜のうち最下膜が絶縁膜の上に接触して形成されていて、しかも、この複数の膜のうち最上膜が保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、磁気抵抗薄膜層の最上膜が第１の金属層からなる場合は、剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、磁気抵抗薄膜層の最上膜と同じ材料である第１の金属で形成されていて、磁気抵抗薄膜層の最上膜が第２の金属層からなる場合は、剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、磁気抵抗薄膜層の最上膜と同じ材料である第２の金属で形成されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明に係わるセンサデバイス装置は、保護膜で被覆されパターンを有するセンサ素子が形成されている基板と、基板の上に形成されていて、センサ素子の出力を処理してセンサ信号を算出する集積回路と、基板の上に形成されていて、集積回路に供給する電力が入力されるボンディングパッド部とを備え、集積回路とセンサ素子とはコンタクト部で接続されており、センサ素子およびコンタクト部は、第１の金属層と第２の金属層が交互に積層されてなる磁気抵抗薄膜層と、磁気抵抗薄膜層の最上膜の上に接触して形成されていて、保護膜と同じ材料からなる絶縁膜と、積層された複数の膜からなり、この複数の膜のうち最下膜が絶縁膜の上に接触して形成されていて、しかも、この複数の膜のうち最上膜が保護膜と接触している剥離犠牲層と、を有し、磁気抵抗薄膜層の最上膜が第１の金属層からなる場合は、剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、磁気抵抗薄膜層の最上膜と同じ材料である第１の金属で形成されていて、磁気抵抗薄膜層の最上膜が第２の金属層からなる場合は、剥離犠牲層の最上膜または最下膜は、磁気抵抗薄膜層の最上膜と同じ材料である第２の金属で形成されていることを特徴とすることにより、保護膜と剥離犠牲層で剥離を生じさせ、金属薄膜層を保護することが可能である。その結果、保護膜と磁気抵抗薄膜層の剥離による信頼性の低下を適切に防止し、耐環境性に優れたセンサデバイス装置を提供することが可能になる。