(57)【要約】【課題】  従来のバーバー・ポール構造を形成する方法は、絶縁層の成膜、絶縁層のエッチング、電導性材料の成膜、電導性材料のエッチングの４つの工程から構成され、さらに詳しくは、それぞれのエッチングの前工程として、フォトレジスト層の形成、露光、及び現像の３つの工程を含むことになるため、製造工程が複雑でありそれに伴い歩留まりが低下すること、また製造時間の増大や各工程に費やす材料費等も増大することから低コスト化が困難であるという問題点があった。【解決手段】  磁気抵抗効果素子上に第１のフォトレジスト層を形成する工程と、第１のフォトレジスト層上に第２のフォトレジスト層を形成する工程と、第１のフォトレジスト層および上記第２のフォトレジスト層を露光と現像からマスクに形成する工程と、スパッタ等により導電層を成膜する工程と、マスクをリフトオフによって除去する工程により、磁気抵抗効果素子上に複数の短冊状となる導電部を形成するようにしたものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置基板上に配置された磁気抵抗効果素子、
および上記磁気抵抗効果素子上に複数の短冊状となる導電部が形成された磁気センサデバイスであって、
上記磁気抵抗効果素子上に形成する導電部を
上記磁気抵抗効果素子上に第１のフォトレジスト層を形成する工程と
上記第１のフォトレジスト層上に第２のフォトレジスト層を形成する工程と
上記第１のフォトレジスト層および上記第２のフォトレジスト層を露光と現像からマスクに形成する工程と、
スパッタ等により導電層を成膜する工程と、
上記マスクをリフトオフによって除去する工程により形成することを特徴とする磁気センサデバイスの製造方法。
【請求項２】
上記第１のフォトレジスト層および上記第２のフォトレジスト層で形成される上記マスクは、上記第１のフォトレジスト層に上記第２のフォトレジスト層より大きな開口部を有するアンダーカット形状であることを特徴とする請求項１記載の磁気センサデバイスの製造方法。
【請求項３】
上記第１のフォトレジスト層と上記第２のフォトレジスト層は、現像において溶解のスピードが異なる材質から成ることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサデバイスの製造方法。
【請求項４】
上記第１のフォトレジスト層と上記第２のフォトレジスト層は、露光時における感光の感度が異なる材質から成ることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサデバイスの製造方法。
【請求項５】
設置基板上に配置された磁気抵抗効果素子、
および上記磁気抵抗効果素子上に複数の短冊状となる導電部が形成された磁気センサであって、上記磁気抵抗効果素子および上記導電部を覆う絶縁層を、スパッタ等により成膜する工程から形成することを特徴とする磁気センサデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、薄膜により形成する磁気センサデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の複数の短冊状となる導電部（バーバー・ポール構造）を形成する方法としては、素子上に絶縁層を堆積するステップと、絶縁層にバーバー・ポール・ウインドウをエッチングするステップと、絶縁層の上及びバーバー・ポール・ウインドウ内に電導性材料を堆積するステップと、バーバー・ポール・ウインドウ間の電導性材料をエッチングで取り去り、バーバー・ポールを形成するステップとを含む方法がある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
【特許文献１】  特表２００４−５３６４５３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上記特許文献に開示されているバーバー・ポール構造を形成する方法は、絶縁層の成膜、絶縁層のエッチング、電導性材料の成膜、電導性材料のエッチングの４つの工程から構成され、さらに詳しくは、それぞれのエッチングの前工程として、フォトレジスト層の形成、露光、及び現像の３つの工程を含むことになるため、製造工程が複雑でありそれに伴い歩留まりが低下すること、また製造時間の増大や各工程に費やす材料費等も増大することから低コスト化が困難であるという問題点があった。
また、導電部（バーバー・ポール構造）の寸法精度が、製造した磁気センサデバイスの性能を左右することになるため、従来の構造ではバーバー・ポール・ウインドウ寸法が重要となるが、寸法精度は「フォトレジストの現像」、および「絶縁層のエッチング」の２工程という複数の工程にて決定されるという問題点があった。【０００５】  この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、製造工程を簡略化し、低コスト化が図られ、かつ磁気センサデバイスとしての性能を向上した、薄膜により形成する磁気センサデバイスの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  この発明に係る薄膜により形成する磁気センサデバイスの製造方法は、磁気抵抗効果素子上に第１のフォトレジスト層を形成する工程と、第１のフォトレジスト層上に第２のフォトレジスト層を形成する工程と、第１のフォトレジスト層および上記第２のフォトレジスト層を露光と現像からマスクに形成する工程と、スパッタ等により導電層を成膜する工程と、マスクをリフトオフによって除去する工程により磁気抵抗効果素子上に複数の短冊状となる導電部を形成するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】  以上のように、この発明によれば、磁気抵抗効果素子上に第１のフォトレジスト層を形成する工程と、第１のフォトレジスト層上に第２のフォトレジスト層を形成する工程と、第１のフォトレジスト層および上記第２のフォトレジスト層を露光と現像からマスクに形成する工程と、スパッタ等により導電層を成膜する工程と、マスクをリフトオフによって除去する工程により磁気抵抗効果素子上に複数の短冊状となる導電部を形成するようにしたため、製造工程が簡略化され、低コスト化が図られ、かつ磁気センサデバイスとしての精度が向上する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】実施の形態１．
本発明の１つの実施の形態を示すものとして、本発明を用いた磁気センサデバイスの製造方法について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による磁気センサデバイスの製造工程途中で、フォトレジスト層形成後の断面図を示すものである。図において、磁気抵抗効果素子１は、絶縁層として形成したシリコン熱酸化物層３を介して、シリコン基板２上に形成する。磁気抵抗効果素子１の設置基板をシリコン基板２としたが、絶縁が確保され、滑らかな表面を有するものであれば、これに限るものではない。例えば表面に窒化層を有するシリコン基板や、ガラス基板でもよい。磁気抵抗効果素子１は、磁気センサデバイスとしては、実使用上、例えば細線化したブリッジ構造にて用いるが、磁気抵抗効果素子１のパターン形成工程は省略する。また、磁気抵抗効果素子１は、例えば強磁性体のニッケル、鉄等を主成分とする２０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の薄膜を用いるが、これに限定されるものではない。シリコン熱酸化物層３はシリコン基板２と磁気抵抗効果素子１を電気的に絶縁するための層であり、ＣＶＤ等による形成でも良いが、熱酸化物層が良好な絶縁耐圧を示すことが知られており、熱酸化物層の使用が望ましい。磁気抵抗効果素子１上に第１のフォトレジスト層４、および第２のフォトレジスト層５を積層して形成する。第１のフォトレジスト層４、および第２のフォトレジスト層５は、後述するアンダーカット形状を形成するために、現像時の溶解スピードが異なる材質とする。または、後述するアンダーカット形状を形成するために、露光時の感光の感度が異なる材質としても良い。【０００９】  図２は、この発明の実施の形態１による磁気センサデバイスの製造工程途中で、マスク部６を形成した断面図を示すものである。
フォトレジスト層に、露光によるパターン転写を行う工程とフォトレジスト層を現像液によって現像する工程を経て、アンダーカット形状となるマスク部６を形成する。第１のフォトレジスト層４に設けられた第１の開口部７の幅は、第２のフォトレジスト層５に設けられた第２の開口部８の幅よりも大きく形成される。よって、第１のフォトレジスト層４と第２のフォトレジスト層５の現像工程後の残存部として形成されたマスク部６はアンダーカット形状となる。図２では、簡略化して、３つのマスク部６と２つの開口部を任意の間隔にて模式的に示したが、実際には細線化した磁気抵抗効果素子１の長さや磁気センサデバイスとしての性能により決められるものであり、これに限るものではない。【００１０】  図３は、この発明の実施の形態１による磁気センサデバイスの製造工程途中で、図２に示すマスク部６に、導電層９を成膜した断面図を示すものである。図のように、導電層９の１部は、開口部７、８を通じて磁気抵抗効果素子１上に成膜される。
導電層９は電気的に導電性を有する材料であればよく、例えばアルミニウム、アルミニウム銅、金などがあるが、低抵抗であることが望ましい。導電層９は、スパッタ等により成膜され、密着性、拡散防止等を改善するためには単層ではなく、クロムやチタンなどの上、あるいは挟んで成膜するのがよい。【００１１】  図４は、この発明の実施の形態１による磁気センサデバイスの製造工程完了後で、図３に示すマスク部６と、マスク部６上に形成した導電層９をリフトオフ工程により除去した断面図を示すものである。
リフトオフ工程後に、磁気抵抗効果素子１上に残る導電層９が導電部１０となる。後述の磁気センサデバイスとしての性能に係わる導電部１０の幅は、開口部８の幅によって規定される。よって導電部１０の幅は、開口部８を形成する「フォトレジストの現像」の１つの工程にて決定されることになる。【００１２】  図５は、４辺の細線化した磁気抵抗効果素子１から成るブリッジ構造の、１辺の構成を示す図で、導電部１０を有する磁気センサデバイスの説明図である。図において、導電部１０は、磁気抵抗効果素子１の細線化した軸方向に対して４５（ｄｅｇ）傾けて設けられたものである。磁気センサデバイスは、図に示した方向に電流を印加した状態で用いるため、図５から分かるように、導電部１０は磁気抵抗効果素子１の表面に流れる電流の向きを４５（ｄｅｇ）傾けるために設けられたものである。各々の導電部１０内では電位が等しく、電流は導電部１０に垂直に流れる。強磁性体である磁気抵抗効果素子１を軸方向に磁化すると、外部磁界が０の時に磁化の向きと電流の向きとがなす角度θを４５（ｄｅｇ）にすることができる。【００１３】  磁気センサデバイスを、４辺の細線化した磁気抵抗効果素子１から成るブリッジ構造で形成するとき、４辺のそれぞれの磁気抵抗効果素子１の抵抗が同一であり、平衡を保ち、外部磁界が０の時にブリッジの出力が０、すなわちオフセットが０であることが望ましい。４辺を構成するそれぞれの磁気抵抗効果素子１の抵抗が同一であるためには、製造工程において、均一な導電部１０の形成、すなわち導電部１０の幅が均一であることが重要となる。【００１４】  以上のように、この実施の形態１によれば、磁気抵抗効果素子１上に第１のフォトレジスト層４を形成する工程と、第１のフォトレジスト層４上に第２のフォトレジスト層５を形成する工程と、第１のフォトレジスト層４および上記第２のフォトレジスト層５を露光と現像からマスク部６に形成する工程と、スパッタ等により導電層９を成膜する工程と、マスク部６をリフトオフによって除去する工程により磁気抵抗効果素子１上に複数の短冊状となる導電部１０を形成するようにしたため、製造工程が簡略化され、低コスト化が実現する。【００１５】  また、導電部１０の幅は、開口部８を形成する「フォトレジストの現像」の１つの工程にて決定されることになるため、磁気センサデバイスとしての性能が向上する効果がある。【００１６】実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による磁気センサデバイスの製造工程完了後で、磁気抵抗効果素子１上、および磁気抵抗効果素子１上の複数の短冊状となる導電部１０上に絶縁層１１を成膜した断面図を示すものである。
絶縁層１１は電気的に絶縁性を有し、かつ下層となる磁気抵抗効果素子１および導電部１０を外部環境から保護する材料が望ましく、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などがあるがこれに限るものではなく、ポリイミドなど樹脂系の材料でも構わない。また、絶縁層１１は、緻密で密着性の良好な層であることが望ましい。
実施の形態２は、実施の形態１に絶縁層１１を付加した構造であり、その他の構成で重複する部分の説明は省略する。【００１７】  以上のように、この実施の形態２によれば、絶縁層１１を設置する構成としたので、外部環境からの汚染や磁気抵抗効果素子１および導電部１０等の劣化を防止し、測定精度を安定化する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施形態１による磁気センサデバイスの製造工程中の第１の断面図である。
【図２】この発明の実施形態１による磁気センサデバイスの製造工程中の第２の断面図である。
【図３】この発明の実施形態１による磁気センサデバイスの製造工程中の第３の断面図である。
【図４】この発明の実施形態１による磁気センサデバイスの製造工程が完了した断面図である。
【図５】この発明の実施形態１による磁気センサデバイスの導電部構造説明図である。
【図６】この発明の実施形態２による磁気センサデバイスの製造工程が完了した断面図である。
【符号の説明】
【００１９】  １  磁気抵抗効果素子、２  シリコン基板、３  シリコン熱酸化物層、４  第１のフォトレジスト層、５  第２のフォトレジスト層、６  マスク部、７  第１の開口部、８  第２の開口部、９  導電層、１０  導電部、１１  絶縁層
【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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