JP2001119083A - 半導体磁気検出素子 - Google Patents

半導体磁気検出素子

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JP2001119083A
JP2001119083A JP29505199A JP29505199A JP2001119083A JP 2001119083 A JP2001119083 A JP 2001119083A JP 29505199 A JP29505199 A JP 29505199A JP 29505199 A JP29505199 A JP 29505199A JP 2001119083 A JP2001119083 A JP 2001119083A
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JP
Japan
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semiconductor
substrate
magnetic sensing
sensing element
extraction electrode
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JP29505199A
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English (en)
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Satoshi Ouchi
智 大内
Akihiro Korechika
哲広 是近
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性体の回転・変位などの検出に用いられる
半導体磁気検出素子において、温度が変化した場合の感
磁部に加わるひずみ応力を軽減することを目的とする。 【解決手段】 半導体基板1上に設けた半導体磁気抵抗
効果膜2と短絡電極3からなる感磁部に対して空隙を形
成するように保護基板5を構成することにより、温度が
変化した場合の感磁部に加わるひずみ応力を軽減し、半
導体磁気検出素子の磁気感度を向上した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性体の回転や直
線移動などの変位検出に用いられる半導体磁気検出素子
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体磁気検出素子は、InSb,In
Sb−NiSb,InAs等のキャリア移動度が高い半
導体に対し、磁界を作用させたときの電圧や抵抗値が変
化するという性質を利用したものであり、特開平5−1
47422号公報に記載されているように、InSb等
の磁気抵抗膜をSi等の配向基板に直接ヘテロエピタキ
シャル成長させたものである。
【0003】図6に従来の半導体磁気検出素子の構造を
示す。図6において、1は電気的な絶縁性を示す半導体
基板であり、たとえばSi、サファイヤ等が用いられ
る。2は前記半導体基板1上に形成されたInSb,I
nSb−NiSb,InAs等の半導体磁気抵抗効果膜
である。3は短絡電極で、4は取り出し電極であり、そ
れぞれ半導体磁気抵抗効果膜2に電気的に接続され、一
般的に同一材料で形成されている。10はエポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂等の保護膜であり、半導体磁気抵抗
効果膜2と短絡電極3に密着するように設けられてお
り、それらから構成される感磁部を保護している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような半導体磁気
検出素子においては、保護膜10が半導体磁気抵抗効果
膜2と短絡電極3とからなる感磁部に接触している為、
温度が変化すると、保護膜10の熱膨張や熱収縮による
ひずみ応力が感磁部に生じ、そのひずみ応力により半導
体磁気検出素子の抵抗値が変化し、半導体磁気検出素子
の検出精度が低下するという問題があった。
【0005】さらに、通常2素子を差動検出するように
用いるため、各素子での保護膜10の形成状態が異なる
と、ひずみ量に差異が生じ、検出精度が悪くなるという
問題があった。
【0006】従って、近年熱によって生じる感磁部への
ひずみを少なくすることが要求されている。
【0007】本発明は、このような課題に鑑み、半導体
磁気検出素子の感磁部にひずみをかかりにくくすること
で検出精度を向上した半導体磁気検出素子を提供するこ
とを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の半導体磁気検出素子は、実質的に電気的な
絶縁性を示す半導体基板上に設けたIII−V族化合物よ
りなる半導体磁気抵抗効果膜およびこの半導体磁気抵抗
効果膜上に設けた短絡電極を含む感磁部に対して空隙を
形成するように保護基板を備えたものである。これによ
り、半導体磁気検出素子の感磁部への熱によるひずみが
少なくなり、検出精度を向上することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、実質的に電気的な絶縁性を示す半導体基板と、この
半導体基板上に設けたIII−V族化合物よりなる半導体
磁気抵抗効果膜と、この半導体磁気抵抗効果膜上の中央
部分に設けた短絡電極を含む感磁部と、上記半導体磁気
抵抗効果膜上の端部に設けた取り出し電極と、上記感磁
部に対して空隙を形成するように上記半導体基板の周辺
部に接合した保護基板を備え、上記保護基板の外側に上
記取り出し電極を露出させた半導体磁気検出素子であ
り、感磁部に対して空隙が形成されるように保護基板が
備えられている為、半導体磁気検出素子の感磁部への熱
によるひずみが少なくなり、検出精度が向上するという
作用を有する。
【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、半導体層と保護基板との接合にスペーサを用いた半
導体磁気検出素子であり、請求項1記載の発明と同様の
作用を有する。
【0011】請求項3に記載の発明は、請求項2におい
て、スペーサを感磁部の形成プロセスによって構成した
半導体磁気検出素子であり、請求項1記載の発明と同様
の作用を有する。
【0012】請求項4に記載の発明は、実質的に電気的
な絶縁性を示す半導体基板と、この半導体基板上に設け
たIII−V族化合物よりなる半導体磁気抵抗効果膜と、
この半導体磁気抵抗効果膜上の中央部分に設けた短絡電
極を含む感磁部と、上記半導体磁気抵抗効果膜上の端部
に設けた取り出し電極と、上記感磁部に対して空隙を形
成するように上記半導体基板の周辺部に接合した保護基
板を備え、前記保護基板の内側に取り出し電極を配置
し、その保護基板に上記取り出し電極に電気的に接続さ
れた導出電極を設けた半導体磁気検出素子であり、請求
項1記載の発明と同様の作用を有する。
【0013】請求項5に記載の発明は、実質的に電気的
な絶縁性を示す半導体基板と、この半導体基板上に設け
たIII−V族化合物よりなる半導体磁気抵抗効果膜と、
この半導体磁気抵抗効果膜上の中央部分に設けた短絡電
極を含む感磁部と、上記半導体磁気抵抗効果膜上の端部
に設けた取り出し電極とより構成された検出素子部、前
記検出素子部のパターン裏面と相対するように配置され
た絶縁基板および前記検出素子部のパターン面と相対
し、当該検出素子部のパターン面上に空隙を形成するよ
うに配置された保護基板を備え、上記絶縁基板と保護基
板を接合し、上記絶縁基板または保護基板のいずれか一
方に上記取り出し電極に電気的に接続された導出電極を
設けた半導体磁気検出素子であり、請求項1記載の発明
と同様の作用を有する。
【0014】請求項6に記載の発明は、請求項5におい
て、絶縁基板と保護基板との接合にスペーサを用いた半
導体磁気検出素子であり、請求項1記載の発明と同様の
作用を有する。
【0015】以下、本発明の実施の形態について、図1
〜図5を用いて説明する。
【0016】(実施の形態1)図1は、本発明の半導体
磁気検出素子の第1の実施の形態を示す斜視図である。
【0017】図1において、1はSi、サファイア、S
OI等の電気的な絶縁性を示す半導体基板、2はInS
b,InSb−NiSb,InAs等のキャリア移動度
が高い半導体磁気抵抗効果膜であり、前記半導体基板1
上に蒸着等の薄膜で直接形成されている。
【0018】3はAu/Ni,Al/Cr,Cu/T
i,Cu/Cr,Cu/Ti/Cr等の材料よりなる多
数の短絡電極であり、4は前記短絡電極3と同様の材料
を用いて前記半導体磁気抵抗膜2からの電気信号を取り
出す取り出し電極である。上記短絡電極3は半導体磁気
抵抗膜2の中央部に、上記取り出し電極4は半導体磁気
抵抗膜2の端部に夫々設けられている。
【0019】5は半導体磁気抵抗膜2及び短絡電極3か
らなる感磁部に対して空隙を形成するように設けられた
保護基板であり、半導体基板1と直接接合されている。
【0020】なお、保護基板5の材料としては、半導体
基板1と熱膨張係数がほぼ等しい材料を用いることが望
ましく、たとえば半導体基板1にSi基板、保護基板5
にガラス基板を用いる。
【0021】本例で作成した半導体磁気検出素子は、感
磁部と保護基板との間に空隙がある為、感磁部へのひず
み応力が軽減され、感磁部の磁気感度が向上する。
【0022】(実施の形態2)図2は、本発明の半導体
磁気検出素子の第2の実施の形態を示す断面図である。
【0023】図2において、図1に示す部分と同一部分
については、同一番号を付して説明を省略する。図1と
異なるところは、半導体基板1と保護基板5との間にガ
ラス等のスペーサ6を設けることにより、感磁部と保護
基板5との間に所定の空隙が確保されることである。
【0024】なお、スペーサは感磁部の形成プロセスに
よって構成されるポリイミド樹脂等であっても同様の効
果を示す。
【0025】(実施の形態3)図3は、本発明の半導体
磁気検出素子の第3の実施形態を示す断面図である。
【0026】図3において、図1に示す部分と同一部分
については、同一番号を付して説明を省略する。
【0027】図1と異なるところは、保護基板5上に設
けられた導出電極7を有することであり、材料は取り出
し電極4と同じでも良い。前記導出電極7は、保護基板
5に設けられたスルーホール8を通して取り出し電極4
と電気的に接続されている。
【0028】なお、スルーホール8には導電性ペースト
等を用いる為、取り出し電極4と保護基板5との間に空
隙が無いように半導体基板1と保護基板5を接合する。
【0029】また、半導体基板1上からの取り出し電極
1の高さを短絡電極3の高さよりも高くなるように構成
することにより、感磁部と保護基板との間に空隙を形成
することが出来る。
【0030】(実施の形態4)図4は、本発明の半導体
磁気検出素子の第4の実施の形態を示す断面図である。
【0031】図4において、図1、図3に示す部分と同
一部分については、同一番号を付して説明を省略する。
図1と異なるところは、検出素子部のパターン裏面に配
置されたガラス等の絶縁基板9に対して保護基板5を直
接接合することにより、感磁部上に空隙を形成したこと
である。
【0032】(実施の形態5)図5は、本発明の半導体
磁気検出素子の第5の実施の形態を示す断面図である。
【0033】図5において、図1、図3、図4に示す部
分と同一部分については、同一番号を付して説明を省略
する。図1と異なるところは、検出素子部のパターン裏
面に配置された絶縁基板9と保護基板5との間に設けら
れたスペーサ6により、感磁部上に空隙を形成したこと
である。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体磁気検出素
子は、感磁部上に直接保護膜を形成する従来の半導体磁
気検出素子に比べて、温度変化があった場合の感磁部の
ひずみによる応力が除去できる為、磁気感度が向上し検
出精度があがるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体磁気検出素子の第1の実施の形
態を示した斜視図
【図2】同第2の実施の形態を示した断面図
【図3】同第3の実施の形態を示した断面図
【図4】同第4の実施の形態を示した断面図
【図5】同第5の実施の形態を示した断面図
【図6】従来の磁気検出素子の断面図
【符号の説明】
1 半導体基板 2 半導体磁気抵抗効果膜 3 短絡電極 4 取り出し電極 5 保護基板 6 スペーサ 7 導出電極 8 スルーホール 9 絶縁基板 10 保護膜

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に電気的な絶縁性を示す半導体基
    板と、この半導体基板上に設けたIII−V族化合物より
    なる半導体磁気抵抗効果膜と、この半導体磁気抵抗効果
    膜上の中央部分に設けた短絡電極を含む感磁部と、上記
    半導体磁気抵抗効果膜上の端部に設けた取り出し電極
    と、上記感磁部に対して空隙を形成するように上記半導
    体基板の周辺部に接合した保護基板を備え、上記保護基
    板の外側に上記取り出し電極を露出させた半導体磁気検
    出素子。
  2. 【請求項2】 前記半導体磁気抵抗効果膜と保護基板と
    の接合にスペーサを用いた請求項1記載の半導体磁気検
    出素子。
  3. 【請求項3】 前記スペーサは感磁部の形成プロセスに
    よって構成した請求項2記載の半導体磁気検出素子。
  4. 【請求項4】 実質的に電気的な絶縁性を示す半導体基
    板と、この半導体基板上に設けたIII−V族化合物より
    なる半導体磁気抵抗効果膜と、この半導体磁気抵抗効果
    膜上の中央部分に設けた短絡電極を含む感磁部と、上記
    半導体磁気抵抗効果膜上の端部に設けた取り出し電極
    と、上記感磁部に対して空隙を形成するように上記半導
    体基板の周辺部に接合した保護基板を備え、前記保護基
    板の内側に取り出し電極を配置し、その保護基板に上記
    取り出し電極に電気的に接続された導出電極を設けた半
    導体磁気検出素子。
  5. 【請求項5】 実質的に電気的な絶縁性を示す半導体基
    板と、この半導体基板上に設けたIII−V族化合物より
    なる半導体磁気抵抗効果膜と、この半導体磁気抵抗効果
    膜上の中央部分に設けた短絡電極を含む感磁部と、上記
    半導体磁気抵抗効果膜上の端部に設けた取り出し電極と
    より構成された検出素子部、前記検出素子部のパターン
    裏面と相対するように配置された絶縁基板および前記検
    出素子部のパターン面と相対し、当該検出素子部のパタ
    ーン面上に空隙を形成するように配置された保護基板を
    備え、上記絶縁基板と保護基板を接合し、上記絶縁基板
    または保護基板のいずれか一方に上記取り出し電極に電
    気的に接続された導出電極を設けた半導体磁気検出素
    子。
  6. 【請求項6】 前記絶縁基板と保護基板との接合にスペ
    ーサを用いた請求項5記載の半導体磁気検出素子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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