JPS6249994B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外部引出しリードを有する磁電変換素
子およびその製造法に関する。

本発明者らは、電極形成工程が従来に比して極
めて短くなり、磁電変換素子の製造コストを大巾
に下げることのできる磁気変換素子、即ち、化合
物半導体薄膜よりなり、該化合物半導体薄膜一部
が導体化された電極部を有する磁電変換素子をそ
の特性を損うことなく外部引出しリードを有する
構造とすべく鋭意研究した結果本発明に到達し
た。

本発明は、化合物半導体薄膜よりなり、該化合
物半導体薄膜の一部をエネルギー照射により導体
化してなるリード部接続用電極を有し、そのリー
ド部接続用電極に外部引出しリードが導電性樹脂
によつて接続されていることを特徴とする磁電変
換素子およびその製造法である。

本発明に使用される化合物半導体薄膜は、従来
磁電変換素子として用いられる化合物半導体薄膜
として利用されているものならばいずれも使用で
きる。特に族および族の元素を主体とした化
合物半導体が好ましい。例えば、InSb，InAs，
InP，InN，GaP，GaAs，GaSb，SaN，AlAs，
AlSb，AlP，AlN，BSb，BAs，BN，InSbGa，
InSbSn，InSb―NiSb，GaAsP，GaAlAs，InGaP
等が用いられる。

本発明でいう薄膜は、通常磁電変換素子で使わ
れている半導体薄膜をいみしており、一般には、
厚さが0.1〜100μ程度の範囲のものである。かか
る半導体薄膜は、単結晶・多結晶・共晶等を研磨
等の方法で薄膜としたもの、または、蒸着・イオ
ンプレーテイング・スパツター等の方法で製作し
た薄膜、液相成長法・気相成長法等で製作した薄
膜等いずれのものでもよい。

電極部は、この化合物半導体膜の一部（電極と
すべき部分）を導体化することによつて形成され
る。即ち半導体薄膜の電極形成部分にのみ適当な
量のエネルギーを照射することにより半導体が導
体化され未照射部の半導体とオーム性接触をする
電極となる。必要な照射エネルギーは半導体によ
り異なるので、エネルギー量を変えて試しに照射
することにより求めるのがよい。一般に使用でき
るエネルギー源としては、例えばXeランプ光・
レーザー光・電子ビーム・熱線などがある。なお
具体的なエネルギー照射条件は実施例に示したの
で参照されたい。

本発明では、磁気感度を上げるためにリード部
接続用電極の他に、化合物半導体薄膜の他の部分
も同様に電極化してシヨートバーを有する磁電変
換素子とすることもできる。

本発明に用いる外部引出しリードは、リード線
でも、フイルム状もしくは板状の導電性リードで
もよく、導電性樹脂によつてリード部接続用電極
と接続されていればよい。このように導電性樹脂
を用いて外部引出しリードを接続することにより
電極部が一体物からつくられた化合物半導体薄膜
の特性を損うことなく外部引出しリードを有する
ことにはじめて成功したのである。

本発明に使用される導電性樹脂は通常導電性樹
脂ペーストの形で使用され、通常市販されている
ものや、必要に応じて、自作した導電性樹脂ペー
ストのいずれも用いることが出来る。即ち、
Ag，Ni，Pd、等の金属の微粉末を、エポキシ、
ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂等のバイン
ダーに混入することにより、導電性を付与してな
る導電性樹脂ペーストである。

以下図面を用いて本発明を説明する。第１図
は、本発明の磁電変換素子の１例の断面図であ
り、化合物半導体薄膜１はその一部が導体化され
リード部接続用電極２となり、他の部分は、化合
物半導体薄膜のまま残り磁電変換素子の感磁部を
形成している。外部引出しリードのリード線３
は、導電性樹脂４により電極２に接続されてい
る。通常化合物半導体薄膜はその薄さの為に基板
５の上に設けられることが好ましい。また基板に
面しない化合物半導体薄膜の面が裸であると傷が
つき易いので、通常の半導体と同様に保護層を設
けることが好ましい。第１図Ａにはエポキシ樹脂
６で全体をモールドした構造の断面図を示した。
また、第１図Ｂには同構造の上面図を示した。

基板５は、一般に磁電変換素子に従来から使用
しているものを使用目的に応じて使用することが
できる。

例えば、強磁性基板としては、純鉄板・ケイ素
鋼板・パーマロイ板・各種のフエライト板等があ
る。また、非磁性体基板としては、金属・ガラ
ス・セラミツク・サフアイア等からなる基板、あ
るいは樹脂基板などを用いることができる。

また第２図に示したように、化合物半導体薄膜
１の導体化したリード部接続用電極２以外の部分
もシヨートバー状に導体化してシヨートバー７を
有するようにしてもよい。

更に、第３図のように、化合物半導体薄膜１の
導体化したリード部接続用電極２とその基板５と
を、フイルム状の導体のリード８を有する基板９
の中に埋め込み、導電性樹脂４でリード８と電極
２とを接続する。接続部と電極部と化合物半導体
部は保護膜１０で覆われている。

別の形態を第４図に示す。この例では、化合物
半導体１の導体化したリード部接続用電極２及び
それと接続するためのリード線３ならびに導電性
樹脂４は第１図と同様な構造となつているが、基
板５と半導体薄膜１との間に絶縁層１１を設けて
いる。このように基板５と半導体薄膜１との間
に、絶縁層を設けることもできる。また磁電変換
素子に磁気収束をして、磁気感度を高めることは
好ましい形態であるが、この構造も第５図に示し
た。磁電変換素子を形成する化合物半導体薄膜１
の表面に強磁性体よりなる磁気収束チツプ１２が
例えば接着剤１３により配置されている。また基
板５としては強磁性体基板が用いられ、全体はモ
ールド樹脂１４によりモールドされている。な
お、第４図の構造のものの基板５として非磁性基
板も用いられる。

磁気収束チツプ１２は、強磁性体であればよ
く、特に好ましいのは、純鉄、パーマロイ・フエ
ライト等の飽和磁束密度の大きなものである。ま
たその形状はどのようなものでもよく、短形板
状・円板状・円柱状・角柱状など使用目的により
適切な大きさおよび形状とされる。一般的には磁
界の収束性が直線的である対称形のものが好まし
い。

以上に示したように一般的には化合物半導体薄
膜１は基板５の上に設けることが好ましく、ま
た、導電性樹脂４の部分と電極２部分と化合物半
導体薄膜１のいずれの露出部も、保護層で覆うこ
とが、半導体を傷つけたり、また接続部の信頼性
をより高めたりするのでより好ましい形態であ
る。かかる保護層としては、モールド樹脂でモー
ルドすることにより設けても、磁気収束チツプを
保護層として併用しても、また単に保護層を第３
図のようにコートしてもよい。

単なるコート層とするときの保護層の材質は無
機質のコート層の場合、ガラスやSiO₂，SiO，
GeO₂，Al₂O₃等の絶縁性でかつ、不透水性の酸化
物が好ましく、又、有機物のコート層の場合は、
エポキシ樹脂、フエノール樹脂、ポリイミド、ポ
リアミドイミド等が好ましく用いることが出来
る。

またモールドするときのモールド材は、無機質
のものとしては、ガラスが用いられるが、有機物
のモールド材では、エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリアミド樹脂等が好ましく用いられる。

次に本発明の製造法について説明する。

本発明の製造法は、化合半導体薄膜の一部にエ
ネルギーを照射することにより化合物半導体薄膜
のエネルギー照射部のみを導体化し、未照射部の
化合物半導体とオーム性接触をする電極を形成
し、次いで該電極と外部引出しリードとを導電性
樹脂ペーストを用いて電気的に接続することを特
徴とする磁電変換素子の製造法である。

この製造工程の一例を第６図を用いて説明す
る。基板５上に形成された化合物半導体薄膜１に
対し、所望の電極形状を有するマスク１５を通し
て、（またはスキヤニングによつて）電極部２形
成予定部にエネルギーを照射する。こうしてエネ
ルギー照射された部分の半導体は導体化され電極
２を形成する。図中の矢印はエネルギーの照射を
示した。

次に、このように形成された電極２と外部引出
し用リード３とが導電性樹脂ペーストを用いて電
気的に接続される。また必要に応じて全体がモー
ルド樹脂によりモールドされ、例えば第１図の如
き磁電変換素子となる。

以上に説明した本発明の磁電変換素子は、リー
ド部接続用電極２と化合物半導体１とが良好なオ
ーム性接触をしており、かつその特性を損うこと
なく外部引出用リードと電気的に接続されてお
り、高感度、高信頼性であるとともに、乾式で工
程数が少なくて、従来の磁電変換素子に比して製
造プロセスが簡便であり、量産できるものであ
る。

次に本発明を実施例をもつて詳細にのべるが、
本発明はこれらのみに限定されるものではない。

実施例 １ 厚さ、0.5mm、１辺５mmの正方形のフエライト
基板上に電子移動度15000cm²／ｖ・secのInSb蒸
着膜を第１図Ｂに示した如きパターン（太線枠で
囲む）に形成した。

次に、ガラス板上に、クロムを蒸着して製作し
たクロムマスクを用い、パルス巾100μsecの、フ
ラツシユ光をXeランプを用いて照射した。

こうして半導体を導体化して作つた入力電極２
ａ，２ｂ、出力電極２１ａ，２１ｂをもつホール
素子をつくつた。

感磁部２の巾は1.5mm、長さは、3.0mmとし、出
力電極は、該感磁部の中央両端より、巾0.3mmで
とり出した。入力及び、出力電極は、外部へリー
ド線をつけやすくするため大きくとつてある。

次に、エポキシテクノロジー社製導電性樹脂ペ
ースト、Ｈ―310により入力電極及び出力電極に
リード線をつけて素子全体をエポキシ樹脂でモー
ルドした。

第１図に示された如き本発明のホール素子を製
作した。

こうして製作された、ホール素子は入力制御電
流５ｍＡ、磁界０において、不平衡電圧は1.2ｍ
Ｖであり、入力制御電流５ｍＡ磁束密度1KGの時
のホール出力電圧が150ｍＶであつた。

更に、上記の如く、導電性樹脂ペーストを用い
た、リードを接続した本発明のホール素子の場合
と、従来の如き、ハンダ付によるリードの接続を
する場合を比較したところ、製造プロセスでの不
良が32％から、７％に減少した。

実施例 ２ 厚さ0.5mm、巾２mm、長さ５mmのフエライト基
板上に、電子移動度20000cm²／Ｖ・secの長さ４
mm、巾0.4mmのInsb蒸着膜を形成した。

次に、ガラス板上に、クロムを蒸着して製作し
たクロムマスクを用い、パルス巾100μsecのフラ
ツシユ光をXeランプを用いて照射した。この様
にして、巾50μ、間隔50μのシヨートバー電極
と、両端に巾0.4mm、奥行0.5mmの外部接続用電極
を同時に形成し、第２図に示したごとき構成をも
つ本発明の磁気抵抗素子をつくつた。この素子
に、エポキシテクノロジー社製導電性樹脂ペース
ト、Ｈ―31Dを用い、リード線をつけ、エポキシ
樹脂でモールドし本発明の素子を製作した。更
に、比較のため、ハンダ付によりリード線をつ
け、エポキシ樹脂でモールドする従来法で、素子
を製作し、両者の不良率を比較したところ、本発
明の素子の不良率は、７％であり、比較例では不
良率が35％であつた。又、本発明の磁気抵抗素子
の磁界による抵抗値変化は、磁束密度2K.Gで、
41％であつた。

実施例 ３ 厚さ0.5mm、巾２mm、長さ５mmの純鉄基板上
に、電子移動度70000cm²／Ｖ・secの長さ４mm、巾
0.4mmのInsb単結晶薄膜をエポキシ樹脂を用いて
接着した。

次に、ガラス板上に、クロムを蒸着して製作し
たクロムマスクを用い、パルス巾200μsecのフラ
ツシユ光をXeランプを用いて照射した。この様
にして、巾50μ、間隔50μのシヨートバー電極
と、両端に巾0.4mm、奥行0.5mmの外部接続用電極
を同時に形成した。ついで、エポキシテクノロジ
ー社製導電性樹脂ペーストＨ―31Dを用いこのら
の素子にリード線をつけ、エポキシ樹脂でモール
ドし本発明の磁気抵抗素子を製作した。一方、比
較例として、ハンダ付により、リード線をつけた
素子をつくり、比較したところ、リード線をつけ
る工程での不良が本発明では、６％に対し、比較
例では、42％であつた。本発明の磁気抵抗素子の
抵抗値変化は、磁束密度2K.Gで、95％であつ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、第２図、第３図、第４図、第５図
は、夫々本発明の磁電変換素子の異なる形態のも
のを示すための断面図である。第６図は本発明の
磁電変換素子の製造工程を示すための断面図であ
り、第１図Ｂは第１図Ａの磁電変換素子の上面図
である。 １は化合物半導体薄膜、２はリード部接続用電
極、３は外部引出し用リード、４は導電性樹脂で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 化合物半導体薄膜からなる磁電変換素子にお
   いて、少なくともリード部接続用電極が、前記化
   合物半導体薄膜の一部をエネルギー照射により導
   体化してなり、且つ該リード部接続用電極に外部
   引出しリードが導電性樹脂によつて接続されてい
   ることを特徴とする磁電変換素子。 ２ 化合物半導体薄膜の一部にエネルギーを照射
   することにより化合物半導体薄膜のエネルギー照
   射部のみを導体化し、未照射部の化合物半導体と
   オーム性接触をする電極を形成し、次いで該電極
   と外部引出しリードとを導電性樹脂ペーストを用
   いて電気的に接続することを特徴とする磁電変換
   素子製造法。