JPH0471351B2 - - Google Patents
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- JPH0471351B2 JPH0471351B2 JP60110155A JP11015585A JPH0471351B2 JP H0471351 B2 JPH0471351 B2 JP H0471351B2 JP 60110155 A JP60110155 A JP 60110155A JP 11015585 A JP11015585 A JP 11015585A JP H0471351 B2 JPH0471351 B2 JP H0471351B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ホール素子、磁気抵抗効果素子な
ど、磁界ないし磁束を電気信号に変換する磁電変
換素子に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、表面上に有機物絶縁層を有する基板上
に、−族の化合物半導体より成る感磁部半導
体膜が形成されている磁電変換素子は、例えば家
電用に市販されているInSbホール素子のように、
その電気的特性が非常に優れ、高感度ではある
が、ハンダリフロー法のような260℃付近での高
温度プロセスによる実装がむずかしいという問題
点を有していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで、本発明の目的は、表面に有機物絶縁層
を有する基板上に形成された−族化合物半導
体膜より成る感磁部の耐熱性を向上させ、ハンダ
リフローのような、高温度実装時の過酷なサーマ
ルシヨツクに完全に耐えることができる高信頼性
かつ高感度の磁電変換素子を工業的に量産性の極
めて大なるプロセスで供給することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上述のごとき従来技術の欠点を
除くため、広汎な磁電変換素子の構造についての
検討を行つた結果、感磁部を構成する半導体膜の
上下両面に無機質の薄い絶縁層を形成することに
より、磁電変換素子の耐熱性が大幅に改善される
ことを見い出し、信頼性が大であり、かつ高性能
の磁電変換素子を製作し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の磁電変換素子は、感磁部が
表面に有機物絶縁層を有する基板上に形成され、
その感磁部は厚さが0.1〜10μmの−族化合物
半導体膜から成り、かつかかる感磁部の両面に無
機質の薄い絶縁層が形成されていることを特徴と
する。
〔実施例〕
本発明の磁電変換素子の一つの例であるホール
素子の構造の一実施例を第1図および第2図に示
す。ここで、1は基板、2は基板1上に配置した
有機物絶縁層である。3は−族化合物半導体
膜であり、この半導体膜3の両面に無機質の薄い
絶縁層4aおよび4bを形成したものを絶縁層2
上に配置する。5はCu層6、Ni層7およびAu層
8から成るホール素子電極であり、そのAu層8
には金属細線9をワイヤボンデイングにより接続
する。その金属細線9をリードフレーム10に接
続する。11は一部分のリードフレーム10に第
2図に示すように形成されたアイランドであり、
このアイランド11上にダイボンド樹脂層12に
より基板1を接着し、その全体をエポキシ樹脂な
どによりモールドしてモールドケース13を形成
する。14は半導体膜3のうち感磁部を形成する
部分である。
ここで、ホール素子の電極5以外のホール素子
上の部分は、無機質の薄い絶縁層4aで全て覆わ
れている。もちろん、無機質の薄い絶縁層4aは
感磁部14上のみに形成してもよい。ここでいう
感磁部14とは、実質的な磁電変換作用にあずか
る部分であつて、半導体の薄膜部分のみもしくは
磁電変換作用を高めるために形成される補助的な
電極の形成された半導体薄膜部分を通常は意味し
ている。
さらにまた、ホール素子をリードフレーム10
を介することなく、直接プリント配線板に取り付
けることもできる。その場合、プリント配線板上
に形成された配線上に金属細線9を直接に接続す
る。
第3図は感磁部14上にシリコーン樹脂層21
を形成して、半導体膜3を残留応力等から保護し
たものである。
第4図はさらにそのシリコーン樹脂層21上に
磁気収束チツブ31を配置して、磁気増幅により
さらに素子の感度を増加させたものである。この
場合、基板1にはソフトフエライト等の軟磁性材
料を用いるのが好ましい。
以上のように、本発明の磁電変換素子では、感
磁部半導体膜3の両側に無機質の薄い絶縁層4a
および4bが形成されており、これらの層4aお
よび4bの介在により、磁電変換素子の耐熱性は
大幅に向上し、ハンダリフロー法のような高温度
プロセスによる実装が可能になつた。無機質の薄
い絶縁層4aおよび4bはAl2O3,SiO,SiO2,
Si3N4,AlNまたはその混合物の単一もしくは複
数の薄い被膜等の無機質膜から成り、その厚みは
2μm以下、好ましくは500Å〜10000Åの範囲であ
る。
かかる絶縁層4aおよび4bの存在により磁電
変換素子の高温度プロセスでの安定性が飛躍的に
向上する。これは、無機質の薄い絶縁層4aおよ
び4bにより、有機物絶縁層2あるいは基板1か
らの不純物の侵入が阻止され、しかし熱応力が緩
和される等の理由によると考えられる。
無機質の薄い絶縁層4aおよび4bにより、
260℃付近での磁電変換素子の高温度実装プロセ
スにおける熱安定性が大幅に向上し、従来技術で
は不可能であつた高温実装が可能となつた。さら
にまた、無機質の薄い絶縁層4aおよび4bは複
数の層より形成されてもよい。Al2O3のみで無機
質の薄い絶縁層を形成することを避けて、たとえ
ば、2000ÅのAl2O3層上に4000ÅのSiO2層を形成
し、これら2層で上部の無機質の薄い絶縁層4a
を構成することにより、かかる絶縁層のエツチン
グ特性を向上させることも好ましい。
さらにまた、絶縁層4aおよび4bの両層の材
質、組成、層構造、膜厚等は必ずしも同じでなく
てもよい。無機質の薄い絶縁層4aおよび4bを
形成するためには、蒸着法、スパツター法、反応
性スパツター法、CVD法、分子線蒸着法等各種
の方法を用いることができる。
半導体膜3としては通常の磁電変換素子として
用いられる高移動度の−族化合物半導体膜が
よく、
InSb,InAs,INp,GaAs,GaSb,Inx,Sny,
Inx,Asy,InxPy,GaxAsy,GaxSby(x+y=2)
InxSbySnz,InxAsyPz,InxGaySbz,InxAsySbz(x
+y+z=2)
InsGatAsuPv,InsGatAsuSbz,InsGatSbuPv(s+
t+u+v=2)
等の−族の2元,3元,4元等の化合物半導
体で、室温での電子移動度が2000〜80000cm2/V.
secの範囲内にあり、電子濃度が5×1015〜5×
1018cm-3の範囲内で厚さが0.1〜10μmの単結晶も
しくは多結晶の薄膜が好ましく用いられる。ここ
で、InSb,InAsは高に移動度を示すので、特に
好ましく用いられる。
半導体膜3の形成にあたつては、LPE法、
CVD法、MOCVD法、蒸着法、MBE法等通常の
半導体膜の形成法であれば何を用いてもよい。こ
の中でも特にMBE法は結晶性の良好な半導体膜
が得られ、高電子移動度の半導体膜が容易に形成
でき、しかも磁電変換素子の感度に非常に大きな
影響を持つ因子である薄膜の膜厚の制御性もよい
ので特に好ましい。また、半導体膜3の形成に
は、多結晶もしくは単結晶の半導体ウエーハから
研磨法により薄膜化する方法も用いられる。
有機物絶縁層2は、通常、基板1と高移動度半
導体膜3との接着層として好ましく用いられるも
のであり、通常用いられている熱硬化性のエポキ
シ樹脂、フエノールエポキシ樹脂、東芝セラミツ
クスのTVB樹脂等が好ましく用いられる。
本発明の素子の基板1は、一般の磁電変換素子
に用いられているものでよく、単結晶もしくは多
結晶のフエライト基板、アルミナ等のセララミツ
クス基板、ガラス基板、石英基板、シリコン基
板、サフアイア基板、半絶性もしくは導電性の
GaAs基板、InP基板等や耐熱性の樹脂基板、強
壌性体である鉄、パーマロイ等の基板等が用いら
れる。
ホール素子の電極5は、例えばオーミツクコン
タクト層としてのCu層6、補強層としてのNi層
7、ボンデイング層としてのAu層8の三層より
成る。この三層構造の電極を形成することによ
り、有機物絶縁層2上の半導体薄膜3に対し、低
いパワーの超音波印加でかつ低温で、高信頼性の
強固なワイヤボンデイング接合を形成することが
可能になる。
Au層8、Ni層7あるいはCu層6を形成するた
めには、無電解メツキ法、電解メツキ法、蒸着ま
たはスパツタリングによるリフトオフ法等のよう
に、通常の半導体素子の電極形成に用いる方法を
用いることができる。それぞれの層6〜8の厚さ
は特に限定しないが、通常は、0.1〜30μmであ
り、好ましくは0.3〜10μmとする。
また、ホール素子の電極5をCu層6を厚くし
て、この層6とAu層8との二層で構成すること
も好ましい。
モールド13のための樹脂は、一般の電子部品
のモールドに用いられている樹脂でよい。好まし
いものとしては、熱硬化性樹脂があり、たとえば
エポキシ樹脂、フエノールエポキシ樹脂等があ
る。そのモールド方法は、通常の電子部品で行わ
れている方法でよく、例えば注型モールド、トラ
ンスフアーモールド、固型ペレツトを素子上に置
き、加熱溶融後硬化してモールドする等の方法を
用いることができる。
以上では、本発明の磁電変換素子の一例とし
て、ホール素子を例にとつて説明してきたが、半
導体磁気抵抗効果素子等磁気信号を検出して電気
信号に変換して出力する素子であつて、ホール効
果や半導体の磁気抵抗効果を利用した半導体の磁
電変換素子についてはすべて本発明を有効に適用
できる。さらにまた、これらの効果と他の効果を
併用した半導体の磁電変換素子ももちろん本発明
の範囲である。
以下、本発明を具体例をもつて説明するが、本
発明はこれらの例のみに限定されるものではな
く、先に述べた基本構造を持つ全ての磁電変換素
子に有効に適用できるものである。
実施例 1
表面が平滑なマイカ基板上に厚さ1.2μm、室温
での電子移動度が8500cm2/V.secであり、電子濃
度が3×1016cm-3のInAs膜をMBE法(分子線エ
ピタキシー法)により形成して半導体膜3を作つ
た。次に、この半導体膜上に真空蒸着法により
Al2O3の層を4000Åの厚さに形成して無機質の薄
い絶縁層4bを作つた。次に、この薄膜の表面に
エポキシ樹脂を塗布し、厚さ0.3mm、一辺が50mm
の正方形をしたアルミナ基板1上に接着して、有
機物絶縁層2を形成した。ついで、前述のマイカ
を除去した。その後、フオトレジストを使用し、
通常行われている方法でInAs薄膜の感磁部の表
面上にフオトレジスト被膜を形成した。次に、無
電解メツキを行い、銅を0.3μmの厚さに所要の部
分のみに付着させた。さらに、銅の厚付けを行う
ために電解銅メツキを行つて、厚さ2μmのCu層
6を形成した。次に、上記のフオトレジストを再
度用いて、電極部のみに厚さ2μmのNi層7を電
解メツキ法により形成した。さらにその上に、電
解メツキにより厚さ2μmのAu層8を形成した。
次に、上記のフオトレジストを再度用い、フオト
リソグラフイーの手法により不要なInAs薄膜お
よび一部の不要な銅を塩化第2鉄の塩酸酸性溶液
でエツチング除去し、ホール素子の感磁部および
4つの電極部を形成した。次に、その上に真空蒸
着法により厚さ2000ÅのAl2O3の層を形成して無
機質の薄い絶縁層4aを作つた。その後、フオト
リソグラフイーの手法により、ホール素子の電極
5の上の不要なAl2O3をフツ化アンモニウム溶液
でエツチング除去した。
次に、このウエーハをダイシングカツターにか
け、方形のホール素子に切断した。次にこれをリ
ードフレーム10のアイランド11上に接着し
た。次に、ホール素子の電極5とリードフレーム
10とを高速ワイヤーボンダーを用い、Au細線
9によつて、接合し、エポキシ樹脂によりトラン
スフアーモールド法でパツケージした。
このようにして製作したホール素子の高温実装
条件(260℃のハンダ槽中に5分間)でのテスト
の前後の入力抵抗の変化率は、次の第1表のIの
如くであつた。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a magnetoelectric conversion element, such as a Hall element or a magnetoresistive element, that converts a magnetic field or magnetic flux into an electric signal. [Prior Art] Conventionally, a magnetoelectric transducer in which a magnetically sensitive semiconductor film made of a - group compound semiconductor is formed on a substrate having an organic insulating layer on the surface is, for example, InSb, which is commercially available for home appliances. Like a Hall element,
Although its electrical properties are excellent and it is highly sensitive, it has the problem of being difficult to mount using high-temperature processes around 260°C, such as solder reflow methods. [Problems to be Solved by the Invention] Therefore, an object of the present invention is to improve the heat resistance of a magnetically sensitive part made of a - group compound semiconductor film formed on a substrate having an organic insulating layer on the surface, and to improve solder reflow. Our goal is to provide highly reliable and highly sensitive magnetoelectric transducers that can completely withstand severe thermal shock during high-temperature mounting, using an extremely large-scale process that can be industrially mass-produced. [Means for Solving the Problems] In order to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, the present inventors have investigated a wide range of structures of magnetoelectric transducer elements, and as a result, the present inventors have developed a semiconductor film that constitutes a magnetically sensitive part. We discovered that the heat resistance of the magnetoelectric transducer could be greatly improved by forming thin insulating layers of inorganic material on both the top and bottom surfaces of the magnetoelectric transducer, and created a highly reliable and high-performance magnetoelectric transducer. Completed the invention. That is, in the magnetoelectric conversion element of the present invention, the magnetically sensitive portion is formed on a substrate having an organic insulating layer on the surface,
The magnetically sensitive part is made of a - group compound semiconductor film with a thickness of 0.1 to 10 μm, and is characterized in that a thin insulating layer of inorganic material is formed on both sides of the magnetically sensitive part. [Example] An example of the structure of a Hall element, which is an example of the magnetoelectric conversion element of the present invention, is shown in FIGS. 1 and 2. Here, 1 is a substrate, and 2 is an organic insulating layer disposed on the substrate 1. 3 is a - group compound semiconductor film, and an insulating layer 2 is formed by forming thin inorganic insulating layers 4a and 4b on both sides of this semiconductor film 3.
Place it on top. 5 is a Hall element electrode consisting of a Cu layer 6, a Ni layer 7 and an Au layer 8;
A thin metal wire 9 is connected by wire bonding. The thin metal wire 9 is connected to a lead frame 10. 11 is an island formed on a portion of the lead frame 10 as shown in FIG.
The substrate 1 is bonded onto the island 11 with a die-bonding resin layer 12, and the whole is molded with epoxy resin or the like to form a mold case 13. 14 is a portion of the semiconductor film 3 that forms a magnetically sensitive portion. Here, all parts of the Hall element other than the electrode 5 of the Hall element are covered with a thin inorganic insulating layer 4a. Of course, the inorganic thin insulating layer 4a may be formed only on the magnetically sensitive portion 14. The magnetically sensitive part 14 referred to herein is a part that takes part in a substantial magnetoelectric conversion effect, and is only a semiconductor thin film part or a semiconductor thin film part on which auxiliary electrodes are formed to enhance the magnetoelectric conversion action. usually means. Furthermore, the Hall element is attached to the lead frame 10.
It can also be attached directly to a printed wiring board without going through it. In that case, the thin metal wire 9 is directly connected to the wiring formed on the printed wiring board. FIG. 3 shows a silicone resin layer 21 on the magnetically sensitive part 14.
is formed to protect the semiconductor film 3 from residual stress and the like. In FIG. 4, a magnetic focusing chip 31 is further placed on the silicone resin layer 21 to further increase the sensitivity of the element by magnetic amplification. In this case, it is preferable to use a soft magnetic material such as soft ferrite for the substrate 1. As described above, in the magnetoelectric transducer of the present invention, the inorganic thin insulating layer 4a is provided on both sides of the magnetically sensitive portion semiconductor film 3.
and 4b are formed, and the presence of these layers 4a and 4b greatly improves the heat resistance of the magnetoelectric transducer, making it possible to mount it by a high-temperature process such as a solder reflow method. The inorganic thin insulating layers 4a and 4b are made of Al 2 O 3 , SiO, SiO 2 ,
It consists of an inorganic film such as a single or multiple thin films of Si 3 N 4 , AlN or a mixture thereof, and the thickness is
The thickness is 2 μm or less, preferably in the range of 500 Å to 10,000 Å. The presence of such insulating layers 4a and 4b dramatically improves the stability of the magnetoelectric transducer during high temperature processes. This is thought to be due to the fact that the thin inorganic insulating layers 4a and 4b prevent impurities from penetrating from the organic insulating layer 2 or the substrate 1, but also relieve thermal stress. By the inorganic thin insulating layers 4a and 4b,
Thermal stability in the high-temperature mounting process of magnetoelectric transducers at around 260°C has been significantly improved, and high-temperature mounting, which was impossible with conventional technology, has become possible. Furthermore, the inorganic thin insulating layers 4a and 4b may be formed from a plurality of layers. Instead of forming a thin inorganic insulating layer made only of Al 2 O 3 , for example, a 2000 Å thick SiO 2 layer is formed on a 2000 Å thick Al 2 O 3 layer, and these two layers form an inorganic thin insulating layer on top. 4a
It is also preferable to improve the etching characteristics of such an insulating layer by configuring the insulating layer. Furthermore, the materials, compositions, layer structures, film thicknesses, etc. of both the insulating layers 4a and 4b do not necessarily have to be the same. In order to form the inorganic thin insulating layers 4a and 4b, various methods such as vapor deposition, sputtering, reactive sputtering, CVD, and molecular beam evaporation can be used. The semiconductor film 3 is preferably a high-mobility - group compound semiconductor film used as a normal magnetoelectric conversion element, such as InSb, InAs, INp, GaAs, GaSb, In x , Sn y ,
In x , As y , In x P y , Ga x As y , Ga x Sb y (x+y=2) In x Sb y Sn z , In x As y P z , In x Ga y Sb z , In x As y Sb z (x
+y+z=2) In s Ga t As u P v , In s Ga t As u Sb z , In s Ga t Sb u P v (s+
It is a - group binary, ternary, quaternary, etc. compound semiconductor such as t + u + v = 2), and has an electron mobility of 2000 to 80000 cm 2 /V at room temperature.
sec, and the electron concentration is 5×10 15 to 5×
A single crystal or polycrystalline thin film with a thickness of 0.1 to 10 μm within the range of 10 18 cm −3 is preferably used. Here, InSb and InAs exhibit high mobility and are therefore particularly preferably used. When forming the semiconductor film 3, LPE method,
Any conventional semiconductor film formation method such as CVD method, MOCVD method, vapor deposition method, MBE method, etc. may be used. Among these methods, the MBE method in particular yields a semiconductor film with good crystallinity and can easily form a semiconductor film with high electron mobility.Moreover, the thickness of the thin film is a factor that has a very large effect on the sensitivity of magnetoelectric conversion elements. It is particularly preferable because it has good controllability. Further, to form the semiconductor film 3, a method of thinning a polycrystalline or single-crystalline semiconductor wafer by a polishing method is also used. The organic insulating layer 2 is usually preferably used as an adhesive layer between the substrate 1 and the high-mobility semiconductor film 3, and is made of commonly used thermosetting epoxy resin, phenol epoxy resin, or TVB resin from Toshiba Ceramics. etc. are preferably used. The substrate 1 of the device of the present invention may be one used in general magnetoelectric transducers, such as a single crystal or polycrystalline ferrite substrate, a ceramic substrate such as alumina, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a sapphire substrate, semi-permanent or conductive
A GaAs substrate, an InP substrate, etc., a heat-resistant resin substrate, a strong substrate such as iron, permalloy, etc. are used. The electrode 5 of the Hall element is composed of three layers, for example, a Cu layer 6 as an ohmic contact layer, a Ni layer 7 as a reinforcing layer, and an Au layer 8 as a bonding layer. By forming this three-layered electrode, it is possible to form a highly reliable and strong wire bonding bond to the semiconductor thin film 3 on the organic insulating layer 2 by applying low-power ultrasonic waves and at low temperatures. become. In order to form the Au layer 8, the Ni layer 7, or the Cu layer 6, methods used for forming electrodes of ordinary semiconductor devices are used, such as electroless plating, electrolytic plating, lift-off method using vapor deposition or sputtering, etc. be able to. Although the thickness of each layer 6 to 8 is not particularly limited, it is usually 0.1 to 30 μm, preferably 0.3 to 10 μm. Further, it is also preferable that the electrode 5 of the Hall element be formed of two layers, the Cu layer 6 and the Au layer 8, with a thicker Cu layer 6. The resin for the mold 13 may be a resin used for molding general electronic components. Preferred examples include thermosetting resins, such as epoxy resins and phenol epoxy resins. The molding method may be a method used for ordinary electronic components, such as casting molding, transfer molding, placing a solid pellet on the element, heating and melting it, and then hardening and molding. I can do it. In the above, a Hall element has been explained as an example of the magnetoelectric conversion element of the present invention. The present invention can be effectively applied to all semiconductor magnetoelectric conversion elements that utilize the Hall effect or the magnetoresistive effect of semiconductors. Furthermore, semiconductor magnetoelectric conversion elements that combine these effects with other effects are also within the scope of the present invention. The present invention will be explained below using specific examples, but the present invention is not limited to these examples and can be effectively applied to all magnetoelectric transducers having the above-mentioned basic structure. . Example 1 An InAs film with a thickness of 1.2 μm, an electron mobility of 8500 cm 2 /V.sec at room temperature, and an electron concentration of 3×10 16 cm -3 was deposited on a mica substrate with a smooth surface using the MBE method (molecular The semiconductor film 3 was formed by a line epitaxy method. Next, a vacuum evaporation method is applied to this semiconductor film.
A thin inorganic insulating layer 4b was formed by forming a layer of Al 2 O 3 to a thickness of 4000 Å. Next, apply epoxy resin to the surface of this thin film to a thickness of 0.3 mm and a side of 50 mm.
An organic insulating layer 2 was formed by adhering it onto an alumina substrate 1 having a square shape. Then, the aforementioned mica was removed. Then use photoresist,
A photoresist film was formed on the surface of the magnetically sensitive part of the InAs thin film using a conventional method. Next, electroless plating was performed to deposit copper to a thickness of 0.3 μm only on the required areas. Further, in order to thicken the copper, electrolytic copper plating was performed to form a Cu layer 6 with a thickness of 2 μm. Next, using the above photoresist again, a 2 μm thick Ni layer 7 was formed only on the electrode portion by electrolytic plating. Furthermore, an Au layer 8 having a thickness of 2 μm was formed thereon by electrolytic plating.
Next, using the above photoresist again, the unnecessary InAs thin film and some unnecessary copper were removed by etching with an acidic solution of ferric chloride in hydrochloric acid using a photolithography method, and the magnetic sensitive part of the Hall element and the four Two electrode sections were formed. Next, a 2000 Å thick layer of Al 2 O 3 was formed thereon by vacuum evaporation to form a thin inorganic insulating layer 4a. Thereafter, unnecessary Al 2 O 3 on the electrode 5 of the Hall element was removed by etching with an ammonium fluoride solution using a photolithography technique. Next, this wafer was cut into rectangular Hall elements using a dicing cutter. Next, this was adhered onto the island 11 of the lead frame 10. Next, the electrode 5 of the Hall element and the lead frame 10 were bonded using a high-speed wire bonder using a thin Au wire 9, and then packaged with epoxy resin by transfer molding. The rate of change in input resistance of the Hall element manufactured in this way before and after testing under high temperature mounting conditions (5 minutes in a solder bath at 260° C.) was as shown in Table I below.
【表】
それぞれの場合について、第1表中の数字は
100素子の平均値である。また、抵抗の測定は20
℃の大気中で行つており、耐熱テスト後の抵抗値
はテスト後十分冷却したのちに測定を行つたもの
である。
第1表において、は半導体膜3の両面の無機
質の薄い絶縁層4a,4bを設けない、従来技術
で製作した場合である。感磁部半導体膜3を
Al2O3の薄い絶縁層でサンドイツチすることによ
り、このようにホール素子の耐熱性が飛躍的に向
上することがわかる。
実施例 2
実施例1と同じマイカ基板上のInAs膜の上に
実施例1と同様にして無機質の薄い絶縁層4bを
作つた。次に、この薄膜の表面にエポキシ樹脂を
塗布し、厚さ0.3mm、一辺が50mmの正方形をした
フエライト基板1上に接着し、有機物絶縁層2を
形成した。ついで、前述のマイカを除去した。そ
の後、実施例1と同様にして基板1上にホール素
子の感磁部14および4つの電極部5を形成し
た。次に、実施例1と同様にして、ホール素子の
電極5以外のウエーハ表面上に無機質の薄い絶縁
層4aを形成した。しかる後、シリコーン樹脂に
より感磁部14の真上に磁気収束用のフエライト
のチツプ31を接着した。
次に、これを実施例1と同様の方法で組み立て
た。このようにして製作したホール素子の高温実
装条件(260℃の大気中に5分間)でのテスト前
後の入力抵抗の変化率は次の第2表中のの如く
であつた。[Table] For each case, the numbers in Table 1 are
This is the average value of 100 elements. Also, the resistance measurement is 20
The test was conducted in the atmosphere at ℃, and the resistance value after the heat resistance test was measured after the test had been sufficiently cooled down. In Table 1, the semiconductor film 3 is manufactured using the conventional technique without providing the thin inorganic insulating layers 4a and 4b on both sides of the semiconductor film 3. Magnetically sensitive part semiconductor film 3
It can be seen that by sandwiching a thin Al 2 O 3 insulating layer, the heat resistance of the Hall element is dramatically improved. Example 2 A thin inorganic insulating layer 4b was formed in the same manner as in Example 1 on the InAs film on the same mica substrate as in Example 1. Next, an epoxy resin was applied to the surface of this thin film, and it was adhered onto a ferrite substrate 1 having a square shape with a thickness of 0.3 mm and a side of 50 mm to form an organic insulating layer 2. Then, the aforementioned mica was removed. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the magnetically sensitive part 14 of the Hall element and the four electrode parts 5 were formed on the substrate 1. Next, in the same manner as in Example 1, a thin inorganic insulating layer 4a was formed on the wafer surface other than the electrode 5 of the Hall element. Thereafter, a ferrite chip 31 for magnetic convergence was adhered directly above the magnetically sensitive portion 14 using silicone resin. Next, this was assembled in the same manner as in Example 1. The rate of change in input resistance of the Hall element thus manufactured before and after the test under high temperature mounting conditions (in the atmosphere at 260° C. for 5 minutes) was as shown in Table 2 below.
以上説明してたきたように、本発明では、表面
に有機物絶縁層を有する基板上に形成された−
族化合物半導体膜より成る感磁部の耐熱性を向
上させ、ハンダリフローのような、高温度実装時
の過酷なサーマルシヨクに完全に耐えることがで
きる高信頼性かつ高感度の磁電変換素子を工業的
に量産性の極めて大なるプロセスを実現すること
ができる。
As explained above, in the present invention, a -
We have improved the heat resistance of the magnetically sensitive part made of a group compound semiconductor film, and are manufacturing highly reliable and highly sensitive magnetoelectric transducers that can completely withstand severe thermal shock during high-temperature mounting such as solder reflow. It is possible to realize an extremely large-scale process that can be mass-produced.
第1図は本発明による磁電変換素子の実施例を
示す断面図、第2図は第1図の平面図、第3図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第4図は本発
明のさらに他の実施例を示す断面図である。
1…基板、2…有機物絶縁層、3…半導体膜、
4a,4b…無機質の薄い絶縁層、5…ホール素
子の電極、6…Cu層、7…Ni層、8…Au層、9
…ワイヤボンデイングされた金属細線、10…リ
ードフレーム、11…アイランド、12…ダイボ
ンド樹脂層、13…モールド、14…感磁部、2
1…シリコーン樹脂層、31…磁気収束チツプ。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the magnetoelectric conversion element according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a sectional view showing still another embodiment of the invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate, 2...Organic insulating layer, 3...Semiconductor film,
4a, 4b...Inorganic thin insulating layer, 5...Hall element electrode, 6...Cu layer, 7...Ni layer, 8...Au layer, 9
... Wire bonded thin metal wire, 10... Lead frame, 11... Island, 12... Die bond resin layer, 13... Mold, 14... Magnetically sensitive part, 2
1...Silicone resin layer, 31...Magnetic focusing chip.
Claims (1)
0.1〜10μmの−族化合物半導体膜から成ると
共に、両面にアルミナ薄膜を有する感磁部と、 該感磁部に接触して形成されたオーミツクコン
タクト層と該オーミツクコンタクト層上に形成さ
れかつ該オーミツクコンタクト層を補強する金属
補強層と該金属補強層上に形成されたボンデイン
グ層とから成る三層電極と、 該三層電極の前記ボンデイング層に接続された
ワイヤボンデイング部とを含むことを特徴とする
磁電変換素子。 2 マイカ基板上に分子線エピタキシーにより
−族化合物半導体薄膜を形成する工程と、 前記化合物半導体膜上に第1のアルミナ薄膜を
形成する工程と、 前記第1のアルミナ薄膜を有機接着剤により別
の基板上に接着する工程と、 前記マイカ基板を除去する工程と、 前記化合物半導体膜の所定の位置に前記化合物
半導体薄膜に接触するオーミツクコンタクト層と
該オーミツクコンタクト層を補強する金属補強層
と該金属補強層上のボンデイング層とから成る三
層電極を形成する工程と、 前記三層電極以外の前記化合物半導体薄膜の全
面に第2のアルミナ薄膜を形成する工程と、 前記三層電極の前記ボンデイング層にワイヤボ
ンデイング部を形成する工程とを含む磁電変換素
子の製造方法。[Scope of Claims] 1. A substrate having an organic insulating layer on its surface;
A magnetically sensitive part made of a - group compound semiconductor film of 0.1 to 10 μm and having alumina thin films on both sides, an ohmic contact layer formed in contact with the magnetically sensitive part, and an ohmic contact layer formed on the ohmic contact layer. A three-layer electrode comprising a metal reinforcing layer reinforcing the ohmic contact layer and a bonding layer formed on the metal reinforcing layer, and a wire bonding portion connected to the bonding layer of the three-layer electrode. A magnetoelectric conversion element characterized by: 2. forming a - group compound semiconductor thin film on a mica substrate by molecular beam epitaxy; forming a first alumina thin film on the compound semiconductor film; and forming a second alumina thin film on the first alumina thin film using an organic adhesive. a step of adhering onto a substrate; a step of removing the mica substrate; an ohmic contact layer in contact with the compound semiconductor thin film at a predetermined position of the compound semiconductor film; and a metal reinforcing layer for reinforcing the ohmic contact layer. a bonding layer on the metal reinforcing layer; forming a second alumina thin film on the entire surface of the compound semiconductor thin film other than the three-layer electrode; A method for manufacturing a magnetoelectric transducer, including the step of forming a wire bonding part in a bonding layer.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110155A JPS61269386A (en) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | Magnetic-electric converting element |
| KR1019870700006A KR910002313B1 (en) | 1985-05-10 | 1985-10-14 | Rotating converter |
| PCT/JP1985/000572 WO1986006878A1 (en) | 1985-05-10 | 1985-10-14 | Magneto-electric converter element |
| DE19853590792 DE3590792T (en) | 1985-05-10 | 1985-10-14 | |
| NLAANVRAGE8520325,A NL188488C (en) | 1985-05-10 | 1985-10-14 | MAGNETO-ELECTRIC TRANSDUCENT. |
| DE3590792A DE3590792C2 (en) | 1985-05-10 | 1985-10-14 | |
| US07/325,129 US4908685A (en) | 1985-05-10 | 1989-03-15 | Magnetoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110155A JPS61269386A (en) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | Magnetic-electric converting element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269386A JPS61269386A (en) | 1986-11-28 |
| JPH0471351B2 true JPH0471351B2 (en) | 1992-11-13 |
Family
ID=14528444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60110155A Granted JPS61269386A (en) | 1985-05-10 | 1985-05-24 | Magnetic-electric converting element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61269386A (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51147191A (en) * | 1975-06-12 | 1976-12-17 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Hall element and its method of manufacturing |
| JPS58153384A (en) * | 1982-03-05 | 1983-09-12 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Magnetoelectricity conversion element and manufacture thereof |
-
1985
- 1985-05-24 JP JP60110155A patent/JPS61269386A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61269386A (en) | 1986-11-28 |
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