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    公开号:WO1986006878A1
    申请号:PCT/JP1985/000572
    申请日:1985-10-14
    公开日:1986-11-20
    发明作者:Ichiro Shibasaki；Takashi Kajino
    申请人:Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:G01R33-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 磁 電 変 換 素 子 技術分野
    [0002] 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 。
    [0003] 背景技術
    [0004] 従来、 ポ リ マ ー の よ う な有機物絶縁層上に 形成さ れた I n S bや G a A s等の ID— V族化合物半導体を感磁部 と し た磁電変換素子 に は P b - S nハ ン ダが リ 一 ド線の ポ ンディ ン グ に 用 い ら ήて お り'、 ハ ン ダの融点を こ える 高温度のプ ロ セ スを通 し て 、 磁電変換素子をプ リ ン 卜 板 上に実装する こ と は不可能で あっ た 。 従っ て 、 近年
    [0005] V T Rや C Dプ レ ー ヤ等の最新の機器に 上記磁電変換素 子を用 いる場合 、 量産 に 有利な実装プ ロ セ ス は 、 いずれ もハ ン ダの融点を こ え た 髙温度の環境が存在 し て お り 、 上記磁電変換素子を用 い よ う と す る と 、 必然的にプ リ ン 卜 板に素子 1 個ずつ 個別 にハ ンダ付け す'るプ ロ セ スを採 用せざる を えない 。 こ のた め 、 2 0 .0 °C以上の高温プ ロ セ ス に よ っ て 破壊 し な い磁'電変換素子 が求め ら れて い た c こ の よ う な要求に応える ための一手法は 、 有機物絶縁 層上の IE— V族化合物半導体の薄膜上に 電極を形成 し 、 金糠等の ワ イ ヤ に よ る ワ イ ヤ ポ ンデイ ングを行う こ とで ある 。 し か し 、 こ の よ う な手法は従来技術で は事実上不 可能であっ た 。
    [0006] その理由 を説明 する 。 m — V族化合物半導体を用 いた 磁電変換素子の電極は半導体層 に 才 ー ミ ッ ク接触層を形 成後、 蒸着法等に よ り A u , A ^ 等の ワ イ ヤポ ンディ ン グ性の良好な金属層 を形成 し 、 こ れを 3 0 0 〜 4 0 0 付近に加熱 し て圧着も し く は超音波 と圧着の併用 に よ り A u , A 等の細線を接続する方法 に よ り 作成す る こ と が考え ら れた 。 し か し 、 表面に有機物絶縁雇を有す る基 板上に形成さ れた化合物半導体膜上に 上記方法.を適用 す る場合、 つぎの よ う な 2 つ の問題を生 じ る 。
    [0007] 第 1 の問題は 、 ボ ンディ ング時に 温度を十分 に 上げ ら れないこ とで ある 。 通常行わ れて い る よ う に電極部の温 度を 3 0 0 〜 4 0 0 に 上げる と 、 ポンデイ ング時に有 璣物絶縁層 と半導体膜 との間で剥離が生ずるばか り でな く 有機絶縁層 の炭化の よ う な劣化が起こ る 。 剥離の原因 は 、 有機物絶縁層 と化合物半導体雇 と は熟膨張率が異な るた め 、 電極部の温度を 3 0 0 を越えて 上昇さ せる と 有機物絶縁層 と化合物半導体膜 と の界面に熟応力 が集中 す る こ と に ある 。
    [0008] 第 2 の問題は 、 有機物絶縁層 が軟 ら か く 、 S i な どの 結晶 に く ら べて 、 超音波のポ ンデイ ング部への集中 に よ る圧着が困難なこ とである 。 庄着の際は 、 必然的に大き な超音波パワ ー を印加する必要があ る が 、 そ う す る と 、 有機物絶縁層 と化合物半導体膜 と の間で剥離を生 じ て し ま う 。 こ のた め 、 今ま で 、 有機物艳緣雇上の化合物半導 体薄膜への ワ イ ヤポ ンデイ ングは歩留 り が悪 く 工業的に は適用 不可能な状態に あっ た 。
    [0009] 最近は 、 ハ ンダ リ フ ロ ープ ロ セス に代表さ れる超高温 実装の要求もある 。 こ こで高温実装 と は約 1 8 0 〜 2 3 0 °Gで 、 ま た超髙温実装 と は約 2 3 0 °C〜 2 6 0 °C で素子をプ リ ン 卜 基板等に実装す る こ と をい う 。
    [0010] 従来、 表面上に有機物絶縁雇を有する基板上に 、 IE — V族の化合物半導体よ り 成る感磁部半導体薄膜が形成さ れて いる磁電変換素子、 例えば彖電用 に市販さ れて いる I r» S bホ ール素子 はそ の電気旳特性が非常 に 優れ、 か つ 、 磁気増幅等も行えるた め髙感度で はある が、 ハ ン ダ リ フ ロ ー法の よ う な 2 6 0で 付近での超高温度プ ロ セ ス に よ るプ リ ン 卜 板への実装が困難である と い う 問題点 を有 し て い fc。 感磁部半導体薄膜を有機物絶縁層上に 設 け る こ と は 、 両者の接着性が良 く そ れ故、 基板が自 由 に 選択でき る利点や 、 素子の高感度特性が得 ら れる利点か ら磁電変換素子で は広 く 行われて いる 。
    [0011] 多層電極を用 い て 半導体層 と の 才 ー ミ ッ ク 接触を確実 に し 、 電極金属のエ レ ク 卜 ロ マイ グ レ ー シ ョ ン を防止 し 、 かつハ ンダポ ンデイ ング時に 半導体薄膜を防護す る試み は 、 例えば Dona Id Dine I I a et al米国特許
    [0012] 第 4 , 0 8 1 , 6 0 1 号や本出願人の米国特許
    [0013] 第 4 , 2 9 6 , 4 2 4号に言及さ れて いるが 、 こ れ ら は 有機物絶縁層 を基板 と す るもので はな く 、 ワ イ ヤ ポ ンデ イ ングを考慮 し たちのでもない 。
    [0014] そ こで 、 本発明の 目 的は絶縁性の基板、 す なわ ち基板 自体が有機物絶縁材も し く は表面 に有機物絶縁層を有す る基板上に形成さ れた化合物半導体薄膜に迢音波 に よ る 髙収率かつ強固で髙信頼性の ワ イ ヤポンデイ ングを可能 に す る構造の電極を設け た 磁電変換素子を提供す る こ と である 。
    [0015] 本発明 の他の 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 M — V 族化合物半導体膜よ り 成る感磁 部の耐熱性が大で 、 ハ ンダ リ フ ロ ー の よ う な 、 2 6 0 で 付近 ま での超髙温度実装時の熟シ ョ ック に耐え て 自 動実 装.を可能 と する髙信頼性かつ高感度の磁電変換素子を提 供す る こ と である 。 '
    [0016] 発明の 開示
    [0017] 本発明者 ら は 、 上述の従来技術の欠点を除 く た め広汎 に電極構造 と材質につ いて検討 し た 。 そ の結果本発明で は 、 才 ー ミ ッ ク 電極層の上に 、 機械的強度の大なるハ ー ド メ タ ル レイ ヤ ー を介在さ せ 、 その上部に ポ ンデイ ング 層を形成す る多層電 構造 と し て 、 下部の有機物絶縁層 の弾力 又は軟 ら かさか ら く るへ こ みを抑える こ と に よ り 超音波ワ イ ヤ ボンディ ングに適 し た信頼性の大な る 、 強 固な ワ イ ヤポ ンデイ ング電極を有する と と も に 2 0 0 X3 以上の高温プ ロ セ スで実装可能な磁電変換素子 を提供 し て いる 。
    [0018] 本発明 は 、 上記電極構造に おいて 、 才 ー ミ ッ ク電極金 属層 を厚 く し て所要の機械的強度を与え る中間雇 と し て 慟かせ 、 その金属層 と ボ ンディ ング層 との二層構造 と し た磁電変換素子を提供 し て いる 。 上記各電極構造 は低温 でかつ低い エネル ギの超音波に よ る髙生産性かつ高信頼 性の ワ イ ヤ ボ ンディ ン グを可能に し て いる 。
    [0019] 本発明の特徴に よ れば 、 表面に有機物絶縁層を有す る 基板上に 厚さ 0 . 1 m〜 1 0 ^ m の感磁部を構成す る I 一 V族の化合物半導体薄膜が形成さ れ、 該薄膜の所要 の領域に 才 ー ミ ッ ク電極が形成さ れ 、 該電極上にハ ー ド' メ タ ル レイ ヤ ー を含む多層の ワ イ ヤポ ンデイ ング電極が 構成さ れた 磁電変換素子が得 ら れる 。
    [0020] 本発明の他の特徴に よ れば 、 上記多翳電極に おいて 、 ワ イ ヤ ポ ンデイ ン グ電極面の下層金属層 が該闥 の所要 ボ ンディ ング外力 が有機.物絶縁層 に影響 しな い機械的強 度を材質的か材料厚に よ っ て付与さ れて い る 。
    [0021] 本発明 の別の特徴に よ れば 、 上記多層電極を備えた磁 電変換素子に おいて 、 少な く と も感 ¾部を構成す る化合 物半導体薄膜 と有機物絶縁層 との間 に耐熟用 の薄い無機 質の絶縁層 が形成さ れ、 素子の 高温実装プ ロ セ を可能 に し て いる 。 2 6 0 °G付近の超高温実装プ ロ セ スの場合 に は化合物半導体薄膜の両面 に薄い無機質の絶緣層が形 成さ れる 。
    [0022] 図面の簡単な説明
    [0023] . 第 1 図 は本発明 に よ る磁電変換素子の一実施例 を示す 断面図である 。 ' 第 2 図 は第 1 図の平面図である 。
    [0024] 第 3 A 図乃至第 3 D 図 は第 2 図線 Α〜 Α ' に沿っ て切 取っ た電極構造の例を示す断面図である 。
    [0025] 第 4 図 と第 5 図 はそれぞれ本発明の他の実施例を示す 断面図 と平面図である 。
    [0026] 第 6 図 は本発明の他の実施例 に よ る感度増強構造の ホ ール素子を示す 断面図であ る 。
    [0027] 第 7 図 は本発明の他の実施倒 に よる耐熱構造の感磁部 を有するホ ール素子の 断面図である 。
    [0028] 第 8 図 は 、 本発明の修正例を示す ホ ール素子の断面図 であ 。
    [0029] 第 9 図 は 、 第 7 図実施倒の変形例を示す断面 &である 。 ' 第 1 0 図 は第 9 図実施例 に感度増強構造を付加 し た例 を示す断面図である 。
    [0030] 発明を実施す るた めの最良の形態
    [0031] 第 1 図及び第 2 図 は本発明の磁電変換素子の 1 つであ るホ ール素子の構造の 1 実施例を示す 。 第 1 図の 断面図 に お いて 、 ホ ール素子の基板 1 2 上に有機物絶縁層 1 3 が形成さ.れ、 該層上に化合物半導体薄膜か ら 成るホ ール 素子が形成さ れている 。 即ち 、 感磁部を構成する髙電子 移動度の化合物半導体薄膜 1 4 が絶縁性基板 1 1 上に形 成さ れ、 化合物半導体薄膜 1 4上の所要の部分に ワイ ヤ ポ ンデイ ング用電極 1 5 が形成さ れて いる 。 こ の電極
    [0032] 1 5 は化合物半導体薄膜 1 4 と 才ー ミ ッ ク接触する金属 層 1 6 、 こ の金属層 1 6 上の璣梂強度大の金属中園層 1 7、 中間層上の ポ ンデイ ング層を形成する金属層 1 8 の 3層か ら成る 。 こ の積層の部分 は必要に応 じ て 、 才 ー ミ ッ ク接被金属層の全面又は一部の所要の位置 に形成さ れる 。 電極間の中央部の化合物半導体薄膜 1 4はホ ール 素子感磁部 1 9を形成 し て いる 。 こ の感磁部 1 9を覆つ て 保護用 シ リ コ ー ン樹脂 4 1 が付着さ れて いる 。 こ の よ う な ワ イ ヤボ ンディ ング電極を有する本実施例の磁電変 換素子に おい て は 、 電極 1 5 は A u , A ^ , C u及び こ れ ら の合金等の細線 2 1 で リ ー ド フ レ ー ム 2 2に ワ イ ヤ ポ ン デイ ング に よ っ て 接続さ れて い る 。 基板 1 2は接着 樹脂層 5 0を介 し て リ ー ド フ レ ー ム 2 2に接着さ れて い る 。 更に 、 リ. ー ド フ レ ー ム 2 2の端部を残 し て 基板 1 1 、 糲線 2 1 な ど ば樹脂の モ ー）レ ド体 2 3内 に埋込ま れて 、 パッ ケー ジ ま た は モ ール ド さ れる 。
    [0033] 第 2図 は第 1 図の ホ ール素子を上面か ら みた状態を示 す 。 ボ ンディ ン グパッ ド （ 電極 ） 領域は素子感磁部の十 字状パ タ ー ンの各端部か ら延びた通常方形部分 1 5 に形 成さ れ、 最小面積は一辺 1 00 m角で 、 通常のパッ ド 面積は一辺 Ί 5 0 m〜 4 0 0 xz mである 。
    [0034] 第 3 A図乃至第 3 D図 は積層金属電極構造の種々 の態 様を第 2図の線 A— A ' に沿う 断面に よ り 示す 。 第 3 A 図 は 才 ー ミ ッ ク接触金属層 1 6 と 中 間金属層 1 7 と ボ ン デイ ング金属層 1 8の領域がボ ンディ ングパッ ド領域の みで積層さ れた 構造を示 し 、 第 3 B図 と第 3 C図 はそ れ ぞれ第 3 A図の積層 に おいて 、 中園層 1 7が感磁部 1 9 の端部接点領域の中間及び全域に延長 し て いる積層構造 を示す 。 第 3 D図 は層 1 6 , 1 7. 1 8の 3層全て が周 一パ タ ー ンで積層 さ れて いる電極構造を示す 。
    [0035] 第 4図お よび第 5図 は第 1 図〜第 2図の構成に おいて リ ー ド フ レ ー ム 2 2を介する こ と な く 、 本発明のホ ール 素子をプ リ. ン 卜 配線用 基板 に直接取付けた実施例 を示す 。 プ リ ン 卜 基板 2 4に形成さ れた配線パタ ー ン 2 5に細線 2 1 が接続さ れて いる 。
    [0036] 第 6図は 、 フ ェラ イ 卜 基板 1 2 ' と フ ェラ イ 卜 で形成 さ れた磁気収束チップ 4 2に よ り 磁電変換素子の感磁部 をサン ド イ ッチ し た構造を有す る本発明のホ ー ル素子の 実施例を示 し 、 多層の電種構造は第 1·図 と同様であ る 。
    [0037] 第 7図 は半導体層 1 4 と有機物絶緣層 1 3 と の中間 に 無機質の薄い絶縁層 2 6が形成されて いる本発明の磁電 変換素子であるホ ール素子の実施例 を示す 。 薄い無機質 絶縁雇 2 6が.有機物絶縁層 1 3に加わる外部熟シ ョ ッ ク を遮断する ため 、 と く に 2 0 0 以上 2 3 0 以下の範 囲 に有機物絶縁層の耐熱性を向上する こ と ができる 。 - 第 8図 は、 第 1 図 に おいて 中 間層 の代 り に 、 才 ー ミ ツ ク接触層 を通常の倍以上厚 く し 、 中間層 と同等の機械強 度効果を付与 し た 構造をもつ本発明のホ ール素子の 例を示す 。 こ の場合、 ワ イ ヤボ ンディ ング電極 （ パッ ド ） は二雇で構成 し て いる 。
    [0038] 第 9図 は超高温の実装プ ロ セスに よ る熟シ ョ ッ ク に耐 え う る本発明のホ ール素子の基本構造を示 し た もので あ つ て 、 2 6 , 2 7 は 、 照豫頁の薄い絶 麿である 。
    [0039] し cで 、 ホ一ル素子の電極 1 5 以外に ホ ー ル素子上の 部分 は 、 無機質の薄い絶縁雇 2 7 で全て覆わ れて いる 。 ちち ろん 、 無機質の薄い絶縁層 2 7 は感磁部 1 4 上の み に形成 し て あ よい。 こ こでい ぅ 感磁部 1 4 と は 、 実質的 な磁電変換作用 に あ一 9 かる部分で あ て 、 半導体の薄膜 部分の み、 あ し く は磁電変換作用 を髙め る た め に形成さ れる シ ョ ー 卜 パ 一 の よ う な補助 旳な電極の形成さ れた 半 導体薄膜部分を通常 は意味 し て いる 。 シ リ コ ン樹脂層 4 1 は 、 必要に応 じ て 形成さ る べ さも ので 、 形成さ れな い場合 ¾ ある 。
    [0040] 第 9 図の実施例 は 、 A. s を含む ] Π一 V 族化合物半導体 薄膜を感磁部 と す る磁電変換'素子を例 え ば 2 6 0 ハ ン ダ リ フ ロ ープ 口 セ ス に よ り プ リ ン 卜 板に 自動実装する場 合に 、 素子特性に影響を及ぼさ ず ま た熱破壊を生 じ ない た め 、 と く に好 で あ る 。 従つ て 、 こ の.実施例 は第 7 図 実施例 と対比 し 、 2 3 0 °C 以上の実装プ ロ セ ス に特 に有 用である 。 両実施例共に無機質絶縁層 の介在 は有機物絶 縁層 と惑磁部半導体層 に所望の熱絶 ^保護層を 与 えるが 薄層 の た め本質的に接着性に影響を与えない
    [0041] 第 1 0 図 は第 9 図の耐熱性向上の た め の構造に加 え 、 シ リ コ ー ン樹脂層 4 1 上に磁気収束チップ 4 2 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 ホ一 ル素子の搽正例を示す。 この但 ム 基板 1 2 に はソ フ 卜 フ ェ ラ ィ 卜 等の飲磁性材料を用 いるの が好 ま し い 。 感磁部半導体膜 1 4は、 通常の磁電変換素子 と し て用 い ら れる高移動度の DI — V族化合物半導体膜が よ く 、 更 に 、 I n又は A sのいず れか、 又は両方を同時に含む IE 一 V族の化合物半導体の二元、 三元の半導体が好ま し い 。 特に I n S b , I n A s 、 I n A s Pが高い移動度を示 す た め好 ま し く 用 い ら れる 。 用 い ら れる半導体膜の電子 移動度は 2 , 0 0 0〜 8 0 , 0 0 0 cm2 / V * sec の範 囲内 に あ り 、 単結晶も し く は多結晶の薄膜が用 い られる 。
    [0042] 半導体膜の形成に は 、 L P E法、 C V D法 、
    [0043] M O C V D法、 蒸着法、 M B E法等通常の半導体薄膜の 形成法を用 いればよ い 。 特に 、 M B E法は 、 結晶性の良 好な半導体膜が得 ら れ、 高電子 動度の薄膜ができ 、 し かち ま た磁電変換素子の感度に 非常に大きな影響を及ぼ す 因子である膜厚の制御性が良いので好ま し い 。
    [0044] 多層電極の各金属層の形成に は、 無電解メ ツ キ法 、 電 解メ ツ キ法、 蒸着ま た はスパッ タ リ ング に よ る リ フ ト 才 フ 法等の通常の半導体素子の電極成形に 用 いる方法が用 い ら れる 。 ポンデイ ング層 1 8 、 中間層 1 7 、 才 ー ミ ツ ク 接触層 1 6の層厚は特に 限定さ れないが 、 通常は
    [0045] 0 . 1 〜 3 0 ^ m、 好ま し く は 0 . 1 〜 1 0 ^ mが よい 。 例 えば C u 層 1 6 、 N 'I 層 1 7 、 A u屬 1 8 か ら なる積 層電極で は 、 それぞれの層厚は 2 〜 5 j£ mが好ま し い 。
    [0046] 才 ー ミ ッ ク 接触金属層 1 6の材料は C u , A u , A u 合金， (K & , A u — G e合金群か ら 、 機械的強度を与え る中圜層 1 7 の材料は 1 , 0 11 , 〇 「 ， 0 0 , 丁 1 , W , M o及びこ れ ら の合金の群か ら 、 ポ ンデイ ング雇 1 8の材料は A n , A i , A ^ _ S i 合金の群か ら選択 さ れる 。
    [0047] 基板 1 2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 は焼結フ ェラ イ 卜 基板、 セ ラ ミ ツ ク 基板、 ガラス基板 、 シ リ コ ン基板 、 サフ ァ イ ア基板 、 耐熱性の樹脂基板、 強磁性体で あ る鉄、 パ ーマ ロ イ 等の 基板が甩い ら れる 。
    [0048] 基板の表面の有機物絶縁層 1 3 は有機物で ある樹脂の 絶縁体層 が好 ま し く 用 い ら れる 。
    [0049] 樹脂の絶縁体層 1 3は 、 通常、 基板 1 1 と髙移動度半 導体膜 1 4 と の接着層 と し て 好 ま し く 用 い ら れて い る ので あ り 、 通常用 い ら れて いる熟硬化性のエポキシ樹脂、 フ エ ノ ールエボキ.シ樹脂や東芝セ ラ ミ ッ ク 製の T V B樹 脂等が用 い ら れる 。 その絶縁体雇 1 3の厚さ は 、 60 z m以下で あ り 、 1 0 ^ m以下が好 ま し い 。
    [0050] 本発明の磁電変換素子で は 、 第 7図 に示す よ う に 、 感 磁部の半導体層 と有機物絶縁層の中 間 に無機質の薄い絶 縁層 2 6を設けて半導体屬ぺの不純物の侵入を阻止する と 共に外部熟応力 を緩和す る こ と も行わ れる 。 こ の場合、 無機質の絶縁層 は 、 S i Oゥ , S i 0 , A i 2 03 , S i 3 N 4 な ど の薄い被膜か ら成 り 、 通常その厚みは 2 以下、 好ま し く は 5 0 0 A〜 1 0 , 000 Aの範囲 で ある 。
    [0051] 第 9図 に示す ご と く 、 本発明の磁電変換素子で は 、 半 導体膜 1 4 の両面 に無機質の薄い絶縁層 が形成さ れて も よ い 。 こ の場合の上層の無機質の絶縁層 2 7 は 、 下層 2 6 と同様な材料 と膜厚範囲の被膜か ら なる 。
    [0052] かかる絶縁層 2 6 お よび 2 7 の存在 に よ り 磁電変換素 子の髙温度プ 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 2 6 お よび 2 7 に よ り 、 有機 物絶縁層 1 3 ある い は基板 1 2 か ら の不純物の侵入が 阻 止さ れ、 し かも熟応力 が锾和さ れる等の理由 に よ る と考 え ら れる 。
    [0053] 無機質の薄い絶縁層 2 6 お よび 2 7 に よ り 、 2 6 0 °C 付近での磁電変換素子の迢髙温度実装プ ロ セ ス に おけ る 熟安定性が大幅に向上 し 、 従来技術で は不可能であっ た 高温実装が可能 と なっ た 。 さ ら に ま た 、 無機質の薄い絶 縁層 2 6 お よび 2 7 は複数の層 よ り 形成さ れて も よ い 。 A 2 。 03 のみで無機質の薄い絶緣層を形成す る代 り に 、 例えば、 2 0 0 0 A の A J2 2 03 層上に 4 0 0 0 A の
    [0054] S i 02 層を形成 し 、 こ れ ら 2 層で上部の無機質の薄い 絶縁雇 2 7 を構成する こ と に よ り 、 かかる絶縁層の窓明 け時のエッ チング特性を向上さ せる こ と も好 ま し い 。
    [0055] 絶縁層 2 6 お よび 2 7 の両層の材質、 組成、 層構造、 膜厚等は必ず し も同 じ て な く て も よ い 。 無機質の薄い絶 縁層 2 6 お よび 2 7 を形成するた め に は 、 蒸着法、 スパ ッ タ 一 法、 反応性スパッ タ ー 法、 C V D法 、 分子線蒸着 法等各種の被着方法を用 い る こ とができる 。
    [0056] 磁電変換素子の電極 1 8 は A n , A i , C u , A - S i 合金等の通常ワ イ ヤボ ンディ ングに用 い ら れる細線 2 1 に よ り 、 リ ー ド フ レ ー ム 2 2 ま た はプ リ ン 卜 基板上 に形成さ れた配線パタ ー ン 2 5 等の導体に電気的に接続 さ れる 。
    [0057] プ リ ン 卜 基板 2 ' 4 上に結線す る場合に おいて 、 用 いる プ リ ン 卜 基板 2 4 は通常の電子部品の配線実装に 用 い ら れる もので よ い 。 その配線導体上に A u , A g 等の ポ ン デイ ング性の 良好な薄層を形成する こ と も好 ま し く 行な われる 。
    [0058] 本発明の磁電変換素子は 、 通常 卜 ラ ン スフ ァ ー モ ール ド 法等に よ り 樹脂モ ール ド に よ り パッケ ー ジ さ れる 。 モ 一ル ド樹脂 2 3 の材質 は 、 一般に電子部品の モ ール ド に 使用 さ れて いる樹脂で よ い 。 好 ま し い もの は 、 熱硬化性 樹脂で 、 ェポキシ樹脂 、 フ エ ノ ールエポキシ樹脂等があ る 。 その モ一ル ド方法に は 、 通常の電子部品で行なわれ て い る方法で よ く 、 例えば 、 注型モ ール ド 、 卜 ラ ン ス フ ァ ー モ ール ド 、 固形ペ レツ 卜 を素子上に 置き加熱溶融後 硬化 し て モ一ル ドする等の方法がある 。
    [0059] 本発明の ¾電変換素子で は 、 ワ イ ヤ ポ ンディ ング用電 極が多雇構造を有 し 、 ボ ンディ ン グ金属層の下層が所要 の機械的強度を有す るた め絶縁性基板上の感磁部半導体 薄膜 に対 し 、 低いパワ ー の超音波印加でかつ 2 0 0 °G程 度の低温で高信頼性.の ワ イ ヤ ボ ンディ ン グ接合を形成す る こ と が可能 と なる 。
    [0060] 工業的に有意義である ワ イ ヤ ボ ンディ ン グの歩留 り は 9 9 %以上 とな り 量産製造が可能 となっ た 。 そ の う え 、 実装時の耐熱性は 2 3 0 を迢える こ と がで き 、 高温の 実装プ ロ セス に よっ てプ リ ン 卜配線板への素子実装が可 能 と なっ た 。
    [0061] 更に 、 無機質の絶縁層を第 9 図又は第 1 0 図の実施例 の よ う に 、 半導体薄膜の両面に 形成する こ と に よ り 、 素 子の耐熱性 は大幅に 向上 し 、 2 3 0 〜 2 6 0 で辺での ハ ンダ リ フ ロ ープ ロ セ スの よ う な 、 超高温実装プ ロ セ ス の熟シ ョ ッ ク に対す る信頼性も確保され、 超髙温実装プ ロ セ スへ の適用 を可能 に し た 。 す なわち 、 2 6 0 Ό の八 ンダ槽中で磁電変換素子のボ ンディ ングが可能とな り 、 V T R 等の 自動組立て プ ロ セ スで磁電変換素子の自 動 実装が実現 し た 。
    [0062] 以上の実施例で は 、 本発明の磁電変換素子の钾示 と し て 、 ホ ール素子に つ いて 説明 し て きた が 、 半導体磁気抵 抗効果素子の よ う に 、 磁気信号を検出 し て電気信号に変 換 し て 出力 す る素子であっ 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 。
    [0063] 例えば磁気抵抗効果素子はホ ール素子 と比較 し てその 電極形状、 端子電極の個数、 感磁部のパタ ー ン が異る が 、 ホ ール素子 と全 く 同様に電極形成がなされ、 基本構成に つ いて は同一である 。 以下、 本発明を具体 «Iをもって説明する 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 の磁電変換素子に及ぷ と解さ れた い 。
    [0064] 第 1 例
    [0065] 表面が平滑な単結晶マ イ 力 基板上に 、 厚さ 1 m、 電 子移動度 3 0 , 00 0 c« 2 / V * sec の I n S b薄膜を 真空蒸着に よ り 形成 し て 半導体膜 1 4を作っ た （ 第 1 図 ）。 こ の I n S b薄膜の表面 に エポキシ樹脂を Ί O j^ m厚塗 布 し 、 そ の塗布面を厚さ 0. 3 sw、 一辺が 4 5纏の正方 形の セ ラ ミ ッ ク 基板 （ ゥ エ ーハ ） 1 2上に接着 し た 。 つ いで前記マ イ 力 を除去 し た 。 そ の後 フ 才 卜 レ ジ ス 卜 を用 い 、 通常行,われて いる方法で ί n S b薄膜の感磁部の表 面上に.フ ォ ト レ ジ ス 卜 被膜を形成 し た 。 に 、 無電解メ ツ キ に よ り G uを厚さ 0. 3 ^ mで所要の電極形成部位 す なわち 領域のみに付着さ せ た 。 さ ら に C u の厚付け を 行 う 為、 電解銅メ ツキを行い 、 厚さ 2 j^ mの C u層 1 6 を形成 し た 。 次に 上記の フ ォ 卜 レジ ス 卜 を再度用 い 、 電 極部 C u屬上のみに厚さ 2 x mの N i 層 1 7を電解メ ッ 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 の A il層 1 8を形成 し た 。 次に 上記フ 才 卜 レ ジ ス 卜 を再度用 い 、 フ 才 卜 リ ソ グラ フ ィ の手法 に よ り 、 不要な I n S b薄膜及び、 一部の不要な C uを塩化第 2 鉄の塩酸々 性溶液でエッ チン グ除去 し 、 各ホ ール素子の 感磁部お よびその 4つ の電極部 （ 第 2図 ） を一単位 と し 、 複数の素子パタ ー ン を形成 し た 。 各積層ボ ンディ ング電 槿の面積は 1 5 0 m X 1 5 0 mで あっ た 。 つ いで シ リ コ ー ン樹脂 に よ り 感磁部の真上に コ ー テ ィ ン グを行い 、 保護膜 4 1 を形成 し た 。 次に 、 こ の ゥ エ ーハ をダイ シ ン グ カ ツ タ に よ り 切断 し 1 . 1 X 1 . 1 職の方形の ホ ー ル素子の ペ レツ 卜 を複数個つ く っ た 。 次に ペ レツ 卜 を リ ー ド フ レ ー ム 2 2の ア イ ラ ン ド 5 1 上に樹脂層 5 0を用 いて 接着 し た 。 次に ペ レツ 卜 の電極 1 5 と リ ー ド フ レ ー 厶 2 2 と を 、 海上電機社製型名 F B 1 0 5 R高速自動迢 音波熱圧着ワ イ ヤ ポ ンダを用 い、 大気中 2 0 0で 超音波 出力 電圧 2 6〜 3 4 Vの 印加 に よ り 径 2 5〜 3 0 mの A u細線 2 1 で接合 し た 。 つ いでエポキシ樹脂に よ り 卜 ラ ン ス フ ァ ー モ ー ル ド法で リ ー 卜 2 2が露出す る よ う に 素子組立 パッケ ー ジ し た 。
    [0066] こ の よ う に し て製作 し た ホ ー ル素子を亍 ス 卜 し た結果、 ボ ンディ ング時の A u電極部表面温度は下限 1 0 0 ま で可能で あ り 、 その ときの ワ イ ヤ ポ ンディ ン グの不良率 は 、 0 . 1 3 %であっ た 。
    [0067] 超音波印加も 、 通常の レ ベルで 、 全 く 支障な い こ とも 明 ら か と なっ た 。 す なわち 、 有機物絶縁層 1 3が存在す る に も かかわ らず 、 '自動 ワ イ ヤ ボ ンダの標準的な条件 に よ る ワ イ ヤボ ンディ ングが可能であ り 、 かつ 、 そ の収率 も十分高 く 、 工業的な量産技術 と し て 、 実用 的である こ と が判明 し た 。 ボ ンディ ング後の ワ イ ヤ の接着強度は Ί ワ イ ヤ当 り 、 2 3以上のものを良品 と みな した 。
    [0068] こ う し て ワ イ ヤポ ンデイ ングさ れた ホ ール素子を 卜 ラ ンス フ ァ ー モ ール ド し た場合に も 、 A U ワ イ ヤ の接合強 度不足に よ る不良は生 じ なかっ た 。 この よ う に し て 製作 し た本発明の磁電変換素子 と し て のホ ール素子を大気中 で 2 3 0 °C 、 3 分圊の熟シ ョ ッ ク を与えた と ころ従来の ハ ンダポ ンデイ ングの素子は 、 す べ て 電極が断線破壊さ れた が 、 本倒 の素子は抵抗値が — 2 . 1 %変化 し た の み で 、 ほ と ん ど特性変化が み ら れず 、 有機物絶縁層を有す る にもかかわ らず 、 十分な実装時の熟シ ョ ッ ク にも耐え ら れる こ と が明 ら か と なっ た 。 ' 第 2 例
    [0069] 表面が平滑なマ イ 力 基板上に厚さ 1 . 2 UL m 、 電子移 動度 1 0 , O O O ciム V * sec の I n A s 膜を M B E 法 （ 分子'線ェ ピタ キシ法 ） に よ り'形成 し た 。
    [0070] 次に こ の I n A s 膜の表面 に エポキシ樹脂を塗布 し 、 第 1 例 と周様の方法で I n A s 薄膜 1 4 を厚 ώ 0 . m —辺が 4 5酺の正方形を し た セ ラ ミ ッ ク基板 1 2 上に接 着 し た 。 こ の後は第 1 例 と全 く 同一の方法で ホ ール素子 を製作 し た 。 こ の場合も 、 第 1 例 と全 く 同様に 自動 ワ イ ャボンダ に よ るボンディ ン グの不良率は 、 0 . 3 %で あっ た 。 卜 ラ ンスフ ァ ー モ ール ド時に A u の ヮ.ィ ャの接 合部の切 れは生 じ なかっ た 。
    [0071] 本倒の素子あ 、 第 1 倒 と周様、 大気中で 2 3 0 °C 、 3 分園の熟シ ョ'ッ ク テ ス 卜 で は 、 特性変化は 、 み と め ら れ ず 、 プ リ ン 卜 基板への実装条件が 2 3 0ででも十分耐え ら れる こ と かが明 ら か と なっ た 。 第 3 倒
    [0072] 表面が平滑な単結晶マイ 力基板上に 、 厚さ 1 m、 電 子移動度 3 0 , 00 0 ca ^ / V - sec の I n S b薄膜を 真空蒸着に よ り 形成 し て 半導体膜 1 4を作っ た 。 この
    [0073] I n S b薄膜の表面にエポキシ樹脂を塗布 し 、 厚さ
    [0074] 0. 3醵、 一辺が 4 5 の正方形を し た フ ェ ラ イ ト 基板 1 2 ( ゥエーハ ） 上に エポキシ樹脂塗布面を接着 し た ( 第 6図 ） 。 つ いで前記マイ 力 を除去 し た 。 そ の後フ 才 卜 レ ジス 卜 を用 い 、 通常行われて いる方法で I n S b薄 膜の感磁部の表面上に フ 才 卜 レ ジ ス 卜 被膜を形成 し た 。 次に 、 無電解メ ツキを行い 、 C uを厚さ 0. 3 ^ m、 所 要の _頜域のみに付着さ せた 。 さ ら に C uの厚付け 行う 為； 電解銅メ ヅキを行い 、 厚さ 2 j^ mの C u.層 1 6を形 成 し た 。 次に 上記の フ 才 卜 レ ジ ス 卜 を再度用 い 、 電極部 のみに厚さ 2 j^ mの N i 層 1 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 2 ^ mの A u層 1 8を形成 した 。 次に上記の フ ォ 卜 レジス 卜 を再 度用 い、 フ 才 卜 リ ソ グラ フ ィ の手法に よ り 、 不要な
    [0075] I n S b薄膜お よび、 一部の不要な C uを塩化第 2鉄の 塩酸々 性溶液で エッ チング除去 し 、 ホ ール素子の感磁部 及び 4つ の電極部を一単位 と し て複数の素子.パタ ー.ンを 形成 し た 。 つ いで 、 シ リ コ ー ン樹脂 4 1 に よ り 感磁部の 真上に磁気収束用 の フ ェライ 卜 のチップ 4 2を接着 し た 。 次に 、 こ の ゥ ェ 一ハ をダイ シ ングカ ツ タ に よ り 切断 し
    [0076] 1 . Bra X 1 . 1 SHの方形のホ ール素子のペ レツ 卜 を複 数涸つ く つ た 。 次に こ れを リ ー ド フ レ ー ム 2 2 の ア イ ラ ン ド 5 1 上に接着 し た 。 次に ペ レツ 卜 の電極 1 5 と リ ー ド フ レ ー ム 2 2 と を第 1 例 と同様な方法で高速自 動迢音 波ワ イ ヤ ポンダを用い 、 A u 細線 2 1 で接合 し た 。 ェポ キシ樹脂 に よ り 卜 ラ ン ス フ ァ ー モ ール ド法でパッケ ー ジ し た 。
    [0077] こ の よ う に し て製作 し た こ の発明を適用 し た ホール素 子の ワ イ ヤ ポ ンデイ ング時の不良率は第 1 例 と変 ら な か つ た 。 大気中で 2 3 0 で 、 3 分間の熱シ ョ ッ ク での 、 耐 熟性も同等で あっ た 。
    [0078] 第 4 例 .
    [0079] 7 壬タ 表面が平滑なマイ 力 基板上に厚さ 1 . 2 m 、 ナ ^ 動度 1 ひ， 0 0 0 2 / V♦ s e c の I π A s 膜を M B E 法 （ 分子線ェ ピタ キ シ法 ) に よ り 形成 し た 。 こ の
    [0080] I n A &膜の表面 に ェポキシ樹脂を 5 ^ m厚に塗布 し 、
    [0081] 1 n A s 薄膜を厚さ 0 . ύ 醺 、 -*辺が 4 5 瓤 の正方形を し た フ ェラィ 卜 基板 1 2 ' 上に接着 し た 。 こ の後は第 3 例 と全 く 周—の方法でホ ール素子を組なて た （ 第 6 図 ） こ の様 に し て製作 し た ホ ール素子の高速自動超音波ワ イ ャ ボ ンダに よ る A u 線の ワ イ ヤ ポ ンディ ン グ時の不良率 は 0 . 1 3 %であ り 、 第 1 倒 と特 に変 ら なかつ た 。
    [0082] 2 3 0 、 3 分間の熟シ ョ ッ ク テ ス 卜 結果も第 2 例 と周 等の耐熱性を示 し た 。
    [0083] 第 5 例
    [0084] 表面が平滑な単結晶マ イ カ 基板上に 、 厚さ 、 電 子移動度 3 0 , 0 0 0 ca 2 / V · sec の I n S b 薄膜を 真空蒸着に よ り 形成 し て 半導体膜 1 4 を作つ た 。 次に 、 この上に真空蒸着法に よ り 、 厚さ 3 , 0 0 0 A の
    [0085] A i 2 0 3 膜を形成 し た 。 こ の A 0 3 薄膜の表面 に ェポキシ樹脂を塗布 し 、 厚さ 0 . m、 ―辺が 4 5 鼸 の 正方形を し た フ ェラ ィ 卜 基板 1 2 ' ( ゥェ一八 ） 上に接 着 し た 。 つ いで m記マ イ 力 を除去 し た 。 その後 フ 才 卜 レ ジス 卜 を使用 し 、 通常行われて いる方法で 1 n S b 薄膜 の感磁部の表面上に フ 才 卜 レ ジ ス 卜 被膜を形成 し た 。 次 に 、 無電解メ ッキを行い 、 C u を厚さ 0 . 3 Π)所要の パ タ ー ンで付着さ せた 。 さ ら に C u を厚付けす るた め 、 電解鋸メ ツキを行い 、 厚さ 2 mの C u 層 1 6 を形成 し た 。 次に 上記の フ 才 卜 レ ジ ス 卜 を再度用 い 、 電極部の み に厚さ 2 mの N i 雇 1 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 2 mの A u 層 1 8 を形成 し た α 次に上記のフ 才 卜 レジス 卜 を再度用 い 、 フ 才 卜 リ ソグラ フ ィ の手法に よ り 、 不要な I n S b 薄 Mお よび、 一部の不要な C u を塩化第 2 鉄の塩酸酸性 溶液でエツ チン グ除去 し 、 ホ一ル素子の感磁部及ぴ 4 つ の電極部を一単位 と する複数個の素子パタ ー ンを形成 し た （ 第 7 図 ） 。 後に シ リ コ ー ン樹脂に よ り 感磁部の真上 に磁気収束用 のフ ェライ 卜 のチップ 4 2 を接着 し た （ 図 示せず ) 。 次に 、 しの ゥ ェ一ズヽをダイ シ ング カ ツ タ に か け 、 各素子が 1 ， 1 醮の方形の複数のホ一ル 素子ぺ レツ 卜 に 切断 し た 。 次に こ れを リ ー 卜" フ レ一ム 2 2 の ア イ ラ ン ド 5 1 上に樹脂層 5 0 を介 し て接着 し た 。 次に ペ レツ 卜 の電極 1 5 と リ ー ド フ レ ー ム 2 2 と を第 1 例 と同様な方法で高速ワ イ ヤボンダを用 い、 A u钿線
    [0086] 2 1 で接合 し た 。 エポキシ樹脂に よ り 卜 ラ ン ス フ ァ ー モ 一ル ド法でパッケー ジ し た 。
    [0087] こ の よ う に し て 製作 し fcこ の発明 を適用 し た ホ ール素 子の 自動 ポ ンダ に よ る超音波熟圧着ワ イ ヤボ ンディ ング 時の不良率は 0 . 1 3 %で あ り 、 第 1 例の と き と全 く か わ ら な かっ た 。 2 3 0 °C 3分間の熟シ ョ ッ ク テ ス 卜 でも 、 本例素子の特性変化は 、 ほ と ん ど な く なっ た 。 こ の点で 、 第 1 例素子 よ り 、 改善さ れて いる こ とがわかっ た 。
    [0088] 2 3 0で で の素子の実装も全 く 支障ない こ と が明 ら か と なっ た 。
    [0089] 第 6 例
    [0090] 第 6例を第 9図を参照 し て説明する 。 表面が平滑なマ イ カ 基板上に厚さ 1 . 2 m、 室温での電子移動度が 8 5 0 0 as 2 / V♦ sec で あ り 、 電子濂度が 3 x 1 016 CAT3の I n A s膜を M B E法 （ 分子線ェ ピタ キシ法 ） に よ り 形成 し て 半導体膜 1 4 を作っ た 。 次に 、 こ の半導体 膜上に真空蒸着法に よ り A J2 2 03 の層 を 4 0 0 0 A の 厚さ に形成 し て無機質の薄い絶縁靨 2 6 を形成 し た 。 次 に 、 こ の薄膜の表面に エポキシ樹脂を塗布 し 、 厚さ
    [0091] 0 . 3顧、 一辺が 5 0 ««の正方形を し た アルミ ナ基板
    [0092] 1 2 ( ゥ エ ーハ ） 上に 接着 し て 、 エポキシ樹脂の有機物 絶縁層 1 3 を形成 し た 。 つ いで 、 前述のマ イ 力 を除去 し た 。 その後、 フ 才 卜 レジス 卜を使用 し 、 通常行われて い る方法で I n A s薄膜の感磁部の表面上に フ 才 卜 レジス 卜 被膜を形成 し た 。 次に 、 無電解メ ツ キを行い 、 C uを 0. 3 ^ mの厚さ に所要の部分のみに付着させた 。 さ ら に 、 C uの厚付けを行う た め に電解鋇メ ツ キを行っ て 、 厚さ 2 / mの G u層 1 6を形成 し た 。 次に 、 上記の フ 才 卜 'レ ジ ス 卜 を再度用 いて 、 電極部のみに厚さ 2 ^ mの N i 層 1 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 2 ^ mの A u層 1 8を形成 し た 。 次に 、 上記の フ ォ ト レジ ス ト を再度用 い 、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ の手法に よ り 不要な I n A s薄膜お よ び一 部の不要な C uを塩化第 2鉄の塩酸酸性溶液でエツ チン グを除去 し 、 各ホ ール素子の感磁部 1 9および 4つ の電 ' 極部を一単位 と した複数素子の.パタ ー ンを形成 し た 。 次 に 、 その上に真空蒸着法 に よ り 厚さ 2000 Aの
    [0093] A i 03 の層を形成 し て無機質の薄い絶縁層 2 7を形 成 し た 。 その後、 フ 才 卜 リ ソ グラ フ ィ の手法に よ り 、 ホ ール素子の.電極 1 5の上の不要な Α ·22 0 , を フ ッ化ァ ン モ ニ ゥ 溶液でエッ チング除去 し た 。
    [0094] 次に 、 ζの ゥエーハをダイ シ ングカ ツ タ に よ り 、 方形 のホ ール素子のペ レツ 卜 に切断 し た 。 次に こ れを リ ー ド ， フ レ ー ム 2 2の アイ ラ ン ド 5 1上に接着 し た 。 次に 、 ホ ール素子の電極 1 5、 と り わけポ ンデイ ング金属靨 1 8 と リ ー ド フ レ ー ム 2 2とを第 1 例 と周様な方法で髙速自 動超音波ワ イ ヤ ボ ンダを用 い、 A u細線 2 1 に よっ て 接 合 し 、 ェポキシ樹脂に よ り 卜 ラ ン スフ ァ ー モ ール ド法で パッケ ー ジ し た 。
    [0095] こ の よ う に し て製作 し た ホ一ル素子の超髙温実装条件 ( 2 6 0 で のハ ンダ槽中 に 5 分間 ) でのテ ス 卜 の前後の 入力抵抗の変化率は一 2 . 7 %であ り 、 実用上支障のな い レ ベルの変化で あっ た 。 耐熟テ ス 卜 後の抵抗値はテ ス 卜 後十分冷却 し た のち に測定—を行つ たもので ある 。 ¾; ί 以外の特性変化はほ と ん ど零であつ た 。 半導体膜 1 4 を
    [0096] A 2 0 3 の薄い？ L* τ¾層でサ ン ド イ ッ チす る こ と に よ り こし の よ に ホ一ル素子の耐熱性が飛躍的に 向上する こ と がわ かつ た 。 従つ て 、 2 6 0 で の八 ンダ リ フ ロ ープ ロ セ ス に よ る実装が可能である こ と が明 ら か となっ た 。
    [0097] 第 7 例
    [0098] 第 7 例 を第 1 0 図を参照 し て説明 する 。 第 6 例 と同 じ マ イ 力 基板上の I n A s 膜の上に第 6 例 と同様に し て 無 機質の薄い絶縁層 2 6 を作っ た 。 次に 、 こ の薄膜の表面 に ェ ポキシ樹脂を塗付 し 、 厚さ 0 . ό 驄 、 ―辺が 5 0 の正方形を し た フ ェラ イ 卜 基板 （ ゥ エーハ ） 1 2 ' 上に 接着 し 、 有機物絶縁翳 1 3 を形成 し た 。 つ いで 、 前述の マイ 力 を除去 し た 。 そ の後、 第 6 例 ¾同様に し て 基板 1 2 ' 上にホ一ル素子の感磁部 1 9 お よび 4 つ の電極部 1 5 を形成 し た 。 次に第 6 例 と同様に し て 、 ホ ール素子 の電極 1 5 以外の ゥ エ ーハ表面上に無機質の い絶 層 2 7 を形成 し た 。 し かる後に 、 シ リ ー ン樹脂に よ り 感 磁部 1 9 の真上に 磁気収束用 の フ エ ラ イ 卜 の チップ 4 2 を接着 し た 。
    [0099] 次に 、 これを第 6例 と周様の方法で 立て た 。 こ の よ う に し て製作 し た ホ ール素子の超高温実装条件 （ 2 6 0 で の大気中に 5 分間 ） でのテス 卜前後の入力抵抗の変化 率は一 1 . 9 %であっ た 。 こ の変化は実用上支障ない レ ベルの変化であっ た 。 耐熱テス 卜 後の抵抗値はテス 卜 後 十分冷 し た のち に測定を行っ て得た ものであ る 。 抵抗 以外の'特性変化はみ とめ ら れなかっ た 。 感磁部半導体膜 1 4 を ^ 。 03 の薄い絶縁層 2 6 と 2 7 に よ り サン ド イ ッ 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 かっ た 。 こ れに よ り 、 ハ ン ダ リ フ ロ ープ ロ セス等の工業的に大量、 かつ高温の実装 プ ロ セス に 十分耐える ii信'頼性磁電 換素子が実現 し た 。
    [0100] 第 8 例
    [0101] 第 8 例を第 8 図を参照 し て説明する 。 表面が平滑な単 結晶マ イ 力 基板上に 、 厚さ 1 m、 電子移動度
    [0102] 3 0 , 0 0 0 c« 2 / V * sec の I n S b薄膜を真空蒸着 に よ り 形成 し て 半導体膜 1 4 を作っ た 。 次に 、 こ の上に 真空蒸着法に よ り 、 厚さ 3 , 0 0 0 A の A 2 03 膜を 形成 し た （ 図示せ ず ） 。 この A J2 。 03 薄膜の表面 に ェ ポキシ樹脂を塗付 し 、 厚さ 0 . 3騮、 一 が 4 5 の正 方形を し たセラ ミ ッ ク基板 1 2 に代るフ ェライ 卜 基板 ( ゥエ ーハ ） 1 2 ' 上に 接着 し た 。 つ いで前記マ イ 力 を 除去 し た 。 その後、 フ 才 卜 レジス 卜 を使用 し 、 通常行わ れて いる方法で I n S b薄膜の感磁部の表面上に フ 才 卜 レ ジス 卜 被膜を形成 し た 。 次に 、 無電解メ ツ キを行い 、 C uを厚さ 0. 3 ^ m所要の部分のみに付着さ せた 。 さ ら に C uの厚付けを行う 為、 電解周メ ツキを行い 、 厚さ 5 mの C u雇 1 6を形成 し た 。
    [0103] さ ら にその上に電解メ ツ キ に よ り 厚さ 2 / mの A u層 1 8を形成 し た （ 第 8図電極構造 ） 。 次 に 上記の フ 才 卜 レジス 卜 を再度用 い 、 フ 才 卜 リ ソ グラ フ ィ の手法に よ り 、 不要な I n S b薄膜及び 、 一部の不要な C u を塩化第 2 鉄の塩酸々性溶液でエッチ ン グ除去 し 、 ホ ール素子の感 磁部及び 4つ の電極部を一単位 と す る複数の素子パタ ー ンを形成 し た 。 つ いでシ リ コ ン樹脂に よ り 感磁部の真上 に コ ー テ ィ ン グを行い 、 保護膜 4 1 を形成 し た 。 次に 、 こ の ゥ エ ーハ をダイ シ ング カ ツ タ に よ り 、 各々 が '
    [0104] - 1 . 1 flw 1 . 1 顧の方形の複数のホ ール素子ペ レッ ト に切断 し た 。 次に こ れを リ ー ド フ レ ー ム 2 2の アイ ラ ン ド 5 1 上に接着 し た 。 次に ホ ール素子の電極 1 5 と リ ー ド フ レ ー ム 2 2 と を第 1 例 と同様な方法に よ り 高速ワ イ ャ ポ ンダを用 い 、 A u細線 2 1 で接合 し た 。 エ ポキシ樹 脂 に よ り 卜 ラ ンスフ ァ ー.'モ ール ド法でパッ ケー ジ し た 。
    [0105] こ の よ う に し て 製作 し た こ の発明 を適用 し た ホ ール素 子の ワ イ ヤポンデイ ング時の不良率は 0. 1 6 %であつ た 。 こ の値は第 1 例 と ほぼ同等である 。 本例で は N i メ ツキを省き 、 電解銷 メ ツ キの時圜を長 く する こ と に よ り ， 工程短縮の効果が得 ら れた 。 本例素子の耐熱性は 、 第 3 例 と同 じであっ た 。 産業上の利用可能性
    [0106] 以上の よ う に 、 本発明 に よ る磁電変換素子 は各種の モ ー タ 速度の制御回路や位置セ ンサ と し て有用であ り 、 と く に V T R の モ ー タ 、 ハ ー ド磁気ディ ス ク ドラ イ プモ ー タ 、 C D プ レ ー ヤのモ ー タ 、 マイ ク ロ カ セッ ト テ ープ レ コ ー ダモ ー タ 、 フ ロ ッ ピー ディ ス ク ドラ イ ブモ ー タ の速 度制御の無接 ¾棰小検知手段 と し て好適で ある 。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    (1) 化合物半導体磁電変換素子に おいて 、
    表面に有機物絶縁層 を有す る基板 （ 1 1 ) と 、 該基板上に設け ら れた膜厚 0 . 1 〜 1 0 ^1の 111ー ¥ 族化合物半導体層で あっ て 、 所定のパタ ー ン を有 し 、 感 磁部を与える前記化合物半導体層 （ 1 4 ) と 、
    該化合物半導体層 と連接 し かつ 才 ー ミ ッ ク 接触 し た複 数電極で あっ て 、 該電極の所定領域は複数の金属層の積 層か ら な る ワ イ ヤポ ンデイ ング電極を有 し 、 前記積層 は ボ ンディ ング面金属の下雇 に所定値以上の機械的強度を 付与す る金属層 （ 1 6 , 1 7 ) を含む前記複数電極 (- 5 ) と を含む化合物半導体磁電変換素子 。
    (2) 請求範囲第 1 項記載の素子に おいて 、 前記機械 的強度付与金属層が前記化合物半導体層 と 才 ー ミ ッ ク接 触 し た 金属屬上に形成さ れたハ ー ド メ タ ル レ イ ヤ ー ( 1 7 ) でなる前記素子 。
    (3) 請求の範囲第 1 項記載の素子に お い て 、 前記機 械的強度付与金属層が前記化合物半導体翳 と 才 一 ミ ッ ク 接触 し 、 前記ポ ンデイ ン グ電極面に延びて 少な く と も超 音波ボ ンディ ング力 に抵抗性の厚さ を有する金属層 ( 1 6 ) か ら なる前記素子。
    (4) 請求の範囲第 1 項記載の素子に おいて 、 前記化 合物半導体層 と前記有機物絶縁翳 と の間 に薄い無機質の 絶縁層 （ 2 6 ) を含む素子。
    (5) 請求の範囲第 1 項記載の素子に おいて 、 前記化 合物半導体層の両面 にそれを覆う 薄い無機質の絶縁層
    ( 2 6 . 2 7 〉 を含む前記素子。
    (6) 請求の範囲第 1 項記載の素子に おいて 、 前記化 合物半導体層は A S を含む髙電子移動度の M — V 族化合 物半導体で形成さ れた前記素子。
    (7) 請求の範囲第' 1 項の素子に おい て 、 前記ワ イ ヤ ボンディ ング電極の積層が C u , A u , A u合金， 及び A u — G e合金の群か ら選択さ れた材料か ら なる 才 ー ミ ッ ク接触層 1 6 と 、 '| , 0 11 , 0 「 ， 〇 0 , 丁 〗 ， W , M o及びそ れ ら の合金の群か ら選択さ れた材料か ら な る 中 間層 （ 1 7 ) と 、 A n , A J2 及び — S i 合金 の群か ら選択さ れた材料か ら な るポ ンデイ ング層 （ 1 8 ) と を含む前記素子 。
    (8) 請求の範囲第 7 項記載の素子に おいて 、 前記才 一ミ ッ ク 接触層 、 前記中間層及び前記ボ ンディ ング層が そ れぞれ実質的に 2 j^ m〜 5 mの層厚を有 し 、 前記中 間層 が ワ イ ヤボンディ ングに.抗する曲げ強さ を付与する
    BU記素子。
    (9) 請求の範囲第 1 項記 :載の素子に おいて 、 前記化 合物半導体層が I n S b、 I n A s及び I n A s Pの少 な く とも ^! つ を含む前記素子。
    (10) 請求の範囲第 5 項記載の素子に おい て 、 前記無 機質の絶縁層 は 5 0 0 A〜 2 mの膜厚を有する前記素 子。 -
    (11) 請求の範囲第 1 項記載の素子に おいて 、 前記基 板は フ ェ ラ イ 卜 ま た はセ ラ ミ ッ ク である前記素子 。
    (12) 化合物半導体磁電変換素子の製造方法に おいて 、 少な く と も A s を含む 0 . 1 m〜 1 0 mの ]]！ — V 族化合物半導体薄膜を形成 し 、
    該半導体薄膜を有機物絶縁層を介 し て 基板に 接着 し 、 ' 前記有機物絶縁層上に形成さ れた半導体薄膜 '上に 才 ー ミ ッ ク 接 ) ¾する 、 所定パタ ー ン の金属層を形成 し 、 そ の 金属層上 に機械的強度の大きい金属を積層 し 、 次いで該 積層 上に ワ イ ヤ ポ ンデイ ング金属層 を形成 し て ポ ンディ ン グ電極を形成 し 、
    該ポ ンデイ ング電極に超音波熟圧着ポ ンデイ ングに よ つ て ワ イヤ ポンデ イ ングす る諸工程を含む前記製造方法 。
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    US5854511A|1998-12-29|Semiconductor package including heat sink with layered conductive plate and non-conductive tape bonding to leads
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    NL188488C|1992-07-01|
    DE3590792T|1987-07-16|
    KR870700275A|1987-08-20|
    KR910002313B1|1991-04-11|
    NL188488B|1992-02-03|
    US4908685A|1990-03-13|
    DE3590792C2|1991-05-23|
    NL8520325A|1987-04-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS50126389A|1974-03-25|1975-10-04|||
    JPS527678A|1975-06-02|1977-01-20|Nat Semiconductor Corp|Semiconductor device|EP0406051A1|1989-06-27|1991-01-02|Thomson-Csf|Tête de lecture magnétique à effet hall|US3964666A|1975-03-31|1976-06-22|Western Electric Company, Inc.|Bonding contact members to circuit boards|
    JPS5346676B2|1975-06-12|1978-12-15|||
    US4296424A|1978-03-27|1981-10-20|Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha|Compound semiconductor device having a semiconductor-converted conductive region|
    US4609936A|1979-09-19|1986-09-02|Motorola, Inc.|Semiconductor chip with direct-bonded external leadframe|US6756670B1|1988-08-26|2004-06-29|Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd.|Electronic device and its manufacturing method|
    WO1991014288A1|1990-03-07|1991-09-19|Santa Barbara Research Center|Magnetoresistor structure and operating method|
    JP2557998B2|1990-04-04|1996-11-27|旭化成工業株式会社|ＩｎＡｓホール効果素子|
    US5216405A|1991-01-14|1993-06-01|General Motors Corporation|Package for the magnetic field sensitive device|
    JPH04360536A|1991-06-07|1992-12-14|Sony Corp|Eliminating method of germanium of aluminum germanium alloy film|
    JPH0737706A|1993-07-19|1995-02-07|Murata Mfg Co Ltd|半導体セラミック素子|
    US6153318A|1996-04-30|2000-11-28|Rothberg; Gerald M.|Layered material having properties that are variable by an applied electric field|
    JP3031268B2|1996-11-20|2000-04-10|株式会社村田製作所|磁器コンデンサ|
    US5963028A|1997-08-19|1999-10-05|Allegro Microsystems, Inc.|Package for a magnetic field sensing device|
    US6391675B1|1998-11-25|2002-05-21|Raytheon Company|Method and apparatus for switching high frequency signals|
    JP2002026419A|2000-07-07|2002-01-25|Sanken Electric Co Ltd|磁電変換装置|
    JP3678195B2|2001-12-18|2005-08-03|株式会社村田製作所|電子部品の製造方法、及び電子部品|
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    法律状态:
    1986-11-20| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE KR NL US |
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP60/99396||1985-05-10||
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