[發明專利]磁傳感器及其制備工藝

有效

• 申請號: 201310385788.8
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN104422905B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 張挺
• 申請（專利權）人: 上海矽?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;H01L43/12
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司31242
• 代理人: 王松

1.一種磁傳感器的制備工藝，其特征在于，所述制備工藝包括第三方向磁傳感裝置的制備工藝，具體包括如下步驟：

步驟S1、在基底上沉積介質材料，形成第一介質層；

步驟S2、在第一介質層上形成溝槽陣列；溝槽開口處的寬度大于等于其深度；

步驟S3、在所述形成溝槽陣列的第一介質層上沉積一層或者多層與所述第一介質材料相同或者不同的第二介質材料，形成第二介質層；所述第二介質材料為氧化硅、TEOS、氮化硅、氧化鉭、氮化鉭、氮氧化硅中的一種或多種；第二介質層的厚度少于100納米；

步驟S4、沉積磁材料，形成磁材料層；

步驟S5、在磁場中進行退火，退火氣氛為氮氣，或為惰性氣體，或為真空；

步驟S6、沉積絕緣材料，把溝槽填實，隨后進行平坦化工藝，使得后續轉變成平面工藝；

步驟S7、生成磁傳感器的圖形，形成感應單元的磁材料層，同時通過溝槽的應用形成導磁單元，即在單芯片上形成三軸傳感器；所述導磁單元的主體部分設置于溝槽內，用以感應第三方向的磁信號，并將該磁信號輸出到感應單元進行測量；感應單元靠近溝槽設置，與導磁單元之間有縫隙，用以測量第一方向或/和第二方向的磁場，結合導磁單元輸出的磁信號，能測量被導磁單元引導到第一方向或/和第二方向的第三方向磁場；第一方向、第二方向、第三方向兩兩相互垂直；

步驟S8、制造通孔和電極。

2.根據權利要求1所述的磁傳感器的制備工藝，其特征在于：

所述步驟S7中，感應單元的磁材料層與導磁單元之間設有縫隙，縫隙尺寸在1納米到5微米之間。

3.根據權利要求1所述的磁傳感器的制備工藝，其特征在于：

步驟S1中，在基底上沉積的介質材料為氧化硅或正硅酸乙酯TEOS或氮化硅；

步驟S4中，沉積的磁材料為AMR材料或GMR材料或TMR材料。

4.根據權利要求1所述的磁傳感器的制備工藝，其特征在于：

所述制備工藝在步驟S8后還包括步驟S9：制造更多層的磁材料層介質材料層和金屬層。

5.一種磁傳感器，其特征在于，所述磁傳感器包括第三方向磁傳感裝置，該第三方向磁傳感裝置包括：

基底；

第一介質層，設置于基底表面，第一介質層上設有溝槽陣列；溝槽開口處的寬度大于等于其深度；

導磁單元，其主體部分設置于溝槽內，用以感應第三方向的磁信號，并將該磁信號輸出到感應單元進行測量；

感應單元，靠近溝槽設置，與導磁單元之間有縫隙，用以測量第一方向或/和第二方向的磁場，結合導磁單元輸出的磁信號，能測量被導磁單元引導到第一方向或/和第二方向的第三方向磁場；第一方向、第二方向、第三方向兩兩相互垂直；

絕緣材料層，設置于感應單元的磁材料層以及導磁單元上，并將溝槽填滿；所述溝槽底部的寬度大于溝槽的深度的一半；

所述第三方向磁傳感裝置還包括第二介質層，設置于所述形成溝槽陣列的第一介質層上；導磁單元、感應單元設置于第二介質層上；

所述磁傳感器還包括第二磁傳感裝置，用以感應第一方向、第二方向的磁信號；所述第一方向為X軸方向，第二方向為Y軸方向，第三方向為Z軸方向。

6.根據權利要求5所述的磁傳感器，其特征在于：

所述感應單元包括磁材料層及設置于磁材料層上的電極。

7.根據權利要求5所述的磁傳感器，其特征在于：

所述感應單元的磁材料層與導磁單元之間設有縫隙，縫隙尺寸在1納米到5微米之間。