[發明專利]磁傳感裝置的制備方法

有效

• 申請號: 201410029941.8
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN104793156B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 楊鶴俊;張挺;邱鵬
• 申請（專利權）人: 上海矽睿科技有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09
• 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

本發明揭示了一種磁傳感裝置的制備方法，包括：步驟S1、晶圓片上沉積第一絕緣介質層；步驟S2、在第一絕緣介質層上沉積磁性材料，形成磁性材料層；步驟S3、在磁性材料層上沉積緩沖層；步驟S4、沉積第二絕緣介質層，材料為非導電材料，使得緩沖層位于磁性材料層與第二絕緣介質層中間；步驟S5、通過光刻與刻蝕工藝將第二絕緣介質層打開，并且停在緩沖層上，或者停在磁性材料層上；步驟S6、接著去除光刻膠；步驟S7、通過刻蝕工藝將磁性材料層打開。本發明提出的磁傳感裝置的制備方法，在磁性材料之后沉積的第二絕緣介質層為非導電材料，使得這樣的材料在稍后的刻蝕工藝當中不會產生過多的副產物，從而提高制得的磁傳感裝置的精度及靈敏度。

技術領域

本發明屬于半導體工藝技術領域，涉及一種傳感器的制備方法，尤其涉及一種磁傳感裝置的制備方法。

背景技術

磁傳感器按照其原理，可以分為以下幾類：霍爾元件，磁敏二極管，各項異性磁阻元件（AMR），隧道結磁阻(TMR)元件及巨磁阻(GMR)元件、感應線圈、超導量子干涉磁強計等。

電子羅盤是磁傳感器的重要應用領域之一，隨著近年來消費電子的迅猛發展，除了導航系統之外，還有越來越多的智能手機和平板電腦也開始標配電子羅盤，給用戶帶來很大的應用便利，近年來，磁傳感器的需求也開始從兩軸向三軸發展。兩軸的磁傳感器，即平面磁傳感器，可以用來測量平面上的磁場強度和方向，可以用X和Y軸兩個方向來表示。

以下介紹現有磁傳感器的工作原理。磁傳感器采用各向異性磁致電阻（Anisotropic Magneto-Resistance）材料來檢測空間中磁感應強度的大小。這種具有晶體結構的合金材料對外界的磁場很敏感，磁場的強弱變化會導致AMR自身電阻值發生變化。

在制造、應用過程中，將一個強磁場加在AMR單元上使其在某一方向上磁化，建立起一個主磁域，與主磁域垂直的軸被稱為該AMR的敏感軸，如圖1所示。為了使測量結果以線性的方式變化，AMR材料上的金屬導線呈45°角傾斜排列，電流從這些導線和AMR材料上流過，如圖2所示；由初始的強磁場在AMR材料上建立起來的主磁域和電流的方向有45°的夾角。

當存在外界磁場Ha時，AMR單元上主磁域方向就會發生變化而不再是初始的方向，那么磁場方向M和電流I的夾角θ也會發生變化，如圖3所示。對于AMR材料來說，θ角的變化會引起AMR自身阻值的變化，如圖4所示。

通過對AMR單元電阻變化的測量，可以得到外界磁場。在實際的應用中，為了提高器件的靈敏度等，磁傳感器可利用惠斯通電橋檢測AMR阻值的變化，如圖5所示。R1/R2/R3/R4是初始狀態相同的AMR電阻，當檢測到外界磁場的時候，R1/R2阻值增加ΔR而R3/R4減少ΔR。這樣在沒有外界磁場的情況下，電橋的輸出為零；而在有外界磁場時，電橋的輸出為一個微小的電壓ΔV。

現有磁傳感器的制備工藝通常包括如下步驟：步驟1、晶圓片上沉積相對較薄的第一介質層；步驟2、沉積磁性材料；步驟3、沉積第二介質層。

現有制備工藝制得的磁傳感器，磁性材料直接接觸到晶粒相對大的第二介質層，從而影響表面材料的性質。反應在磁特性上面的表現是dR/R較低，僅有2.5%左右，使得磁傳感器的靈敏度不高。

此外，現有在磁性材料之后沉積的第二介質層是導電材料，刻蝕時容易產生副產物，比較難去除。

有鑒于此，如今迫切需要設計一種磁傳感裝置的制備方法，以便克服現有制備方法的上述缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種磁傳感裝置的制備方法，減少刻蝕工藝當產生的副產物。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種磁傳感裝置的制備方法，所述制備方法包括：

步驟S1、在基底上沉積第一絕緣介質層，第一絕緣介質層材料為一層或者多層；