[發(fā)明專利]3軸各向異性磁阻的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410844129.0
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104505460A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 時延;王健鵬;王俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L43/12
• 分類號: H01L43/12
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體設(shè)計及制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種3軸各向異性磁阻的制備方法。

背景技術(shù)

各向異性磁阻(AMR)傳感器是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的新型磁電阻效應傳感器，AMR傳感器正變得日益重要，尤其是在最新的智能手機，以及汽車產(chǎn)業(yè)中的停車傳感器、角度傳感器、自動制動系統(tǒng)(ABS)傳感器以及胎壓傳感器中得到廣泛應用。除各向異性磁阻(AMR)傳感器外，磁性傳感器目前的主要技術(shù)分支還有霍爾傳感器、巨磁傳感器(GMR)、隧道結(jié)磁傳感器(TMR)等，但由于AMR傳感器具有比霍爾效應傳感器高得多的靈敏度，且技術(shù)實現(xiàn)上比GMR和TMR更加成熟，因此各向異性磁阻(AMR)傳感器的應用比其他磁傳感器的應用更加廣泛。

3軸各向異性磁阻(3D?AMR)磁傳感器提供了一種測量地磁場內(nèi)的線位置和/或線位移以及角位置和/或角位移的解決方案，其能夠提供高空間分辨率和高精度，而且功耗很低。AMR磁傳感器的工作原理是通過測量電阻變化來確定磁場強度。

在3軸(X軸、Y軸、Z軸)AMR的制程中，X軸和Y軸的磁阻材料形成在平面上，而Z軸的磁阻材料需要和X軸及Y軸形成的平面垂直，因此，要形成一個與平面垂直的溝槽(Trench)，以便將Z軸的磁阻材料形成在溝槽的側(cè)壁。

圖1至圖4示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的3軸AMR制備過程中的俯視圖。如圖1所示，首先在基片上形成了多個溝槽10，然后在溝槽10及基片的表面形成一層磁阻材料20，接著，請參考圖2，進行第一次刻蝕，去除位于溝槽10底部表面的磁性材料20以及位于基片表面不需要的磁性材料20，形成預定的平面磁阻22以及與平面磁阻22相連的位于溝槽10側(cè)壁上的垂直磁阻21,(其中，平面磁阻22用于后續(xù)形成X軸及Y軸的磁阻，垂直磁阻21用于形成Z軸的磁阻)，接著，請參考圖3，進行第二次刻蝕，對所述平面磁阻22以及所述垂直磁阻21進行刻蝕，形成間距(Gap)，以使平面磁阻22和垂直磁阻21隔離開。

請參考圖4，圖4為圖3虛線框的局部放大圖，在進行第一次刻蝕時，由于溝槽10很深，導致同時刻蝕溝槽10底部的磁阻材料20和基片表面上的磁阻材料20的速率不同，對基片表面造成過刻蝕(Over?etch)，在第二次刻蝕形成間距時，由于刻蝕會出現(xiàn)對準重疊區(qū)域(Overlap)30，導致第二次刻蝕會對平面磁性22周圍的對準重疊區(qū)域30再次刻蝕，使基片表面過刻蝕被惡化。從而會影響形成的3軸AMR的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種3軸各向異性磁阻的制備方法，能夠解決過刻蝕問題，形成性能良好的3軸各向異性磁阻。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種3軸各向異性磁阻的制備方法，包括步驟：

提供基片，在所述基片中形成多個溝槽；

在所述基片及溝槽的表面形成磁性材料；

進行第一次刻蝕，刻蝕去除所述溝槽底部表面的部分磁性材料，保留位于所述基片及溝槽側(cè)壁的磁性材料；

進行第二次刻蝕，對所述基片表面的磁性材料進行刻蝕，形成平面磁阻及垂直磁阻，并在所述平面磁阻與垂直磁阻之間形成間距。

進一步的，所述第一次刻蝕步驟包括：

在所述磁性材料表面涂覆光阻層；

對所述光阻層進行曝光處理；

對所述光阻層進行顯影處理，形成圖案化的光阻層；

以所述圖案化的光阻層為掩膜，對所述磁性材料進行刻蝕。

進一步的，所述第一次刻蝕為干法刻蝕。

進一步的，所述第二次刻蝕步驟包括：

在所述磁性材料及溝槽表面涂覆光阻層；

對所述光阻層進行曝光處理；

對所述光阻層進行顯影處理，形成圖案化的光阻層；

以所述圖案化的光阻層為掩膜，對所述磁性材料進行刻蝕。

進一步的，所述第二次刻蝕為干法刻蝕。

進一步的，所述垂直磁阻包括位于所述溝槽側(cè)壁的磁性材料及位于基片表面的部分磁性材料，并且兩者相連。

進一步的，所述間距為所述平面磁阻與所述垂直磁阻中位于基片表面的部分磁性材料之間的距離。

進一步的，所述磁性材料為鐵鎳合金。

進一步的，所述基片的材質(zhì)為硅。