[發(fā)明專利]單芯片三軸各向異性磁阻傳感器制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510567197.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN105261699A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雪平;聞?dòng)老?/a>;劉琛;孫福河
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州士蘭集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H01L43/08
• 分類號(hào): H01L43/08;H01L43/12;H01L27/22
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 余毅勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁性傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單芯片三軸各向異性磁阻傳感器制作方法。

背景技術(shù)

各向異性磁阻(AMR)傳感器是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中新型磁電阻效應(yīng)傳感器，其正變得日益重要，尤其是在智能手機(jī)中的電子羅盤和汽車產(chǎn)業(yè)傳感器中的停車傳感器、角度傳感器、ABS(自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng))傳感器以及胎壓傳感器等方面得到應(yīng)用。除各向異性磁阻(AMR)傳感器外，磁性傳感器目前主要技術(shù)還有霍爾效應(yīng)傳感器、巨磁阻(GMR)傳感器、隧道磁阻(TMR)傳感器，但由于AMR傳感器具有比霍爾效應(yīng)傳感器高得多的靈敏度，且技術(shù)實(shí)現(xiàn)上比GMR和TMR傳感器更加成熟，因此各向異性磁阻(AMR)傳感器應(yīng)用比其他磁傳感器應(yīng)用更加廣泛。

然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前的AMR傳感器的X軸、Y軸、Z軸各自獨(dú)立形成，然后再封裝在一起，需要較多的制作步驟，使得AMR傳感器系統(tǒng)加工成本比較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種單芯片三軸各向異性磁阻傳感器，以解決現(xiàn)有的三軸各向異性磁阻傳感器制作工藝復(fù)雜、加工成本高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種單芯片三軸各向異性磁阻傳感器制作方法，包括：

提供一包括X軸區(qū)域、Y軸區(qū)域、Z軸區(qū)域的襯底；

在所述襯底的Z軸區(qū)域中形成凹槽，所述凹槽具有傾斜的側(cè)壁；

形成絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述襯底及凹槽；

形成磁阻條，所述磁阻條包括形成于所述X軸區(qū)域上的X軸磁阻條、形成于所述Y軸區(qū)域上的Y軸磁阻條、以及形成于所述凹槽至少一個(gè)側(cè)壁上的Z軸磁阻條；

形成短路電極和金屬連線，所述短路電極包括形成于所述X軸磁阻條上并與其交叉的X軸短路電極、形成于所述Y軸磁阻條上并與其交叉的Y軸短路電極、以及形成于所述Z軸磁阻條上并與其交叉的Z軸短路電極，所述金屬連線包括連接相鄰的X軸磁阻條的X軸金屬連線、連接相鄰的Y軸磁阻條的Y軸金屬連線以及連接相鄰的Z軸磁阻條的Z軸金屬連線；

形成隔離層，所述隔離層覆蓋所述短路電極、金屬連線以及絕緣層，所述隔離層中形成有通孔；

形成置位-復(fù)位電流帶，所述置位-復(fù)位電流帶形成于所述隔離層上并垂直于所述X軸磁阻條、Y軸磁阻條和Z軸磁阻條，所述置位-復(fù)位電流帶通過所述通孔與所述X軸磁阻條、Y軸磁阻條和Z軸磁阻條電連接；

形成鈍化層，所述鈍化層覆蓋所述隔離層，所述鈍化層中形成有暴露所述置位-復(fù)位電流帶的壓焊窗口。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述凹槽的截面形狀為倒梯形，所述凹槽側(cè)壁的傾斜角度為30°～60°。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述襯底是晶向?yàn)?lt;100>的硅襯底。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述Z軸磁阻條位于所述凹槽的兩個(gè)側(cè)壁上。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述Z軸磁阻條位于所述凹槽的一個(gè)側(cè)壁上。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述凹槽的形成過程包括：

采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積工藝在襯底上淀積硬掩膜層；

采用光刻和刻蝕工藝圖形化所述硬掩膜層；

采用四甲基氫氧化銨溶液腐蝕所述襯底；

將所述硬掩膜層全部去除以形成所述凹槽。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述絕緣層包括依次形成的氧化硅層和氮化硅層。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述磁阻條的形成過程包括：

采用濺射工藝在所述絕緣層上形成磁阻層；

在所述磁阻層上涂覆光刻膠；

通過光刻工藝圖形化所述光刻膠；

通過刻蝕工藝刻蝕所述磁阻層以形成磁阻條。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述磁阻層包括依次形成的鉭層、坡莫合金層和氮化鉭層。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述X軸短路電極與X軸磁阻條、所述Y軸短路電極與Y軸磁阻條、所述Z軸短路電極與Z軸磁阻條的夾角均為45度。

可選的，在所述的單芯片三軸各向異性磁阻傳感器的制作方法中，所述Z軸短路電極向上延伸至所述凹槽附近的臺(tái)面上，并向下延伸至所述凹槽底壁的部分區(qū)域。