[發明專利]用于制造磁場傳感裝置的方法和設備以及相應的磁場傳感裝置

有效

• 申請號: 201580062487.9
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN107003365B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 約亨·施密特;約翰尼斯·保羅;羅納德·林多爾夫;尤爾根·瓦爾森;克勞迪婭·格蘭斯柯
• 申請（專利權）人: 森斯泰克有限責任公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;H01L43/12
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 王剛;龔敏

1.一種用于永久磁化沉積在芯片基板(12)上的磁場傳感裝置(10)中的至少一個鐵磁層的方法，所述方法包括以下步驟：

-在所述芯片基板(12)上制造至少一個磁阻元件(14)，所述至少一個磁阻元件(14)包括所述至少一個鐵磁層和至少一個反鐵磁層，其中，交換耦合在所述至少一個鐵磁層和所述至少一個反鐵磁層之間進行，所述交換耦合在達到阻擋溫度時消失；

-在所述芯片基板(12)上沉積至少一個軟磁結構元件(18)，所述至少一個軟磁結構元件(18)鄰近或部分疊蓋所述磁阻元件(14)；

-將所述磁阻元件(14)加熱到所述反鐵磁層的材料的所述阻擋溫度之上，并且耦合預處理磁場(38)；

-將所述磁阻元件(14)冷卻至低于所述阻擋溫度；

-移除所述預處理磁場(38)，

所述軟磁結構元件(18)被布置成使得，經耦合的預處理磁場(38)基本上垂直于芯片基板表面(36)穿透所述軟磁結構元件(18)，并且在所述磁阻元件(14)的位置處產生平行于所述芯片基板表面的磁場分量，所述磁場分量至少在一些區域中穿透所述磁阻元件(14)的所述至少一個鐵磁層，

其特征在于，兩個或更多個磁阻元件(14)與所述軟磁結構元件(18)相關聯，以在平行于所述芯片基板表面(36)的相同或不同方向上永久磁化所述磁阻元件(14)的所述至少一個鐵磁層。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁阻元件(14)的所述鐵磁層的磁化方向彼此平行。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁阻元件(14)的所述鐵磁層的磁化方向彼此反向平行。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述兩個或更多個磁阻元件(14)能夠用于形成惠斯通測量橋(24)的至少一個上橋臂(30)或下橋臂(28)。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁阻元件(14)包括GMR層系統和/或TMR層系統。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述軟磁結構元件(18)的至少一個邊界邊緣(20)基本上平行于或相切于所述磁阻元件(14)的邊界邊緣(22)，其中，所述磁阻元件(14)在一些區域中由所述軟磁結構元件(18)疊蓋。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述軟磁結構元件(18)形成使得，形成的雜散磁場(46)的通量密度由所述軟磁結構元件中的凸極靴(72)或通量引導切口(74)引導和放大。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁阻元件(14)通過絕緣層(76)與所述軟磁結構元件(18)隔離，所述絕緣層(76)是厚度為30nm至5μm的SiN或Al₂O₃層。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過用于構造單獨的軟磁結構元件(18)的電鍍沉積法和石印構造法，通過在所述芯片基板(12)上構建具有層厚1,000nm至20μm的NiFe的軟磁材料層，來制造所述軟磁結構元件(18)。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在移除所述預處理磁場(38)之后，從所述芯片基板(12)移除所述軟磁結構元件(18)。