[發(fā)明專利]一種復(fù)合磁場傳感器及其制作工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710295965.1
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107091996B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙曉鋒;鄧祁;艾春鵬;溫殿忠
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江大學(xué)
• 主分類號: G01R33/06
• 分類號: G01R33/06;G01R33/09;G01R33/00;H10N50/10
• 代理公司: 北京康思博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

1.一種復(fù)合磁場傳感器的制作工藝，所述復(fù)合磁場傳感器包括用于檢測較強(qiáng)磁場的磁敏三極管和用于檢測弱磁場的遂穿磁敏電阻(TMR)，其中，所述遂穿磁敏電阻(TMR)復(fù)合在所述磁敏三極管上，形成所述復(fù)合磁場傳感器；

所述較強(qiáng)磁場指1～10000G_S的磁場，所述弱磁場指0.001～1G_S的磁場；

其特征在于，所述制作工藝包括以下步驟：

步驟1、清洗第一硅片(1)，在其上、下表面生長二氧化硅層(3)；

步驟2、在第一硅片(1)的下表面進(jìn)行兩次光刻，分別制作復(fù)合區(qū)窗口和發(fā)射區(qū)窗口，并分別引入深能級雜質(zhì)和n⁺型摻雜，形成復(fù)合區(qū)(F)和發(fā)射區(qū)；

步驟3、清洗第二硅片(2)，采用靜電鍵合工藝使第一硅片(1)與第二硅片(2)之間進(jìn)行靜電鍵合；

步驟4、靜電鍵合后，對第一硅片(1)進(jìn)行工藝減薄、拋光、清洗處理；

步驟5、在第一硅片(1)的上表面進(jìn)行兩次光刻，并在分別進(jìn)行n^-型摻雜和n⁺型重?fù)诫s后，形成負(fù)載電阻(R_L)和集電區(qū)；

步驟6、在第一硅片(1)的上表面制作三層膜結(jié)構(gòu)，形成遂穿磁敏電阻(TMR)，然后，清洗，并在遂穿磁敏電阻(TMR)的表面生長一層二氧化硅層(3)；

步驟7、在第一硅片(1)的上表面、且在集電區(qū)和遂穿磁敏電阻(TMR)之間刻蝕基區(qū)腐蝕坑，進(jìn)行p⁺型摻雜后形成基區(qū)；

步驟8、在第一硅片(1)的上表面刻蝕引線孔，然后進(jìn)行真空蒸鍍金屬Al，并在金屬Al的表面進(jìn)行反刻蝕，形成金屬Al

引線(4)；

步驟9、在第二硅片(2)的下表面刻蝕發(fā)射區(qū)引線窗口，形成C型硅杯(5)，清洗，在C型硅杯(5)的表面真空蒸鍍金屬Al，形成金屬Al引線(4)；

步驟10、進(jìn)行合金化處理形成歐姆接觸，得到所述復(fù)合磁場傳感器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，

步驟2中，所述深能級雜質(zhì)為金；

步驟3中，第一硅片(1)的下表面與第二硅片(2)的上表面之間進(jìn)行靜電鍵合；

步驟4中，第一硅片(1)減薄后厚度為30μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，在步驟1中，采用熱氧化法生長二氧化硅層(3)，所述二氧化硅層的厚度為300～600?nm；和/或

在步驟2和步驟5中，在每次光刻之后進(jìn)行如下處理：腐蝕二氧化硅層，清洗，進(jìn)行重新氧化，生長二氧化硅層；和/或在步驟4中，在拋光處理之后，在第一硅片(1)的上表面生長二氧化硅層(3)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作工藝，其特征在于，在步驟1中，所述二氧化硅層的厚度為400～500?nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作工藝，其特征在于，在步驟1中，所述二氧化硅層的厚度為500?nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的制作工藝，其特征在于，在步驟6中，采用磁控濺射的方法制作遂穿磁敏電阻TMR的三層膜結(jié)構(gòu)；和/或

在步驟7中，采用深槽刻蝕技術(shù)形成基區(qū)腐蝕坑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的制作工藝，其特征在于，在步驟10中，所述合金化處理如下進(jìn)行：于350～500℃下處理10～50min。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作工藝，其特征在于，在步驟10中，所述合金化處理如下進(jìn)行：于400～450℃下處理20～40min。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作工藝，其特征在于，在步驟10中，所述合金化處理如下進(jìn)行：420℃下處理30min。