[發明專利]磁傳感器的制備方法

有效

• 申請號: 202011266518.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112289925B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王俊杰
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H10N50/01
• 分類號: H10N50/01
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供一種磁傳感器的制備方法，包括：首先，在所述半導體襯底上的所述介質層中形成一溝槽，所述溝槽暴露部分所述第一金屬層。然后，在所述介質層上以及所述溝槽內形成磁性材料膜層。再去除所述溝槽底部的所述磁性材料膜層，以暴露部分所述第一金屬層。最后，在所述溝槽內形成第二金屬層，所述第二金屬層填充覆蓋所述溝槽。因此，本發明通過一溝槽，并在所述溝槽內先形成所述磁性材料膜層，再形成第二金屬層，以使得所述磁性材料膜層經所述第二金屬層和所述第一金屬層與所述半導體襯底互連。無需形成金屬接觸孔結構實現第一金屬層和第二金屬層的連接。故本發明不僅精簡了工藝流程，還減少掩模的使用，大大降低了制備成本，提高制備效率。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種磁傳感器的制備方法。

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(AMR)元件，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。近年來，由于消費電子產品的迅猛發展，各項異性磁阻(AMR)元件在手機、電子羅盤以及汽車電子等領域得到了廣泛應用。

各項異性磁阻(AMR)元件是基于各向異性磁電阻效應而制備的一種元器件，各向異性磁電阻(Anisotropic?Magneto?Resistive，AMR)效應是指鐵磁材料的電阻率隨自身磁化強度和電流方向夾角改變而變化的現象。目前，基于AMR制造的MEMS器件與CMOS集成電路的工藝一體化制備的磁性傳感器因具有靈敏度高、熱穩定性好以及材料成本低等特點，已成為未來發展的方向。

其中基于AMR制造的MEMS器件與CMOS集成電路的互連工藝是制備該磁性傳感的重要一項工藝。但目前的互連工藝是通過制備金屬接觸孔以及金屬層，來實現磁性材料與CMOS集成電路的連接。即，需要一層掩模形成金屬接觸孔，還需要一層掩模用于形成金屬層，故整體的制備流程較為繁瑣，制備成本較高。

因此，需要一種新的制備方法，不僅能實現磁性材料與CMOS集成電路的互連，還能夠減少掩模，降低成本，精簡工藝流程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磁傳感器的制備方法，以解決磁性材料與半導體襯底互連的工藝流程繁瑣且成本高的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種磁傳感器的制備方法，包括：

提供一半導體襯底，所述半導體襯底上依次形成有第一金屬層和介質層；

在所述介質層中形成一溝槽，所述溝槽暴露部分所述第一金屬層；

形成磁性材料膜層，所述磁性材料膜層覆蓋所述介質層及所述溝槽；

去除所述溝槽底部的所述磁性材料膜層，以暴露部分所述第一金屬層；

在所述溝槽內形成第二金屬層，所述第二金屬層填充所述溝槽；

其中，所述磁性材料膜層經所述第二金屬層和所述第一金屬層與所述半導體襯底互連。

可選的，在所述的磁傳感器的制備方法中，形成磁性材料膜層之前，所述磁傳感器的制備方法還包括：

在所述溝槽內形成第一阻擋層。

可選的，在所述的磁傳感器的制備方法中，所述第一阻擋層的材質包括氮化硅，且所述第一阻擋層的厚度范圍為：

可選的，在所述的磁傳感器的制備方法中，在去除所述溝槽底部的所述磁性材料膜層之后，去除所述溝槽底部的所述第一阻擋層。

可選的，在所述的磁傳感器的制備方法中，在去除所述溝槽底部的所述磁性材料膜層，以暴露部分所述第一金屬層之前，所述磁傳感器的制備方法還包括：

在所述磁性材料膜層上依次形成保護層和第二阻擋層。