[發明專利]MEMS三軸AMR磁力傳感器及其制造方法

有效

• 申請號: 202110191336.0
• 申請日: 2021-02-20
• 公開（公告）號: CN113003532B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 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: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00;H10N50/10;H10N50/01
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種MEMS三軸AMR磁力傳感器，其特征在于：三軸AMR磁力傳感器的Z軸AMR磁力傳感器的形成區域由溝槽定義；

所述溝槽形成于第一介質層中，所述Z軸AMR磁力傳感器形成在所述溝槽的側面上，所述Z軸AMR磁力傳感器的第一側長度邊緣位于所述溝槽的頂部并延伸到所述溝槽外的所述第一介質層的表面，所述Z軸AMR磁力傳感器的第二側長度邊緣位于所述溝槽的底部表面上；

Z軸電極形成在所述Z軸AMR磁力傳感器的選定區域的表面上，所述Z軸電極的第一側寬度邊緣位于所述溝槽的頂部并延伸到所述Z軸AMR磁力傳感器的第一側長度邊緣外的所述第一介質層的表面，所述Z軸電極的第二側寬度邊緣位于所述溝槽的底部的所述Z軸AMR磁力傳感器上且位于所述Z軸AMR磁力傳感器的第二側長度邊緣的內側。

2.如權利要求1所述的MEMS三軸AMR磁力傳感器，其特征在于：所述三軸AMR磁力傳感器的X軸AMR磁力傳感器和Y軸AMR磁力傳感器形成于所述溝槽外的所述第一介質層表面。

3.如權利要求1或2所述的MEMS三軸AMR磁力傳感器，其特征在于：所述Z軸AMR磁力傳感器包括各向異性磁阻材料層，在所述各向異性磁阻材料層的表面還形成有第二保護層和第三SiN層；

X軸AMR磁力傳感器和Y軸AMR磁力傳感器的組成結構和所述Z軸AMR磁力傳感器的組成結構相同。

4.如權利要求1所述的MEMS三軸AMR磁力傳感器，其特征在于：所述溝槽的第一側面和第二側面上都形成有所述Z軸AMR磁力傳感器，所述溝槽的第一側面和第二側面為沿所述溝槽的長度方向上的兩個側面。

5.如權利要求4所述的MEMS三軸AMR磁力傳感器，其特征在于：在延伸所述溝槽的長度方向上，所述Z軸AMR磁力傳感器上形成有多個所述Z軸電極，各所述Z軸電極互相平行。

6.如權利要求5所述的MEMS三軸AMR磁力傳感器，其特征在于：所述Z軸電極為Barber電極，所述Z軸電極的長度邊和所述Z軸AMR磁力傳感器的長度邊呈小于90度的傾角。

7.如權利要求1所述的MEMS三軸AMR磁力傳感器，其特征在于：MEMS三軸AMR磁力傳感器和CMOS器件集成在同一半導體襯底上；

所述Z軸電極由第一層金屬層圖形化形成。

8.如權利要求1所述的MEMS三軸AMR磁力傳感器，其特征在于：所述Z軸電極的第二側寬度邊緣和所述Z軸AMR磁力傳感器的第二側長度邊緣的間距大于等于0.2微米。

9.一種MEMS三軸AMR磁力傳感器的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、在第一介質層中形成用于定義三軸AMR磁力傳感器的Z軸AMR磁力傳感器的形成區域的溝槽；

步驟二、在所述溝槽的側面上形成所述Z軸AMR磁力傳感器，所述Z軸AMR磁力傳感器的第一側長度邊緣位于所述溝槽的頂部并延伸到所述溝槽外的所述第一介質層的表面，所述Z軸AMR磁力傳感器的第二側長度邊緣位于所述溝槽的底部表面上；

步驟三、形成Z軸電極，包括如下分步驟：

形成Z軸電極金屬層；

定義出所述Z軸電極的形成區域；

對所述Z軸電極金屬層進行刻蝕形成所述Z軸電極；

所述Z軸電極的第一側寬度邊緣位于所述溝槽的頂部并延伸到所述Z軸AMR磁力傳感器的第一側長度邊緣外的所述第一介質層的表面，所述Z軸電極的第二側寬度邊緣位于所述溝槽的底部的所述Z軸AMR磁力傳感器上且位于所述Z軸AMR磁力傳感器的第二側長度邊緣的內側。

10.如權利要求9所述的MEMS三軸AMR磁力傳感器的制造方法，其特征在于：步驟二還同時在所述溝槽外的所述第一介質層表面形成所述三軸AMR磁力傳感器的X軸AMR磁力傳感器和Y軸AMR磁力傳感器。