两轴磁传感装置的制备工艺制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种两轴磁传感装置的制备工艺，所述制备工艺包括：步骤S1、在基底表面沉积磁材料，形成磁材料层；步骤S2、在所述磁材料层上沉积介质材料，形成介质材料层；步骤S3、刻蚀磁性材料，形成AMR图形；步骤S4、在介质材料层上沉积金属材料，形成金属层；步骤S5、刻蚀金属层；步骤S6、制造通孔和电极。本发明专利技术提出的两轴磁传感装置的制备工艺，可简化制备工艺，同时使得第一层金属层与磁性材料之间的接触电阻能更好的控制。本发明专利技术制备工艺节省了一道光刻工艺（CT-0），同时省去了CT-0刻蚀的工艺；在不会影响制备效果的同时，使得第一层金属层与磁性材料之间的接触电阻能更好的控制。

【技术实现步骤摘要】
两轴磁传感装置的制备工艺
本专利技术属于半导体工艺
，涉及一种磁传感装置，尤其涉及一种两轴磁传感装置的制备工艺。
技术介绍
磁传感器按照其原理，可以分为以下几类:霍尔元件，磁敏二极管，各项异性磁阻元件(AMR)，隧道结磁阻(TMR)元件及巨磁阻(GMR)元件、感应线圈、超导量子干涉磁强计坐寸ο 电子罗盘是磁传感器的重要应用领域之一，随着近年来消费电子的迅猛发展，除了导航系统之外，还有越来越多的智能手机和平板电脑也开始标配电子罗盘，给用户带来很大的应用便利，近年来，磁传感器的需求也开始从两轴向三轴发展。两轴的磁传感器，即平面磁传感器，可以用来测量平面上的磁场强度和方向，可以用X和Y轴两个方向来表示。 以下介绍现有磁传感器的工作原理。磁传感器采用各向异性磁致电阻(Anisotropic Magneto-Resistance)材料来检测空间中磁感应强度的大小。这种具有晶体结构的合金材料对外界的磁场很敏感，磁场的强弱变化会导致AMR自身电阻值发生变化。 在制造、应用过程中，将一个强磁场加在AMR单元上使其在某一方向上磁化，建立起一个主磁域，与主磁域垂直的轴被称为该AMR的敏感轴，如图1所示。为了使测量结果以线性的方式变化，AMR材料上的金属导线呈45°角倾斜排列，电流从这些导线和AMR材料上流过，如图2所示；由初始的强磁场在AMR材料上建立起来的主磁域和电流的方向有45°的夹角。 当存在外界磁场Ha时，AMR单元上主磁域方向就会发生变化而不再是初始的方向，那么磁场方向M和电流I的夹角Θ也会发生变化，如图3所示。对于AMR材料来说，Θ角的变化会弓I起AMR自身阻值的变化，如图4所示。 通过对AMR单元电阻变化的测量，可以得到外界磁场。在实际的应用中，为了提高器件的灵敏度等，磁传感器可利用惠斯通电桥检测AMR阻值的变化，如图5所示。R1/R2/R3/R4是初始状态相同的AMR电阻，当检测到外界磁场的时候，R1/R2阻值增加Λ R而R3/R4减少AR。这样在没有外界磁场的情况下，电桥的输出为零；而在有外界磁场时，电桥的输出为一个微小的电压AV。 现有的两轴磁传感器的制备工艺中，在形成AMR图形之后，在上面沉积SiN，然后把与金属层连接的窗口打开(此时需要光刻工艺)，再通过沉积金属层连接到AMR。现有的制备工艺步骤较为复杂；同时，金属层与磁材料层之间的接触电阻较难控制。 有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的制备工艺，以便克服现有工艺的上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种两轴磁传感装置的制备工艺，可简化制备工艺，同时使得第一层金属层与磁性材料之间的接触电阻能更好的控制。 为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案: 一种两轴磁传感装置的制备工艺，所述制备工艺包括: 步骤S0、在基底上沉积第一介质材料，形成第一介质材料层，第一介质层材料为绝缘材料； 步骤S1、在所述第一介质材料层的表面沉积磁材料，形成磁材料层； 步骤S2、在所述磁材料层上依次沉积第二介质材料、第三介质材料，分别形成第二介质材料层、第三介质材料层；所述第二介质材料为导电材料，第三介质材料为绝缘材料，第三介质层应与第一介质层选用同一种材料； 步骤S3、通过光刻与刻蚀工艺刻蚀磁性材料，形成AMR图形；刻蚀至第一介质层并有足够的过刻； 步骤S4、在介质材料层上沉积金属材料，形成金属层；所述金属层包括三层，依次为TiN层、Al金属层、TiN层； 步骤S5、刻蚀金属层，刻蚀至第三介质材料层，并有足够的过刻； 步骤S6、制造通孔和电极。 一种两轴磁传感装置的制备工艺，所述制备工艺包括: [0021 ] 步骤S1、在基底表面沉积磁材料，形成磁材料层； 步骤S2、在所述磁材料层上沉积介质材料，形成介质材料层； 步骤S3、刻蚀磁性材料，形成AMR图形； 步骤S4、在介质材料层上沉积金属材料,形成金属层； 步骤S5、刻蚀金属层； 步骤S6、制造通孔和电极。 作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤SI中，基底上沉积有介质材料。 作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S2中，在所述磁材料层上依次沉积第二介质材料、第三介质材料，分别形成第二介质材料层、第三介质材料层；所述第二介质材料为导电材料，第三介质材料为绝缘材料。 作为本专利技术的一种优选方案，所述第二介质材料为氮化钽，第三介质材料为SiN。 作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S4中，所述金属层包括若干层。 作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S4中，所述金属层包括三层，从下至上依次为TiN层、Al金属层、TiN层。 本专利技术的有益效果在于:本专利技术提出的两轴磁传感装置的制备工艺，可简化制备工艺，同时使得第一层金属层与磁性材料之间的接触电阻能更好的控制。 本专利技术制备工艺节省了一道光刻工艺(CT-0)，同时省去了 CT-O刻蚀的工艺；在不会影响制备效果的同时，使得第一层金属层与磁性材料之间的接触电阻能更好的控制。 【附图说明】 图1为现有磁传感装置的磁性材料的示意图。 图2为现有磁传感装置的磁性材料及导线的结构示意图。 图3为磁场方向和电流方向的夹角示意图。 图4为磁性材料的Θ -R特性曲线示意图。 图5为惠斯通电桥的连接图。 图6为本专利技术制备工艺步骤S2后的示意图。 图7为本专利技术制备工艺步骤S2后的示意图。 图8为图7的俯视图。 图9为本专利技术制备工艺步骤S4后的示意图。 图10为本专利技术制备工艺步骤S5后的示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。 实施例一 本专利技术揭示了一种两轴磁传感装置的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤: 【步骤S0】请参阅图6，在基底10上沉积第一介质材料，形成第一介质材料层20。 【步骤SI】在所述第一介质材料层20的表面沉积磁材料，形成磁材料层30。当然，也可以直接在基底上沉积磁材料。 【步骤S2】在所述磁材料层30上依次沉积第二介质材料、第三介质材料，分别形成第二介质材料层40、第三介质材料层50 ;所述第二介质材料可以为氮化钽，第三介质材料可以为SiN。当然，也可以沉积更多或更少的介质材料。 【步骤S3】请参阅图7、图8，刻蚀磁性材料，形成AMR图形。当打开形成AMR图形的时候，把整条的AMR line断开，然后中间通过第一层金属层连接。 【步骤S4】请参阅图9,在介质材料层上沉积金属材料,形成金属层60。本实施例中，所述金属层60包括三层，依次为TiN层61、A1金属层62、TiN层63。当然，可以根据需要置金属层的层数，各层的材料也可以调整，例如金属层包括TiN、Al，或者金属层包括Al、TiN。 【步骤S5】请参阅图10，刻蚀金属层60，刻蚀至第三介质材料层。 【步骤S6】制造通孔和电极(主要是正常的CMOS工艺、MD/Via等普通工艺)。 综上所述，本专利技术提出的两轴磁传感装置的制备工艺，可简化制备工艺，同时使得第一层金属层与磁性材料之间的接触电阻能更好的控制。 本专利技术制备工艺节省了一道光刻工艺(CT-0)，同时省去了 CT-O刻蚀的工艺；在不会影响制备效果的同时，使得第一层金属层与磁性材料之间的接触电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两轴磁传感装置的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括：步骤S0、在基底上沉积第一介质材料，形成第一介质材料层，第一介质层材料为绝缘材料；步骤S1、在所述第一介质材料层的表面沉积磁材料，形成磁材料层；步骤S2、在所述磁材料层上依次沉积第二介质材料、第三介质材料，分别形成第二介质材料层、第三介质材料层；所述第二介质材料为导电材料，第三介质材料为绝缘材料，第三介质层应与第一介质层选用同一种材料；步骤S3、通过光刻与刻蚀工艺刻蚀磁性材料，形成AMR图形；刻蚀至第一介质层并有足够的过刻；步骤S4、在介质材料层上沉积金属材料，形成金属层；所述金属层包括三层，依次为TiN层、Al金属层、TiN层；步骤S5、刻蚀金属层，刻蚀至第三介质材料层，并有足够的过刻；步骤S6、制造通孔和电极。

【技术特征摘要】
1.一种两轴磁传感装置的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括: 步骤so、在基底上沉积第一介质材料，形成第一介质材料层，第一介质层材料为绝缘材料； 步骤S1、在所述第一介质材料层的表面沉积磁材料，形成磁材料层； 步骤S2、在所述磁材料层上依次沉积第二介质材料、第三介质材料，分别形成第二介质材料层、第三介质材料层；所述第二介质材料为导电材料，第三介质材料为绝缘材料，第三介质层应与第一介质层选用同一种材料； 步骤S3、通过光刻与刻蚀工艺刻蚀磁性材料，形成AMR图形；刻蚀至第一介质层并有足够的过刻； 步骤S4、在介质材料层上沉积金属材料，形成金属层；所述金属层包括三层，依次为TiN层、Al金属层、TiN层； 步骤S5、刻蚀金属层，刻蚀至第三介质材料层，并有足够的过刻； 步骤S6、制造通孔和电极。2.一种两轴磁传感装置的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括: 步骤S1、在基底表面沉积磁材料，形成磁材料层； 步骤S2、在所述磁材料层上沉积介质材...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹤俊，
申请(专利权)人：上海矽睿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31