[发明专利]磁传感装置的制备方法

说明书

本发明揭示了一种磁传感装置的制备方法，包括：步骤S1、晶圆片上沉积第一绝缘介质层；步骤S2、在第一绝缘介质层上沉积磁性材料，形成磁性材料层；步骤S3、在磁性材料层上沉积缓冲层；步骤S4、沉积第二绝缘介质层，材料为非导电材料，使得缓冲层位于磁性材料层与第二绝缘介质层中间；步骤S5、通过光刻与刻蚀工艺将第二绝缘介质层打开，并且停在缓冲层上，或者停在磁性材料层上；步骤S6、接着去除光刻胶；步骤S7、通过刻蚀工艺将磁性材料层打开。本发明提出的磁传感装置的制备方法，在磁性材料之后沉积的第二绝缘介质层为非导电材料，使得这样的材料在稍后的刻蚀工艺当中不会产生过多的副产物，从而提高制得的磁传感装置的精度及灵敏度。

技术领域

本发明属于半导体工艺技术领域，涉及一种传感器的制备方法，尤其涉及一种磁传感装置的制备方法。

背景技术

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等。

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角的变化会引起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ΔR而R3/R4减少ΔR。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ΔV。

现有磁传感器的制备工艺通常包括如下步骤：步骤1、晶圆片上沉积相对较薄的第一介质层；步骤2、沉积磁性材料；步骤3、沉积第二介质层。

现有制备工艺制得的磁传感器，磁性材料直接接触到晶粒相对大的第二介质层，从而影响表面材料的性质。反应在磁特性上面的表现是dR/R较低，仅有2.5%左右，使得磁传感器的灵敏度不高。

此外，现有在磁性材料之后沉积的第二介质层是导电材料，刻蚀时容易产生副产物，比较难去除。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种磁传感装置的制备方法，以便克服现有制备方法的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种磁传感装置的制备方法，减少刻蚀工艺当产生的副产物。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种磁传感装置的制备方法，所述制备方法包括：

步骤S1、在基底上沉积第一绝缘介质层，第一绝缘介质层材料为一层或者多层；