[发明专利]磁感应器的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及磁感应器的形成方法。

背景技术

磁感应器可以用来感应外部磁场（例如地磁）的分量，已经广泛的应用于汽车、自动化、医疗与电子罗盘等领域，例如，目前几乎每一只智能手机都有电子罗盘。当磁感应器感应地磁时需要很高的各向异性磁电阻相对变化率（dR/R），因为地磁很微弱，大小只有是20～60μT。

参考图1和图2，现有技术中，磁感应器的形成方法如下：

参考图1，提供衬底10，在所述衬底10上由下至上依次形成氧化硅层11、氮化硅层12，镍铁层13和氮化钽层14。接着，对镍铁层13进行退火处理。所述退火处理后，在氮化钽层14的顶部形成图案化掩膜层（图未示），以所述图案化的掩膜层为掩膜刻蚀氮化钽层14和镍铁层13，形成图案化的镍铁层13和图案化的氮化钽层14。

采用现有技术的方法形成的各向异性磁电阻相对变化率低。

发明内容

本发明解决的问题是采用现有技术的方法形成的各向异性磁电阻相对变化率低。

为解决上述问题，本发明提供了一种磁感应器形成方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成磁性材料层；

在所述磁性材料层上形成高阻阻挡层；

形成图案化的磁性材料层和图案化的高阻阻挡层。

可选的，在所述高阻阻挡层上还形成有低阻阻挡层。

可选的，所述高阻阻挡层的厚度为10～300埃，所述低阻阻挡层的厚度为500～1000埃。

可选的，所述高阻阻挡层的含氮量高于所述低阻阻挡层的含氮量。

可选的，所述高阻阻挡层的厚度为500～1300埃。

可选的，所述磁性材料层为镍铁，所述高阻阻挡层的材料为高阻氮化钽。

可选的，所述高阻阻挡层的形成方法为沉积，所述沉积的工艺条件为：沉积气体包括氩气和氮气，所述氩气和所述氮气的比例为1:（1.5～3），直流电源功率为500～5000W。

可选的，在所述衬底上形成磁性材料层的步骤之前还包括在所述衬底上形成第一刻蚀停止层的步骤。

可选的，在所述衬底上形成第一刻蚀停止层的步骤之后，形成磁性材料层的步骤之前，还包括在所述第一刻蚀停止层上形成第二刻蚀停止层的步骤，所述第二刻蚀停止层的厚度远小于第一刻蚀停止层的厚度。

可选的，在所述衬底上形成第一刻蚀停止层的步骤之前，还包括下列步骤：

在所述衬底上形成层间介质层；

在所述层间介质层上形成凹槽，所述磁性材料层和高阻阻挡层覆盖所述凹槽的底部和侧壁。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

如果对采用本发明的技术方案形成的磁感应器施加电压时，与磁性材料层接触的高阻阻挡层的阻值较高，可以防止感应电流从高阻阻挡层中流过。这样通过磁性材料层的感应信号就不会被磁性材料层上的高阻阻挡层分散。因此，后续形成的磁感应器的各向异性磁电阻相对变化率会增加。

附图说明

图1～图2是现有技术中的磁感应器的形成方法的剖面结构示意图；

图3～图5是本发明一实施例中的磁感应器的形成方法的剖面结构示意图；

图6是本发明另一实施例中的磁感应器的形成方法的剖面结构示意图。

具体实施方式

经过研究和发现，采用现有技术的方法形成的磁感应器的各向异性磁电阻相对变化率低的原因如下：

如果对后续形成的磁感应器施加电压，理想情况下，感应电流应全部通过镍铁层。这样，与镍铁层接触的氮化钽层不会出现部分感应电流，通过镍铁层的感应信号也不会被分流，因此，后续形成的磁感应器会有较高的各向异性磁电阻相对变化率。然而现有技术中，参照图2，如果对后续形成的磁感应器施加电压，与镍铁层13接触的氮化钽层14中会有部分感应电流流过，这样通过镍铁层13的感应信号会被镍铁层13上的氮化钽层14分散，因此，采用现有技术的方法形成的磁感应器的各向异性磁电阻相对变化率低。

另外，镍铁层13为磁性材料，与镍铁层13接触的氮化硅层12为刻蚀停止层。现有技术中，为了防止氮化硅层12被刻穿，氮化硅层12的厚度比较大，则氮化硅层12顶面的粗糙度也会相应比较大，粗糙度大的顶面在后续形成镍铁层13的步骤中，不利于镍铁层13的晶粒的整齐排布，这样会降低后续形成的磁感应器的各向异性磁电阻相对变化率。