[发明专利]单芯片三轴各向异性磁阻传感器制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性传感器技术领域，特别涉及一种单芯片三轴各向异性磁阻传感器制作方法。

背景技术

各向异性磁阻(AMR)传感器是现代产业中新型磁电阻效应传感器，其正变得日益重要，尤其是在智能手机中的电子罗盘和汽车产业传感器中的停车传感器、角度传感器、ABS(自动制动系统)传感器以及胎压传感器等方面得到应用。除各向异性磁阻(AMR)传感器外，磁性传感器目前主要技术还有霍尔效应传感器、巨磁阻(GMR)传感器、隧道磁阻(TMR)传感器，但由于AMR传感器具有比霍尔效应传感器高得多的灵敏度，且技术实现上比GMR和TMR传感器更加成熟，因此各向异性磁阻(AMR)传感器应用比其他磁传感器应用更加广泛。

然而，发明人发现，目前的AMR传感器的X轴、Y轴、Z轴各自独立形成，然后再封装在一起，需要较多的制作步骤，使得AMR传感器系统加工成本比较昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单芯片三轴各向异性磁阻传感器，以解决现有的三轴各向异性磁阻传感器制作工艺复杂、加工成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单芯片三轴各向异性磁阻传感器制作方法，包括：

提供一包括X轴区域、Y轴区域、Z轴区域的衬底；

在所述衬底的Z轴区域中形成凹槽，所述凹槽具有倾斜的侧壁；

形成绝缘层，所述绝缘层覆盖所述衬底及凹槽；

形成磁阻条，所述磁阻条包括形成于所述X轴区域上的X轴磁阻条、形成于所述Y轴区域上的Y轴磁阻条、以及形成于所述凹槽至少一个侧壁上的Z轴磁阻条；

形成短路电极和金属连线，所述短路电极包括形成于所述X轴磁阻条上并与其交叉的X轴短路电极、形成于所述Y轴磁阻条上并与其交叉的Y轴短路电极、以及形成于所述Z轴磁阻条上并与其交叉的Z轴短路电极，所述金属连线包括连接相邻的X轴磁阻条的X轴金属连线、连接相邻的Y轴磁阻条的Y轴金属连线以及连接相邻的Z轴磁阻条的Z轴金属连线；

形成隔离层，所述隔离层覆盖所述短路电极、金属连线以及绝缘层，所述隔离层中形成有通孔；

形成置位-复位电流带，所述置位-复位电流带形成于所述隔离层上并垂直于所述X轴磁阻条、Y轴磁阻条和Z轴磁阻条，所述置位-复位电流带通过所述通孔与所述X轴磁阻条、Y轴磁阻条和Z轴磁阻条电连接；

形成钝化层，所述钝化层覆盖所述隔离层，所述钝化层中形成有暴露所述置位-复位电流带的压焊窗口。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述凹槽的截面形状为倒梯形，所述凹槽侧壁的倾斜角度为30°～60°。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述衬底是晶向为<100>的硅衬底。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述Z轴磁阻条位于所述凹槽的两个侧壁上。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述Z轴磁阻条位于所述凹槽的一个侧壁上。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述凹槽的形成过程包括：

采用等离子体增强化学气相淀积工艺在衬底上淀积硬掩膜层；

采用光刻和刻蚀工艺图形化所述硬掩膜层；

采用四甲基氢氧化铵溶液腐蚀所述衬底；

将所述硬掩膜层全部去除以形成所述凹槽。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述绝缘层包括依次形成的氧化硅层和氮化硅层。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述磁阻条的形成过程包括：

采用溅射工艺在所述绝缘层上形成磁阻层；

在所述磁阻层上涂覆光刻胶；

通过光刻工艺图形化所述光刻胶；

通过刻蚀工艺刻蚀所述磁阻层以形成磁阻条。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述磁阻层包括依次形成的钽层、坡莫合金层和氮化钽层。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述X轴短路电极与X轴磁阻条、所述Y轴短路电极与Y轴磁阻条、所述Z轴短路电极与Z轴磁阻条的夹角均为45度。

可选的，在所述的单芯片三轴各向异性磁阻传感器的制作方法中，所述Z轴短路电极向上延伸至所述凹槽附近的台面上，并向下延伸至所述凹槽底壁的部分区域。