[发明专利]一种单片集成二维磁场传感器及其制作工艺

权利要求书

1.一种单片集成二维磁场传感器的制作工艺，

所述传感器包括作为器件层的第一硅片(1)和作为衬底的第二硅片(2)，其中，

在第一硅片(1)上设置有用于检测二维磁场的四个硅磁敏三极管，分别为硅磁敏三极管一(SMST1)、硅磁敏三极管二(SMST2)、硅磁敏三极管三(SMST3)和硅磁敏三极管四(SMST4)；

所述硅磁敏三极管包括基极、发射极和集电极；

其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

步骤1、清洗第一硅片(1)，进行一次氧化，在其下表面生长二氧化硅层；

步骤2、在所述第一硅片(1)的下表面进行一次光刻，制作四个发射区窗口，并进行n⁺型重掺杂，分别形成四个硅磁敏三极管的发射区；

步骤3、进行二次氧化，在所述第一硅片(1)的下表面进行二次光刻，进行n⁺型重掺杂，得到隔离环(11)的下端，并进行三次氧化；

步骤4、清洗第二硅片(2)，并采用键合工艺将第一硅片(1)的下表面与第二硅片(2)的上表面之间进行键合；

步骤5、对第一硅片(1)的上表面进行工艺减薄、抛光、清洗处理；

步骤6、在第一硅片(1)的上表面进行四次氧化，在第一硅片(1)的上表面、与步骤3得到的隔离环(11)的下端对应的位置进行三次光刻，与步骤3得到的隔离环(11)的下端连通，进行n⁺型重掺杂，形成隔离环(11)；

步骤7、进行五次氧化，在第一硅片(1)的上表面进行四次光刻，n^-型掺杂，得到四个集电极负载电阻和四个基极负载电阻；

步骤8、进行六次氧化，在第一硅片(1)的上表面进行五次光刻，n⁺型掺杂，得到四个集电区；

步骤9、进行七次氧化，在第一硅片(1)的上表面进行六次光刻，p⁺型掺杂，得到四个基区；

步骤10、在第二硅片(2)的下表面、发射区下方刻蚀四个发射区引线坑窗口，形成四个发射区腐蚀坑(21)，清洗，在发射区腐蚀坑(21)的内表面真空蒸镀金属Al，形成金属Al引线(4)；

步骤11、在第一硅片(1)的上表面刻蚀金属电极引线孔，然后进行真空蒸镀金属Al电极，并在金属Al层表面进行刻蚀，形成金属Al引线(4)；

步骤12、清洗，通过合金化处理形成欧姆接触，完成单片集成二维磁场传感器芯片工艺制作。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，

第一硅片(1)和第二硅片(2)均为100晶向高阻p型单晶硅片；和/或

步骤5减薄后第一硅片(1)的厚度为20～30μm，步骤4中第二硅片(2)的厚度为350～450μm；和/或

在步骤10中，所述发射区腐蚀坑(21)自第二硅片(2)的下表面刻蚀至第二硅片(2)的上表面的二氧化硅层处，然后腐蚀掉二氧化硅，得到所述发射区引线坑窗口；和/或

在步骤12中，所述合金化处理如下进行：在400～450℃下真空环境处理20～40min。

3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，

步骤5减薄后第一硅片(1)的厚度为30μm，步骤4中第二硅片(2)的厚度为400～425μm；和/或

在步骤12中，所述合金化处理如下进行：于420℃真空环境下处理30min。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，

所述硅磁敏三极管一(SMST1)和硅磁敏三极管二(SMST2)在xy平面内沿y轴、相反磁敏感方向对称设置；

硅磁敏三极管三(SMST3)和硅磁敏三极管四(SMST4)在xy平面内沿x轴、相反磁敏感方向对称设置。