[发明专利]高性能磁阻传感器的制造

说明书

一种方法包括在形成于衬底上的磁阻(MR)结构层上方沉积硬掩模层，所述硬掩模层由钨或基于钨的组合物形成。在所述硬掩模层上方沉积光刻胶层并且图案化所述光刻胶层以暴露所述硬掩模层的第一部分。执行第一蚀刻过程以去除所述硬掩模层的所述第一部分并暴露所述MR结构层的第二部分，并且执行干法蚀刻过程以去除所述MR结构层的所述第二部分并产生MR传感器结构。在所述干法蚀刻过程之后，剩下包括所述MR传感器结构和所述硬掩模层的硬掩模区段的复合结构，所述硬掩模区段覆盖所述MR传感器结构。另外可以形成围绕所述复合结构的由保护性介电材料层形成的间隔物。

技术领域

本发明总体上涉及磁场传感器。更具体地说，本发明涉及高性能磁阻传感器的稳健制造。

背景技术

磁场传感器系统在各种商业、工业和汽车应用中用于测量磁场以实现速度和方向感测、角度感测、接近感测等目的。磁场传感器可以基于半导体材料(例如，霍尔传感器(Hall sensor)、磁阻器等)和铁磁材料(例如，铁磁磁阻器和磁通控制器(flux guide))。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种方法，包括：

在形成于衬底上的磁阻(MR)结构层上方沉积硬掩模层，所述硬掩模层由钨或基于钨的组合物形成；

在所述硬掩模层上方沉积光刻胶层；

图案化所述光刻胶层以暴露所述硬掩模层的第一部分；

执行第一蚀刻过程以去除所述硬掩模层的所述第一部分并暴露所述MR结构层的第二部分；以及

执行干法蚀刻过程以去除所述MR结构层的所述第二部分并产生MR传感器结构，其中在所述干法蚀刻过程之后，剩下包括所述MR传感器结构和所述硬掩模层的硬掩模区段的复合结构，所述硬掩模区段覆盖所述MR传感器结构。

根据一个或多个实施例，所述第一蚀刻过程是反应性离子蚀刻过程。

根据一个或多个实施例，所述反应性离子蚀刻过程利用六氟化硫等离子体或碳氟化合物等离子体。

根据一个或多个实施例，所述第一蚀刻过程产生所述硬掩模层的挥发性副产品，并且所述第一蚀刻过程防止所述副产品再沉积在所述光刻胶层的边缘处。

根据一个或多个实施例，另外包括在执行所述第一蚀刻过程之后并且在执行(144)所述干法蚀刻过程之前，去除所述光刻胶层的剩余部分。

根据一个或多个实施例，所述干法蚀刻过程是利用惰性气体的离子束蚀刻或离子铣削过程。

根据一个或多个实施例，另外包括：

在所述复合结构上沉积接触层；

构造所述接触层以在所述复合结构的接触区域处形成导电触点，所述导电触点被配置成连接到另一个MR传感器结构，并且所述硬掩模区段在所述接触区域处插置于所述导电触点与所述MR传感器结构之间，其中所述构造操作包括从所述复合结构的非接触区域去除所述接触层和所述硬掩模区段以在所述非接触区域处暴露所述MR传感器结构。

根据一个或多个实施例，另外包括：

在所述沉积所述接触层之前，在所述复合结构上方沉积阻挡层，所述阻挡层包括钛组合物；以及

构造所述阻挡层，使得所述阻挡层的一部分在所述接触区域处保持插置于所述硬掩模区段与所述接触层之间，其中所述构造所述阻挡层包括从所述复合结构的所述非接触区域去除所述阻挡层。

根据一个或多个实施例，在执行所述干法蚀刻过程之后，所述方法另外包括：

在所述复合结构上方沉积保护层；以及