[发明专利]一种三轴磁传感器的制造方法

摘要

本发明提供一种三轴磁传感器的制造方法，沉积了相对较厚的硬掩膜层，保护沟槽侧壁的氮化钽层以及磁阻层在后续刻蚀过程中不受破坏，且以硬掩膜层为掩膜，采用了离子束物理轰击刻蚀工艺对所述氮化钽层和磁性材料层进行了刻蚀，在去除多余氮化钽和磁性材料过程中，主要产生比较好去除的氮化钽及磁性材料颗粒，不但避免了现有技术中普通等离子体刻蚀对氮化钽层表面的损坏，抑制了难以去除的含钽聚合物的产生以及侧向刻蚀对沟槽侧壁形貌的侵蚀，还去除了先前工艺中产生的含钽聚合物，保证了氮化钽层表面的光滑度，之后采用去离子水冲洗去除残留的氮化钽及磁性材料颗粒，改善了最终形成的沟槽形貌，从而提高了制造的三轴磁传感器的性能。

主权项

一种三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一半导体衬底，所述半导体衬底中形成有沟槽；在形成沟槽的半导体衬底表面依次形成磁性材料层、氮化钽层以及硬掩膜层，所述硬掩膜层比所述氮化钽层厚；在所述硬掩膜层上形成图案化的光刻胶层，所述图案化的光刻胶层定义磁阻层的位置；以所述图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，保留所述图案化的光刻胶层下方的硬掩膜层；以所述硬掩膜层为掩膜，依次对所述氮化钽层和磁性材料层进行离子束物理轰击刻蚀，形成磁阻层，所述磁阻层包括所述沟槽一侧壁上的磁性材料层、与该侧壁接触的沟槽部分底部上的磁性材料层、与该侧壁接触的部分半导体衬底表面上的磁性材料层；对形成磁阻层的器件表面进行灰化工艺处理；依次进行低温灰化工艺和高温灰化工艺两步灰化工艺去除包括光刻胶在内的有机填充物以及残留的含钽聚合物；采用氟基气体与高流量氧气的混合气体对器件表面进行低温灰化工艺处理，以去除包括图案化的光刻胶层在内的有机填充材料暴露表面上产生的含钽聚合物，同时避免了对氮化钽层的破坏，防止填充的图案化的光刻胶层及其他有机填充材料的硬化，有利于后续包括图案化的光刻胶层在内的有机填充材料的去除；通过高温灰化工艺去除包括图案化的光刻胶层在内的有机填充材料，以使有机填充材料与氧气反应生成挥发性气体被排出；对灰化工艺处理后的器件表面进行去离子水清洗。