各向异性磁阻及提升各向异性磁阻z轴敏感度的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体设计及制造领域，更具体地说，本发明涉及一种各向异性磁阻及提升各向异性磁阻Z轴敏感度的制备方法。
【背景技术】
[0002]各向异性磁阻(AMR)传感器是现代产业中的新型磁电阻效应传感器，AMR传感器正变得日益重要，尤其是在最新的智能手机，以及汽车产业中的停车传感器、角度传感器、自动制动系统(ABS)传感器以及胎压传感器中得到广泛应用。除各向异性磁阻(AMR)传感器外，磁性传感器目前的主要技术分支还有霍尔传感器、巨磁传感器(GMR)、隧道结磁传感器(TMR)等，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更加成熟，因此各向异性磁阻(AMR)传感器的应用比其他磁传感器的应用更加广泛。
[0003]3轴各向异性磁阻(3D AMR)磁传感器提供了一种测量地磁场内的线位置和/或线位移以及角位置和/或角位移的解决方案，其能够提供高空间分辨率和高精度，而且功耗很低。AMR磁传感器的工作原理是通过测量电阻变化来确定磁场强度。
[0004]在3轴(X轴、Y轴、Z轴)AMR的制程中，X轴和Y轴的磁阻材料形成在平面上，而Z轴的磁阻材料需要和X轴及Y轴形成的平面垂直，因此，要形成一个与平面垂直的沟槽(Trench)，以便将Z轴的磁阻材料形成在沟槽的侧壁以及沟槽附近的表面上。
[0005]请参考图1，图1为各向异性磁阻Z轴形成后的剖面示意图，其中，基片10上形成有沟槽11，形成在Z轴上的为垂直磁阻，其包括形成在沟槽11的侧壁表面上的侧壁磁阻22以及形成在基片表面的表面磁阻21，其中，表面磁阻21与侧壁磁阻22相连，由于表面磁阻21和侧壁磁阻22为同一工艺步骤形成，均是在基片10及沟槽11表面形成一层磁性材料，然后对磁性材料进行刻蚀所得。然而，由于磁性材料在基片10表面的沉积速率大于在侧壁上的沉积速率，导致侧壁磁阻22的厚度小于表面磁阻21的厚度，受限于制备工艺，通常很难继续在侧壁上增加侧壁磁阻22的厚度，这就导致Z轴的垂直磁阻敏感度降低，进而使整个各向异性磁阻的敏感度降低。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种各向异性磁阻及提升各向异性磁阻Z轴敏感度的制备方法，能够增加Z轴侧壁磁阻的厚度，提高Z轴的敏感度。
[0007]为了实现上述目的，本发明提出了一种提升各向异性磁阻Z轴敏感度的制备方法，包括步骤:
[0008]提供基片，所述基片中形成有沟槽，所述沟槽的侧壁上形成有侧壁磁阻，所述基片的表面形成有表面磁阻，所述侧壁磁阻与表面磁阻相连构成垂直磁阻；
[0009]在所述垂直磁阻的表面形成刻蚀阻挡层；
[0010]在所述刻蚀阻挡层的表面形成补偿磁阻；
[0011]刻蚀位于所述基片上的补偿磁阻，保留位于所述沟槽侧壁上的补偿磁阻。
[0012]进一步的，所述刻蚀阻挡层的材质为氮化硅。
[0013]进一步的，采用各向异性刻蚀去除位于所述基片表面的补偿磁阻。
[0014]进一步的，去除位于所述基片上的补偿磁阻之后，再采用干法刻蚀去除位于表面磁阻上的刻蚀阻挡层。
[0015]进一步的，所述垂直磁阻的形成步骤包括:
[0016]在所述基片及沟槽的表面上形成磁性材料；
[0017]刻蚀所述磁性材料，去除所述沟槽表面预定区域以及沟槽底部的磁性材料，形成所述垂直磁阻。
[0018]进一步的，所述磁性材料为镲铁合金。
[0019]进一步的，在所述垂直磁阻的表面形成刻蚀阻挡层的步骤包括:
[0020]在所述垂直磁阻、基片及沟槽的表面形成刻蚀阻挡层；
[0021]刻蚀位于所述基片及沟槽表面的刻蚀阻挡层，保留位于所述垂直磁阻表面的刻蚀阻挡层。
[0022]进一步的，在所述刻蚀阻挡层的表面形成补偿磁阻的步骤包括:
[0023]在所述基片、沟槽及刻蚀阻挡层的表面形成磁性材料；
[0024]各向异性刻蚀所述磁性材料，去除位于所述基片和沟槽表面的磁性材料，保留位于所述刻蚀阻挡层表面的磁性材料，形成补偿磁阻。
[0025]进一步的，所述补偿磁阻为镲铁合金。
[0026]进一步的，所述基片的材质为娃。
[0027]本发明还提出了一种各向异性磁阻结构，采用如上文所述的制备方法形成，包括:基片、沟槽、侧壁磁阻、表面磁阻、刻蚀阻挡层及补偿磁阻，其中，所述沟槽形成在所述基片中，所述侧壁磁阻形成在所述沟槽的侧壁表面，所述表面磁阻形成在所述基片上，并与所述侧壁磁阻相连，所述刻蚀阻挡层形成在所述侧壁磁阻的表面，所述补偿磁阻形成在所述刻蚀阻挡层的表面。
[0028]与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在:在形成常规的Z轴垂直磁阻之后，接着在垂直磁阻的表面形成刻蚀阻挡层，接着，在刻蚀阻挡层的表面形成补偿磁阻，接着刻蚀区域位于基片表面上的补偿磁阻，保留位于沟槽侧壁上的补偿磁阻，从而在不增加表面磁阻厚度的情况下，增加沟槽侧壁上的补偿磁阻的厚度，并且刻蚀阻挡层并不影响磁场的通过，不会影响各向异性磁阻的性能。
【附图说明】
[0029]图1为现有技术中各向异性磁阻Z轴形成后的剖面示意图；
[0030]图2为本发明一实施例中提升各向异性磁阻Z轴敏感度的制备方法的流程图；
[0031]图3至图5为本发明一实施例中提升各向异性磁阻Z轴敏感度的制备过程中的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合示意图对本发明的各向异性磁阻及提升各向异性磁阻Z轴敏感度的制备方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
[0033]为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0034]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0035]请参考图2，在本实施例中，提出了一种提升各向异性磁阻Z轴敏感度的制备方法，包括步骤:
[0036]SlOO:提供基片，所述基片中形成有沟槽，所述沟槽的侧壁上形成有侧壁磁阻，所述基片的表面形成有表面磁阻，所述侧壁磁阻与表面磁阻相连构成垂直磁阻；
[0037]S200:在所述垂直磁阻的表面形成刻蚀阻挡层；
[0038]S300:在所述刻蚀阻挡层的表面