Amr传感器的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及磁传感器，特别涉及一种AMR传感器。
【【背景技术】】
[0002]在传统工艺中，刻蚀会根据所要刻蚀的金属厚度以及光刻胶厚度来调整刻蚀量，为了能保证所要被刻蚀的金属刻蚀干净，一般会过刻蚀。一旦过刻蚀，就要损伤到下层金属。有些工艺的金属厚度由于技术需要会很薄，所以一旦过刻蚀很多，就会影响到最终器件的性能。例如，在 AMR (Anisotropic Magneto Resistive)工艺中，MRS(Magneto ResistanceStrip)磁性薄膜材料是非常关键且薄膜厚度只有20nm左右，一旦后续BBP (Bar Ber Pole)layer的干法刻蚀过刻的话，就会损伤到MRS的薄膜材料。
[0003]因此，有必要提出改进的AMR传感器的制造方法，以克服上述问题。
【【实用新型内容】】
[0004]本实用新型的目的之一在于提供一种改进的AMR传感器，其可以解决由于过刻而造成的MRS磁性薄膜材料损伤，导致最终器件性能受影响的问题。
[0005]为了解决上述问题，本实用新型提供一种AMR传感器，其包括:基底；形成于基底上的多个磁阻条；形成于每个磁阻条上并填充相邻磁阻条之间的间隙的若干个绝缘条；填充相邻绝缘条之间的间隙的若干个导电条；其中每个磁阻条上设有若干个导电条。
[0006]进一步的，所述磁阻条的厚度约为10-100nm。
[0007]进一步的，所述磁阻条的磁阻材料包括Ta和NiFe，所述绝缘条的绝缘材料包括SiN、S1jP AL 203中的任意一种非导电材料，所述导电条的导电材料包括金属材料、非金属导电材料和合金中的任意一种。
[0008]进一步的，所述磁阻条呈三层结构，上层的磁阻材料为Ta，厚度为10nm，中层的磁阻材料为NiFe，厚度为20nm，底层的磁阻材料为Ta，厚度为10nm。
[0009]进一步的，所述绝缘条的高度低于所述导电条的高度。
[0010]与现有技术相比，本实用新型中在两层金属薄膜即磁阻条和导电条中间再垫积一层绝缘条，用作刻蚀的终止层次，残余的绝缘条也不会去除，充当绝缘层，换言之，由于刻蚀磁阻条的气体对于绝缘条的选择比很高，最终刻蚀会停留在绝缘条上面，可以避免由于过刻损伤到下层的磁阻条即MRS磁性薄膜材料损伤，提高工艺的稳定性以及可操作性，避免最终器件性能受影响。
【【附图说明】】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
[0012]图la至图lg示出了本实用新型中的AMR传感器的制造方法中各步骤得到的产品的结构示意图；
[0013]图2示意出了本实用新型中的AMR传感器的制造方法在一个实施例中的流程示意图。
【【具体实施方式】】
[0014]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0015]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连，间接电性相连是指经由另外一个器件或电路电性相连。
[0016]如图2所示，本实用新型提出了一种改进的AMR传感器，为了便于理解，现结合AMR传感器的制造方法200来讲解所述AMR传感器。图la至图lg示出了本实用新型中的AMR传感器的制造方法200中各步骤得到的产品的结构示意图。下面结合图la-lg和图2，来介绍一下本实用新型中的AMR传感器的制造方法200。所述AMR传感器的制造方法200包括如下步骤。
[0017]步骤210，提供个基底110，如图la所不。该基底可以是半导体圆片。
[0018]步骤220，在施加外部磁场的情况下，在所述基底110上沉积磁阻材料形成磁阻层120，即垫积生长MRS金属薄膜，如图lb所示。
[0019]所述磁阻层的沉积厚度约为10-100nm，所述磁阻材料包括钽Ta和镍铁NiFe。在一个实施例中，先形成第一 Ta层，再形成NiFe层，最后形成第二 Ta层，其中第一 Ta层、NiFe层和第二 Ta层形成磁阻层120。在一个实施例中第一 Ta层厚度为10nm，NiFe层厚度为20nm，第二 Ta层厚度为10nm。在其他的实施例中，也可以是其他磁阻材料。
[0020]步骤230，光刻、刻蚀所述磁阻层120使得所述磁阻层120形成第一预定义图形，SP定义出MRS的图形，如图lc所示。
[0021]所述磁阻层120的第一预定义图形包括若干磁阻条121。所述磁阻层120被光刻、刻蚀成为第一预定义图形的磁阻层120a。
[0022]在一个具体的实施例中，光刻、刻蚀所述磁阻层120使得所述磁阻层120形成第一预定义图形包括:在所述磁阻层120上涂覆光刻胶形成第一光刻胶层；经过第一预定义图形的掩膜版对第一光刻胶层进行曝光；对曝光后的第一光刻胶层进行显影处理；刻蚀所述磁阻层120使得磁阻层120形成第一预定义图形；去除第一光刻胶层。
[0023]步骤240，在所述磁阻层上沉积绝缘材料形成绝缘层130，即生长绝缘层130如图1d所示。
[0024]所述绝缘材料包括SiN、S1jP AL 203等中的任意一种非导电材料。
[0025]步骤250，光刻、刻蚀所述绝缘层130使得所述绝缘层130形成第二预定义图形，即定义出绝缘层130的开口图形，如图le所示。
[0026]所述绝缘层130的第二预定义图形包括形成于每个磁阻条121上并填充相邻磁阻条121之间的间隙的若干个绝缘条131。所述绝缘层130被光刻、刻蚀成为第二预定义图形的绝缘层130a。
[0027]在一个实施例中，光刻、刻蚀所述绝缘层130使得所述绝缘层130形成第二预定义图形包括:在所述绝缘层130上涂覆光刻胶形成第二光刻胶层；经过第二预定义图形的掩膜版对第二光刻胶层进行曝光；对曝光后的第二光刻胶层进行显影处理；刻蚀所述绝缘层130使得绝缘层130形成第二预定义图形；去除第二光刻胶层。
[0028]步骤260，在所述绝缘层130上沉积导电材料形成导电层140，即垫积顶层BBP导电材料，如图1f所示。
[0029]所述导电材料包括Cu或者A1这样的金属材料，也可以是类似TiN这样的非金属导电材料，可以是类似TiW的合金。
[0030]步骤270，光刻、刻蚀所述导电层140使得所述导电层140形成第三预定义图形，即定义BBP的图形，刻蚀最终停在绝缘层130上，如图lg所示。
[0031]所述导电层140的第三预定义图形包括填充相邻绝缘条131之间的间隙的若干个导电条141。所述导电层140被光刻、刻蚀成为第三预定义图形的导电层140a。
[0032]在一个实施例中，光刻、刻蚀所述导电层140使得所述导电层140形成第三预定义图形包括:在所述导电层140上涂覆光刻胶形成第三光刻胶层；经过第三预定义图形的掩膜版对第三光刻胶层进行曝光；对曝光后的第三光刻胶层进行显影处理；刻蚀所述导电层140使得导电层140形成第三预定义图形；去除第三光刻胶层。
[0033]由于绝缘层130的保护，刻蚀的工艺窗口就变大，工艺的稳定性以及可操作性得到提尚。
[0034]刻蚀导电材料与刻蚀绝缘材料的刻蚀选择比一般会很高，所以绝缘层130a的存在，可以保证光刻显影干净的地方的导电材料可以完全刻蚀干净，而又可以不担心MRS的金属在刻蚀过程中被损伤到。这样的话BBP的图形就定义好了。
[0035]不仅如此，剩下的绝缘层130a也不用去除，这是因为垫积上去的绝缘层130可以充当后面的绝缘层来使用，不用去除，不会增加工艺步骤。
[0036]所以对于下层金属薄膜要求(厚度以及均匀性)比较高的器件，本方案可以实现再上层导电材料刻蚀的时候不损伤到下层金属，保证金属薄膜的质量。
[0037]如图lg所示，本实用新型根据上述制造方法得到的AMR传感器，其包括:基底110 ;形成于基底110上的多个磁阻条121 ;形成于每个磁阻条121上并填充相邻磁阻条121之间的间隙的若干个绝缘条131 ;填充相邻绝缘条131之间的间隙的若干个导电条141 ;其中每个磁阻条121上设有若干个导电条141。
[0038]所述绝缘条131的高度低于所述导电条141的高度。
[0039]需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的【具体实施方式】所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述【具体实施方式】。
【主权项】
1.一种AMR传感器，其特征在于，包括: 基底; 形成于基底上的多个磁阻条； 形成于每个磁阻条上并填充相邻磁阻条之间的间隙的若干个绝缘条； 填充相邻绝缘条之间的间隙的若干个导电条； 其中每个磁阻条上设有若干个导电条。2.根据权利要求1所述的AMR传感器，其特征在于， 所述磁阻条的厚度约为10-100nmo3.根据权利要求1所述的AMR传感器，其特征在于，所述磁阻条的磁阻材料包括Ta和NiFe，所述绝缘条的绝缘材料包括SiN、S1jP AL 203中的任意一种非导电材料，所述导电条的导电材料包括金属材料、非金属导电材料和合金中的任意一种。4.根据权利要求3所述的AMR传感器，其特征在于，所述磁阻条呈三层结构，上层的磁阻材料为Ta，厚度为10nm，中层的磁阻材料为NiFe，厚度为20nm，底层的磁阻材料为Ta，厚度为10nm。5.根据权利要求1所述的AMR传感器，其特征在于，所述绝缘条的高度低于所述导电条的高度。
【专利摘要】本实用新型提供一种AMR传感器，其包括：基底；形成于基底上的多个磁阻条；形成于每个磁阻条上并填充相邻磁阻条之间的间隙的若干个绝缘条；填充相邻绝缘条之间的间隙的若干个导电条；其中每个磁阻条上设有若干个导电条。这样，可以避免由于过刻损伤到下层的磁阻层即MRS磁性薄膜材料损伤，提高工艺的稳定性以及可操作性，避免最终器件性能受影响。
【IPC分类】H01L43/00, H01L43/02
【公开号】CN205050876
【申请号】CN201520748582
【发明人】蒋乐跃, 沈佳, 顾文斌
【申请人】美新半导体（无锡）有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月24日