本發(fā)明涉及一種非晶絲gmi磁傳感器及其制作方法，屬于磁傳感器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

巨磁阻抗效應(gmi，giantmagneto-impedance)的發(fā)現(xiàn)為開發(fā)具有高靈敏度、高精度的磁傳感器提供了可能。傳統(tǒng)的磁探測技術(shù)在功耗、體積、探測精度、靈敏度等問題上一直無法滿足磁傳感器的要求。通常非晶絲、非晶帶雖然能達到很高gmi效應，但是非晶絲兩端采用傳統(tǒng)的焊接工藝，會導致接觸電阻不易控制，一致性非常差。從而導致制作出的gmi磁傳感器性能一致性差、體積大、不能批量生產(chǎn)等缺點。將mems工藝用于非晶絲gmi磁傳感器的制造，可有效解決非晶絲兩端的焊接問題，大大提高器件性能的一致性，而且利于器件的批量生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的非晶絲兩端焊接處接觸電阻一致性差，且不能進行批量生產(chǎn)的問題，提供一種非晶絲gmi磁傳感器及其制作方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

一種非晶絲gmi磁傳感器，將纏繞有線圈的非晶絲固定在帶有凹槽的硅襯底的凹槽中；

一種非晶絲gmi磁傳感器的制作方法，具體步驟如下：

步驟一、在硅襯底上氧化一層sio2絕緣層；

步驟二、在絕緣層上濺射cr/cu金屬作為電鍍種子層；

步驟三、在種子層上旋涂光刻膠并烘干，得到產(chǎn)物a；

步驟四、在產(chǎn)物a上進行光刻、腐蝕cr/cu種子層；

步驟五、采用硅刻蝕(腐蝕)工藝在硅襯底上加工凹槽；

步驟六、去除產(chǎn)物a上的光刻膠；

步驟七、將纏繞有線圈的非晶絲固定在凹槽中，得到產(chǎn)物b；

步驟八、在產(chǎn)物b上旋涂光刻膠并烘干；

步驟九、光刻，暴露出非晶絲兩端需要電鍍的位置；

步驟十、放入電鍍液中進行電鍍cu，直至將非晶絲包裹在cu焊盤上；

步驟十一、去除產(chǎn)物b表面上的光刻膠；

步驟十二、去除焊盤以外的所有cr/cu金屬種子層，即得到非晶絲gmi磁傳感器。

有益效果

1、利用mems工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焊接工藝，不僅提高了非晶絲gmi傳感器的接觸電阻一致性，克服了焊接存在的一些問題，提高了傳感器性能

2、便于批量生產(chǎn)，提高了傳感器生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1非晶絲gmi磁傳感器樣品圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實例對本發(fā)明進行詳細說明，以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此。

實施例1

一種非晶絲gmi磁傳感器，將纏繞有線圈的非晶絲固定在帶有凹槽的硅襯底的凹槽中；

一種非晶絲gmi磁傳感器的制作方法，具體步驟如下：

步驟一、在si基片上氧化一層2μm的sio2層作為絕緣層；

步驟二、在基片正面采用磁控濺射的方法濺射種子層作為電鑄時種子層，濺射工藝條件：本底真空1.00e-6torr，cr濺射功率1000w，ar壓力5mtorr，cu濺射功率2000w，ar壓力8mtorr；

步驟三、旋涂1μm厚az3100光刻膠，光刻膠烘干溫度98℃，時間3min；

步驟四、曝光，利用基片背面對準標記進行對準紫外光刻，硬接觸，光強7.7mw/cm²，時間170s，顯影3min；

步驟五、用稀hcl和硝酸鈰銨溶液腐蝕暴露出的cr/cu電鍍種子層；

步驟六、深硅刻蝕刻蝕硅凹槽，使用sf6/c4f8刻蝕10min；

步驟七、將非晶絲放入刻蝕好的槽中，并固定；

步驟八、涂膠、曝光，露出需要電鍍的非晶絲兩端位置；

步驟九、電鍍cu，使非晶絲與si襯底上的cr/cu種子層連接直至將其包裹在內(nèi)；

步驟十、用丙酮去除光刻膠；

步驟十一、用稀hcl和硝酸鈰銨溶液腐蝕掉cr/cu電鍍種子層；

步驟十二、劃片；

步驟九所述電鍍，電鍍液的配置為：

電鍍陽極板材料為無氧電解銅，電鍍液為硫酸銅溶液，其主要成分為硫酸銅與硫酸。具體操作方法為：先用天平稱量硫酸銅的重量，然后用燒杯稱純度為98％的濃硫酸重量，然后直接在燒杯中加入適量的蒸餾水，攪拌直至溶解。由于濃硫酸稀釋時會放出大量的熱，所以加入濃硫酸時要緩慢而且要邊滴邊攪拌，直至樣品全部溶解后用蒸餾水定容。電鍍的基本過程是在容器中裝入適量的電鍍液，然后將容器放入溫度為30℃的水浴鍋中，然后將放在槽內(nèi)的非晶絲與si襯底以一定的形式固定并放入容器中，同時也放入電鍍陽極板材料無氧電解銅，最后對電鍍槽進行通電電鍍。其基本原理可以解釋為當電鍍槽通電時，電子從電源的負極沿導線流入渡槽的陰極，并從電解槽的陽極流出沿導線流回電源正極構(gòu)成一個回路。在電鍍槽中電流的傳遞是依靠溶液中的陰陽離子的定向移動來實現(xiàn)的。銅離子在陰極上失去電子發(fā)生還原反應，還原為金屬銅而沉積覆蓋在非晶絲表面，銅陽極板在極板與溶液界面上放出電子，銅原子本身就發(fā)生氧化還原反應變?yōu)殂~離子而進入渡液維持溶液中銅離子的濃度保持不變，同時向陰極方向遷移，這就是銅陽極逐漸變薄的原因。電流的流動由電子導電、離子導電和電極反應構(gòu)成。

電鍍銅子啊陽極和陰極發(fā)生的反應為：

陽極(渡件)：cu²⁺+2e^-＝cu

陰極(純銅)：cu-2e^-＝cu²⁺

本發(fā)明克服了傳統(tǒng)焊接導致非晶絲兩端接觸電阻一致性差、難以批量生產(chǎn)的缺點，直接使用mems工藝將非晶絲兩端電鍍在焊盤上，解決了接觸電阻一致性差的問題。該發(fā)明使傳感器實現(xiàn)了體積小、可批量生產(chǎn)，從而提高了傳感器的性能和生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種非晶絲GMI磁傳感器及其制作方法，屬于磁傳感器技術(shù)領(lǐng)域。制作步驟為：(1)低阻硅片；(2)氧化形成SiO2絕緣層；(3)濺射Cr/Cu薄膜作為種子層；(4)腐蝕Cr/Cu種子層；(5)深硅刻蝕；(6)將非晶絲放入刻蝕的槽中；(7)涂膠、前烘、顯影、HF刻蝕包裹在非晶絲兩端的玻璃；(8)電鍍Cu；(9)去膠；(10)去Cr/Cu種子層；(11)劃片。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)焊接導致非晶絲兩端接觸電阻一致性差、難以批量生產(chǎn)的缺點，直接使用MEMS工藝將非晶絲兩端電鍍在焊盤上，解決了接觸電阻一致性差的問題。該發(fā)明使傳感器實現(xiàn)了體積小、可批量生產(chǎn)，從而提高了傳感器的性能和生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李建華;鄒喬方;徐立新
受保護的技術(shù)使用者：北京理工大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.18
技術(shù)公布日：2017.08.04