磁傳感裝置的制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種磁傳感裝置的制造工藝，包括：在基底上形成介質材料層；沉積磁性材料及保護材料；通過曝光、刻蝕工藝形成磁性材料的陣列；沉積阻擋材料；沉積導電材料；通過半導體工藝曝光、刻蝕，形成金屬電極，由于阻擋材料的保護作用，金屬刻蝕工藝會停留在阻擋材料上方，保障磁傳感器件的性能；去除磁性材料之間殘留的阻擋層材料；沉積介質層材料，配合化學機械拋光進行平坦化，并通過光刻工藝打開通孔，沉積第二層金屬，并進行光刻形成金屬連線。本發(fā)明采用阻擋層保護磁性材料，避免了此層介質材料層的采用，還可以減少一層光刻層，降低了成本。此外，本發(fā)明工藝有助于提升金屬與磁性材料保護層的接觸，從而提高器件性能，提升良率。
【專利說明】
磁傳感裝置的制造工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體工藝【技術領域】，涉及一種磁傳感裝置，尤其涉及一種磁傳感裝置的制造工藝。
【背景技術】
[0002]磁傳感器按照其原理，可以分為以下幾類:霍爾元件，磁敏二極管，各項異性磁阻元件(AMR)，隧道結磁阻(TMR)元件及巨磁阻(GMR)元件、感應線圈、超導量子干涉磁強計坐寸。
[0003]電子羅盤是磁傳感器的重要應用領域之一，隨著近年來消費電子的迅猛發(fā)展，除了導航系統(tǒng)之外，還有越來越多的智能手機和平板電腦也開始標配電子羅盤，給用戶帶來很大的應用便利，近年來，磁傳感器的需求也開始從兩軸向三軸發(fā)展。兩軸的磁傳感器，即平面磁傳感器，可以用來測量平面上的磁場強度和方向，可以用X和Y軸兩個方向來表示。
[0004]以下介紹現(xiàn)有磁傳感器的工作原理。磁傳感器采用各向異性磁致電阻(Anisotropic Magneto-Resistance)材料來檢測空間中磁感應強度的大小。這種具有晶體結構的合金材料對外界的磁場很敏感，磁場的強弱變化會導致AMR自身電阻值發(fā)生變化。
[0005]在制造、應用過程中，將一個強磁場加在AMR單元上使其在某一方向上磁化，建立起一個主磁域，與主磁域垂直的軸被稱為該AMR的敏感軸，如圖1所示。為了使測量結果以線性的方式變化，AMR材料上的金屬導線呈45°角傾斜排列，電流從這些導線和AMR材料上流過，如圖2所示；由初始的強磁場在AMR材料上建立起來的主磁域和電流的方向有45°的夾角。
[0006]當存在外界磁場Ha時，AMR單元上主磁域方向就會發(fā)生變化而不再是初始的方向，那么磁場方向Μ和電流I的夾角Θ也會發(fā)生變化，如圖3所示。對于AMR材料來說，Θ角的變化會弓I起AMR自身阻值的變化，如圖4所示。
[0007]通過對AMR單元電阻變化的測量，可以得到外界磁場。在實際的應用中，為了提高器件的靈敏度等，磁傳感器可利用惠斯通電橋檢測AMR阻值的變化，如圖5所示。R1/R2/R3/R4是初始狀態(tài)相同的AMR電阻，當檢測到外界磁場的時候，R1/R2阻值增加Λ R而R3/R4減少AR。這樣在沒有外界磁場的情況下，電橋的輸出為零；而在有外界磁場時，電橋的輸出為一個微小的電壓AV。
[0008]目前的三軸傳感器是將一個平面(X、Υ兩軸)傳感部件與Ζ方向的磁傳感部件進行系統(tǒng)級封裝組合在一起，以實現(xiàn)三軸傳感的功能(可參考美國專利US5247278、”5952825、”6529114、”7126330州37358722);也就是說需要將平面?zhèn)鞲胁考?方向磁傳感部件分別設置于兩個圓晶或芯片上，最后通過封裝連接在一起。目前，在單圓晶/芯片上無法同時實現(xiàn)三軸傳感器的制造。
[0009]此外，在磁性傳感器的實際應用中，在磁性材料陣列形成后，普遍采用介質層進行覆蓋，隨后在介質層上進行開口，但是此步工藝非常容易在打開的窗口區(qū)域出現(xiàn)接觸問題，這種接觸問題輕則會提高接觸電阻影響器件性能，重則會使金屬與磁性材料連接失效，導致器件無法工作，因此使磁性傳感器制造中面臨的嚴峻問題。
[0010]有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的磁傳感裝置的制造工藝，以克服現(xiàn)有工藝的上述缺陷。
【發(fā)明內容】
[0011]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種磁傳感裝置的制造工藝，可提高器件性能，提升良率。
[0012]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0013]一種磁傳感裝置的制造工藝，所述制造工藝包括如下步驟:
[0014]步驟S1、在基底上形成介質材料層；
[0015]步驟S2、沉積磁性材料及保護材料，形成磁性材料層及保護層；
[0016]步驟S3、通過曝光、刻蝕工藝形成磁性材料的陣列；
[0017]步驟S4、沉積阻擋材料，形成阻擋層，用以保護磁性材料陣列；
[0018]步驟S5、沉積導電材料，形成金屬層，金屬層為單層或者多層結構；
[0019]步驟S6、通過半導體工藝曝光、刻蝕，形成金屬電極，由于阻擋材料的保護作用，金屬刻蝕工藝會停留在阻擋材料上方，從而保護磁性材料在金屬刻蝕工藝中不受破壞，保障磁傳感器件的性能；
[0020]步驟S7、去除磁性材料之間殘留的阻擋層材料；
[0021]步驟S8、沉積介質層材料，配合化學機械拋光進行平坦化，并通過光刻工藝打開通孔，沉積第二層金屬，并進行光刻形成金屬連線。
[0022]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S1中，所述介質材料層的材料為含氧化硅或者是含氮化硅材料，該層介質材料層為單層材料，或為多層材料；所述基底上依次為氧化硅、第一氮化娃層以及第二氮化娃層，第一氮化娃層的厚度大于第二氮化娃層的厚度。
[0023]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S3中，所述刻蝕工藝為單步，或者多步；采用的方法為反應離子刻蝕，或為等離子轟擊，或為兩種方法的組合。
[0024]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S4中，阻擋材料能夠阻擋后續(xù)金屬層刻蝕的刻蝕工藝，即對于金屬層刻蝕工藝的刻蝕速率很慢，并且也能夠阻擋后續(xù)濕法工藝中采用的溶液對于相關材料的腐蝕和破壞，從而在金屬刻蝕和濕法過程中保護磁性材料。
[0025]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S5中，沉積的導電材料為含A1材料、含Cu材料、T1、TiN、W、TiW中的一種或多種，一層或者多層。
[0026]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S7中，在不破壞磁性材料的情況下，采用等離子轟擊或者反應刻蝕工藝。
[0027]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述制造工藝還包括步驟S9:形成更多層次的介質層和金屬層，后續(xù)的金屬層可用于SET/RESET、自檢測以及外圍電路連接等。
[0028]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S4所述的阻擋材料與步驟S2所述的保護材料含有相同的元素，或者不同的元素。
[0029]一種磁傳感裝置的制造工藝，所述制造工藝包括Z軸磁傳感裝置制造方法，具體包括如下步驟:
[0030]步驟1、在基底上形成溝槽，并沉積介質層材料,形成介質材料層；
[0031]步驟2、隨后沉積磁性材料及保護材料，形成磁性材料層及保護層；
[0032]步驟3、通過曝光、刻蝕工藝形成Z軸磁傳感器；所述Z軸磁傳感器包括導磁部件及磁檢測部件，導磁部件及磁檢測部件之間有縫隙，不連接；導磁部件的主體部分設置于溝槽內，用以實現(xiàn)Z軸方向的磁信號收集和引導，并將該磁場信號輸出；磁檢測部件用以接收所述導磁部件輸出的Z軸方向的磁信號，并根據(jù)該磁信號測量出Z軸方向對應的磁場強度及磁場方向；
[0033]步驟4、沉積阻擋材料，形成阻擋層，用以保護磁性材料陣列；
[0034]步驟5、沉積導電材料，形成金屬層，金屬層為單層或者多層結構；
[0035]步驟6、通過半導體工藝曝光、刻蝕，形成金屬電極，由于阻擋材料的保護作用，金屬刻蝕工藝會停留在阻擋材料上方，保護磁性材料不受刻蝕工藝破壞，保障磁傳感器件的?生倉泛;
[0036]步驟7、去除磁性材料之間殘留的阻擋層材料；
[0037]步驟8、沉積介質層材料，配合化學機械拋光進行平坦化，并通過光刻工藝打開通孔，沉積第二層金屬，并進行光刻形成金屬連線。
[0038]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述制造工藝用以制造三軸傳感器，所述制造工藝進一步包括ΧΥ軸磁傳感裝置制造方法，具體包括如下步驟:
[0039]步驟S1、在基底上形成介質材料層；
[0040]步驟S2、沉積磁性材料及保護材料，形成磁性材料層及保護層；
[0041]步驟S3、通過曝光、刻蝕工藝形成磁性材料的陣列；
[0042]步驟S4、沉積阻擋材料，形成阻擋層，用以保護磁性材料陣列；
[0043]步驟S5、沉積導電材料，形成金屬層，金屬層為單層或者多層結構；
[0044]步驟S6、通過半導體工藝曝光、刻蝕，形成金屬電極，由于阻擋材料的保護作用，金屬刻蝕工藝會停留在阻擋材料上方，保護磁性材料不受刻蝕工藝破壞，保障磁傳感器件的?生倉泛;
[0045]步驟S7、去除磁性材料之間殘留的阻擋層材料；
[0046]步驟S8、沉積介質層材料，配合化學機械拋光進行平坦化，并通過光刻工藝打開通孔，沉積第二層金屬，并進行光刻形成金屬連線。
[0047]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟1中，所述介質材料層的材料為含氧化硅或者是含氮化硅材料，該層介質材料層為單層材料，或為多層材料；所述基底上依次為氧化硅、氮化硅以及氮化硅，氮化硅層的厚度大于氮化硅的厚度。
[0048]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟3中，所述刻蝕工藝為單步，或者多步；采用的方法為反應離子刻蝕，或為等離子轟擊，或為兩種方法的組合。
[0049]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟4中，阻擋材料能夠阻擋后續(xù)金屬層刻蝕的刻蝕工藝，即對于金屬層刻蝕工藝的刻蝕速率很慢，并且也能夠阻擋后續(xù)濕法工藝中采用的溶液對于相關材料的腐蝕和破壞，從而在金屬刻蝕和濕法過程中保護磁性材料。
[0050]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟5中，沉積的導電材料為含Α1材料、含Cu材料、T1、TiN、W、Tiff中的一種或多種。
[0051]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟7中，在不破壞磁性材料的情況下，采用等離子轟擊或者反應刻蝕工藝。
[0052]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述制造工藝還包括步驟9:形成更多層次的介質層和金屬層。
[0053]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟4所述的阻擋材料與步驟2所述的保護材料含有相同的元素，或者不同的元素。
[0054]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的磁傳感裝置的制造工藝，采用阻擋層保護磁性材料，避免了此層介質材料層的采用，還可以減少一層光刻層，降低了成本。此外，由于本發(fā)明工藝不需要打開上述的接觸窗口，有助于提升金屬與磁性材料保護層的接觸，從而提聞器件性能，提升良率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0055]圖1為現(xiàn)有磁傳感裝置的磁性材料的示意圖。
[0056]圖2為現(xiàn)有磁傳感裝置的磁性材料及導線的結構示意圖。
[0057]圖3為磁場方向和電流方向的夾角示意圖。
[0058]圖4為磁性材料的Θ -R特性曲線示意圖。
[0059]圖5為惠斯通電橋的連接圖。
[0060]圖6為實施例一中本發(fā)明制造工藝步驟S1后的示意圖。
[0061]圖7為實施例一中本發(fā)明制造工藝步驟S2后的示意圖。
[0062]圖8為實施例一中本發(fā)明制造工藝步驟S3后的示意圖。
[0063]圖9為實施例一中本發(fā)明制造工藝步驟S4后的示意圖。
[0064]圖10為實施例一中本發(fā)明制造工藝步驟S5后的示意圖。
[0065]圖11為實施例一中本發(fā)明制造工藝步驟S6后的示意圖。
[0066]圖11-2為圖11的俯視示意圖。
[0067]圖12為實施例一中本發(fā)明制造工藝步驟S7后的示意圖。
[0068]圖12-2為圖12的俯視示意圖。
[0069]圖13為實施例一中本發(fā)明制造工藝步驟S8中沉積介質材料后的示意圖。
[0070]圖14為實施例一中本發(fā)明制造工藝步驟S8后的示意圖。
[0071]圖15為實施例二中本發(fā)明制造工藝步驟1后的示意圖。
[0072]圖16為實施例二中本發(fā)明制造工藝步驟2后的示意圖。
[0073]圖17為實施例二中本發(fā)明制造工藝步驟3后的示意圖。
[0074]圖18為實施例二中本發(fā)明制造工藝步驟4后的示意圖。
[0075]圖19為實施例二中本發(fā)明制造工藝步驟6后的示意圖。
[0076]圖20為實施例二中本發(fā)明制造工藝步驟7后的示意圖。
【具體實施方式】
[0077]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0078]實施例一
[0079]本發(fā)明揭示了一種磁傳感裝置的制造工藝，本制造工藝適用于制造兩軸磁傳感器(XY軸磁傳感器)，所述制造工藝具體包括如下步驟:
[0080]步驟S1:請參閱圖6，在基底101上形成有介質材料層102 ;介質材料層的材料可以為氧化硅或者是氮化硅，介質材料層為單層材料，或為多層材料。本實施例中，介質材料層102從下往上可以依次為氧化硅、較厚氮化硅層以及較薄氮化硅層。
[0081 ] 步驟S2:隨后沉積磁性材料103及保護材料104，如圖7所示。
[0082]步驟S3:通過曝光、刻蝕工藝形成磁性材料陣列，其截面的結構如圖8所示，從俯視圖上形成的是磁性材料的陣列。所述刻蝕工藝為單步，或者多步；采用的方法為反應離子刻蝕，或為等離子轟擊，或為上述兩種方法的組合。
[0083]步驟S4:沉積阻擋材料，形成阻擋層105，用以保護磁性材料陣列，如圖9所示。阻擋層105能夠阻擋后續(xù)金屬層刻蝕的刻蝕工藝(即對于金屬層刻蝕工藝的刻蝕速率很慢)，并且也能夠阻擋后續(xù)濕法工藝中采用的溶液對于相關材料的腐蝕和破壞，從而起到在金屬刻蝕和濕法過程中保護磁性材料的目的。所述阻擋材料與步驟S2所述的保護材料含有相同的元素，或者不同的元素。
[0084]步驟S5:沉積導電材料，形成金屬層106，如圖10所示，金屬層106為單層或者多層結構，通常金屬層為含A1材料，也可以是Ti，TiN,或者W，Tiff,或者含Cu材料等，通常金屬層都是多層材料，如TiN/Al/TiN。
[0085]步驟S6:通過半導體工藝曝光、刻蝕,形成金屬電極，如圖11所示，由于阻擋層105的保護作用，金屬刻蝕工藝會停留在阻擋層105上方，對于磁性材料沒有任何的損壞，從而保障了磁傳感器件的性能。圖11-2所示的是單根磁傳感器檢測單元的俯視圖。
[0086]步驟S7:去除殘留的阻擋層105，采用等離子等轟擊，或者反應刻蝕工藝，前提是不破壞磁性材料，如圖12所示，俯視圖如圖12-2所示。阻擋層材料通常是導電材料，因此必須要將各根磁傳感檢測單元之間的阻擋層去除，否則有可能將其連通起來，造成器件的失效。
[0087]步驟S8:沉積介質層材料，配合化學機械拋光進行平坦化，并通過光刻工藝打開通孔，沉積第二層金屬，并進行光刻形成金屬連線，如圖13、圖14所示。
[0088]步驟S9:根據(jù)實際的需要，可以按照上述步驟形成更多層次的介質層和金屬層，在此不再贅述。
[0089]實施例二
[0090]本實施例中，本發(fā)明磁傳感裝置的制造工藝適用于制造三軸磁傳感器,所述制造工藝包括Z軸磁傳感裝置制造方法及XY軸傳感裝置制造方法。XY軸傳感裝置制造方法即為實施例一的描述，以下主要介紹Z軸磁傳感裝置制造方法。
[0091]Z軸磁傳感裝置制造方法具體包括如下步驟:
[0092]步驟1:在基底201上形成溝槽202，并沉積介質材料，形成介質材料層203，介質材料可以為氧化硅或者是氮化硅，該層介質材料層為單層材料，或為多層材料，例如是從下往上依次為氧化硅、較厚氮化硅以及較薄氮化硅，如圖15所示。
[0093]步驟2:隨后沉積磁性材料204及保護材料205，如圖16所示。
[0094]步驟3:通過曝光、刻蝕工藝形成如圖17所示的截面結構，此結構為Z軸磁傳感器。本制造方法主要描述Z軸磁傳感裝置的制造方法，結合實施例一所提到的兩軸傳感裝置的制造方法，從而可以同時制造三軸傳感器。本發(fā)明所述的Z軸磁傳感器的特點是:z方向的磁信號收集和引導部件與磁檢測部件之間有縫隙206，即不連接。上述的刻蝕工藝為單步，或者多步；采用的方法為反應離子刻蝕，或為等離子轟擊，或為兩種方法的組合。具體地，所述Z軸磁傳感器包括導磁部件及磁檢測部件；導磁部件的主體部分設置于溝槽內，用以實現(xiàn)Z軸方向的磁信號收集和引導，并將該磁場信號輸出；磁檢測部件用以接收所述導磁部件輸出的ζ軸方向的磁信號，并根據(jù)該磁信號測量出Z軸方向對應的磁場強度及磁場方向。
[0095]步驟4:沉積阻擋材料，形成阻擋層207，用以保護磁性材料陣列，如圖18所示；阻擋層207能夠阻擋后續(xù)金屬層刻蝕的刻蝕工藝(即對于金屬層刻蝕工藝的刻蝕速率很慢)，并且也能夠阻擋后續(xù)濕法工藝中采用的清洗溶液對于相關材料的腐蝕和破壞，從而起到在金屬刻蝕和濕法過程中保護磁性材料的目的。阻擋層材料207可以與保護材料205相同或者不同，或者具有相同的元素組成但是不同的成份含量。
[0096]步驟5:沉積金屬材料，形成金屬層；金屬層為單層或者多層結構，通常金屬層為含A1材料，也可以是Ti，TiN，或者W，TiW，或者含Cu材料等。
[0097]步驟6:通過半導體工藝曝光、刻蝕，形成金屬電極208，因為阻擋材料207的保護作用，金屬刻蝕工藝會停留在阻擋材料207上方，對于磁性材料沒有任何的損壞，也就保障了磁傳感器件的性能，如圖19所示。
[0098]步驟7:去除磁性材料之間殘留的阻擋層材料207，采用等離子等轟擊，或者反應刻蝕工藝，前提是不破壞磁性材料，如圖20所示。
[0099]步驟8:沉積介質層材料，配合化學機械拋光進行平坦化，并通過光刻工藝打開通孔，沉積第二層金屬，并進行光刻形成金屬連線。
[0100]步驟9:根據(jù)實際的需要，可以按照上述步驟形成更多層次的介質層和金屬層，在此不再贅述。
[0101]綜上所述，本發(fā)明提出的磁傳感裝置的制造工藝，采用阻擋層保護磁性材料，避免了此層介質材料層的采用，還可以減少一層光刻層，降低了成本。此外，由于本發(fā)明工藝不需要打開上述的接觸窗口，有助于提升金屬與磁性材料保護層的接觸，從而提高器件性能，提升良率。
[0102]這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
【權利要求】
1.一種磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于，所述制造工藝包括如下步驟: 步驟S1、在基底上形成介質材料層； 步驟S2、沉積磁性材料及保護材料，形成磁性材料層及保護層； 步驟S3、通過曝光、刻蝕工藝形成磁性材料的陣列； 步驟S4、沉積阻擋材料，形成阻擋層，用以保護磁性材料陣列； 步驟S5、沉積導電材料，形成金屬層，金屬層為單層或者多層結構； 步驟S6、通過半導體工藝曝光、刻蝕，形成金屬電極，由于阻擋材料的保護作用，金屬刻蝕工藝會停留在阻擋材料上方，保護磁性材料不受刻蝕工藝破壞，保障磁傳感器件的性倉泛; 步驟S7、去除磁性材料之間殘留的阻擋層材料； 步驟S8、沉積介質層材料，配合化學機械拋光進行平坦化，并通過光刻工藝打開通孔，沉積第二層金屬，并進行光刻形成金屬連線。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟SI中，所述介質材料層的材料為含氧化硅或者是含氮化硅材料，該層介質材料層為單層材料，或為多層材料； 所述基底上依次為氧化娃、第一氮化娃層以及第二氮化娃層，第一氮化娃層的厚度大于第二氮化娃層的厚度。
3.根據(jù)權利要求1所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟S3中，所述刻蝕工藝為單步，或者多步；采用的方法為反應離子刻蝕，或為等離子轟擊，或為兩種方法的組合。
4.根據(jù)權利要求1所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟S4中，阻擋材料能夠阻擋后續(xù)金屬層刻蝕的刻蝕工藝，即對于金屬層刻蝕工藝的刻蝕速率很慢，并且也能夠阻擋后續(xù)濕法工藝中采用的溶液對于相關材料的腐蝕和破壞，從而在金屬刻蝕和濕法過程中保護磁性材料。
5.根據(jù)權利要求1所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟S5中，沉積的導電材料為含Al材料、含Cu材料、T1、TiN、W、TiW中的一種或多種。
6.根據(jù)權利要求1所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟S7中，在不破壞磁性材料的情況下，采用等離子轟擊或者反應刻蝕工藝。
7.根據(jù)權利要求1所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 所述制造工藝還包括步驟S9:形成更多層次的介質層和金屬層。
8.根據(jù)權利要求1所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟S4所述的阻擋材料與步驟S2所述的保護材料含有相同的元素，或者不同的元素。
9.一種磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于，所述制造工藝包括Z軸磁傳感裝置制造方法，具體包括如下步驟: 步驟1、在基底上形成溝槽，并沉積介質層材料，形成介質材料層； 步驟2、隨后沉積磁性材料及保護材料，形成磁性材料層及保護層； 步驟3、通過曝光、刻蝕工藝形成Z軸磁傳感器；所述Z軸磁傳感器包括導磁部件及磁檢測部件，導磁部件及磁檢測部件之間有縫隙，不連接；導磁部件的主體部分設置于溝槽內，用以實現(xiàn)Z軸方向的磁信號收集和引導，并將該磁場信號輸出；磁檢測部件用以接收所述導磁部件輸出的Z軸方向的磁信號,并根據(jù)該磁信號測量出Z軸方向對應的磁場強度及磁場方向； 步驟4、沉積阻擋材料，形成阻擋層，用以保護磁性材料陣列； 步驟5、沉積導電材料，形成金屬層，金屬層為單層或者多層結構； 步驟6、通過半導體工藝曝光、刻蝕，形成金屬電極，由于阻擋材料的保護作用，金屬刻蝕工藝會停留在阻擋材料上方，保護磁性材料不受刻蝕工藝損壞，保障磁傳感器件的性倉泛; 步驟7、去除磁性材料之間殘留的阻擋層材料； 步驟8、沉積介質層材料，配合化學機械拋光進行平坦化，并通過光刻工藝打開通孔，沉積第二層金屬，并進行光刻形成金屬連線。
10.根據(jù)權利要求9所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 所述制造工藝用以制造三軸傳感器，所述制造工藝進一步包括X、Y軸磁傳感裝置制造方法，具體包括如下步驟: 步驟S1、在基底上形成介質材料層； 步驟S2、沉積磁性材料及保護材料，形成磁性材料層及保護層； 步驟S3、通過曝光、刻蝕工藝形成磁性材料的陣列； 步驟S4、沉積阻擋材料，形成阻擋層，用以保護磁性材料陣列； 步驟S5、沉積導電材料，形成金屬層，金屬層為單層或者多層結構； 步驟S6、通過半導體工藝曝光、刻蝕，形成金屬電極，由于阻擋材料的保護作用，金屬刻蝕工藝會停留在阻擋材料上方，保護磁性材料不受刻蝕工藝損壞，保障磁傳感器件的性倉泛; 步驟S7、去除磁性材料之間殘留的阻擋層材料； 步驟S8、沉積介質層材料，配合化學機械拋光進行平坦化，并通過光刻工藝打開通孔，沉積第二層金屬，并進行光刻形成金屬連線。
11.根據(jù)權利要求9所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟I中，所述介質材料層的材料為含氧化硅或者是含氮化硅材料，該層介質材料層為單層材料，或為多層材料； 所述基底上依次為氧化娃、第一氮化娃層以及第二氮化娃層，第一氮化娃層的厚度大于第二氮化娃層的厚度。
12.根據(jù)權利要求9所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟3中，所述刻蝕工藝為單步，或者多步；采用的方法為反應離子刻蝕，或為等離子轟擊，或為兩種方法的組合。
13.根據(jù)權利要求9所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟4中，阻擋材料能夠阻擋后續(xù)金屬層刻蝕的刻蝕工藝，即對于金屬層刻蝕工藝的刻蝕速率很慢，并且也能夠阻擋后續(xù)濕法工藝中采用的溶液對于相關材料的腐蝕和破壞，從而在金屬刻蝕和濕法過程中保護磁性材料。
14.根據(jù)權利要求9所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于: 步驟5中，沉積的導電材料為含Al材料、含Cu材料、T1、TiN、W、TiW中的一種或多種，一層或者多層。
15.根據(jù)權利要求9所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于:步驟7中，在不破壞磁性材料的情況下，采用等離子轟擊或者反應刻蝕工藝。
16.根據(jù)權利要求9所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于:所述制造工藝還包括步驟9:形成更多層次的介質層和金屬層。
17.根據(jù)權利要求9或10所述的磁傳感裝置的制造工藝，其特征在于:步驟4所述的阻擋材料與步驟2所述的保護材料含有相同的元素，或者不同的元素。
【文檔編號】H01L27/146GK104253210SQ201310261010
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權日:2013年6月27日
【發(fā)明者】張挺, 萬旭東 申請人:上海矽?？萍加邢薰?br>