各向異性磁阻結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，將平面磁阻的長度形成長于垂直磁阻的長度，將溝槽的長度相應(yīng)的增加，并且在平面磁阻超出的長度處形成第二間距，即在第一間距的基礎(chǔ)上增加了寬度，確保了后續(xù)的刻蝕能夠?qū)⑵矫娲抛韬痛怪贝抛杩拷鼫喜厶幙涛g開，避免兩者形成橋連，能夠提高各向異性磁阻的性能。
【專利說明】各向異性磁阻結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)計及制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種各向異性磁阻結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]各向異性磁阻(AMR)傳感器是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的新型磁電阻效應(yīng)傳感器，AMR傳感器正變得日益重要，尤其是在最新的智能手機，以及汽車產(chǎn)業(yè)中的停車傳感器、角度傳感器、自動制動系統(tǒng)(ABS)傳感器以及胎壓傳感器中得到廣泛應(yīng)用。除各向異性磁阻(AMR)傳感器外，磁性傳感器目前的主要技術(shù)分支還有霍爾傳感器、巨磁傳感器(GMR)、隧道結(jié)磁傳感器(TMR)等，但由于AMR傳感器具有比霍爾效應(yīng)傳感器高得多的靈敏度，且技術(shù)實現(xiàn)上比GMR和TMR更加成熟，因此各向異性磁阻(AMR)傳感器的應(yīng)用比其他磁傳感器的應(yīng)用更加廣泛。
[0003]3軸各向異性磁阻(3D AMR)磁傳感器提供了一種測量地磁場內(nèi)的線位置和/或線位移以及角位置和/或角位移的解決方案，其能夠提供高空間分辨率和高精度，而且功耗很低。AMR磁傳感器的工作原理是通過測量電阻變化來確定磁場強度。
[0004]在3軸(X軸、Y軸、Z軸)AMR的制程中，X軸和Y軸的磁阻材料形成在平面上，而Z軸的磁阻材料需要和X軸及Y軸形成的平面垂直，因此，要形成一個與平面垂直的溝槽(Trench)，以便將Z軸的磁阻材料形成在溝槽的側(cè)壁。
[0005]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中各向異性磁阻結(jié)構(gòu)的俯視圖，其中，所述各向異性磁阻結(jié)構(gòu)包括形成在基片上的多個溝槽10，形成在所述溝槽10側(cè)壁上及側(cè)壁表面上的垂直磁阻21，形成在所述基片表面的平面磁阻22，其中，平面磁阻22包括X軸和Y軸的磁阻，垂直磁阻21即為Z軸的磁阻，平面磁阻22和垂直磁阻21之間需要形成一定的間距(Gap)，以進行隔離。
[0006]在形成間距時，通常是需要涂覆一層光阻在基片表面，然后再進行曝光、顯影等工藝形成圖案化的光阻，接著以圖案化的光阻為掩膜刻蝕才能夠形成所述間距。然而，由于基片表面上存在多個溝槽10，光阻通常為較為柔軟的液體狀，位于溝槽10附近的基片上的光阻會分布不均，一部分會流入溝槽10內(nèi)，進一步會導(dǎo)致位于溝槽10處的刻蝕存在問題，出現(xiàn)如圖1中橢圓形圈所示的橋連(bridge)，即平面磁阻22與垂直磁阻21發(fā)生短接現(xiàn)象。
[0007]隨著工藝的發(fā)展，特征尺寸的逐漸縮小，當(dāng)間距小于0.2 μπι時，上述問題格外嚴(yán)重，直接影響了形成的各向異性磁阻的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，能夠避免出現(xiàn)平面磁阻與垂直磁阻發(fā)生橋連的現(xiàn)象，提高各向異性磁阻結(jié)構(gòu)的性能。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，包括:基片、多個溝槽、垂直磁阻及平面磁阻，所述溝槽形成在所述基片中，所述垂直磁阻形成在所述溝槽的側(cè)壁以及基片的表面上，所述平面磁阻形成在所述基片的表面上，所述平面磁阻的兩端均比所述垂直磁阻的兩端超出第一長度，所述溝槽的兩端均比所述垂直磁阻的兩端超出第二長度，所述平面磁阻與所述垂直磁阻之間設(shè)有第一間距，所述平面磁阻兩端超出第一長度處形成有第二間距，所述第二間距與第一間距緊貼。
[0010]進一步的，所述第二間距的寬度范圍是0.05 μπι?0.2 μπι。
[0011 ] 進一步的，所述第一長度與所述第二長度相同。
[0012]進一步的，所述第一長度的范圍是4 μπι?6 μπι。
[0013]進一步的，所述第二長度的范圍4 μπι?6 μπι。
[0014]進一步的，所述垂直磁阻的長度范圍是180 μπι?200 μπι。
[0015]進一步的，所述第一間距的寬度范圍是0.05 μπι?0.2 μπι。
[0016]進一步的，所述平面磁阻及垂直磁阻的材質(zhì)均為鎳鐵合金。
[0017]進一步的，所述基片的材質(zhì)為娃。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:將平面磁阻的長度形成長于垂直磁阻的長度，將溝槽的長度相應(yīng)的增加，并且在平面磁阻超出的長度處形成第二間距，即在第一間距的基礎(chǔ)上增加了寬度，確保了后續(xù)的刻蝕能夠?qū)⑵矫娲抛韬痛怪贝抛杩拷鼫喜厶幙涛g開，避免兩者形成橋連，能夠提高各向異性磁阻的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中各向異性磁阻結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0020]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中各向異性磁阻結(jié)構(gòu)的俯視局部放大圖；
[0021]圖3為本發(fā)明一實施例中各向異性磁阻結(jié)構(gòu)的俯視局部放大圖。

【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)進行更詳細的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。
[0023]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因為它們會使本發(fā)明由于不必要的細節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費時間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0024]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0025]請參考圖2，由于現(xiàn)有技術(shù)中的垂直磁阻21和平面磁阻22之間的間距SI在小于
0.2 μπι時，在形成間距時，需要涂覆光阻，由于光阻在溝槽10兩端處易流入溝槽10中，使位于基片表面靠近溝槽10處的光阻較少，容易導(dǎo)致后續(xù)刻蝕此處形成間距失敗，出現(xiàn)橋連的現(xiàn)象。有鑒于此，發(fā)明人通過增加平面磁阻、溝槽的長度，并且增加超出部分處間距的寬度，從而保證曝光后位于此處的光阻能夠完全起到刻蝕掩膜的作用，避免出現(xiàn)橋連現(xiàn)象。
[0026]具體的，請參考圖3，在本實施例中，提出了一種各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，包括:基片、多個溝槽100、垂直磁阻210及平面磁阻220，所述溝槽100形成在所述基片上，所述垂直磁阻210形成在所述溝槽100的側(cè)壁以及基片的表面中，所述平面磁阻220形成在所述基片的表面上，所述平面磁阻220的兩端均比所述垂直磁阻210的兩端超出第一長度LI，所述溝槽100的兩端均比所述垂直磁阻210的兩端超出第二長度L2，所述平面磁阻220與所述垂直磁阻210之間設(shè)有第一間距SI (圖3中并未標(biāo)注，具體可以參考圖2)，所述平面磁阻220兩端超出第二長度LI處形成有第二間距S2，所述第二間距S2與第一間距SI緊貼。
[0027]在本實施例中，所述基片的材質(zhì)為硅，所述第二間距S2的寬度范圍是0.05 ym?0.2 μ m，例如是0.1 μ m，所述第一間距SI的寬度范圍是0.05 μ m?0.2 μ m，例如是0.15 μm，通過增加超出部分的間距，確保平面磁阻220與垂直磁阻210位于溝槽100兩端處被完全刻蝕隔離開。
[0028]為了能夠避免平面磁阻220和垂直磁阻210在溝槽100兩端形成橋連，本實施例中使平面磁阻220的兩端均比所述垂直磁阻210的兩端超出第一長度LI，并且還使溝槽100的兩端均比所述垂直磁阻210的兩端超出第二長度L2，保證所述第一長度LI與所述第二長度L2相同，即使兩者同步增加。其中增加的所述第一長度LI的范圍是4 μπι?6 μπι，例如是5 μ m ;增加的所述第二長度L2的范圍是4 μ m?6 μ m，例如也是5 μ m。
[0029]在本實施例中，所述垂直磁阻210的長度L范圍是180 μπι?200 μπι，例如是190 μ mo該長度也是形成的各向異性磁阻的有效長度，使各向異性磁阻的性能可控。所述平面磁阻220及垂直磁阻210的材質(zhì)均為鎳鐵合金，其在不同磁場下具有不同電阻的特性。
[0030]其中，所述垂直磁阻210包括形成在位于所述溝槽100側(cè)壁及位于基片表面的磁性材料，兩者連接在一起。所述第一間距SI為所述平面磁阻220與所述垂直磁阻210中位于基片表面的部分磁性材料200之間的距離。其中，所述平面磁阻220用于后續(xù)形成X軸和Y軸的磁阻，垂直磁阻210用于作為Z軸磁阻，從而能夠獲得各向異性磁阻結(jié)構(gòu)。
[0031]綜上，在本發(fā)明實施例提供的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)中，將平面磁阻的長度形成長于垂直磁阻的長度，將溝槽的長度相應(yīng)的增加，并且在平面磁阻超出的長度處形成第二間距，即在第一間距的基礎(chǔ)上增加了寬度，確保了后續(xù)的刻蝕能夠?qū)⑵矫娲抛韬痛怪贝抛杩拷鼫喜厶幙涛g開，避免兩者形成橋連，能夠提高各向異性磁阻的性能。
[0032]上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不對本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對本發(fā)明揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:基片、多個溝槽、垂直磁阻及平面磁阻，所述溝槽形成在所述基片中，所述垂直磁阻形成在所述溝槽的側(cè)壁以及基片的表面上，所述平面磁阻形成在所述基片的表面上，所述平面磁阻的兩端均比所述垂直磁阻的兩端超出第一長度，所述溝槽的兩端均比所述垂直磁阻的兩端超出第二長度，所述平面磁阻與所述垂直磁阻之間設(shè)有第一間距，所述平面磁阻兩端超出第一長度處形成有第二間距，所述第二間距與第一間距緊貼。
2.如權(quán)利要求1所述的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二間距的寬度范圍是0.05 μ m ?0.2 μ m。
3.如權(quán)利要求1所述的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一長度與所述第二長度相同。
4.如權(quán)利要求3所述的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一長度的范圍是4 μ m ?6 μ m。
5.如權(quán)利要求3所述的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二長度的范圍是4 μ m ?6 μ m。
6.如權(quán)利要求1所述的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述垂直磁阻的長度范圍是180 μ m ?200 μ m0
7.如權(quán)利要求1所述的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一間距的寬度范圍是0.05 μ m ?0.2 μ m。
8.如權(quán)利要求1所述的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述平面磁阻及垂直磁阻的材質(zhì)均為鎳鐵合金。
9.如權(quán)利要求1所述的各向異性磁阻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基片的材質(zhì)為硅。
【文檔編號】H01L43/08GK104485415SQ201410844147
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】時延, 王健鵬, 王俊杰 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司