改進(jìn)z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻及其制備方法。
【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(jī)，以及汽車產(chǎn)業(yè)中的停車傳感器、角度傳感器、自動(dòng)制動(dòng)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(shí)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(3DAMR)磁傳感器提供了一種測(cè)量地磁場(chǎng)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(guò)測(cè)量電阻變化來(lái)確定磁場(chǎng)強(qiáng)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(gè)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)的3軸AMR的俯視圖。如圖1所示，首先在基片上形成了多個(gè)溝槽10(圖1中僅顯示一個(gè)溝槽10)，然后在溝槽10及基片的表面形成一層磁阻材料，接著，進(jìn)行第一次刻蝕，去除位于溝槽10底部表面的磁性材料以及位于基片表面不需要的磁性材料，形成預(yù)定的平面磁阻22以及與平面磁阻22相連的位于溝槽10側(cè)壁上的垂直磁阻21，其中，平面磁阻22用于后續(xù)形成X軸及Y軸的磁阻，垂直磁阻21用于形成Z軸的磁阻。
[0006]在形成3軸AMR之后，通常還會(huì)形成復(fù)位電路，如圖1中所示，復(fù)位電路為金屬線30，其橫跨所述溝槽10并位于平面磁阻22之上。在進(jìn)行復(fù)位時(shí)，對(duì)金屬線30沿著箭頭方向施加電流，則產(chǎn)生從右向左(沿著溝槽10的橫向方向)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)使得平面磁阻22中磁疇沿磁場(chǎng)方向進(jìn)行排列，同樣，溝槽10側(cè)壁的垂直磁阻21同樣從右向左進(jìn)行排列。通反向電流時(shí)，磁疇則相應(yīng)的從左向右排列。
[0007]如上文所述，復(fù)位電路使得垂直磁阻21的磁疇沿溝槽10的長(zhǎng)度方向在水平方向進(jìn)行排序。而對(duì)于Z軸來(lái)說(shuō)，在工作時(shí)，感應(yīng)Z方向磁場(chǎng)是在溝槽10深度方向的垂直方向上起作用。雖然現(xiàn)有技術(shù)中垂直磁阻21的磁疇在水平方向排序的越好，其穩(wěn)定性越好，但是可參與在垂直方向上的工作的磁疇就越少，導(dǎo)致Z軸的垂直磁阻21靈敏度越差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻及其制備方法，能夠在不降低穩(wěn)定性的前提下，提高Z軸的靈敏度。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻，包括:平面磁阻、垂直磁阻、鈍化層及垂直磁阻修復(fù)電路，所述平面磁阻形成在基片的表面，所述垂直磁阻形成在所述基片上溝槽的側(cè)壁表面，所述鈍化層形成在所述垂直磁阻表面，所述垂直磁阻修復(fù)電路形成在所述鈍化層上。
[0010]進(jìn)一步的，在所述的改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻中，還包括電極，所述電極形成在所述溝槽外的鈍化層上，并與所述垂直磁阻修復(fù)電路相連。
[0011 ] 進(jìn)一步的，在所述的改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻中，還包括平面磁阻修復(fù)電路，所述平面磁阻修復(fù)電路位于所述基片表面，并橫跨所述溝槽。
[0012]進(jìn)一步的，在所述的改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻中，所述平面磁阻修復(fù)電路為金屬線。
[0013]進(jìn)一步的，在所述的改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻中，所述垂直磁阻修復(fù)電路為金屬線。
[0014]進(jìn)一步的，在所述的改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻中，所述鈍化層材質(zhì)為氮化娃。
[0015]進(jìn)一步的，在所述的改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻中，所述平面磁阻及垂直磁阻的材質(zhì)為NiFe。
[0016]在本發(fā)明中，還提出了一種改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻的制備方法，用于形成如上文所述的3軸各向異性磁阻，包括步驟:
[0017]提供基片，所述基片上形成有多個(gè)溝槽；
[0018]在所述基片表面形成平面磁阻，在所述溝槽側(cè)壁表面形成垂直磁阻；
[0019]在所述垂直磁阻表面形成鈍化層；
[0020]在所述鈍化層上形成垂直磁阻修復(fù)電路。
[0021]進(jìn)一步的，在所述的改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻的制備方法中，形成所述垂直磁阻修復(fù)電路步驟包括:
[0022]在所述基片及溝槽側(cè)壁上沉積金屬層；
[0023]刻蝕所述金屬層，形成垂直磁阻修復(fù)電路及電極，所述電極形成在所述溝槽外的鈍化層上，并與所述垂直磁阻修復(fù)電路相連。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:在垂直磁阻上形成專門對(duì)其進(jìn)行修復(fù)的垂直磁阻修復(fù)電路，能夠使垂直磁阻的磁疇沿溝槽深度的垂直方向進(jìn)行排序，能夠確保垂直磁阻的穩(wěn)定性，此外，由于垂直磁阻的磁疇在垂直方向排序，因此可參與在垂直方向上的工作的磁疇增多，從而能夠提高Z軸的垂直磁阻靈敏度。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的3軸軸各向異性磁阻的俯視圖；
[0026]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中3軸各向異性磁阻的俯視圖；
[0027]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中3軸各向異性磁阻溝槽橫向的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)Z軸靈敏度的3軸各向異性磁阻及其制備方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)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(shí)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(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0029]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)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(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)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(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
[0030]在下列段落中