本發(fā)明涉及半導體器件及工藝，尤其涉及一種磁傳感器及磁傳感器的制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，物聯(lián)網(wǎng)、智能化技術(shù)蓬勃發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)、智能化技術(shù)發(fā)展過程中磁傳感器發(fā)揮了重要作用，因此保證磁傳感器的性能是十分重要的。由于溫度改變而引起磁傳感器輸出變化，導致磁傳感器不穩(wěn)定。為了提高磁傳感器溫度穩(wěn)定性，要求磁傳感器中惠斯通全橋結(jié)構(gòu)的相鄰兩個橋臂上的磁阻單元隨外磁場的變化是相反的，這就意味著構(gòu)成橋臂的相鄰兩個磁阻單元應(yīng)當具有相反的磁釘扎方向。

2、已有技術(shù)中，通過如下方式實現(xiàn)磁傳感器中惠斯通全橋結(jié)構(gòu)相鄰兩個橋臂上的磁阻單元具有相反的磁釘扎方向：第一種是機械拼裝的方法，該方法是將相鄰橋臂所在磁阻單元相對旋轉(zhuǎn)180度，磁阻單元之間通過引線鍵合；第二種方法是通過電流或者輻射的方式實現(xiàn)局部退火從而改變橋臂上磁阻單元的釘扎方向；第三種方法是在同片晶圓上分區(qū)沉積不同結(jié)構(gòu)的薄膜，使其釘扎方向相反；第四種方法是通過磁通聚集器結(jié)構(gòu)彎曲磁感線，讓相鄰橋臂上磁阻單元檢測到的外磁場方向相反。但是，上述方法難以做到精確且高效的控制，也就難以保證惠斯通全橋結(jié)構(gòu)相鄰兩個橋臂上的磁電阻單元的磁釘扎方向完全相反，并且工藝較復雜、制備成本高，磁阻單元性能一致性差，以及磁傳感器體積增大，不利于小型化。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個目的在于提供一種磁傳感器的制備方法，以控制磁阻單元相對旋轉(zhuǎn)180度，滿足惠斯通全橋結(jié)構(gòu)相鄰兩個橋臂上的磁電阻單元具有相反的磁釘扎方向，提高磁傳感器性能的穩(wěn)定性。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種磁傳感器。本發(fā)明的第二個目的在于提供一種雙軸磁傳感器。本發(fā)明的第三個目的在于提供一種三軸磁傳感器。

2、為了達到以上目的，本發(fā)明一方面公開了一種磁傳感器的制備方法，所述制備方法包括：對第一襯底進行刻蝕，形成第一凸起；在刻蝕處理后的所述第一襯底上形成第二襯底，所述第二襯底對應(yīng)所述第一凸起具有第一凹陷；在所述第二襯底上形成全橋連接的第一磁阻、第二磁阻、第三磁阻和第四磁阻，其中，所述第一磁阻、所述第二磁阻、所述第三磁阻和所述第四磁阻的釘扎方向相同，所述第一磁阻分別與所述第二磁阻和所述第四磁阻的一端電連接，所述第三磁阻分別與所述第二磁阻和所述第四磁阻的另一端電連接，所述第一磁阻和所述第三磁阻位于所述第一凹陷的一側(cè)，所述第二磁阻和所述第四磁阻位于所述第一凹陷的另一側(cè)；剝離所述第一襯底得到磁傳感器本體；沿所述第一凹陷對折所述磁傳感器本體使所述第一磁阻和所述第三磁阻的釘扎方向與所述第二磁阻和所述第四磁阻的釘扎方向相反。

3、優(yōu)選的，所述方法還包括：在所述第一凹陷內(nèi)確定折疊線；所述沿所述第一凹陷對折所述磁傳感器本體包括：沿所述折疊線對折所述磁傳感器本體。

4、優(yōu)選的，所述在所述第一凹陷內(nèi)確定折疊線包括：在所述第一凹陷的最薄處確定所述折疊線。

5、優(yōu)選的，所述第一凹陷最薄處的厚度小于所述第二襯底的厚度的三分之一。

6、優(yōu)選的，所述沿所述折疊線對折所述磁傳感器本體包括：將所述第一凹陷一側(cè)的所述磁傳感器本體沿所述折疊線對折至所述第一凹陷另一側(cè)的所述磁傳感器本體的上方或下方。

7、優(yōu)選的，所述在所述第二襯底上形成全橋連接的第一磁阻、第二磁阻、第三磁阻和第四磁阻包括：在所述第二襯底上形成四個磁阻的底電極，所述底電極包括所述第一磁阻與所述第二磁阻共用的第一底電極和所述第三磁阻與所述第四磁阻共用的第二底電極；在所述底電極上分別形成四個磁阻；在四個磁阻上分別形成頂電極；形成外接電極，所述外接電極包括第一激勵電極、第一輸出電極、第二激勵電極和第二輸出電極，所述第一底電極與所述第一激勵電極電連接，所述第二底電極與所述第二激勵電極電連接，所述第二磁阻和所述第三磁阻共用的頂電極與所述第一輸出電極電連接，所述第一磁阻和所述第四磁阻共用的頂電極與所述第二輸出電極電連接。

8、優(yōu)選的，所述在所述第二襯底上形成四個磁阻的底電極包括：在所述第二襯底上沉積第一導電材料；對所述第一導電材料上進行圖形化形成四個磁阻的底電極。

9、優(yōu)選的，所述在所述底電極上分別形成四個磁阻包括：所述在所述第二襯底上沉積磁性材料；在所述磁性材料上與所述底電極或所述頂電極對應(yīng)位置處進行圖形化形成所述第一磁阻、所述第二磁阻、所述第三磁阻和所述第四磁阻。

10、優(yōu)選的，所述在四個磁阻上分別形成頂電極包括：在全橋連接的所述第一磁阻、所述第二磁阻、所述第三磁阻、所述第四磁阻和所述底電極上沉積介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層上形成頂電極。

11、優(yōu)選的，所述在所述介質(zhì)層上形成頂電極包括：對所述第一磁阻、所述第二磁阻、所述第三磁阻、所述第四磁阻上方的所述介質(zhì)層進行圖形化形成通孔；在形成通孔的所述介質(zhì)層上沉積第二導電材料；在所述第二導電材料上進行圖形化形成所述頂電極。

12、優(yōu)選的，所述方法還包括：在所述頂電極上形成保護層。

13、優(yōu)選的，所述在刻蝕處理后的所述第一襯底上形成第二襯底包括：在刻蝕處理后的所述第一襯底上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成所述第二襯底。

14、優(yōu)選的，所述第二襯底的材料為柔性材料。

15、本發(fā)明還公開了一種磁傳感器，通過上述的磁傳感器的制備方法制備得到。

16、本發(fā)明還公開了一種雙軸磁傳感器，包括兩個堆疊的磁傳感器，至少一個所述磁傳感器通過上述的磁傳感器的制備方法制備得到；其中，兩個所述磁傳感器的磁敏感方向在面內(nèi)正交設(shè)置。

17、本發(fā)明還公開了一種三軸磁傳感器，包括堆疊的第一磁傳感器、第二磁傳感器和第三磁傳感器，至少一個磁傳感器通過上述的磁傳感器的制備方法制備得到；其中，所述第一磁傳感器和所述第二磁傳感器的磁敏感方向在面內(nèi)正交設(shè)置，所述第三磁傳感器的磁敏感方向沿面外，且與所述第一磁傳感器和所述第二磁傳感器的磁敏感方向正交設(shè)置。

18、本發(fā)明實施例制備的磁傳感器，通過沿第一凹陷對折磁傳感器本體，實現(xiàn)將相鄰兩個磁阻元件進行對折處理，更好地控制相鄰兩個磁阻元件相對旋轉(zhuǎn)180度，從而可以更好地滿足惠斯通全橋結(jié)構(gòu)相鄰兩個橋臂上的磁電阻單元具有相反的磁釘扎方向，提高磁傳感器性能的穩(wěn)定性。以及，磁阻元件通過一次工藝成型，磁阻特性相同，保證磁阻的一致性。并且，上述對折方式，相比于已有的通過電流、輻射、分區(qū)沉積以及添加額外器件的方式相比，工藝相對簡單、控制精確，從而簡化了磁傳感器的制備工藝。

技術(shù)特征：

1.一種磁傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述在所述第一凹陷內(nèi)確定折疊線包括：

4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述第一凹陷最薄處的厚度小于所述第二襯底的厚度的三分之一。

5.如權(quán)利要求2至4中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述沿所述折疊線對折所述磁傳感器本體包括：

6.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述在所述第二襯底上形成全橋連接的第一磁阻、第二磁阻、第三磁阻和第四磁阻包括：

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述在所述第二襯底上形成四個磁阻的底電極包括：

8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述在所述底電極上分別形成四個磁阻包括：

9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述在四個磁阻上分別形成頂電極包括：

10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述在所述介質(zhì)層上形成頂電極包括：

11.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：

12.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述在刻蝕處理后的所述第一襯底上形成第二襯底包括：

13.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第二襯底的材料為柔性材料。

14.一種磁傳感器，其特征在于，通過權(quán)利要求1-13中任一項所述的磁傳感器的制備方法制備得到。

15.一種雙軸磁傳感器，其特征在于，包括兩個堆疊的磁傳感器，至少一個所述磁傳感器通過權(quán)利要求1-13中任一項所述的磁傳感器的制備方法制備得到；

16.一種三軸磁傳感器，其特征在于，包括堆疊的第一磁傳感器、第二磁傳感器和第三磁傳感器，至少一個磁傳感器通過權(quán)利要求1-13中任一項所述的磁傳感器的制備方法制備得到；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種磁傳感器及磁傳感器的制備方法，涉及半導體器件及工藝技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：對第一襯底進行刻蝕，形成第一凸起；在刻蝕處理后的第一襯底上形成第二襯底，第二襯底對應(yīng)第一凸起具有第一凹陷；在第二襯底上形成全橋連接的第一磁阻、第二磁阻、第三磁阻和第四磁阻，第一磁阻和第三磁阻位于第一凹陷的一側(cè)，第二磁阻和第四磁阻位于第一凹陷的另一側(cè)；剝離第一襯底得到磁傳感器本體；沿第一凹陷對折磁傳感器本體。本發(fā)明通過沿第一凹陷對折磁傳感器本體，實現(xiàn)將相鄰兩個磁阻元件進行對折處理，使得惠斯通全橋結(jié)構(gòu)相鄰兩個橋臂上的磁電阻單元具有相反的磁釘扎方向，提高磁傳感器性能的穩(wěn)定性，且工藝相對簡單。

技術(shù)研發(fā)人員：李云鵬,朱大鵬,趙巍勝,周子童,張丹丹,羅天任,牟倩倩
受保護的技術(shù)使用者：北京航空航天大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2