用于3damr的氮化钽刻蚀方法

文档序号:8513741阅读:635来源:国知局
用于3d amr的氮化钽刻蚀方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造领域,特别涉及一种用于3D AMR的氮化钽刻蚀方法。
【背景技术】
[0002]磁传感器广泛用于现代工业和电子产品中以感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数。以各向异性磁电阻(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)为例,镲铁合金层作为磁阻层。当外界磁场施加到磁阻层上时,磁阻层的磁畴旋转,使得磁阻层的电阻发生改变,磁阻层电阻的变化就反应在输出电压变化,实现监测外加磁场的目的。
[0003]近几年,各向异性磁阻传感器技术的发展,已经经历了单轴各向异性磁阻传感器、双轴各向异性磁阻传感器到三轴各向异性磁阻传感器(简称:三轴磁传感器,英文简拼:3DAMR)。在现有技术中,三轴磁传感器可全面检测空间X、Y、Z三个方向上的磁信号,得到普遍应用。
[0004]现有技术中,将集成电路技术应用于磁传感器领域,也促进了磁传感器的规模化生产和发展。
[0005]现有技术中的磁传感器制作过程中,涉及氮化钽刻蚀工艺,如图1所示,现有的氮化钽刻蚀工艺包括以下步骤:
[0006]提供衬底,衬底上沉积有氮化钽;
[0007]采用CF4对衬底上的氮化钽进行干法刻蚀形成开口 ;
[0008]接着,使用CF^ 02的混合气体进行处理开口表面,以去除开口附近的残留聚合物;
[0009]接着,使用O2干法刻蚀去除光刻胶;
[0010]最后使用湿法刻蚀去除光刻胶。
[0011]然而,由图2a和图2b中所示的器件的扫描电镜图可知,现有的氮化钽刻蚀工艺形成的器件,其开口位置处残留聚合物较多,导致器件对后续工艺要求较高,并且残留物太多不便于控制器件的开口尺寸,导致开口的尺寸难以控制,影响器件的性能。

【发明内容】

[0012]本发明提供一种用于3D AMR的氮化钽刻蚀方法,以解决氮化钽刻蚀后开口位置处残留物较多的问题。
[0013]为解决上述技术问题,本发明提供一种用于3D AMR的氮化钽刻蚀方法,包括:
[0014]提供衬底,衬底上依次沉积有镍铁合金层、氮化钽层和氮化硅层;
[0015]采用含氯气体刻蚀所述氮化硅层和氮化钽层,以形成开口 ;
[0016]刻蚀去除光刻胶。
[0017]作为优选,所述含氯气体为CljP BCl 3的混合气体。
[0018]作为优选,所述Cl2的气体流量为10_30sccm。
[0019]作为优选,所述BCl3的气体流量为20_60sccm。
[0020]作为优选,所述含氯气体中,8(:13与Cl 2的含量百分比大于等于2。
[0021]作为优选,刻蚀去除光刻胶步骤包括:干法刻蚀去除光刻胶,湿法刻蚀清洗开口表面的残留光刻胶。
[0022]作为优选,采用O2干法刻蚀去除所述光刻胶。
[0023]作为优选,干法刻蚀工艺形成开口。
[0024]作为优选,所述开口的尺寸小于等于0.2um。
[0025]作为优选,使用光刻胶和抗反射薄膜定义开口图案。
[0026]与现有技术相比,本发明的用于3D AMR的氮化钽刻蚀方法,包括:提供衬底,衬底上依次沉积有镍铁合金层、氮化钽层和氮化硅层;采用含氯气体刻蚀所述氮化硅层和氮化钽层,以形成开口 ;刻蚀去除光刻胶。本发明采用含氯气体直接对氮化钽进行刻蚀处理,使得刻蚀的残留聚合物大量减少,无需再通过使用CFjP O2的混合气体进行处理开口表面来去除开口附近的残留聚合物即可获得清晰的开口图案,即节省了工艺步骤,降低了生产成本,也获得了更加干净的器件,降低了器件后续的工艺难度,进一步降低了生产成本。此外,由于残留聚合物的减少,使得器件的开口尺寸更加的便于控制,因此器件的尺寸精确度也得以提高,进而增加了器件的性能。
【附图说明】
[0027]结合附图,并通过参考下面的详细描述,将会更容易地对本发明由更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征,其中:
[0028]图1示意性示出了根据现有技术中应用于三轴各向异性磁阻传感器的氮化钽刻蚀方法流程图;
[0029]图2a_2b示意性示出了根据现有技术中应用于三轴各向异性磁阻传感器的氮化钽刻蚀方法刻蚀后的器件的扫描电镜图;
[0030]图3示意性示出了根据本发明应用于三轴各向异性磁阻传感器的氮化钽刻蚀方法流程图;
[0031]图4a_4b示意性示出了根据本发明应用于三轴各向异性磁阻传感器的氮化钽刻蚀方法不同步骤的示意图;
[0032]图5a_5b示意性示出了根据本发明应用于三轴各向异性磁阻传感器的氮化钽刻蚀方法刻蚀后的器件的扫描电镜图。
[0033]图中所示:
[0034]100-衬底、200-绝缘层、300-第一氮化硅层、400-镍铁合金层、500-氮化钽层、600-第二氮化硅层、700-开口、800-抗反射涂层、900-光刻胶。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。需说明的是,本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0036]如图3所示,本发明提供的一种用于3D AMR的氮化钽刻蚀方法,具体包括以下步骤:
[0037]步骤1:提供衬底100。具体地,所述衬底100上依次沉积绝缘层200,对所述绝缘层200进行刻蚀以形成沟槽,接着,依次对带有沟槽的绝缘层200上一次沉积第一氮化硅层300、镍铁合金层400、氮化钽层500和第二氮化硅层600 ;较佳的,所述镍铁合金层400的厚度为230A、氮化钽层500为900A和第二氮化硅层600的厚度为850A。
[0038]步骤2:接着,采用含氯气体通过干法刻蚀工艺刻蚀所述衬底100上的氮化钽层500和第二氮化硅层600,以形成开口 700。
[0039]具体地,如图4a和图4b所示,本发明以抗反射涂层800和光刻胶900来定义开口700的图案,所述抗反射涂层800的厚度为1500?2500A,且其采用有机抗反射涂层,用于减少曝光过程中光在氮化钽层
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