据权利要求1所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 所述制备工艺具体包括如下步骤: 步骤SlOl、外围电路的基底上设有第一金属层或MM电容，MIM电容包含两层金属和一层介质层； 步骤S102、沉积第一介质材料，形成通孔，沉积金属材料，图形化形成金属图形，作为第二金属层； 步骤103、沉积第二介质材料，采用化学机械抛光平坦化； 步骤S104、打开通孔，沉积金属，进行光刻，引出第二金属层； 步骤S105、在第一金属层上方、第二金属层的一侧形成沟槽,刻蚀时自停止在第一金属层上方； 步骤S106、沉积第三介质材料； 步骤S107、沉积磁材料，图形化；生成磁传感器的图形，形成感应单元的磁材料层，并通过沟槽的应用形成导磁单元；所述导磁单元的主体部分设置于沟槽内，用以感应第三方向的磁信号，并将该磁信号输出到感应单元进行测量；感应单元靠近沟槽设置，与导磁单元之间连接或断开，或者部分连接、部分断开，用以测量第一方向或/和第二方向的磁场，结合导磁单元输出的磁信号，能测量被导磁单元引导到第一方向或/和第二方向的第三方向磁场；第一方向、第二方向、第三方向两两相互垂直； 步骤S108、沉积绝缘材料，形成绝缘材料层； 步骤S109、打开窗口，将磁材料层上的电极引出，将其他电极引出； 步骤S110、制造后续的介质层和金属层，用于布线，或者实现SET/RESET，或者实现自检测。
7.根据权利要求6所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 步骤S104中，在通孔内利用化学气相沉积法沉积金属钨，化学机械抛光平坦化，去除基底表面的金属钨，只保留孔内的金属钨。
8.根据权利要求6所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 所述步骤S104中，还包括在金属钨上方沉积金属，图形化；沉积的金属材料能阻挡后续开通孔时候的过刻蚀；步骤S104还包括:在通孔内直接沉积第三金属层，并进行光刻。
9.根据权利要求6所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 步骤S105中，所述第一金属层为含Al材料或者含Ti材料的一层或者多层； 步骤S106中，第三介质材料为多层或单层，第三介质材料包括S1x或/和SiNx或/和S1x/SiN材料一种或者多种； 步骤S107中，磁材料上还设有一层或多层保护材料层。
10.根据权利要求6所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 所述制备工艺步骤SllO中，沉积金属，图形化，沉积的金属层作为自检测金属层或者SET/RESET。
11.根据权利要求1所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 所述制备工艺具体包括如下步骤: 步骤S201、外围电路的基底上设有第一金属层； 步骤S202、在第一金属层上沉积绝缘自停止层，而后沉积第一介质材料，形成通孔，沉积金属材料引出第一金属层，图形化，光刻，形成金属图形，作为第二金属层； 步骤S203、沉积第二介质材料，采用化学机械抛光平坦化； 步骤S204、打开通孔，沉积金属，进行光刻，引出第二金属层； 步骤S205、在绝缘自停止层上方、第二金属层的一侧形成沟槽，刻蚀沟槽时自停止在绝缘自停止层上方； 步骤S206、沉积第三介质材料； 步骤S207、沉积磁材料，图形化；生成磁传感器的图形，形成感应单元的磁材料层，并通过沟槽的应用形成导磁单元；所述导磁单元的主体部分设置于沟槽内，用以感应第三方向的磁信号，并将该磁信号输出到感应单元进行测量；感应单元靠近沟槽设置，与导磁单元之间连接或断开，或者部分连接、部分断开，用以测量第一方向或/和第二方向的磁场，结合导磁单元输出的磁信号，能测量被导磁单元引导到第一方向或/和第二方向的第三方向磁场；第一方向、第二方向、第三方向两两相互垂直； 步骤S208、沉积绝缘材料，形成绝缘材料层； 步骤S209、打开窗口，将磁材料层上的电极引出，并将其他电极引出。
12.根据权利要求11所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 所述步骤S203中，采用化学机械抛光平坦化停在第二金属层上，同时，保留1000?15000A厚度的第二介质材料。
13.根据权利要求11所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 所述制备工艺还包括步骤S210，多次沉积介质层和金属层，进行图形化；沉积的金属层作为自检测金属层或者SET/RESET作用。
14.根据权利要求11所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 步骤S204中，在通孔内利用化学气相沉积法沉积金属钨，化学机械抛光平坦化，去除基底表面的金属钨，只保留孔内的金属钨。
15.根据权利要求14所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 步骤S204中，还包括在金属钨上方沉积金属，光刻图形化后形成金属图形，沉积的金属材料能阻挡后续开通孔时候的过刻蚀。
16.根据权利要求11所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 步骤S205中，所述第一金属层为含Al材料或者含Ti材料； 步骤S206中，第三介质材料为多层或单层，第三介质材料包括S1x或/和SiN或/和S1x/SiN 材料； 步骤S207中，磁材料上还设有一层或多层保护材料层。
17.根据权利要求6或11所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 所述制备工艺还包括继续制造介质层和金属层。
18.根据权利要求1所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 所述制备工艺具体包括如下步骤: 步骤S301、外围电路的基底上设有第一金属层； 步骤S302、在第一金属层上沉积绝缘自停止层，而后沉积第一介质材料，形成通孔，沉积金属材料，图形化，光刻，形成金属图形，作为第二金属层； 步骤S303、沉积第二介质材料和第三介质材料，采用化学机械抛光平坦化，停在第二介质材料层上方； 步骤S304、在绝缘自停止层上方、第二金属层的一侧形成沟槽，刻蚀时自停止在绝缘自停止层上方； 步骤S305、沉积磁材料，图形化；或先沉积第四介质层，随后沉积磁材料层；生成磁传感器的图形，形成感应单元的磁材料层，并通过沟槽的应用形成导磁单元；所述导磁单元的主体部分设置于沟槽内，用以感应第三方向的磁信号，并将该磁信号输出到感应单元进行测量；感应单元靠近沟槽设置，与导磁单元之间连接或断开，或者部分连接、部分断开，用以测量第一方向或/和第二方向的磁场，结合导磁单兀输出的磁信号，能测量被导磁单兀引导到第一方向或/和第二方向的第三方向磁场；第一方向、第二方向、第三方向两两相互垂直； 步骤S306、沉积第五介质材料，形成第五介质材料层； 步骤S307、打开窗口，同时将磁材料层上的电极和第二金属层还有其他电极引出。
19.根据权利要求18所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 步骤S304中，所述第一金属层为含铝材料或者含钛材料； 步骤S305中，第二介质材料为多层或单层，第二介质材料包括SiN或/和S1x/或/和S1x/SiN材料； 步骤S306中，磁材料上还设有一层或多层保护材料层。
20.根据权利要求1所述的磁传感装置的制备工艺，其特征在于: 所述制备工艺具体包括如下步骤: 步骤S401、外围电路的基底上设有第一金属层； 步骤S402、在第一金属层上沉积绝缘自停止层，而后沉积第一介质材料，形成通孔，沉积金属材料，图形化，光刻，形成金属图形，作为第二金属层； 步骤S403、沉积第二介质材料，采用化学机械抛光平坦化，停在第二金属层上； 步骤S404、在绝缘自停止层或第一金属层上方、第二金属层的一侧形成沟槽，刻蚀时自停止在绝缘自停止层或第一金属层上方； 步骤S405、沉积第三介质材料； 步骤S406、沉积磁材料，图形化；生成磁传感器的图形，形成感应单元的磁材料层，并通过沟槽的应用形成导磁单元；所述导磁单元的主体部分设置于沟槽内，用以感应第三方向的磁信号，并将该磁信号输出到感应单元进行测量；感应单元靠近沟槽设置，与导磁单元之间连接或断开，或者部分连接、部分断开，用以测量第一方向或/和第二方向的磁场，结合导磁单元输出的磁信号，能测量被导磁单元引导到第一方向或/和第二方向的第三方向磁场；第一方向、第二方向、第三方向两两相互垂直； 步骤S407、沉积绝缘材料，形成绝缘材料层； 步骤S408、打开窗口，将磁材料层上的电极引出，将其他电极引出。
21.一种磁传感装置，其特征在于，所述磁传感装置包括: 基底，含有COMS电路及至少两层顶层金属层，至少包括第一金属层、第二金属层，第二金属层位于第一金属层上方； 介质材料层，设置于第一金属层上方、第一金属层与第二金属层之间、第二金属层上方；介质材料层设有沟槽，沟槽位于第一金属层上，或者，沟槽位于第一金属层上方的自停止层上； 导磁单元，其主体部分设置于所述沟槽内，并有部分露出沟槽至基底表面，用以感应第三方向的磁信号，并将该磁信号输出到感应单元进行测量； 感应单兀，用以测量第一方向或/和第二方向的磁场，结合导磁单兀输出的磁信号，能测量被导磁单兀引导到第一方向或/和第二方向测量的第三方向磁场；第一方向、第二方向、第三方向两两相互垂直；所述感应单元包括磁材料层、电极层，所述导磁单元、磁材料层连接或断开，或者部分连接部分断开。
【专利摘要】本发明揭示了一种磁传感装置及其制备工艺，所述制备工艺包括：步骤一、外围电路的基底上设有至少两层顶层金属层，至少包括第一金属层、第二金属层，第二金属层位于第一金属层上方，并引出第二金属层；步骤二、在基底上刻蚀形成沟槽，或者，刻蚀到第一金属层上方后自停止，形成底部平坦的沟槽；步骤三、沉积绝缘介质材料，而后沉积磁材料，磁材料的一部分位于基底上表面，另一部分位于沟槽内；步骤四、图形化，生成磁传感器的图形，形成感应单元的磁材料层，并通过沟槽的应用形成导磁单元；步骤五、沉积绝缘材料，打开电连接窗口，将磁材料层的电极引出，并将其他电极引出。
【IPC分类】G01R33-09
【公开号】CN104793154
【申请号】CN201410027189
【发明人】张挺, 杨鹤俊, 王宇翔
【申请人】上海矽睿科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月21日