各向异性磁阻结构的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种各向异性磁阻结构，将平面磁阻的长度形成长于垂直磁阻的长度，将沟槽的长度相应的增加，并且在平面磁阻超出的长度处形成第二间距，即在第一间距的基础上增加了宽度，确保了后续的刻蚀能够将平面磁阻和垂直磁阻靠近沟槽处刻蚀开，避免两者形成桥连，能够提高各向异性磁阻的性能。
【专利说明】各向异性磁阻结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体设计及制造领域，更具体地说，本发明涉及一种各向异性磁阻结构。
【背景技术】
[0002]各向异性磁阻(AMR)传感器是现代产业中的新型磁电阻效应传感器，AMR传感器正变得日益重要，尤其是在最新的智能手机，以及汽车产业中的停车传感器、角度传感器、自动制动系统(ABS)传感器以及胎压传感器中得到广泛应用。除各向异性磁阻(AMR)传感器外，磁性传感器目前的主要技术分支还有霍尔传感器、巨磁传感器(GMR)、隧道结磁传感器(TMR)等，但由于AMR传感器具有比霍尔效应传感器高得多的灵敏度，且技术实现上比GMR和TMR更加成熟，因此各向异性磁阻(AMR)传感器的应用比其他磁传感器的应用更加广泛。
[0003]3轴各向异性磁阻(3D AMR)磁传感器提供了一种测量地磁场内的线位置和/或线位移以及角位置和/或角位移的解决方案，其能够提供高空间分辨率和高精度，而且功耗很低。AMR磁传感器的工作原理是通过测量电阻变化来确定磁场强度。
[0004]在3轴(X轴、Y轴、Z轴)AMR的制程中，X轴和Y轴的磁阻材料形成在平面上，而Z轴的磁阻材料需要和X轴及Y轴形成的平面垂直，因此，要形成一个与平面垂直的沟槽(Trench)，以便将Z轴的磁阻材料形成在沟槽的侧壁。
[0005]图1为现有技术中各向异性磁阻结构的俯视图，其中，所述各向异性磁阻结构包括形成在基片上的多个沟槽10，形成在所述沟槽10侧壁上及侧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轴和Y轴的磁阻，垂直磁阻21即为Z轴的磁阻，平面磁阻22和垂直磁阻21之间需要形成一定的间距(Gap)，以进行隔离。
[0006]在形成间距时，通常是需要涂覆一层光阻在基片表面，然后再进行曝光、显影等工艺形成图案化的光阻，接着以图案化的光阻为掩膜刻蚀才能够形成所述间距。然而，由于基片表面上存在多个沟槽10，光阻通常为较为柔软的液体状，位于沟槽10附近的基片上的光阻会分布不均，一部分会流入沟槽10内，进一步会导致位于沟槽10处的刻蚀存在问题，出现如图1中椭圆形圈所示的桥连(bridge)，即平面磁阻22与垂直磁阻21发生短接现象。
[0007]随着工艺的发展，特征尺寸的逐渐缩小，当间距小于0.2 μπι时，上述问题格外严重，直接影响了形成的各向异性磁阻的性能。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种各向异性磁阻结构，能够避免出现平面磁阻与垂直磁阻发生桥连的现象，提高各向异性磁阻结构的性能。
[0009]为了实现上述目的，本发明提出了一种各向异性磁阻结构，包括:基片、多个沟槽、垂直磁阻及平面磁阻，所述沟槽形成在所述基片中，所述垂直磁阻形成在所述沟槽的侧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，所述平面磁阻的两端均比所述垂直磁阻的两端超出第一长度，所述沟槽的两端均比所述垂直磁阻的两端超出第二长度，所述平面磁阻与所述垂直磁阻之间设有第一间距，所述平面磁阻两端超出第一长度处形成有第二间距，所述第二间距与第一间距紧贴。
[0010]进一步的，所述第二间距的宽度范围是0.05 μπι?0.2 μπι。
[0011 ] 进一步的，所述第一长度与所述第二长度相同。
[0012]进一步的，所述第一长度的范围是4 μπι?6 μπι。
[0013]进一步的，所述第二长度的范围4 μπι?6 μπι。
[0014]进一步的，所述垂直磁阻的长度范围是180 μπι?200 μπι。
[0015]进一步的，所述第一间距的宽度范围是0.05 μπι?0.2 μπι。
[0016]进一步的，所述平面磁阻及垂直磁阻的材质均为镍铁合金。
[0017]进一步的，所述基片的材质为娃。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在:将平面磁阻的长度形成长于垂直磁阻的长度，将沟槽的长度相应的增加，并且在平面磁阻超出的长度处形成第二间距，即在第一间距的基础上增加了宽度，确保了后续的刻蚀能够将平面磁阻和垂直磁阻靠近沟槽处刻蚀开，避免两者形成桥连，能够提高各向异性磁阻的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为现有技术中各向异性磁阻结构的俯视图；
[0020]图2为现有技术中各向异性磁阻结构的俯视局部放大图；
[0021]图3为本发明一实施例中各向异性磁阻结构的俯视局部放大图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合示意图对本发明的各向异性磁阻结构进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
[0023]为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0024]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常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。
[0025]请参考图2，由于现有技术中的垂直磁阻21和平面磁阻22之间的间距SI在小于
0.2 μπι时，在形成间距时，需要涂覆光阻，由于光阻在沟槽10两端处易流入沟槽10中，使位于基片表面靠近沟槽10处的光阻较少，容易导致后续刻蚀此处形成间距失败，出现桥连的现象。有鉴于此，发明人通过增加平面磁阻、沟槽的长度，并且增加超出部分处间距的宽度，从而保证曝光后位于此处的光阻能够完全起到刻蚀掩膜的作用，避免出现桥连现象。
[0026]具体的，请参考图3，在本实施例中，提出了一种各向异性磁阻结构，包括:基片、多个沟槽100、垂直磁阻210及平面磁阻220，所述沟槽100形成在所述基片上，所述垂直磁阻210形成在所述沟槽100的侧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的两端均比所述垂直磁阻210的两端超出第一长度LI，所述沟槽100的两端均比所述垂直磁阻210的两端超出第二长度L2，所述平面磁阻220与所述垂直磁阻210之间设有第一间距SI (图3中并未标注，具体可以参考图2)，所述平面磁阻220两端超出第二长度LI处形成有第二间距S2，所述第二间距S2与第一间距SI紧贴。
[0027]在本实施例中，所述基片的材质为硅，所述第二间距S2的宽度范围是0.05 ym?0.2 μ m，例如是0.1 μ m，所述第一间距SI的宽度范围是0.05 μ m?0.2 μ m，例如是0.15 μm，通过增加超出部分的间距，确保平面磁阻220与垂直磁阻210位于沟槽100两端处被完全刻蚀隔离开。
[0028]为了能够避免平面磁阻220和垂直磁阻210在沟槽100两端形成桥连，本实施例中使平面磁阻220的两端均比所述垂直磁阻210的两端超出第一长度LI，并且还使沟槽100的两端均比所述垂直磁阻210的两端超出第二长度L2，保证所述第一长度LI与所述第二长度L2相同，即使两者同步增加。其中增加的所述第一长度LI的范围是4 μπι?6 μπι，例如是5 μ m ;增加的所述第二长度L2的范围是4 μ m?6 μ m，例如也是5 μ m。
[0029]在本实施例中，所述垂直磁阻210的长度L范围是180 μπι?200 μπι，例如是190 μ mo该长度也是形成的各向异性磁阻的有效长度，使各向异性磁阻的性能可控。所述平面磁阻220及垂直磁阻210的材质均为镍铁合金，其在不同磁场下具有不同电阻的特性。
[0030]其中，所述垂直磁阻210包括形成在位于所述沟槽100侧壁及位于基片表面的磁性材料，两者连接在一起。所述第一间距SI为所述平面磁阻220与所述垂直磁阻210中位于基片表面的部分磁性材料200之间的距离。其中，所述平面磁阻220用于后续形成X轴和Y轴的磁阻，垂直磁阻210用于作为Z轴磁阻，从而能够获得各向异性磁阻结构。
[0031]综上，在本发明实施例提供的各向异性磁阻结构中，将平面磁阻的长度形成长于垂直磁阻的长度，将沟槽的长度相应的增加，并且在平面磁阻超出的长度处形成第二间距，即在第一间距的基础上增加了宽度，确保了后续的刻蚀能够将平面磁阻和垂直磁阻靠近沟槽处刻蚀开，避免两者形成桥连，能够提高各向异性磁阻的性能。
[0032]上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种各向异性磁阻结构，其特征在于，包括:基片、多个沟槽、垂直磁阻及平面磁阻，所述沟槽形成在所述基片中，所述垂直磁阻形成在所述沟槽的侧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，所述平面磁阻的两端均比所述垂直磁阻的两端超出第一长度，所述沟槽的两端均比所述垂直磁阻的两端超出第二长度，所述平面磁阻与所述垂直磁阻之间设有第一间距，所述平面磁阻两端超出第一长度处形成有第二间距，所述第二间距与第一间距紧贴。
2.如权利要求1所述的各向异性磁阻结构，其特征在于，所述第二间距的宽度范围是0.05 μ m ?0.2 μ m。
3.如权利要求1所述的各向异性磁阻结构，其特征在于，所述第一长度与所述第二长度相同。
4.如权利要求3所述的各向异性磁阻结构，其特征在于，所述第一长度的范围是4 μ m ?6 μ m。
5.如权利要求3所述的各向异性磁阻结构，其特征在于，所述第二长度的范围是4 μ m ?6 μ m。
6.如权利要求1所述的各向异性磁阻结构，其特征在于，所述垂直磁阻的长度范围是180 μ m ?200 μ m0
7.如权利要求1所述的各向异性磁阻结构，其特征在于，所述第一间距的宽度范围是0.05 μ m ?0.2 μ m。
8.如权利要求1所述的各向异性磁阻结构，其特征在于，所述平面磁阻及垂直磁阻的材质均为镍铁合金。
9.如权利要求1所述的各向异性磁阻结构，其特征在于，所述基片的材质为硅。
【文档编号】H01L43/08GK104485415SQ201410844147
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】时延, 王健鹏, 王俊杰 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司