[发明专利]一种磁阻传感器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁阻传感器的制造方法，更具体地涉及用于集成有信号处理电路的单片磁阻传感器的制造方法。

背景技术

本发明涉及磁阻(MR)传感器，特别地，本发明涉及信号处理电路和磁阻金属条如何进行工艺集成的问题。

磁阻传感器是根据磁性材料的磁阻效应制成的。磁性材料如坡莫合金具有各向异性，对它进行磁化时，其磁化方向将取决于材料的易磁化轴、材料的形状和磁化磁场的方向。当给带状坡莫合金材料通电流时，材料的电阻取决于电流的方向与磁化方向的夹角，如果给材料施加一个磁场B(被测磁场)，就会使原来的磁化方向转动。如果磁化方向转向垂直于电流的方向，则材料的电阻将减小，如果磁化方向转向平行于电流的方向，则材料的电阻将增大。磁阻传感器一般由四个这样的电阻组成，并将它们连接成惠斯通电桥的形式。在被测磁场B作用下，电桥中位于相对位置的两个电阻阻值增大，另外两个电阻的阻值减小，在其线性范围内，电桥的输出电压与被测磁场B的空间角度有关系，这样就达到了测试外界磁场方向的目的。

磁阻传感器通常在一个芯片上同时集成信号处理电路和感应磁场的磁阻金属条，采取的方式一般为先在硅衬底上制作完电路器件，然后再在金属布线层集成磁阻金属条，但是为了节省面积，磁阻金属条往往直接制作在电路上面，由于制作了电路的缘故，此时的硅片表面会变得不平整，如果磁阻金属条直接制作在不平整的表面上，可能会造成四个磁阻金属条的阻值相差较大。理论上，电桥的四个电阻在没有外界磁场时电阻值应该相等，但是实际上由于工艺偏差都会存在一定差异，称之为零点漂移，如果再加上表面不平整的影响，就会导致误差较大，从而会大大增加零点漂移。另外，由于表面不平整造成磁阻金属条的形状不规则，会影响到磁阻金属条对于磁场角度变化的响应，从而造成输出电压偏离计算值，严重影响到电路输出的线性度。本发明提供一种解决表面不平整的方法，可以实现磁阻金属条都制作在同一个平面上。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁阻传感器的制造方法，该方法可实现将磁阻金属条制作在同一个平整的表面上。

本发明的一种磁阻传感器的制造方法，在已制作完信号处理电路的硅片表面的绝缘介质层上刻蚀出一平整的浅槽，具体包括：在所述绝缘介质层上涂覆一层第一光刻胶；将涂覆了所述第一光刻胶的硅片进行第一次烘胶；在进行了第一次烘胶的硅片上再涂覆一层第二光刻胶，所述第一和第二光刻胶中的一个为正性光刻胶，所述第一和第二光刻胶中的另一个为负性光刻胶；将涂覆了所述第二光刻胶的硅片进行第二次烘胶；对所述第二光刻胶进行曝光；所述第二光刻胶显影形成刻蚀窗口；在所述刻蚀窗口中对所述第一光刻胶和所述硅片表面的绝缘介质层进行刻蚀以在所述刻蚀窗口中形成平整的浅槽；去除硅片表面的所述第一和第二光刻胶。

本发明方法采用光刻胶平整表面的方法，实现了在同一平面内制作感应磁场的磁阻金属条，解决了传统方法输出零漂大和输出电压线性度不好的问题，本发明方法简单易行，兼容性好，可实际应用于各种磁阻传感器的批量生产制造。

附图说明

图1为在原始硅片(已经制作完成了信号处理电路的硅片)表面涂覆了一层用于平坦化表面的正性光刻胶之后的硅片剖面示意图；

图2为在正性光刻胶之上再涂覆一层负性光刻胶之后的硅片剖面结构示意图；

图3为负性光刻胶进行光刻之后的硅片剖面结构示意图；

图4为浅槽刻蚀之后的硅片剖面结构示意图；

图5为去除正性光刻胶和负性光刻胶之后的硅片剖面结构示意图；

图6为涂覆了剥离用的负性光刻胶并进行了光刻之后的硅片剖面结构示意图；

图7为淀积了磁阻金属材料之后的硅片剖面结构示意图；

图8为剥离了负性光刻胶之后的硅片剖面结构示意图；

图9为进行了通孔刻蚀之后的硅片剖面结构示意图；

图10为制作了连接磁阻金属和信号处理电路的金属连线之后的硅片剖面结构示意图；

图11为钝化层开孔之后的硅片剖面结构示意图；

图12为给出的一个连接成惠斯通电桥形式的四电阻磁阻及其金属连线的俯视示意图；

附图标记：

1绝缘介质层    2金属布线      3绝缘介质层

4正性光刻胶    5负性光刻胶    6剥离用负性光刻胶

7磁阻金属      8钝化层        9刻蚀窗口

10浅槽         11窗口         12通孔

13金属连线     14钝化孔       15金属引出端

16金属焊盘