[发明专利]一种三轴磁传感器的制造方法

权利要求书

1.一种三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一半导体衬底，所述半导体衬底中形成有沟槽；

在形成沟槽的半导体衬底表面依次形成磁性材料层、氮化钽层以及硬掩膜层，所述硬掩膜层比所述氮化钽层厚；

在所述硬掩膜层上形成图案化的光刻胶层，所述图案化的光刻胶层定义磁阻层的位置；

以所述图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，保留所述图案化的光刻胶层下方的硬掩膜层；

以所述硬掩膜层为掩膜，依次对所述氮化钽层和磁性材料层进行离子束物理轰击刻蚀，形成磁阻层，所述磁阻层包括所述沟槽一侧壁上的磁性材料层、与该侧壁接触的沟槽部分底部上的磁性材料层、与该侧壁接触的部分半导体衬底表面上的磁性材料层；

对形成磁阻层的器件表面进行灰化工艺处理；依次进行低温灰化工艺和高温灰化工艺两步灰化工艺去除包括光刻胶在内的有机填充物以及残留的含钽聚合物；采用氟基气体与高流量氧气的混合气体对器件表面进行低温灰化工艺处理，以去除包括图案化的光刻胶层在内的有机填充材料暴露表面上产生的含钽聚合物，同时避免了对氮化钽层的破坏，防止填充的图案化的光刻胶层及其他有机填充材料的硬化，有利于后续包括图案化的光刻胶层在内的有机填充材料的去除；通过高温灰化工艺去除包括图案化的光刻胶层在内的有机填充材料，以使有机填充材料与氧气反应生成挥发性气体被排出；

对灰化工艺处理后的器件表面进行去离子水清洗。

2.如权利要求1所述的三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层的厚度是所述氮化钽的1.5～3倍。

3.如权利要求1或2所述的三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，所述磁性材料层为所述氮化钽为所述硬掩膜层为

4.如权利要求1所述的三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，所述磁性材料层为Ni-Fe合金、Ni-Fe-Cr合金、Ni-Fe-Nd合金或Fe-Ni-Co合金。

5.如权利要求1所述的三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层为氮化硅或氮氧化硅。

6.如权利要求1所述的三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，在所述硬掩膜层上形成图案化的光刻胶层，采用有机材料填满沟槽并覆盖沟槽周围的硬掩膜层上表面，为所述光刻胶提供平坦工艺表面。

7.如权利要求1或6所述的三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，以所述硬掩膜层为掩膜，进行离子束物理轰击刻蚀之前，采用高于200℃的高温灰化工艺去除包括所述图案化的光刻胶在内的有机材料，对所述硬掩膜层表面的图案化光刻胶层进行灰化工艺处理，以替代对形成磁阻层的器件表面进行灰化工艺处理的步骤。

8.如权利要求7所述的三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，采用氟基气体与氧气的混合气体进行温度低于200℃的低温灰化工艺，去除刻蚀过程中反应产生的聚合物残留。

9.如权利要求1所述的三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，所述离子束物理轰击刻蚀的工艺参数包括：工艺气体为Ar，气体流量为10sccm～100sccm，射频功率为300W～800W。

10.如权利要求1所述的三轴磁传感器的制造方法，其特征在于，提供一半导体衬底的步骤包括：

提供一基底，在所述基底上形成层间介质层；

刻蚀所述层间介质层以在层间介质层中形成沟槽。