[发明专利]磁阻装置及其形成方法

说明书

本发明提供一种磁阻装置及其形成方法，该磁阻装置包含磁阻、保护层、第一导电结构、以及第二导电结构。磁阻设置于衬底之上，并且保护层形成于部分磁阻上。第一导电结构设置于保护层结构上，包含下阻挡层和设置于下阻挡层上的金属层。第二导电结构设置于衬底之上并部分覆盖磁阻，且第二导电结构包含上述下阻挡层和上述金属层。本发明利用在磁阻材料层上形成保护材料层，接着将磁阻材料层和保护材料层一起图案化，保护层只有形成在磁阻上，未覆盖其他区域。因此，在后续的工艺中，保护层不再会从磁阻的图案边缘裂开，这避免了磁阻的图案边缘发生局部剥离的问题，进而提升磁阻装置的制造良品率。

技术领域

本发明是有关于磁阻装置，且特别是有关于磁阻装置的导电结构及其制造方法。

背景技术

磁阻装置已广泛地使用于各种电子产品中，举例而言，诸如个人电脑、手机、以及数字相机等。磁阻装置包含由磁阻材料构成的磁阻，而磁阻的磁矩排列方向会受到外加磁场改变，使得磁阻的电阻值发生改变。常见的磁阻包含异向性磁阻(anisotropicmagnetoresistor，AMR)、巨磁阻(giant magnetoresistor，GMR)、以及穿隧磁阻(tunnelingmagnetoresistor，TMR)。举例异向性磁阻(AMR)，一般其磁矩的排列方向会平行于磁阻的长度方向；当磁矩的排列方向与流通于磁阻的电流方向平行时，磁阻具有最大的电阻值；当磁矩的排列方向与流通于磁阻的电流方向垂直时，磁阻具有最小的电阻值。

举例包含异向性磁阻AMR的磁阻装置，其电连接一般是在AMR上形成导电结构的接线，而对于用于感测磁场方向与大小的应用，则会在AMR上形成具有类似理发店招牌(BarBer Pole)图案的BBP导电结构，理想的设计是使流通于AMR的电流方向在介于BBP导电结构之间是沿BBP导电结构之间的最短距离。一般设计是使BBP导电结构的长度方向与AMR的长度方向呈夹角45度，使AMR的电阻值对于外加磁场的变化呈最佳的线性反应。

目前在磁阻装置的制造过程中，导电结构的工艺仍有诸多挑战，特别是降低对磁阻元件的伤害。因此，磁阻装置的形成方法仍有待进一步改善。

发明内容

本发明的一些实施例提供磁阻装置，此磁阻装置包含设置于衬底之上的磁阻、保护层、第一导电结构以及第二导电结构。磁阻设置于衬底之上。保护层设置于部分磁阻之上。第一导电结构设置于保护层之上，且包含下阻挡层和设置于下阻挡层上的金属层。第二导电结构设置于衬底之上且部分覆盖保护层，并且包含下阻挡层和设置于下阻挡层上的金属层。

本发明的一些实施例提供磁阻装置的形成方法，此方法包含在衬底之上依序形成磁阻材料层和保护材料层，对保护材料层和磁阻材料层执行第一图案化工艺，以分别形成保护层与磁阻，在衬底上依序形成第一阻挡材料层和金属材料层，以覆盖保护层和磁阻，以及对金属材料层和第一阻挡材料层执行第二图案化工艺，以分别形成于保护层之上的第一导电结构的金属层和下阻挡层。在第二图案化工艺期间，保护层保护底下的磁阻。此方法还包含对保护层执行湿法腐蚀工艺，移除保护层未被第一导电结构覆盖的部分。

本发明利用在磁阻材料层上形成保护材料层，接着将磁阻材料层和保护材料层一起图案化，保护层只有形成在磁阻上，未覆盖其他区域。因此，在后续的工艺中，保护层不再会从磁阻的图案边缘裂开，这避免了磁阻的图案边缘发生局部剥离的问题，进而提升磁阻装置的制造良品率。

为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出一些实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

藉由以下详细描述和范例配合所附图式，可以更加理解本发明实施例。为了使图式清楚显示，图式中各个不同的元件可能未依照比例绘制，其中：

图1A-图1D是根据一些范例，显示磁阻装置在各个不同工艺阶段的剖面示意图。

图2A和图2B是根据另一些范例，显示磁阻装置在各个不同工艺阶段的剖面示意图。