磁阻傳感器及其制造方法

美新半導(dǎo)體的磁阻傳感器制作專利，提供了一種單芯片單軸或多軸磁阻傳感器及其制造方法，通過增加化學(xué)或物理清潔和磁性感應(yīng)薄膜的覆蓋保護(hù)，降低了傳感器的孔接觸電阻，實(shí)現(xiàn)了集成電路與上層傳感器更加優(yōu)良的連接。

在現(xiàn)代高性能工業(yè)、汽車、無人機(jī)等產(chǎn)業(yè)中，磁傳感器都作為關(guān)鍵器件發(fā)揮著重要作用，而美新半導(dǎo)體作為全球頂尖的微電子和半導(dǎo)體科技企業(yè)，將信號處理電路和多軸AMR磁感應(yīng)單元集成到單個芯片上，大幅度提升了產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。

在傳統(tǒng)的多軸磁傳感器制造工藝中，首先需要蝕刻與傳感器連接的通孔，沉積厚介質(zhì)層，蝕刻形成斜坡。接著再次對通孔蝕刻，露出下層電路，利用蝕刻技術(shù)保留感應(yīng)磁阻圖形，最后直接沉積傳感器互連金屬連接PVO集成電路和感應(yīng)磁阻圖形。在這種傳統(tǒng)的制造工藝中，無法去除PVO孔內(nèi)的金屬表面氧化物，導(dǎo)致孔接觸電阻異常甚至傳感器失效。

為了解決這一問題，美新半導(dǎo)體于2018年6月12日提出一項(xiàng)名為“一種單芯片單軸或多軸磁阻傳感器及其制造方法”的發(fā)明專利（申請?zhí)枺?01810597724.7），申請人為美新半導(dǎo)體（無錫）有限公司。

圖1 單芯片磁阻傳感器制作流程圖

圖1展示了單芯片單軸或多軸磁阻傳感器的制造方法流程示意圖，首先提供有集成電路的晶圓210，其上表面形成有鈍化層，基底為硅（步驟110），緊接著在鈍化層上刻蝕出與磁阻傳感器連接的第一通孔，露出集成電路的金屬連線（步驟120），在刻蝕有第一通孔鈍化層的上表面沉積絕緣材料厚介質(zhì)層（步驟130），然后對厚介質(zhì)層進(jìn)行光刻、蝕刻，形成斜坡以及凹槽（步驟140），對第一通孔上方介質(zhì)層進(jìn)行蝕刻，形成第二通孔，并露出下層金屬連線（步驟150）。接下來對厚介質(zhì)層表面以及金屬連線進(jìn)行清洗，去除金屬表面氧化物（步驟160），并直接沉積形成磁性感應(yīng)薄膜圖形（步驟170），最后在上面沉積傳感器互連金屬層，蝕刻形成互連金屬層圖形，從而實(shí)現(xiàn)集成電路和感應(yīng)磁阻圖形的電連接（步驟180）。

從上述磁傳感器制作流程圖中可看出，在沉積磁性感應(yīng)薄膜前，先用物理或化學(xué)方法清洗第二通孔內(nèi)的金屬連線表面，去除金屬氧化物，并在沉積磁感應(yīng)薄膜后進(jìn)行圖形光刻、刻蝕時保留第二通孔內(nèi)的磁性感應(yīng)薄膜，保護(hù)第二通孔內(nèi)的金屬不氧化。

簡而言之，美新半導(dǎo)體的這項(xiàng)專利提供了一種單芯片單軸或多軸磁阻傳感器及其制造方法，通過增加化學(xué)或物理清潔和磁性感應(yīng)薄膜的覆蓋保護(hù)，降低了傳感器的孔接觸電阻，實(shí)現(xiàn)了集成電路與上層傳感器更加優(yōu)良的連接。

據(jù)悉，美新半導(dǎo)體所完成的這一新品磁傳感器早已量產(chǎn)并投放市場，其晶圓級封裝更是解決了上一代產(chǎn)品特殊封裝工藝的問題，并大大提升了產(chǎn)品性能，未來美新半導(dǎo)體還能帶來哪些令市場眼前一亮的新產(chǎn)品呢？讓我們拭目以待。

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