具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)、磁阻傳感器及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)、磁阻傳感器及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]各向異性磁阻(AMR)傳感器是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中新型磁電阻效應(yīng)傳感器，其正變得日益重要，尤其是在智能手機(jī)中的電子羅盤和汽車產(chǎn)業(yè)傳感器中的停車傳感器、角度傳感器、ABS(自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng))傳感器以及胎壓傳感器等方面得到應(yīng)用。除各向異性磁阻(AMR)傳感器外，磁性傳感器目前主要技術(shù)還有霍爾效應(yīng)傳感器、巨磁阻(GMR)傳感器、隧道磁阻(TMR)傳感器，但由于AMR傳感器具有比霍爾效應(yīng)傳感器高得多的靈敏度，且技術(shù)實(shí)現(xiàn)上比GMR和TMR傳感器更加成熟，因此各向異性磁阻(AMR)傳感器應(yīng)用比其他磁傳感器應(yīng)用更加廣泛。
[0003]目前的AMR傳感器的X軸、Y軸、Z軸各自獨(dú)立形成，然后再封裝在一起，需要較多的制作步驟，使得AMR傳感器系統(tǒng)加工成本比較昂貴。為此，申請(qǐng)?zhí)枮?01510567197.1的中國專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N單芯片三軸各向異性磁阻傳感器制作方法，在襯底中形成具有傾斜斜面的凹槽，并在所述凹槽的斜面上形成Z軸磁阻條和Z軸短路電極，在所述襯底的平面上形成X、Y軸磁阻條和X、Y軸短路電極，如此將X、Y、Z軸磁感測元件集成在一個(gè)芯片上，結(jié)構(gòu)簡單，Z軸磁感測元件無需垂直封裝，易于制造，成本較低，并且和傳統(tǒng)的微電子工藝兼容性好，適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)，具有廣泛的應(yīng)用性。然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在襯底中形成具有傾斜斜面的凹槽后，由于凹槽的斜面與底壁交界處較為尖銳，在后續(xù)進(jìn)行光刻工藝過程中，凹槽斜面與底壁交界處光刻膠很厚，影響器件后續(xù)層次的圖形化，無法得到穩(wěn)定的重復(fù)的圖形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)、磁阻傳感器及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中凹槽的斜面與底壁交界處較為尖銳，影響器件后續(xù)層次的圖形化的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0006]提供一襯底；
[0007]在所述襯底中形成凹槽和/或凸臺(tái)；
[0008]在所述襯底以及凹槽表面淀積具有流動(dòng)性的介質(zhì)層，和/或，在所述襯底以及凸臺(tái)表面淀積具有流動(dòng)性的介質(zhì)層；
[0009]對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行退火回流，以使退火回流后的介質(zhì)層的斜面平緩。
[0010]可選的，在所述的具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)的制作方法中，所述介質(zhì)層為硼磷硅玻璃；所述硼磷硅玻璃中硼的濃度為2%?8%，磷的濃度為2%?8% ;所述退火回流的溫度為850 ?1000°C。
[0011]可選的，在所述的具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)的制作方法中，所述介質(zhì)層為磷硅玻璃；所述磷硅玻璃中磷的濃度為2%?8% ;所述退火回流的溫度為1000?1300°C。
[0012]可選的，在所述的具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)的制作方法中，所述凹槽的側(cè)壁的傾斜角度為35。?65。。
[0013]可選的，在所述的具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)的制作方法中，在所述襯底上形成凹槽的步驟包括:
[0014]在所述襯底上形成硬掩模層并圖形化所述硬掩模層；
[0015]利用所述硬掩模層作為掩膜，刻蝕所述襯底形成凹槽。
[0016]可選的，在所述的具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)的制作方法中，所述凸臺(tái)的側(cè)壁的傾斜角度為35。?65。。
[0017]可選的，在所述的具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)的制作方法中，在所述襯底上形成凸臺(tái)的步驟包括:
[0018]在所述襯底上形成介質(zhì)層；
[0019]在所述介質(zhì)層上形成圖形化后的光刻膠并對(duì)所述圖形化后的光刻膠進(jìn)行熱回流處理；
[0020]利用熱回流處理后的光刻膠作為掩模，刻蝕所述介質(zhì)層形成凸臺(tái)。
[0021]本發(fā)明還提供一種具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)，包括:
[0022]襯底；
[0023]形成于所述襯底中的凹槽和/或凸臺(tái)；以及
[0024]經(jīng)過退火回流的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層覆蓋所述襯底和凹槽表面和/或所述襯底以及凸臺(tái)表面。
[0025]本發(fā)明又提供一種磁阻傳感器制作方法，包括:
[0026]提供一包括X軸區(qū)域、Y軸區(qū)域、Z軸區(qū)域的襯底；
[0027]在所述襯底的Z軸區(qū)域中形成凹槽和/或凸臺(tái)；
[0028]在所述襯底以及凹槽表面淀積具有流動(dòng)性的介質(zhì)層，和/或，在所述襯底以及凸臺(tái)表面淀積具有流動(dòng)性的介質(zhì)層；
[0029]對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行退火回流；
[0030]形成磁阻條，所述磁阻條包括形成于所述X軸區(qū)域上的X軸磁阻條、形成于所述Y軸區(qū)域上的Y軸磁阻條、以及形成于所述凹槽和/或凸臺(tái)至少一個(gè)側(cè)壁上的Z軸磁阻條；
[0031]形成短路電極和金屬連線，所述短路電極包括形成于所述X軸磁阻條上并與其交叉的X軸短路電極、形成于所述Y軸磁阻條上并與其交叉的Y軸短路電極、以及形成于所述Z軸磁阻條上并與其交叉的Z軸短路電極，所述金屬連線包括連接相鄰的X軸磁阻條的X軸金屬連線、連接相鄰的Y軸磁阻條的Y軸金屬連線以及連接相鄰的z軸磁阻條的Z軸金屬連線；
[0032]形成隔離層，所述隔離層覆蓋所述短路電極、金屬連線以及絕緣層，所述隔離層中形成有通孔；
[0033]形成置位-復(fù)位電流帶，所述置位-復(fù)位電流帶形成于所述隔離層上并垂直于所述X軸磁阻條、Y軸磁阻條和Z軸磁阻條；
[0034]形成鈍化層，所述鈍化層覆蓋所述隔離層，所述鈍化層中形成有暴露所述置位-復(fù)位電流帶的壓焊窗口。
[0035]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，所述介質(zhì)層為硼磷硅玻璃；所述硼磷硅玻璃中硼的濃度為2%?8 %，磷的濃度為2%?8% ;所述退火回流的溫度為850?ΙΟΟΟΓ ο
[0036]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，所述介質(zhì)層為磷硅玻璃；所述磷硅玻璃中磷的濃度為2%?8% ;所述退火回流的溫度為1000?1300°C。
[0037]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，所述凹槽的側(cè)壁的傾斜角度為35°?65。。
[0038]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，在所述襯底上形成凹槽的步驟包括:
[0039]在所述襯底上形成硬掩模層并圖形化所述硬掩模層；
[0040]利用所述硬掩模層作為掩膜，刻蝕所述襯底形成凹槽。
[0041]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，所述凸臺(tái)的側(cè)壁的傾斜角度為35°?65。。
[0042]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，在所述襯底上形成凸臺(tái)的步驟包括:
[0043]在所述襯底上形成介質(zhì)層；
[0044]在所述介質(zhì)層上形成圖形化后的光刻膠并對(duì)所述圖形化后的光刻膠進(jìn)行熱回流處理；
[0045]利用熱回流處理后的光刻膠作為掩模，刻蝕所述介質(zhì)層形成凸臺(tái)。
[0046]本發(fā)明更提供一種磁阻傳感器，包括:
[0047]襯底，包括X軸區(qū)域、Y軸區(qū)域、Z軸區(qū)域；
[0048]形成于所述襯底的Z軸區(qū)域上的凹槽和/或凸臺(tái)；
[0049]經(jīng)過退火回流的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層覆蓋所述襯底和凹槽表面和/或所述襯底以及凸臺(tái)表面；
[0050]磁阻條，包括形成于所述X軸區(qū)域上的X軸磁阻條、形成于所述Y軸區(qū)域上的Y軸磁阻條、以及形成于所述凹槽和/或凸臺(tái)至少一個(gè)側(cè)壁上的Z軸磁阻條。
[0051]可選的，在所述的磁阻傳感器中，還包括:
[0052]短路電極，包括形成于所述X軸磁阻條上并與其交叉的X軸短路電極、形成于所述Y軸磁阻條上并與其交叉的Y軸短路電極、以及形成于所述Z軸磁阻條上并與其交叉的Z軸短路電極；
[0053]金屬連線，包括連接相鄰的X軸磁阻條的X軸金屬連線、連接相鄰的Y軸磁阻條的Y軸金屬連線以及連接相鄰的Z軸磁阻條的Z軸金屬連線；
[0054]隔離層，形成于所述短路電極、金屬連線以及絕緣層上，所述隔離層中形成有通孔；
[0055]置位-復(fù)位電流帶，形成于所述隔離層上并垂直于所述X軸磁阻條、Y軸磁阻條和Z軸磁阻條；以及
[0056]鈍化層，形成于所述隔離層上，所述鈍化層中形成有暴露所述置位-復(fù)位電流帶的壓焊窗口。
[0057]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出了一種具有斜面的襯底結(jié)構(gòu)的制作方法，在襯底及凹槽表面和/或襯底及凸臺(tái)表面淀積具有流動(dòng)性的介質(zhì)層，再對(duì)所述具有流動(dòng)性的介質(zhì)層進(jìn)行退火回流，退火回流后的介質(zhì)層將使斜面變得平緩，并且退火回流后的介質(zhì)層基本不會(huì)改變斜面的長度和斜面所在臺(tái)階的高度，有助于后續(xù)在斜面上形成Z軸磁阻條，為單芯片的三軸磁阻傳感器的制造提供了可行性。
【附圖說明】
[0058]為了更好的說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例做簡單的說明。附圖是本發(fā)明的理想化實(shí)施例的示意圖，為了清楚表示，放大了層和區(qū)域的厚度，但作為示意圖不應(yīng)該被認(rèn)為嚴(yán)格反映了幾何尺寸的比例關(guān)系。本發(fā)明所示的實(shí)施例不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于圖中所示的區(qū)域的特定形狀。圖中的表示是示意性的，不應(yīng)該被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。其中:
[0059]圖la是本發(fā)明實(shí)施例一中形成硬掩模