各向异性磁阻传感器垂直结构制造技术

本实用新型专利技术提供的一种各向异性磁阻传感器垂直结构，该结构包括：半导体衬底；第一绝缘层，覆盖该半导体衬底；磁性电阻金属条，位于该第一绝缘层上；接触金属层，位于该磁性电阻金属条上；磁阻金属短路条，位于该接触金属层上；第二绝缘层，覆盖该磁阻金属短路条、磁性电阻金属条以及第一绝缘层，并且该第二绝缘层在该磁阻金属短路条的上方具有通孔；置位复位金属布线层，位于第二绝缘层上并通过该通孔与磁阻金属短路条接触；第三绝缘层，覆盖该置位复位金属布线层和第二绝缘层。本实用新型专利技术的各向异性磁阻传感器结构简单，并且其形成方法和微电子工艺的匹配性很好，适合大批量工业化生产，有利于提高产品的可靠性，具有广泛的应用性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供的一种各向异性磁阻传感器垂直结构，该结构包括：半导体衬底；第一绝缘层，覆盖该半导体衬底；磁性电阻金属条，位于该第一绝缘层上；接触金属层，位于该磁性电阻金属条上；磁阻金属短路条，位于该接触金属层上；第二绝缘层，覆盖该磁阻金属短路条、磁性电阻金属条以及第一绝缘层，并且该第二绝缘层在该磁阻金属短路条的上方具有通孔；置位复位金属布线层，位于第二绝缘层上并通过该通孔与磁阻金属短路条接触；第三绝缘层，覆盖该置位复位金属布线层和第二绝缘层。本技术的各向异性磁阻传感器结构简单，并且其形成方法和微电子工艺的匹配性很好，适合大批量工业化生产，有利于提高产品的可靠性，具有广泛的应用性。【专利说明】各向异性磁阻传感器垂直结构
本技术涉及磁性传感器
，尤其涉及一种各向异性磁阻传感器垂直结构。
技术介绍
各向异性磁阻(AMR)传感器是现代产业中的新型磁电阻效应传感器，正变得日益重要，尤其是在新型的智能手机以及汽车产业传感器中的停车传感器、角度传感器、自动制动系统(ABS)传感器以及胎压传感器得到广泛应用。除各向异性磁阻(AMR)传感器外，现有技术中的磁性传感器还包括霍尔传感器、巨磁传感器(GMR)、隧道结磁传感器(TMR)等，但由于AMR传感器具有比霍尔效应传感器高得多的灵敏度，且技术实现上比GMR传感器和TMR传感器更加成熟，因此各向异性磁阻(AMR)传感器的应用比其他磁传感器的应用更加广泛。现有技术中的AMR传感器的形成工艺需要较多的制作步骤，并且较难用微电子加工工艺被单片集成，使得AMR传感器系统的加工成本比较昂贵。目前虽有许多研究所和学校对AMR传感器的磁性材料层在进行研究，但还没有一种系统的器件结构和制造方法。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种各向异性磁阻传感器垂直结构，该各向异性磁阻传感器结构简单，并且其形成方法和微电子工艺的匹配性很好，适合大批量工业化生广，有利于提闻广品的可罪性。为解决上述技术问题，本技术提供了一种各向异性磁阻传感器垂直结构，包括:半导体衬底；第一绝缘层，覆盖所述半导体衬底；一个或多个磁性电阻金属条，位于所述第一绝缘层上；接触金属层，位于所述磁性电阻金属条上；磁阻金属短路条，位于所述接触金属层上；第二绝缘层，覆盖所述磁阻金属短路条、磁性电阻金属条以及第一绝缘层，并且所述第二绝缘层在所述磁阻金属短路条的上方具有通孔；置位复位金属布线层，位于所述第二绝缘层上并通过所述通孔与所述磁阻金属短路条接触；第三绝缘层，覆盖所述置位复位金属布线层和第二绝缘层。根据本技术的一个实施例，所述磁性电阻金属条为叠层结构，包括第一钽层、位于所述第一钽层上的坡莫合金层以及位于所述坡莫合金层上的第二钽层。根据本技术的一个实施例，所述第一钽层的厚度为50埃?200埃，所述坡莫合金层的厚度为50埃?500埃，所述第二钽层的厚度为50埃?200埃。根据本技术的一个实施例，所述接触金属层的材料为抗氧化的金属化合物材料。根据本技术的一个实施例，所述接触金属层的材料为氮化钛，所述接触金属层的厚度为50埃?100埃。根据本技术的一个实施例，述磁阻金属短路条为叠层结构，包括钛层以及位于该钛层上的第一金属层，该第一金属层的材料为招、娃招合金、招娃铜合金或铜。根据本技术的一个实施例，所述钛层的厚度为100埃?200埃，所述第一金属层的厚度为1000埃?5000埃。根据本技术的一个实施例，所述置位复位金属布线层为叠层结构，包括第二金属层以及位于该第二金属层上的氮化钛层，该第二金属层的材料为铝、硅铝合金、铝硅铜合金或铜。根据本技术的一个实施例，所述第二金属层的厚度为I μ m?3 μ m，所述氮化钛层的厚度为200埃?500埃。根据本技术的一个实施例，所述第一绝缘层的材料为氧化硅，所述第二绝缘层和第三绝缘层的材料为氧化硅或氧化铝。根据本技术的一个实施例，所述第一绝缘层的厚度为2000埃?10000埃，所述第二绝缘层的厚度为5000埃?10000埃，所述第三绝缘层的厚度为5000埃?10000埃。根据本技术的一个实施例，所述半导体衬底为本征的、N型掺杂的或P型掺杂的，其晶向为〈100〉或〈111〉。根据本技术的一个实施例，所述第三绝缘层在所述置位复位金属布线层的上方具有压焊点窗口。与现有技术相比，本技术具有以下优点:本技术实施例的各向异性磁阻传感器垂直结构包括半导体衬底、第一绝缘层、磁性电阻金属条、接触金属层、磁阻金属短路条、第二绝缘层、置位复位金属布线层以及第三绝缘层，其结构简单，而且其制造方法与微电子工艺的匹配性很好，适合大批量工业化生产，有利于提高产品的可靠性，具有广泛的应用性。【专利附图】【附图说明】图1是本技术实施例的各向异性磁阻传感器垂直结构的剖面结构示意图；图2是本技术实施例的各向异性磁阻传感器垂直结构的制造方法的流程示意图；图3至图9是本技术实施例的制造方法中各个步骤对应的剖面结构示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施例和附图对本技术作进一步说明，但不应以此限制本技术的保护范围。参考图1，本实施例的各向异性磁阻传感器垂直结构包括:半导体衬底100 ;第一绝缘层101，覆盖半导体衬底100 ;—个或多个磁性电阻金属条120，位于第一绝缘层101上；接触金属层105，位于磁性电阻金属条120上；磁阻金属短路条130，位于接触金属层105上；第二绝缘层108，覆盖磁阻金属短路条130、磁性电阻金属条120以及第一绝缘层101，并且第二绝缘层108在磁阻金属短路条130的上方具有通孔；置位复位金属布线层140，位于第二绝缘层108上并通过该通孔与磁阻金属短路条130接触；第三绝缘层111，覆盖置位复位金属布线层140和第二绝缘层108。其中，半导体衬底100可以是各种常规的半导体衬底，例如硅衬底，其掺杂类型可以是本征的、N型掺杂的或P型掺杂的，其晶向可以是〈100〉或〈111〉。第一绝缘层101的材料例如可以是氧化硅该第一绝缘层101的厚度可以是2000埃~10000埃。作为一个优选的实施例，磁性电阻金属条120为叠层结构，包括第一钽(Ta)层102、位于第一钽层102上的坡莫合金(Nia J^ea2tl)层103以及位于坡莫合金层103上的第二钽(Ta)层104。其中，第一钽层102的厚度可以为50埃~200埃，坡莫合金层103的厚度可以为50埃~500埃，第二钽层104的厚度可以为50埃~200埃。接触金属层105的材料优选为抗氧化的金属化合物材料，更加优选地，其材料可以是氮化钛(TiN)，厚度可以是50埃~100埃。接触金属层105与磁性电阻金属条120的顶部接触，其材料优选为抗氧化的金属化合物材料，可以避免氧化从而有利于降低接触电阻。磁阻金属短路条130优选为叠层结构，包括钛(Ti)层106以及位于该钛层106上的第一金属层107,该第一金属层107的材料可以为招、娃招合金、招娃铜合金或铜。其中，钛层106的厚度可以是100埃~200埃，第一金属层107的厚度为1000埃~5000埃。第二绝缘层108的材料可以是氧化硅(Si2O)或氧化铝(Al2O3),其厚度可以是5000埃~本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向异性磁阻传感器垂直结构，其特征在于，包括：半导体衬底；第一绝缘层，覆盖所述半导体衬底；一个或多个磁性电阻金属条，位于所述第一绝缘层上；接触金属层，位于所述磁性电阻金属条上；磁阻金属短路条，位于所述接触金属层上；第二绝缘层，覆盖所述磁阻金属短路条、磁性电阻金属条以及第一绝缘层，并且所述第二绝缘层在所述磁阻金属短路条的上方具有通孔；置位复位金属布线层，位于所述第二绝缘层上并通过所述通孔与所述磁阻金属短路条接触；第三绝缘层，覆盖所述置位复位金属布线层和第二绝缘层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闻永祥，季锋，刘琛，饶晓俊，
申请(专利权)人：杭州士兰集成电路有限公司，
类型：实用新型
国别省市：