集成型磁开关及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种集成型磁开关及其制造方法，通过半导体工艺将磁电阻条制作于ASIC电路上，由此可以极大的减小所形成的集成型磁开关的体积。进一步的，采用剥离工艺形成第一金属层，从而有效地避开了连接孔刻蚀、连接金属淀积前的溅射刻蚀时对磁电阻条的损伤，即提高了所形成的集成型磁开关的质量与可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种集成型磁开关及其制造方法。
技术介绍
磁开关是一种通过磁场信号进行开关控制的元器件。磁场信号具有很强的穿透力，可以穿透大多数材料，如玻璃、塑料、木材、岩石、尘埃以及不导磁的金属等，进而实现信号的传递。磁开关以其独特的优势广泛应用于各类非接触式控制系统中，应用领域涉及安防、医疗、军事、工业控制、交通运输、智能家居等。当前常见的磁开关主要有两大类，一类是非集成型磁开关，如干簧管、电磁感应线圈等；另一类是集成型磁开关，这类磁开关是由磁敏感元件(主要包括磁电阻条)和集成电路相结合制成的，其中磁敏感元件(主要包括磁电阻条)使用的技术包含霍尔效应、各项异性磁阻效应(AMR)、巨磁阻效应(GMR)、隧穿磁阻效应(TMR)。非集成型磁开关体积大、灵敏度低，正逐渐被体积小、性能更好且可靠性更高的集成型磁开关所取代。目前的集成型磁开关，很多是由磁传感器芯片和集成电路芯片合封制成的，这种集成型磁开关仍旧存在体积较大的问题。因此，如何进一步降低磁开关的体积仍是本领域技术人员需要解决的一个技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种集成型磁开关及其制造方法，以解决现有的磁开关体积仍较大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种集成型磁开关，所述集成型磁开关包括：ASIC电路；形成于所述ASIC电路上的第一介质层；形成于所述第一介质层上的多个磁电阻条；形成于所述第一介质层上的第一金属层，所述第一金属层包括第一金属互连线和电极部，所述第一金属互连线连接所述多个磁电阻条以组成惠斯通电桥结构，所述电极部形成所述惠斯通电桥结构的电极；形成于所述第一介质层上的第二介质层，所述第二介质层和所述第一介质层同时露出所述部分ASIC电路，所述第二介质层还露出所述电极；及形成于所述第二介质层上的第二金属层，所述第二金属层包括第二金属互连线，所述第二金属互连线连接所述部分ASIC电路及所述电极。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第一金属层包括第一钛金属层及位于所述第一钛金属层上的第一铝金属层。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第一钛金属层的厚度为100埃～500埃，所述第一铝金属层的厚度为5000埃～10000埃。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述磁电阻条基于AMR、GMR或者TMR中的一种磁阻效应。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述磁电阻条包括坡莫合金薄膜。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述磁电阻条的厚度为10nm～90nm。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第一介质层的材料为氧化硅。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第一介质层的厚度为8000埃～12000埃。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第二介质层的材料为氧化硅。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第二介质层的厚度为8000埃～12000埃。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第二金属层还包括压焊盘。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第二金属层包括第二钛金属层、位于所述第二钛金属层上的第二铝金属层及位于所述第二铝金属层上的氮化钛层。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第二钛金属层的厚度为100埃～500埃，所述第二铝金属层的厚度为12000埃～25000埃，所述氮化钛层的厚度为100埃～500埃。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述集成型磁开关还包括：形成于所述第二介质层上的钝化层。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述钝化层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者聚酰亚胺。可选的，在所述的集成型磁开关中，当所述钝化层的材料为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅时，所述钝化层的厚度为10000埃～15000埃；当所述钝化层的材料为聚酰亚胺时，所述钝化层的厚度为2微米～5微米。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述第一介质层平坦化所述ASIC电路并隔离所述ASIC电路与惠斯通电桥结构；所述第二介质层平坦化所述惠斯通电桥结构并隔离所述惠斯通电桥结构与第二金属层。可选的，在所述的集成型磁开关中，所述ASIC电路包括放大电路模块、迟滞比较电路模块及反相器输出模块。本专利技术还提供一种集成型磁开关的制造方法，所述集成型磁开关的制造方法包括：提供ASIC电路；在所述ASIC电路上形成第一介质层；在所述第一介质层上形成多个磁电阻条；及在所述第一介质层上形成第一金属层，所述第一金属层包括第一金属互连线和电极部，所述第一金属互连线连接所述多个磁电阻条以组成惠斯通电桥结构，所述电极部形成所述惠斯通电桥结构的电极；在所述第一介质层上形成第二介质层，所述第二介质层和所述第一介质层同时露出所述部分ASIC电路，所述第二介质层还露出所述电极；及在所述第二介质层上形成第二金属层，所述第二金属层包括第二金属互连线，所述第二金属互连线连接所述部分ASIC电路及所述电极。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述第一金属层通过如下方法形成：在所述第一介质层上形成光刻胶；对所述光刻胶执行光刻及显影工艺，得到图案化的光刻胶，所述图案化的光刻胶露出部分磁电阻条；形成金属材料层，所述金属材料层覆盖露出的部分磁电阻条及图案化的光刻胶；剥离所述图案化的光刻胶及其上的部分金属材料层以形成第一金属层，所述第一金属层包括第一金属互连线和电极部，所述第一金属互连线连接所述多个磁电阻条以组成惠斯通电桥结构，所述电极部形成所述惠斯通电桥结构的电极。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述图案化的光刻胶为倒台面结构。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，通过蒸发工艺形成所述金属材料层。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，通过施加超声波的剥离液剥离所述图案化的光刻胶及其上的部分金属材料层。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，在所述ASIC电路上形成第一介质层之后，所述集成型磁开关的制造方法还包括：平坦化所述第一介质层。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，通过化学机械抛光工艺或者回刻工艺平坦化所述第一介质层。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述第一金属层包括第一钛金属层及位于所述第一钛金属层上的第一铝金属层。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述第一钛金属层的厚度为100埃～500埃，所述第一铝金属层的厚度为5000埃～10000埃。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述磁电阻条基于AMR、GMR或者TMR中的一种磁阻效应。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述磁电阻条包括坡莫合金薄膜。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述磁电阻条的厚度为10nm～90nm。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述第一介质层的材料为氧化硅。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述第一介质层的厚度为8000埃～12000埃。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，通过溅射工艺、光刻工艺及刻蚀工艺形成所述第二金属层。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述第二介质层的材料为氧化硅。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述第二介质层的厚度为8000埃～12000埃。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述第二金属层还包括压焊盘。可选的，在所述的集成型磁开关的制造方法中，所述第二金属层包括第二钛金属层、位于所述第二钛金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成型磁开关，其特征在于，所述集成型磁开关包括：ASIC电路；形成于所述ASIC电路上的第一介质层；形成于所述第一介质层上的多个磁电阻条；形成于所述第一介质层上的第一金属层，所述第一金属层包括第一金属互连线和电极部，所述第一金属互连线连接所述多个磁电阻条以组成惠斯通电桥结构，所述电极部形成所述惠斯通电桥结构的电极；形成于所述第一介质层上的第二介质层，所述第二介质层和所述第一介质层同时露出所述部分ASIC电路，所述第二介质层还露出所述电极；及形成于所述第二介质层上的第二金属层，所述第二金属层包括第二金属互连线，所述第二金属互连线连接所述部分ASIC电路及所述电极。

【技术特征摘要】
1.一种集成型磁开关，其特征在于，所述集成型磁开关包括：ASIC电路；形成于所述ASIC电路上的第一介质层；形成于所述第一介质层上的多个磁电阻条；形成于所述第一介质层上的第一金属层，所述第一金属层包括第一金属互连线和电极部，所述第一金属互连线连接所述多个磁电阻条以组成惠斯通电桥结构，所述电极部形成所述惠斯通电桥结构的电极；形成于所述第一介质层上的第二介质层，所述第二介质层和所述第一介质层同时露出所述部分ASIC电路，所述第二介质层还露出所述电极；及形成于所述第二介质层上的第二金属层，所述第二金属层包括第二金属互连线，所述第二金属互连线连接所述部分ASIC电路及所述电极。2.如权利要求1所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第一金属层包括第一钛金属层及位于所述第一钛金属层上的第一铝金属层。3.如权利要求2所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第一钛金属层的厚度为100埃～500埃，所述第一铝金属层的厚度为5000埃～10000埃。4.如权利要求1所述的集成型磁开关，其特征在于，所述磁电阻条基于AMR、GMR或者TMR中的一种磁阻效应。5.如权利要求4所述的集成型磁开关，其特征在于，所述磁电阻条包括坡莫合金薄膜。6.如权利要求1所述的集成型磁开关，其特征在于，所述磁电阻条的厚度为10nm～90nm。7.如权利要求1所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第一介质层的材料为氧化硅。8.如权利要求7所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第一介质层的厚度为8000埃～12000埃。9.如权利要求1所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第二介质层的材料为氧化硅。10.如权利要求9所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第二介质层的厚度为8000埃～12000埃。11.如权利要求1所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第二金属层还包括压焊盘。12.如权利要求1所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第二金属层包括第二钛金属层、位于所述第二钛金属层上的第二铝金属层及位于所述第二铝金属层上的氮化钛层。13.如权利要求12所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第二钛金属层的厚度为100埃～500埃，所述第二铝金属层的厚度为12000埃～25000埃，所述氮化钛层的厚度为100埃～500埃。14.如权利要求1所述的集成型磁开关，其特征在于，所述集成型磁开关还包括：形成于所述第二介质层上的钝化层。15.如权利要求14所述的集成型磁开关，其特征在于，所述钝化层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者聚酰亚胺。16.如权利要求15所述的集成型磁开关，其特征在于，当所述钝化层的材料为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅时，所述钝化层的厚度为10000埃～15000埃；当所述钝化层的材料为聚酰亚胺时，所述钝化层的厚度为2微米～5微米。17.如权利要求1～16中任一项所述的集成型磁开关，其特征在于，所述第一介质层平坦化所述ASIC电路并隔离所述ASIC电路与惠斯通电桥结构；所述第二介质层平坦化所述惠斯通电桥结构并隔离所述惠斯通电桥结构与第二金属层。18.如权利要求1～16中任一项所述的集成型磁开关，其特征在于，所述ASIC电路包括放大电路模块、迟滞比较电路模块及反相器输出模块。19.一种集成型磁开关的制造方法，其特征在于，所述集成型磁开关的制造方法包括：提供ASIC电路；在所述ASIC电路上形成第一介质层；在所述第一介质层上形成多个磁电阻条；及在所述第一介质层上形成第一金属层，所述第一金属层包括第一金属互连线和电极部，所述第一金属互连线连接所述多个磁电阻条以组成惠斯通电桥结构，所述电极部形成所述惠斯通电桥结构的电极；在所述第一介质层上形成第二介质层，所述第二介质层和所述第一介质层同时露出所述部分ASIC电路，所述第二介质层还露出所述电极；及在所述第二介质层上形成第二金属层，所述第二金属层包括第二金属互连线，所述第二金属互连线连接所述部分ASIC电路及所述电极。20.如权利要求19所述的集成型磁开关的制造方法，其特征在于，所述第一金属层通过如下方法形成：在所述第一介质层上形成光刻胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪平，闻永祥，刘琛，孙伟，
申请(专利权)人：杭州士兰集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33