大量生产多个磁传感器的方法技术

大量生产在半导体基体（４）上实施的多个磁传感器（１）的方法，这些传感器（１）包含有至少一个由无定形磁性材料制作的磁芯（８）。这个方法的特征在于：在集成了与此磁传感器（１）相关联的电子线路以后，把无定形磁性材料薄膜（２２）粘结在半导体基体（４）上，这层薄膜（２２）是由无定形磁性材料的条带得到的，它被切割成许多部段（１８），这些部段相互靠着安置在一个支承板（２０）上，然后使该薄膜具有一定的结构，生成该磁传感器（１）的磁芯（８），最后对此半导体基体（４）进行切割，给出多个独立的磁传感器（１）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是。具体讲它适合于，然而却不只是适合于，专利申请EP 1 052 519中所述类型的磁传感器，这个专利是以本申请人的名义申请的。在本专利申请所附的附图说明图1中，用透视分解法表示了一种上述类型的磁传感器。这种磁传感器总体上由总体标号1表示，它装在大致为平行六面体形的半导体基体4的表面2上。与此磁传感器相关联的电子线路(未画出)通过CMOS集成在半导体基体4的大的上表面2上而实施。磁传感器1包含有一个平的激励线圈6，这个激励线圈是在CMOS集成过程中，在基体4的表面2上添加的金属层中生成的。线圈6具有一个由其基本是四方形的外圈60构成的外周边。这个激励线圈6的其他圈62到68相对于外圈60是同心安置的。圈62到68也是四方形，它们的尺寸逐渐减少，正如在图1中可以看到的。一般是通过粘结把铁磁芯8添加在激励线圈6上面。这个铁磁芯8是由目前市场上可得到的无定形磁性材料条带制作的。正如在图1中可以看到的，磁芯8为十字形状，它与由激励线圈6的外圈60所构成的四方形的两条对角线相重合。因而可以测量外部磁场HEXT的两个垂直分量H1和H2，这两个分量分别沿着磁芯8的正交分支80和82取向。外部磁场HEXT的分量H1因而是通过磁芯8的分支80来测量的，而分量H2则是通过其垂直分支82来测量的。外部磁场HEXT的探测是借助于两对共面探测线圈10，12和14，16而实现的。这两个第一线圈10和12是由CMOS技术添加在半导体基体4的上表面2上，它们是按照差动布置串联安装的。这两个线圈10和12安置在平激励线圈6下面，或是安置在与此线圈同一个平面中，每一个线圈都定位在铁磁芯8的分支80的一个自由端的对面。因而第一对线圈10，12的作用是探测外部磁场HEXT的分量H1。另外两个探测线圈14和16与上面所述两个线圈10和12是同样的。这两个探测线圈14，16也是按照差动布置而串联安装的，它们每一个都安置在铁磁芯8的第二分支82的一个自由端的对面。因此第二对线圈14，16的作用是探测外部磁场HEXT的分量H2。上述类型的磁传感器特别用来装备磁场计，用于在与探测线圈平面平行的平面中探测非常小的弱磁场，这例如用在医学上。这些磁场计因而最好是按照CMOS集成技术来制作，其相关联的电子线路被集成在基体中，而传感器就制作在此基体上。生产这样一些用来探测和测量磁场的装置带来了一个重要问题，就申请者所知，这个问题到现在还没有满意地解决。事实上与磁传感器相关联的电子线路是用CMOS技术制作的，这种技术包含有一套设计和生产电子元件的步骤，而这些步骤现在已经非常好地掌握了，能批量地制作可靠便宜的装置。相反，对于与上述电子线路相关的磁传感器的制作来说，情况就不同了。和上面描述的一样，这些磁传感器特别是包含有无定形铁磁芯。然而没有任何一种生产半导体装置的现时可行技术能制作无定形结构的元件。在这些技术中，特别可以提到的是汽相沉积，它以其英语的命名“ chemical vapour deposition”(CVD)为人所知。它是在真空中使加热升华的金属汽化，以便通过由适当气体产生的化学反应而生成一层，例如，氧化物或氮化物。另一种技术称作电沉积或电镀法，它是通过电解作用在部件上生成一层金属层，这种技术适合于溶液的或熔化的化合物，而这些化合物则是能分解成两类离子，这两类离子保证因其位移而有电流通过，正离子指向阴极，负离子指向阳极。因此，生产CMOS集成电路的技术只能生产具有有序晶体结构的元件，不能为制作无定形的，也就是说，没有晶体点阵的结构体提出代替的解决方案。然而，我们知道某些技术，能在基体表面上沉积一层无定形材料。但是这些技术只能沉积具有由单一组分构成的简单化学组成的材料。对于比较复杂的产物而言，例如，包含有多个组分的磁性材料，就没能提出任何解决方案。于是本申请人研究的用来制作磁传感器，例如上面提到专利申请EP 1 052 519中所述的传感器，的技术是首先是在半导体薄片上制作一套电子线路，然后，锯切此半导体薄片，给出许多单个的电子线路，最后，把无定形磁性材料条带粘结在这些单个线路上，这些条带在光刻和化学侵蚀以后，生成铁磁芯。容易理解，这样的技术，尽管在试验阶段可以使用，但绝不能用在工业规模上，在工业规模上，必须能快速低价地生产非常大量的元件。本专利技术的目的是克服上面提到的缺点以及其它缺点，提出一种便宜可靠地成批生产磁传感器的方法，传感器对外磁场敏感的区域是由无定形磁性材料制作的。为此，本专利技术涉及的是一种在半导体基体上，这些传感器包含有至少一个由无定形磁性材料制作的磁芯。这个方法的特征在于在集成了与此磁传感器相关联的电子线路以后，把无定形磁性材料薄膜粘结在半导体基体上，这层薄膜是由无定形磁性材料的条带得到的，它被切割成许多部段，这些部段相互靠着安置在一个支承板上，然后使该薄膜具有一定的结构，生成该磁传感器的磁芯，最后对此半导体基体进行切割，给出多个独立的磁传感器。由于这些特性，本专利技术得到了一个方法，这个方法能在半导体材料制成的薄片上实现生产带无定形磁芯的磁传感器的所有操作，在这块薄片中则集成了要与该磁传感器相关联的电子线路。由于有了本专利技术，尤其是可能批量生产由无定形磁性材料制作的磁芯，并可能只是在磁传感器完全完工后才对半导体材料薄片进行锯切。因此这样的一个方法能极度可靠地便宜地同时生产大量的磁传感器，典型的情况是每块6英寸的半导体薄片大约有3000个传感器或更多。尤其是发现，磁芯和线圈之间可能的不对准性不超过几个微米，而且磁传感器的特性在同一块薄片上，甚至在一批薄片上，有大的均匀性。这些特别有利的结果是由于这样一个事实而得到的按照本专利技术，用多个无定形磁性材料条带生成一层薄膜，这些条带例如是市场上可以得到的条带，它们并排安置在支承板上，接下来把此薄膜粘结到半导体材料薄片上，然后使它具有一定结构，以便生成磁芯，最后锯切此薄片，给出许多单个的待使用的传感器。这样的技术当然比现有技术更有利，现有技术是在集成了电子线路以后，对半导体材料薄片进行切割，然后在这些单个的电子线路上，一个一个地使这些磁芯具有一定结构。按照本专利技术的另一个特点，无定形磁性材料薄膜是在真空中粘结到半导基体上的。因此就保证了此薄膜将以相当大的力紧贴在半导体基体上，这有助于把薄膜粘贴在基体上，能防止气泡被捕获在金属层下面。按照本专利技术的再一个特点，无定形磁性材料薄膜是用目前在生产半导体元件的领域内所用的蚀刻技术结构化的。因此可靠地实现了能低价生产磁芯并保证磁芯特性有很好重复性的技术。下面对实现本专利技术方法的一个例子进行了详细描述，由这描述中可以看出本专利技术的其他特点和优点，这个例子纯粹是以解说性和非限定性的方式给出的，它带有附图，其中-图1已经引用过，它是磁传感器的透视分解图，这个传感器包含有一个由无定形磁性材料制作的磁芯；-图2是一个表示无定形金属条带的视图，这些条带切割后粘结在单面粘性的基体上；-图3是粘性掩膜的一个视图，它用来对图1所示金属条带进行化学侵蚀，以便使这些条带具有半导体薄片的形状，这些条带后来就粘结在这块半导体薄片上；-图4是图2中粘性掩膜粘结在无定形磁性材料条带上的一个视图；-图5是一个表示无定形金属条带侵蚀以后的视图；-图6是一块半导体薄片的视图，它放本文档来自技高网...

【技术保护点】
在半导体基体（４）上大量生产多个磁传感器（１）的方法，这些传感器（１）包含有至少一个由无定形磁性材料制作的磁芯（８），这个方法的特征在于：在集成了与此磁传感器（１）相关联的电子线路以后，把无定形磁性材料薄膜（２２）粘结在半导体基体（４）上，这层薄膜（２２）是由无定形磁性材料的条带得到的，它被切割成许多部段（１８），这些部段相互靠着安置在一个支承板（２０）上，然后使该薄膜具有一定的结构，以便生成该磁传感器（１）的磁芯（８），最后对此半导体基体（４）进行切割，以便给出多个独立的磁传感器（１）。

【技术特征摘要】
EP 2001-6-12 01202262.01.在半导体基体(4)上大量生产多个磁传感器(1)的方法，这些传感器(1)包含有至少一个由无定形磁性材料制作的磁芯(8)，这个方法的特征在于在集成了与此磁传感器(1)相关联的电子线路以后，把无定形磁性材料薄膜(22)粘结在半导体基体(4)上，这层薄膜(22)是由无定形磁性材料的条带得到的，它被切割成许多部段(18)，这些部段相互靠着安置在一个支承板(20)上，然后使该薄膜具有一定的结构，以便生成该磁传感器(1)的磁芯(8)，最后对此半导体基体(4)进行切割，以便给出多个独立的磁传感器(1)。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于支承板(20)是由单面胶带构成的。3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于在粘结以前，使无定形磁性材料薄膜22具有半导体基体(4)的尺寸，该薄膜(22)用来粘结在该半导体基体(4)上。4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于为了使无定形磁性材料薄膜(22)具有与半导体基体(4)相应的尺寸，透过一个适当形状的掩膜(24)进行化学侵蚀，使得只有薄膜(22)的不受掩膜(24)保护的那些区域才被蚀刻。5.按照权利要求1到4中的任一项所述的方法，其特征在于把无定形磁性材料薄膜(22)在真空中粘结到半导体基体(4)上。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于使无定形磁性材料薄膜(22)相对于半导体基体(4)定位，然后把它放在半导体基体的表面(2)上，接着，整个放进袋子(30)中，在袋子中做成真空，再把袋子密封，最后恢复环境大气压，环境大气压施加一个力，这个力把无定形磁性材料薄膜(22)紧贴在半导体基体(4)上。7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于在装入袋子之前，在无定形磁性材料薄膜(22)上面安置一层保护膜，以避免粘结剂(28)重新粘结。8.按照权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于在粘结以后，在无定形磁性材料薄膜(22)上沉积一层正性光敏树脂(32)，然后透过光蚀掩膜(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：D皮盖，F文森特，
申请(专利权)人：阿苏拉布股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]