磁阻传感器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种磁阻传感器，其包括基板、导线构造层及磁阻构造。其中，导线构造层配置于基板上方，且导线构造层具有彼此相对的第一表面和第二表面，第一表面朝向基板。磁阻构造配置于导线构造层的第二表面上，用以与导线构造层完成电性连接。上述磁阻传感器可提升磁阻传感器的磁阻信号与线性感测区间，并获得较佳的可靠度。本发明专利技术还提供一种上述磁阻传感器的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，且特别涉及一种性能与可靠度较高的。
技术介绍
铁、钴、镍等磁性物质及其合对于磁场反应较其它元素灵敏且强，而最能直接反映其磁场变化的物就是电阻，故我们称磁性物质受到外加磁场而产生的电阻变化为磁阻。由于消费电子产品如手机、电子罗盘的出现，再加上马达、制动器等传统产品，使磁阻式磁传感器的需求日益增加。图1为现有磁阻传感器的剖面示意图。其中磁阻传感器100主要是由基板102、 磁阻构造104、第一导线构造106、第一绝缘层108、第二导线构造110、第二绝缘层112、第三导线构造114以及通孔接触导线116所构成。其中，磁阻构造104、第一导线构造106、第一绝缘层108、第二导线构造110、第二绝缘层112以及第三导线构造114是依序配置于基板102上，并在第三导线构造114上方配置钝态保护层126以保护内部结构。而通孔接触导线116分别连接第一导线构造106、第二导线构造110和第三导线构造114。第一导线构造106用以读出磁阻构造104因应磁场变化而产生的电阻变化，而后续形成的第二导线构造110和第三导线构造114则为信号接线，用以传输控制信号来控制磁阻构造104以改变其磁化方向。然而，在现有的工艺中，由于先在基板102上形成磁阻构造104，磁阻构造104 中铁、钴、镍等磁性物质会造成后续工艺中机台的金属污染以及影响前段逻辑电路表现，且于其后形成的第一导线构造106、第二导线构造110以及第三导线构造114工艺中，其间的温度、应力的改变，特别是蚀刻工艺或是黄光工艺都将影响磁阻构造104的性能与可靠度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种磁阻传感器，其具有较好的性能与可靠度。本专利技术的另一目的在于提供一种磁阻传感器的制造方法，以同时提高磁阻传感器的性能与可靠度。本专利技术提出一种磁阻传感器，包含基板、导线构造层及磁阻构造。其中，导线构造层配置于基板上方，且导线构造层具有彼此相对的第一表面和第二表面，第一表面朝向基板。磁阻构造配置于导线构造层的第二表面上，用以与导线构造层完成电性连接。在本专利技术另一实施例中，上述导线构造层进一步包含配置于基板上的第一绝缘层，第一导线构造配置于第一绝缘层中，用以与磁阻构造完成电性连接。在本专利技术另一实施例中，上述导线构造层进一步包含配置于基板上的第二绝缘层，第二导线构造配置于第二绝缘层中，第一绝缘层位于第二导线构造上，第一导线构造位于第一绝缘层中，通孔接触导线配置于第一绝缘层中，电性连接至第一导线构造与第二导线构造。在本专利技术另一实施例中，上述第一导线构造的材质可为钨或铜，第二导线构造的材质可为铝或铜。在本专利技术另一实施例中，上述第一绝缘层和第二绝缘层可为介电材料层。在本专利技术另一实施例中，上述基板可为表层覆盖绝缘材料的硅基板或是具有前段逻辑晶体管组件的硅芯片。在本专利技术另一实施例中，上述导线构造层为最上方的导线构造。在本专利技术另一实施例中，上述磁阻构造包含磁阻层以及硬屏蔽层。其中磁阻层配置于导线构造层的第二表面上；硬屏蔽层配置于磁阻层表面上用以定义磁阻层。在本专利技术另一实施例中，上述磁阻包含异向性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)、巨磁阻(Giant Magnetoresistance, GMR)以及穿隧式磁阻 (Tunneling Magnetoresistance, TMR)或其组合中之一。在本专利技术另一实施例中，上述磁阻层的电阻值会随外在磁场变化而改变，其材料可为铁磁材料(ferromagnet)、反铁磁材料(antiferromagnet)、顺磁性(paramagnetic)或反磁性(diamagnetic)金属材料、穿遂氧化物材料(tunneling oxide)之一或其组合。在本专利技术另一实施例中，上述硬屏蔽层材料可为导体、半导体或非导体。本专利技术还提出一种磁阻传感器的制造方法，此方法包含提供基板，于基板上方形成导线构造层，导线构造层具有彼此相对的第一表面和第二表面，第一表面朝向基板，以及于导线构造层的第二表面上形成磁阻构造，用以与导线构造层完成电性连接。在本专利技术另一实施例中，上述导线构造层进一步包含于基板上形成第一绝缘层， 第一绝缘层中形成第一导线构造，用以与磁阻构造完成电性连接。在本专利技术另一实施例中，上述导线构造层进一步包含于基板上形成第二绝缘层， 于第二绝缘层中形成第二导线构造，于第二导线构造上形成第一绝缘层，于第一绝缘层中形成第一导线构造，于第一绝缘层中形成通孔接触导线，电性连接至第一导线构造与第二导线构造。在本专利技术另一实施例中，上述第一导线构造的材质可为钨或铜，第二导线构造的材质可为铝或铜。在本专利技术另一实施例中，上述第一绝缘层和第二绝缘层可为介电材料层如氧化硅或氮化硅。在本专利技术另一实施例中，上述电性连接第一导线构造与第二导线构造的通孔接触导线结构，其材质为钨或铜。在本专利技术另一实施例中，上述第一导线构造、通孔接触导线的制造方法包含大马士革单镶嵌或双镶嵌技术，以大马士革双镶嵌技术为例，包含下列步骤于第一绝缘层内形成通孔和凹槽，于通孔和凹槽表面形成阻挡层，于通孔和凹槽内填充导体材料以形成通孔接触导线和第一导线构造，以及平坦化第一绝缘层、通孔接触导线和第一导线构造表面。在本专利技术另一实施例中，上述基板可为表层覆盖绝缘材料的硅基板或是具有前段逻辑晶体管组件的硅芯片。在本专利技术另一实施例中，上述导线构造层可为最上方的导线构造。在本专利技术另一实施例中，形成磁阻构造之前进一步包括平坦化导线构造层的第二表面。在本专利技术另一实施例中，上述磁阻构造的制造方法包含于导线构造层的第二表面上形成磁阻层，以及于磁阻层表面上形成硬屏蔽层。在本专利技术另一实施例中，上述磁阻层结构包含异向性磁阻、巨磁阻以及穿隧式磁阻或其组合其中之一。在本专利技术另一实施例中，上述磁阻层的电阻值会随外在磁场变化而改变，其材料可为铁磁材料、反铁磁材料、顺磁性或反磁性金属材料、穿遂氧化物材料之一或其组合。在本专利技术另一实施例中，上述硬屏蔽层材料可为导体、半导体或非导体。本专利技术的磁阻传感器先形成导线构造，再于导线构造上形成磁阻构造。如此避免了现有工艺中先在基板上形成磁阻构造，而磁阻构造中铁、钴、镍等磁性物质会造成后续工艺中机台的金属污染的问题，同时影响前段逻辑电路的特性与可靠度。且于形成磁阻构造后形成导线构造的工艺中，其间的温度、应力的改变、特别是蚀刻工艺或是黄光工艺都将影响磁阻构造的性能与可信赖度。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明图1为一种现有磁阻传感器的剖面示意图。图2为本专利技术一实施例提供的磁阻传感器的剖面示意图。图3为本专利技术另一实施例提供的磁阻传感器的剖面示意图。图4为本专利技术另一实施例提供的磁阻传感器在部分工艺中的剖面示意图。100,200,300 磁阻传感器 102,202 基板104,210 磁阻构造 106,204 第一导线构造 108 第一绝缘层 110,216 第二导线构造 112:第二绝缘层 114 第三导线构造 116,220 透孔接触导线 126,226 钝态保护层 230 第二绝缘层 232 导线构造层 206 磁阻层 208 硬屏蔽层 212 第一表面 214 第二表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘富台，李乾铭，
申请(专利权)人：宇能电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：