一種三維磁阻傳感器的制造方法和電子裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及半導體技術領域，具體而言涉及一種H維磁阻傳感器的制造方法和電 子裝置。
【背景技術】
[0002] 當前，數字電子羅盤作為導航儀器或姿態傳感器已被廣泛應用。電子羅盤與傳統 的指針式和平衡架結構羅盤相比，具有能耗低、體積小、重量輕、精度高、可微型化等優點。 此外，電子羅盤的輸出信號可W在處理后實現數碼顯示，不僅可W用來指示方向，而且其數 字信號可直接傳送到自動駝，控制船舶的操縱。
[0003]H維電子羅盤由H維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器和MCU構成。其中，H維磁阻傳 感器根據工作原理的不同具有幾種不同的分類，各向異性磁阻傳感器是其中較為重要的一 種。各向異性的H維磁阻傳感器是通過將鐵媒合金薄膜沉積在娃基底上形成的，沉積的鐵 媒合金薄膜W條帶的形式排布，形成一個平面的線陣W增加磁阻的感知磁場的面積。其對 磁性材料薄膜表面粗糖度的要求非常嚴格，對半導體制造工藝的控制是個巨大的挑戰。
[0004] 現有的一種H維磁阻傳感器的結構如圖1所示，包括半導體襯底100、位于半導 體襯底100上的凸臺狀二氧化娃結構層101、位于二氧化娃結構層101上的磁性材料元件 103、覆蓋磁性材料元件103的絕緣層104W及位于絕緣層104內的金屬互連線105。其中， 磁性材料元件103包括H個維度狂、Y和ZH個方向）的元件，用于實現H維磁阻傳感器。
[0005] 在現有的H維磁阻傳感器的制造工藝中，通常采用光刻膠回填、干法刻蝕、測磯玻 璃回填度PSGreflow)的方式制作自底向上的Z軸方向的傳感器。由于需要將二氧化娃結 構層101的形成有磁性材料元件的側壁與半導體襯底100的夾角控制在40~60°，因此對 形成該夾角的干法刻蝕工藝要求非常高，一旦未能很好地控制干法刻蝕就會導致無法形成 合適的夾角，進而導致H維磁阻傳感器的良率下降。此外，由于需要高溫的測磯玻璃回填工 藝來做二氧化娃結構層101的側壁表面平坦化W保證其表面平坦度（通常需要使表面粗糖 度小于20A)，因此，在其后的工藝將無法采用有高溫限制的工藝，否則也會導致H維磁阻傳 感器的良率下降。
[0006] 因此，為解決上述技術問題，有必要提出一種新的H維磁阻傳感器的制造方法和 電子裝置。

【發明內容】

[0007] 針對現有技術的不足，本發明提供一種H維磁阻傳感器的制造方法和電子裝置。
[0008] 本發明實施例一提供一種H維磁阻傳感器的制造方法，所述方法包括：
[0009] 步驟Sioi;提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成具有開口的硬掩膜層；
[0010] 步驟S102 ;通過濕法刻蝕在所述半導體襯底內形成位于所述開口下方的倒梯形 溝槽；
[0011] 步驟S103 ;在所述倒梯形溝槽的底部與側壁之上形成磁性材料元件。
[0012] 可選地，在所述步驟S102中，所述濕法刻蝕所采用的刻蝕液為TMAH。
[0013] 可選地，在所述步驟S102中，所述濕法刻蝕的時間為30分鐘。
[0014] 可選地，在所述步驟S102中，所述倒梯形溝槽的兩個相對的側壁與所述半導體襯 底的下表面的夾角為40~60°。
[0015] 可選地，在所述步驟S103中，所述磁性材料元件包括位于水平方向的第一磁性材 料元件W及分別位于所述倒梯形溝槽的兩個相對的側壁上的第二磁性材料元件與第H磁 性材料元件。
[0016] 可選地，所述步驟S103包括：
[0017] 步驟S1031;在所述半導體襯底上形成第一光刻膠，通過對其進行曝光、顯影定義 出位于水平方向的第一磁性材料層的位置，沉積磁性材料，利用Lift-off工藝形成第一磁 性材料層；
[0018] 步驟S1032;在所述半導體襯底上形成第二光刻膠，通過對其進行曝光、顯影定義 出分別位于所述倒梯形溝槽的兩個相對的側壁上的第二磁性材料層與第H磁性材料層的 位置，沉積磁性材料，利用Lift-off工藝形成第二磁性材料層和第H磁性材料層；
[0019] 步驟S1033;對所述第一磁性材料層、所述第二磁性材料層和所述第H磁性材料 層進行刻蝕W形成磁性材料元件，其中所述磁性材料元件包括位于所述倒梯形溝槽的底面 的第一磁性材料元件W及分別位于所述倒梯形溝槽的兩個相對的側壁上的第二磁性材料 元件與第H磁性材料元件。
[0020] 可選地，在所述步驟S1033中，所述刻蝕為離子束刻蝕。
[0021] 可選地，在所述步驟S102與所述步驟S103之間還包括步驟S1023;
[0022] 去除所述硬掩膜層。
[0023] 可選地，在所述步驟S1023與所述步驟S103之間還包括如下步驟：
[0024] 形成覆蓋所述倒梯形溝槽的底部與側壁W及所述半導體襯底的上表面的氧化娃 層。
[00巧]可選地，在所述步驟S103之后還包括如下步驟：
[0026] 步驟S104;形成位于所述磁性材料元件之上的金屬連接層；
[0027] 步驟S105;形成覆蓋所述金屬連接層的第一層間介電層，在所述第一層間介電層 內形成位于所述金屬連接層上方的第一過孔，在所述第一過孔內形成金屬互連件；
[0028] 步驟S106;形成位于所述第一層間介電層之上的第二層間介電層，在所述第二層 間介電層內形成位于所述金屬互連件上方的第二過孔，形成通過所述第二過孔與所述金屬 互連件相連的焊盤。
[0029] 可選地，在所述步驟S106中，所述第二層間介電層包括氧化娃層與位于所述氧化 娃層上方的氮化娃層。
[0030] 本發明實施例二提供一種電子裝置，其包括電子組件W及與所述電子組件電連接 的H維磁阻傳感器，其中所述H維磁阻傳感器根據上述的制造方法制造。
[0031] 本發明的H維磁阻傳感器的制造方法，采用濕法刻蝕形成用于設置磁性材料元件 的倒梯形溝槽，可W很好地控制倒梯形溝槽的側壁與半導體襯底下表面的夾角，并且可W 保證倒梯形溝槽的表面平坦度，因而可W提高H維磁阻傳感器的良率。本發明的電子裝置， 采用根據上述方法制造的H維磁阻傳感器，同樣具有上述優點。
【附圖說明】
[0032] 本發明的下列附圖在此作為本發明的一部分用于理解本發明。附圖中示出了本發 明的實施例及其描述，用來解釋本發明的原理。
[0033] 附圖中：
[0034] 圖1為現有的一種H維磁阻傳感器的結構示意圖；
[0035] 圖2A至2K為本發明實施例一的一種H維磁阻傳感器的制造方法的相關步驟形成 的結構的示意圖；
[0036] 圖3為本發明實施例一的一種H維磁阻傳感器的制造方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0037] 在下文的描述中，給出了大量具體的細節W便提供對本發明更為徹底的理解。然 而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發明可W無需一個或多個送些細節而得W 實施。在其他的例子中，為了避免與本發明發生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進 行描述。
[0038] 應當理解的是，本發明能夠W不同形式實施，而不應當解釋為局限于送里提出的 實施例。相反地，提供送些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發明的范圍完全地傳遞給 本領域技術人員。在附圖中，為了清楚，層和區的尺寸W及相對尺寸可能被夸大。自始至終 相同附圖標記表示相同的元件。
[0039] 應當明白，當元件或層被稱為"在...上"、"與...相鄰"、"連接到"或"禪合到"其 它元件或層時，其可W直接地在其它元件或層上、與之相鄰、連接或禪合到其它元件或層， 或者可W存在居間的元件或層。相反，當元件被稱為"直接在...上"、"與...直接相鄰"、 "直接連接到"或"直接禪合到"其它元件或層時，則不存在居間的元件或層。應當明白，盡管 可使用術語第一、第二、第H等描述各種元件、部件、區、層和/或部分，送些元件、部件、區、 層和/或部分不應當被送些術語限制。送些術語僅僅用來區分一個元件、部件、區、層或部 分與另一個元件、部件、區、層或部分。因此，在不脫離本發明教導之下，下面討論的第一元 件、部件、區、層或部分可表示為第二元件、部件、區、層或部分。
[0040]空間關系術語例如"在...下"、"在...下面"、"下面的"、"在...之下"、"在...之 上"、"上面的"等，在送里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與 其它元件或特征的關系。應當明白，除了圖中所示的取向W外，空間關系術語意圖還包括使 用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉，然后，描述為"在其它元件下 面"或"在其之下"或"在其下"元件或特征將取向為在其它元件或特征"上"。因此，示例性 術語"在...下面"和"在...下"可包括上和下兩個取向。器件可W另外地取向（旋轉90 度或其它取向）并且在此使用的空間描述語相應地被解釋。
[0041] 在此使用的術語的目的僅在于描述具體實施例并且不作為本發明的限制。在此使 用時，單數形式的"一"、"一個"和"所述/該"也意圖包括復數形式，除非上下文清