案，所述磁性材料單元上兩個相鄰的第一電極之間設有 第三電極；
[0051] 所述第一電極、第三電極均靠近磁性材料單元的第一側設置，即靠近導磁單元的 一側設置；
[0052] 所述第三電極用以在靠近導磁單元一側將更多電流偏轉到設定偏轉角度，增加對 感應Z軸信號的有效電流。
[0053] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述磁性材料單元上還設有若干第二電極；
[0054] 第二電極設置于第一電極的一側，靠近磁性材料單元的第二側設置，即設置于遠 離導磁單元的一側；
[0055] 所述第二電極用以收集第一電極靠近磁性材料單元的第二側處的無效電流，而后 將收集到的電流輸送至對應的兩個第一電極之間。
[0056] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述磁性材料單元上設有若干第三電極；
[0057] 所述第三電極設置于兩個相鄰的第一電極之間；兩個相鄰的第一電極之間設有一 個及以上的第三電極；
[0058] 所述第一電極、第三電極均靠近磁性材料單元的第一側設置，即靠近導磁單元的 一側設置；
[0059] 所述第三電極用以收集第二電極輸送的電流，而后將電流輸送至對應的第一電極 之間；
[0060] 所述第三電極還用以收集其一側的第一電極輸送的電流，將收集到的電流輸送 至其另一側的第一電極。
[0061] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的高靈敏度磁傳感裝置及其制備方法，通過 在磁性材料沉積前，預先沉積一層介質層，能有效地提升磁性材料的特性，能給予磁靈敏度 10%以上的提升。
[0062] 試驗數據如下，其中，dR/R是直接關系到傳感器靈敏度。
[00631
【主權項】
1. 一種高靈敏度磁傳感裝置的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟： 步驟S1、在晶圓上沉積第一介質材料，形成第一介質層；第一介質材料為SiN ; 步驟S2、沉積第二介質材料，形成第二介質層，第二介質層的厚度小于IOnm ;第二介質 材料為含Ti材料或含Ta材料； 步驟S3、沉積磁性材料，形成磁性材料層；磁性材料為NiFe合金； 步驟S4、在磁性材料層上沉積一層或多層緩沖層； 步驟S5、在緩沖層上沉積保護層；所述緩沖層的材料為晶粒小于保護層材料的薄膜， 為金屬或非金屬；保護層為TaN材料，緩沖層為TaN材料，緩沖層的含氮量高于保護層，且緩 沖層的電阻值大于保護層； 步驟S6、通過光刻與刻蝕工藝，形成磁傳感器單元圖形； 步驟S7、沉積第三層介質層； 步驟S8、通過光刻與刻蝕工藝，將所需要的與電極層連接的部分打開，刻蝕停在緩沖層 上，然后沉積金屬層。
2. -種高靈敏度磁傳感裝置的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟： 步驟S1、在晶圓片上沉積第一介質材料，形成第一介質層； 步驟S2、沉積第二介質材料，形成第二介質層； 步驟S3、沉積磁性材料，形成磁性材料層； 步驟S4、沉積第三介質材料，形成第三介質層。
3. 根據權利要求2所述的高靈敏度磁傳感裝置的制備方法，其特征在于： 步驟Sl中，第一介質材料為SiN ;步驟S2中，第二介質層的厚度小于IOnm ;第二介質材 料為含Ti材料或含Ta材料；步驟S3中，磁性材料為NiFe合金；步驟S4中，第三介質材料 為 TaN。
4. 根據權利要求2所述的高靈敏度磁傳感裝置的制備方法，其特征在于： 所述制備方法還包括： 步驟S5、通過光刻與刻蝕工藝，形成磁傳感器單元圖形； 步驟S6、沉積第四層介質層； 步驟S7、通過光刻與刻蝕工藝，將所需要的與電極層連接的部分打開，刻蝕停在緩沖層 上，然后沉積金屬層。
5. -種高靈敏度磁傳感裝置，其特征在于，所述磁傳感裝置包括依次設置的：第一介 質層、第二介質層、磁性材料層、第三介質層； 所述第一介質層設置于晶圓片上，第一介質層的介質材料為SiN;所述第二介質層的 厚度小于l〇nm，第一介質層的介質材料為含Ti材料或含Ta材料；所述磁性材料層的磁性 材料為NiFe合金；第三介質層的介質材料為TaN ; 所述磁傳感裝置還包括：電極層、導磁單元；所述磁性材料層包括若干磁性材料單元， 電極層包括若干列電極組，每組電極組包括若干第一電極，磁性材料單元上排列對應的電 極組； 所述第一電極靠近導磁單元設置，所述第一電極的寬度小于與該電極對應的磁性材料 單元寬度的70%，減少磁性材料單元遠離導磁單元一側的電流密度，將遠離導磁單元一側 的無效電流收集到靠近導磁單元一側，使得靠近導磁單元的有效區(qū)域內的電流密度得到提 所述磁性材料單元上兩個相鄰的第一電極之間設有第三電極；所述第一電極、第三電 極均靠近磁性材料單元的第一側設置，即靠近導磁單元的一側設置；所述第三電極用以在 靠近導磁單元一側將更多電流偏轉到設定偏轉角度，增加對感應Z軸信號的有效電流； 高，從而增強Z軸傳感器的靈敏度； 所述磁性材料單元上還設有若干第二電極；第二電極設置于第一電極的一側，靠近磁 性材料單元的第二側設置，即設置于遠離導磁單元的一側；所述第二電極用以收集第一電 極靠近磁性材料單元的第二側處的無效電流，而后將收集到的電流輸送至對應的兩個第一 電極之間； 所述磁性材料單元上設有若干第三電極；所述第三電極設置于兩個相鄰的第一電極之 間；兩個相鄰的第一電極之間設有一個及以上的第三電極；所述第一電極、第三電極均靠 近磁性材料單元的第一側設置，即靠近導磁單元的一側設置；所述第三電極用以收集第二 電極輸送的電流，而后將電流輸送至對應的第一電極之間；所述第三電極還用以收集其一 側的第一電極輸送的電流，將收集到的電流輸送至其另一側的第一電極； 所述磁傳感裝置包括第三方向磁傳感部件，該第三方向磁傳感部件包括： -基底，其表面開有溝槽； -導磁單元，其主體部分設置于溝槽內，并有部分露出溝槽至基底表面，用以收集第三 方向的磁場信號，并將該磁場信號輸出； -感應單元，設置于所述基底表面上，用以接收所述導磁單元輸出的第三方向的磁信 號，并根據該磁信號測量出第三方向對應的磁場強度及磁場方向； 所述導磁單元的主體部分與基底表面的夾角為45°到90° ;所述感應單元貼緊基底表 面設置，與基底表面平行；所述感應單元是與基底表面平行的磁傳感器，和基底表面平行的 第一方向、第二方向對應的磁傳感器一起，組成三維磁傳感器的一部分；所述導磁單元及感 應單元均含有磁材料層；所述磁材料層的磁材料為各項異性磁阻AMR材料，或為巨磁阻GMR 材料，或為隧道磁阻TMR材料。
6. -種高靈敏度磁傳感裝置，其特征在于，所述磁傳感裝置包括依次設置的第一介質 層、第二介質層、磁性材料層、第三介質層；第一介質層為絕緣層，第二介質層為金屬層。
7. 根據權利要求6所述的高靈敏度磁傳感裝置，其特征在于： 所述磁傳感裝置還包括：電極層、導磁單元； 所述磁性材料層包括若干磁性材料單元，電極層包括若干列電極組，每組電極組包括 若干第一電極，磁性材料單元上排列對應的電極組； 所述第一電極靠近導磁單元設置，所述第一電極的寬度小于與該電極對應的磁性材料 單元寬度的70%，減少磁性材料單元遠離導磁單元一側的電流密度，將遠離導磁單元一側 的無效電流收集到靠近導磁單元一側，使得靠近導磁單元的有效區(qū)域內的電流密度得到提 高，從而增強Z軸傳感器的靈敏度。
8. 根據權利要求7所述的高靈敏度磁傳感裝置，其特征在于： 所述磁性材料單元上兩個相鄰的第一電極之間設有第三電極； 所述第一電極、第三電極均靠近磁性材料單元的第一側設置，即靠近導磁單元的一側 設置； 所述第三電極用以在靠近導磁單元一側將更多電流偏轉到設定偏轉角度，增加對感應 Z軸信號的有效電流。
9. 根據權利要求6所述的高靈敏度磁傳感裝置，其特征在于： 所述磁性材料單元上還設有若干第二電極； 第二電極設置于第一電極的一側，靠近磁性材料單元的第二側設置，即設置于遠離導 磁單元的一側； 所述第二電極用以收集第一電極靠近磁性材料單元的第二側處的無效電流，而后將收 集到的電流輸送至對應的兩個第一電極之間。
10. 根據權利要求9所述的高靈敏度磁傳感裝置，其特征在于： 所述磁性材料單元上設有若干第三電極； 所述第三電極設置于兩個相鄰的第一電極之間；兩個相鄰的第一電極之間設有一個及 以上的第三電極； 所述第一電極、第三電極均靠近磁性材料單元的第一側設置，即靠近導磁單元的一側 設置； 所述第三電極用以收集第二電極輸送的電流，而后將電流輸送至對應的第一電極之 間； 所述第三電極還用以收集其一側的第一電極輸送的電流，將收集到的電流輸送至其另 一側的第一電極。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種高靈敏度磁傳感裝置及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：步驟S1、在晶圓上沉積第一介質材料，形成第一介質層；步驟S2、沉積第二介質材料，形成第二介質層；步驟S3、沉積磁性材料，形成磁性材料層；步驟S4、沉積第三介質材料，形成第三介質層。本發(fā)明提出的高靈敏度磁傳感裝置及其制備方法，通過在磁性材料沉積前，預先沉積一層介質層，能有效地提升磁性材料的特性，能給予磁靈敏度10％以上的提升。
【IPC分類】G01R33-09, H01L43-08, H01L43-12
【公開號】CN104868051
【申請?zhí)枴緾N201510140939
【發(fā)明人】楊鶴俊, 張挺, 王宇翔, 邱鵬
【申請人】上海矽睿科技有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月27日