[go: up one dir, main page]

RU2536317C1 - Method to manufacture magnetoresistive sensor - Google Patents

Method to manufacture magnetoresistive sensor Download PDF

Info

Publication number
RU2536317C1
RU2536317C1 RU2013118368/28A RU2013118368A RU2536317C1 RU 2536317 C1 RU2536317 C1 RU 2536317C1 RU 2013118368/28 A RU2013118368/28 A RU 2013118368/28A RU 2013118368 A RU2013118368 A RU 2013118368A RU 2536317 C1 RU2536317 C1 RU 2536317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photolithographic etching
sputtering
sensor
vacuum
formation
Prior art date
Application number
RU2013118368/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013118368A (en
Inventor
Валентин Константинович Гусев
Татьяна Геннадьевна Андреева
Виктор Аркадьевич Негин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2013118368/28A priority Critical patent/RU2536317C1/en
Publication of RU2013118368A publication Critical patent/RU2013118368A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2536317C1 publication Critical patent/RU2536317C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of automatics and magnetometry. The method to manufacture a magnetoresistive sensor consists in formation of a Winston bridge on an insulating substrate by means of vacuum sputtering of a magnetoresistive structure with subsequent formation of magnetoresistive strips by the method of photolithographic etching and sputtering of the first conducting layer with subsequent formation of links, conductors and contact sites by the method of photolithographic etching, application of the first insulating layer from polyimide with its subsequent imidisation in vacuum, sputtering of the second conducting layer and formation of a flat inductance coil on it "set/reset" by the method of photolithographic etching, application of the second insulating layer from polyimide with its subsequent imidisation in vacuum, sputtering of the third conducting layer and formation of a flat inductance "offset" coil on it by the method of photolithographic etching, application of a structural protection with subsequent opening of contact sites of the first conducting layer, at the same time conducting layers are produced by means of vacuum sputtering of a Cr-Cu-Cr structure, which is etched in layers and selectively, and on contact sites that are on the first conducting layer, they additionally create a film of Al by means of its sputtering on the sensor after application of the structural protection with subsequent photolithographic etching.
EFFECT: invention of the method provides for improved technical characteristics: increased specific sensitivity, reduced unbalance and lower cost of a sensor.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматики и магнитометрии и может быть использовано при изготовлении датчиков перемещений, устройств измерения электрического тока и магнитных полей, а именно при изготовлении датчиков угла поворота, устройств с гальванической развязкой, магнитометров, электронных компасов и т.д.The invention relates to the field of automation and magnetometry and can be used in the manufacture of displacement sensors, devices for measuring electric current and magnetic fields, namely, in the manufacture of angle sensors, devices with galvanic isolation, magnetometers, electronic compasses, etc.

Известен магниторезистивный датчик, описанный в патенте США 5247278, кл. H01L, 43/00 от 11 июля 1989 г. Его формируют методом вакуумного напыления на кремниевую пластину магниторезистивных и проводящих слоев с последующим фотолитографическим травлением рисунка схемы. Для получения магниторезистивных полосок напыляют кобальтсодержащий сплав NiFeCo, а для проводящих дорожек, перемычек между магниторезистивными полосками и контактных площадок напыляют Al+4% Cu. Для изоляции кремниевой пластины и верхнего проводящего слоя наносят SiO2+Si3N4 соответственно.Known magnetoresistive sensor described in US patent 5247278, CL. H01L, 43/00 dated July 11, 1989. It is formed by vacuum deposition of magnetoresistive and conductive layers on a silicon wafer, followed by photolithographic etching of the pattern. To obtain magnetoresistive strips, a cobalt-containing alloy of NiFeCo is sprayed, and Al + 4% Cu is sprayed for conductive paths, jumpers between magnetoresistive strips and contact pads. To isolate the silicon wafer and the upper conductive layer, SiO 2 + Si 3 N 4 is applied, respectively.

Недостатком такого способа является невозможность создания надежной изоляции, т.к. пленки оксида и нитрида кремния имеют высокий уровень внутренних напряжений и растрескиваются в процессе изготовления датчика. Особенно это заметно, когда изготавливается более сложная структура датчика с двумя плоскими катушками индуктивности «set/reset» и «offset», где требуется три слоя более толстой изоляции, чем толщина, указанная в этом патенте (~1 мкм).The disadvantage of this method is the inability to create reliable insulation, because silicon oxide and nitride films have a high level of internal stress and crack during the manufacture of the sensor. This is especially noticeable when a more complex sensor structure with two flat “set / reset” and “offset” inductors is manufactured, where three layers of thicker insulation are required than the thickness indicated in this patent (~ 1 μm).

Этот недостаток учтен в «Способе изготовления магниторезистивного датчика», патент РФ 2463688 C1, кл. H01L 43/12 от 23.06.2011 г., взятый за прототип.This disadvantage is taken into account in the "Method of manufacturing a magnetoresistive sensor", RF patent 2463688 C1, cl. H01L 43/12 of 06/23/2011, taken as a prototype.

В этом способе в качестве изоляции используется полиимидный лак, который имидизируется при нагреве в вакууме при приложении магнитного поля в плоскости подложки в направлении ОЛН, а в качестве электропроводящего материала используют структуру V-Cu-Ni, вместо Al, т.к. последний травится в травителе для полиимида при формировании переходных отверстий и вскрытии контактных площадок.In this method, a polyimide varnish is used as insulation, which is imidized when heated in vacuum by applying a magnetic field in the plane of the substrate in the direction of the OLD, and the structure of V-Cu-Ni is used as the electrically conductive material instead of Al, because the latter is etched in the etchant for polyimide when forming vias and opening contact pads.

Данный способ существенно повысил надежность датчика и выход годных, однако и он не лишен недостатков.This method significantly increased the reliability of the sensor and the yield, however, it is not without drawbacks.

Прежде всего, это относится к точности воспроизведения рисунка шаблона на проводящем слое. Так травление структуры V-Cu-Ni не обеспечивает необходимой точности в силу того, что подтрав может достигать 10 мкм и более. Это приводит к увеличению зазоров при изготовлении полюсов Барбера, что ведет к уменьшению поля смещения, а тем самым к уменьшению чувствительности датчика, а также к увеличению разбаланса моста Уинстона.First of all, this refers to the fidelity of the pattern pattern on the conductive layer. So the etching of the structure of V-Cu-Ni does not provide the necessary accuracy due to the fact that the etching can reach 10 microns or more. This leads to an increase in the gaps in the manufacture of the Barber poles, which leads to a decrease in the displacement field, and thereby to a decrease in the sensitivity of the sensor, as well as to an increase in the unbalance of the Winston bridge.

Кроме того, напыление верхнего слоя никеля предполагает приварку золотой проволоки к контактным площадкам, что, во-первых, дорого, а во-вторых, нетехнологично, т.к. при высокой теплопроводности кремния требуется приложение большой мощности, что зачастую приводит к перегоранию электрода и не обеспечивает необходимую прочность сварного соединения. Это снижает выход годных, а тем самым увеличивает себестоимость датчика.In addition, the deposition of the upper layer of nickel involves welding the gold wire to the contact pads, which is, firstly, expensive, and secondly, low-tech, because high silicon conductivity requires the application of high power, which often leads to burnout of the electrode and does not provide the necessary strength of the welded joint. This reduces the yield, and thereby increases the cost of the sensor.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение технических характеристик (повышение удельной чувствительности, уменьшение разбаланса), а также снижение его стоимости.The technical result of the proposed method is to increase technical characteristics (increase specific sensitivity, reduce imbalance), as well as reduce its cost.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления магниторезистивного датчика, заключающемся в формировании на изолирующей подложке моста Уинстона путем вакуумного напыления магниторезистивной структуры с последующим формированием магниторезистивных полосок методом фотолитографического травления и напылении первого проводящего слоя с последующим формированием перемычек, проводников и контактных площадок методом фотолитографического травления, нанесении первого изоляционного слоя из полиимида с последующей его имидизацией в вакууме, напылении второго проводящего слоя и формировании на нем плоской катушки индуктивности «set/reset» методом фотолитографического травления, нанесении второго изоляционного слоя из полиимида с последующей его имидизацией в вакууме, напылении третьего проводящего слоя и формировании на нем плоской катушки индуктивности «offset» методом фотолитографического травления, нанесении конструктивной защиты с последующим вскрытием контактных площадок первого проводящего слоя, проводящие слои получают путем вакуумного напыления структуры Cr-Cu-Cr, которую травят послойно и селективно, а на вскрытых контактных площадках, находящихся на первом проводящем слое, формируют пленку Al путем его напыления на датчик с последующим фотолитографическим травлением.The specified technical result is achieved in that in a method for manufacturing a magnetoresistive sensor, which consists in forming a Winston bridge on an insulating substrate by vacuum deposition of a magnetoresistive structure, followed by the formation of magnetoresistive strips by photolithographic etching and spraying of the first conductive layer with subsequent formation of jumpers, conductors and contact pads using the photolith method etching, applying the first insulating layer of polyimide with the last imidizing it in a vacuum, sputtering a second conductive layer and forming a “set / reset” flat inductor on it using photolithographic etching, applying a second polyimide insulating layer, then imidizing it in a vacuum, spraying a third conductive layer and forming a flat inductor on it "Offset" by photolithographic etching, applying structural protection, followed by opening the contact pads of the first conductive layer, the conductive layers are obtained by vacuum th sputtering structure Cr-Cu-Cr, which is etched in layers and selectively, while the exposed contact pads located on the first conductive layer is formed Al film by sputtering it onto the sensor, followed by photolithographic etching.

На фиг.1а, 1б и 1в представлена топология датчика:On figa, 1b and 1c shows the topology of the sensor:

1а - мост Уинстона, сформированные на первом проводящем слое контактные площадки и проводящие дорожки трех функциональных элементов (моста Уинстона, катушки индуктивности «set/reset» и катушки индуктивности «offset»):1a - Winston bridge, pads formed on the first conductive layer and conductive tracks of three functional elements (Winston bridge, set / reset inductors and offset bias):

1 - контактная площадка с проводящей дорожкой катушки индуктивности «set/reset»;1 - contact pad with a conductive path of the inductor "set / reset";

2 - контактная площадка с проводящей дорожкой моста Уинстона;2 - contact pad with a conductive track of Winston Bridge;

3 - контактная площадка с проводящей дорожкой моста Уинстона;3 - contact pad with a conductive track of Winston Bridge;

4 - контактная площадка с проводящей дорожкой моста Уинстона;4 - contact pad with a conductive track of Winston Bridge;

5 - контактная площадка с проводящей дорожкой катушки индуктивности «offset»;5 - contact pad with a conductive path of the inductance coil "offset";

6 - контактная площадка с проводящей дорожкой катушки индуктивности «set/reset»;6 - contact pad with a conductive path of the inductor "set / reset";

7 - контактная площадка с проводящей дорожкой моста Уинстона;7 - contact area with a conductive track of Winston Bridge;

8 - контактная площадка с проводящей дорожкой катушки индуктивности «offset».8 - contact pad with a conductive path of the inductance coil "offset".

1б - мост Уинстона и катушка индуктивности «set/reset», сформированная на втором проводящем слое.1b - Winston bridge and a set / reset inductor formed on a second conductive layer.

1в - мост Уинстона, катушка индуктивности «set/reset» и катушка индуктивности «offset», сформированная на третьем проводящем слое.1c - Winston bridge, “set / reset” inductor and “offset” inductor formed on a third conductive layer.

На фиг.2 показана топология одного из плеч моста Уинстона:Figure 2 shows the topology of one of the shoulders of the Winston bridge:

9 - магниторезистивные полоски с заостренными концами;9 - magnetoresistive strips with pointed ends;

10-перемычки;10-jumpers

11 - полюса Барбера.11 - Barber poles.

На фиг.3 приведена структура датчика в разрезе:Figure 3 shows the structure of the sensor in the context:

12 - подложка;12 - substrate;

13 - изоляция из SiO2;13 - insulation from SiO 2 ;

14 - изоляция из Si3N4;14 - insulation of Si 3 N 4 ;

15 - магниторезистивная структура;15 - magnetoresistive structure;

16 - первый проводящий слой;16 - the first conductive layer;

17 - полюса Барбера (Cr-Cu-Cr), сформированные на первом проводящем слое;17 - Barber poles (Cr-Cu-Cr) formed on the first conductive layer;

18 - первая изоляция из полиимида;18 - the first insulation of polyimide;

19 - катушка индуктивности «set/reset» (Cr-Cu-Cr), сформированная на втором проводящем слое;19 is a set / reset inductor (Cr-Cu-Cr) formed on a second conductive layer;

20 - вторая изоляция из полиимида;20 - second insulation from polyimide;

21 - катушка индуктивности «offset» (Cr-Cu-Cr), сформированная на третьем проводящем слое;21 is an offset coil (Cr-Cu-Cr) formed on the third conductive layer;

22 - конструктивная защита;22 - constructive protection;

23 - контактные площадки (Al);23 - contact pads (Al);

24 - межуровневые соединения. 24 - interlayer connections.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Предлагаемый способ был реализован при изготовлении магниторезистивного датчика, имеющего нечетную ВЭХ.The proposed method was implemented in the manufacture of a magnetoresistive sensor having an odd HEC.

Датчик состоит из моста Уинстона (контактные площадки 2, 3, 4, 7 фиг.1а), катушки индуктивности «set/reset» (контактные площадки 1, 6 фиг.1а) и катушки индуктивности «offset» (контактные площадки 5, 8 фиг.1а).The sensor consists of a Winston bridge (contact pads 2, 3, 4, 7 of figa), a set / reset inductor (contact pads 1, 6 of figa) and an offset coil (contact pads 5, 8 of fig. .1a).

Мост Уинстона содержит четыре плеча (фиг.2), каждое из которых состоит из магниторезистивных полосок с заостренными концами 9, перемычек 10 и полюсов Барбера 11, позволяющих смещать ВЭХ датчика в линейную область.The Winston bridge contains four shoulders (Fig. 2), each of which consists of magnetoresistive strips with pointed ends 9, jumpers 10 and Barber poles 11, which allow shifting the SEC of the sensor to a linear region.

Содержание и последовательность технологических операций по изготовлению датчика можно понять из рассмотрения фиг.3.The content and sequence of technological operations for the manufacture of the sensor can be understood from a consideration of figure 3.

На кремниевую пластину 12, содержащую изоляцию из SiO2 13 толщиной 0,3 мкм и Si3N4 14 толщиной 0,15 мкм, напыляли магниторезистивную структуру Fe(15%)Ni(65%)Co(20%)-Ta-Fe(15%)Ni(65%)Co(20%) 15 толщиной ~50-60 нм и формировали магниторезистивные полоски 9 (фиг.2) методом фотолитографии и травления в составе:On a silicon wafer 12 containing insulation of SiO 2 13 with a thickness of 0.3 μm and Si 3 N 4 14 with a thickness of 0.15 μm, the magnetoresistive structure of Fe (15%) Ni (65%) Co (20%) - Ta-Fe was sprayed (15%) Ni (65%) Co (20%) 15 with a thickness of ~ 50-60 nm and formed magnetoresistive strips 9 (figure 2) by photolithography and etching in the composition:

Кислота азотнаяNitric acid 100 мл100 ml Натрий фтористыйSodium Fluoride 10 г10 g Калий азотнокислыйPotassium nitrate 30 г30 g Вода дистиллированнаяDistilled water 20 мл20 ml

Температура травления (18-23)°C, время травления 40-60 с.Etching temperature (18-23) ° C, etching time 40-60 s.

Далее наносили первый проводящий слой Cr-Cu-Cr общей толщиной ~0,5 мкм, методом фотолитографии создавали маску и формировали контактные площадки и проводящие дорожки трех функциональных элементов - моста Уинстона 2, 3, 4, 7 (фиг.1а), катушки индуктивности «set/reset» 1, 6 (фиг.1а), катушки индуктивности «offset» 5, 8 (фиг.1a), а также полюса Барбера 17 (фиг.3) и перемычки 10 (фиг.2).Next, the first conductive layer of Cr-Cu-Cr was applied with a total thickness of ~ 0.5 μm, a mask was created by photolithography and contact pads and conductive paths of three functional elements were formed - Winston Bridge 2, 3, 4, 7 (Fig. 1a), inductor “Set / reset” 1, 6 (Fig. 1a), an “offset” inductor 5, 8 (Fig. 1a), as well as the Barber pole 17 (Fig. 3) and jumper 10 (Fig. 2).

Травление хрома проводили в травителе HCl:H2O=1:1 при температуре (40±5)°C. Этот травитель является селективным по отношению к меди и выступает в качестве металлорезиста при ее травлении в составе:Chromium etching was carried out in an etchant HCl: H 2 O = 1: 1 at a temperature of (40 ± 5) ° C. This etchant is selective with respect to copper and acts as a metal resist when etched in the composition:

Кислота фосфорнаяPhosphoric Acid 60 мл60 ml Кислота уксуснаяAcetic acid 10 мл10 ml Кислота азотнаяNitric acid 10 мл10 ml Вода дистиллированнаяDistilled water 20 мл20 ml

Температура травления (40±5)°C.Etching temperature (40 ± 5) ° C.

После травления меди снова стравливали хром в соляной кислоте, которая стравливала верхний тонкий слой кобальтсодержащего сплава до тантала, оставляя его только под полюсами Барбера и перемычками. Такое раздельное травление позволило уменьшить подтрав структуры Cr-Cu-Cr и получить полюса Барбера и зазоры между ними необходимого размера (17×17 мкм соответственно).After etching, the copper was again etched with chromium in hydrochloric acid, which etched the upper thin layer of cobalt-containing alloy to tantalum, leaving it only under the Barber poles and jumpers. Such separate etching made it possible to reduce the etching of the Cr – Cu – Cr structure and to obtain the Barber poles and the gaps between them of the required size (17 × 17 μm, respectively).

Далее нанесение лака АД 910318, 20 и его имидизацию в вакууме проводили по прототипу (патент RU 2463688 C1).Next, the application of varnish HELL 910318, 20 and its imidization in vacuum was carried out according to the prototype (patent RU 2463688 C1).

На поверхность подложки со сформированным мостом Уинстона наносили первый изоляционный слой лака АД-9103 18 толщиной 2-4 мкм методом центрифугирования.The first insulating varnish layer AD-9103 18 2-4 μm thick was applied to the surface of the substrate with the Winston bridge formed by centrifugation.

Далее проводили сушку изоляционного слоя ступенчато: при температуре 60°C в течение 10 мин, при температуре 80°C в течение 10 мин, при температуре 100°C в течение 10 мин, при температуре 120°C в течение 30 мин.Next, the insulation layer was dried stepwise: at a temperature of 60 ° C for 10 min, at a temperature of 80 ° C for 10 min, at a temperature of 100 ° C for 10 min, at a temperature of 120 ° C for 30 min.

Имидизацию изоляционного слоя в вакуумной установке проводили при температуре 350-380°C в магнитном поле величиной 120-140Э, приложенном в плоскости подложки в том же направлении, что и при напылении магниторезистивной структуры «FeNi(FeNiCo)-Ta-FeNi(FeNiCo)».The insulation layer was imidized in a vacuum installation at a temperature of 350–380 ° C in a magnetic field of 120–140 Oe applied in the plane of the substrate in the same direction as in the deposition of the magnetoresistive structure “FeNi (FeNiCo) -Ta-FeNi (FeNiCo)” .

Для изготовления катушки индуктивности «set/reset» 19 напыляли второй проводящий слой Cr-Cu-Cr толщиной ~2 мкм и проводили фотолитографическое травление рисунка в соответствии с фиг.16.To manufacture the set / reset inductance coil 19, a second conductive layer of Cr-Cu-Cr with a thickness of ~ 2 μm was sprayed and photolithographic etching of the pattern was performed in accordance with Fig. 16.

Далее повторяли операцию по нанесению лака АД 9103 18 и его имидизации в вакууме по режиму, указанному ранее.Next, the operation was repeated for applying varnish HELL 9103 18 and its imidization in vacuum according to the regime indicated earlier.

Для изготовления катушки индуктивности «offset» 21 напыляли третий проводящий слой Cr-Cu-Cr толщиной ~2 мкм и проводили фотолитографическое травление рисунка в соответствии с фиг.1в.To manufacture the “offset” inductor 21, a third conductive layer of Cr-Cu-Cr ~ 2 μm thick was sprayed and photolithographic etching of the pattern was performed in accordance with FIG.

В качестве конструктивной защиты наносили лак АД-9103 23, а затем проводили его термообработку на воздухе при температуре 200°C в течение 30 мин. Далее вскрывали лак на контактных площадках 1-8 первого проводящего слоя.AD-9103 23 varnish was applied as structural protection, and then it was heat-treated in air at a temperature of 200 ° C for 30 min. Next, varnish was opened on the pads 1-8 of the first conductive layer.

Последними операциями являлись напыление на готовый датчик (со вскрытыми контактными площадками 1-8 первого проводящего слоя) пленки алюминия ~1 мкм и его фотолитографическое травление по рисунку, позволяющему оставить алюминий 23 только на контактных площадках 1-8 первого проводящего слоя.The last operations were spraying an aluminum film of ~ 1 μm on the finished sensor (with exposed contact pads 1-8 of the first conductive layer) and its photolithographic etching according to the figure, which allows aluminum 23 to be left only on contact pads 1-8 of the first conductive layer.

Межуровневые соединения 24 от катушек индуктивности 19, 21 на проводящие дорожки соответствующих контактных площадок датчика получали, так называемым «каскадным методом», заключающимся в том, что межуровневые соединения 24 формируют путем пропыления переходных окон одновременно с напылением проводящего слоя соответствующего уровня и изготовления рисунка схемы методом фотолитографии, причем межуровневые соединения формируют большего размера, чем размер переходных окон в плане, а в каждом последующем изоляционном слое вытравливают переходные окна большего размера, чем в предыдущем (см. патент №2474004 на изобретение RU 2474004 C1 от 16 августа 2011 г.).Inter-level connections 24 from the inductors 19, 21 to the conductive tracks of the corresponding contact pads of the sensor were obtained by the so-called "cascade method", which consists in the fact that inter-level connections 24 are formed by sputtering the transition windows simultaneously with the sputtering of the conductive layer of the corresponding level and making the circuit diagram by photolithography, moreover, inter-level compounds form a larger size than the size of the transition windows in plan, and in each subsequent insulation layer etch odnye larger windows than in the previous (see. Patent №2474004 for the invention RU 2474004 C1 on August 16, 2011).

Таким образом, в предлагаемом способе использование известных материалов и приемов изготовления датчика, но при изменении очередности операций и использовании селективных свойств травителей Cr и Cu при изготовлении элементов рисунка из первого, второго и третьего проводящих слоев дало новый положительный эффект, заключающийся в повышении технических характеристик датчика и уменьшении его стоимости.Thus, in the proposed method, the use of known materials and manufacturing methods of the sensor, but when changing the sequence of operations and using the selective properties of the etchants Cr and Cu in the manufacture of drawing elements from the first, second and third conductive layers, gave a new positive effect, which consists in improving the technical characteristics of the sensor and reducing its cost.

Так, возможность более точного воспроизведения рисунка шаблона на структуре Cr-Cu-Cr позволило повысить чувствительность датчика с полюсами Барбера с 0,5 мВ/(В×Э) до 0,8-0,9 мВ/(В×Э), уменьшить разбаланс моста Уинстона в среднем с 8-12 мВ до 4-6 мВ, что позволило отказаться от подгоночного сопротивления и тем самым уменьшить размеры датчика и исключить из технологии операцию подгонки моста Уинстона.Thus, the ability to more accurately reproduce the pattern of the template on the Cr-Cu-Cr structure made it possible to increase the sensitivity of the sensor with Barber poles from 0.5 mV / (V × E) to 0.8-0.9 mV / (V × E), reduce the imbalance of the Winston bridge on average from 8-12 mV to 4-6 mV, which made it possible to abandon the fitting resistance and thereby reduce the size of the sensor and exclude the fitting operation of the Winston bridge from the technology.

Использование Al сверху контактных площадок позволило применить ультразвуковую приварку алюминиевой фольги, при этом прочность сварного соединения увеличилась с 20-22 г для золотой проволоки до 50 г для алюминиевой фольги (определялась динамометрическим методом путем отрыва алюминиевой фольги от алюминиевой КП). Кроме того, в этом случае очевидно удешевление этой операции, а в целом и датчика по сравнению с приваркой золотой проволоки.The use of Al on top of the pads allowed us to apply ultrasonic welding of aluminum foil, while the strength of the welded joint increased from 20-22 g for gold wire to 50 g for aluminum foil (it was determined by the dynamometric method by tearing aluminum foil from an aluminum gearbox). In addition, in this case, it is obvious that this operation, and in general the sensor, is cheaper than the welding of gold wire.

Аналогичным образом был изготовлен датчик, мост Уинстона которого содержит наклонные полоски. Выход годных датчиков с разбалансом 4 мВ увеличился на 30% по сравнению с прототипом.In a similar way, a sensor was made, the Winston bridge of which contains inclined strips. The output of suitable sensors with an imbalance of 4 mV increased by 30% compared with the prototype.

Claims (1)

Способ изготовления магниторезистивного датчика, заключающийся в формировании на изолирующей подложке моста Уинстона путем вакуумного напыления магниторезистивной структуры с последующим формированием магниторезистивных полосок методом фотолитографического травления и напылении первого проводящего слоя с последующим формированием перемычек, проводников и контактных площадок методом фотолитографического травления, нанесении первого изоляционного слоя из полиимида с последующей его имидизацией в вакууме, напылении второго проводящего слоя и формировании на нем плоской катушки индуктивности «set/reset» методом фотолитографического травления, нанесении второго изоляционного слоя из полиимида с последующей его имидизацией в вакууме, напылении третьего проводящего слоя и формировании на нем плоской катушки индуктивности «offset» методом фотолитографического травления, нанесении конструктивной защиты с последующим вскрытием контактных площадок первого проводящего слоя, отличающийся тем, что проводящие слои получают путем вакуумного напыления структуры Cr-Cu-Cr, которую травят послойно и селективно, а на вскрытых контактных площадках, находящихся на первом проводящем слое, дополнительно формируют пленку Al путем его напыления на датчик с последующим фотолитографическим травлением. A method of manufacturing a magnetoresistive sensor, which consists in forming a Winston bridge on an insulating substrate by vacuum deposition of a magnetoresistive structure, followed by the formation of magnetoresistive strips by photolithographic etching and spraying of the first conductive layer, followed by the formation of jumpers, conductors and contact pads by photolithographic etching, applying the first polyolithographic etching layer followed by its imidization in a vacuum, spraying a second the sheathing layer and forming a “set / reset” flat inductor on it by photolithographic etching, applying a second polyimide insulating layer followed by imidization in vacuum, spraying the third conductive layer and forming a “offset” flat inductor on it using photolithographic etching, applying structural protection followed by opening the contact pads of the first conductive layer, characterized in that the conductive layers are obtained by vacuum deposition of a Cr-Cu-Cr structure, which The etch is etched in layers and selectively, and on the exposed contact pads located on the first conductive layer, an Al film is additionally formed by spraying it onto the sensor followed by photolithographic etching.
RU2013118368/28A 2013-04-19 2013-04-19 Method to manufacture magnetoresistive sensor RU2536317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013118368/28A RU2536317C1 (en) 2013-04-19 2013-04-19 Method to manufacture magnetoresistive sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013118368/28A RU2536317C1 (en) 2013-04-19 2013-04-19 Method to manufacture magnetoresistive sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013118368A RU2013118368A (en) 2014-10-27
RU2536317C1 true RU2536317C1 (en) 2014-12-20

Family

ID=53286329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013118368/28A RU2536317C1 (en) 2013-04-19 2013-04-19 Method to manufacture magnetoresistive sensor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2536317C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2601360C1 (en) * 2015-07-14 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" МИЭТ Magnetoresistive element
RU2617454C1 (en) * 2016-02-17 2017-04-25 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of producing magnetoresistive sensor
RU2659877C1 (en) * 2017-08-16 2018-07-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of manufacturing magnetoresistive sensor
RU2767593C1 (en) * 2021-07-19 2022-03-17 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for manufacturing magnetoresistive nanostructures

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247278A (en) * 1991-11-26 1993-09-21 Honeywell Inc. Magnetic field sensing device
RU2066504C1 (en) * 1994-07-20 1996-09-10 Институт проблем управления РАН Magnetoresistive sensor
US6295718B1 (en) * 1999-08-16 2001-10-02 Headway Technologies, Inc. Method for fabricating a non-parallel magnetically biased multiple magnetoresistive (MR) layer magnetoresistive (MR) sensor element
RU2320051C1 (en) * 2006-10-27 2008-03-20 Государственное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" Московского государственного института электронной техники" Method for manufacturing magnetoresistive sensors
RU2347302C1 (en) * 2007-09-11 2009-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" Magnetoresistive detector
RU2463688C1 (en) * 2011-06-23 2012-10-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of making magnetoresistive sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247278A (en) * 1991-11-26 1993-09-21 Honeywell Inc. Magnetic field sensing device
RU2066504C1 (en) * 1994-07-20 1996-09-10 Институт проблем управления РАН Magnetoresistive sensor
US6295718B1 (en) * 1999-08-16 2001-10-02 Headway Technologies, Inc. Method for fabricating a non-parallel magnetically biased multiple magnetoresistive (MR) layer magnetoresistive (MR) sensor element
RU2320051C1 (en) * 2006-10-27 2008-03-20 Государственное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" Московского государственного института электронной техники" Method for manufacturing magnetoresistive sensors
RU2347302C1 (en) * 2007-09-11 2009-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" Magnetoresistive detector
RU2463688C1 (en) * 2011-06-23 2012-10-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of making magnetoresistive sensor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2601360C1 (en) * 2015-07-14 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" МИЭТ Magnetoresistive element
RU2617454C1 (en) * 2016-02-17 2017-04-25 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of producing magnetoresistive sensor
RU2659877C1 (en) * 2017-08-16 2018-07-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of manufacturing magnetoresistive sensor
RU2767593C1 (en) * 2021-07-19 2022-03-17 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for manufacturing magnetoresistive nanostructures

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013118368A (en) 2014-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7078238B2 (en) Method for manufacturing magnetic sensor
US10066940B2 (en) Single-chip differential free layer push-pull magnetic field sensor bridge and preparation method
RU2536317C1 (en) Method to manufacture magnetoresistive sensor
TW200906260A (en) Circuit board structure and fabrication method thereof
US20130241684A1 (en) Method for manufacturing common mode filter and common mode filter
US8988073B2 (en) Magnetoresistive sensor
KR102343804B1 (en) Magnetic sensor and method of manufacturing the same
JPWO2015125621A1 (en) Electronic equipment
US20160313375A1 (en) Chip scale current sensor package and method of producing a current sensor package
JPH08124987A (en) Electrical property checking pattern and method of semiconductor device
CN109358301A (en) A Miniature Fluxgate Sensor Based on Sewn Core Structure
CN101976723B (en) Manufacture method of current isolator
WO2024022300A1 (en) Resistor structure and method for manufacturing same
CN107424978A (en) Dielectric wire and preparation method thereof between a kind of compound semiconductor layer
JPS63293934A (en) Inspection equipment for semiconductor element
RU2463688C1 (en) Method of making magnetoresistive sensor
RU2474004C1 (en) Method to manufacture multi-level thin-film microcircuit chips
CN105977240A (en) Monolithic integration miniature transformer
JP2004186439A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
RU2617454C1 (en) Method of producing magnetoresistive sensor
RU2659877C1 (en) Method of manufacturing magnetoresistive sensor
TWI576871B (en) Inductance structure and manufacturing method thereof
JP2013128053A (en) Semiconductor element inspection method and test element
JP2007019333A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPS59182586A (en) Josephson junction element

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190507