桥式传感器生产流程

一种桥式磁阻传感器的制备方法与流程

1. 现有的磁阻传感器中通常设置半桥或者全桥电路来检测外部磁场，对于半桥或者全桥的制备主要有以下几种方法。

2. 第一种是将制备完成的单个隧道结器件按照相反的磁钉扎方向排列，通过外部绑线的方式连接成全桥式结构，这样机械组装式的方法会引入较大的对准误差，且显然不适用于大规模生产，不利于同片晶圆上实现全桥式传感器结构制备。

3. 第二种是通过局部退火的方式改变电桥中两个桥臂上磁隧道结的钉扎方向，具体做法是，先将整个晶圆加热至接近但小于反铁磁钉扎层的阻挡温度，之后在需要改变方向的桥臂上通入脉冲电流，同时施加与原退火方向相反的外磁场，在脉冲电流的作用下局部温度将上升至阻挡温度之上，磁钉扎方向被改变，未通电流的另外两个桥臂则不受影响，然而，达到阻挡温度所需要的电流较大，容易造成隧道结的击穿。类似地，也可用激光辐射实现局部加热进行退火，这种方法比较低效，不适用于大规模生产。

4. 第三种方法是在同片晶圆上，先通过光刻定义出不同的区域，再分两次沉积不同结构的薄膜，例如，可以在常用的合成反铁磁结构cofe/ru/cofe中额外添加一层，形成cofe/ru/cofe/ru/cofeb的结构，经过退火处理后，由于反铁磁耦合作用的存在，两种结构的薄膜将会形成相反的参考层方向，从而在同一晶圆上按照既定区域直接加工成惠斯通全桥式器件，这种方法虽然简化了器件加工步骤，但是却使薄膜沉积工艺变得极其复杂，同时沉积两种薄膜结构需要精确设计，保证其具有大致相同的磁阻率、电阻面积乘积(ra)等参数，以避免桥式传感器的输出偏置。