磁阻組件及磁阻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于磁阻組件，尤其是具有實質(zhì)上平行于基板的表面的水平磁阻層與不 平行于基板表面的非平行磁阻層的磁阻組件。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁阻組件中所包括的磁阻材料可因應(yīng)磁場強度的變化而改變其電阻值，目前大量 地應(yīng)用于運動產(chǎn)品、汽車、馬達、通訊產(chǎn)品中。常見的磁阻材料可依其作用方式的差異以及 靈敏度的不同而分為異向性磁阻（anisotropicmagnetoresistance，AMR)、巨磁阻（giant magnetoresistance，GMR)及穿隧磁阻（tunnelingmagnetoresistance，TMR)等類型。
[0003] 迄今，無論所用的磁阻材料為何，能量測三維磁場變化的磁阻裝置大多需要將量 測不同方向的多個磁阻裝置藉由封裝而整合在一起，這使得成本上升、裝置的良率下降以 及封裝的困難度增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一目的在于提供一種能被用于所有磁阻裝置的磁阻組件。相較于傳統(tǒng)的 磁阻組件，本發(fā)明的磁阻組件借著采用非平行磁阻層與水平磁阻層的組合而提供較佳的組 件效能。
[0005] 本發(fā)明提供一種磁阻組件，其包括水平磁阻層與非平行磁阻層。水平磁阻層是設(shè) 置在基板的表面上且沿著其延伸方向具有第一側(cè)與和第一側(cè)相對的第二側(cè)。非平行磁阻層 是不平行該基板的該表面且是從該水平磁阻層的該第一側(cè)處與該水平磁阻層實體連接。
[0006] 在本發(fā)明的一實施例中，該非平行磁阻層是設(shè)置在一向下凹陷的下溝槽或一向上 突出的上溝槽的側(cè)壁上并從該水平磁阻層的該第一側(cè)向下或向上延伸。
[0007] 在本發(fā)明的一實施例中，該向下凹陷的下溝槽或該向上突出的上溝槽的該側(cè)壁相 對于該基板的該表面形成等于或小于90度的一角度。
[0008] 在本發(fā)明的一實施例中，該磁阻組件更包括一轉(zhuǎn)角部，該轉(zhuǎn)角部是由一部分的該 水平磁阻層與一部分的該非平行磁阻層所構(gòu)成。
[0009] 在本發(fā)明的一實施例中，該轉(zhuǎn)角部具有圓角化的形狀或包括多個刻面。
[0010] 在本發(fā)明的一實施例中，該向下凹陷的下溝槽的一底部是部分地或完全地被一底 磁阻層所覆蓋。
[0011] 在本發(fā)明的一實施例中，以俯視角度觀之，該向下凹陷的下溝槽或該向上突出的 上溝槽的形狀為卵形、圓角化的矩形或至少一側(cè)呈鋸齒狀的矩形。
[0012] 在本發(fā)明的一實施例中，該非水平磁阻層位于該向下凹陷的下溝槽或該向上突出 的上溝槽的該側(cè)壁上的至少一部分的厚度是大于該水平磁阻層的厚度。
[0013] 本發(fā)明亦提供一種磁阻裝置，其包括本發(fā)明的磁阻組件。
【附圖說明】
[0014] 圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的Z軸磁阻感測組件的立體圖。
[0015] 圖2顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的Z軸磁阻感測組件的的立體圖。
[0016] 圖3顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的Z軸磁阻感測組件的立體圖。
[0017] 圖3A顯示圖3的Z軸磁阻感測組件的上視圖。
[0018] 圖4顯示分別沿著圖1、圖2與圖3中的A-A'、B_B'與D-D'切線所獲得的橫剖面 的示意圖。
[0019] 圖4A顯示圖4中的橫剖面的另一實施例。
[0020] 圖4B顯示圖4中的橫剖面的更另一實施例。
[0021] 圖5顯示沿著圖3中的C-C'切線所獲得的橫剖面的示意圖。
[0022] 圖6顯示根據(jù)本發(fā)明更另一實施例的Z軸磁阻感測組件的立體圖。
[0023] 圖7A顯示沿著圖6中的E-E'切線所獲得的橫剖面的示意圖。
[0024] 圖7B顯示沿著圖6中的F-F'切線所獲得的橫剖面的示意圖。
[0025] 圖8A顯示圖7A的橫剖面的另一實施例。
[0026] 圖8B顯示圖7B的橫剖面的另一實施例。
[0027] 圖9A-9C顯示根據(jù)本發(fā)明其它實施例的Z軸磁阻感測組件的平面圖。
[0028] 圖10A-10B顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的Z軸磁阻感測裝置，此裝置包括由本發(fā)明實 施例的Z軸磁阻感測組件所組成的電橋配置。
[0029] 圖11顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的磁阻感測組件，其中此組件包括至少一溝槽。
[0030] 圖12A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例沿著圖11的切線G-G'所取的橫剖面圖。
[0031] 圖12B顯示圖12A的轉(zhuǎn)角部C的放大圖。
[0032] 圖12B*顯示轉(zhuǎn)角部C的另一實施例，其中轉(zhuǎn)角部C具有凹面輪廓。
[0033] 圖12C顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例沿著圖11的切線G-G'所取的另一橫剖面圖。
[0034] 圖12D顯示根據(jù)本發(fā)明更另一實施例沿著圖11的切線G-G'所取的更另一橫剖面 圖。
[0035] 圖13顯示根據(jù)本發(fā)明的一變化實施例的橫剖面圖。
[0036] 圖14A-C顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的具有不同形狀的溝槽的俯視圖。
[0037] 圖15顯示根據(jù)本發(fā)明的一變化實施例的磁阻感測組件的俯視圖，其中此組件具 有至少一溝槽。
[0038] 圖16顯示沿著圖15的切線H-H'所取的橫剖面圖。
[0039] 100 基板
[0040] 300 磁場感應(yīng)層
[0041] 300' 磁場感應(yīng)層
[0042] 310 連接磁阻層
[0043] 320 對向磁阻層
[0044] 350 磁場感應(yīng)層
[0045] 360 連接磁阻層
[0046] 370 對向磁阻層
[0047] 400 水平磁阻層
[0048] 500 導(dǎo)電條
[0049] 5〇0' 導(dǎo)電條
[0050] 510 第一側(cè)導(dǎo)電部
[0051] 510' 第一側(cè)導(dǎo)電部
[0052] 520 第二側(cè)導(dǎo)電部
[0053] 600 介電層
[0054] 710 磁通量集中結(jié)構(gòu)
[0055] 720 磁通量集中結(jié)構(gòu)
[0056] 740 磁場導(dǎo)引層
[0057] 750 對向磁阻層
[0058] 760 非水平的磁場導(dǎo)引層
[0059] 770 對向磁阻層
[0060] 1000 磁阻感測組件
[0061] 1000'磁阻感測組件
[0062] 1100 磁阻感測組件
[0063] 1200 磁阻感測組件
[0064] 1300 磁阻感測組件
[0065] 1400 磁阻感測組件
[0066] 1500 磁阻感測組件
[0067] 1600 磁阻感測組件
[0068] 1700 磁阻感測組件
[0069] 1800 磁阻感測組件
[0070] 1900 磁阻感測組件
[0071] 2000 水平磁阻層
[0072] 3100 非平行磁阻層/前部
[0073] 3100* 后部
[0074] 3200 對向?qū)?前部
[0075] 3200* 后部
[0076] 3300 連接層/前部
[0077] 3300* 后部
[0078] 3400 連接層/前部
[0079] 3400* 后部
[0080] 3500 底磁阻層
[0081] 3500'底磁阻層
[0082] 3501 底磁阻層
[0083] 3502 底磁阻層
[0084]C 轉(zhuǎn)角部
[0085]C' 轉(zhuǎn)角部
[0086]H 高度
[0087]i 電流
[0088]I 電流
[0089]I' 電流
[0090]T 向下凹陷的下溝槽
[0091]T' 向上突出的上溝槽
[0092] W 寬度
[0093]a 角度
[0094] 0 角度
[0095] 0 夾角
[0096] ? 夾角
【具體實施方式】
[0097] 本發(fā)明在此所探討的是一種磁阻感測組件與磁阻感測裝置，本發(fā)明的磁阻感測裝 置特別是針對感測垂直基板表面的磁場用的磁阻感測組件，并可以包括感測裝置常用的其 它結(jié)構(gòu)如：設(shè)定/重設(shè)定電路；感測X/Y軸方向的磁場用的磁阻感測組件；各式用以放大信 號、過濾信號、轉(zhuǎn)換信號用的電路；屏蔽非所欲的電磁干擾用的屏蔽結(jié)構(gòu)等。為了能徹底且 清楚地說明本發(fā)明及不模糊本發(fā)明的焦點，便不針對此些常用的結(jié)構(gòu)多做介紹，但本發(fā)明 的整合式磁阻感測裝置可選擇性地包括此些常用的結(jié)構(gòu)。
[0098] 下面將詳細地說明本發(fā)明的較佳實施例，舉凡本中所述的組件、組件子部、結(jié)構(gòu)、 材料、配置等皆可不依說明的順序或所屬的實施例而任意搭配成新的實施例，此些實施例 當(dāng)屬本發(fā)明的范疇。在閱讀了本發(fā)明后，熟知此項技藝者當(dāng)能在不脫離本發(fā)明的精神和范 圍內(nèi)，對上述的組件、組件子部、結(jié)構(gòu)、材料、配置等作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的專 利保護范圍須視本說明書所附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)，且此些更動與潤飾當(dāng)落在本發(fā)明 的權(quán)利要求內(nèi)。
[0099] 本發(fā)明的實施例及圖示眾多，為了避免混淆，類似的組件是以相同或相似的標(biāo)號 示之；為避免畫面過度復(fù)雜及混亂，重復(fù)的組件僅標(biāo)示一處，他處則以此類推。圖示意在傳 達本發(fā)明的概念及精神，故圖中的所顯示的距離、大小、比例、形狀、連接關(guān)系等皆為示意而 非實況，所有能以相同方式達到相同功能或結(jié)果的距離、大小、比例、形狀、連接關(guān)系等皆可 視為等效物而采用。
[0100] 在本說明書中，"磁場感應(yīng)層"或"磁場導(dǎo)引層"是由磁性材料構(gòu)成，"磁阻 層"亦為磁性材料，尤其指電阻值會隨外在磁場變化而改變的離散或連續(xù)的單一或多 層膜層，其例如是異向性磁阻（anisotropicmagnetoresistance，AMR)、巨磁阻（giant magnetoresistance，GMR)及穿隧石茲阻（tunnelingmagnetoresistance，TMR)，其包括鐵 磁材料（ferromagnet)、反鐵磁材料（antiferromagnet)、非鐵磁性金屬材料、穿隧氧化物 材料（tunnelingoxide)及上述者的任意組合。"磁場感應(yīng)層"或"磁阻層"或"磁場導(dǎo) 引層"較佳地意指異向性磁阻（anisotropicmagnetoresistance，AMR)，尤其是坡莫合金 (permalloy)。在本說明書中，"感應(yīng)"、"導(dǎo)引"等加諸在部件前的形容詞是用來說明磁阻感 測組件在感應(yīng)特定方向的磁場時，該些部件所具有的功能或效果，當(dāng)欲感應(yīng)的磁場方向改 變（例如相反）時，該些部件的功能或效果可能會改變或互換，因此"感應(yīng)"、"導(dǎo)引"等加諸 在部件前的形容詞不應(yīng)限制該些部件的功能或效果。在本說明書中，"導(dǎo)電條"或"導(dǎo)電部" 或"內(nèi)聯(lián)機"是指具有導(dǎo)電能力的不限形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其材料可以是金屬、合金、硅化物、 奈米管、導(dǎo)電碳材、摻雜硅，其結(jié)構(gòu)可以是線條、離散的島形物、薄片、貫孔、以鑲嵌制程制作 的單鑲嵌結(jié)構(gòu)或雙鑲嵌結(jié)構(gòu)、或上述結(jié)構(gòu)沿著水平或垂直方向上的任意組合。在本說明書 中，"磁場"或"沿著某一方向的磁場"可以用來代表在某處各種不同來源的磁場在相加或抵 消后的凈磁場也可以用來代表未考慮其它來源下在某處特定來源的磁場或在某一方向上 的磁場分量。在本說明書中，A與B部件"磁性耦合"是指通過A與B其中一者的磁力線會 受到另一者的導(dǎo)引而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向、集中等效果，因此A與B部件"磁性耦合"可代表兩者實體 接觸、或彼此接近到足以互相產(chǎn)生磁性影響的程度但并未實體接觸。在本說明書中，A與B 部件"電耦合"是指電流可由A與B其中一者而流至另一者，因此A與B部件"電耦合"可 代表兩者實體接觸、或兩者間具有一或多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)/物質(zhì)使得兩者得以電交流。
[0101] 請參考圖1與圖4,圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的Z軸磁阻感測組件的立體圖， 圖4顯示沿著圖1中的