CN100410680C - 集成到半导体衬底中的磁通闸门敏感元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种磁通闸门敏感元件被集成在半导体衬底上。该元件有两个棒形软磁芯或者一个矩形环软磁芯，从而在半导体衬底上形成闭合磁路。它带有由金属层形成的励磁线圈，呈组合结构，按照数字“8”的形状缠绕在两个棒形磁芯组合外面或者矩形环磁芯两个长边组合外面；或者呈分离结构，按照数字“8”的形状分别缠绕在两个棒形磁芯上或者矩形环磁芯的两个长边上。另外，还有一个耦合线圈，也形成在两个棒形磁芯上或者矩形环磁芯的两个长边上，呈组合结构，按照螺线管的形状缠绕在两个棒形磁芯组合整体的外面或者矩形环磁芯两个长边组合的外面；或者呈分离结构，按照螺线管的形状分别缠绕在两个棒形磁芯上或者矩形环磁芯的两个长边上。
Description
技术领域
本发明一般来说涉及一种磁通闸门敏感元件(fluxgate sensor)，特别是涉及集成到半导体衬底中的磁通闸门敏感元件及其制造方法。本专利申请是在2002年3月14日提出的编号为NO.2002-13945韩国专利申请的基础上提出的，该专利申请将作为本专利申请的参考。
背景技术
通过观察各种各样的物理现象可以证明磁能的存在，而磁通闸门敏感元件可以使人类间接地察觉到磁能，因为只凭借人类的感觉器官如像眼、耳等是不可能察觉到磁能的。就磁通闸门敏感元件而言，采用一种带软磁性线圈的磁性敏感元件已经使用了很长时间。通常，磁性敏感元件是将线圈缠绕在一种由带状软磁性材料制成的尺寸相对较大的棒形芯子上或者环形芯子而成。此外，还可以利用电子线路来得到与被测量磁场成正比的磁场。
然而，传统的磁通闸门敏感元件存在下列问题。首先是在结构上，由于磁通闸门敏感元件的线圈是缠绕在由带状软磁性材料制成的尺寸较大的棒形芯子上或者环形芯子上，因而生产成本高，整个系统的体积也比较大。
另外，由于励磁线圈和被检测磁场中磁通量的改变，使得磁通量的泄漏成为不可避免。因此，高的灵敏度不能得到保证。
发明内容
本发明将克服现有技术存在的上述问题。因此，本发明的目的之一就是要提供集成到半导体衬底中的具有高灵敏度的磁通闸门敏感元件，它不仅能减小整个系统的体积，而且检测磁场更精确，同时还提供了制造这种高灵敏度磁通闸门敏感元件的制造方法。
本发明的另一个目的就是当外部磁场被测量为零时能防止在磁通量变化检测线圈中产生感应波。
按照本发明，可以通过一种磁通闸门敏感元件来达到上述目的，它包括：软磁芯，它在半导体衬底上形成闭合磁路；金属薄膜状的励磁线圈，缠绕在软磁芯上；以及与励磁线圈形成在同一平面上的耦合线圈(或拾波线圈)，它也呈金属薄膜状，并缠绕在软磁芯上。
软磁芯有处在同一个平面上并相互平行的两个棒芯。该两棒芯是这样布置的，即使其长度方向与磁场检测方向一致。同时，软磁芯可以做成像一个矩形环，在这种情况下，也将矩形环设置成使其长度方向与磁场检测方向一致。
励磁线圈的结构是，交替地缠绕在两个棒芯上，基本上呈“8”字形。另一种结构方式是励磁线圈分别缠绕在两个棒芯上，形状有如螺线管。当软磁芯采用矩形环结构时，励磁线圈可以用交替结构方式缠绕在矩形环的两个长边上，其方向与磁场检测方向一致，基本上呈“8”字形，或者采用分别缠绕在两个长边上的结构。
耦合线圈(拾波线圈)与励磁线圈被设置在同一个平面内，该励磁线圈的结构形式是交替地缠绕在两个棒芯上或两个长边上，形状有如数字“8”，或者分别缠绕在两个棒芯上或两个长边上，形状有如螺线管。耦合线圈的结构形式是缠绕在两个棒芯组合或两个长边组合整体的外面，形状有如螺线管。另一种方案是，耦合线圈与励磁线圈处在同一个平面内，其中励磁线圈的结构形式是交替地缠绕在两个棒芯上或矩形环的两个长边组合整体上，形状有如数字“8”，或者分别缠绕在两个棒芯上或矩形环的两个长边上，形状有如螺线管。在这种情况下，耦合线圈的结构形式也是分别缠绕在两个棒芯上或矩形环的两个长边上，形状有如螺线管。
按照本发明所采用的一种制造磁通闸门敏感元件的方法也可以实现上述目标，该方法包括的步骤是：按照预先对励磁线圈和耦合线圈确定好的形状在半导体衬底的上表面上进行腐蚀，从而形成励磁线圈和耦合线圈的下部，然后首先将第一金属填入到被腐蚀的区域内；在已被首先填入第一金属的半导体衬底的上部形成第一绝缘层；在相互间隔预定距离的位置上穿过绝缘层形成多个第一通孔，并用首先填入到被腐蚀区域内的第一金属相互连通；通过将软磁性薄膜粘贴到已形成第一通孔的第一绝缘层的上部并形成图案和进行腐蚀而形成软磁芯；在已经有了软磁芯的半导体衬底的上部形成第二绝缘层；在对应于第一通孔的位置上形成与第一金属连通的多个第二通孔；通过以下几步形成励磁线圈和耦合线圈的上部：将光敏材料涂敷在已形成第二通孔的第二绝缘层的上部；按照励磁线圈和耦合线圈上部的图案形状进行腐蚀；其次将金属填入被腐蚀的区域内。
励磁线圈和耦合线圈下部的形成步骤包括：将光敏材料涂敷在半导体衬底的上部；将涂敷在半导体衬底上部的光敏材料曝光，从而形成励磁线圈和耦合线圈下部的图案；按照形成励磁线圈和耦合线圈下部的图案进行腐蚀；在被腐蚀部位的半导体衬底的上部形成一层氧化层；沿着氧化层形成一层籽晶层；在半导体衬底上部形成金属层，用第一金属填充到籽晶层的腐蚀区域内；将半导体衬底的上表面抛光，使腐蚀区域内的金属绝缘。
励磁线圈和耦合线圈下部的形成步骤包括：在半导体衬底的上表面形成一层氧化层；在氧化层的上部形成一层籽晶层；在籽晶层的上部涂敷一厚层光阻材料；对涂敷在籽晶层上部的厚层光阻材料进行曝光，以便在励磁线圈和耦合线圈的下部形成图案；将金属填充到图案区域，以便在半导体衬底的上部形成一层金属层；去除掉籽晶层以及涂敷在籽晶层上部的光敏材料使得为形成励磁线圈和耦合线圈的下部而填充到腐蚀区域内的金属绝缘。
励磁线圈和耦合线圈上部的形成步骤包括：将光敏材料涂敷在已形成第二通孔的第二绝缘层的上部；将涂敷在第二绝缘层上部的光敏材料曝光，以便形成励磁线圈和耦合线圈上部的图案；沿着有图案的部分形成一层籽晶层；在与励磁线圈和耦合线圈上部图案相对应的区域内填入第二金属；将上表面抛光使填入到图案区域内的第二金属绝缘；去除掉第二金属外的涂敷在第二绝缘层上部的光敏材料。
励磁线圈和耦合线圈上部的形成步骤包括：在已形成了第二通孔的第二绝缘层的上部形成一层籽晶层；在籽晶层的上部涂敷一层厚光阻材料；对涂敷在籽晶层上部的厚层光阻材料进行曝光，以便形成励磁线圈和耦合线圈上部的图案；将第二金属填充到与励磁线圈和耦合线圈上部相对应的有图案的区域内；去除掉籽晶层以及涂敷在籽晶层上部的厚层光阻材料使得为了形成励磁线圈和耦合线圈的上部而填充到图案区域内的第二金属绝缘。
按照本发明，通过沿磁场检测方向形成一个软磁芯的方法就能使反磁特性减小，同时在磁通变化检测线圈中也没有感应波，这都是由于磁场变化检测线圈固定在环绕软磁芯缠绕的励磁线圈上这种特殊结构产生的效果。
附图说明
参照附图对本发明的优选实例作进一步说明将使本发明的上述目的和特征更为明显。这些附图是：
图1是按照本发明第一优选实例的磁通闸门敏感元件的透视示意图；
图2A至2F显示了图1所示磁通闸门敏感元件的运行波形图；
图3A至3E是沿图1中的I-I和II-II线切开的断面图，显示了图1所示磁通闸门敏感元件在半导体衬底上的形成过程；
图4A是一幅平面图，显示了在同一平面内互相平行的两个棒形软磁芯，以及基本上按“8”字形交替缠绕在两个棒形软磁芯上的组合结构的励磁线圈；
图4B是一幅平面图，显示了耦合线圈缠绕在图4A所示的两个棒形软磁芯上，基本上呈螺线管形状；
图4C是一幅平面图，显示了在同一平面内的两个棒形软磁芯，以及形成在两个棒形软磁芯外面的励磁线圈和耦合线圈；
图4D是一幅平面图，显示了与半导体衬底处在同一平面内的矩形环软磁芯和形成在矩形环软磁芯两个长边上的呈组合结构的励磁线圈，以及分别缠绕在矩形环软磁芯两个长边上的耦合线圈；
图5是按照本发明第二优选实例的集成在一个半导体衬底上的磁通闸门敏感元件的透视示意图；
图6A是一幅平面图，显示了在同一平面内互相平行的两个棒形软磁芯，以及形成在两个棒形软磁芯上分离结构的励磁线圈；
图6B是一幅平面图，显示了在同一平面内互相平行的两个棒形软磁芯，它们缠绕在一起，基本上呈螺线管形状，并由此形成一个耦合线圈；
图6C是一幅平面图，显示了在同一平面内的两个棒形软磁芯，以及形成在两个棒形软磁芯上的如图6A和6B所示的励磁线圈和耦合线圈；
图6D是一幅平面图，显示了与半导体衬底处在同一平面内的矩形环软磁芯和形成在矩形环软磁芯两个长边上的分离结构的励磁线圈，以及缠绕在矩形环软磁芯两个长边组合整体外面的耦合线圈。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明作更详细的说明。
图1是按照本发明第一优选实例的集成在半导体衬底上的磁通闸门敏感元件的透视示意图。
在该磁通闸门敏感元件中，第一和第二棒形软磁芯1和2是彼此平行的，被一个基本上呈“8”字形的励磁线圈3缠绕。形成在励磁线圈3上的耦合线圈4，缠绕在第一和第二棒形软磁芯1和2组合的外面。励磁线圈3也可以分别缠绕在第一和第二棒形软磁芯1和2上。此外，耦合线圈4可以具有形成在励磁线圈3上的结构形式，分别缠绕在第一和第二棒形软磁芯1和2上。
为了解说方便起见，我们将把按“8”字形交替缠绕第一和第二软磁芯的结构称为“组合结构”，而把分别缠绕第一和第二软磁芯的结构称为“分离结构”。在矩形环软磁芯的情况(稍后在第二优选实例中将要作说明)下，我们将把按“8”字形缠绕矩形环软磁芯两个长边上的结构称为“组合结构”，而把分别缠绕两个长边上的结构称为“分离结构”。
图2A至2F是随时间变化的波形图，用来说明图1中的磁通闸门敏感元件的运行过程。图2A是从第一软磁芯1产生的磁场的波形，图2B是从第二软磁芯2产生的磁场的波形，图2C是从第一软磁芯1产生的磁通量密度的波形，图2D是从第二软磁芯2产生的磁通量密度的波形，图2E和2F分别是第一和第二感应电压Vind1和Vind2以及第一与第二感应电压之和(Vind1+Vind2)的波形。
励磁线圈3如图1所示按“8”字形缠绕在第一和第二棒形软磁芯1和2上，通入交流激发电流后，第一棒形软磁芯1产生的内磁场强度(Hext+Hexc)和磁通量密度(Bext+Bexc)与第二棒形软磁芯2产生的内磁场强度(Hext-Hexc)和磁通量密度(Bext-Bexc)呈相反的方向(见图2A，2B，2C，2D)。这里，Hext是外磁场强度，Hexc是励磁线圈3产生的磁场强度；Bext是外磁通量密度，Bexc是励磁线圈3产生的磁通量密度。
缠绕了耦合线圈4之后就可以得出每一个磁芯1和2中的磁通量的和，从而可通过交流激发电流产生的电子感应来检测磁通量的变化。由于耦合线圈4的感应电压产生了反方向的内磁场，这表明在耦合线圈4处被检测到的感应电压是两个对称生成的感应电压Vind1和Vind2(见图2F)相抵消形成的。换句话说，由于外磁场Hext相对于第一和第二棒形软磁芯1和2作用在相同方向，因此第一和第二棒形软磁芯1和2产生的内磁场为
Hext+Hexc和Hext-Hexc。如图2E所示，电压Vind1和Vind2在耦合线圈4处被分别感应产生，通过检测感应电压Vind1与Vind2的和，就能得到外磁场Hext的大小。
在上述磁通闸门敏感元件的结构中，最重要的是两个软磁芯1和2有合适的结构，即组合结构的励磁线圈3按“8”字形缠绕在两个软磁芯1和2上，耦合线圈4则按螺线管形式缠绕在励磁线圈3上。这是因为在没有外磁场Hext时，这种结构能抵销第一和第二棒形软磁芯1和2产生的磁场的感应波，并使励磁线圈3产生的磁通形成一个闭合磁路。
图1的软磁芯可以采用矩形环的形式。在这种情况下，也能获得与棒形软磁芯结构同样的益处，即励磁线圈3缠绕在矩形环软磁芯的两个长边上，耦合线圈4则按螺线管形式也缠绕在两个长边上。
利用带有励磁线圈和耦合线圈的单棒磁芯结构也能够检测磁场。然而在这种情况下需要对检测线圈的输出进行较复杂的信号处理，如像要进行放大和滤波，因为比较大的励磁线圈即使在没有外磁场的情况下也会在检测线圈处产生感应电压波。通常，使用两个棒形磁芯或者单个矩形环磁芯效果会更好，特别是在需要进行信号处理的情况下。
图3A至3E是沿图1的I-I和II-II线切开的磁通闸门敏感元件断面图，用来说明在半导体衬底上生成磁通闸门敏感元件的过程。其中，图3A至3E的左侧为沿I-I线切开的断面图，右侧为沿II-II线切开的断面图。
对磁通闸门敏感元件的生成过程说明如下：
首先，在半导体衬底21的上表面使用光敏材料和曝光技术，从而形成用于励磁线圈和耦合线圈的图案。按照该图案，励磁线圈和耦合线圈分别交替地缠绕一次。然后通过腐蚀，一个高截面率(high-section-rate)的表面22就根据该图案形成。其次，在半导体衬底21的被腐蚀部分上形成一层氧化膜(图中未表示出)，用于电气绝缘(见图3A)。然后，为了在氧化膜上镀一层金属而先形成一层籽晶层(图中未表示出)，再将形成的金属层(例如一层铜)填充到籽晶层上部经腐蚀形成的高截面率(high-section-rate)表面22的凹陷部分。然后，对衬底21的上部进行化学-机械抛光(CMP)，于是，填充到表面22凹陷部分内的金属23将彼此绝缘(见图3B)。
与此同时，如图3A和3B所示，也可以用其他方法在半导体衬底21上形成高截面率表面22以及耦合线圈绕组下部。关于其他方法的第一个例子是：首先在半导体衬底21上形成一层氧化膜以便绝缘，在氧化膜上形成一层籽晶层以便镀上金属。其次，将一层厚的光阻材料涂敷到籽晶层的上部并腐蚀形成图案。然后，去除掉厚层光阻材料和籽晶层便形成了励磁线圈和耦合线圈的下部。
在具有励磁线圈和耦合线圈的下部衬底21的上部，形成第一绝缘层24(见图3C)。其次，在第一绝缘层上沿水平方向距软磁芯的侧和其它侧面预先确定的距离形成多个第一通孔(图中未表示出)，并与金属23相连通。其次，将一层软磁薄膜覆盖在第一绝缘层24的上部，并通过构造图案和腐蚀而形成软磁芯25。其结果是，在半导体衬底的上部形成了一个第二绝缘层26(见图3D)。然后，在第二绝缘层26上的与第一通孔对应的位置上形成与金属23相连通的第二通孔27。
其次，在形成第二通孔27的第二绝缘层26的上部，涂上光敏材料，并将与励磁线圈和耦合线圈上部对应的区域曝光形成图案。这样一来，根据预定的图案就形成了励磁线圈和耦合线圈上部的形状(图中未表示出)。然后，沿着图案区域的截面形成一层籽晶层(图中未表示出)。通过第二次将金属28填充到被腐蚀区域，便形成了第二金属层(图中未表示出)。此后，为了将填充到被腐蚀区域内的金属28绝缘，可以进行化学-机械抛光(CMP)。通过去除掉涂敷在第二绝缘层上部的光敏材料(不包括第二次填入的金属28)，励磁线圈和耦合线圈的上部便形成了(见图3E)。
与此同时，除了上面参照图3E所述的励磁线圈和耦合线圈上部的形成过程以外，也可以采用其他方法。对其中一例说明如下：
首先，在已经形成了第二通孔27的第二绝缘层26的上部形成了籽晶层后，将厚层光阻材料涂敷到籽晶层的上部。通过将涂敷到籽晶层上部的厚层光阻材料曝光就形成了励磁线圈和耦合线圈的上部图案，接着，按照这种图案进行腐蚀。其次，将金属28填充到与励磁线圈和耦合线圈上部对应的被腐蚀区域内而形成励磁线圈和耦合线圈的上部，随后，按照使填入到被腐蚀区域内的金属28绝缘的方式，去除掉籽晶层以及涂敷到籽晶层上部的厚层光阻材料。
图4A至4C是按照本发明第一优选实例绘制的形成在半导体衬底上的磁通闸门敏感元件。其中，图4A是一幅平面图，显示了在同一平面内互相平行的两个棒形软磁芯1和2，以及其上形成的组合结构的励磁线圈3。图4B是一幅平面图，显示了两个棒形软磁芯1和2以及形成在其上的分离结构的耦合线圈4。图4C是一幅平面图，显示了在同一平面内互相平行的两个棒形软磁芯1和2，以及形成在其上的如图4A和4B所示的励磁线圈3和耦合线圈4。
图4D是一幅平面图，显示在同一平面内的矩形环软磁芯5，组合结构的励磁线圈6缠绕在矩形环软磁芯两个长边上，以及分离结构的耦合线圈4分别缠绕在矩形环软磁芯两个长边上。
图5是按照本发明第二优选实例的集成在一个半导体衬底上的磁通闸门敏感元件的示意图。在该磁通闸门敏感元件中，励磁线圈3分别独立地缠绕在第一和第二棒形软磁芯1和2整体上，耦合线圈4绕在励磁线圈3上，并环绕在第一和第二棒形软磁芯1和2的外面。此处，耦合线圈也可以分别绕第一和第二软磁芯1和2缠绕在励磁线圈3上。另一种方案是图5所示的第一和第二棒形软磁芯1和2可以采用矩形环的形式。在这种情况中，励磁线圈在磁场检测方向上独立地缠绕在矩形环软磁芯的两个长边上，而耦合线圈则按螺线管形式缠绕在两个长边上，以抵消感应电压。这里，耦合线圈是按螺线管形式缠绕在矩形环软磁芯的两个长边上。
按照第二优选实例在耦合线圈处被检测的感应电压与按照本发明第一优选实例在组合结构的励磁线圈中被检测的感应电压是相似的。还有，按照第二实例的磁通闸门敏感元件在没有外磁场时其抵消感应电压的功能也与第一实例相似。
图6A至6C是按照本发明第二优选实例的磁通闸门敏感元件形成在半导体衬底上的平面图。其中，图6A是一幅平面图，显示了分离结构的励磁线圈3缠绕在处于同一平面内而且互相平行的第一和第二棒形软磁芯1和2上。图6B是一幅平面图，显示了耦合线圈4缠绕在处于同一平面内而且互相平行的第一和第二棒形软磁芯1和2组合整体的外面；图6C是一幅平面图，显示了励磁线圈3和耦合线圈4缠绕在处于同一平面内的第一和第二棒形软磁芯1和2上。
图6D是一幅平面图，显示了与半导体衬底处在同一平面内的矩形环软磁芯5，和形成在矩形环软磁芯两个长边上的分离结构的励磁线圈6，以及缠绕在矩形环软磁芯两个长边组合整体外面的耦合线圈4。
上述磁通闸门敏感元件可以有各种不同的应用，如像(但并不限于)大地磁场探测导航系统，地球磁场变化监控(地震预报)，生物电测量装置，以及金属缺陷检测仪等。磁通闸门敏感元件也可以有各种间接的应用，例如(但并不限于)，磁性编码器，无接触电位计，电流感应器，扭矩感应器，位移感应器等。
按照本发明的磁通闸门敏感元件是集成在半导体衬底上的，它也可以与其他敏感元件和电路集成在一起，这样一来，整个系统的尺寸将大大减小，低能耗也可实现。
此外，该系统的尺寸可以做得很紧凑，而且灵敏度高，即使是很微弱的外部磁场也能探测到，因为它反复不定地激发从各侧磁芯感生出来的电压。
此外，按照本发明的磁通闸门敏感元件能够用比棒形磁芯或环形磁芯更便宜的价格生产出来，因此可以大批量生产。
虽然我们已对本发明的若干优选实例作了说明，但熟悉该技术领域的人士应能理解的是，本发明应不限于已说明的优选实例，在权利要求书所定义的本发明的基本精神和范围内作各种不同的改变和改进是允许的。
Claims (37)
1. 一种磁通闸门敏感元件包括：
软磁芯，在半导体衬底上形成闭合磁路；
形成为第一金属薄膜的励磁线圈，缠绕在软磁芯上并被设置在第一平面内；以及
耦合线圈，也被设置在第一平面内，形成为第二金属薄膜，缠绕在软磁芯上，
其特征在于，所述软磁芯包含两个棒芯，所述棒芯共面设置在平行于所述半导体衬底的平面上。
2. 按照权利要求1所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，棒芯的长度方向与磁场检测方向一致。
3. 按照权利要求2所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，励磁线圈的结构是基本上按照数字“8”的形状交替地缠绕在两个棒芯上。
4. 按照权利要求3所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状缠绕在两个棒芯组合整体的外面。
5. 按照权利要求3所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在两个棒芯上。
6. 按照权利要求2所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，励磁线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在两个棒芯上。
7. 按照权利要求6所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，耦合线圈的结构是：与励磁线圈处在同一平面内，基本上按照螺线管的形状缠绕在两个棒芯组合整体的外面。
8. 按照权利要求6所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在两个棒芯上。
9. 按照权利要求1所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，所述的软磁芯为矩形环。
10. 按照权利要求9所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，矩形环的长度方向与磁场检测方向一致。
11. 按照权利要求10所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，励磁线圈的结构是基本上按照数字“8”的形状交替地缠绕在矩形环的两个长边上。
12. 按照权利要求11所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状缠绕在矩形环两个长边组合整体的外面。
13. 按照权利要求11所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在矩形环的两个长边上。
14. 按照权利要求10所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，励磁线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在矩形环的两个长边上。
15. 按照权利要求14所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状缠绕在矩形环两个长边组合整体的外面。
16. 按照权利要求14所述的磁通闸门敏感元件，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在矩形环的两个长边上。
17. 一种制造磁通闸门敏感元件的方法，包括以下步骤：
按照预先对励磁线圈和耦合线圈确定好的形状在半导体衬底的上表面上进行腐蚀，从而形成励磁线圈和耦合线圈的下部，然后首先将第一金属填入到被腐蚀的区域内；
在已被首先填入第一金属的半导体衬底的上部形成第一绝缘层；
在相互间隔预定距离的位置上穿过绝缘层形成多个第一通孔，并用首先填入到被腐蚀区域内的第一金属相互连通；
通过将软磁性薄膜粘贴到已形成第一通孔的第一绝缘层的上部并形成图案和进行腐蚀而形成软磁芯；
在已经有了软磁芯的半导体衬底的上部形成第二绝缘层；
在对应于第一通孔的位置上形成与第一金属连通的多个第二通孔；
通过以下几步形成励磁线圈和耦合线圈的上部：将光敏材料涂敷在已形成第二通孔的第二绝缘层的上部；
按照励磁线圈和耦合线圈上部的图案形状进行腐蚀；
其次将第二金属填入被腐蚀的区域内。
18. 按照权利要求17所述的方法，其特征在于，形成励磁线圈和耦合线圈下部包括以下步骤：
将光敏材料涂敷在半导体衬底的上部；
将涂敷在半导体衬底上部的光敏材料曝光，从而形成励磁线圈和耦合线圈下部的图案；
按照形成励磁线圈和耦合线圈下部的图案进行腐蚀；
在被腐蚀部位的半导体衬底的上部形成一层氧化层；
沿着氧化层形成一层籽晶层；
在半导体衬底上部形成金属层，用第一金属填充到籽晶层的腐蚀区域内；
将半导体衬底的上表面抛光，使腐蚀区域内的金属绝缘。
19. 按照权利要求17所述的方法，其特征在于，励磁线圈和耦合线圈下部的形成包括以下步骤：
在半导体衬底的上表面形成一层氧化层；
在氧化层的上部形成一层籽晶层；
在籽晶层的上部涂敷一层厚光阻材料；
将涂敷在籽晶层上部的厚层光阻材料曝光，以便形成励磁线圈和耦合线圈下部的图案；
用第一金属填充到图案区域，在半导体衬底的上部形成一层金属层；
去除掉籽晶层以及涂敷在籽晶层上部的光敏材料，使得为形成励磁线圈和耦合线圈的下部而填充到腐蚀区域内的金属绝缘。
20. 按照权利要求17所述的方法，其特征在于，励磁线圈和耦合线圈上部的形成包括以下步骤：
将光敏材料涂敷在已形成第二通孔的第二绝缘层的上部；
将涂敷在第二绝缘层上部的光敏材料曝光，以便形成励磁线圈和耦合线圈上部的图案；
沿着有图案的部分形成一层籽晶层；
在与励磁线圈和耦合线圈上部图案相对应的区域内填入第二金属；
将上表面抛光使填入到图案区域内的第二金属绝缘；
去除掉第二金属外的涂敷在第二绝缘层上部的光敏材料。
21. 按照权利要求17所述的方法，其特征在于，励磁线圈和耦合线圈上部的形成步骤包括：
在已形成了第二通孔的第二绝缘层的上部形成一层籽晶层；
在籽晶层的上部涂敷一层厚光阻材料；
对涂敷在籽晶层上部的厚层光阻材料进行曝光，以便形成励磁线圈和耦合线圈上部的图案；
将第二金属填充到与励磁线圈和耦合线圈上部相对应的有图案的区域内；
去除掉籽晶层以及涂敷在籽晶层上部的厚层光阻材料使得为了形成励磁线圈和耦合线圈的上部而填充到图案区域内的第二金属绝缘。
22. 按照权利要求17所述的方法，其特征在于，软磁芯包含两个在同一平面内互相平行的棒芯。
23. 按照权利要求22所述的方法，其特征在于，两个棒芯是这样形成的，即使得它们每一个的长度方向都与磁场检测方向一致。
24. 按照权利要求23所述的方法，其特征在于，励磁线圈的结构是基本上按照数字“8”的形状交替地缠绕在两个棒芯上。
25. 按照权利要求24所述的方法，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状缠绕在两个棒芯组合整体的外面。
26. 按照权利要求24所述的方法，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在两个棒芯上。
27. 按照权利要求23所述的方法，其特征在于，励磁线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在两个棒芯上。
28. 按照权利要求27所述的方法，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状缠绕在两个棒芯组合整体的外面。
29. 按照权利要求27所述的方法，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在两个棒芯上。
30. 按照权利要求17所述的方法，其特征在于，所述的软磁芯为矩形环。
31. 按照权利要求30所述的方法，其特征在于，矩形环是这样形成的，即使其长度方向与磁场检测方向一致。
32. 按照权利要求31所述的方法，其特征在于，励磁线圈的结构是基本上按照数字“8”的形状交替地缠绕在矩形环的两个长边上。
33. 按照权利要求32所述的方法，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状缠绕在矩形环两个长边组合整体的外面。
34. 按照权利要求32所述的方法，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在矩形环的两个长边上。
35. 按照权利要求31所述的方法，其特征在于，励磁线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在矩形环的两个长边上。
36. 按照权利要求35所述的方法，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状缠绕在矩形环两个长边组合整体的外面。
37. 按照权利要求35所述的方法，其特征在于，耦合线圈的结构是基本上按照螺线管的形状分别缠绕在矩形环的两个长边上。
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