CN116953336B - 电流传感器芯片、制作方法和电路 - Google Patents
电流传感器芯片、制作方法和电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116953336B CN116953336B CN202311221481.4A CN202311221481A CN116953336B CN 116953336 B CN116953336 B CN 116953336B CN 202311221481 A CN202311221481 A CN 202311221481A CN 116953336 B CN116953336 B CN 116953336B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- circuit
- tested
- tunneling magneto
- current sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims abstract description 67
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 47
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 39
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 22
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 13
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 11
- 229910016027 MoTi Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 8
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 claims description 8
- LKJPSUCKSLORMF-UHFFFAOYSA-N Monolinuron Chemical compound CON(C)C(=O)NC1=CC=C(Cl)C=C1 LKJPSUCKSLORMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 16
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 176
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017706 MgZn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019041 PtMn Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
- G01R15/205—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using magneto-resistance devices, e.g. field plates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本发明提供一种电流传感器芯片、制作方法和电路，涉及半导体领域，制造方法包括：基板；待测电路层，形成于所述基板上表面，待测电流电路呈之字形形成于所述待测电路层；检测电路层，形成于所述待测电路层上表面，所述检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，所述惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极，每一隧穿磁阻均与待测电流电路在芯片纵向方向重合设置。通过本发明提供的芯片，能够将电流电路引入电流传感器芯片内部，与惠斯通全桥电路形成一体化设计，避免外部机械封装引线等工艺带来的性能干扰，降低噪声影响，提升电流传感器灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体地，涉及一种电流传感器芯片、一种电流传感器芯片制作方法和一种电路。
背景技术
伴随着物联网、工业控制、消费电子、生物医药、新能源等领域的蓬勃发展，对电流检测灵敏度需求日益提高，电流传感器逐步走向小型化、高灵敏、低功耗的发展方向。对比目前主流的电流传感技术，隧穿磁阻型电流传感器在灵敏度、线性度、尺寸、噪声指数和功耗等多个方面具有明显优势，随着成本的下降和技术的成熟，有望取代传统的霍尔传感器成为主流芯片级电流检测方案。
现有技术方案多采用机械封装引线、局部退火等方式将待测电流与电流传感器芯片连接，这样不仅增加了工艺步骤复杂性，同时引线结构还会破坏器件连续性，导致传感器噪声增大、灵敏度降低。
发明内容
针对现有技术中传感器噪声增大、灵敏度降低的技术问题，本发明提供了一种电流传感器芯片、一种电流传感器芯片制作方法和一种电路，采用该电流传感器芯片，将电流电路引入电流传感器芯片内，与惠斯通全桥电路形成一体化设计，能够避免机械封装等工艺带来的性能干扰，降低噪声影响，提升电流传感器灵敏度。
为实现上述目的，本发明第一方面提供的一种电流传感器芯片，该电流传感器芯片包括：基板；待测电路层，形成于所述基板上表面，待测电流电路呈之字形形成于所述待测电路层；检测电路层，形成于所述待测电路层上表面，所述检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，所述惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极，每一隧穿磁阻均与待测电流电路在芯片纵向方向重合设置。
进一步地，所述待测电路层由上至下依次包括：第一钝化层、电路层和第二钝化层，所述待测电流电路形成于所述电路层。
进一步地，所述第一钝化层和所述第二钝化层为MoTi、TiW、TaN、NiCr合金钝化层。
进一步地，检测电路层由上至下依次包括：第一阻隔层、上电极、隧穿磁阻层、下电极和第二阻隔层，所述隧穿磁阻形成于所述隧穿磁阻层。
进一步地，所述隧穿磁阻层由上至下依次包括：自由层、势垒层、参考层和反铁磁层。
进一步地，所述第一阻隔层和所述第二阻隔层为SiNx/SiOx/SiNx叠层阻隔层。
进一步地，所述检测电路层还包括磁通聚磁器，所述磁通聚磁器在芯片纵向方向设置于待测电流电路两侧。
进一步地，所述磁通聚磁器与所述隧穿磁阻层在芯片横向方向平行设置。
本发明第二方面提供一种电流传感器芯片制作方法，所述电流传感器芯片制作方法包括：提供一基板；利用沉积工艺在所述基板上表面形成待测电路层，待测电流电路呈之字形形成于所述待测电路层；利用气相沉积工艺在所述待测电路层上表面形成检测电路层，所述检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，所述惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极，每一隧穿磁阻均与待测电流电路在芯片纵向方向重合设置。
进一步地，所述利用沉积工艺在所述基板上表面形成待测电路层，包括：利用沉积工艺在所述基板上表面依次形成第二钝化层、电路层和第一钝化层，所述待测电流电路形成于所述电路层。
进一步地，所述第一钝化层和所述第二钝化层为MoTi、TiW、TaN、NiCr合金钝化层。
进一步地，所述利用气相沉积工艺在所述待测电路层上表面形成检测电路层，包括：利用等离子体增强化学气相沉积在所述待测电路层上表面形成第二阻隔层；利用沉积工艺在所述第二阻隔层上表面依次形成下电极、隧穿磁阻层和上电极；利用等离子体增强化学气相沉积在所述上电极上表面形成第一阻隔层。
进一步地，所述第一阻隔层和所述第二阻隔层为SiNx/SiOx/SiNx叠层阻隔层。
进一步地，所述方法还包括：通过沉积在待测电路层表面形成磁通聚磁器，所述磁通聚磁器在芯片纵向方向设置于待测电流电路两侧。
进一步地，所述磁通聚磁器与所述隧穿磁阻层在芯片横向方向平行设置。
本发明第三方面提供一种电路，该电路包括上文所述的电流传感器芯片。
通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：
本发明的电流传感器芯片包括基板、待测电路层和检测电路层。待测电路层形成于基板上表面，待测电流电路呈之字形形成于待测电路层。检测电路层，形成于待测电路层上表面，检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，惠斯通全桥电路用于对待测电流电路内流通的电流进行检测。惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极，每一隧穿磁阻均与待测电流电路在芯片纵向方向重合设置。通过本发明提供的电流传感器芯片，能够将电流电路引入电流传感器芯片内部，与惠斯通全桥电路形成一体化设计，避免外部机械封装引线等工艺带来的性能干扰，降低噪声影响，提升电流传感器灵敏度。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的电流传感器芯片的俯视图；
图2为本发明实施例提供的电流传感器芯片中惠斯通全桥电路连接方式的示意图；
图3为本发明实施例提供的电流传感器芯片的剖面图；
图4为本发明实施例提供的电流传感器芯片的电路层的剖面图；
图5为本发明实施例提供的电流传感器芯片中形成的阻隔层的剖面图；
图6为本发明实施例提供的电流传感器芯片制作方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参考图1-图5，本发明实施例提供一种电流传感器芯片，该电流传感器芯片包括：基板；待测电路层，形成于所述基板上表面，待测电流电路呈之字形形成于所述待测电路层；检测电路层，形成于所述待测电路层上表面，所述检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，所述惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极，每一隧穿磁阻均与待测电流电路在芯片纵向方向重合设置。
具体地，本发明实施方式中，请参考图1和图3，图1为电流传感器芯片的俯视图，图3为图1电流传感器芯片的俯视图中虚线部分的剖面图。电流传感器芯片在芯片纵向方向包括基板、待测电路层和检测电路层。待测电路层形成于基板上表面，待测电流电路呈图1所示的之字形形成于待测电路层。检测电路层形成于待测电路层上表面，检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，电流从待测电流电路中流通时能够在电路周围产生电磁，惠斯通全桥电路能够检测电路周围产生电磁，从而对待测电流电路内流通的电流进行检测。惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极。如图1所示，在芯片纵向方向每一隧穿磁阻均与待测电流电路重合设置，隧穿磁阻在芯片纵向方向的面积小于待测电流电路在芯片纵向方向的面积，这样有利于隧穿磁阻收集待测电流电路产生的电磁，提高电流的检测精度。
请参考图2，图2示出一种惠斯通全桥电路的连接方式。金属线还可以为其他的连接方式，比如，最上面的金属线接GND（公共端），下面的金属线依次接GND、Vdd（电源电压）和Vout（稳压后电压输出端）。本实施例中的上、下电极仅表示电极与隧穿磁阻的位置关系，上、下电极均可以连接GND、Vout或Vdd。比如，对于图2中最左边的隧穿磁阻，其上电极为Vout，下电极为GND；对于第二个隧穿磁阻，其上下电极均为GND。
通过本发明提供的电流传感器芯片，能够将电流电路引入电流传感器芯片内部，与惠斯通全桥电路形成一体化设计，避免外部机械封装引线等工艺带来的性能干扰，降低噪声影响，提升电流传感器灵敏度。
进一步地，所述待测电路层由上至下依次包括：第一钝化层、电路层和第二钝化层，所述待测电流电路形成于所述电路层。
进一步地，所述第一钝化层和所述第二钝化层为MoTi、TiW、TaN、NiCr合金钝化层。
具体地，本发明实施方式中，如图4所示，待测电路层为由第一钝化层、电路层和第二钝化层组成的三明治结构，待测电流电路形成于电路层。钝化层能够有效隔绝氧气、水分、离子等有害物质的渗透，防止电路因为氧化、腐蚀而导致的断线、过流等不利影响。钝化层厚度介于10-200纳米，由MoTi、TiW、TaN、NiCr等合金制成。电路层厚度介于5纳米-100微米，待测电流电路由Au、Cu、Al等高导电金属材料制成。
通过本发明提供的电流传感器芯片，能够有效隔绝氧气、水分、离子等有害物质的渗透，防止待测电流电路因为氧化、腐蚀而导致的断线、过流等不利影响。
进一步地，检测电路层由上至下依次包括：第一阻隔层、上电极、隧穿磁阻层、下电极和第二阻隔层，所述隧穿磁阻形成于所述隧穿磁阻层。
进一步地，所述隧穿磁阻层由上至下依次包括：自由层、势垒层、参考层和反铁磁层。
进一步地，所述第一阻隔层和所述第二阻隔层为SiNx/SiOx/SiNx叠层阻隔层。
具体地，本发明实施方式中，如图3所示，检测电路层由上至下依次包括上电极、隧穿磁阻层和下电极，隧穿磁阻形成于隧穿磁阻层，相邻两个隧穿磁阻之间通过金属线与上电极或下电极连接。上电极和下电极由Ta、Cr、Al、Au、Ti、Ru的一种或多种材料制成。反铁磁层由PtMn、IrMn、PdMn、FeMn等材料制成，参考层与自由层材料由NiFe、CoFeB、CoFeSiB等材料制成，势垒层材料可由Al2O3、MgO、MgAl2O4、MgZn2O4、SiMg2O4等材料制成。
在上电极上表面形成有第一阻隔层，在下电极下表面形成有第二阻隔层。如图5所示，第一阻隔层和第二阻隔层采用SiNx/SiOx/SiNx叠层阻隔层，阻隔层既可以有效防止隧穿磁阻层或电极氧化腐蚀，也可有效抑制氢、氧等元素的扩散。其中SiNx厚度介于4-12纳米左右，SiOx厚度介于10-400纳米。
通过本发明提供的电流传感器芯片，能够有效抑制氢、氧等元素的扩散，防止隧穿磁阻层或电极氧化腐蚀。
进一步地，所述检测电路层还包括磁通聚磁器，所述磁通聚磁器在芯片纵向方向设置于待测电流电路两侧。
具体地，本发明实施方式中，检测电路层还包括磁通聚磁器，磁通聚磁器在芯片纵向方向设置于待测电流电路两侧，磁通聚磁器能够对待测电流电路中电流产生的电磁进行收集，并对收集到的电磁进行放大，提高待测电流电路中电流的检测精度，提高电流传感器芯片的灵敏度，进一步适用于微小电流的检测。
进一步地，所述磁通聚磁器与所述隧穿磁阻层在芯片横向方向平行设置。
具体地，本发明实施方式中，磁通聚磁器与隧穿磁阻层在芯片横向方向平行设置，这样设置能够将待测磁场分布均匀，形成磁场方向的一致性，降低噪音，提高电流检测精度。
请参考图6，本发明第二方面提供一种电流传感器芯片制作方法，所述电流传感器芯片制作方法包括：S101：提供一基板；S102：利用沉积工艺在所述基板上表面形成待测电路层，待测电流电路呈之字形形成于所述待测电路层；S103：利用气相沉积工艺在所述待测电路层上表面形成检测电路层，所述检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，所述惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极，每一隧穿磁阻均与待测电流电路在芯片纵向方向重合设置。
首先执行步骤S101：提供一基板。
接着执行步骤S102：利用沉积工艺在所述基板上表面形成待测电路层，待测电流电路呈之字形形成于所述待测电路层。
进一步地，所述利用沉积工艺在所述基板上表面形成待测电路层，包括：利用沉积工艺在所述基板上表面依次形成第二钝化层、电路层和第一钝化层，所述待测电流电路形成于所述电路层。
进一步地，所述第一钝化层和所述第二钝化层为MoTi、TiW、TaN、NiCr合金钝化层。
具体地，本发明实施方式中，利用物理气相沉积工艺在基板上表面沉积第二钝化层，钝化层为MoTi、TiW、TaN、NiCr合金钝化层，厚度介于10-200纳米。然后在钝化层上表面沉积一层Au、Cu或Al等高导电金属材料形成待测电流电路，如果待测电流电路厚度薄的可通过物理气相沉积直接沉积，如果待测电流电路厚度较厚，可通过电镀沉积。然后利用刻蚀工艺形成之字形待测电流电路，形成电路层。然后在电路层表面利用物理气相沉积工艺沉积第一钝化层。
最后执行步骤S103：利用气相沉积工艺在所述待测电路层上表面形成检测电路层，所述检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，所述惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极，每一隧穿磁阻均与待测电流电路在芯片纵向方向重合设置。
进一步地，所述利用气相沉积工艺在所述待测电路层上表面形成检测电路层，包括：利用等离子体增强化学气相沉积在所述待测电路层上表面形成第二阻隔层；利用沉积工艺在所述第二阻隔层上表面依次形成下电极、隧穿磁阻层和上电极；利用等离子体增强化学气相沉积在所述上电极上表面形成第一阻隔层。
进一步地，所述第一阻隔层和所述第二阻隔层为SiNx/SiOx/SiNx叠层阻隔层。
进一步地，所述方法还包括：通过沉积在待测电路层表面形成磁通聚磁器，所述磁通聚磁器在芯片纵向方向设置于待测电流电路两侧。
进一步地，所述磁通聚磁器与所述隧穿磁阻层在芯片横向方向平行设置。
具体地，本发明实施方式中，利用等离子体增强化学气相沉积在待测电路层上表面形成第二阻隔层，第二阻隔层为SiNx/SiOx/SiNx叠层阻隔层。然后利用物理气相沉积在第二阻隔层上形成下电极，下电极由Ta、Cr、Al、Au、Ti、Ru的一种或多种材料制成。利用物理气相沉积在下电极上形成待测电路层，其中反铁磁层由PtMn、IrMn、PdMn、FeMn等材料制成，参考层与自由层材料由NiFe、CoFeB、CoFeSiB等材料制成，势垒层材料由Al2O3、MgO、MgAl2O4、MgZn2O4、SiMg2O4等材料制成。利用等离子体增强化学气相沉积硬掩膜层，硬掩膜层可为SiOx、SiNx等材料，图形化硬掩膜层后，利用干法或离子束刻蚀刻蚀待测电路层和下电极。利用等离子体增强化学气相沉积硬掩模层，图形化硬掩膜层后，利用物理气相沉积或电镀沉积上电极，材料包括Ta、Cr、Al、Au、Ti、Ru的一种或多种。最后利用等离子体增强化学气相沉积在上电极上表面形成第一阻隔层，第一阻隔层为SiNx/SiOx/SiNx叠层阻隔层。
利用等离子体增强化学气相沉积在待测电路层表面形成磁通聚磁器，磁通聚磁器由NiFe、NiFeCr、CoAl的一种或多种材料制成。磁通聚磁器在芯片纵向方向设置于待测电流电路两侧。并且磁通聚磁器与隧穿磁阻层在芯片横向方向平行设置。
本发明第三方面提供一种电路，该电路包括上文所述的电流传感器芯片。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (12)
1.一种电流传感器芯片，其特征在于，所述电流传感器芯片包括：
基板；
待测电路层，形成于所述基板上表面，待测电流电路呈之字形形成于所述待测电路层；
检测电路层，通过气相沉积工艺形成于所述待测电路层上表面，所述检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，所述惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极，每一隧穿磁阻均与待测电流电路在芯片纵向方向重合设置，隧穿磁阻在芯片纵向方向的面积小于待测电流电路在芯片纵向方向的面积；其中，检测电路层由上至下依次包括：第一阻隔层、上电极、隧穿磁阻层、下电极和第二阻隔层，所述隧穿磁阻形成于所述隧穿磁阻层，所述第一阻隔层和所述第二阻隔层为SiNx/SiOx/SiNx叠层阻隔层。
2.根据权利要求1所述的电流传感器芯片，其特征在于，所述待测电路层由上至下依次包括：第一钝化层、电路层和第二钝化层，所述待测电流电路形成于所述电路层。
3.根据权利要求2所述的电流传感器芯片，其特征在于，所述第一钝化层和所述第二钝化层为MoTi、TiW、TaN、NiCr合金钝化层。
4.根据权利要求1所述的电流传感器芯片，其特征在于，所述隧穿磁阻层由上至下依次包括：自由层、势垒层、参考层和反铁磁层。
5.根据权利要求1所述的电流传感器芯片，其特征在于，所述检测电路层还包括磁通聚磁器，所述磁通聚磁器在芯片纵向方向设置于待测电流电路两侧。
6.根据权利要求5所述的电流传感器芯片，其特征在于，所述磁通聚磁器与所述隧穿磁阻层在芯片横向方向平行设置。
7.一种电流传感器芯片制作方法，其特征在于，所述电流传感器芯片制作方法包括：
提供一基板；
利用沉积工艺在所述基板上表面形成待测电路层，待测电流电路呈之字形形成于所述待测电路层；
利用气相沉积工艺在所述待测电路层上表面形成检测电路层，所述检测电路层上形成有惠斯通全桥电路，所述惠斯通全桥电路包括四个互连的隧穿磁阻，相邻两个隧穿磁阻之间的金属线接入上电极或接入下电极，每一隧穿磁阻均与待测电流电路在芯片纵向方向重合设置，隧穿磁阻在芯片纵向方向的面积小于待测电流电路在芯片纵向方向的面积；其中，所述利用气相沉积工艺在所述待测电路层上表面形成检测电路层，包括：利用等离子体增强化学气相沉积在所述待测电路层上表面形成第二阻隔层；利用沉积工艺在所述第二阻隔层上表面依次形成下电极、隧穿磁阻层和上电极；利用等离子体增强化学气相沉积在所述上电极上表面形成第一阻隔层，所述第一阻隔层和所述第二阻隔层为SiNx/SiOx/SiNx叠层阻隔层。
8.根据权利要求7所述的电流传感器芯片制作方法，其特征在于，所述利用沉积工艺在所述基板上表面形成待测电路层，包括：
利用沉积工艺在所述基板上表面依次形成第二钝化层、电路层和第一钝化层，所述待测电流电路形成于所述电路层。
9.根据权利要求8所述的电流传感器芯片制作方法，其特征在于，所述第一钝化层和所述第二钝化层为MoTi、TiW、TaN、NiCr合金钝化层。
10.根据权利要求7所述的电流传感器芯片制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过沉积在待测电路层表面形成磁通聚磁器，所述磁通聚磁器在芯片纵向方向设置于待测电流电路两侧。
11.根据权利要求10所述的电流传感器芯片制作方法，其特征在于，所述磁通聚磁器与所述隧穿磁阻层在芯片横向方向平行设置。
12.一种电路，其特征在于，该电路包括权利要求1至6中任一项所述的电流传感器芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311221481.4A CN116953336B (zh) | 2023-09-21 | 2023-09-21 | 电流传感器芯片、制作方法和电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311221481.4A CN116953336B (zh) | 2023-09-21 | 2023-09-21 | 电流传感器芯片、制作方法和电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116953336A CN116953336A (zh) | 2023-10-27 |
| CN116953336B true CN116953336B (zh) | 2024-01-19 |
Family
ID=88458786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311221481.4A Active CN116953336B (zh) | 2023-09-21 | 2023-09-21 | 电流传感器芯片、制作方法和电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116953336B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101788596A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-28 | 王建国 | Tmr电流传感器 |
| CN102419393A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-04-18 | 江苏多维科技有限公司 | 一种电流传感器 |
| CN111106232A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-05 | 珠海多创科技有限公司 | 一种电流传感器芯片及其制备方法 |
| CN111596239A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-28 | 北京航空航天大学 | 一种单片集成三轴隧穿磁电阻的磁传感器及其制备方法 |
| CN114509593A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-17 | 歌尔微电子股份有限公司 | 电流传感器、电子设备和检测装置 |
| CN115541960A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-30 | 深圳智芯微电子科技有限公司 | 磁电阻传感器、芯片及芯片的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104820125B (zh) * | 2015-04-27 | 2018-04-06 | 江苏多维科技有限公司 | 采用z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器 |
-
2023
- 2023-09-21 CN CN202311221481.4A patent/CN116953336B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101788596A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-28 | 王建国 | Tmr电流传感器 |
| CN102419393A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-04-18 | 江苏多维科技有限公司 | 一种电流传感器 |
| CN111106232A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-05 | 珠海多创科技有限公司 | 一种电流传感器芯片及其制备方法 |
| CN111596239A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-28 | 北京航空航天大学 | 一种单片集成三轴隧穿磁电阻的磁传感器及其制备方法 |
| CN114509593A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-17 | 歌尔微电子股份有限公司 | 电流传感器、电子设备和检测装置 |
| CN115541960A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-30 | 深圳智芯微电子科技有限公司 | 磁电阻传感器、芯片及芯片的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116953336A (zh) | 2023-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210265563A1 (en) | Methods of manufacturing a magnetic field sensor | |
| USRE49404E1 (en) | Three axis magnetic field sensor | |
| JP6496005B2 (ja) | モノシリック３次元磁界センサ及びその製造方法 | |
| US8207587B2 (en) | Magnetic sensor and manufacturing method therefor | |
| US8427144B2 (en) | Magnetic sensor that includes magenetoresistive films and conductors that combine the magnetoresistive films | |
| US7495434B2 (en) | Magnetoresistive sensor element for sensing a magnetic field | |
| US20110068786A1 (en) | Magnetic sensor and manufacturing method thereof | |
| US9739850B2 (en) | Push-pull flipped-die half-bridge magnetoresistive switch | |
| CN108663638B (zh) | 磁场检测装置 | |
| US9224939B2 (en) | Tunneling magnetoresistance sensor | |
| US20110089941A1 (en) | Magnetic sensor and magnetic sensor module | |
| JP2018073913A (ja) | 磁気センサおよびその製造方法 | |
| JP5447616B2 (ja) | 磁気センサの製造方法 | |
| US11467232B2 (en) | Magnetoresistive sensor and fabrication method for a magnetoresistive sensor | |
| CN116953336B (zh) | 电流传感器芯片、制作方法和电路 | |
| TW201602609A (zh) | 磁場感測器裝置，相關的製造方法及操作方法 | |
| CN109738838B (zh) | 一种tmr传感器及其制备方法和阻值调节方法 | |
| CN101976723B (zh) | 隔离电流器件制造方法 | |
| CN110277489B (zh) | 磁阻效应元件及其制造方法和位置检测装置 | |
| CN110865321A (zh) | 一种具有磁闭环调制效应的磁传感材料堆层结构及其制备方法 | |
| US20100270865A1 (en) | Magnetic coupling type isolator | |
| JP2012015428A (ja) | トンネル磁気抵抗素子の製造方法 | |
| JP2019086290A (ja) | 磁気センサ | |
| US8222769B2 (en) | Magnetic coupling type isolator | |
| CN104253210B (zh) | 磁传感装置的制造工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |