[發(fā)明專利]具有石墨烯探測層的霍爾效應傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410547327.0
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104576917A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設計）人: M·艾克金格;S·科爾布;A·德厄;G·魯爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L43/06
• 分類號: H01L43/06;H01L43/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年10月16日提交的第61/891,484號美國臨時申請的權益。

技術領域

各種實施例主要涉及具有石墨烯探測層的霍爾效應傳感器和用于制造所述霍爾效應傳感器的方法，該石墨烯探測層在選擇用于在BiCMOS工藝中集成的情況下以各種各樣的幾何結構實現。

背景技術

當磁場垂直于電流定向時，會出現所謂的“霍爾效應”。磁場生成跨越導體的電勢差，叫做霍爾電壓，其方向與磁場方向和電流流動方向都垂直。通過測量霍爾電壓，可以確定磁場分量的大小。典型的霍爾傳感器通常包括有電流流過的導電材料的條或者板。當板被放置在磁場中使得磁場分量垂直于該板時，在板中生成霍爾電壓，霍爾電壓的方向與磁場方向和電流流動方向都垂直。利用當前技術制造的半導體霍爾效應傳感器通常包括由硅制成的傳感元件。這些器件的磁靈敏度直接涉及用于構建該傳感元件的材料的電子遷移率μ，并且受該材料的電子遷移率限制。硅通常具有近似1500cm²/(V·s)的電子遷移率。相比之下，石墨烯可以具有在4500-40000cm²/(V·s)范圍內的電子遷移率。因此，使用由石墨烯構建的傳感元件的霍爾效應器件將具有比通常的硅基器件高得多的磁靈敏度。

發(fā)明內容

根據各種實施例，公開了一種用于形成具有石墨烯探測層的霍爾傳感器的方法。所述方法可以包括：提供襯底；在所述襯底上形成金屬籽晶層；以及在所述金屬籽晶層上形成石墨烯探測層。所述石墨烯探測層可以根據給定應用的規(guī)格和需求，用各種幾何構型實施。所述方法也可以包括配置所述石墨烯層的形貌使得形成全3D霍爾傳感器。

附圖說明

在附圖中，貫穿所有不同視圖，同樣的參考標號通常指代相同的部件。附圖不一定是按比例的，而是通常著重于說明本發(fā)明的原理。在下面的描述中，參照下列附圖描述本發(fā)明的各種實施例，其中：

圖1A至圖1J示出根據各種實施例的形成霍爾效應傳感器的方法的透視流程圖(perspective?progression)以及霍爾效應傳感器的幾種實施例；

圖2A至圖2E示出根據各種實施例的形成霍爾效應傳感器的方法的透視流程圖以及霍爾效應傳感器的幾種附加實施例；

圖3A至圖3C描繪霍爾效應傳感器的各種其它可能的特征和實施例；

圖4在截面圖和頂視圖二者中描繪其中封裝傳感元件的霍爾效應傳感器的潛在實施例；

圖5A至圖5C在截面圖和頂視圖二者中描繪形成霍爾效應傳感器的方法的透視流程圖以及霍爾效應傳感器的幾種實施例；

圖6A和圖6B圖示可以實施于圖4中示出的霍爾效應傳感器的附加步驟和/或特征；

圖7A和圖7B圖示可以實施于圖5A至圖5C中示出的霍爾效應傳感器的附加步驟和/或特征；

圖8A至圖8D示出根據各種實施例的形成霍爾效應傳感器的方法的透視流程圖以及霍爾效應傳感器的幾個附加實施例；

圖9A和圖9B描繪根據各種實施例的形成3D霍爾效應傳感器的方法的透視流程圖以及3D霍爾效應傳感器的透視實施例；

圖10A至圖10C描繪根據各種實施例的形成3D霍爾效應傳感器的方法的透視流程圖以及3D霍爾效應傳感器的透視實施例；

圖11A至圖11C描繪根據各種實施例的形成3D霍爾效應傳感器的方法的透視流程圖以及3D霍爾效應傳感器的透視實施例。

具體實施方式

下面的具體描述參照附圖，附圖通過圖示的方式展示其中可以實施本發(fā)明的具體細節(jié)和實施例。

“示例性”一詞在這里用于表示“用作示例、實例、或者說明”。這里描述為“示例性”的任何實施例或者設計不一定被解釋為相比于其它實施例或者設計是優(yōu)選的或者是有利的。

關于形成在側面或者表面“上方”的沉積材料所使用的“上方”一詞，可以在這里用于表示所述沉積材料可以“直接地”形成于所指側面或者表面上，例如與所指的面或者表面直接接觸。關于形成在側面或者表面“上方”的沉積材料所使用的“上方”一詞，可以在這里用于表示所述沉積材料可以“間接地”形成于所指側面或者表面上，其中一個或者更多附加層被布置在所指側面或者表面與所述沉積材料之間。