[發明專利]半導體傳感器結構

有效

• 申請號: 201911155643.2
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN111211219B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: M·科尼爾斯;M-C·韋基
• 申請（專利權）人: TDK-邁克納斯有限責任公司
• 主分類號: H10N52/80
• 分類號: H10N52/80;H10N52/00;H10N52/01;G01R33/07
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

1.一種半導體傳感器結構(WF)，其包括第一半導體晶片(WF1)，其中，

所述第一半導體晶片(WF1)具有第二導電類型的半導體層(HLS)，所述半導體層(HLS)具有前側(VS1)和背側(RS1)；

在所述第一半導體晶片(WF1)的第一半導體層(HLS)中構造有三維霍爾傳感器結構(HSENS)，所述三維霍爾傳感器結構(HSENS)具有傳感器區域，其中，

所述傳感器區域由單片式半導體本體(HLK)構成，所述半導體本體從所述半導體層(HLS)的背側(RS1)延伸到所述半導體層(HLS)的前側(VS1)；

在所述前側(VS1)上構造有彼此間隔開的至少三個金屬的第一連接接觸部(K1.1，K1.2，K1.3)，并且在所述背側(RS1)上構造有彼此間隔開的至少三個金屬的第二連接接觸部(K2.1，K2.2，K2.3)；

在垂直于所述前側(VS)的投影中，所述第一連接接觸部(K1.1，K1.2，K1.3)相對于所述第二連接接觸部(K2.1，K2.2，K2.3)錯位地布置；

每個第一連接接觸部(K1.1，K1.2，K1.3)和每個第二連接接觸部(K2.1，K2.2，K2.3)分別構造在第二導電類型的高摻雜的半導體接觸區域(KG)上；

所述第一連接接觸部(K1.1，K1.2，K1.3)和所述第二連接接觸部(K2.1，K2.2，K2.3)分別以關于垂直于所述半導體本體(HLK)的前側(VS1)和背側(RS1)的對稱軸(S)的多重旋轉對稱來布置；

其特征在于，

所述半導體本體(HLK)借助環繞的溝槽結構(TR)與所述第一半導體晶片(WF1)的其余的半導體層(HLS)電絕緣；

所述半導體本體(HLK)在所述傳感器區域中具有2μm至50μm或100μm的厚度；

所述半導體傳感器結構(WF)包括第二半導體晶片(WF2)，其中，

所述第二半導體晶片(WF2)具有構造在背側(RS)上的襯底層(SUB)和構造在前側(VS2)上的集成電路(IC)，所述集成電路(IC)具有至少一個金屬的連接接觸部，所述至少一個金屬的連接接觸部構造在所述前側(VS2)上并且包括接觸凸起部；

所述第一半導體晶片(WF1)的背側(RS1)布置在所述第二半導體晶片(WF2)的前側(VS2)之上；

所述霍爾傳感器結構(HSENS)的至少一個第二連接接觸部(K2.1，K2.2，K2.3)至少部分地布置在所述集成電路(IC)的金屬的連接接觸部(K)之上；

所述集成電路(IC)的金屬的連接接觸部(K)借助接觸凸起部與布置在上方的所述第二連接接觸部(K2.1，K2.2，K2.3)材料鎖合地連接，從而在所述霍爾傳感器結構(HSENS)與所述集成電路(IC)之間形成電的有效連接；

所述接觸凸起部具有合適的高度，從而在所述第一半導體晶片(WF1)的背側與所述第二半導體晶片(WF2)的前側之間圍繞所述接觸凸起部形成空氣隙。

2.根據權利要求1所述的半導體傳感器結構(WF)，其特征在于，所述傳感器區域的半導體本體(HLK)具有在0.6至1.4之間的厚度與長度之比例。

3.根據權利要求1或2所述的半導體傳感器結構(WF)，其特征在于，所述第一半導體晶片(WF2)在與所述前側(VS2)平行的方向上的直徑相對于所述第二半導體晶片(WF1)在相同方向上的直徑具有2:1或3:1的比例。

4.根據權利要求1或2所述的半導體傳感器結構(WF)，其特征在于，所述霍爾傳感器結構(HSENS)的各個第二連接接觸部(K2.1，K2.2，K2.3)包括第二導電類型的高摻雜的多晶硅。

5.根據權利要求1或2所述的半導體傳感器結構(WF)，其中，所述霍爾傳感器結構(HSENS)的所有第二連接接觸部(K2.1，K2.2，K2.3)分別至少部分地布置在所述集成電路(IC)的金屬接觸部(K)之上，并且所述集成電路(IC)的金屬的連接接觸部(K)分別與所述霍爾傳感器結構(HSENS)的布置在上方的第二連接接觸部(K2.1，K2.2，K2.3)材料鎖合地連接，從而在所述霍爾傳感器結構(HSENS)與所述集成電路(IC)之間形成電的有效連接。