[發(fā)明專利]半導(dǎo)體傳感器結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911155643.2
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN111211219B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·科尼爾斯;M-C·韋基
• 申請（專利權(quán)）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

包括第一半導(dǎo)體晶片和第二半導(dǎo)體晶片的半導(dǎo)體傳感器結(jié)構(gòu)及其制造方法，第二半導(dǎo)體晶片具有襯底層，襯底層具有帶有至少一個金屬連接接觸部的集成電路，第一半導(dǎo)體晶片具有第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層，其具有帶有傳感器區(qū)域的三維霍爾傳感器結(jié)構(gòu)，在前側(cè)上具有彼此間隔開的至少三個第一金屬連接接觸部，在背側(cè)上具有彼此間隔開的至少三個第二金屬連接接觸部，連接接觸部分別構(gòu)造在第二導(dǎo)電類型的高摻雜的半導(dǎo)體接觸區(qū)域上并且在垂直于前側(cè)的投影中錯位地布置。第一半導(dǎo)體晶片布置在第二半導(dǎo)體晶片之上，至少一個第二連接接觸部至少部分地布置在集成電路的金屬連接接觸部之上并且材料鎖合地連接，從而在霍爾傳感器結(jié)構(gòu)與集成電路之間形成電的有效連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體傳感器結(jié)構(gòu)和一種半導(dǎo)體傳感器結(jié)構(gòu)制造方法，其中，該半導(dǎo)體傳感器結(jié)構(gòu)包括第一半導(dǎo)體晶片和第二半導(dǎo)體晶片。

背景技術(shù)

由DE?10?2013?209?514?A1已知一種用于探測空間磁場的三維霍爾傳感器，其中，半導(dǎo)體本體具有至少三個電極對，每個電極對具有在半導(dǎo)體本體的上側(cè)上的第一連接端和在半導(dǎo)體本體的下側(cè)上的第二連接端，并且至少三對的電極對形成至少三個四接觸部結(jié)構(gòu)，所述至少三個四接觸部結(jié)構(gòu)分別能夠在使用霍爾效應(yīng)的情況下實現(xiàn)磁場的各個空間分量的測量。

由C.Sander等人所著的《Isotropic?3D?Silicon?Hall?Sensor》，第28屆MEMSIEEE國際會議，2015年，第838-896頁和C.Sander等人的《Sensors?and?Actuators?A》，第247欄，2016年，第587-597頁公開一種在印制電路板上的包括3D霍爾傳感器結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。

由P.Garrou等人所著的《Handbook?of?3D?integration:technology?andapplicatins?of?3D?integrated?ciruits》，第一卷，Weinheim：Wiley，2008年，第25-44頁和第223-248頁，第3和12章，ISBN?978-527-32034-9已知用于堆疊IC的各個方法，其中，IC全面積地連接并且通過貫通接觸孔連接。

由S.Olson等人所著的《Challenges?in?Thin?Wafer?Handling?andProcessing》，ASMC，2013年，第62-65頁已知一種用于提供具有經(jīng)處理的前側(cè)和背側(cè)的薄半導(dǎo)體層的方法。

發(fā)明內(nèi)容

在此背景下，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種擴展現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備。

該任務(wù)通過根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體傳感器結(jié)構(gòu)和根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體傳感器結(jié)構(gòu)制造方法來解決。

根據(jù)本發(fā)明的主題，提供一種如下的半導(dǎo)體傳感器結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體傳感器結(jié)構(gòu)包括第一半導(dǎo)體晶片和第二半導(dǎo)體晶片，其中，第一半導(dǎo)體晶片具有第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層具有前側(cè)和背側(cè)，并且第二半導(dǎo)體晶片具有構(gòu)造在背側(cè)上的襯底層和構(gòu)造在前側(cè)上的集成電路，該集成電路具有構(gòu)造在前側(cè)上的至少一個金屬連接接觸部。

在第一半導(dǎo)體晶片的半導(dǎo)體層中構(gòu)造有三維霍爾傳感器結(jié)構(gòu)，所述三維霍爾傳感器結(jié)構(gòu)具有傳感器區(qū)域，其中，所述傳感器區(qū)域由單片式半導(dǎo)體本體構(gòu)成，所述半導(dǎo)體本體從半導(dǎo)體層的背側(cè)延伸至前側(cè)。

在前側(cè)上構(gòu)造有彼此間隔開的至少三個第一金屬連接接觸部，而在背側(cè)上構(gòu)造有彼此間隔開的至少三個第二金屬連接接觸部。

在垂直于前側(cè)的投影中，第一連接接觸部相對于第二連接接觸部錯位地布置，并且第一連接接觸部和第二連接接觸部分別具有關(guān)于垂直于所述半導(dǎo)體本體的前側(cè)和背側(cè)的對稱軸的多重旋轉(zhuǎn)對稱。優(yōu)選地，涉及三重對稱。

每個第一連接接觸部和每個第二連接接觸部分別構(gòu)造在第二導(dǎo)電類型的高摻雜的半導(dǎo)體接觸區(qū)域上。