[發明專利]具有三維結構的霍爾傳感器

在審

• 申請號: 202011055625.X
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112782622A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 鄭萍;劉斌;卓榮發;陳學深;R·K·賈恩;郭克文
• 申請（專利權）人: 新加坡商格羅方德半導體私人有限公司
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07;H01L43/08;H01L43/14
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發明涉及具有三維結構的霍爾傳感器，揭示霍爾傳感器的結構以及形成霍爾傳感器的結構的方法。該結構包括半導體本體，該半導體本體具有頂部表面以及定義與該頂部表面相交的霍爾表面的傾斜側壁。該結構還包括位于該半導體本體中的阱以及位于該半導體本體中的多個接觸。該阱具有部分位于該頂部表面下方且部分位于該霍爾表面下方的區段。各接觸與位于該半導體本體的該頂部表面下方的該阱的該區段耦接。

技術領域

本發明涉及集成電路及半導體裝置制造，尤其涉及霍爾傳感器的結構以及形成霍爾傳感器的結構的方法。

背景技術

霍爾傳感器是應用于各種商業產品例如家用電器、游戲系統、建筑設備、公用事業計量器、以及機動車輛中的常見感測元件類型，并且是基于感測磁場。磁場是以位置相關的場強度及場方向為特征的矢量。根據洛倫茲力定律，磁場可在運動的帶電粒子上施加力。霍爾傳感器依賴于在電性導體上產生電壓差(也就是，霍爾電壓)，該電壓差通過在該導體中流動的電流以及場方向垂直于該流動電流的磁場的組合而產生。傳統的霍爾傳感器(為平面裝置)在檢測場方向平行于形成該霍爾傳感器的襯底表面的磁場時具有低靈敏度。

需要改進的霍爾傳感器的結構以及形成霍爾傳感器的結構的方法。

發明內容

依據本發明的一個實施例，提供一種霍爾傳感器的結構。該結構包括半導體本體，該半導體本體具有頂部表面以及定義與該頂部表面相交的霍爾表面的傾斜側壁。該結構還包括位于該半導體本體中的阱以及位于該半導體本體中的多個接觸。該阱具有部分位于該頂部表面下方且部分位于該霍爾表面下方的區段。各接觸與位于該半導體本體的該頂部表面下方的該阱的該區段耦接。

在本發明的另一個實施例，提供一種形成霍爾傳感器的結構的方法。該方法包括：在具有頂部表面以及定義與該頂部表面相交的霍爾表面的傾斜側壁的半導體本體中形成阱。該阱具有部分位于該頂部表面下方且部分位于該霍爾表面下方的區段。該方法還包括在該半導體本體中形成多個接觸。各接觸與位于該半導體本體的該頂部表面下方的該阱的該區段耦接。

附圖說明

包含于并構成本說明書的一部分的附圖示例說明本發明的各種實施例，并與上面所作的有關本發明的概括說明以及下面所作的有關這些實施例的詳細說明一起用以解釋本發明的這些實施例。在所述附圖中，類似的附圖標記表示不同視圖中類似的特征。

圖1顯示依據本發明的實施例處于工藝方法的初始制造階段的霍爾傳感器的結構的頂視圖。

圖2顯示大體沿圖1中的線2-2所作的剖視圖。

圖3顯示處于圖1之后的制造階段的該霍爾傳感器的結構的頂視圖。

圖4顯示大體沿圖3中的線4-4所作的剖視圖。

圖5顯示處于圖3之后的制造階段的該霍爾傳感器的結構的頂視圖。

圖6顯示大體沿圖5中的線6-6所作的剖視圖。

圖7顯示依據本發明的替代實施例的霍爾傳感器的結構的頂視圖。

具體實施方式

請參照圖1、2并依據本發明的實施例，在襯底12中以腔體或溝槽的形式形成凹槽10。襯底12可為由單晶半導體材料(例如，單晶硅)組成的塊體晶圓，且在一個實施例中，襯底12可具有輕摻雜p型導電性。在一個實施例中，可通過光刻及蝕刻工藝形成凹槽10。為此，在襯底12的頂部表面上方形成蝕刻掩膜14。蝕刻掩膜14可為硬掩膜，其通過光刻及蝕刻工藝圖案化，以在凹槽10的預定位置定義具有給定面積的開口。在存在蝕刻掩膜14的情況下，利用一個或多個蝕刻工藝在襯底12中蝕刻凹槽10。通過該蝕刻工藝移除未被蝕刻掩膜14覆蓋的襯底12的部分。