[發(fā)明專利]霍爾效應(yīng)感測器裝置和形成霍爾效應(yīng)感測器裝置的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110184035.5
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN113394339A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫永順;卓榮發(fā);鄭萍
• 申請（專利權(quán)）人: 新加坡商格羅方德半導(dǎo)體私人有限公司
• 主分類號: H01L43/06
• 分類號: H01L43/06;H01L43/14
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發(fā)明涉及霍爾效應(yīng)感測器裝置和形成霍爾效應(yīng)感測器裝置的方法，提供一種霍爾效應(yīng)感測器裝置，包括一個或多個感測器結(jié)構(gòu)。各感測器結(jié)構(gòu)可包括：具有第一導(dǎo)電類型的基層；設(shè)置在基層之上并具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的霍爾板區(qū)域；設(shè)置在霍爾板區(qū)域周圍并鄰接所述霍爾板區(qū)域且與基層接觸的第一隔離區(qū)域；設(shè)置在所述霍爾板區(qū)域內(nèi)的多個第二隔離區(qū)域；以及設(shè)置在霍爾板區(qū)域內(nèi)的多個終端區(qū)域。第一隔離區(qū)域和第二隔離區(qū)域可以包括電性絕緣材料，并且各相鄰對的終端區(qū)域可以通過多個第二隔離區(qū)域中的一個而彼此電性隔離。

技術(shù)領(lǐng)域

本揭露通常涉及霍爾效應(yīng)感測器裝置以及形成所述霍爾效應(yīng)感測器裝置的方法。

背景技術(shù)

能夠確定磁場強(qiáng)度的霍爾效應(yīng)感測器裝置可用于各種應(yīng)用中，例如汽車應(yīng)用。霍爾效應(yīng)感測器裝置通常包括由導(dǎo)電材料組成的霍爾板(Hall plate)以及連接至所述霍爾板的終端。外部電壓可施加在終端上，以使電流流過霍爾板。在垂直于霍爾板的平面存在有磁場的情況下，電流中的載流子(charge carrier)會受到洛倫茲力(Lorentz force)的作用。這可能會在霍爾板內(nèi)產(chǎn)生霍爾電壓(Hall voltage)。通過確定霍爾電壓的大小，可以確定磁場的強(qiáng)度。

霍爾效應(yīng)感測器裝置可以被實(shí)作為半導(dǎo)體裝置，其霍爾板和終端包括摻雜的半導(dǎo)體材料。在一些現(xiàn)有的霍爾效應(yīng)感測器裝置中，可以在每對相鄰的終端之間設(shè)置中間區(qū)域(intermediate region)。所述中間區(qū)域還可包括摻雜半導(dǎo)體材料，但其導(dǎo)電類型與霍爾板和終端的導(dǎo)電類型相反。這導(dǎo)致在霍爾板內(nèi)存在許多p-n結(jié)。這些p-n結(jié)的耗盡寬度(depletion width)可以根據(jù)施加到終端的外部電壓和霍爾板周圍的溫度而變化。例如，當(dāng)向終端施加更高的外部電壓時，這些耗盡寬度可能增加。此外，不同p-n結(jié)的耗盡寬度的變化可能不同。結(jié)果，在霍爾板的不同區(qū)域之間可能存在電阻失配。因此，現(xiàn)有霍爾效應(yīng)感測器裝置的信噪比(signal-to-noise ratio；SNR)和偏移/殘余電壓(換句話說，在沒有磁場的情況下產(chǎn)生的霍爾電壓)通常是高的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)各種非限制性實(shí)施例，可以提供包括感測器結(jié)構(gòu)的霍爾效應(yīng)感測器裝置，其中，感測器結(jié)構(gòu)可以包括：具有第一導(dǎo)電類型的基層；霍爾板區(qū)域，設(shè)置在所述基層之上并具有與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型；設(shè)置在所述霍爾板區(qū)域周圍并鄰接所述霍爾板區(qū)域的第一隔離區(qū)域，其中，所述第一隔離區(qū)域可以包括電性絕緣材料并且可以接觸所述基層；設(shè)置在所述霍爾板區(qū)域內(nèi)的多個第二隔離區(qū)域，其中所述多個第二隔離區(qū)域中的每一個可包括電性絕緣材料；以及設(shè)置在所述霍爾板區(qū)域內(nèi)的多個終端區(qū)域，各相鄰對的終端區(qū)域通過所述多個第二隔離區(qū)域中的一個而彼此電性隔離。

根據(jù)各種非限制性實(shí)施例，可提供一種形成霍爾效應(yīng)感測器裝置的方法，包括：提供具有第一導(dǎo)電類型的基板；在基板內(nèi)形成具有第一導(dǎo)電類型的基層和包括電性絕緣材料的第一隔離區(qū)，其中，所述第一隔離區(qū)域可與所述基層接觸；在所述基層之上形成具有與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的霍爾板區(qū)域，其中，所述第一隔離區(qū)域可設(shè)置在所述霍爾板區(qū)域周圍并鄰接所述霍爾板區(qū)域；在所述霍爾板區(qū)域內(nèi)形成多個第二隔離區(qū)域板區(qū)域，其中所述多個第二隔離區(qū)域中的每一個可以包括電性絕緣材料；并且在所述霍爾板區(qū)域內(nèi)形成多個終端區(qū)域，各相鄰對的終端區(qū)域通過所述多個第二隔離區(qū)域中的一個而彼此電性隔離。

根據(jù)各種非限制性實(shí)施例，可提供一種霍爾效應(yīng)感測器裝置，包括感測器結(jié)構(gòu)，其中感測器結(jié)構(gòu)可包括：絕緣層；設(shè)置在絕緣層之上的霍爾板區(qū)域；設(shè)置在霍爾板區(qū)域周圍并鄰接霍爾板區(qū)域的第一隔離區(qū)域，其中第一隔離區(qū)域可以包括電性絕緣材料并且可以接觸絕緣層；多個第二隔離區(qū)域設(shè)置在霍爾板區(qū)域內(nèi)，其中多個第二隔離區(qū)域中的每一個可以包括電性絕緣材料；以及設(shè)置在所述霍爾板區(qū)域內(nèi)的多個終端區(qū)域，各相鄰對的終端區(qū)域通過所述多個第二隔離區(qū)域中的一個而彼此電性隔離。

附圖說明

在附圖中，類似的附圖標(biāo)記通常指的是貫穿不同視圖的相同部分。此外，附圖不必按照比例繪制，而是通常將重點(diǎn)放在說明本發(fā)明的原理上。為了示例的目的，現(xiàn)在將僅參考以下附圖來說明本發(fā)明的非限制性實(shí)施例，其中：