[發(fā)明專利]三維霍爾傳感器結(jié)構(gòu)及制備方法

在審

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• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115332291A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鑫;朱忻;潘安
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州矩陣光電有限公司
• 主分類號: H01L27/22
• 分類號: H01L27/22;H01L43/06;H01L43/14
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 李翠

本發(fā)明提供了一種三維霍爾傳感器結(jié)構(gòu)及制備方法，涉及化合物半導(dǎo)體的技術(shù)領(lǐng)域，包括：一復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成有2N個(gè)兩兩相對設(shè)置的霍爾器件，N≥2；所述2N個(gè)霍爾器件于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面上的投影分布成一預(yù)設(shè)的對稱關(guān)系。解決了現(xiàn)有技術(shù)中三維霍爾傳感器需要復(fù)雜封裝工藝來實(shí)現(xiàn)的技術(shù)問題，達(dá)到了通過簡單的工藝實(shí)現(xiàn)三維霍爾傳感器的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化合物半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種三維霍爾傳感器結(jié)構(gòu)及制備方法。

背景技術(shù)

霍爾器件是一種利用霍爾效應(yīng)的磁傳感器，一般用于檢測磁場及其變化，廣泛應(yīng)用于工業(yè)級與消費(fèi)級電子產(chǎn)品中。其中霍爾效應(yīng)是指當(dāng)磁場作用于金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載流子時(shí)，使載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而在垂直于電流和磁場的方向產(chǎn)生一個(gè)附加電場，使半導(dǎo)體兩端產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象。根據(jù)霍爾效應(yīng)制造的霍爾傳感器，可將探測到的磁場信號轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行輸出。

不同類型的霍爾傳感器在包括汽車電子、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)傳感、消費(fèi)電子等等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是傳感產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，用于探測一維磁場的常規(guī)一維霍爾傳感器已無法滿足多維磁場的探測需求。與一維霍爾傳感器相比，三維霍爾傳感器擁有多維方向的磁場探測能力與更廣泛的應(yīng)用場景。在特定三維空間內(nèi)，即便存在不同方向的磁場信號，三維霍爾傳感器仍然可以完成磁場信號的探測，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栠M(jìn)行輸出，經(jīng)過后續(xù)信號處理后，為相關(guān)應(yīng)用提供多元數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有的三維霍爾傳感器通常使用三個(gè)相互正交的一維霍爾傳感器來實(shí)現(xiàn)三維傳感，因此要實(shí)現(xiàn)該種三維霍爾傳感器就必須使用多塊芯片的三維集成封裝，在封裝時(shí)需要精確的使三個(gè)一維霍爾傳感器保持相互垂直才能實(shí)現(xiàn)三維霍爾傳感器的測量精確性，不但工藝成本高，制造工藝復(fù)雜。并且該種封裝形式造成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，對外部沖擊的耐受度低，極易導(dǎo)致封裝體內(nèi)部結(jié)構(gòu)失衡，影響測量精度與功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種三維霍爾傳感器結(jié)構(gòu)及制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的三維霍爾傳感器需要復(fù)雜封裝工藝來實(shí)現(xiàn)的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種三維霍爾傳感器結(jié)構(gòu)，其中，包括：

一復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成有2N個(gè)兩兩相對設(shè)置的霍爾器件，N≥2；

所述2N個(gè)霍爾器件于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面上的投影分布成一預(yù)設(shè)的對稱關(guān)系。

進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)的對稱關(guān)系包括：

2N個(gè)霍爾器件于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面上的投影分布關(guān)于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面形狀的中心對稱；或者

2N個(gè)霍爾器件于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面上的投影的中心之間不交叉的連線圍成的閉合圖形為中心對稱圖形；或者

2N個(gè)霍爾器件中每一個(gè)霍爾器件于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面上的投影均關(guān)于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面形狀的至少一條對稱軸與2N個(gè)霍爾器件中另一個(gè)霍爾器件于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面上的投影對稱；或者

2N個(gè)霍爾器件中至少一個(gè)霍爾器件于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面上的投影均關(guān)于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面形狀的至少一條對稱軸與2N個(gè)霍爾器件中另一個(gè)霍爾器件于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面上的投影對稱。

進(jìn)一步的，所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面形狀的每兩條相對的邊關(guān)于所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)底面的中心對稱。

進(jìn)一步的，所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面形狀為矩形。

進(jìn)一步的，所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面形狀為正方形。

進(jìn)一步的，每個(gè)所述霍爾器件靠近所述復(fù)合半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底面形狀的邊設(shè)置。

進(jìn)一步的，每個(gè)所述霍爾器件包括激勵(lì)電極組及檢測電極組，所述激勵(lì)電極組中激勵(lì)電極的連線與所述檢測電極組中檢測電極的連線相互正交。