减小通过施加磁场由磁性材料导致的磁性传感器部件的改变制造技术

在描述的示例中，微电子器件(100)包含磁性传感器部件(106)和可磁化结构特征件(110)。可磁化结构特征件(110)的磁矩(112)彼此平行对齐。通过施加磁场形成微电子器件(100)，以使可磁化结构特征件(110)的磁矩(112)与施加的磁场对齐。随后中断施加磁场。在施加的磁场中断之后，可磁化结构特征件(110)的磁矩(112)保持彼此平行对齐。

Reduce changes in magnetic sensor components caused by magnetic materials applied by magnetic fields

In the described example, the microelectronic device (100) includes a magnetic sensor component (106) and a magnetizable structural feature (110). The magnetic moment (112) of the magnetizable structural feature (110) is parallel to each other. A microelectronic device (100) is formed by applying a magnetic field to align the magnetic moment (112) of the magnetizable structural feature (110) with the applied magnetic field. The magnetic field is then interrupted. After the applied magnetic field is interrupted, the magnetic moment (112) of the magnetizable structural feature (110) is kept parallel to each other.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减小通过施加磁场由磁性材料导致的磁性传感器部件的改变
本专利技术总体涉及微电子器件，并且更具体地涉及包含磁性传感器部件的微电子器件。
技术介绍
磁性传感器部件(例如磁通门磁力计传感器)可以被集成到微电子器件中，用于降低成本和系统尺寸。磁性传感器部件的参数是零场偏移，其可以被理解为在施加的零级磁场处的参数的值。零场偏移已经表现出受到微电子器件的可磁化结构特征件(例如焊盘中的镍层)的密度和接近度的影响。传统的半导体处理技术通常产生随机对齐的可磁化结构特征件，这增加了整体零场偏移的可变性。这可能导致降低磁性传感器的精度和/或额外的校准成本。
技术实现思路
在描述的示例中，通过施加磁场来形成包含磁性传感器部件和可磁化结构特征件的微电子器件，以使可磁化结构特征件的磁矩与施加的磁场对齐。随后中断施加磁场。在施加的磁场中断之后，可磁化结构特征件的磁矩保持对齐。附图说明图1描绘了包含磁性传感器部件和可磁化结构特征件的示例微电子器件。图2描绘了包含磁性传感器部件的组装在封装件中的示例微电子器件。图3A和图3B描绘了在对齐可磁化结构特征件的磁矩的示例方法中的微电子器件，该微电子器件包含磁性传感器部件和可磁化结构特征件。图4A和图4B描绘了估计施加到微电子器件的磁场的期望取向的示例方法，该微电子器件包含磁性传感器部件和可磁化结构特征件。图5描绘了估计施加到微电子器件的磁场的期望取向的另一示例方法，该微电子器件包含磁性传感器部件和可磁化结构特征件。图6描绘了将磁场施加到微电子器件的示例方法，该微电子器件包含磁性传感器部件和可磁化结构特征件。图7描绘了将磁场施加到微电子器件的另一示例方法，该微电子器件包含磁性传感器部件和可磁化结构特征件。具体实施方式附图不按比例绘制。一些示出的行为或事件可以以不同的顺序发生和/或与其他行为或事件同时发生。此外，并非所有示出的行为或事件都是需要根据示例实施例来实现方法。微电子器件包含磁性传感器部件，例如磁通门磁力计传感器、霍尔传感器或磁阻传感器。微电子器件还包含可磁化结构特征件，例如焊盘中的镍层或镍合金层、密封环或封装件引线。可磁化结构特征件具有磁矩，其有助于磁性传感器部件处的磁场。通过施加磁场、使可磁化结构特征件的磁矩与施加的磁场基本上平行对齐以形成微电子器件。随后中断施加磁场，例如通过从磁场中移除微电子器件或者通过关闭磁场源。在中断施加的磁场之后，可磁化结构特征件的磁矩保持对齐。所施加的用于对齐磁矩的磁场明显强于在微电子器件制造和处理中遇到的杂散场，例如至少10毫特斯拉(mT)。按照一致取向对齐多个类似微电子器件的磁矩可以有利地减少微电子器件的磁性传感器部件的零场偏移的变化。施加的磁场可以以特定取向被定向，使得可磁化结构特征件的所得磁矩提供磁性传感器部件的期望的低的零场偏移和/或期望的一致的零场偏移。用于产生可磁化结构特征件的期望磁矩的施加的磁场的特定取向可以根据经验和/或通过例如有限元建模的计算被确定。可以施加磁场，同时微电子器件是包含其他类似器件的半导体晶片的一部分。可替代地，可以在将微电子器件组装在封装件(例如表面贴装封装件)中之后施加磁场。图1描绘了包含磁性传感器部件和可磁化结构特征件的示例微电子器件。微电子器件100可以被形成在包含半导体材料的衬底102中和衬底102上。例如，衬底102可以是硅衬底、绝缘体上的硅(SOI)衬底，或具有半导体材料外延层的硅衬底。衬底102还可以包括在衬底102的半导体材料上方的介电层和互连。微电子器件100包括形成在衬底102中的具有例如晶体管的有源组件的电路104。如图1所示，微电子器件100进一步包括作为差分磁通门磁力计芯的磁性传感器部件106。磁性传感器部件106可以被形成在衬底102中或衬底102的顶表面108处，如图1所示。电路104可以为磁性传感器部件106提供信号调节。微电子器件100包括可磁化结构特征件110，可磁化结构特征件110包含例如镍的可磁化材料。可磁化结构特征件110在图1中被示出为包含镍层的焊盘110。焊盘110提供到电路104的电连接，并且可能直接电连接到磁性传感器部件106。其他可磁化结构特征件在该示例的范围内。例如，其他可磁化结构特征件可以包括电路104中的镍硅化物层或围绕衬底102的周边的密封环。每个可磁化结构特征件110具有磁矩112，在图1中如箭头表示磁矩112的方向。由于外部磁场被施加到微电子器件100，磁矩112在预定方向上基本上彼此平行。因此，磁性传感器部件106的零场偏移可以在期望的范围内，有利地增加包括微电子器件100的系统的精度。可以通过调整施加的磁场的取向来选择磁矩112的取向，使得可以有利地最小化磁性传感器部件106的零场偏移的量级。例如，磁矩112的取向可以平行于衬底102的顶表面108，并且垂直于磁通门磁力计芯106的场测量轴114。微电子器件100可以可选地包括虚设可磁化结构特征件116，虚设可磁化结构特征件116包含可磁化材料并且被配置为类似于可磁化结构特征件110。虚设可磁化结构特征件116不是微电子器件100的电路104的功能元件，并且可能未与电路104电连接。虚设可磁化结构特征件116在图1中被示出为虚设焊盘116。虚设可磁化结构特征件116的其他配置在该示例的范围内。虚设可磁化结构特征件116还具有磁矩112，其平行于可磁化结构特征件110的磁矩112取向。虚设可磁化结构特征件116的目的是例如通过提供组合的可磁化结构特征件110和虚设可磁化结构特征件116的磁矩112的对称布置来进一步减小磁性传感器部件106的零场偏移的量级和/或变化。图2描绘了包含磁性传感器部件的另一示例微电子器件。在该示例中，微电子器件200包括封装件218中的磁性传感器部件206，封装件218在图2中被示为表面贴装封装件218。有源电路可以与磁性传感器部件206集成，如参考图1中描述的。可替代地，有源电路可以在封装件218中，与其上设置有磁性传感器部件206的衬底分离。在该示例中，封装件218包括可磁化结构特征件220，例如包含铁或镍的引线或端子。每个可磁化结构特征件220具有磁矩222，在图2中箭头表示磁矩222的取向。磁矩222在预定取向上基本彼此平行，这是由于在将微电子器件200组装在封装件218中之后将外部磁场施加到微电子器件200。因此，磁性传感器部件206的零场偏移可以在期望的范围内。可以通过调节施加的磁场的取向来选择磁矩222的取向，使得可以有利地最小化磁性传感器部件206的零场偏移的量级。在该示例的一个版本中，微电子器件200可以包含附加的可磁化结构特征件210(在图2中被示为焊盘210)，其具有彼此平行对齐的磁矩，例如参考图1中描述的。在对齐封装件218的可磁化结构特征件220的磁矩222之前，可以可选地对齐焊盘210的磁矩。可替代地，焊盘210的磁矩可以与封装件218的可磁化结构特征件220的磁矩222同时对齐。图3A和图3B描绘了在对齐可磁化结构特征件的磁矩的示例方法中的微电子器件，该微电子器件包含磁性传感器部件和可磁化结构特征件。参考图3A，微电子器件300可以形成在包含半导体材料的衬底302中和衬底302上，例如参考图1中描述的。微电子器件300包括具有例如晶体管的有源组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电子器件，其包括：衬底；磁性传感器部件；以及包含可磁化材料的可磁化结构特征件，其与所述磁性传感器部件分离，每个可磁化结构特征件具有磁矩，其中所述可磁化结构特征件的所述磁矩彼此平行对齐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.08 US 15/064,5791.一种微电子器件，其包括：衬底；磁性传感器部件；以及包含可磁化材料的可磁化结构特征件，其与所述磁性传感器部件分离，每个可磁化结构特征件具有磁矩，其中所述可磁化结构特征件的所述磁矩彼此平行对齐。2.根据权利要求1所述的微电子器件，还包括靠近所述可磁化结构特征件和所述磁性传感器部件的有源电路。3.根据权利要求1所述的微电子器件，其中所述可磁化结构特征件包括焊盘，并且所述可磁化材料包括镍。4.根据权利要求1所述的微电子器件，其中所述可磁化结构特征件包括围绕所述微电子器件的周边的密封环，并且所述可磁化材料包括镍。5.根据权利要求1所述的微电子器件，其中所述可磁化结构特征件的所述磁矩与所述衬底的顶表面平行对齐。6.根据权利要求1所述的微电子器件，其中所述磁性传感器部件包括磁通门磁力计芯。7.根据权利要求1所述的微电子器件，其中磁性传感器部件包括磁阻传感器。8.根据权利要求1所述的微电子器件，其中磁性传感器部件包括霍尔板。9.根据权利要求1所述的微电子器件，其中所述可磁化结构特征件的所述磁矩与所述磁性传感器部件的场测量轴垂直对齐。10.根据权利要求1所述的微电子器件，还包括与所述有源电路断开的虚设可磁化结构特征件。11.一种封装微电子器件，其包括：有源电路；磁性传感器部件；封装件，其包含所述有源电路和所述磁性传感器部件；以及设置在所述封装件中的可磁化结构特征件，其与所述磁性传感器部件分离，其中所述封装件的所述可磁化结构特征件包含可磁化材料，每个可磁化结构特征件具有磁矩，其中所述可磁化结构特征件的所述磁矩彼此平行对齐。12.根据权利要求11所述的封装微电子器件，其中磁性传感器部件包括磁通门磁力计芯。13.根据权利要求11所述的封装微电子器件，其中磁性传感器部件包括磁阻传感器。14.一种方法，其包括：将大于杂散磁场的磁场施加到微电子器件的可磁化结构特征件，其中所述可磁化结构特征件与所述微电子器件的磁性传感器部件分离达预定的持续时间，以使所述可磁化结构特征件的磁矩与所述磁场平行对齐；以及在预定的持续时间之后中断所述磁场的施加。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述磁场至少是10毫特斯...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·加百斯，D·W·李，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US