霍尔传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种霍尔传感器及其的制造方法。所述霍尔传感器包括：多晶硅体区，其掺杂有第一类型杂质；形成于所述多晶硅体区内的横向间隔的第一接触区和第二接触区；和形成于所述多晶硅体区内的纵向间隔的第三接触区和第四接触区，其中各个接触区掺杂有第一类型杂质且掺杂的浓度较多晶硅体区浓，第三接触区和第四接触区分别位于所述第一接触区和第二接触区连线的纵向两侧，第一接触区和第二接触区分别位于所述第三接触区和第四接触区连线的横向两侧。本发明专利技术中采用载流子浓度更低的多晶硅，可以实现更高的磁场检测灵敏度，把多晶硅层设计的更薄可以实现更高的磁场检测灵敏度。

Hall sensor and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
霍尔传感器及其制造方法
本专利技术属于传感器领域，特别涉及一种能够感应磁场的霍尔传感器及其制造方法。
技术介绍
霍尔传感器的应用越来越广泛，比如可以采用它实现电流探头，进行电流检测，或者用于汽车上检测车窗行进距离，辅助车窗控制。更高的磁场检测灵敏度，可以实现检测更微弱的磁场强度，从而实现更好的系统性能。图1示出了一种传统的霍尔传感器。传统的霍尔传感器一般采用N阱设计成磁场霍尔传感器。然而，现有的N阱设计成磁场霍尔传感器的灵敏度较低。因此，有必要提出一种灵敏度更高的霍尔传感器。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种霍尔传感器，其具有更高的磁场检测灵敏度。本专利技术的目的之一在于提供一种霍尔传感器的制造方法，其可以制造出具有更高的磁场检测灵敏度的霍尔传感器。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种霍尔传感器，其包括：多晶硅体区，其掺杂有第一类型杂质；形成于所述多晶硅体区内的横向间隔的第一接触区和第二接触区；和形成于所述多晶硅体区内的纵向间隔的第三接触区和第四接触区，其中各个接触区掺杂有第一类型杂质且掺杂的浓度较多晶硅体区浓，第三接触区和第四接触区分别位于所述第一接触区和第二接触区连线的纵向两侧，第一接触区和第二接触区分别位于所述第三接触区和第四接触区连线的横向两侧。进一步的，所述霍尔传感器还包括：衬底；位于衬底上的氧化层，其中所述多晶硅体区位于所述氧化层上方。进一步的，第一类型杂质为N型或P型。进一步的，所述多晶硅体区的厚度小于500纳米，所述多晶硅体区的掺杂浓度低于1019cm-3，各个接触区的掺杂浓度高于1020cm-3。进一步的，所述多晶硅体区为方形，第一接触区位于所述方形多晶硅体区的第一边缘的中部，第二接触区位于所述方形多晶硅体区的第二边缘的中部，第一边缘和第二边缘为所述方形多晶硅体区的相对的两个边缘，第三接触区位于所述方形多晶硅体区的第三边缘的中部，第四接触区位于所述方形多晶硅体区的第四边缘的中部，第三边缘和第四边缘为所述方形多晶硅体区的相对的两个边缘。进一步的，所述的霍尔传感器还包括：位于所述多晶硅体区上方的绝缘层。进一步的，所述的霍尔传感器还包括：所述绝缘层在多晶硅体区上方被减薄。进一步的，在所述多晶硅体区的部分区域注入第二类型杂质，其中第二类型杂质与第一类型杂质的杂质类型相反。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种霍尔传感器的制造方法，其包括：淀积多晶硅层，其中所述多晶硅层掺杂有第一类型杂质；刻蚀所述多晶硅层形成多晶硅体区；在所述多晶硅体区的指定位置注入第一类型杂质以在所述多晶硅体区上形成第一接触区、第二接触区、第三接触区和第四接触区。进一步的，所述制造方法还包括：在所述多晶硅体区的部分注入第二类型杂质。进一步的，所述制造方法还包括：在所述多晶硅体区上淀积绝缘层；刻蚀所述多晶硅体区上方的绝缘层。进一步的，所述制造方法还包括：提供衬底；在所述衬底上形成氧化层，其中所述多晶硅层淀积于所述氧化层上。与现有技术相比，本专利技术中采用载流子浓度更低的多晶硅，可以实现更高的磁场检测灵敏度，把多晶硅层设计的更薄可以实现更高的磁场检测灵敏度。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1示出了一种传统的霍尔传感器；图2示出了霍尔传感器的工作原理图；图3为本专利技术中霍尔传感器的第一实施例中的侧面结构示意图；图4为图3中的霍尔传感器的俯视结构示意图；图5为本专利技术中霍尔传感器的第二实施例中的侧面结构示意图，其中多晶硅体区上方的绝缘层未被减薄；图6为本专利技术中霍尔传感器的第三实施例中的侧面结构示意图，其中多晶硅体区上方的绝缘层已被减薄；图7为本专利技术中霍尔传感器的第四实施例中的俯视结构示意图；图8为本专利技术中的霍尔传感器的制造方法的流程示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。图2描述了霍尔传感器的工作原理图，图2中标记B为磁场方向，标记I为电流方向，W标记了霍尔传感器的宽度，L标记了霍尔传感器的长度，t标记了霍尔传感器的厚度。当电流垂直于磁场方向流动时，载流子(可以为电子或者空穴)会在磁场中受到磁场力，从而移动到霍尔传感器的一侧，以N型半导体材料为例，其中的载流子为电子，根据左手定则可知，其受的磁场力向前，因此电子会聚集在霍尔传感器的前侧，而霍尔传感器的后侧会留下带正电的离子，带正电的离子与带负电的电子会形成电场和电势差。通过检测电路(例如模数转换器)检测此电势差(也被称为霍尔电压)，可以感知磁场，按照一定的公式可以计算出磁场强度。霍尔电压形成的电场对电子会产生与磁场力相反方向的电场力，当此电场力与磁场力相等时，霍尔电压形成稳定值。磁场力:FB＝Bqv其中FB为电子所受的磁场力，B为磁场强度，q为电子的电量，v为电子的速度。电场力:其中FE为电子所受的电场力，VH为霍尔电压，W为霍尔传感器的宽度。形成稳定霍尔电压时，磁场力等于电场力。而根据电流公式:I＝nqvA＝nqvWt其中，I为霍尔传感器的电流，n为霍尔传感器中载流子的密度，v为载流子的速度，A为电流流过时的横截面积,W为霍尔传感器的宽度，t为霍尔传感器的厚度。根据上述两个公式化简可得:为了实现霍尔传感器的检测电流功耗较低，因此I不宜过大。为了提高VH，从公式可以发现，可以减小n和t，从而提高磁场的检测灵敏度。实际环境中存在较大的噪声电压，因此VH必须足够大，才能抵抗噪声电压的影响。因此希望VH越大越好。传统的霍尔传感的N阱一般为形成PMOS(positivechannelMetalOxideSemiconductor)的衬体层，为了兼顾PMOS的性能，只能在一定范围内调节其掺杂浓度，因此会限制其最低的掺杂浓度，也限制了霍尔传感器的磁场检测灵敏度。同时，一般工艺中N阱的厚度较大，也限制了进一步提高磁场灵敏度。因此，本专利技术希望能够提供一种新型的霍尔传感器，来进一步提高磁场检测的灵敏度。图3为本专利技术中霍尔传感器的第一实施例中的侧面结构示意图；图4为图3中的霍尔传感器的俯视结构示意图。如图3、图4所示，所述霍尔传感器300包括：衬底310(Substrate)、位于衬底上的氧化层320(Oxide)、形成于所述氧化层320上方的多晶硅体区330(Poly)、形成于所述多晶硅体区330内多个接触区340。所述接触区340包括形成于所述多晶硅体区330内的横向间隔的第一接触区341(A)和第二接触区342(B)、形成于所述多晶硅体区330内的纵向间隔的第三接触区343(C)和第四接触区344(D)。第三接触区343和第四接触区344分别位于所述第一接触区341和第二接触区342本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种霍尔传感器，其特征在于，其包括：多晶硅体区，其掺杂有第一类型杂质；形成于所述多晶硅体区内的横向间隔的第一接触区和第二接触区；和形成于所述多晶硅体区内的纵向间隔的第三接触区和第四接触区，其中各个接触区掺杂有第一类型杂质且掺杂的浓度较多晶硅体区浓，第三接触区和第四接触区分别位于所述第一接触区和第二接触区连线的纵向两侧，第一接触区和第二接触区分别位于所述第三接触区和第四接触区连线的横向两侧。

【技术特征摘要】
1.一种霍尔传感器，其特征在于，其包括：多晶硅体区，其掺杂有第一类型杂质；形成于所述多晶硅体区内的横向间隔的第一接触区和第二接触区；和形成于所述多晶硅体区内的纵向间隔的第三接触区和第四接触区，其中各个接触区掺杂有第一类型杂质且掺杂的浓度较多晶硅体区浓，第三接触区和第四接触区分别位于所述第一接触区和第二接触区连线的纵向两侧，第一接触区和第二接触区分别位于所述第三接触区和第四接触区连线的横向两侧。2.根据权利要求1所述的霍尔传感器，其特征在于，其还包括：衬底；位于衬底上的氧化层，其中所述多晶硅体区位于所述氧化层上方。3.根据权利要求1所述的霍尔传感器，其特征在于，第一类型杂质为N型或P型。4.根据权利要求3所述的霍尔传感器，其特征在于，所述多晶硅体区的厚度小于500纳米，所述多晶硅体区的掺杂浓度低于1019cm-3，各个接触区的掺杂浓度高于1020cm-3。5.根据权利要求1所述的霍尔传感器，其特征在于，所述多晶硅体区为方形，第一接触区位于所述方形多晶硅体区的第一边缘的中部，第二接触区位于所述方形多晶硅体区的第二边缘的中部，第一边缘和第二边缘为所述方形多晶硅体区的相对的两个边缘，第三接触区位于所述方形多晶硅体区的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，
申请(专利权)人：合肥中感微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34