用于制造霍尔传感器的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于制造霍尔传感器的方法，其中，首先将隔离层(20)施加在具有ASIC的晶片(10)上或集成到晶片中，在该隔离层上布置有霍尔层(30)、例如由InSb或其他III‑V‑半导体材料制成的霍尔层，然后借助于激光(40)使该霍尔层至少区段式地再结晶。为了对ASIC进行热保护，隔离层可以是多孔的或具有空穴或反射层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造霍尔传感器的方法
本专利技术涉及一种霍尔传感器。此外，本专利技术涉及一种用于制造霍尔传感器的方法。
技术介绍
所使用的霍尔材料的载流子可运动性越高并且霍尔材料的结晶质量越好，霍尔传感器性能越好。此外，霍尔材料的结晶质量取决于运动的载流子在霍尔材料的晶体缺陷上的偏差。材料硅具有以下缺点：硅不是好的霍尔材料，因为载流子的可运动性低。但是硅能够集成到ASIC工艺中，使得对于构造和连接技术产生低的成本，并且因此霍尔传感器是小的。已知的是具有适中性能的集成的硅霍尔传感器。附加地，已知由InAs(铟砷化物)、InSb(铟锑化物)和GaAs(镓砷化物)制成的单独的、分立的霍尔传感器，其中，所述材料具有较高的霍尔系数。例如在InSb中载流子的可运动性比硅中的载流子的可运动性大出约40倍。该区别呈二次方地引入到霍尔传感器的电流消耗中，需要该电流消耗实现期望的信号强度。以该方式能够实现比具有硅的霍尔传感器好出约1600倍的霍尔传感器。已知下面的材料和载流子的可运动性：材料载流子的可运动性[cm2/V-1/s-1]硅约1300InSb单晶体约40000至约78000InSb传感器约25000在制造分立的霍尔传感器时，需要高温来实现好的结晶质量。这通过在霍尔材料沉积时的高温或通过后置的微区熔化方法来实现，在该微区熔化方法中，具有霍尔材料的衬底在热线材下方沿着该热线材受引导，使得熔化温度(在InSb的情况下为525℃)在局部被超过。然而，在超过约400℃的温度下ASICS的可靠性受损，更确切地说，作用持续时间越长并且温度越高，受损就越严重。因此，InSb、GaAs、InAs和其他霍尔传感器只能够作为单独的、分立的元件使用，所述元件不集成到ASIC中。这一方面不利地导致在构造和连接时的高成本，另一方面不利地导致非常大的模块，所述模块不能有利地用于现代的电子器具。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是，提供一种改进的霍尔传感器。根据第一方面，所述任务通过一种霍尔传感器来解决，该霍尔传感器具有：-具有ASIC的晶片；-设置用于晶片的隔离层，其中，隔离层以施加到晶片上或集成在晶片中的方式构造；和-布置在隔离层上的霍尔层，其中，借助于激光如此加热霍尔层，使得所述霍尔层至少区段式地再结晶。根据第二方面，所述任务通过一种用于制造霍尔传感器的方法来解决，所述方法具有以下步骤：-提供具有ASIC的晶片；-构造施加到晶片上的或集成到晶片中的隔离层；-将霍尔层布置在隔离层上；并且-借助于激光如此加热霍尔层，使得霍尔层至少区段式地再结晶。有利地，通过对霍尔层进行这种热处理能够提供具有载流子的明显改进的可运动性的霍尔传感器。优选地，这由此实现：激光将霍尔层的材料至少加热得靠近熔点并且加热得超过该熔点。通过隔离层阻止有害的热能侵入到晶片的ASIC或专用电路中，由此ASIC有利地不受激光热量的损害。以该方式可以提供以下霍尔传感器，在该霍尔传感器中，霍尔元件集成到传感器中。以该方式有利的是，不需要霍尔传感器的混合实施方案，因为对于霍尔传感器而言不需要附加的单独的芯片。由此有利地支持具有霍尔传感器的电子器具(例如智能手机)的平坦的结构类型。所述霍尔传感器和所述方法的有利扩展方案是从属权利要求的主题。所述霍尔传感器的有利扩展方案的特征在于，隔离层至少区段式是多孔的。以该方式可以更进一步提升隔离层的热隔离作用，由此能够实现对晶片中的ASIC的改进保护。此外，由此更可能借助于激光熔化霍尔层。以该方式可以将已知的、由微机械装置组成的结构使用于霍尔传感器。所述霍尔传感器的另一有利扩展方案的特征在于：隔离层具有至少一个空穴。以该方式可以实现霍尔传感器的特定技术的构型，该构型从隔离层的由此实现的膜片的低热容量中受益。所述方法的有利扩展方案设置为，借助于激光对整个霍尔层进行热处理。以该方式可以在一次性调节之后使激光在霍尔层的整个表面上有能效地移动。所述方法的另一有利扩展方案设置为，在进行热处理之前借助于激光对霍尔层如此进行结构化，使得形成用于霍尔效应的感测结构。以该方式可以由于霍尔层的预结构化实现：接下来通过激光所进行的热处理有利地只须局限于感测结构。所述方法的另一有利扩展方案设置为，借助于激光仅在以下部位上处理霍尔层，在所述部位上设置用于霍尔效应的感测结构。由此有利地支持：借助于激光的定位装置可以识别用于霍尔效应的感测结构，由此可以有效率地并且短暂地运行激光。此外，以该方式不必对霍尔层的经热处理的区域的边缘进行后处理。所述方法的另一有利扩展方案设置为，借助于保护层、例如铝层来防止晶片的ASIC受激光的照射。由此在激光以不期望的方式照射经过用于霍尔效应的感测结构旁边的情况下，使激光的照射能量不造成损害。由此可以防止敏感的专用集成电路受损害。下面通过其他特征和优点根据多个附图详细描述本专利技术。在此，所有特征在不取决于其在说明书和在附图中的示图并且不取决于其在权利要求中的回引的情况下形成本专利技术的主题。附图尤其考虑用于说明本专利技术基本的原理并且不必按正确比例来实施。附图说明在附图中示出：图1霍尔传感器的组件的横剖面视图；图2对图1的组件的霍尔层所进行的激光处理的原理示图；图3至6借助于激光对霍尔层所进行的热处理的流程；图6至8借助于激光对霍尔层所进行的热处理的另一流程；图9至11借助于激光对霍尔层所进行的热处理的另一流程；图12霍尔传感器的另一组件的横剖面视图；图13霍尔传感器的另一组件的横剖面视图；图14至16霍尔传感器的多个替代的组件的横剖面视图；和图17根据本专利技术的方法的实施方式的流程。具体实施方式通过本专利技术提出，首先在低沉积温度(约250℃-约400℃)下将霍尔层沉积在具有晶片和隔离层的组件上，并且接着以激光暂时地照射霍尔层，使得由此在霍尔层中发生再结晶过程并且以该方式提高霍尔层的载流子的可运动性。图1示出具有晶片10的霍尔传感器的组件的横剖面视图，该晶片具有构造在其中的专用集成电路(ASIC，未示出)，其中，在晶片10上布置热隔离层20。热隔离层20可以例如是硅氧化物、硅氮化物、氮氧化物、聚酰亚胺、低k电介质、多孔硅、多孔氧化物、所提到材料中的具有真空空穴的材料或类似材料。但是替代地或附加地，隔离层20可以已经包含或集成在具有ASIC的晶片10中。然后将霍尔层30例如以InSb、GaAs、InAs或其他III-V-半导体材料的形式沉积到隔离层20上。在将隔离层20集成到晶片10中时，隔离层20的几何延伸尺度根据霍尔层30的几何延伸尺度构型。图2示出与图1相同的组件并且应该表明，霍尔层30暂时地并且至少区段式地通过电磁照射源、优选激光40来进行热处理。激光40的照射作用在图2中通过箭头来表明。激光40的热能穿透霍尔层30、侵入到隔离层20中并且在那被吸收。以该方式可以使激光40的热量不作用到晶片10中，并且以该方式不对专用电路(ASIC)产生损害。图3至5示出用于制造霍尔传感器的方法的原理性过程工序。激光40产生激光光斑41，该激光光斑在霍尔层30上运动，并且由此引起霍尔层30的局部的、暂时的加热并且由此引起霍尔层30的再结晶。有利地，也可以使用其他成束的光、例如IR激光。在图3中表明，由激光40生成的激光光斑41区段式地在霍尔层30上受引导。最终，由此首先使霍尔层30本文档来自技高网...

【技术保护点】
霍尔传感器(100)，所述霍尔传感器具有：‑具有ASIC的晶片(10)；‑设置用于所述晶片(10)的隔离层(20)，其中，所述隔离层(20)以施加到所述晶片(10)上或集成在所述晶片(10)中的方式构造；和‑布置在所述隔离层(20)上的霍尔层(30)，其中，借助于激光(40)如此加热所述霍尔层(30)，使得所述霍尔层至少区段式地再结晶。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.18 DE 102015202871.21.霍尔传感器(100)，所述霍尔传感器具有：-具有ASIC的晶片(10)；-设置用于所述晶片(10)的隔离层(20)，其中，所述隔离层(20)以施加到所述晶片(10)上或集成在所述晶片(10)中的方式构造；和-布置在所述隔离层(20)上的霍尔层(30)，其中，借助于激光(40)如此加热所述霍尔层(30)，使得所述霍尔层至少区段式地再结晶。2.根据权利要求1所述的霍尔传感器(100)，其特征在于，所述隔离层(20)至少区段式是多孔的。3.根据权利要求1或2所述的霍尔传感器(100)，其特征在于，所述隔离层(20)具有至少一个空穴(21)。4.用于制造霍尔传感器(100)的方法，所述方法具有以下步骤：-提供具有ASIC的晶片(10)；-构造施加到所述晶片(10)上的或集成到所述晶片(10)中的隔离层(20)；-将霍尔层(30)布置在所述隔离层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·保陶克，S·马约尼，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE