包括无源磁电式换能器结构的半导体器件制造技术

本申请公开了包括无源磁电式换能器结构的半导体器件。一种半导体器件包括：无源磁电式换能器结构(ME1)，被适配用于通过由磁场引起的机械应力来产生电荷。所述第一换能器结构(ME1)具有可电连接至电开关(SW1)的控制端子(23)的第一端子(10)，并且具有可电连接至所述电开关(SW1)的第一端子(21)的第二端子(12)，以便提供用于断开/闭合所述开关(SW1)的控制信号。所述开关可以是FET。一种无源磁性开关使用磁电式换能器结构。无源磁电式换能器结构(ME1)用于在不需要外部电源的情况下断开或闭合开关的用途。

【技术实现步骤摘要】
包括无源磁电式换能器结构的半导体器件
本专利技术涉及包括无源磁电式换能器结构的半导体器件领域并且涉及无源磁性开关领域。
技术介绍
在本领域中，用于检测磁场的存在的器件是已知的。众所周知的示例为：作为分立机械部件的示例的磁簧开关以及作为嵌入在集成半导体器件中的部件的示例的霍尔元件。于1936年专利技术的磁簧开关是通过所施加的磁场来操作的电开关。其由气密密封的玻璃封套中的一对黑色金属簧片触点组成。所述触点可以是常开的，但在磁场存在时闭合；或者是常闭的，并且在磁场被施加时断开。开关可以通过形成簧片继电器的线圈或者通过使磁体接近开关来致动。一旦将磁体从开关处拉开，磁簧开关将回到其初始位置。磁簧开关例如用作防盗报警器的接近开关。用于制作磁簧开关的技术非常成熟，但是正因如此，它们无法被集成到半导体器件中。磁簧开关的主要优点在于其是无源器件，这意味着磁簧开关不需要电能来感测磁场的存在。霍尔元件是众所周知的用于感测磁场的集成器件。霍尔元件通常具有四个节点：两个激励节点和两个感测节点。当在激励节点上施加恒定电压或恒定电流时，磁场的强度可以被衡量为感测节点上的差分电压。霍尔元件的缺点在于其需要电能。专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：‑无源磁电式换能器结构(ME1)，被适配用于通过由磁场引起的机械应力来产生电荷。

【技术特征摘要】
2016.12.22 EP 16206528.81.一种半导体器件，包括：-无源磁电式换能器结构(ME1)，被适配用于通过由磁场引起的机械应力来产生电荷。2.根据权利要求1所述的半导体器件，-进一步包括半导体开关(SW1)，所述半导体开关(SW1)电连接至所述无源磁电式换能器结构(ME1)，所述开关(SW1)具有第一端子(21)和第二端子(22)以及控制端子(23)，所述开关(SW1)被适配用于根据在所述控制端子(23)处呈现的信号来选择性地将所述开关(SW1)的第一端子(21)和第二端子进行电连接和断开连接；-所述无源磁电式换能器结构(ME1)具有电连接至所述开关(SW1)的所述控制端子(23)的第一端子(11)，并且具有电连接至所述开关(SW1)的所述第一端子(21)的第二端子(12)，并且被适配用于断开或闭合所述开关(SW1)。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述半导体开关(SW1)是具有作为所述控制端子(23)的栅极(G)、以及作为所述第一端子(21)的源极(S)以及作为所述第二端子(22)的漏极(D)的场效应晶体管；或者其中，所述半导体开关(SW1)是具有作为所述控制端子(23)的栅极(G)、以及作为所述第二端子(22)的源极(S)以及作为所述第一端子(21)的漏极(D)的场效应晶体管。4.根据以上权利要求中任一项所述的半导体器件，其中，所述磁电式换能器结构(ME1)被安装到衬底(37)上或者被安排在封装体内部，其方式为使得所述磁电式换能器结构在第一方向(X)上具有第一刚度或第一弹性模量(E1)，并且在垂直于所述第一方向的第二方向(Y)上具有不同于所述第一刚度或第一弹性模量的第二刚度或第二弹性模量(E2)。5.根据以上权利要求中任一项所述的半导体器件，-其中，所述磁电式换能器结构(ME1)在所述磁电式换能器结构(ME1)的表面区域的主要部分上借助于弹性连接、并且在所述磁电式换能器结构(ME1)的表面区域的次要部分上借助于具有至少2.0的长宽比的细长带被连接至衬底；-和/或其中，所述磁电式换能器结构(ME1)在所述换能器结构的中心部分上被柔性地安装到衬底并且在至少两个不同位置处被固定地连接至所述衬底，以便在磁场被施加时减小所述换能器结构在这些位置之间的机械膨胀或收缩；-和/或其中，所述磁电式换能器结构(ME1)在所述换能器结构的中心部分上被柔性地安装到封装体并且在至少两个不同位置处被固定地连接至所述封装体，以便在磁场被施加时减小所述换能器结构在这些位置之间的机械膨胀或收缩；-和/或其中，所述半导体器件进一步包括细长元件，所述细长元件的刚度或弹性模量高于所述磁电式换能器结构(ME)的刚度或弹性模量，所述细长元件在至少两个不同位置处被安装到所述换能器结构(ME)，以便在磁场被施加时减小所述换能器结构在这些位置之间的机械膨胀或收缩。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体器件，其中，所述无源磁电式换能器结构(ME1)包括磁致伸缩层(33)，所述磁致伸缩层紧密地机械耦合到压电层或压电元件(35)，并且可选地，其中，所述压电层或压电元件(35)包括从由AlN、ZnO、AlScN、PZT和AlGaN组成的组中选择的压电材料；并且可选地，其中，所述压电层(35)包括细长元件，所述细长元件的刚度或弹性模量高于所述磁电式换能器结构(ME)的刚度或弹性模量，以便在磁场被施加时减小所述压电层在所述细长元件的纵向方向上的机械膨胀或收缩；并且可选地，其中，所述磁致伸缩层(33)包括从由FeGa、FeCo、FeTb、FeCoSiB和FeCoB组成的组中选择的磁致伸缩材料。7.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体器件，其中，所述无源磁电式换能器结构(ME1)包括具有嵌入的磁致伸缩粉末的压电膜。8.根据权利要求6或7所述的半导体器件，并且当从属于权利要求6时，其中，所述磁致伸缩材料在不存在外部磁场(...

【专利技术属性】
技术研发人员：JW·博森斯，J·比尔保德门迪萨巴尔，
申请(专利权)人：迈来芯保加利亚有限公司，
类型：发明
国别省市：保加利亚,BG