半导体传感器结构制造技术

包括第一半导体晶片和第二半导体晶片的半导体传感器结构及其制造方法，第二半导体晶片具有衬底层，衬底层具有带有至少一个金属连接接触部的集成电路，第一半导体晶片具有第二导电类型的半导体层，其具有带有传感器区域的三维霍尔传感器结构，在前侧上具有彼此间隔开的至少三个第一金属连接接触部，在背侧上具有彼此间隔开的至少三个第二金属连接接触部，连接接触部分别构造在第二导电类型的高掺杂的半导体接触区域上并且在垂直于前侧的投影中错位地布置。第一半导体晶片布置在第二半导体晶片之上，至少一个第二连接接触部至少部分地布置在集成电路的金属连接接触部之上并且材料锁合地连接，从而在霍尔传感器结构与集成电路之间形成电的有效连接。

Semiconductor sensor structure

【技术实现步骤摘要】
半导体传感器结构
本专利技术涉及一种半导体传感器结构和一种半导体传感器结构制造方法，其中，该半导体传感器结构包括第一半导体晶片和第二半导体晶片。
技术介绍
由DE102013209514A1已知一种用于探测空间磁场的三维霍尔传感器，其中，半导体本体具有至少三个电极对，每个电极对具有在半导体本体的上侧上的第一连接端和在半导体本体的下侧上的第二连接端，并且至少三对的电极对形成至少三个四接触部结构，所述至少三个四接触部结构分别能够在使用霍尔效应的情况下实现磁场的各个空间分量的测量。由C.Sander等人所著的《Isotropic3DSiliconHallSensor》，第28届MEMSIEEE国际会议，2015年，第838-896页和C.Sander等人的《SensorsandActuatorsA》，第247栏，2016年，第587-597页公开一种在印制电路板上的包括3D霍尔传感器结构的构造。由P.Garrou等人所著的《Handbookof3Dintegration:technologyandapplicatinsof3Dinte本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体传感器结构(WF)，其包括第一半导体晶片(WF1)，其中，/n所述第一半导体晶片(WF1)具有第二导电类型的半导体层(HLS)，所述半导体层(HLS)具有前侧(VS1)和背侧(RS1)；/n在所述第一半导体晶片(WF1)的第一半导体层(HLS)中构造有三维霍尔传感器结构(HSENS)，所述三维霍尔传感器结构(HSENS)具有传感器区域，其中，/n所述传感器区域由单片式半导体本体(HLK)构成，所述半导体本体从所述半导体层(HLS)的背侧(RS1)延伸到所述半导体层(HLS)的前侧(VS1)；/n在所述前侧(VS1)上构造有彼此间隔开的至少三个第一金属连接接触部(K1.1，K1.2...

【技术特征摘要】
20181122 DE 102018009162.81.一种半导体传感器结构(WF)，其包括第一半导体晶片(WF1)，其中，
所述第一半导体晶片(WF1)具有第二导电类型的半导体层(HLS)，所述半导体层(HLS)具有前侧(VS1)和背侧(RS1)；
在所述第一半导体晶片(WF1)的第一半导体层(HLS)中构造有三维霍尔传感器结构(HSENS)，所述三维霍尔传感器结构(HSENS)具有传感器区域，其中，
所述传感器区域由单片式半导体本体(HLK)构成，所述半导体本体从所述半导体层(HLS)的背侧(RS1)延伸到所述半导体层(HLS)的前侧(VS1)；
在所述前侧(VS1)上构造有彼此间隔开的至少三个第一金属连接接触部(K1.1，K1.2，K1.3)，并且在所述背侧(RS1)上构造有彼此间隔开的至少三个第二金属连接接触部(K2.1，K2.2，K2.3)；
在垂直于所述前侧(VS)的投影中，所述第一连接接触部(K1.1，K1.2，K1.3)相对于所述第二连接接触部(K2.1，K2.2，K2.3)错位地布置；
每个第一连接接触部(K1.1，K1.2，K1.3)和每个第二连接接触部(K2.1，K2.2，K2.3)分别构造在第二导电类型的高掺杂的半导体接触区域(KG)上；
所述第一连接接触部(K1.1，K1.2，K1.3)和所述第二连接接触部(K2-1，K2.2，K2.3)分别以关于垂直于所述半导体本体(HLK)的前侧(VS1)和背侧(RS1)的对称轴(S)的多重旋转对称来布置；
其特征在于，
所述半导体本体(HLK)借助环绕的沟槽结构(TR)与所述第一半导体晶片(WF1)的其余的半导体层(HLS)电绝缘；
所述半导体本体(HLK)在所述传感器区域中具有2μm至50μm或100μm的厚度；
所述半导体传感器结构(WF)包括第二半导体晶片(WF2)，其中，
所述第二半导体晶片(WF2)具有构造在背侧(RS)上的衬底层(SUB)和构造在前侧(VS2)上的集成电路(IC)，所述集成电路(IC)具有至少一个金属连接接触部，所述至少一个金属连接接触部构造在所述前侧(VS2)上并且包括接触凸起部；
所述第一半导体晶片(WF1)的背侧(RS1)布置在所述第二半导体晶片(WF2)的前侧(VS2)之上；
所述霍尔传感器结构(HSENS)的至少一个第二连接接触部(K2.1，K2.2，K2.3)至少部分地布置在所述集成电路(IC)的金属连接接触部(K)之上；
所述集成电路(IC)的金属连接接触部(K)借助接触凸起部与布置在上方的所述第二连接接触部(K2.1，K2.2，K2.3)材料锁合地连接，从而在所述霍尔传感器结构(HSENS)与所述集成电路(IC)之间形成电的有效连接；
所述接触凸起部具有合适的高度，从而在所述第一半导体晶片(WF1)的背侧与所述第二半导体晶片(WF2)的前侧之间围绕所述接触凸起部形成空气隙。


2.根据权利要求1所述的半导体传感器结构(WF)，其特征在于，所述传感器区域的半导体本体(HLK)具有在0.6至1.4之间或在0.8至1.2之间的厚度与长度之比例。


3.根据权利要求1或2所述的半导体传感器结构(WF)，其特征在于，所述第一半导体晶片(WF2)在与所述前侧(VS2)平行的方向上的直径相对于所述第二半导体晶片(WF1)在相同方向上的直径具有2:1或3:1的比例。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体传感器结构(WF)，其特征在于，所述霍尔传感器结构(HSENS)的各个第二连接接触部(K2.1，K2.2，K2.3)包括第二导电类型的高掺杂的多晶硅。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体传感器结构(WF)，其中，所述霍尔传感器结构(HSENS)的所有第二连接接触部(K2.1，K2.2，K2.3)分别至少部分地布置在所述集成电路(IC)的金属接触部(K)之上，并且所述集成电路(IC)的金属连接接触部(K)分别与所述霍尔传感器结构(HSENS)的布置在上方的第二连接接触部(K2.1，K2.2，K2.3)材料锁合地连接，从而在所述霍尔传感器结构(HSENS)与所述集成电路(IC)之间形成电的有效连接。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·科尼尔斯，MC·韦基，
申请(专利权)人：TDK迈克纳斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE