本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種霍爾傳感器，還涉及一種霍爾傳感器的制造方法。

背景技術(shù)：

1、霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)測量磁場的傳感器?；魻杺鞲衅髦性O(shè)置有半導(dǎo)器件，當(dāng)電流垂直于外部磁場通過半導(dǎo)體時(shí)，載流子偏轉(zhuǎn)，在垂直于電流和磁場的方向上產(chǎn)生額外的電場，在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電位差，這種電位差也稱為霍爾電位差。

2、近年來，人們已經(jīng)提出了各種類型的垂直霍爾器件，包括五電極、四電極、六電極和雙三電極結(jié)構(gòu)。其中部分電極用來施加電壓或者電流，部分電極用來檢測霍爾電壓或者霍爾電流。傳統(tǒng)的五電極霍爾器件中會(huì)因?yàn)椴糠州d流子在器件表面流動(dòng)，從而產(chǎn)生短路效應(yīng)和表面效應(yīng)，限制了五電極霍爾器件的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種靈敏度較高的霍爾傳感器。

2、一種霍爾傳感器，包括：襯底，具有第二導(dǎo)電類型；埋藏區(qū)，位于所述襯底中，具有第一導(dǎo)電類型；所述第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型為相反的導(dǎo)電類型；多個(gè)第一導(dǎo)電類型阱區(qū)，位于所述埋藏區(qū)上，各所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的底部與所述埋藏區(qū)直接接觸，相鄰的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)之間被所述襯底隔開。

3、上述霍爾傳感器，相鄰的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)之間被第二導(dǎo)電類型的襯底隔開，可以阻止載流子在襯底的表面流動(dòng)，促使載流子經(jīng)由埋藏區(qū)從器件內(nèi)部流過，這樣就優(yōu)化了電流路徑，從而增大有源區(qū)的有效厚度，降低器件的表面效應(yīng)與噪聲對霍爾器件性能的影響，提高霍爾器件的靈敏度。

4、在其中一個(gè)實(shí)施例中，霍爾傳感器還包括多個(gè)第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，每個(gè)所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)中設(shè)有至少一所述第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，各所述第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的摻雜濃度大于其所在的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的摻雜濃度。

5、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述霍爾傳感器為五電極傳感器，所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)和第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的數(shù)量為5個(gè)，5個(gè)第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)分別為第一霍爾感應(yīng)端口、第二霍爾感應(yīng)端口、第二偏置端口及兩個(gè)第一偏置端口，所述第一霍爾感應(yīng)端口和第二霍爾感應(yīng)端口用于檢測霍爾電壓或霍爾電流，所述第二偏置端口用于輸入電能，所述第一偏置端口用于輸出電能。

6、在其中一個(gè)實(shí)施例中，各所述第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的摻雜濃度大于所述埋藏區(qū)的摻雜濃度。

7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)第一偏置端口在第一方向上的長度小于所述第一霍爾感應(yīng)端口、第二霍爾感應(yīng)端口及第二偏置端口在所述第一方向上的長度，所述第一霍爾感應(yīng)端口和所述第二偏置端口之間的間距方向垂直于所述第一方向。

8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)第一偏置端口在所述第一方向上的長度為所述第二偏置端口在所述第一方向上的長度的一半。

9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一霍爾感應(yīng)端口和第二霍爾感應(yīng)端口在所述第一方向上的長度與所述第二偏置端口在所述第一方向上的長度相等。

10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，各所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)中，相鄰的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的間隔大于0.3微米。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，各所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)在第二方向上的寬度大于1.6微米，所述第二方向?yàn)橄噜彽牡谝粚?dǎo)電類型阱區(qū)之間的間距方向。

12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述霍爾傳感器的寬度為18微米，寬度方向?yàn)橄噜彽牡谝粚?dǎo)電類型阱區(qū)之間的間距方向。

13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電類型為n型，所述第二導(dǎo)電類型為p型。

14、一種霍爾傳感器的制造方法，包括：獲取形成有埋藏區(qū)的襯底；所述埋藏區(qū)具有第一導(dǎo)電類型，所述襯底具有第二導(dǎo)電類型，所述第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型為相反的導(dǎo)電類型；通過光刻形成被光刻膠露出的摻雜窗口；通過所述摻雜窗口對所述襯底進(jìn)行摻雜，形成多個(gè)位于所述埋藏區(qū)上的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)；各所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的底部與所述埋藏區(qū)直接接觸，相鄰的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)之間被所述襯底隔開；再次通過所述摻雜窗口對所述沉積進(jìn)行摻雜，在每個(gè)所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)中均形成第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)；各所述第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的摻雜濃度大于其所在的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的摻雜濃度。

15、上述霍爾傳感器的制造方法，第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的摻雜與第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的摻雜采用相同的摻雜窗口，不會(huì)增加光刻層次，能夠節(jié)約制造成本。且制造得到的霍爾傳感器中相鄰的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)之間被第二導(dǎo)電類型的襯底隔開，可以阻止載流子在襯底的表面流動(dòng)，促使載流子經(jīng)由埋藏區(qū)從器件內(nèi)部流過，這樣就優(yōu)化了電流路徑，從而增大有源區(qū)的有效厚度，降低器件的表面效應(yīng)與噪聲對霍爾器件性能的影響，提高霍爾器件的靈敏度。

16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述形成多個(gè)位于所述埋藏區(qū)上的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的步驟包括：以所述光刻膠為注入掩膜進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入，然后進(jìn)行熱處理形成所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)。

17、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在每個(gè)所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)中均形成第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的步驟包括：以所述光刻膠為注入掩膜進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入，然后進(jìn)行熱處理形成所述第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)。

18、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括：在所述襯底上形成絕緣介質(zhì)層；圖案化所述絕緣介質(zhì)層，在各所述第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)上形成接觸孔；在各所述接觸孔中形成與對應(yīng)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)電性連接的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

19、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述霍爾傳感器為五電極傳感器，所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)和第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的數(shù)量為5個(gè)，5個(gè)第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)分別為第一霍爾感應(yīng)端口、第二霍爾感應(yīng)端口、第二偏置端口及兩個(gè)第一偏置端口，所述第一霍爾感應(yīng)端口和第二霍爾感應(yīng)端口用于檢測霍爾電壓或霍爾電流，所述第二偏置端口用于輸入電能，所述第一偏置端口用于輸出電能。

20、在其中一個(gè)實(shí)施例中，各所述第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的摻雜濃度大于所述埋藏區(qū)的摻雜濃度。

21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)第一偏置端口在第一方向上的長度小于所述第一霍爾感應(yīng)端口、第二霍爾感應(yīng)端口及第二偏置端口在所述第一方向上的長度，所述第一霍爾感應(yīng)端口和所述第二偏置端口之間的間距方向垂直于所述第一方向。

22、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)第一偏置端口在所述第一方向上的長度為所述第二偏置端口在所述第一方向上的長度的一半。

23、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一霍爾感應(yīng)端口和第二霍爾感應(yīng)端口在所述第一方向上的長度與所述第二偏置端口在所述第一方向上的長度相等。

24、在其中一個(gè)實(shí)施例中，各所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)中，相鄰的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的間隔大于0.3微米。

25、在其中一個(gè)實(shí)施例中，各所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)在第二方向上的寬度大于1.6微米，所述第二方向?yàn)橄噜彽牡谝粚?dǎo)電類型阱區(qū)之間的間距方向。

26、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述霍爾傳感器的寬度為18微米，寬度方向?yàn)橄噜彽牡谝粚?dǎo)電類型阱區(qū)之間的間距方向。

27、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電類型為n型，所述第二導(dǎo)電類型為p型。

技術(shù)特征：

1.一種霍爾傳感器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾傳感器，其特征在于，還包括多個(gè)第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，每個(gè)所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)中設(shè)有至少一所述第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，各所述第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的摻雜濃度大于其所在的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的摻雜濃度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的霍爾傳感器，其特征在于，所述霍爾傳感器為五電極傳感器，所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)和第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的數(shù)量為5個(gè)，5個(gè)第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)分別為第一霍爾感應(yīng)端口、第二霍爾感應(yīng)端口、第二偏置端口及兩個(gè)第一偏置端口，所述第一霍爾感應(yīng)端口和第二霍爾感應(yīng)端口用于檢測霍爾電壓或霍爾電流，所述第二偏置端口用于輸入電能，所述第一偏置端口用于輸出電能。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的霍爾傳感器，其特征在于，所述兩個(gè)第一偏置端口在第一方向上的長度小于所述第一霍爾感應(yīng)端口、第二霍爾感應(yīng)端口及第二偏置端口在所述第一方向上的長度，所述第一霍爾感應(yīng)端口和所述第二偏置端口之間的間距方向垂直于所述第一方向。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的霍爾傳感器，其特征在于，所述兩個(gè)第一偏置端口在所述第一方向上的長度為所述第二偏置端口在所述第一方向上的長度的一半。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的霍爾傳感器，其特征在于，所述第一霍爾感應(yīng)端口和第二霍爾感應(yīng)端口在所述第一方向上的長度與所述第二偏置端口在所述第一方向上的長度相等。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾傳感器，其特征在于，各所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)中，相鄰的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的間隔大于0.3微米；和/或

8.一種霍爾傳感器的制造方法，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的霍爾傳感器的制造方法，其特征在于，所述形成多個(gè)位于所述埋藏區(qū)上的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的步驟包括：以所述光刻膠為注入掩膜進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入，然后進(jìn)行熱處理形成所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)；和/或

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的霍爾傳感器的制造方法，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種霍爾傳感器及其制造方法，所述霍爾傳感器包括：襯底，具有第二導(dǎo)電類型；埋藏區(qū)，位于所述襯底中，具有第一導(dǎo)電類型；所述第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型為相反的導(dǎo)電類型；多個(gè)第一導(dǎo)電類型阱區(qū)，位于所述埋藏區(qū)上，各所述第一導(dǎo)電類型阱區(qū)的底部與所述埋藏區(qū)直接接觸，相鄰的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)之間被所述襯底隔開。本發(fā)明可以促使載流子經(jīng)由埋藏區(qū)從器件內(nèi)部流過，這樣就優(yōu)化了電流路徑，降低器件的表面效應(yīng)與噪聲對霍爾器件性能的影響，提高霍爾器件的靈敏度。

技術(shù)研發(fā)人員：張龍,張森,劉斯揚(yáng),李雪琪,何乃龍,鄭貴強(qiáng),王德進(jìn),孫偉鋒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19