一种霍尔基片结构及霍尔集成传感器芯片的制作方法
【专利摘要】本申请实施例提供一种霍尔基片结构及或霍尔集成传感器芯片，其中霍尔基片为十字形或菱形。霍尔集成传感器芯片包括上述的霍尔基片结构。通过本发明实施例，能够在不显著提高成本的前提下，提高灵敏度并减小磁偏置。
【专利说明】
一种霍尔基片结构及霍尔集成传感器芯片
技术领域
[0001]本发明属于半导体工艺领域，尤其涉及一种霍尔基片结构及霍尔集成传感器芯片。
【背景技术】
[0002]硅基材料载流子浓度限制了霍尔基片的灵敏度，导致霍尔基片灵敏度受限制，信噪比不高，我们无法用单纯放大的方法获得高灵敏度，因为同时也将噪声放大了。为提高基片的灵敏度并提高信噪比，很多科学家做了大量的尝试，如斩波稳零方案被多个竞争对手采用。但是，该方法引入调制频率会产生以下
[0003]缺点:
[0004]调制频率产生了抖动噪声，带来新的噪声源。
[0005]一般载波频率是信号频率的10倍，由于载波频率的限制，这限制了信号的相应频率。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种霍尔基片结构及霍尔集成传感器芯片，以提高灵敏度并减小磁偏置。
[0007]为实现上述目的，本发明实施例提供一种霍尔基片结构，霍尔基片为菱形或十字形。
[0008]优选的，所述霍尔基片为多个，且菱形霍尔基片与十字形霍尔基片交叉排列。
[0009]优选的，所述霍尔基片的电极距离边界为最长边的5%_15%
[0010]优选的，霍尔基片的电极距离边界为最长边的10%。
[0011]优选的，霍尔基片采用多晶硅或金属铝进行屏蔽。
[0012]优选的，霍尔基片的边长为100um-150um。
[0013]优选的，所述霍尔基片的边长为120um。
[0014]本发明实施例还提供一种霍尔集成传感器芯片，芯片包括上述所述的霍尔基片结构。
[0015]通过本发明实施例，能够在不显著提高成本的前提下，提高灵敏度并减小磁偏置。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，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他的附图。
[0017]图1是现有技术中的霍尔基片形状；
[0018]图2为十字形霍尔基片；
[0019]图3为菱形霍尔基片；
[0020]图4为霍尔基片等效电阻图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0022]霍尔基片是霍尔集成传感器芯片的核心部分，它设计的优劣决定了整个芯片的性能的好坏。
[0023]霍尔基片是建立在标准的双极或CMOS工艺之上，在不增加任何掩膜层的基础上，经过精心设计，可以获得信噪比高，磁偏置小，对集成电路上的其它器件产生的干扰不敏感的磁敏感器件。其中，下列因素决定了霍尔基片的性能:
[0024]霍尔基片的形状一一设计为十字型或菱形。若多霍尔片，十字型和菱形的交叉排列最好。
[0025]霍尔基片的大小一一理论上越大越好。考虑成本要求，120um可取得较好的性能。
[0026]电极接触位置一一距离边界为最长边的10%，可获得均匀的电流分布和较大的输入电阻。
[0027]基片屏蔽方式一一可用多晶硅和金属铝。金属铝效果更好。
[0028]各流片厂的具体工艺参数一一千变万化。如外延层为14um，基极厚度为3um。
[0029]霍尔基片的形状
[0030]基片形状对传感器性能有重大影响，经实践发现图3所示的菱形形状的霍尔基片，在各个角落的电流较低，导致各个角落的电压梯度较低，霍尔基片具有最低的偏置(无磁场时，基片有输出)。
[0031 ]其中图1为现有技术中的霍尔基片形状，图2为十字形霍尔基片，图3为菱形霍尔基片。
[0032]霍尔基片的大小
[0033]基片大小也决定了其灵敏度，根据经验，霍尔基片可以等效为一个如图4
[0034]所示的6电阻网络。其灵敏度由这些电阻的阻值确定，电阻的大小由基片的大小、以及外延层或者N井的方块电阻决定的。当流片厂确定后，外延层或者N井的方块电阻已经确定，因此其灵敏度由基片的大小决定。
[0035]电极接触位置
[0036]电极接触位置决定电流在基片的分布，也决定了欧姆导致的偏置电压。
[0037]基片屏蔽方式
[0038]基片屏蔽可以有效地释放霍尔基片的应力，并确保集成电路上的其它器件不对基片产生电磁干扰。基片屏蔽材料有金属铝，多晶硅等材料，并且其形状对应力释放也有影响。
[0039]各流片厂的具体工艺参数
[0040]针对各流片厂工艺千差万别，基于有限元分析法，可输入相关基片区的方块电阻、厚度、基片几何形状、接触点位置、屏蔽材料，即可获得基片的灵敏度值、偏置大小、以及温度稳定性等参数，这是后续调理电路的核心输入信号，决定了后续调理电路的设计和优化。
[0041]虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。
【主权项】
1.一种霍尔基片结构，其特征在于，霍尔基片为菱形和/或十字形。2.如权利要求1所述的霍尔基片结构，其特征在于，所述霍尔基片为多个，且菱形霍尔基片与十字形霍尔基片交叉排列。3.如权利要求1所述的霍尔基片结构，其特征在于，所述霍尔基片的电极距离边界为最长边的5%-15%。4.如权利要求3所述的霍尔基片结构，其特征在于，所述霍尔基片的电极距离边界为最长边的10%。5.如权利要求1所述的霍尔基片结构，其特征在于，所述霍尔基片采用多晶硅或金属铝进行屏蔽。6.如权利要求1所述的霍尔基片结构，其特征在于，所述霍尔基片的边长为10um-150umo7.如权利要求1所述的霍尔基片结构，其特征在于，所述霍尔基片的边长为120um。8.—种霍尔集成传感器芯片，其特征在于，所述芯片包括如权利要求1至7中任一项所述的霍尔基片结构。
【文档编号】H01L43/06GK106098930SQ201610435993
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】张文伟
【申请人】苏州森特克测控技术有限公司