[发明专利]半导体传感器结构

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

由DE 10 2013 209 514 A1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《Isotropic 3D Silicon Hall Sensor》，第28届MEMSIEEE国际会议，2015年，第838-896页和C.Sander等人的《Sensors and Actuators A》，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《Handbook of 3D integration:technology andapplicatins of 3D integrated ciruits》，第一卷，Weinheim：Wiley，2008年，第25-44页和第223-248页，第3和12章，ISBN 978-527-32034-9已知用于堆叠IC的各个方法，其中，IC全面积地连接并且通过贯通接触孔连接。

由S.Olson等人所著的《Challenges in Thin Wafer Handling andProcessing》，ASMC，2013年，第62-65页已知一种用于提供具有经处理的前侧和背侧的薄半导体层的方法。

发明内容

在此背景下，本发明的任务在于，提供一种扩展现有技术的设备。

该任务通过根据本发明的半导体传感器结构和根据根据本发明的半导体传感器结构制造方法来解决。

根据本发明的主题，提供一种如下的半导体传感器结构，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，其中，第一半导体晶片具有第二导电类型的半导体层，所述半导体层具有前侧和背侧，并且第二半导体晶片具有构造在背侧上的衬底层和构造在前侧上的集成电路，该集成电路具有构造在前侧上的至少一个金属连接接触部。

在第一半导体晶片的半导体层中构造有三维霍尔传感器结构，所述三维霍尔传感器结构具有传感器区域，其中，所述传感器区域由单片式半导体本体构成，所述半导体本体从半导体层的背侧延伸至前侧。

在前侧上构造有彼此间隔开的至少三个第一金属连接接触部，而在背侧上构造有彼此间隔开的至少三个第二金属连接接触部。

在垂直于前侧的投影中，第一连接接触部相对于第二连接接触部错位地布置，并且第一连接接触部和第二连接接触部分别具有关于垂直于所述半导体本体的前侧和背侧的对称轴的多重旋转对称。优选地，涉及三重对称。

每个第一连接接触部和每个第二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。