[发明专利]单片集成霍尔电路

说明书

本发明的实施例公开了一种单片集成霍尔电路，所述单片集成霍尔电路包括含有IC电路的基板；粘结层，所述粘结层位于基板的表面上；磁感应部，所述磁感应部通过粘结层键合到基板上；和电极部，所述电极部位于磁感应部的周边，所述电极部的一端与磁感应部形成欧姆接触，所述电极部的另一端与IC电路的引线端电连接。本发明属于半导体技术领域，通过把化合物半导体霍尔元件集成到含有IC电路的基板上，减少了对原有支撑化合物半导体霍尔元件的衬底的使用需求，减小了整个装置的尺寸。通过引线端设置在粘结层中，增加了引线的固定牢固度。

技术领域

本申请公开内容涉及半导体技术领域，尤其涉及一种包含有一个霍尔元件的单片集成霍尔电路。

背景技术

霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。所谓霍尔效应，是指当磁场作用于金属导体、半导体中的载流子时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一个附加电场，从而在半导体两端产生横向电位差的物理现象。根据霍尔效应做成的霍尔器件，能够以磁场为工作媒介，将物体的运动参量转变为电压的形式输出，使之具备传感和开关的功能。

霍尔元件常常是一个霍尔片，而与该霍尔元件相适配的信号处理电路则集成在另一个基板(称为信号处理电路板)上。这导致霍尔片与信号处理电路板之间的打线连接复杂且不牢固，并且占用了较大的体积。

期望用于制造霍尔元件的磁感应部的化合物半导体材料GaAs、InSb以及InAs等具有高的载流子迁移率，从而具有高的霍尔磁感应灵敏度。通常，采用蒸镀或异质外延方法来制备InSb这样的半导体材料。然而，由于InSb半导体材料与异质衬底之间存在明显的晶格失配问题，因此异质外延制备出的InSb半导体材料膜在厚度较薄的情况下迁移率都不理想，最佳的迁移率也不会超过 50000cm²/Vs。

一方面，如果异质外延生长的半导体材料膜厚度比较薄，那么半导体材料膜的质量则较差，迁移率太低而达不到预期要求；另一方面，如果增加半导体材料膜的厚度，则迁移率会变好，但是此时半导体材料膜的方块电阻会降低，这对于控制霍尔元件的功耗来说是不利的。

发明内容

鉴于上述，对于一种集成有霍尔元件的单片集成霍尔电路存在迫切需要，其中期望该霍尔元件包括具有高迁移率并且同时具有较高的方块电阻的化合物半导体材料膜。

为了解决现有技术中存在的上述问题中的至少一个方面，本发明的实施例提供了一种集成有霍尔元件的单片集成霍尔电路，该单片集成霍尔电路包括集成在一起的霍尔元件和信号处理电路板，期望地，该霍尔元件包括化合物半导体材料膜，其不但具有高的电子迁移率而且同时也具有高的方块电阻。

根据本发明的一个方面，提供了一种单片集成霍尔电路，包括：

含有IC电路的基板；

粘结层，所述粘结层位于基板的表面上；

磁感应部，所述磁感应部通过粘结层键合到基板上；和

电极部，所述电极部位于磁感应部的周边，所述电极部的一端与磁感应部形成欧姆接触，所述电极部的另一端与IC电路的引线端电连接。

在一个示例中，所述基板是含有IC电路的柔性电路板或刚性电路板。

在一个示例中，所述刚性电路板为包括IC电路的硅基晶圆，并且所述基板的引线端与电极部电连接以形成混合IC电路。

在一个示例中，所述柔性电路板包括由聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的可挠性印刷电路板。

在一个示例中，所述引线端设置在粘结层中，在形成电极部的同时形成互连引线端和电极部的互连线，或者通过引线连接引线端和电极部。

在一个示例中，所述磁感应部由以下步骤制备得到：

在半导体单晶衬底上外延生长化合物半导体材料膜，作为化合物半导体霍尔的磁感应功能层；