[发明专利]包括无源磁电式换能器结构的半导体器件

说明书

本申请公开了包括无源磁电式换能器结构的半导体器件。一种半导体器件包括：无源磁电式换能器结构(ME1)，被适配用于通过由磁场引起的机械应力来产生电荷。所述第一换能器结构(ME1)具有可电连接至电开关(SW1)的控制端子(23)的第一端子(10)，并且具有可电连接至所述电开关(SW1)的第一端子(21)的第二端子(12)，以便提供用于断开/闭合所述开关(SW1)的控制信号。所述开关可以是FET。一种无源磁性开关使用磁电式换能器结构。无源磁电式换能器结构(ME1)用于在不需要外部电源的情况下断开或闭合开关的用途。

技术领域

本发明涉及包括无源磁电式换能器结构的半导体器件领域并且涉及无源磁性开关领域。

背景技术

在本领域中，用于检测磁场的存在的器件是已知的。众所周知的示例为：作为分立机械部件的示例的磁簧开关以及作为嵌入在集成半导体器件中的部件的示例的霍尔元件。

于1936年发明的磁簧开关是通过所施加的磁场来操作的电开关。其由气密密封的玻璃封套中的一对黑色金属簧片触点组成。所述触点可以是常开的，但在磁场存在时闭合；或者是常闭的，并且在磁场被施加时断开。开关可以通过形成簧片继电器的线圈或者通过使磁体接近开关来致动。一旦将磁体从开关处拉开，磁簧开关将回到其初始位置。磁簧开关例如用作防盗报警器的接近开关。用于制作磁簧开关的技术非常成熟，但是正因如此，它们无法被集成到半导体器件中。磁簧开关的主要优点在于其是无源器件，这意味着磁簧开关不需要电能来感测磁场的存在。

霍尔元件是众所周知的用于感测磁场的集成器件。霍尔元件通常具有四个节点：两个激励节点和两个感测节点。当在激励节点上施加恒定电压或恒定电流时，磁场的强度可以被衡量为感测节点上的差分电压。霍尔元件的缺点在于其需要电能。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种包括磁电式换能器结构的半导体器件、一种制作这种器件的方法、以及这种磁电式换能器结构的用途。

本发明的具体实施例的目的是提供无源磁性开关。

这些和其他目的是通过根据本发明的实施例的一种半导体器件以及一种生产这种半导体器件的方法来完成的。

在第一方面，本发明提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：无源磁电式换能器结构，被适配用于产生由磁场感生的机械应力引起的电荷。

在实施例中，所述半导体器件进一步包括半导体开关，所述半导体开关电连接至所述无源磁电式结构，所述开关具有第一端子和第二端子以及控制端子，所述开关被适配用于根据在所述控制端子处呈现的信号而选择性地将所述第一和第二端子进行电连接和断开连接；所述换能器结构具有电连接至所述开关的所述控制端子的第一端子，并且具有电连接至所述开关的所述第一端子的第二端子，并且被适配用于断开或闭合所述开关。

应指出的是，“电连接至所述控制端子”可以指直接连接、或者间接连接，例如，经由无源子电路，如例如，整流器电路或差分电桥电路(例如，惠斯通电桥等)。

所述无源换能器结构可以包括或者可以是压电材料。

这种结构的优点在于其允许制作无源开关，能够在不需要能量(来自例如电池)的情况下断开或闭合开关。

开关可以是根据控制信号而向电通路提供可变电阻的部件。当电阻值低于预定义电阻值(例如，低于1000欧姆)时，开关被认为是“闭合”的。当电阻值高于所述预定义数时，开关被认为是“断开”的。

在实施例中，所述半导体开关是以下场效应晶体管，所述场效应晶体管具有作为所述控制端子的栅极、以及作为所述第一端子的源极以及作为所述第二端子的漏极；或者所述半导体开关是以下场效应晶体管，所述场效应晶体管具有作为所述控制端子的栅极、以及作为所述第二端子的源极以及作为所述第一端子的漏极。