磁场传感器的制作的过程docx

时间: 2025-12-13 18:11:39 |   作者: 天博官方app首页入口

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  PAGE PAGE 1 磁场传感器的制作方法 1.本发明涉及集成电路上的磁场传感器。背景技术：2.对于高精度磁场传感器，需要信号调整电子器件来补偿原始场传感器的缺陷(偏移、温度相关性)，并且这些信号调整电路通常在cmos集成电路(ic)中实现。磁传感器能结合在cmos中，然而它们的敏捷度十分低，这是缺点。具有高敏捷度的霍尔单元可以用表现出高电子迁移率的材料来实现，如由某些化合物半导体(如gaas、insb、inas)或这样的化合物半导体的异质结构所例示的，其被布置为获得其中可以产生高迁移率2d“电子气”的深量子阱。与硅相比，这些材料的每表面积更昂贵，并且与硅上cmos工艺中可用的相比，用于精确电子电路的设计选项十分有限。3.其他磁场传感器包括磁阻场传感器(amr、gmr、tmr、cmr、emr等)。这些传感器需要与cmos电子器件不同的工艺步骤。它们不依靠于特定的衬底材料，并能沉积在若干衬底的顶部上，包括在单片集成步骤中在特地制备的cmos衬底上，但是工艺和产量考虑(与场传感器管芯的相对表面和信号调整ic相关)通常使得在单独的管芯上创造这些传感器是有利的。4.上述磁场传感器产生的输出信号的水平虽然高于硅霍尔单元产生的水平，但在mv范围内仍然十分低，且因此简单受到来自周围系统的通过电容耦合到其互连件的表面的到信号调整ic的扰动，或受到来自这些互连件的环路区域上的时变外部磁场产生的感应电压的扰动。5.因此，提供由两个单独的半导体组件(即，衔接到信号调整半导体管芯(例如，cmos ic)的磁场传感器半导体管芯)制成的磁场传感器是有利的。6.已知的芯片到芯片组装办法包括：7.引线a中所解释，其中接合线(例如霍尔效应层)，所述磁场传感器ic6接合在信号调整ic4上。8.导电层沉积，4b所示，存在实现十分薄(几μm)和小(＜100μm边长)的有源半导体部件(称为小芯片)的办法，所述有源半导体部件能够最终靠压印印刷工艺从其源衬底转移到目标衬底。因为其高度小，所以有可能通过图案化薄导电层利用光刻工艺来沉积电互连。9.芯片上倒装芯片，4c所示，其中导电珠8c被钎焊到信号调整ic4的衔接焊垫3和钎焊到磁场传感器ic6的金属化衔接轨道7，磁场传感器ic6被翻转，使得传感器有源层5面向信号调整ic4。10.引线接合技术的缺点之一是需要在传感器芯片和引线接合之上模制的相对厚的绝缘层。厚的绝缘层增强了部件的体积，特殊是封装的传感器的厚度。11.通常有利的是，具有更薄的磁场传感器，以便减小传感器插入其中的磁芯的气隙，或者允许传感器定位成更逼近磁场的最佳测量点。例如，对于在电流感测应用中用法的磁场传感器，有利的是，在磁芯中具有尽可能薄的磁路间隙，以减小未用法的磁通量。这允许用法更小的磁芯并且增强换能器的敏捷度。12.这些缺点能够最终靠图4b和4c中所示的现存技术解决计划来克服，特殊是图4c中所示的倒装芯片布置，鉴于不存在引线接合，由此能够提供更薄的封装层。这样的磁场传感器对于插入磁芯的气隙中能够是有利的。图4b的配置的缺点是与倒装芯片解决计划相比半导体部件的创造成本。然而，全部常规解决计划不能很好地适于衔接密集布置的多个磁场传感器。13.在某些应用中，存在使磁有源感测层尽可能逼近要测量的磁场源的优点。例如，在电路板或引线框架上的电流感测应用中，将感测层定位成尽可能逼近要测量的电流在其中流淌的导体，考虑到较高的信噪比，允许在测量中的较大敏捷度以及对外部噪声的较低敏捷度。技术实现要素：14.鉴于以上内容，本发明的目的是提供一种磁场传感器，其克服了上述缺点，并且允许提供一种磁场传感器，其可以被定位成十分逼近要测量的磁场，但是具有最佳的磁场感测属性和信号调整属性。15.本发明的目的已经通过提供按照权利要求1所述的磁场传感器而实现。16.本文藏匿了一种磁场传感器，其包括信号调整ic和磁场传感器ic，磁场传感器ic安装在信号调整ic上并衔接到信号调整ic。磁场传感器ic包括半导体衬底，其具有设置在磁场传感器的与信号调整ic相对的外侧面上的传感器有源层。传感器有源层衔接到导电通孔，导电通孔从所述外侧面延长穿过半导体衬底到达面对信号调整ic的下侧，导电通孔的下侧经由芯片上芯片互连电互连到信号调整ic上的衔接焊垫。17.芯片上芯片互连可具有导电互连领域本身已知的各种配置，包括以凸块、螺柱、螺柱?凸块、铜柱等形式的导电衔接珠。导电珠可以用法各种办法衔接到下面的芯片，包括钎焊、压缩接合(一种焊接形式)、热压和导电粘合剂。在有利的实施例中，导电衔接包括珠衔接和焊料衔接。18.在有利的实施例中，传感器有源层包括霍尔效应传感器元件形式的传感器元件或其它形式的对磁场敏感的磁阻传感器元件，或者由其构成。19.在有利的实施例中，传感器有源层在多个边缘位置处衔接到对应的导电通孔，其中衔接轨道位于传感器有源层与对应的导电通孔之间桥接的面对外侧上或面对外侧中。20.在有利的实施例中，磁场传感器ic的半导体衬底的下侧包括笼罩导电通孔的衔接焊垫，用于经由焊接(welding)、钎焊(soldering)或与其一体形成地衔接到珠衔接。21.在实施例中，珠衔接挺直安装在信号调整ic上并且经由所述焊料衔接挺直地或通过形成在磁场感测集成电路上的衔接焊垫衔接到导电通孔。22.在实施例中，珠衔接挺直安装在磁场传感器ic上衔接到导电通孔或衔接到安装在导电通孔之上的衔接焊垫，并且经由所述焊料衔接衔接到信号调整ic上的衔接焊垫。23.在有利的实施例中，磁场传感器ic包括多个所述传感器有源层和对应的导电通孔以及芯片上芯片互连。24.在有利的实施例中，磁场传感器ic包括起码2×2传感器元件的阵列。25.在有利的实施例中，磁场传感器ic包括起码2×4有源传感器元件的阵列。26.在有利的实施例中，磁场传感器ic包括起码4×4传感器元件的阵列和对应的导电通孔。27.在有利的实施例中，所述传感器元件在四个角位置处衔接到对应的四个导电通孔。附图解释28.本发明的其它目的和有利特征将从权利要求书、具体描述和附图中变得显然，在附图中：29.图1是按照本发明的实施例的磁场传感器的暗示性横截面视图；30.图2是本发明的一个变型的与图1类似的视图；31.图3a是按照本发明的实施例的磁场传感器的磁场传感器集成电路的透视图，其示出传感器有源层；32.图3b是图3a的磁场传感器集成电路的相对侧的透视图；33.图3c是类似于图3a的视图，以部分透亮?????方式示出了半导体衬底内的导电通孔；34.图4a至4c是现存技术磁场传感器的暗示性截面图。详细实施方式35.参照图1至3c，按照本发明实施例的磁场传感器2包括信号调整集成电路4和安装在其上的磁场传感器集成电路6，具有芯片上芯片互连8。36.在优选实施例中，信号调整ic4是cmos集成电路，其包括用于处理来自磁场传感器ic6的信号的电路。信号调整ic包括衔接焊垫3，特殊是用于电衔接到磁场传感器ic6的金属化层的形式。37.磁场传感器ic6包括半导体衬底13，在半导体衬底13中嵌入有传感器有源层5，传感器有源层5感测磁场并产生与穿

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