[发明专利]霍尔集成电路以及使用晶片堆叠制造霍尔集成电路的对应方法

权利要求书

1.一种包括竖直霍尔元件(100)的霍尔集成电路，包括在竖直方向(z)上堆叠的第一晶片(10)和第二晶片(20)，所述第二晶片(20)包括CMOS基板(201)和布置在所述CMOS基板(201)上的介电层堆叠(204)，所述CMOS基板集成有被配置成与所述竖直霍尔元件(100)耦合的CMOS处理电路，并且所述第一晶片(10)包括霍尔传感器层(102)，所述霍尔传感器层具有第一表面(10b)和第二表面(10d)，所述第一表面(10b)和所述第二表面(10d)沿所述竖直方向(z)相对并且在与所述竖直方向(z)正交的水平面(xy)中延伸，所述第一晶片(10)和所述第二晶片(20)通过插入有布置在所述霍尔传感器层(102)的第一表面(10b)上方的介电层(105)进行接合，

其中，所述竖直霍尔元件(100)包括：

至少一第一霍尔端子(1)，是布置在所述霍尔传感器层(102)的第一表面(10b)处的第一掺杂区域；

至少一第二霍尔端子(4)，是布置在所述霍尔传感器层(102)的第二表面(10d)处的第二掺杂区域，所述第二掺杂区域沿所述竖直方向(z)与所述第一掺杂区域对齐，并与所述第一掺杂区域分隔开所述霍尔传感器层(102)的厚度；

深沟槽隔离环(107)，从所述第一表面(10b)穿过所述霍尔传感器层(102)延伸到所述第二表面(10d)，并且包围并隔离所述霍尔传感器层(102)的霍尔传感器区域，其中布置有所述第一霍尔端子(1)和所述第二霍尔端子(4)；以及

第一导电结构(111)和第二导电结构(114)，分别耦合到所述第一霍尔端子(1)、所述第二霍尔端子(4)，并且被配置成电连接到嵌入在所述第二晶片(20)的所述堆叠(204)中的相应接触焊盘(221、224)。

2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述霍尔传感器层(102)是外延硅层，并且所述第一霍尔端子(1)和所述第二霍尔端子(4)是所述霍尔传感器层(102)中的掺杂区域，具有与所述霍尔传感器层相同的导电类型。

3.根据权利要求1或2所述的电路，其中，所述竖直霍尔元件(100)还包括：

至少一第三霍尔端子(2)，是布置在所述霍尔传感器层(102)的第一表面(10b)处的第三掺杂区域；

至少一第四霍尔端子(3)，是布置在所述霍尔传感器层(102)的第二表面(10d)处的第四掺杂区域，所述第四掺杂区域沿所述竖直方向(z)与所述第三掺杂区域对齐并与所述第三掺杂区域分隔开所述霍尔传感器层(102)的厚度；

第三导电结构(112)和第四导电结构(113)，分别耦合到第三霍尔端子(2)和第四霍尔端子(3)，并且被配置成分别将所述第三霍尔端子(2)和所述第四霍尔端子(3)电连接到嵌入在所述第二晶片(20)的所述堆叠(204)中的相应接触焊盘(222、223)。

4.根据权利要求3所述的电路，其中，所述第一霍尔端子(1)和所述第二霍尔端子(4)以及所述第三霍尔端子(2)和所述第四霍尔端子(3)以距所述深沟槽隔离环(107)相同的横向距离(d)布置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中，所述竖直霍尔元件(100)还包括延伸穿过所述霍尔传感器层(102)的硅通孔(121、141、164)，所述硅通孔被配置成将所述第一导电结构(111)和所述第二导电结构(114)电连接到嵌入在所述第二晶片(20)的所述堆叠(204)中的所述接触焊盘(221、224)。