KR102103608B1

KR102103608B1 - 수직형 홀 센서, 홀 센서 모듈 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102103608B1
Application number: KR1020140090099A
Authority: KR
Inventors: 프랑소와 허버트
Original assignee: 매그나칩 반도체 유한회사
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2020-04-23
Also published as: US20160018478A1; JP5966060B2; KR20160009819A; JP2016025348A; US9864020B2

Abstract

본 발명은 수직형 홀 센서, 홀 센서 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 수직형 홀 센서의 접지단 등을 기판 내부의 트렌치 구조로 형성함으로써 자기장 감지를 위한 전류의 흐름에 있어 기판 표면 방향으로 평행한 방향 성분을 최대화하는 수직형 홀 센서, 홀 센서 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

수직형 홀 센서, 홀 센서 모듈 및 그 제조 방법{Vertical Hall Sensor, Hall Sensor module and Method for Manufacturing the same}

수직형 홀 센서는 반도체 기판 내 집적된 홀 효과 센서이며, 이와 관련하여 최근에는 높은 감도, 낮은 제조 비용, 집적기술(IC)을 이용 가능하고, 다이(die) 표면과 평행한 자기장 세기를 측정 가능한 수직형 홀 센서가 요구되고 있다.

이와 같은 수직형 홀 센서는 일반적으로 5개 이상의 컨택을 필요로 한다. 1개의 입력 전원용 컨택 및 좌우 2개의 센싱용 컨택, 그리고 2개의 접지 전원용 컨택을 필요로 한다. 이러한 기술 구성에 의해 입력 전원용 컨택과 접지 전원용 컨택 사이에 형성되는 전류의 경로(path)는 주변 자기장의 세기에 따라 휘어질 수 있다. 구체적으로, 이와 같이 구성된 수직형 홀 센서는 주변 자기장에 따라 변화하는 동작 전류 Is를 감지하고, 이를 통해 주변 자기장을 감지하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 갖는 수직형 홀 센서에 있어, 입력 전원용 컨택 및 2개의 접지 전원용 컨택 간에 형성되는 동작 전류는 수직 전류 성분 및 수평 전류 성분으로 구분되는데, 여기서 수직 전류 성분은 실질적인 자기장의 방향 및 세기를 측정함에 있어 정확도를 떨어뜨리는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 수직성분의 전류 크기를 최소화하고 수평 성분의 전류 크기를 최대화 할 수 있는 수직형 홀센서의 개발이 다양한 방법으로 진행되고 있다.

또한 종래의 수직형 홀 센서는 대부분의 전류 경로가 기판 표면에서 이루어져서, 기판의 표면의 상태에 많은 영향을 받는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 기판 표면으로부터 일정 깊이까지 공핍 영역을 추가로 형성하거나, 공핍 영역 확장을 위해서 추가 도펀트 확산 열처리를 수행하는 기술들이 개발되었으나, 이와 같은 기술들은 전반적인 수직형 홀 센서 제조 비용을 증가시키는 문제점이 있었다.

미국등록특허 4,987,467호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 수직형 홀 센서의 구조를 개선함으로써 상기 수직 전류 성분을 최소화할 수 있는 수직형 홀 센서, 홀 센서 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 예에 따른 수직형 홀 센서는 제1 도전형의 기판; 상기 기판 내부 영역에 형성되는 제1 도전형의 입력 컨택 영역을 포함하고, 상기 입력 컨택 영역은 입력 전원과 전기적으로 연결되는 입력단; 가로 방향으로 상기 입력단과 양쪽으로 일정 간격 이격되어 형성된 트렌치, 상기 트렌치의 측면에 형성된 절연막, 및 상기 트렌치의 하부 영역에 형성되는 제1 도전형의 접지 컨택 영역을 각각 포함하고, 상기 접지 컨택 영역은 접지 전원과 전기적으로 연결되는 제1 접지단 및 제2 접지단; 및 가로 방향으로 상기 입력단 및 제1 접지단 사이 영역, 상기 입력단 및 제2 접지단 사이 영역인 상기 기판에 형성되는 제1 도전형의 센싱 컨택 영역을 각각 포함하고, 상기 센싱 컨택 영역은 발생되는 홀 전압을 감지하는 제1 센싱단 및 제2 센싱단을 포함한다.

상기 입력단은, 일정 깊이로 형성된 트렌치, 및 상기 트렌치에 형성된 전도체를 더 포함하고, 상기 입력 컨택 영역은 상기 입력단의 트렌치의 하부 영역에 형성될 수 있다.

상기 입력단의 트렌치는, 상기 제1 접지단 및 제2 접지단의 트렌치의 깊이보다 작거나 같은 깊이로 형성될 수 있다.

상기 제1 센싱단 및 제2 센싱단은, 일정 깊이로 형성된 트렌치, 및 상기 트렌치의 측면에 형성된 절연막를 더 포함하고, 상기 제1 센싱단 및 제2 센싱단의 센싱 컨택 영역은 각각 상기 제1 센싱단 및 제2 센싱단의 트렌치의 하부 영역에 형성될 수 있다.

상기 제1 센싱단 및 제2 센싱단의 트렌치는, 각각 상기 제1 접지단 및 제2 접지단의 트렌치의 깊이보다 작거나 같은 깊이로 형성될 수 있다.

상기 제1 접지단 및 제2 접지단의 트렌치는, 링 형태로 형성되어 서로 연결될 수 있다.

상기 제1 접지단 및 제2 접지단을 감싸도록 형성된 링 형태의 분리 구조;를 더 포함할 수 있다.

상기 기판 상에 형성된 층간 절연막;을 더 포함하고, 상기 입력 컨택 영역, 접지 컨택 영역, 센싱 컨택 영역과 각각 전기적으로 연결되는 컨택 플러그;를 더 포함할 수 있다.

상기 입력단과 제1 센싱단 및 상기 입력단과 제2 센싱단 사이 영역에 형성되는 제1 소자 분리막; 및 상기 제1 센싱단과 제1 접지단 및 제2 센싱단과 제2 접지단 사이 영역에 형성되는 제2 소자 분리막을 더 포함할 수 있다.

상기 기판 내에 형성된 제2 도전형의 웰인 센싱 영역을 더 포함하고, 상기 입력 컨택 영역, 접지 컨택 영역 및 센싱 컨택 영역은 상기 제2 도전형의 웰인 센싱 영역에 형성될 수 있다.

상기 기판 내에 고농도 제2 도전형의 배리드 층을 더 포함하고, 상기 입력 컨택 영역, 접지 컨택 영역 및 센싱 컨택 영역이 상기 고농도 제2 도전형의 배리드 층에 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 홀 센서 모듈은, 제1 도전형의 기판; 상기 기판 내부 영역에 형성되는 제1 도전형의 입력 컨택 영역을 포함하고, 상기 입력 컨택 영역은 입력 전원과 전기적으로 연결되는 입력단; 가로 방향으로 상기 입력단과 양쪽으로 일정 간격 이격되어 형성된 트렌치, 상기 트렌치의 측면에 형성된 절연막, 및 상기 트렌치의 하부 영역에 형성되는 제1 도전형의 접지 컨택 영역을 각각 포함하고, 상기 접지 컨택 영역은 접지 전원과 전기적으로 연결되는 제1 접지단 및 제2 접지단; 및 가로 방향으로 상기 입력단 및 제1 접지단 사이 영역, 상기 입력단 및 제2 접지단 사이 영역인 상기 기판에 형성되는 제1 도전형의 센싱 컨택 영역을 각각 포함하고, 상기 센싱 컨택 영역은 발생되는 홀 전압을 감지하는 제1 센싱단 및 제2 센싱단을 포함하는 수직형 홀 센서의 입력단을 공통으로, 다른 수직형 홀 센서가 십자 구조로 구성된다.

본 발명의 또 다른 예에 따른 수직형 홀 센서의 제조 방법은 제1 도전형의 기판에 제1 깊이의 입력 트렌치, 및 상기 입력 트렌치와 양쪽으로 일정 간격만큼 이격시켜 제2 깊이의 접지 트렌치를 형성하는 단계; 모든 트렌치의 하부에 제1 도전형의 컨택 영역을 형성하는 단계; 모든 트렌치의 측면에 절연막을 형성하는 단계; 모든 트렌치 내 전도체를 형성하는 단계; 상기 입력 트렌치와 2개의 접지 트렌치 사이 영역인 기판 내부 영역에 제1 도전형의 센싱 컨택 영역을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 층간 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 층간 절연막에 각각의 컨택 영역과 전기적으로 연결되는 컨택 플러그를 형성하는 단계;를 포함한다.

상기 기판에 고농도 제2 도전형의 배리드 층을 형성하는 단계: 및 상기 기판에 저농도 제2 도전형의 센싱 영역을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수직형 홀 센서, 홀 센서 모듈 및 그 제조 방법은 자기력 감지를 위한 컨택 구조를 트렌치 구조로 구성하고 상기 트렌치의 측면에는 절연막을 형성함으로써 자기력 감지를 위한 수직 전류 성분을 최소화하고 수평 전류 성분을 최대화할 수 있다는 효과가 있다.

그리고 기판 표면보다 훨씬 아래 영역에서 전류 경로가 형성되기 때문에 기판 표면 상태와 무관하게 자기장 세기를 측정할 수 있는 장점이 있다.

이를 통해, 종래 대비 자기력 감지를 위한 센싱 정확도를 높일 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 수직형 홀 센서를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 수직형 홀 센서 모듈을 나타낸 상면도,
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 수직형 홀 센서를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 예에 따른 수직형 홀 센서를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 리세스드 센싱 컨택(recessed sensing contact) 구조를 갖는 수직형 홀 센서를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 홀 센서 모듈을 나타낸 상면도,
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 홀 센서 모듈을 나타낸 상면도,
도 8은 본 발명의 또 다른 예에 따른 홀 센서 모듈을 나타낸 상면도,
도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 수직형 홀 센서를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 또 다른 예에 따른 수직형 홀 센서를 나타낸 도면,
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일 예에 따른 수직형 홀 센서의 제조 방법을 나타낸 도면, 및
도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 다른 예에 따른 수직형 홀 센서의 제조 방법을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

공간적으로 상대적인 용어인 아래(below, beneath, lower), 위(above, upper) 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관 관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 아래(below, beneath)로 기술된 소자는 다른 소자의 위(above, upper)에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 아래는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

또한, "제1 도전형" 및 "제2 도전형"이라는 용어는 P 또는 N형과 같이 서로 반대되는 도전형을 가리키며, 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 이하, 본 발명의 일실시예에서는 제1 도전형이 P형이고, 제2 도전형이 N형인 경우를 예시하여 설명한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 수직형 홀 센서를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 예에 따른 수직형 홀 센서는 P형 기판(10), 상기 기판(10)의 표면에서 수직 방향으로 형성된 입력단(force In)(100), 2개의 접지단(200) 및 2개의 센싱단(300)을 포함한다. 소자의 동작을 위해 상기 기판 상에는 층간 절연막(20)이 형성되고, 상기 층간 절연막(20) 내에는 상기 입력단, 2개의 접지단(force out) 및 2개의 센싱단과 각각 전기적으로 연결되는 컨택 플러그(140, 240, 340)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수직형 홀 센서의 입력단(100)은 트렌치 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 입력단(100)은 일정 깊이로 형성된 트렌치(125); 상기 트렌치(125)의 측면에 형성된 절연막(120); 및 상기 트렌치(125)의 하부 영역에 형성된 P형의 입력 컨택 영역(110)을 포함할 수 있다. 입력 컨택 영역(110)은 기판 내부에 깊은 정션(deep junction) 형태로 형성된다. 상기 트렌치(125)의 내부에는 전도체(130)가 형성될 수 있다. 상기 전도체(130) 물질로는 폴리실리콘을 사용할 수 있다. 절연막(120)은 트렌치 측면에 형성되고 트렌치 하부 (bottom)에는 형성되지 않는다. 그렇게 해야 입력 컨택 영역(110)이 전도체(130)와 전기적으로 연결될 수 있기 때문이다. 또한 입력 컨택 영역(110)이 별도의 입력 전원과 연결하기 위해 상기 입력단(100)은 상기 입력 컨택 영역(110)과 전기적으로 연결되는 컨택 플러그(140)를 포함할 수 있다. 상기 입력 컨택 영역(110)은 P형의 붕소(B), 인듐(In), 갈륨(Ga) 등의 불순물을 상기 기판보다 높은 불순물 농도로 이온 주입하여 형성될 수 있다.

입력 컨택 영역(110)은 기판 표면에서 시작된 깊은 트렌치 구조의 아래에 형성되므로 리세스 컨택 영역(recessed contact)이라고 볼 수 있다. 기판 내부에 입력 컨택 영역이 형성됨으로 말미암아 전류 흐름이 표면에서 형성되지 않고 기판 표면보다 훨씬 아래에서 형성되므로, 표면 효과(surface effect)에 의해 전류 경로가 구애를 받지 않게 된다.

2개의 접지단(200)은 상기 입력단(100)을 중심으로 양쪽으로 일정 간격 이격되어 형성된다. 상기 접지단(200)은 일정 깊이로 형성된 트렌치(225a, 225b), 상기 트렌치(225a, 225b)의 측면에 형성된 절연막(220) 및 상기 트렌치(225a, 225b)의 하부 영역에 형성된 P형의 접지 컨택 영역(210)을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 트렌치(225a, 225b) 내부에는 전도체(230)가 추가적으로 형성될 수 있다. 상기 접지 컨택 영역(210)은 P형의 붕소(B), 인듐(In), 갈륨(Ga) 등의 불순물을 상기 기판보다 높은 불순물 농도로 이온 주입하여 형성될 수 있다. 또한, 접지 컨택 영역(210)은 별도의 접지 전원과 전기적으로 연결되고, 이를 위해 상기 접지단(200)은 상기 접지 컨택 영역(210)과 연결되는 컨택 플러그(240)를 더 포함할 수 있다.

2개의 센싱단(300)은 상기 입력단(100) 및 제1 접지단(200-1) 사이 영역, 상기 입력단(100) 및 제2 접지단(200-2) 사이 영역에 상기 입력단(100)을 중심으로 양쪽으로 일정 간격 이격되어 형성된다. 바람직하게는, 각 센싱단(300)은 입력단(100) 및 각 접지단(200) 사이의 정중앙에 형성될 수 있다. 상기 센싱단(300)은 상기 기판(10) 내부 영역에 형성되는 P형의 센싱 컨택 영역(310)을 포함한다. 상기 센싱 컨택 영역(310)은 상기 입력 컨택 영역(110) 및 각 접지 컨택 영역(120)간 발생되는 전류에 따라 발생되는 홀 전압을 감지하고, 상기 센싱단(300)은 상기 센싱 컨택 영역(310)과 전기적으로 연결되는 컨택 플러그(340)를 더 포함할 수 있다. 상기 센싱 컨택 영역(310)은 P형의 도펀트인 붕소(B), 인듐(In), 갈륨(Ga) 등의 불순물을 상기 기판보다 높은 불순물 농도로 이온 주입하여 형성될 수 있다. 센싱 컨택 영역(310)이 센싱 포인트(Sensing points)가 되는데, 기판 표면에 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 기판 표면보다 더 깊은 곳에 형성될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 입력단(100)의 양 쪽 영역에는 상기 트렌치(125)보다 얕은 분리막(12)이 형성될 수 있다. 상기 얕은 분리막(12)의 일 예로는 STI(Shallow Trench Isolation), 로코스(LOCOS) 산화막 등이 적용될 수 있다. 실시예에 따라, 각 접지단(200)의 양 쪽 영역에도 얕은 분리막(12)이 형성될 수 있다. 상기 얕은 분리막의 일 예로는 앞에서 상술한 바와 같이 STI(Shallow Trench Isolation), 로코스(LOCOS) 산화막 등이 적용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 얕은 분리막(12)은 상기 기판(10)의 표면 영역 하부에 형성되어 각 접지단(200)의 트렌치의 측면과 일부 접촉하도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 접지단(200)의 접지 컨택 영역(210)과 센싱단(300)의 센싱 컨택 영역(310) 간 간섭을 상쇄시킴으로써 감지 신뢰도를 높일 수 있다.

이와 같이 형성된 입력단(100) 및 2개의 접지단(200)이 각각 입력 전원 및 접지 전원과 연결되면 도 1에 도시된 바와 같이 주변 자기장 환경에 따라 다양한 형태의 전류가 발생하게 된다. 예를 들어, 기판(10)의 표면 방향으로 평행한 자기장이 존재하지 않는 경우, 상기 입력단(100)으로부터 각 접지단(200)으로 형성되는 전류의 흐름 형태는 ①과 같이 형성된다. 반면, 상기 기판(10)의 표면 방향으로 평행한 자기장이 존재하는 경우, 상기 입력단으로부터 각 접지단으로 형성되는 전류의 흐름 형태는 ② 또는 ③과 같이 자기장에 의해 전류 경로가 영향을 받아 휘는 형태로 흐른다. 전류 경로 ①, ②, ③은 모두 수평 성분의 전류 경로가 수직 성분의 전류 경로보다 월등히 크기 때문에 종래 기술 대비 자기장 센싱 능력의 향상을 기대할 수 있다.

이처럼, 본원 발명에 따른 수직형 홀 센서의 입력단(100) 및 각 접지단(200) 사이에 형성되는 전류는 기판(10)의 표면부에 형성되지 않으므로, 별도의 표면 궁핍 층(Surface depletion)을 필요로 하지 않는다. 또한, 상기 접지단(200)의 트렌치 측면에는 절연막(220)가 형성되어 있어, 기생 전류(parasitic current)의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 수직형 홀 센서는 상기와 같이 구성된 전체 구성을 감싸도록 구성되는 분리 구조(400)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 분리 구조(400)는 상기 기판(10) 내부에 형성된 입력단(100), 2개의 접지단(200) 및 2개의 센싱단(300)을 포함하는 전체 구성을 기타 다른 기술 구성들과 분리함으로써 동작 특성을 확보할 뿐만 아니라 상기 기판에 대해 특정 전위의 전압을 인가할 수 있다는 특징이 있다.

상기 분리 구조(400)는 기판(10)과 전기적으로 컨택 하기 위한 것으로 기판 내 일정 깊이로 형성된 트렌치(425), 상기 트렌치(425)의 측면에 형성된 절연막(420), 상기 트렌치 내부에 형성된 전도체(430), 상기 트렌치의 하부 영역에 형성된 기판 컨택 영역(410)을 포함하며 층간 절연막(20)에 형성되어 상기 전도체(430)과 전기적으로 연결되는 컨택 플러그(440)를 포함할 수 있다. 또한 상기 분리 구조(400)는 주변 소자와 전기적으로 분리하는 역할도 한다.

도 1에서는 상기 분리 구조(400)가 입력단(100), 2개의 접지단(200) 및 2개의 센싱단(300)을 포함하는 전체 구성의 우측에 형성되는 것으로 도시하였으나, 상기 분리 구조(400)는 하나의 링 형태로 구성되어 상기 전체 구성을 감싸도록 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 수직형 홀 센서는 기판(10)에 형성된 입력단(100), 접지단(200), 센싱단(300)이 각각 트렌치 구조로 형성되고, 상기 트렌치 구조는 측면에 절연막이 형성됨으로써 자기력 감지를 위한 컨택 포인트를 실리콘 기판 내부에 형성함으로써 자기장 감지를 위한 전류가 기판 표면에 흐르지 않게 된다. 이를 통해, 별도의 표면 궁핍층(surface Depletion)이 필요하지 않으며, 센싱 효과 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 2는 수직형 홀 센서의 상면도로서, 입력단(100), 접지단(200), 센싱단(300)이 일자형의 라인 형태(liner type)로 구성될 수 있음을 보여 준다. 입력용 트렌치, 접지용 트렌치, 센싱용 트렌치가 필라(pillar)와 같은 모양을 띄고 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 수직형 홀 센서를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 홀 센서의 입력단(100)은 센싱단(300)과 마찬가지로, 트렌치 구조 없이 기판(10) 표면에 형성될 수 있다. 그리고 접지단(200) 및 분리구조(400)는 트렌치 구조로 형성된다. 이와 같은 기술 구성에 의해 발생되는 전류의 흐름은 여전히 사선 방향이므로 표면의 불량에 의한 영향을 받지 않는다.

실시예에 따라, 상기 입력단(100)의 양 쪽 영역에는 상기 트렌치(125)보다 얕은 소자 분리막(12)이 형성될 수 있다. 상기 얕은 소자 분리막(12)의 일 예로는 STI(Shallow Trench Isolation), 로코스(LOCOS) 산화막 등이 적용될 수 있다.

바람직하게는, 상기 얕은 소자 분리막(12)은 상기 입력단(100)의 입력 컨택 영역(110)에 접촉하도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 입력단(100)의 입력 컨택 영역(110)과 센싱단(300)의 센싱 컨택 영역(310) 간 간섭을 상쇄시킴으로써 감지(센싱) 신뢰도를 높일 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 홀 센서의 입력단(100)은 중간 포인트 컨택(mid-point contact)을 갖도록 도 1에 도시된 입력단(100)의 트렌치(125) 깊이보다 얕은 깊이를 갖는 트렌치(124) 구조로 형성될 수 있다. 입력단(100)의 주변에 위치하는 접지단(200)의 트렌치(225a, 225b)보다는 작은 깊이로 형성될 수도 있다. 그리고 상기 트렌치(124)의 측면에 형성된 절연막(120); 및 상기 트렌치(124)의 하부 영역에 형성된 P형의 입력 컨택 영역(110)을 포함할 수 있다. 상기 트렌치의 내부에는 전도체(130)이 형성될 수 있다. 도 4와 같이 입력단(100)의 트렌치(124) 깊이는 소자 특성상 목표로 하는 전류 경로의 형태에 따라 다양하게 변경되어 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 리세스드 센싱 컨택(recessed sensing contact) 구조를 갖는 수직형 홀 센서를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 홀 센서의 센싱단(300)은 트렌치 구조로 형성될 수 있다.

구체적으로, 각 센싱단(300)은 일정 깊이로 형성된 트렌치(325); 상기 트렌치(325)의 측면에 형성된 절연막(320); 및 상기 트렌치(325)의 하부 영역에 형성된 P형의 센싱 컨택 영역(310)을 포함할 수 있다. 상기 트렌치(325)의 내부에는 전도체(330)가 형성될 수 있다. 결과적으로, 앞에 제시한 실시예와 달리 기판 표면으로부터 더 깊은 곳에 센싱 컨택 영역(310)을 형성할 수 있다. 이렇게 함으로써, 센싱 컨택 영역(310)도 기판 표면의 의한 영향을 받지 않고 자기장을 센싱할 수 있게 되어 자기장 센싱 능력이 더 커지게 된다.

상기 센싱단(300)의 트렌치 구조(325)는 다양한 깊이로 형성될 수 있다. 일 예로, 도 5와 같이 입력단(100) 및 접지단(200)의 트렌치보다 작은 깊이로 형성될 수도 있으며, 이와 달리 입력단(100) 및 접지단(200)의 트렌치와 동일한 깊이로 형성될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 예에 따른 홀 센서 모듈을 나타낸 상면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 예에 따른 홀 센서 모듈은 입력단(100)을 공통으로 2개의 수직형 홀 센서(A, B)가 십자 구조로 구성될 수 있다. 즉, 입력단(100)을 중심으로 상/하/좌/우 네 방향으로 각각 접지단(200) 및 센싱단(300)이 형성되어 전체적으로는 도 6과 같은 십자 구조로 구성될 수 있다.

도 6에 도시된 일 예에서는, 입력단(100) 및 4개의 접지단(200)은 트렌치 구조로 형성되어 상기 트렌치의 측면에는 절연막(120,220)가 형성되어 있으며, 4개의 센싱단(300)은 트렌치 구조가 아닌 센싱 컨택 영역(310)만이 기판(10) 내부에 형성되어 있는 기술 구성을 도시하고 있다. 상기 입력단(100) 및 접지단(200)의 트렌치 구조는 도 1 또는 도 4와 같이 구성될 수 있다. 또한, 도 5와 같이 센싱단(300) 또한 트렌치 구조로 형성된 수직형 홀 센서도 적용될 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 홀 센서 모듈을 나타낸 상면도이다.

먼저 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 예에 따른 홀 센서 모듈은 도 6에 도시된 전체 구성을 둘러싸도록 링 형태의 분리 구조(Isolation ground ring around periphery, 400)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 분리 구조(400)는 링 형태로 형성된 트렌치(425); 상기 트렌치(425)의 양 측면(내측면 및 외측면)에 형성된 절연막(420); 상기 트렌치의 하부 영역에 형성된 기판 컨택 영역(410); 상기 트렌치 내부에 형성된 전도체(430) 및 상기 전도체와 전기적으로 연결된 컨택 플러그(440)를 포함할 수 있다.

또는, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 예에 따른 홀 센서 모듈의 4개의 접지단(200)들은 하나의 링 형태의 트렌치 구조(225)로 구성되어 서로 연결된 구조로 형성될 수 있다. 그래서 수직형 홀 센서의 입력단(100)이 양극의 터미널이 되고, 하나의 링 형태(Ring-structure)의 깊은 트렌치 구조를 갖는 접지단(200)은 음극의 터미널을 가진 전극(deep trench negative terminal ring electrode)이 된다. 상기 수직형 홀 센서는 “Bull’s Eye” 또는 "Dart Board” 타입의 구조라고 볼 수 있다. 이와 같이 형성된 링 형태의 홀 센서 모듈은 링 형태로 형성된 트렌치(225); 상기 트렌치의 양측면(내측면 및 외측면)에 형성된 절연막(220); 상기 트렌치(225)의 하부 영역에 형성된 접지 컨택 영역(210); 상기 트렌치 내부에 형성된 전도체(230) 및 상기 전도체(230)과 전기적으로 연결된 컨택 플러그(240)를 포함할 수 있다. 이 경우에 따로 분리구조를 필요로 하지 않는다. 접지단(200)이 링 형태로 분리구조를 대신할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 예와는 달리, 본 발명에 따른 수직형 홀 센서의 입력단(100), 2개의 접지단(200) 및 2개의 센싱단(300)은 각각 N형의 컨택 영역을 포함하고, 각 N형의 컨택 영역은 N형의 웰 영역에 형성될 수도 있다. 이하 도 9 및 도 10을 통해 상세히 설명한다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 예에 따른 수직형 홀 센서를 나타낸 도면이다.

먼저 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 홀 센서는 P형 기판(10), 상기 P형 기판(10) 내 형성된 N형 웰인 센싱 영역(15), N형의 컨택 영역(115, 215, 315)을 각각 포함하는 입력단(100), 2개의 접지단(200) 및 2개의 센싱단(300)을 포함할 수 있다. 상기 입력단(100), 2개의 접지단(200) 및 2개의 센싱단(300)은 N형의 컨택 영역(115, 215, 315)을 포함하고, 상기 N형의 컨택 영역(115, 215, 315)은 N형 웰인 센싱 영역(15) 내 형성되는 기술 구성을 제외하고는 도 2 내지 도 9의 기술 구성과 동일한 바, 중복되는 사항에 대한 상세한 설명은 이하 생략한다. 여기서 분리영역(400)은 P형 기판(10)과 전기적인 연결을 위해 형성되며, N형 웰인 센싱 영역(15) 바깥 영역에 위치한다.

상기 N형 웰인 센싱 영역(15)은 N형의 도펀트인 P(인), As(비소) 등의 불순물을 이온 주입하여 형성된 리트로그래이드 웰(retrograded well) 을 사용한다. 기판 표면에서부터 기판의 바닥면으로 내려갈수록 더 높은 농도를 갖게 된다. 여기서 N형 웰인 센싱 영역(15)은 N형의 에피층으로 형성할 수도 있다. 또는 N형 도펀트로 이온 주입하고 확산시켜 형성된 웰(diffused well)을 사용할 수도 있다. 상기 입력단(100), 2개의 접지단(200) 및 2개의 센싱단(300)의 컨택 영역(115, 215, 315) 또한 P(인), As(비소) 등의 불순물을 이온 주입하여 형성할 수 있으며, 바람직하게는 상기 컨택 영역(115, 215,315)은 상기 센싱 영역(15)보다는 높은 불순물 농도로 이온 주입하여 형성될 수 있다. 접지단 및 센싱단, 입력단의 트렌치는 상기 N형 웰의 깊이보다 작게 형성한다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 홀 센서는 N형의 배리드 영역(17)을 더 포함할 수 있다.

상기 N형의 배리드 영역(17)은 입력단(100)의 입력 컨택 영역(110) 및 2개의 접지단(200)의 접지 컨택 영역(210)을 모두 포함하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 입력 컨택 영역(110)으로부터 각 접지 컨택 영역(210) 방향으로 형성되는 전류가 기판 표면에 미치는 영향을 최소화함으로써 센싱 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다. 또한 상기 N형의 배리드 영역(17)에서 전류 경로가 형성되기 때문에, 낮은 저항을 갖는 N형의 배리드 영역(17)에 의해 보다 많은 수평 전류를 확보할 수 있어 센싱능력이 증가한다. N형의 배리드 영역(17)은 N형 웰 영역(15) 보다 아래에 위치하면서 N형 웰 영역(15)보다 더 높은 농도로 형성한다. 여기서 분리영역(400)은 P형 기판(10)과 전기적인 연결을 위해 형성되며, N형 웰인 센싱 영역(15) 및 N형의 배리드 영역(17) 바깥 영역에 위치한다.

이하, 도 11 등을 통해 상기와 같은 수직형 홀 센서의 제작 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일 예에 따른 수직형 홀 센서의 제조 방법을 나타낸 도면이다.

도 11a에 도시된 바와 같이, P형의 반도체 기판(10)을 준비한다. 실시예에 따라 상기 P형의 반도체 기판(10)에는 STI(Shallow Trench Isolation) 및 로코스(LOCOS) 산화막 등의 얕은 소자 분리막(12)이 형성될 수 있다. 상기 STI 및 로코스 산화막은 적용가능한 다양한 공정을 통해 형성될 수 있다.

도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 P형의 기판(10) 상에 트렌치 마스크(1)를 형성하여 상기 P형의 기판(10) 상에 일정 깊이의 입력 트렌치(125) 및 2개의 접지 트렌치(225,225b)를 형성할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 공정을 통해 상기 2개의 접지 트렌치의 바깥 영역에는 분리 구조 형성을 위한 트렌치(425)를 추가적으로 형성할 수 있다. 한번의 마스크로 여러 개의 트렌치를 형성할 수 있으므로 제조 비용이 낮아질 수 있다.

도 11b에서는 입력단(100)의 입력 트렌치(125)와 2개의 접지단(200)의 접지 트렌치(225a,225b)가 동일한 깊이로 형성하는 구성을 도시하고 있으나, 실시예에 따라 상기 입력 트렌치(125)는 별도의 트렌치 마스크를 활용하여 상기 접지 트렌치(225,225b)와는 다른 깊이로 형성할 수 있다.

이하, 도 11c 등에서는 상기 센싱단(300)이 트렌치 구조로 형성되는 예를 도시하고 있지 않으나, 적용예에 따라 별도의 트렌치 마스크를 활용하여 센싱단의 센싱 트렌치를 형성할 수 있다.

상기와 같이 형성된 트렌치 내부에는 B11 또는 BF2 등의 불순물을 이온 주입함으로써 P형의 컨택 영역(110, 210, 410)을 형성한다. 설명의 편의를 위해 입력단(100)의 트렌치 내부에 형성된 컨택 영역은 입력 컨택 영역(110), 2개의 접지단(200)의 트렌치 내부에 각각 형성된 컨택 영역은 접지 컨택 영역(210). 별도의 분리 구조(400)의 트렌치 내부에 형성된 컨택 영역은 기판 컨택 영역(410)이라 명명한다.

상기 입력 컨택 영역(110), 2개의 접지 컨택 영역(210) 및 기판 컨택 영역(410)은 P형 반도체 기판(10)의 불순물 농도보다 높은 농도로 이온 주입될 수 있다.

도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 트렌치 구조의 측면에는 절연막(120, 220, 420)을 형성하고, 트렌치의 바닥면은 절연막이 형성되지 않는다. 상기 트렌치 구조의 내부에는 전도체(130, 230, 430)을 형성할 수 있다. 전도체로는 낮은 저항을 갖는 폴리실리콘 물질을 사용할 수 있다. 상기 절연막(120, 220, 420) 및 전도체(130, 230, 430)은 필요에 따라 에치백(etchback) 공정 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에 의해 형성될 수 있다.

도 11d에 도시된 바와 같이, 상기 입력단(100)의 입력 트렌치와 2개의 접지단(200)의 접지 트렌치 사이 영역에는 각각 P형의 센싱 컨텍 영역(310)을 형성한다. 이를 위해 별도의 마스크 공정 및 이온 주입 공정을 활용할 수 있다.

그리고 도시되지 않았지만, 깊은 트렌치 구조를 형성한 후에 게이트 및 소스/드레인 영역이 형성될 수 있다. 이어, 상기 기판(10) 또는 게이트 구조상에는 층간 절연막(20)을 형성하고, 상기 층간 절연막 (20)내부에 각각의 트렌치 영역 또는 컨택 영역을 전기적으로 연결하기 위한 컨택 플러그(140, 240, 340, 440)를 형성할 수 있다. 이를 위해, 별도의 마스크 공정을 이용한 에칭 공정 및 에칭 공정을 통해 식각된 내부 영역에 컨택 플러그를 형성하는 방법이 적용될 수 있다.

도 11a 내지 도 11d에서는 입력단 및 2개의 접지용단의 깊은 트렌치 구조를 형성한 이후에 상기 센싱단의 센싱 컨택 영역을 형성하는 방법을 도시하였으나, 상시 센싱 컨택 영역을 형성하는 단계는 상기 깊은 트렌치 구조의 형성 이전에 수행될 수도 있다.

그리고 도시되지 않았지만, 게이트 형성 이후에 깊은 트렌치 구조(125, 225a, 225b, 425) 구조를 형성할 수도 있다. 그렇게 하면 패터닝에 필요한 많은 마스크 스텝을 줄 일 수 있는 장점이 있다. 게이트 형성 후 깊은 트렌치를 형성하고 층간 절연막(20)을 형성하고, 상기 층간 절연막 (20)내부에 각각의 트렌치 영역 또는 컨택 영역을 전기적으로 연결하기 위한 컨택 플러그(140, 240, 340, 440)를 형성할 수 있다.

도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 다른 예에 따른 수직형 홀 센서의 제조 방법을 나타낸 도면이다.

도 12a에 도시된 바와 같이, 도 11a와 같이 P형의 반도체 기판(10)을 준비한다. 실시예에 따라 상기 P형의 반도체 기판(10)에는 STI(Shallow Trench Isolation) 및 로코스(LOCOS) 등의 소자 분리막(12)이 형성될 수 있다. 상기 STI 및 로코스 산화막은 적용가능한 다양한 공정을 통해 형성될 수 있다.

또한, 상기 P형 기판(10) 내부에 N형 웰인 센싱 영역(15)을 형성한다. 이를 위해 별도의 마스크 공정 및 불순물 이온 주입 공정이 수행될 수 있다. 일 예로, P(인), As(비소) 등의 불순물을 주입하여 상기 센싱 영역을 형성할 수 있다.

도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 N형의 센싱 영역(15)이 형성된 P형의 기판 (10)상에 트렌치 마스크(1)를 형성하여 상기 N형의 센싱 영역(또는, P형의 기판)에 일정 깊이의 입력 트렌치(125) 및 2개의 접지 트렌치(225a,225b)를 형성할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 공정을 통해 상기 센싱 영역의 바깥 영역에는 분리 구조 형성을 위한 트렌치(425)를 추가적으로 형성할 수 있다.

도 12b에서는 입력단의 입력 트렌치(125)와 2개의 접지단의 접지 트렌치(225a,225b)가 동일한 깊이로 형성하는 구성을 도시하고 있으나, 실시예에 따라 상기 입력 트렌치(125)는 별도의 트렌치 마스크를 활용하여 상기 접지 트렌치(225a,225b)와는 다른 깊이로 형성할 수 있다.

이하, 도 12b 등에서는 상기 센싱단이 트렌치 구조로 형성되는 예를 도시하고 있지 않으나, 적용예에 따라 별도의 트렌치 마스크를 활용하여 센싱단의 센싱 트렌치를 형성할 수 있다.

상기와 같이 형성된 트렌치 중 센싱 영역(15) 네 형성된 트렌치 내부에는 P(인), As(비소) 등의 불순물을 이온 주입함으로써 N형의 컨택 영역(115, 215)을 형성한다. 설명의 편의를 위해 입력단의 트렌치 내부에 형성된 컨택 영역은 입력 컨택 영역, 2개의 접지단의 트렌치 내부에 각각 형성된 컨택 영역은 접지 컨택 영역이라 명명한다.

상기 입력 컨택 영역 및 2개의 접지 컨택 영역은 N형 센싱 영역(15)의 불순물 농도보다 높은 농도로 이온 주입될 수 있다.

이와는 별도로, 상기와 같이 형성된 트렌치가 센싱 영역(15) 내 형성되지 않은 트렌치에는 B11 또는 BF2 등의 불순물을 이온 주입함으로써 P형의 기판 컨택 영역(410)을 형성할 수 있다.

도 12c에 도시된 바와 같이, 상기 트렌치 구조의 측면에는 절연막(120, 220, 420)을 형성하고, 트렌치 바닥면은 절연막을 제거한다. 상기 트렌치 구조의 내부에는 전도체(130, 230, 430)를 형성할 수 있다. 상기 절연막(120, 220, 420) 및 전도체(130, 230, 430)은 필요에 따라 에치백(etchback) 공정 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에 의해 형성될 수 있다.

도 12d에 도시된 바와 같이, 상기 입력단(100)의 입력 트렌치와 2개의 접지단(200)의 접지 트렌치 사이 영역에는 각각 N형의 센싱 컨텍 영역(315)을 형성한다. 이를 위해 별도의 마스크 공정 및 이온 주입 공정을 활용할 수 있다.

이어, 상기 기판 상에는 층간 절연막(20)을 형성하고, 상기 층간 절연막(20) 내부에 각각의 트렌치 영역 또는 컨택 영역을 전기적으로 연결하기 위한 컨택 플러그(140, 240, 340, 440)를 형성할 수 있다. 이를 위해, 별도의 마스크 공정을 이용한 에칭 공정 및 에칭 공정을 통해 식각된 내부 영역에 컨택 플러그를 형성하는 방법이 적용될 수 있다. 여기서도 도11에서 설명한 것처럼, 게이트 이전 또는 이후에 깊은 트렌치 구조를 형성할 수 있다. 또한 도시되지 않았지만, 상기 기판 내에 고농도 제2 도전형의 배리드 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 고농도 제2 도전형의 배리드 층은 저농도 N형의 센싱 영역(15) 이전에 형성할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 트렌치 마스크
10: 기판 12: 소자 분리막
15: 센싱 영역 20: 층간 절연막
100: 입력단 110: P형 입력 컨택 영역
115: N형 입력 컨택 영역 120: 절연막
125: 입력 트렌치
130: 전도체 140: 컨택 플러그
200: 접지단 210: P형 접지 컨택 영역
215: N형 접지 컨택 영역 220: 절연막
225: 접지 트렌치
230: 전도체 240: 컨택 플러그
300: 센싱단 310: P형 센싱 컨택 영역
315: N형 센싱 컨택 영역 320: 절연막
330: 전도체 340: 컨택 플러그
400: 분리 구조 410: P형 기판 컨택 영역
420: 절연막 425: 분리구조용 트렌치
430: 전도체
440: 컨택 플러그

Claims

제1 도전형의 기판;
상기 기판 내부 영역에 형성되는 제1 도전형의 입력 컨택 영역을 포함하고, 상기 입력 컨택 영역은 입력 전원과 전기적으로 연결되는 입력단;
가로 방향으로 상기 입력단과 양쪽으로 일정 간격 이격되어 형성된 트렌치, 상기 트렌치의 측면에 형성된 절연막, 및 상기 트렌치의 하부 영역에 형성되는 제1 도전형의 접지 컨택 영역을 각각 포함하고, 상기 접지 컨택 영역은 접지 전원과 전기적으로 연결되는 제1 접지단 및 제2 접지단; 및
가로 방향으로 상기 입력단 및 제1 접지단 사이 영역, 상기 입력단 및 제2 접지단 사이 영역인 상기 기판에 형성되는 제1 도전형의 센싱 컨택 영역을 각각 포함하고, 상기 센싱 컨택 영역은 발생되는 홀 전압을 감지하는 제1 센싱단 및 제2 센싱단을 포함하고,
상기 제1 도전형의 접지 컨택 영역과 상기 제1 도전형의 센싱 컨택 영역은 서로 같은 도전형인 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서.
제 1항에 있어서,
상기 입력단은,
일정 깊이로 형성된 트렌치, 및
상기 트렌치에 형성된 전도체를 더 포함하고,
상기 입력 컨택 영역은 상기 입력단의 트렌치의 하부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서.
제 2항에 있어서,
상기 입력단의 트렌치는,
상기 제1 접지단 및 제2 접지단의 트렌치의 깊이보다 작거나 같은 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서.
제 1항에 있어서,
상기 제1 센싱단 및 제2 센싱단은,
일정 깊이로 형성된 트렌치, 및
상기 트렌치의 측면에 형성된 절연막를 더 포함하고,
상기 제1 센싱단 및 제2 센싱단의 센싱 컨택 영역은 각각 상기 제1 센싱단 및 제2 센싱단의 트렌치의 하부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서.
제 4항에 있어서,
상기 제1 센싱단 및 제2 센싱단의 트렌치는,
각각 상기 제1 접지단 및 제2 접지단의 트렌치의 깊이보다 작거나 같은 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서.
제 1항에 있어서,
상기 제1 접지단 및 제2 접지단의 트렌치는, 링 형태로 형성되어 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서.
제 1항에 있어서,
상기 제1 접지단 및 제2 접지단을 감싸도록 형성된 링 형태의 분리 구조;를 더 포함하는 수직형 홀 센서.
제 1항에 있어서,
상기 기판 상에 형성된 층간 절연막;을 더 포함하고,
상기 입력 컨택 영역, 접지 컨택 영역, 센싱 컨택 영역과 각각 전기적으로 연결되는 컨택 플러그;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서.
제 1항에 있어서,
상기 입력단과 제1 센싱단 및 상기 입력단과 제2 센싱단 사이 영역에 형성되는 제1 소자 분리막; 및
상기 제1 센싱단과 제1 접지단 및 제2 센싱단과 제2 접지단 사이 영역에 형성되는 제2 소자 분리막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서.
제 1항에 있어서,
상기 기판 내에 형성된 제2 도전형의 웰인 센싱 영역을 더 포함하고,
상기 입력 컨택 영역, 접지 컨택 영역 및 센싱 컨택 영역은 상기 제2 도전형의 웰인 센싱 영역에 형성되는 수직형 홀 센서.
제 1항에 있어서,
상기 기판 내에 고농도 제2 도전형의 배리드 층을 더 포함하고, 상기 입력 컨택 영역, 접지 컨택 영역 및 센싱 컨택 영역이 상기 고농도 제2 도전형의 배리드 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서.
제1 항에 따른 수직형 홀 센서의 입력단을 공통으로,
다른 수직형 홀 센서가 십자 구조로 구성되는 홀 센서 모듈.
기판에 제1 깊이의 입력 트렌치, 및 상기 입력 트렌치와 양쪽으로 일정 간격만큼 이격시켜 제2 깊이의 접지 트렌치를 형성하는 단계;
상기 입력 및 접지 트렌치의 하부에 제1 도전형의 입력 및 접지 컨택 영역을 각각 형성하는 단계;
상기 입력 및 접지 트렌치의 측면에 절연막을 형성하는 단계;
상기 입력 및 접지 트렌치 내 전도체를 형성하는 단계;
상기 입력 트렌치와 상기 접지 트렌치 사이 영역인 상기 기판 내부 영역에 제1 도전형의 센싱 컨택 영역을 형성하는 단계;
상기 기판 상에 층간 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 층간 절연막에 상기 입력, 접지 및 센싱 컨택 영역과 전기적으로 연결되는 복수의 컨택 플러그를 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 도전형의 접지 컨택 영역과 상기 제1 도전형의 센싱 컨택 영역은 서로 같은 도전형인 것을 특징으로 하는 수직형 홀 센서의 제조 방법.
제 13항에 있어서,
상기 기판에 고농도 제2 도전형의 배리드 층을 형성하는 단계: 및
상기 기판에 저농도 제2 도전형의 센싱 영역을 형성하는 단계;를 더 포함하는 수직형 홀 센서의 제조 방법.