栅控埋沟霍尔器件及其制造方法和使用方法

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种栅控埋沟霍尔器件，还涉及一种栅控埋沟霍尔器件的制造方法，以及一种使用栅控埋沟霍尔器件进行测量的方法。

背景技术：

1、霍尔器件是一种利用霍尔效应的固态电子器件，能够将磁场信号转换为电信号。在一些应用场合，用户希望霍尔器件能够具有更高的灵敏度。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种灵敏度高的栅控埋沟霍尔器件。

2、一种栅控埋沟霍尔器件，包括：第二导电类型阱区；第一导电类型阱区，位于所述第二导电类型阱区中且靠近所述第二导电类型阱区的表面设置；所述第一导电类型和第二导电类型为相反的导电类型；栅介电层，位于所述第一导电类型阱区上；栅极，位于所述栅介电层上；至少4个第一导电类型接触区，位于所述第一导电类型阱区的四周；在所述栅控埋沟霍尔器件工作时，所述第一导电类型接触区中的两个作为一对偏置电极、两个作为一对感应电极，所述一对偏置电极的其中一个用于输入电能、另一个用于输出电能，所述一对感应电极用于读取霍尔电压或霍尔电流，所述栅极被配置为在所述栅控埋沟霍尔器件工作时被施加正电压。

3、上述栅控埋沟霍尔器件在工作时，器件中一部分载流子被第二导电类型阱区和第一导电类型阱区组成的pn结吸引、另一部分载流子被栅极的栅压吸引，最终形成隐埋的导电沟道。由于沟道距离器件表面一定距离，因此能够有效减少表面散射和表面态的影响。这种设计使得有效载流子在器件中的迁移更加高效，从而能够提高霍尔器件的灵敏度。

4、在其中一个实施例中，所述栅控埋沟霍尔器件工作时施加的栅极电压为vg，vt

5、在其中一个实施例中，所述第一导电类型阱区的结深不大于各所述第一导电类型接触区的结深，各所述第一导电类型接触区位于所述第二导电类型阱区中。

6、在其中一个实施例中，各所述第一导电类型接触区的掺杂浓度大于所述第一导电类型阱区的掺杂浓度。

7、在其中一个实施例中，所述第一导电类型阱区的横截面为正八边形，各所述第一导电类型接触区中至少有4个分别贴近所述正八边形的两组对边设置，且所述两组对边两两不相邻。

8、在其中一个实施例中，所述栅控埋沟霍尔器件还包括位于所述第二导电类型阱区中的第二导电类型接触区，所述第二导电类型接触区的掺杂浓度大于所述第二导电类型阱区的掺杂浓度；所述栅控埋沟霍尔器件工作时，所述第二导电类型接触区接地。

9、在其中一个实施例中，一部分第一导电类型接触区是偏置电极接触区，另一部分第一导电类型接触区是感应电极接触区，所述栅控埋沟霍尔器件包括4个偏置电极接触区和4个感应电极接触区，各偏置电极接触区和感应电极接触区在所述第一导电类型阱区的四周交替设置，每个偏置电极接触区的长度大于每个感应电极接触区的长度，且每个偏置电极接触区的横截面积大于每个感应电极接触区的横截面积；在所述栅控埋沟霍尔器件工作时，作为一对感应电极的接触区是最靠近用于输入电能的偏置电极的两个感应电极接触区。

10、在其中一个实施例中，所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型。

11、在其中一个实施例中，所述栅极的材料为第一导电类型掺杂的多晶硅。

12、在其中一个实施例中，栅控埋沟霍尔器件还包括包围所述第二导电类型接触区、第一导电类型阱区及各第一导电类型接触区的隔离槽结构，所述隔离槽结构的材料为绝缘材料。

13、还有必要提供一种使用栅控埋沟霍尔器件进行测量的方法。

14、一种使用栅控埋沟霍尔器件进行测量的方法，所述栅控埋沟霍尔器件包括：第二导电类型阱区；第一导电类型阱区，位于所述第二导电类型阱区中且靠近所述第二导电类型阱区的表面设置；所述第一导电类型和第二导电类型为相反的导电类型；栅介电层，位于所述第一导电类型阱区上；栅极，位于所述栅介电层上；至少4个第一导电类型接触区，位于所述第一导电类型阱区的四周；所述方法包括：将第一导电类型接触区中的两个作为一对偏置电极的接触区，使电流通过所述栅控埋沟霍尔器件，并对所述栅极施加栅极电压；将所述第一导电类型接触区中的两个作为一对感应电极的接触区，读取霍尔电压或霍尔电流。

15、上述使用栅控埋沟霍尔器件进行测量的方法，在器件工作时，一部分载流子被第二导电类型阱区和第一导电类型阱区组成的pn结吸引、另一部分载流子被栅极的栅压吸引，最终形成隐埋的导电沟道。由于沟道距离器件表面一定距离，因此能够有效减少表面散射和表面态的影响。这种设计使得有效载流子在器件中的迁移更加高效，从而能够提高霍尔器件的灵敏度。

16、在其中一个实施例中，所述对所述栅极施加栅极电压的步骤中，栅极电压为vg，vt

17、在其中一个实施例中，一部分第一导电类型接触区是偏置电极接触区，另一部分第一导电类型接触区是感应电极接触区，所述栅控埋沟霍尔器件包括4个偏置电极接触区和4个感应电极接触区，各偏置电极接触区和感应电极接触区在所述第一导电类型阱区的四周交替设置，每个偏置电极接触区的长度大于每个感应电极接触区的长度，且每个偏置电极接触区的横截面积大于每个感应电极接触区的横截面积；所述将所述第一导电类型接触区中的两个作为一对感应电极的接触区的步骤，是将最靠近用于输入电能的偏置电极的两个感应电极接触区作为感应电极的接触区。

18、在其中一个实施例中，所述栅控埋沟霍尔器件还包括位于所述第二导电类型阱区中的第二导电类型接触区，所述第二导电类型接触区的掺杂浓度大于所述第二导电类型阱区的掺杂浓度；所述方法还包括：在所述读取霍尔电压或霍尔电流的步骤之前，将所述第二导电类型接触区接地。

19、还有必要提供一种栅控埋沟霍尔器件的制造方法。

20、一种栅控埋沟霍尔器件的制造方法，包括：获取具有第一导电类型阱区和第二导电类型阱区的晶圆；所述第一导电类型阱区位于所述第二导电类型阱区中且靠近所述第二导电类型阱区的表面设置；所述第一导电类型和第二导电类型为相反的导电类型；在所述晶圆的第一主面形成栅介电层；在所述栅介电层上形成栅极；在所述第一导电类型阱区的四周形成至少4个第一导电类型接触区。

21、上述栅控埋沟霍尔器件的制造方法形成的栅控埋沟霍尔器件，在器件工作时，一部分载流子被第二导电类型阱区和第一导电类型阱区组成的pn结吸引、另一部分载流子被栅极的栅压吸引，最终形成隐埋的导电沟道。由于沟道距离器件表面一定距离，因此能够有效减少表面散射和表面态的影响。这种设计使得有效载流子在器件中的迁移更加高效，从而能够提高霍尔器件的灵敏度。

1.一种栅控埋沟霍尔器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的栅控埋沟霍尔器件，其特征在于，所述栅控埋沟霍尔器件工作时施加的栅极电压为vg，vt

3.根据权利要求1所述的栅控埋沟霍尔器件，其特征在于，所述第一导电类型阱区的结深不大于各所述第一导电类型接触区的结深，各所述第一导电类型接触区位于所述第二导电类型阱区中，各所述第一导电类型接触区的掺杂浓度大于所述第一导电类型阱区的掺杂浓度。

4.根据权利要求1所述的栅控埋沟霍尔器件，其特征在于，所述第一导电类型阱区的横截面为正八边形，各所述第一导电类型接触区中至少有4个分别贴近所述正八边形的两组对边设置，且所述两组对边两两不相邻；和/或

5.根据权利要求1所述的栅控埋沟霍尔器件，其特征在于，一部分第一导电类型接触区是偏置电极接触区，另一部分第一导电类型接触区是感应电极接触区，所述栅控埋沟霍尔器件包括4个偏置电极接触区和4个感应电极接触区，各偏置电极接触区和感应电极接触区在所述第一导电类型阱区的四周交替设置，每个偏置电极接触区的长度大于每个感应电极接触区的长度，且每个偏置电极接触区的横截面积大于每个感应电极接触区的横截面积；

6.根据权利要求1-5中任一项所述的栅控埋沟霍尔器件，其特征在于，所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型。

7.一种使用栅控埋沟霍尔器件进行测量的方法，其特征在于，所述栅控埋沟霍尔器件包括：

8.根据权利要求7所述的使用栅控埋沟霍尔器件进行测量的方法，其特征在于，所述对所述栅极施加栅极电压的步骤中，栅极电压为vg，vt

9.根据权利要求7所述的使用栅控埋沟霍尔器件进行测量的方法，其特征在于，一部分第一导电类型接触区是偏置电极接触区，另一部分第一导电类型接触区是感应电极接触区，所述栅控埋沟霍尔器件包括4个偏置电极接触区和4个感应电极接触区，各偏置电极接触区和感应电极接触区在所述第一导电类型阱区的四周交替设置，每个偏置电极接触区的长度大于每个感应电极接触区的长度，且每个偏置电极接触区的横截面积大于每个感应电极接触区的横截面积；

10.一种栅控埋沟霍尔器件的制造方法，包括：