包括无源磁电式换能器结构的半导体器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108231997A(43)申请公布日2018.06.29(21)申请号201711407051.6(22)申请日2017.12.22(30)优先权数据16206528.82016.12.22EP(71)申请人迈来芯保加利亚有限公司地址保加利亚索非亚(72)发明人J-W·博森斯J·比尔保德门迪萨巴尔(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人李炜黄嵩泉(51)Int.Cl.H01L41/12(2006.01)H01L41/25(2013.01)权利要求书3页说明书15页附图20页(54)发明名称包括无源磁电式换能器结构的半导体器件(57)摘要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。CN108231997ACN108231997A权利要求书1/3页1.一种半导体器件，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。2.根据权利要求1所述的半导体器件，-进一步包括半导体开关(SW1)，所述半导体开关(SW1)电连接至所述无源磁电式换能器结构(ME1)，所述开关(SW1)具有第一端子(21)和第二端子(22)以及控制端子(23)，所述开关(SW1)被适配用于根据在所述控制端子(23)处呈现的信号来选择性地将所述开关(SW1)的第一端子(21)和第二端子进行电连接和断开连接；-所述无源磁电式换能器结构(ME1)具有电连接至所述开关(SW1)的所述控制端子(23)的第一端子(11)，并且具有电连接至所述开关(SW1)的所述第一端子(21)的第二端子(12)，并且被适配用于断开或闭合所述开关(SW1)。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述半导体开关(SW1)是具有作为所述控制端子(23)的栅极(G)、以及作为所述第一端子(21)的源极(S)以及作为所述第二端子(22)的漏极(D)的场效应晶体管；或者其中，所述半导体开关(SW1)是具有作为所述控制端子(23)的栅极(G)、以及作为所述第二端子(22)的源极(S)以及作为所述第一端子(21)的漏极(D)的场效应晶体管。4.根据以上权利要求中任一项所述的半导体器件，其中，所述磁电式换能器结构(ME1)被安装到衬底(37)上或者被安排在封装体内部，其方式为使得所述磁电式换能器结构在第一方向(X)上具有第一刚度或第一弹性模量(E1)，并且在垂直于所述第一方向的第二方向(Y)上具有不同于所述第一刚度或第一弹性模量的第二刚度或第二弹性模量(E2)。5.根据以上权利要求中任一项所述的半导体器件，-其中，所述磁电式换能器结构(ME1)在所述磁电式换能器结构(ME1)的表面区域的主要部分上借助于弹性连接、并且在所述磁电式换能器结构(ME1)的表面区域的次要部分上借助于具有至少2.0的长宽比的细长带被连接至衬底；-和/或其中，所述磁电式换能器结构(ME1)在所述换能器结构的中心部分上被柔性地安装到衬底并且在至少两个不同位置处被固定地连接至所述衬底，以便在磁场被施加时减小所述换能器结构在这些位置之间的机械膨胀或收缩；-和/或其中，所述磁电式换能器结构(ME1)在所述换能器结构的中心部分上被柔性地安装到封装体并且在至少两个不同位置处被固定地连接至所述封装体，以便在磁场被施加时减小所述换能器结构在这些位置之间的机械膨胀或收缩；-和/或其中，所述半导体器件进一步包括细长元件，所述细长元件的刚度或弹性模量高于所述磁电式换能器结构(ME)的刚度或弹性模量，所述细长元件在至少两个不同位置处被安装到所述换能器结构(ME)，以便在磁场被施加时减小所述换能器结构在这些位置之间的机械膨胀或收缩。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体器件，其中，所述无源磁电式换能器结构(ME1)包括磁致伸缩层(33)，所述磁致伸缩层紧密地机械耦合到压电层或压电元件(35)，并且可选地，其中，所述压电层或压电元件(35)包括从由AlN、ZnO、AlScN、PZT和AlGaN组成的组中选择的压电材料；2CN108231997A权利要求书2/3页并且可选地，其中，所述压电层(35)包括细长元件，所述细长元件的刚度或弹性模量高于所述磁电式换能器结构