[发明专利]包括无源磁电式换能器结构的半导体器件

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

-无源磁电式换能器结构，被适配用于通过由磁场引起的机械应力来产生电荷，

-半导体开关，所述半导体开关电连接至所述无源磁电式换能器结构，所述半导体开关具有第一端子和第二端子以及控制端子，所述半导体开关被适配用于根据在所述控制端子处呈现的信号来选择性地将所述半导体开关的第一端子和第二端子进行电连接和断开连接；以及

-半导体衬底，

其中，所述半导体开关被嵌入在所述半导体衬底中，

其特征在于，所述半导体衬底进一步包括弹性体层，

其中，所述无源磁电式换能器结构被安装到所述弹性体层，并且

其中，所述无源磁电式换能器结构具有电连接至所述半导体开关的所述控制端子的第一端子。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述无源磁电式换能器结构具有电连接至所述半导体开关的所述第一端子的第二端子。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，

其中，所述半导体开关是具有作为所述控制端子的栅极、以及作为所述第一端子的源极以及作为所述第二端子的漏极的场效应晶体管；

或者其中，所述半导体开关是具有作为所述控制端子的栅极、以及作为所述第二端子的源极以及作为所述第一端子的漏极的场效应晶体管。

4.根据权利要求1至3中的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被安装到所述半导体衬底上或者被安排在封装体内部，其方式为使得所述无源磁电式换能器结构在第一方向上具有第一刚度或第一弹性模量，并且在垂直于所述第一方向的第二方向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。

5.根据权利要求1至3中的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在所述无源磁电式换能器结构的表面区域的主要部分上借助于弹性连接、并且在所述无源磁电式换能器结构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所述半导体衬底；

-和/或其中，所述无源磁电式换能器结构在所述无源磁电式换能器结构的中心部分上被柔性地安装到所述半导体衬底并且在至少两个不同位置处被固定地连接至所述半导体衬底，以便在磁场被施加时减小所述无源磁电式换能器结构在这些位置之间的机械膨胀或收缩；

-和/或其中，所述无源磁电式换能器结构在所述无源磁电式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无源磁电式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无源磁电式换能器结构的刚度或弹性模量，所述细长元件在至少两个不同位置处被安装到所述无源磁电式换能器结构，以便在磁场被施加时减小所述无源磁电式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3中的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包括磁致伸缩层，所述磁致伸缩层紧密地机械耦合到压电层或压电元件。

7.根据权利要求6所述的半导体器件，

其中，所述压电层或压电元件包括从由AlN、ZnO、AlScN、PZT和AlGaN组成的组中选择的压电材料。

8.根据权利要求6所述的半导体器件，

其中，所述压电层包括细长元件，所述细长元件的刚度或弹性模量高于所述无源磁电式换能器结构的刚度或弹性模量，以便在磁场被施加时减小所述压电层在所述细长元件的纵向方向上的机械膨胀或收缩。

9.根据权利要求6所述的半导体器件，

其中，所述磁致伸缩层包括从由FeGa、FeCo、FeTb、FeCoSiB和FeCoB组成的组中选择的磁致伸缩材料。