php 7 – Adicionar itens em arrays multidimensionais de forma automática com php


Estou tentando inserir um ou mais itens em uma array multidimensional para que fique tipo uma arvore ginecológica…
Ex:

array (size=1)
     1=> 
    array (size=12)
      'cate_id' => string '1' (length=1)
      0 => string '1' (length=1)
      'cate_sub_id' => null
      1 => null
      'cate_name' => string 'Geral' (length=5)
      2 => string 'Geral' (length=5)
      'cate_slug' => string 'geral' (length=5)
      3 => string 'geral' (length=5)
      'sub_2' => 
        array (size=10)
          'cate_id' => string '2' (length=1)
          0 => string '2' (length=1)
          'cate_sub_id' => string '1' (length=1)
          1 => string '1' (length=1)
          'cate_name' => string 'Eletrônicos' (length=12)
          2 => string 'Eletrônicos' (length=12)
          'cate_slug' => string 'eletronicos' (length=11)
          3 => string 'eletronicos' (length=11)
      'sub_3' => 
        array (size=10)
          'cate_id' => string '3' (length=1)
          0 => string '3' (length=1)
          'cate_sub_id' => string '1' (length=1)
          1 => string '1' (length=1)
          'cate_name' => string 'sub2' (length=4)
          2 => string 'sub2' (length=4)
          'cate_slug' => string 'sub2teste' (length=9)
          3 => string 'sub2teste' (length=9)

Preciso que o item sub_3 fique dentro de sub_2, assim como sub_2 está dentro do item 1, de forma automática, pois irei tratar com dados de vem do DB. Ou seja, pode acontecer também de adicionar um item sub_4 dentro da array sub_3, e assim vai…
pensei em uma maneira de buscar essa array sub_2 pela KEY, e adicionar diretamente na KEY o item sub_3, mas não encontro nada relacionado a isso…

Alguém pode ajudar? Estou a horas tentando, quase enlouquecendo…