[發明專利]基于半導體的霍爾傳感器

有效

• 申請號: 201310629910.1
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN104253208B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 李性宇;安熙伯
• 申請（專利權）人: 美格納半導體有限公司
• 主分類號: H01L43/06
• 分類號: H01L43/06;H01L43/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;李春暉

提供了一種霍爾傳感器。該霍爾傳感器包括布置在半導體襯底上的霍爾元件。該霍爾元件包括：感測區、第一電極、第二電極、第三電極、第四電極和摻雜區，該摻雜區布置在感測區上，感測區具有至少一個拐角或圓角。

相關申請的交叉引用

根據35U.S.C.§119（a），本申請要求2013年6月28日在韓國知識產權局提交的第10-2013-0075971號韓國專利申請的權益，其全部公開通過引用結合到本文用于所有目的。

背景技術

1.技術領域

下面的描述涉及霍爾傳感器或霍爾效應傳感器，以及涉及能夠降低失調電壓和提高霍爾電壓一致性的基于半導體的霍爾傳感器。

2.相關技術描述

霍爾傳感器或霍爾效應傳感器是通過使用霍爾效應來檢測磁場方向和大小的器件，在霍爾效應中，對電流流經的導體施加磁場，以在垂直于電流和磁場的方向上產生電壓。

由于霍爾傳感器能夠檢測磁場的方向和大小，因此可以被用于實現電子羅盤，并且基于半導體的霍爾傳感器被廣泛使用。這里，基于半導體的霍爾傳感器是指用互補金屬氧化物半導體（CMOS）實施的霍爾傳感器。

在傳統的霍爾傳感器或霍爾元件中，感測區形成在半導體襯底上。當從頂部看時，感測區通常形成十字形狀。此外，電極形成在十字形狀的感測區上。

因此，當磁場施加到具有上述配置的傳統霍爾傳感器時，4個電極中彼此相對的2個電極用于檢測電流，而另外2個電極用于檢測垂直于電流方向上產生的霍爾電壓。以這種方式，傳統的霍爾傳感器感測霍爾電壓，從而確定磁場的方向和大小。

在理想的霍爾元件中，當不施加外部磁場時，霍爾電壓為零（0）。然而，在實際的霍爾元件中，由于加工精度的問題，元件內部的電特性不一致，霍爾電極不對稱，即使不存在外部磁場時，也產生少量電壓。在不施加外部磁場時，當單位輸入電流在霍爾元件中流動時產生的輸出電壓稱為失調電壓。

然而，在具有這樣配置的傳統霍爾元件中，十字形狀的感測區導致加工精度變差。例如，由于十字形狀具有比其它形狀更多的直角拐角部分，十字形狀區域的角（corner）處的電磁場相當大，從而導致高的失調電壓。因此，用這樣的傳統霍爾元件，很難維持霍爾電壓的一致性。

發明內容

在一個總的方面，提供了包括布置在半導體襯底上的霍爾元件的霍爾傳感器，所述霍爾元件包括：第一導電類型的感測區、第一電極、第三電極、第二電極、第四電極和第二導電類型的摻雜區，感測區被配置成檢測磁場的變化，第一電極和第三電極彼此相對，并且被配置成測量感測區上的電流，第二電極和第四電極彼此相對，并且被布置成垂直于第一電極和第三電極，并且被配置成測量電壓的變化，第二導電類型的摻雜區被布置在感測區上，并且覆蓋半導體襯底的表面的一部分，其中，感測區具有至少一個拐角或圓角。

感測區可以具有至少一個拐角，拐角的邊長可以短于感測區的相鄰邊的長度。

感測區可以具有圓角。

第二導電類型的摻雜區可以具有比感測區更高的摻雜濃度。

感測區可以是磁感測區。

第一電極、第二電極、第三電極和第四電極可以各自是摻雜濃度高于感測區的N型區。

第一電極、第二電極、第三電極和第四電極可以各自被布置成具有較長長度的邊與感測區的中心相對。

第一電極、第二電極、第三電極和第四電極可以被布置成使得具有較長長度的邊相對于感測區外周面的切線成45°。

可以圍繞第一電極、第二電極、第三電極和第四電極的每一個形成絕緣層。

霍爾傳感器的總的方面還可以包括布置在感測區之外摻雜區之下的P型阱。