[實用新型]垂直霍爾效應器件以及垂直霍爾效應傳感器

有效

• 申請號: 201320376729.X
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN203630326U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 烏多·奧塞爾勒基納;馬里奧·莫茨
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07;H01L43/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關申請的引用

本申請為于2011年2月8日提交的美國申請序號13/022,844的部分繼續申請。該相關申請的全部內容據此并入本文中，以作參考。

技術領域

本實用新型主要涉及霍爾效應器件，更具體地，涉及垂直霍爾效應器件以及垂直霍爾效應傳感器。

背景技術

霍爾效應器件通常用于傳感器應用中，用于非接觸式傳感磁場。圖1示出了傳統霍爾板100。霍爾板100通過沿著在第一和第二電源端子S₁、S₂之間的第一軸106提供預定電流104工作。根據霍爾原理（以及由108所示的洛倫茲右手定則），磁場B的存在使得在電流104的流動期間以速度v運行的帶正電的粒子（例如，空穴110）沿著第二軸112在F的方向“操縱”或偏轉，從而在霍爾效應端子H₁和H₂之間引起電壓差。這些帶電粒子的“操縱”或偏轉量取決于磁場B的大小，從而H₁和H₂之間的電壓差的大小與磁場B的大小成比例。因此，在具有預定電流104時，測量霍爾效應端子H₁和H₂間的電壓，從而提供磁場B的精確測量。

下面要更詳細地理解的是，本公開涉及改進的霍爾效應測量技術。

實用新型內容

本實用新型一方面提供了一種垂直霍爾效應傳感器，設置在半導體基板上，包括：第一導電霍爾效應區域，被布置在所述半導體基板的表面之下；至少兩個電源端子，被布置為向所述第一導電霍爾效應區域供應電能；至少一個霍爾信號端子，被布置為提供來自所述第一導電霍爾效應區域的第一霍爾信號，所述第一導電霍爾信號指示與所述半導體基板的表面平行并且作用在所述第一霍爾效應區域上的磁場；其中，所述至少兩個電源端子中的一個或多個或所述至少一個霍爾信號端子中的一個或多個包括施加觸點和感測觸點；以及反饋控制電路，包括：輸出端，連接至所述施加觸點并且具有第一阻抗，輸入端，其連接至所述感測觸點并且具有第二阻抗，所述第二阻抗高于所述第一阻抗，以及反饋回路，調節所述反饋控制電路的所述輸出端上的電位，直到所述反饋控制電路的所述輸入端上的電位等于參考電位。

進一步地，所述參考電位為預定參考電位。

進一步地，所述參考電位對應于在感測觸點上測量的電位。

進一步地，所述至少兩個電源端子和所述至少一個霍爾信號端子包括各自的施加觸點和各自的感測觸點。

進一步地，在使用所述各個感測觸點監測施加給所述各自的施加觸點的所述各自的電位時，所述反饋電路將不同的參考電位同時施加給所述各個施加觸點。

進一步地，各個電源端子和各個霍爾信號端子包括各自的施加觸點和各自的感測觸點，其中，所述反饋回路將至少三個不同的參考電位同時施加給所述各個感測觸點。

進一步地，所述第一霍爾信號源自流至所述施加觸點的電流，或者源自從所述施加觸點流出的電流。

進一步地，所述垂直霍爾效應傳感器以旋轉電流方案進行操作，所述旋轉電流方案在操作期間重復地交換電源端子和霍爾信號端子。

進一步地，所述垂直霍爾效應傳感器進一步包括：第二導電霍爾效應區域，被布置在所述半導體基板表面之下，并且通過隔離結構與所述第一導電霍爾效應區域分離；至少兩個電源端子，被布置為向所述第二導電霍爾效應區域供應電能；至少一個霍爾信號端子，被布置為提供來自所述第二霍爾效應區域的第二霍爾信號，所述第二導電霍爾信號指示作用在所述第二霍爾效應區域上的磁場；以及其中，所述磁場的值通過采用所述第一霍爾信號和所述第二霍爾信號之間的差導出。

本實用新型的另一方面提供了一種垂直霍爾效應器件，包括：導電槽，具有第一導電類型并且被設置在半導體基板內；隔離結構，被布置在所述槽的周界周圍，以將所述槽與位于所述周界外部的其他半導體器件電氣隔離；多個觸點對，在所述第一槽內具有各自的第一觸點和各自的第二觸點，其中，所述各自的第一觸點沿著與第一軸平行的第一線布置，其中，所述各自的第二觸點沿著與所述第一軸平行的第二線設置，其中，第一和第二線彼此間隔開，使所述各自的第一觸點和所述各自的第二觸點關于所述第一軸對稱地隔開；以及控制器，被配置為在第一時間同時將第一電位施加給第一觸點對的施加觸點，將第二電位施加給第二觸點對的施加觸點，并且將第三電位施加給第三觸點對的施加觸點；所述控制器進一步被配置為測量所述第一觸點對、所述第二觸點對或所述第三觸點對的感測觸點的霍爾效應電流；同時施加所述第一電位、所述第二電位以及所述第三電位。