[發明專利]電流傳感器設備

在審

• 申請號: 202111136296.6
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN114252679A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: L·巴爾比;F·蒙查爾;S·維斯;L·通貝茲
• 申請（專利權）人: 邁來芯電子科技有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 黃嵩泉;張鑫

本發明涉及一種電流傳感器設備，包括：具有有源表面的硅襯底，第一感測區域，被設置在硅襯底的有源表面的第一邊緣附近，第一感測區域包括至少一個第一磁感測元件和至少四個接觸墊，第二感測區域，被設置在硅襯底的有源表面的第二邊緣附近，第二邊緣與第一邊緣基本上相對，第二感測區域包括至少一個第二磁感測元件和至少四個接觸墊，處理電路，被設置在硅襯底中，并經由線接合和/或再分布層與第一和第二感測區域的接觸墊電連接，并被布置成用于基于從第一感測區域的至少一個第一磁感測元件接收到的信號得出第一信號，用于基于從第二感測區域的至少一個第二磁感測元件接收到的信號得出第二信號并用于計算第一和第二信號之間的差。

技術領域

本發明總體上涉及集成電流傳感器結構領域。

背景技術

傳感器被廣泛用于電子設備中以測量環境的屬性并報告測量到的傳感器值。具體而言，磁傳感器用于例如在諸如汽車之類的運輸系統中測量磁場。磁傳感器可以包含霍爾效應傳感器或磁阻材料，霍爾效應傳感器生成與和通過導體或磁阻材料的電流相關聯的所施加的磁場成比例的輸出電壓，磁阻材料的電阻響應于外部磁場而改變。

傳統的基于霍爾效應元件的電流傳感器在本領域中是眾所周知的。霍爾效應是跨導電材料(諸如導線)產生的電壓差(霍爾電壓)，該電壓差與材料中的電流并且與和電流垂直的所施加的磁場相交。電壓差可以被測得，并且如果所施加的磁場是已知的，可以推斷出導電材料中的電流。此類電流傳感器可以被稱為磁電流傳感器。

另一種類型的傳統電流傳感器使用磁阻元件，磁阻元件響應于與通過導體的電流相關聯的磁場而改變電阻。固定的電流被引導通過磁阻元件，從而生成與磁場成比例的電壓輸出信號。這種類型的傳統電流傳感器使用安裝在電介質材料(例如電路板)上的各向異性磁阻(AMR)元件。

各種參數表征了電流傳感器的性能，包括靈敏度和線性度。靈敏度與磁阻元件的電阻改變或霍爾效應元件響應于磁場改變的輸出電壓改變相關。線性度與磁阻元件的電阻或霍爾效應元件的輸出電壓與磁場成直接線性比例變化的程度有關。

在CMOS集成電路上實現的硅基霍爾傳感器由于它們對集成的合適性已經被廣泛采用。然而，該類型的解決方案的一個已知缺點是電流傳感器結構的較差信噪比。

一種用于增加電流傳感器結構靈敏度的已知的方法是使用在III-V半導體材料(例如GaAs)而不是Si上制造的霍爾效應元件。

因此，需要一種被設計成使得與目前市場上的現有技術的解決方案相比，獲得了改善的靈敏度的電流傳感器設備。

發明內容

本發明的實施例的目的在于提供一種電流傳感器設備，該設備允許增加的信噪比，同時使制造成本得到控制。

上述目的通過根據本發明的解決方案來實現。

在第一方面中，本發明涉及一種電流傳感器設備，該電流傳感器設備包括：

-硅襯底，該硅襯底具有有源表面，

-第一感測區域，第一感測區域被設置在硅襯底的有源表面的第一邊緣附近，第一感測區域包括由第一復合半導體材料制成的至少一個第一磁感測元件和至少四個接觸墊，

-第二感測區域，第二感測區域被設置在硅襯底的有源表面的第二邊緣附近，所述第二邊緣與第一邊緣基本上相對，所述第二感測區域包括由第二復合半導體材料制成的至少一個第二磁感測元件和至少四個接觸墊，

-處理電路，處理電路被設置在所述硅襯底中，并經由線接合和/或再分布層與第一感測區域和第二感測區域的接觸墊電連接，并被布置成用于基于從第一感測區域的至少一個第一磁感測元件接收到的信號得出第一信號，用于基于從第二感測區域的至少一個第二磁感測元件接收到的信號得出第二信號并用于計算第一信號和第二信號之間的差。