[其他]可集成的霍爾元件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87102998
• 申請日: 1987-04-25
• 公開（公告）號: CN87102998A
• 公開（公告）日: 1987-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 波波維克·拉迪沃耶;克羅斯·阿克西爾
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭迪斯和吉爾楚格股份公司
• 主分類號: H01L43/06
• 分類號: H01L43/06;H01L29/82;H01L27/22
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄒光新

本發(fā)明涉及具有兩個電流端和兩個傳感端的可集成的霍爾元件。

這種霍爾元件常被用在電表或功率表中來測量電流產(chǎn)生的磁場。

例如，歐洲專利148330A2中公開了一種最初描述的集成霍爾元件，這種霍爾元件（以下簡稱為垂直霍爾元件）測量與元件表面平行的磁場。

美國專利公報（4，253，107）公開了另一種最初描述的集成霍爾元件，用來與元件表面垂直的磁場，以下簡稱為水平霍爾元件。

本發(fā)明的目的是實現(xiàn)任意所需尺寸的霍爾元件，這種霍爾元件盡管做在十分薄的半導(dǎo)體層上也幾乎沒有非線性和1/f噪音。在本例中垂直霍爾元件的有效長度遠大于半導(dǎo)體的層厚度。

本發(fā)明的實施例通過附圖表示，并且在下文中將詳細描述。

圖1是數(shù)次分割霍爾元件的示意圖;

圖2a是數(shù)次分割的垂直霍爾元件的示意圖;

圖2b是數(shù)次分割的集成垂直霍爾元件的剖面圖;

圖3是復(fù)合電路中的集成垂直霍爾元件兩次分割的示意圖;

圖4是微分電路中的垂直霍爾元件兩次分割的示意圖;

圖5顯示出復(fù)合電路中另一種兩次分割的垂直霍爾元件;

圖6顯示出一個兩次分割的集成的垂直霍爾元件;

圖7是兩次分割的集成水平霍爾元件的剖面圖;

圖8是兩次分割的集成水平霍爾元件的俯示圖;

圖9a顯示出已知霍爾元件的等效電路圖;

圖9b是圖7和圖8所示水平霍爾元件的等效電路布線圖。

相同的標識數(shù)在各圖中都表示同樣的部分。

圖1中所示的數(shù)次分割的霍爾元件包括一個由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的直角平行六面體所組成的熟知霍爾元件，這個霍爾元件備有兩個電流端子C₁和C₂在平行六面體的兩側(cè)相對安置兩個傳感連接端S₁和S₂，而其余的兩個平行邊垂直于磁場H。這個熟知霍爾元件被至少一個分段面分割成幾個結(jié)構(gòu)，傳感連接端S₁和S₂的中心接點都處于同一結(jié)構(gòu)中和同一分段面上。每一個分段面既不必互相平行也不必垂直于霍爾元件中的電流密度方向。為了簡化起見，在圖中假設(shè)所有分段面互相平行并且垂直于電流密度方向，即，垂直于兩個電流端C₁和C₂的中心連接線。

在圖12a和2b中假設(shè)具有三個分段面，也就是有4個結(jié)構(gòu)，2、3和4。在圖2到圖8中假設(shè)只有一個分段面，也就是兩個結(jié)構(gòu)2和3。用假設(shè)具有彈性的電連接線將每一分段面兩邊的每一邊上的兩個點互相連接。這樣的點和這樣的連接線的數(shù)目在理論上是無限的。例如這些點對準成一條直線。假設(shè)圖1、圖3和圖5中的每一個分段面有7個連接端a至g，圖2a中每一分段面有5個連接端a至e圖2b中每一分段面有3個連接端a至c，并且假設(shè)圖6到圖8中每一個分段面有4個連接端a至d。在任何情況下，每一個分段面至少有兩個這樣的連接端a和b。至少必須有兩個等電位點被優(yōu)選為中間斷面點，這兩個點具有與傳感連接端S₁和S₂相同的電壓，即：中間斷面外側(cè)的兩個等電位點都要分別與兩個傳感連接端S₁和S₂相連接以使其承受電壓。

這樣，結(jié)構(gòu)1到4中的每一上表面和下表面上的幾個點中的至少兩個點被連接到相鄰結(jié)構(gòu)相應(yīng)符號表面上的一個等電位點上。

當平行安置產(chǎn)生四個結(jié)構(gòu)1到4相互空間分離時，假設(shè)具有彈性的連接端變長，由于這些連接端使圖1所示霍爾元件盡管結(jié)構(gòu)1到4相互分離仍能保持其完全的功能，就像沒有斷面存在一樣，這是由于連接端使等電位點互相連接。在圖1中，7個連接端a₁到g₁在結(jié)構(gòu)1和結(jié)構(gòu)2之間，7個連接端a₂到g₂在結(jié)構(gòu)2和結(jié)構(gòu)3之間，7個連接端在結(jié)構(gòu)3和結(jié)構(gòu)4之間。

在兩個靠外的結(jié)構(gòu)1和4的外表面上的點，被選定為等電壓點，將這些點互相電連接并連接到與相應(yīng)表面共同的電流端C₁或C₂上。即：附圖所示的結(jié)構(gòu)1的上表面的7個連接端a₀到g₀被連接到第一電流端C₁，所有的連接端a₄到g₄都連接到下結(jié)構(gòu)4的下表面的第二電流端e₂上。