[实用新型]垂直霍尔效应器件以及垂直霍尔效应传感器

说明书

相关申请的引用

本申请为于2011年2月8日提交的美国申请序号13/022,844的部分继续申请。该相关申请的全部内容据此并入本文中，以作参考。

技术领域

本实用新型主要涉及霍尔效应器件，更具体地，涉及垂直霍尔效应器件以及垂直霍尔效应传感器。

背景技术

霍尔效应器件通常用于传感器应用中，用于非接触式传感磁场。图1示出了传统霍尔板100。霍尔板100通过沿着在第一和第二电源端子S₁、S₂之间的第一轴106提供预定电流104工作。根据霍尔原理（以及由108所示的洛伦兹右手定则），磁场B的存在使得在电流104的流动期间以速度v运行的带正电的粒子（例如，空穴110）沿着第二轴112在F的方向“操纵”或偏转，从而在霍尔效应端子H₁和H₂之间引起电压差。这些带电粒子的“操纵”或偏转量取决于磁场B的大小，从而H₁和H₂之间的电压差的大小与磁场B的大小成比例。因此，在具有预定电流104时，测量霍尔效应端子H₁和H₂间的电压，从而提供磁场B的精确测量。

下面要更详细地理解的是，本公开涉及改进的霍尔效应测量技术。

实用新型内容

本实用新型一方面提供了一种垂直霍尔效应传感器，设置在半导体基板上，包括：第一导电霍尔效应区域，被布置在所述半导体基板的表面之下；至少两个电源端子，被布置为向所述第一导电霍尔效应区域供应电能；至少一个霍尔信号端子，被布置为提供来自所述第一导电霍尔效应区域的第一霍尔信号，所述第一导电霍尔信号指示与所述半导体基板的表面平行并且作用在所述第一霍尔效应区域上的磁场；其中，所述至少两个电源端子中的一个或多个或所述至少一个霍尔信号端子中的一个或多个包括施加触点和感测触点；以及反馈控制电路，包括：输出端，连接至所述施加触点并且具有第一阻抗，输入端，其连接至所述感测触点并且具有第二阻抗，所述第二阻抗高于所述第一阻抗，以及反馈回路，调节所述反馈控制电路的所述输出端上的电位，直到所述反馈控制电路的所述输入端上的电位等于参考电位。

进一步地，所述参考电位为预定参考电位。

进一步地，所述参考电位对应于在感测触点上测量的电位。

进一步地，所述至少两个电源端子和所述至少一个霍尔信号端子包括各自的施加触点和各自的感测触点。

进一步地，在使用所述各个感测触点监测施加给所述各自的施加触点的所述各自的电位时，所述反馈电路将不同的参考电位同时施加给所述各个施加触点。

进一步地，各个电源端子和各个霍尔信号端子包括各自的施加触点和各自的感测触点，其中，所述反馈回路将至少三个不同的参考电位同时施加给所述各个感测触点。

进一步地，所述第一霍尔信号源自流至所述施加触点的电流，或者源自从所述施加触点流出的电流。

进一步地，所述垂直霍尔效应传感器以旋转电流方案进行操作，所述旋转电流方案在操作期间重复地交换电源端子和霍尔信号端子。

进一步地，所述垂直霍尔效应传感器进一步包括：第二导电霍尔效应区域，被布置在所述半导体基板表面之下，并且通过隔离结构与所述第一导电霍尔效应区域分离；至少两个电源端子，被布置为向所述第二导电霍尔效应区域供应电能；至少一个霍尔信号端子，被布置为提供来自所述第二霍尔效应区域的第二霍尔信号，所述第二导电霍尔信号指示作用在所述第二霍尔效应区域上的磁场；以及其中，所述磁场的值通过采用所述第一霍尔信号和所述第二霍尔信号之间的差导出。

本实用新型的另一方面提供了一种垂直霍尔效应器件，包括：导电槽，具有第一导电类型并且被设置在半导体基板内；隔离结构，被布置在所述槽的周界周围，以将所述槽与位于所述周界外部的其他半导体器件电气隔离；多个触点对，在所述第一槽内具有各自的第一触点和各自的第二触点，其中，所述各自的第一触点沿着与第一轴平行的第一线布置，其中，所述各自的第二触点沿着与所述第一轴平行的第二线设置，其中，第一和第二线彼此间隔开，使所述各自的第一触点和所述各自的第二触点关于所述第一轴对称地隔开；以及控制器，被配置为在第一时间同时将第一电位施加给第一触点对的施加触点，将第二电位施加给第二触点对的施加触点，并且将第三电位施加给第三触点对的施加触点；所述控制器进一步被配置为测量所述第一触点对、所述第二触点对或所述第三触点对的感测触点的霍尔效应电流；同时施加所述第一电位、所述第二电位以及所述第三电位。