[发明专利]垂直霍尔效应器件

说明书

技术领域

本发明的各个实施例涉及一种垂直霍尔效应器件，并且涉及一种包括至少两个垂直霍尔效应器件的系统。

背景技术

霍尔效应器件是响应于磁场的传感器。它们通常遭受偏移误差：该偏移误差是在零施加磁场下的非零输出信号。霍尔效应器件由具有供电端子和信号端子的一个或者多个霍尔效应区域组成。霍尔效应发生在霍尔效应区域中，在霍尔效应区域中，磁场在移动电荷载流子上的洛伦兹力产生霍尔电场。移动电荷载流子由连接至供电端子的电源供应。在信号端子处，可以分接霍尔效应器件的输出信号。所有端子都是欧姆接触，这使得霍尔效应器件是纯电阻器件。垂直霍尔效应器件(VHall)主要响应于与衬底的用于制备相应的垂直霍尔效应器件的表面平行的磁场。

已知多种不同设计的垂直霍尔效应器件，但是大多数器件不适用于所谓的旋转(spinning)电流方法或者旋转电压方法(或者仅实现不良的偏移消除性能)并且遭受低磁灵敏性和大电场。通常，多个接触按照如下方式放置在衬底的表面上：电流可以在两个供电接触之间呈半圆形流动，而感测接触放置在这些供电接触之间并且分接由潜入感测接触之下的电流生成的霍尔电压。

发明内容

提供了一种垂直霍尔效应器件。该垂直霍尔效应器件包括：

至少四个霍尔效应区域，包括彼此至少部分地去耦合的第一霍尔效应区域、第二霍尔效应区域、第三霍尔效应区域和第四霍尔效应区域；

其中该至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有第一面和与第一面相对的第二面；

其中该至少四个霍尔效应区域中的每一个在第一面上均具有第一接触和第二接触，其中第一接触和第二接触在相应的霍尔效应区域处相对于对称平面对称放置，其中对称平面定向为与在相应的霍尔效应区域的第一接触与第二接触之间的直线垂直；

其中该至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有至少一个接触区域，该至少一个接触区域至少放置在相应的对称平面周围的区域中，其中低欧姆连接装置包括连接该至少四个霍尔效应区域的接触区域的至少一个低欧姆连接路径。

此外，提供了一种包括根据本发明的至少两个垂直霍尔效应器件的系统，其中垂直霍尔效应器件串联连接，从而使得流过第一垂直霍尔效应器件的供电电流的至少75％，同时流过第二霍尔效应器件。

附图说明

在本文中参考所附附图对本发明的实施例进行描述。

图1示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；

图1a示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔效应器件的第一实施例的稍加修改的示意性截面图；

图1b示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔效应器件的第一实施例的另外的稍加修改的示意性截面图；

图2示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；

图3示出了在第二操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；

图4示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；

图5示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；

图6示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第二实施例的示意性截面图；

图7示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第二实施例的示意性截面图；

图8示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第二实施例的示意性俯视图；

图9示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第三实施例的示意性截面图；

图10示出了在第二操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第三实施例的示意性截面图；

图11示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第三实施例的示意性截面图；

图12示出了在第四操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第三实施例的示意性截面图；

图13示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第四实施例的示意性截面图；

图14示出了在第二操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第五实施例的示意性截面图；

图15示出了垂直霍尔效应器件的第五实施例的示意性平面图和示意性截面图；

图16示出了垂直霍尔效应器件的第六实施例的示意性平面图和示意性截面图；

图17示出了垂直霍尔效应器件的第七实施例的示意性平面图和示意性截面图；

图18示出了垂直霍尔效应器件的第八实施例的示意性平面图和示意性截面图；