[发明专利]垂直霍尔效应器件

说明书

技术领域

实施例涉及一种垂直霍尔效应器件。

背景技术

霍尔器件是对磁场做出响应的传感器。它们典型地遭受偏移误差：偏移误差是零施加磁场时的非零输出信号。霍尔效应器件由具有供电端子和信号端子的一个或数个霍尔效应区域构成。霍尔效应发生在其中磁场对移动电荷载流子的洛伦兹力产生出霍尔电场的霍尔效应区域中。移动电荷载流子由被连接至供电端子的电源供电。在信号端子处，可以分接(tap)霍尔效应器件的输出信号。所有端子都是欧姆触点，这使得霍尔效应器件成为纯电阻器件。垂直霍尔器件(VHall)主要对平行于用于制作相应垂直霍尔器件的基板的表面的磁场做出响应。

大量不同设计的垂直霍尔器件是已知的，但它们中的很多不易于用于所谓的旋转电流或旋转电压方法(或者仅获得差的偏移消除性能)并且遭受低的磁灵敏度和大的电场。典型地，数个触点被以如下方式置于基板的表面上：使得电流可以在感测触点被置于这些供电触点之间并且分接由感测触点下方的电流下潜(current diving)产生的霍尔电压之时在两个供电触点之间以半圆形流动。

发明内容

提供了一种垂直霍尔效应器件。垂直霍尔效应器件包括：

霍尔效应层，至少包括至少部分地彼此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；

其中霍尔效应层具有第一面和相对的第二面；

其中垂直霍尔效应器件具有包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子的端子构成部；

其中在第一面处的低欧姆连接构成部将端子构成部与霍尔效应区域的触点以如下方式连接：使得在各霍尔效应区域处，端子构成部被连接至相同第一数量的至少两个触点，该至少两个触点被连接至第一面处的相应霍尔效应区域；

其中如果电能被供应至第一端子和第四端子，则第二端子和第三端子输出响应于磁场的电信号，并且其中如果电能被供应至第二端子和第三端子，则第一端子和第四端子输出响应于磁场的电信号；和

其中具有一个或多个层部分的低欧姆层构成部被布置成与到第一面相比更靠近第二面，其中低欧姆层构成部将至少四个霍尔效应区域中的每一个连接至至少四个霍尔效应区域中的至少另一个。

附图说明

在本文中参照附图来描述本发明的实施例。

图1示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔器件的第一实施例的示意性透视图，其中各霍尔效应区域通过第一触点和第二触点连接；

图2示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔器件的第一实施例的示意性俯视图；

图3示意性地图示了当电流被馈送至霍尔效应区域的第一面处的第二触点并且在被布置成与到霍尔效应区域的第一面相比更靠近相对的第二面的低欧姆层构成部处被提取时、在暴露于磁场的霍尔效应区域内的电场和电流流线；

图4以透视图示出了当以第一操作模式使用垂直霍尔器件时在垂直霍尔器件的第一实施例中的电势的数值模拟的结果；

图5以透视图示出了当以第二操作模式使用垂直霍尔器件时在垂直霍尔器件的第一实施例中的电势的数值模拟的结果；

图6示出了垂直霍尔器件的第二实施例的示意性俯视图；

图7以透视图示出了当以第一操作模式使用垂直霍尔器件时在垂直霍尔器件的第三实施例中的电势的数值模拟的结果；

图8以透视图示出了当以第二操作模式使用垂直霍尔器件时在垂直霍尔器件的第三实施例中的电势的数值模拟的结果；

图9示出了垂直霍尔器件的第四实施例的示意性俯视图，其中各霍尔效应区域在第一面处通过第一触点、第二触点和第三触点连接；

图10以透视图示出了当以第一操作模式使用垂直霍尔器件时在垂直霍尔器件的第四实施例中的电势的数值模拟的结果；

图11以透视图示出了当以第二操作模式使用垂直霍尔器件时在垂直霍尔器件的第四实施例中的电势的数值模拟的结果；

图12示出了垂直霍尔器件的第五实施例的示意性俯视图，其中各霍尔效应区域在第一面处通过第一触点、第二触点、第三触点和第四触点连接；

图13以透视图示出了当以第一操作模式使用垂直霍尔器件时在垂直霍尔器件的第五实施例中的电势的数值模拟的结果；

图14以透视图示出了当以第二操作模式使用垂直霍尔器件时在垂直霍尔器件的第五实施例中的电势的数值模拟的结果；