垂直霍尔效应器件的制作方法
【技术领域】
[0001]实施例涉及一种垂直霍尔效应器件。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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】
[0004]提供了一种垂直霍尔效应器件。垂直霍尔效应器件包括:
[0005]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；
[0006]其中霍尔效应层具有第一面和相对的第二面；
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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
[0010]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】
[0011 ] 在本文中参照附图来描述本发明的实施例。
[0012]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；
[0013]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；
[0014]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；
[0015]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；
[0016]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；
[0017]图6示出了垂直霍尔器件的第二实施例的示意性俯视图；
[0018]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；
[0019]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；
[0020]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；
[0021]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；
[0022]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；
[0023]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；
[0024]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；
[0025]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；
[0026]图15以透视图示出了垂直霍尔器件的第六实施例的示意性俯视图，其中低欧姆层构成部包括将第一霍尔效应区域、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连接的共同层部分；
[0027]图16示出了垂直霍尔器件的第六实施例的示意性俯视图；
[0028]图17以透视图示出了垂直霍尔器件的第七实施例的示意性俯视图，其中低欧姆层构成部包括将第一霍尔效应区域、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连接的共同层部分；和
[0029]图18示出了包括串联连接的三个垂直霍尔效应器件的系统的示意性俯视图。
[0030]相同或等同的元件或者具有相同或等同的功能性的元件在下面的描述中用相同或等同的附图标记来表示。
【具体实施方式】
[0031]在下面的描述中，阐述了多个细节以提供本发明的实施例的更加详尽的说明。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他实例中，公知的结构和装置被以框图的形式示出而不是以细节，以便避免使本发明的实施例模糊不清。另外，在下文中描述的不同实施例的特征可以彼此组合，除非另有说明。
[0032]图1示出了包括四个霍尔效应区域3.1、3.2、3.3、3.4的垂直霍尔器件I的第一实施例的示意性透视图，其中各霍尔效应区域3.1、3.2、3.3、3.4通过第一触点3.1.1,3.2.1、3.3.1,3.4.1和第二触点3.1.2,3.2.2,3.3.2,3.4.2连接。未绘制出不传导电流的部件(例如，空的空间9.1是电隔离的，例如是反向偏置的pn结，并因此未绘制出，因为其物理组成只要不传导电流就与发明不相关)。图2示出了包括四个霍尔效应区域3.1,3.2,3.3,3.4的垂直霍尔器件I的第一实施例的示意性俯视图。
[0033]根据第一实施例，垂直霍尔效应器件I包括:
[0034]至少包括至少部分地彼此去耦合的第一霍尔效应区域3.1、第二霍尔效应区域3.2、第三霍尔效应区域3.3和第四霍尔效应区域3.4的霍尔效应层2 ;
[0035]其中霍尔效应层2具有第一面4和相对的第二面5 ;
[0036]其中垂直霍尔效应器件I具有包括了第一端子6.1、第二端子6.2、第三端子6.3和第四端子6.4的端子构成部6.1、6.2、6.3、6.4 ；
[0037]其中在第一面4处的低欧姆连接构成部7.1、7.2、7.3、7.4将端子构成部6.1、6.2、6.3,6.4与霍尔效应区域3.1,3.2,3.3,3.4的触点以如下方式连接:使得在各霍尔效应区域3.1,3.2,3.3,3.4处，端子构成部6.1,6.2,6.3,6.4被连接至相同第一数量的被连接至在第一面4处的相应霍尔效应区域3.1、3.2、3.3、3.4的至少两个触点3.1.1,3.1.2,3.2.1、3.2.2、3.3.1、3.3.2、3.4.1、3.4.2 ；
[0038]其中如果电能被供应至第一端子6.1和第四端子6.4，则第二端子6.2和第三端子6.3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6.2和第三端子6.3，则第一端子6.1和第四端子6.4输出响应于磁场的电信号；和
[0039]其中具有一个或多个层部分8.1,8.2的低欧姆层构成部8.1、8.2被布置成与到第一面4相比更靠近第二面5，其中低欧姆层构成部8.1,8.2将至少四个霍尔效应区域3.1、3.2,3.3,3.4中的每一个连接至至少四个霍尔效应区域3.1,3.2,3.3,3.4中的至少另一个。
[0040]在垂直霍尔效应器件I的第一实施例中，霍尔效应层2包括四个霍尔效应区域3.1,3.2,3.3,3.4。第一面4在垂直霍尔效应器件I的制造期间背离垂直霍尔器件I待形成于其上或其中的原始基板，而第二面5在垂直霍尔器件I的制造期间面朝基板。容易制造的霍尔效应器件I可以至少部分地被原始基板的一部分包围。然而，也可以将原始基板从垂直霍尔效应器件I完全去除。在本文中的图中，为了清楚起见以独立的方式示出了霍尔效应区域3.1,3.2,3.3,3.4。然而，霍尔效应区域3.1,3.2,3.3、3.4可以嵌在可以用作绝缘体的一个或多个基板中。
[0041]在第一面4处的低欧姆连接构成部7.1、7.2、7.3、7.4将端子构成部6.1、6.2、6.3、
6.4与霍尔效应区域3.1,3.2,3.3,3.4的触点以如下方式连接:使得在各霍尔效应区域3.1、3.2、3.3、3.4处，端子构成部6.1、6.2、6.3、6.4被连接至相同第一数量的被连接至在第一面4处的相应霍尔效应区域3.1,3.2,3.3,3.4的至少两个触点3.1.1,3.1.2,3.2.1、3.2.2、3.3.1、3.3.2、3.4.1、3.4.2，其中第一数量是 2 ；
[0042]馈送至端子构成部6.1、6.2、6.3、6.4的电能可以是电流或电压。电输出信号也可以是电流或电压。
[0043]低欧姆连接构成部7