霍尔传感器器件和用于操作所述霍尔传感器器件的方法技术

提供霍尔传感器器件和用于操作所述霍尔传感器器件的方法。霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区，和配置成向/从霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区。每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，该阱邻接霍尔效应区。霍尔传感器器件还包括电路，包括多个控制端子，其中每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的电导。该电路配置成向多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。该电路还配置成向多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。

【技术实现步骤摘要】
霍尔传感器器件和用于操作所述霍尔传感器器件的方法
示例涉及使用自旋方案操作霍尔传感器器件。特别地，示例涉及霍尔传感器器件和用于操作所述霍尔传感器器件的方法。
技术介绍
霍尔传感器器件是用于测量磁场的半导体器件。它们产生与磁场成比例的输出信号。在零磁场处，它们倾向于输出信号，该信号通常不同于零：这是其偏移误差（=零场误差）。霍尔传感器器件包括霍尔效应区，在其中发生霍尔效应并且三个或更多接触件与霍尔效应区欧姆接触。接触件可以被理解为位于霍尔效应区中或者触碰霍尔效应区的接触盆（tub）。对霍尔效应区的电气接触可以例如通过接触件扩散或注入过程来做出。有时若干接触件可以经由金属线（在半导体技术的互连层中）连接到相同的端子。端子可以用于为器件供给电力并且分接其输出信号。霍尔板，还称为水平霍尔传感器器件或HHall，是具有是其横向尺寸的1/5倍至无限（典型地，1/50）倍小的厚度的平坦器件。它们用于检测沿其厚度方向（即去到半导体衬底中的方向）的磁场分量。在硅技术中，霍尔板当前典型地为1至3μm厚并且在横向方向上10至100μm大。它们的布局可以是矩形、方形、圆形、八边形、十字形状或甚至三角形。垂直霍尔传感器器件或VHall是牢固（stout）器件，其中一个横向维度与其厚度方向（即去到半导体衬底中的方向）相当（0.2倍直至10倍）。它们通常具有长条形形状，大部分是笔直的，有时是弯曲的、弧形状的或甚至是圆环。它们可以用于检测平行于半导体主表面的磁场分量。术语“水平”和“垂直”指代器件的板状几何结构关于半导体管芯的主表面的取向。用于减小或消除偏移误差的一种方案是使用多接触件霍尔传感器。三接触件或四接触件HHall或VHall可以操作在自旋电流型模式中，其在多个时钟相中改变接触件的供给或感测角色，使得当来自所述多个时钟相的信号组合使减小任何偏移。残余偏移一般取决于器件操作在的供给电压：在较大供给电压的情况下残余偏移增长。这由器件的自加热和电气非线性导致，这在较大供给电压处更大。为了实现低残余偏移，器件需要操作在例如0.5V的低供给电压（而不是2至3V的较大供给电压）处。甚至是这样，残余偏移误差可以保持高于所期望的情况，诸如在大约1毫特斯拉（mT）的范围中。因而，可能存在对于以减小的残余偏移误差来操作霍尔传感器器件的期望。
技术实现思路
该期望可以由所提出的示例来满足。示例涉及一种霍尔传感器器件。霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区，和配置成向霍尔效应区/从霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区。每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接霍尔效应区。霍尔传感器器件还包括电路，包括多个控制端子，其中每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的电导。该电路配置成向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。该电路还配置成向所述多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。另一示例涉及一种另外的霍尔传感器器件。该霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区以及多个电气接触区，所述霍尔效应区实现在半导体衬底中，所述多个电气接触区实现在半导体衬底中。所述多个电气接触区配置成向霍尔效应区/从霍尔效应区提供电气信号。另外，霍尔传感器器件包括多个控制端子，其配置成在第一操作阶段期间形成霍尔效应区与所述多个电气接触区的第一子集之间的半导体衬底中的第一多个沟道。这些沟道传导第一导电类型的多数载流子。所述多个控制端子还配置成在第二操作阶段期间形成霍尔效应区与所述多个电气接触区的不同的第二子集之间的半导体衬底中的第二多个沟道。再次，这些沟道传导第一导电类型的多数载流子。再另一示例涉及一种再另外的霍尔传感器器件。该霍尔传感器器件包括霍尔效应区和多个电气接触区。所述多个电气接触区配置成向霍尔效应区/从霍尔效应区提供电气信号。另外，霍尔传感器器件包括电路，所述电路配置成在至少一个第一操作阶段期间将所述多个电气接触区的第一子集选择性地耦合到霍尔效应区，并且在至少一个第二操作阶段期间将所述多个电气接触区的不同的第二子集选择性地耦合到霍尔效应区。所述多个电气接触区的第二子集中的每一个在第一操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件，并且所述多个电气接触区的第一子集中的每一个在第二操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件。根据本文所描述的示例的霍尔传感器器件可以允许选择性地激活和去激活所述多个电气接触区中的单个电气接触区。被激活的电气接触区使来自霍尔效应区的电气信号的部分短接，或者它们使流过霍尔效应区的电流的部分短接。因而，霍尔传感器器件的磁性灵敏度和来自霍尔效应区的电气信号的信噪比（SNR）可以增加，这是因为所有电气接触区的仅仅部分在相应操作阶段期间被激活。另外，组合在相应操作阶段期间由电气接触区提供的来自霍尔效应区的电气信号可以允许提供具有减小的残余偏移的霍尔传感器器件的输出信号。另外的示例涉及一种用于操作霍尔传感器器件的方法，所述霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区和配置成使用多个控制端子向霍尔效应区/从霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区。每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接霍尔效应区，并且每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的电导。所述方法包括向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。所述方法还包括向所述多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。再另外的示例涉及一种用于包括霍尔效应区的霍尔传感器器件的方法。所述方法包括在第一操作阶段中使用第一对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第二对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。在第二操作阶段中，所述方法包括使用第二对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第一对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。另外，所述方法包括在第三操作阶段中使用第三对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第四对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。在第四操作阶段中，所述方法包括使用第四对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第三对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。第三和第四对电气接触件中的至少一个电气接触件在第一操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件，并且第一和第二对电气接触件中的至少一个电气接触件在第二操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件。根据本文所描述的示例的方法可以允许选择性地激活和去激活霍尔传感器器件的所述多个电气接触区（电气接触件）中的单个电气接触区。相应地，霍尔传感器器件的磁性灵敏度和来自霍尔效应区的电气信号的SNR可以增加，这是因为所有电气接触区（电气接触件）的仅仅部分在操作阶段期间被激活。另外，组合在相应操作阶段期间由电气接触区（电气接触件）提供的来自霍尔效应区的电气信号可以允许提供具有减小的残余偏移的霍尔传感器器件的输出信号。附图说明将在下文中仅通过示例的方式并且参照随附各图来描述装置和/或方法的一些示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种霍尔传感器器件，包括：第一导电类型的霍尔效应区；配置成向所述霍尔效应区/从所述霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区，其中每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接所述霍尔效应区；以及电路，包括多个控制端子，其中每一个控制端子配置成控制所述第二导电类型的相关联的阱中的电导，其中所述电路配置成向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号，以形成在第一操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道；以及向所述多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号，以形成在第二操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道。

【技术特征摘要】
2016.08.01 DE 102016114174.71.一种霍尔传感器器件，包括：第一导电类型的霍尔效应区；配置成向所述霍尔效应区/从所述霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区，其中每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接所述霍尔效应区；以及电路，包括多个控制端子，其中每一个控制端子配置成控制所述第二导电类型的相关联的阱中的电导，其中所述电路配置成向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号，以形成在第一操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道；以及向所述多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号，以形成在第二操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道。2.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中所述第一操作阶段包括完整的第一自旋方案，并且其中所述第二操作阶段包括完整的第二自旋方案。3.权利要求1所述的霍尔传感器器件，还包括组合电路，其配置成将在所述第一操作阶段期间由电气接触区提供的来自所述霍尔效应区的电气信号和在所述第二操作阶段期间由电气接触区提供的来自所述霍尔效应区的电气信号组合成所述霍尔传感器器件的输出信号。4.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中所述多个电气接触区大小相等。5.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中所述多个电气接触区沿所述霍尔效应区的周界的至少75%布置。6.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中由所述第一子集所包括的所述多个控制端子中没有一个被所述第二子集所包括。7.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中由所述第一子集所包括的所述多个控制端子中的至少一个被所述第二子集所包括。8.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中所述多个电气接触区中的至少一个具有所述第一导电类型。9.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中在所述第一操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第一子集与所述霍尔效应区之间，并且其中在所述第二操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第二子集与所述霍尔效应区之间。10.权利要求1所述的霍尔传感器器件，还包括所述第一导电类型的多个阱，每一个阱邻接所述霍尔效应区和所述第二导电类型的相关联的阱，其中所述第一导电类型的所述多个阱中的所述第一导电类型的多数载流子的浓度高于所述霍尔效应区中的所述第一导电类型的多数载流子的浓度。11.权利要求10所述的霍尔传感器器件，其中所述第一导电类型的每一个阱的厚度是所述霍尔效应区的厚度的50%或更多。12.权利要求10所述的霍尔传感器器件，其中在所述第一操作阶段期间在所述第二导电类型的所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第一子集与所述第一导电类型的所述多个阱的相关联的子集之间，并且其中在所述第二操作阶段期间在所述第二导电类型的所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第二子集与所述第一导电类型的所述多个阱的相关联的第二子集之间。13.权利要求9所述的霍尔传感器器件，其中所述多个电气接触区的所述第二子集的每一个电气接触区分别布置在所述多个电气接触区的所述第一子集的两个电气接触区之间。14.权利要求9所述的霍尔传感器器件，其中所述多个电气接触区的所述第一子集的电气接触区关于彼此关于所述霍尔效应区的几何中心旋转90°。15.一种霍尔传感器器件，包括：实现在半导体衬底中的第一导电类型的霍尔效应区；多个电气接触区，其实现在所述半导体衬底中并且配置成向所述霍尔效应区/从所述霍尔效应区提供电气信号；以及多个控制端子，其配置成在第一操作阶段期间形成所述霍尔效应区与所述多个电气接触区的第一子集之间的所述半导体衬底中的第一多个沟道，并且在第二操作阶段期间形成所述霍尔效应区与所述多个电气接触区的不同的第二子集之间的所述半导体衬底中的第二多个沟道，所述第一多...

【专利技术属性】
技术研发人员：U奥泽莱希纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE