包括帶有三個接觸部的霍爾效應區的電子器件的制作方法

包括帶有三個接觸部的霍爾效應區的電子器件的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及包括帶有三個接觸部的霍爾效應區的電子器件。公開了作為磁場傳感器或機械應力傳感器的部分的一種電子器件。該電子器件包括霍爾效應區、第一接觸部（暫時地起第一供給接觸部的作用）、第二接觸部（第二供給接觸部）和第三接觸部（暫時地起第一感測接觸部的作用），這些接觸部被布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上。第一接觸部和第三接觸部相對于第二接觸部彼此以基本上對稱的方式被布置。霍爾效應區內的電流分布受要被測量的物理量（例如磁場強度或機械應力）影響。在第三接觸部處被分接的感測信號是電流分布的函數，其中所述感測信號因此表示物理量。
【專利說明】包括帶有三個接觸部的霍爾效應區的電子器件
【技術領域】
[0001]本實用新型的實施例涉及一種電子器件和一種感測(sensing)方法。特別地，該電子器件可以是用于感測諸如磁場或對象內的機械應力之類的物理量的感測器件。
【背景技術】
[0002]電子器件可以被用來感測或測量物理量。為了感測或測量平行于例如半導體管芯的表面的磁場的強度和方向，可以使用垂直霍爾器件。大多數垂直霍爾器件因如下事實而受到損害:用來消除霍爾器件的零點誤差的旋轉電流法(spinning current method)并沒有非常好地工作。利用旋轉電流方案的公知方法，可能獲得為大約ImT的殘余零點誤差。這個相當差的偏移特性的原因可以在垂直霍爾器件的不對稱性中找到。盡管知道如何連接四個垂直霍爾器件以便改進對稱性，但是接觸電阻仍舊引起殘余的非對稱性。
[0003]可以被感測或被測量的另外的物理量是對象內的機械應力，所述對象諸如是襯底、特別是半導體襯底。為此，具有與霍爾器件類似結構的電子器件可以被使用。實際上，略微修改合適的霍爾效應器件的一些內部連接可能就足以獲得機械應力傳感器。
實用新型內容
[0004]針對現有技術的上述缺陷，提出了本實用新型。
[0005]本實用新型的實施例提供了一種電子器件，所述電子器件包括霍爾效應區、布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上的第一接觸部(contact)、布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上的第二接觸部和布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上的第三接觸部。第一接觸部被配置來至少暫時地起霍爾效應區的第一供給接觸部的作用。第二接觸部是霍爾效應區的第二供給接觸部。第三接觸部被配置來至少暫時地起感測接觸部的作用。第一接觸部和第三接觸部相對于第二接觸部彼此以基本上對稱的方式被布置，并且其中在霍爾效應區內的電流分布受要被測量的物理量影響，而且其中在第三接觸部處被分接的感測信號是電流分布的函數，其中感測信號因此表示物理量。
[0006]本實用新型的另外的實施例提供了一種電子器件，所述電子器件包括霍爾效應區、第一接觸部、第二接觸部和第三接觸部。第一接觸部、第二接觸部和第三接觸部被布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上。第一接觸部被配置來至少暫時地起供給接觸部的作用。第二接觸部被配置來起另外的供給接觸部的作用。第三接觸部被配置來至少暫時地起感測接觸部的作用，其中第三接觸部在距第一接觸部的第一距離處并且在距第二接觸部的第二距離處。在第一接觸部與第二接觸部之間的距離小于第一距離和第二距離中的最大值。霍爾效應區內的電流分布受要被測量的物理量影響，并且其中在第三接觸部處被分接的感測信號是電流分布的函數，其中感測信號因此表示物理量。
[0007]相對于現有技術，本實用新型通過略微修改合適的霍爾效應器件的一些內部連接就能夠獲得機械應力傳感器。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]參照所附的附圖，在此描述了本實用新型的實施例。
[0009]圖1A、1B示出了根據在此所公開的教導的實施例的電子器件的示意性俯視圖和該電子器件的相對應的橫截面；
[0010]圖1C用圖表表示圖示了在與在此所公開的教導的一些實施例相關的霍爾效應區域的三個接觸部之間的距離的條件；
[0011]圖2圖示了圖1中所示的電子器件如何可被使用在旋轉電流方案中；
[0012]圖3A、3B示出了根據在此所公開的教導的實施例的電子器件在測量循環的第一階段期間的示意性俯視圖和該電子器件的相對應的橫截面；
[0013]圖3C示出了圖3A、3B的電子器件在測量循環的第二階段期間的示意性橫截面；
[0014]圖4A示出了根據在此所公開的教導的另外的實施例的電子器件在測量循環的第一階段期間的示意性橫截面；
[0015]圖4B示出了圖4A中所示的電子器件在測量循環的第二階段期間的示意性橫截面；
[0016]圖5示出了根據在此所公開的教導的另外的實施例的電子器件的示意性橫截面；
[0017]圖6A示出了以橫截面視圖圖示了圖3A、3B中所示的電子器件的兩個霍爾效應區內的被模擬的電勢的曲線圖；
[0018]圖6B示出了以橫截面視圖圖示了圖3A、3B中所示的電子器件的兩個霍爾效應區內的被模擬的電流流線(current stream line)的曲線圖；
[0019]圖7示出了針對三個不同的磁場值圖示了在根據圖1A、1B中所示的以及對應于圖4A中所示的電勢的橫截面視圖的實施例的電子器件的兩個霍爾效應區的表面處的電勢的曲線圖；
[0020]圖8A、8B示出了根據其中地電勢用作兩個霍爾效應區之間的互連的實施例的電子器件的示意圖；
[0021]圖9A示出了根據帶有四個霍爾效應區的實施例的電子器件的示意圖，其中兩個霍爾效應區被連接成第一串聯連接而另外兩個霍爾效應區被連接成第二串聯連接；
[0022]圖9B示出了類似于圖9A中所示的實施例的電子器件的示意圖；
[0023]圖10示出了根據具有四個霍爾效應區的另一實施例的電子器件的示意圖；
[0024]圖1lAUlB示出了根據在此所公開的教導的另外的實施例的電子器件在測量循環的第一階段和第二階段期間的兩個示意性俯視圖，其中該電子器件包括四個霍爾效應區；
[0025]圖12示出了根據具有四個沿著行布置的霍爾效應區的實施例的電子器件的示意性俯視圖；
[0026]圖13示出了根據具有四個被布置成四邊形的霍爾效應區的實施例的電子器件的不意性俯視圖；
[0027]圖14示出了根據具有四個被布置成四邊形的霍爾效應區的另一實施例的電子器件的不意性俯視圖；
[0028]圖15示出了根據具有被布置成四邊形并且具有對角串聯連接的四個霍爾效應區的實施例的電子器件的示意性俯視圖；
[0029]圖16示出了根據具有四個被布置成四邊形的霍爾效應區的另外的實施例的電子器件的示意性俯視圖；
[0030]圖17示出了根據如下實施例的電子器件的示意性俯視圖:該實施例具有四個霍爾效應區，其中兩個霍爾效應區被連接成第一串聯連接并且以與另外兩個被連接成第二串聯連接的霍爾效應成90°的角度被布置；
[0031]圖18示出了根據類似于圖17中所示的實施例的具有四個霍爾效應區的實施例的電子器件的示意性俯視圖；
[0032]圖19示出了根據一實施例的電子器件的示意性俯視圖，其中每個串聯連接都包括兩個彼此成90°的角度來處置的霍爾效應區；
[0033]圖20示出了根據類似于圖19中所示的實施例的實施例的電子器件的示意性俯視圖；
[0034]圖21示出了根據包括四個被布置成四邊形的霍爾效應區的實施例的電子器件的不意性俯視圖；
[0035]圖22示出了根據類似于圖18中所示的實施例的實施例的電子器件的示意性俯視圖；
[0036]圖23示出了根據其中霍爾效應區為L形的實施例的電子器件的示意性俯視圖；
[0037]圖24示出了根據其中霍爾效應區為弧形的實施例的電子器件的示意性俯視圖；
[0038]圖25示出了根據在此所公開的教導的用于感測物理量的方法的示意性流程圖；以及
[0039]圖26示出了根據在此所公開的教導的另一實施例的用于感測物理量的方法的示意性流程圖。
[0040]相同或等同的要素或具有相同或等同功能的要素在以下的描述中通過相同或相似的附圖標記來指示。
【具體實施方式】
[0041]在以下描述中，多個細節被闡述，以提供對在此所公開的教導的實施例的更全面的解釋。然而，對于本領域技術人員而言將明顯的是，在此所公開的教導的實施例無需這些特定細節而可以被實踐。在下文所描述的不同實施例的特征可以彼此組合，除非另外特別說明。對于大多數部分，術語“霍爾效應區”和“槽區(tub)”在此可互換地被使用。因此，霍爾效應區可以是第一導電類型的槽區或阱，其被嵌入在相反導電類型的襯底或槽區中。特別是如果得到的PU結被反向偏置，則該襯底可以使得槽區相對于襯底電隔離。然而，也可能的是，特別是當兩個或更多個相對各別的電流可在霍爾效應區內被創建(因此有效地提供了兩個霍爾效應區的某個種類的隔離)時，一個槽區包括兩個或更多個霍爾效應區。
[0042]當電子器件包括兩個或更多個霍爾效應區時，這些霍爾效應區彼此隔離。兩個霍爾效應區相對于彼此的電隔離可以采用數種形式。根據隔離的第一形式，兩個或更多個霍爾效應區彼此分開，也就是，兩個相鄰的霍爾效應區并不在一個或多個位置處合并，而是通過不同于霍爾效應區材料的材料被分離。作為一個可能的選擇方案，槽區可以在橫向方向上借助溝槽而被隔離，其中所述溝槽通常被襯有和/或被填充有薄氧化物。作為另一選擇方案，槽區可以朝著底部借助SOI (絕緣體上娃(silicon on insulator))結構而被隔離。盡管槽區通常具有單個導電類型，但是該槽區可以有利地以不均勻的方式、也就是在空間上可變地配置摻雜濃度。以這種方式，在接觸部的區域中可以出現高濃度的摻雜劑，像深CMOS槽區接觸部一樣。在替換方案中，與例如埋層一樣，可以尋求對不同強烈摻雜的層的分層。這樣的分層在某種程度上由相對于在襯底內形成的其他電子結構的工藝原因而產生。那么，電子器件、霍爾器件或機械應力傳感器的設計可需要與這些情況相一致，即使分層實際上對于電子器件、霍爾器件或機械應力傳感器而言可能是不利的。
[0043]在一個實施例中，霍爾效應區可以是η摻雜的半導體，因為這提供了是利用P摻雜的半導體得到的遷移率的大約3倍的遷移率并且因此提供了比利用P摻雜的半導體得到的霍爾因子更高的霍爾因子。在一個例子中，霍爾效應區的功能部分中的摻雜濃度通常在IO15CnT3 到 IO17CnT3 的范圍中。
[0044]霍爾效應區的其他可能材料是坡莫合金或類似于坡莫合金的材料，所述坡莫合金是鎳鐵磁性合金。坡莫合金展現出低矯頑性、接近零的磁致伸縮、高磁導率和顯著的各向異性的磁阻。通常根據所施加的磁場的強度和方向可以觀察到坡莫合金的電阻在近似5%的范圍內的變化。該效應可以以在與半導體中出現的霍爾效應類似的方式被用于感測和/或測量磁場，并且在本文獻中被稱為反常霍爾效應。
[0045]在此所公開的教導可以與旋轉電流原理結合來被使用，其中供給端子和感測端子在連續的時鐘相位/操作階段(operating phase)中被交換。因而,供給/感測接觸部被配置來交替地起瞬時供給接觸部和瞬時感測接觸部的作用，也就是，以交替的方式起瞬時供給/感測接觸部的作用。垂直霍爾器件中的感測端子對經過的電流起反應。(平行于管芯表面和垂直于電流流線(current streamline)的)磁場可以有效地升高或降低接觸部處的電勢(接觸部通常在管芯的表面處)。術語“垂直霍爾效應”或“垂直霍爾器件”可以被認為是得自如下事實:垂直霍爾器件中的霍爾效應在垂直方向上作用(通過定義，如果襯底的表面被假定為水平的)。除了將霍爾器件分類成“水平霍爾器件”和“垂直霍爾器件”之外，這些霍爾器件也可以關于電流在其經歷霍爾效應的區域中流動的方向而被區分。在使用“垂直電流模式”的霍爾器件中，電流基本上相對于表面(該表面被假定為水平的)在垂直方向上流動。在使用“水平電流模式”的霍爾器件中，電流至少在霍爾效應作用于電流并且可被感測的區域中基本上在水平方向上、即平行于(水平)襯底表面流動。
[0046]霍爾效應彼此以被隔離的方式形成(例如在相同的襯底中，在其間具有絕緣結構或至少基本上無電流的區域，或在兩個各別的襯底中)，但是電流地(galvanically)連接成串聯連接。電流在第一供給接觸部處進入該串聯連接并且在第二供給接觸部處離開該串聯連接。
[0047]在一些配置中，導電區、諸如η+埋層(nBL)可以與霍爾效應區的在第一表面對面的第二表面鄰接地出現。根據在此所公開的教導，在(多個)霍爾效應區的(多個)第一表面中或在(多個)霍爾效應區的(多個)第一表面上形成的接觸部與導電區在電學上被分離。特別地，在至少六個接觸部之一與導電區(例如nBL)之間沒有低歐姆連接、諸如一個或多個η+沉片(sinker)存在。相反地，接觸部和導電區通過相對高歐姆的霍爾效應區的至少一部分被分離。換言之，在至少六個接觸部之一與導電區之間的電連接穿過相對應的霍爾效應區或其部分(通常在垂直方向上)。[0048]圖1A和IB分別示出了根據在此所公開的教導的實施例的電子器件10的示意性俯視圖和示意性橫截面。電子器件10包括霍爾效應區11和三個接觸部21、22、23，所述接觸部21、22、23被布置在霍爾效應區11的表面處。第一接觸部21被配置來至少暫時地起供給接觸部的作用。因而，要被饋送到霍爾效應區11的電流經由第一接觸部21流到霍爾效應區11中。第二接觸部22被配置來起另外的供給接觸部的作用，使得電流經由第二接觸部22離開霍爾效應區11。應注意的是，電流的方向可以被倒轉，使得電流經由另外的供給接觸部(第二接觸部)22流到霍爾效應區11中并且經由供給接觸部(第一接觸部)21離開霍爾效應區11。第三接觸部23被配置來至少暫時地起感測接觸部的作用。
[0049]在電子器件10工作期間，電流從第一接觸部21流向第二接觸部22，或反之亦然，并且引起霍爾效應區11內的電流分布。電流分布可以受物理量、諸如霍爾效應區內的磁場或機械應力影響。在第三接觸部23處被分接的感測信號受變化的電流分布影響并且因此也受物理量影響。
[0050]圖1A和IB示出了處于第一可能配置中的電子器件，在所述第一可能配置中，第一接觸部21是供給接觸部，而第三接觸部23是感測接觸部。在第二可能配置中，第一接觸部21可以起感測接觸部的作用，而第三接觸部23可以起供給接觸部的作用。第一可能配置和第二可能配置可以以交替的方式被使用，使得獲得旋轉電流方案。
[0051]第一接觸部21和第三接觸部23相對于第二接觸部22彼此以基本上對稱的方式被布置(也就是，當將第二接觸部22作為對稱中心時)。換言之，起永久的供給接觸部的作用的第二接觸部在第一接觸部21和第三接觸部23的對稱中心中，也就是，相對應的對稱軸線通過第二接觸部22在y-z平面中延伸。第一接觸部21在對稱軸線的第一側處，而第三接觸部23在對稱軸線的對面的第二側處。
[0052]在圖1A和IB中所示的實施例中，在第一接觸部21與第二接觸部22之間的距離基本上等于在第二接觸部22與第三接觸部23之間的距離。而且，在供給接觸部21與另外的供給接觸部22之間的距離小于在供給接觸部21與感測接觸部23之間的距離。這三個接觸部21、22和23并不需要沿著如在圖1A和IB中所圖示的直線被布置，而是可以以許多其他方式被布置，諸如被布置成三角形或沿著弧被布置。
[0053]表述“基本上對稱的”意指，尺寸可在公差范圍內偏離完美對稱的值(例如由于制造公差而在1%、5%或10%的量級上)，并且仍舊可被視為是對稱的。一般而言，在此的不同上下文中所使用的表述“基本上”應被理解為包括圍繞精確值(crisp value)的公差范圍。
[0054]圖1C用圖表表示圖示了第一距離和第二距離的條件，這些條件對于在此所公開的教導的至少一些實施例而言是相關的。在此提醒:第一距離是在第一接觸部21與第三接觸部23之間的距離。第二距離是在第二接觸部22與第三接觸部23之間的距離。第三接觸部23是(瞬時)感測接觸部并且比在這兩個供給接觸部21、22之間的距離更遠地遠離這兩個供給接觸部中的至少一個。圍繞第一接觸部21的具有半徑R21的圓指示第三接觸部23會比第二接觸部22更接近于第一接觸部21的區域。圍繞第二接觸部22的具有半徑R22的另外的圓指示第三接觸部23會比第一接觸部21更接近于第二接觸部22的區域。三個接觸部21、22、23的距離的條件是第三接觸部23比在第一接觸部21與第二接觸部22之間的距離更遠地遠離第一接觸部21和第二接觸部22中的至少一個。在具有半徑R21和R22的兩個圓的相交部中不滿足該條件。[0055]兩個供給接觸部基本上彼此相鄰而除兩個供給接觸部以外還布置感測接觸部的所建議的布置是對霍爾器件的現有設計原理的偏離，其中(多個)感測接觸部通常被布置在兩個(或更多個)供給接觸部之間。在此所公開的教導基于如下見識:感測接觸部并不需要實際上在供給接觸部“之間”(也就是接近于這兩個供給接觸部之間的最短電流流線)，但是有用的感測信號也可以在除兩個彼此相鄰放置的供給接觸部以外的感測接觸部處獲得。接觸部的該布置開啟了具有比在現有技術中更好的對稱性的進行帶有時鐘相位的旋轉電流方案的新可能性，如以下將被解釋的那樣。
[0056]在實踐中，電子器件10的輸出信號通常遭受相對大的零點誤差。在第二操作階段(時鐘相位)期間，可能互換第一供給接觸部和感測接觸部的功能。理論上，在兩個操作階段中所觀察的零點誤差彼此抵消。然而，這通常在實踐中并沒有那么好地奏效，因為極大的信號不得不在每個操作階段期間被采樣，其中僅小部分包含磁場信息(僅大約一千分之一(l/1000th))，使得采樣步驟并沒有針對采樣過程中的小的誤差而適當地工作。因此，至少兩個器件(并且因而兩個霍爾效應區)在實踐中被使用。以這種方式，兩個霍爾效應區或阱的兩個感測信號的差可以針對每個操作階段被評價，并且因此極大的共模信號可以被防止發生。這將結合下圖中的某個、例如圖10來解釋。
[0057]圖2示出了在旋轉電流循環的第一時鐘相位期間和在旋轉電流循環的第二時鐘相位期間的電子器件10。電子器件10包括帶有三個接觸部21、22、23的霍爾效應區11，其中兩個外面的接觸部21、23相對于中間的接觸部22對稱地被定位。中間的接觸部22是如下供給接觸部:基本上整個電流通過該供給接觸部流到霍爾效應區11中或流出霍爾效應區U。兩個其他接觸部21、23分別是瞬時供給接觸部和瞬時感測接觸部，并且在不同的操作模式和/或時鐘循環中(關于其功能)被交換。因而，第一接觸部21在第二時鐘相位期間起瞬時感測接觸部的作用，而第三接觸部23在第二時鐘相位期間起瞬時供給接觸部的作用。
[0058]圖2中所示的電子器件10可以通過減去在第一時鐘相位和第二時鐘相位期間在瞬時感測接觸部處被分接的或被采樣的感測信號來工作，以便測量磁場。該減法可以借助減法元件9來執行。相反，將兩個感測信號相加得出如下輸出信號:該輸出信號表示霍爾效應區11內的機械應力。
[0059]圖3A、3B示出了根據在此所公開的教導的實施例的電子器件10的示意性俯視圖，以及在該示意性俯視圖之下示出了相同電子器件的示意性橫截面。電子器件10包括第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12。霍爾效應區11和12可以通過對半導體進行局部摻雜而被形成在半導體襯底中，以獲得例如η型半導體材料(η型半導體具有比空穴更多的電子)。瞬時供給接觸部21和瞬時感測接觸部23被形成在第一霍爾效應區11的表面上。瞬時供給接觸部22和瞬時感測接觸部24也被形成在第二霍爾效應區12的表面上。供給接觸部21、22和感測接觸部23、24是如下旋轉電流接觸部:所述旋轉電流接觸部被配置來在旋轉電流循環的第一操作階段期間起供給接觸部的作用，并且在旋轉電流循環的第二操作階段期間起感測接觸部的作用，或反之亦然。在第一霍爾效應區11處的瞬時供給接觸部21和瞬時感測接觸部23形成第一對接觸部。在第二霍爾效應區12處的瞬時供給接觸部22和瞬時感測接觸部24形成第二對接觸部。圖3Α、3Β描繪了處于對應于旋轉電流循環的第一時鐘相位的配置中的電子器件10。電流在旋轉電流接觸部21 (第一瞬時供給接觸部)處進入第一霍爾效應區11，并且在旋轉電流接觸部22 (第二瞬時供給接觸部)處離開第二霍爾效應區12，在所描繪的配置中，所述旋轉電流接觸部22 (第二瞬時供給接觸部)被連接到地電勢。兩個旋轉電流接觸部23和24被配置來在第一時鐘相位期間起瞬時感測接觸部的作用。在圖3C中所示的第二時鐘相位中，兩個旋轉電流接觸部(以前的感測接觸部)23和24被配置來起瞬時供給接觸部的作用，而以前的供給接觸部21和22被配置來起瞬時感測接觸部的作用。通常有利的是在接觸部21和23之間以及在接觸部22與24之間具有高度的對稱性。
[0060]圖3A、3B中所示的電子器件10還包括兩個互連接觸部32、33。互連接觸部32和33借助導電連接42彼此電連接。互連接觸部不同于旋轉電流接觸部。在圖3A、3B中，互連接觸部32在空間上被定位在旋轉電流接觸部23與21之間，即在第一對的接觸部之間。第二互連接觸部33在空間上被定位在旋轉電流接觸部24與22之間(在第二對接觸部之間)。在第一時鐘相位期間，在旋轉電流接觸部21處輸入的電流沿著包括第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12的電流路徑流動，直到該電流在旋轉電流接觸部22處離開第二霍爾效應區12。第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12形成在第一瞬時供給接觸部21與第二瞬時供給接觸部22之間的串聯連接。注意:第一瞬時感測接觸部23和第二瞬時感測接觸部24通常被連接到高歐姆的感測電路，使得基本上沒有電流或僅有可忽略的電流經由瞬時感測接觸部23、24進入或離開這兩個霍爾效應區11、12。在圖3A、3B的示意性橫截面中指示電流的傳導路徑。該傳導路徑從供給接觸部21通向左側，并且電流的部分在第一瞬時感測接觸部23之下經過(或可能部分地穿過第一瞬時感測接觸部23)。該傳導路徑經由互連接觸部32和33以及連接42繼續到第二霍爾效應區12。在第二霍爾效應區12內，電流的部分朝第二瞬時供給接觸部22的方向直接流向右側。然而，電流的其他部分首先流向左偵牝在第二瞬時感測接觸部24之下經過(并且可能部分地穿過第二瞬時感測接觸部24)，轉向流向右側并且經由第二瞬時供給接觸部22離開第二霍爾效應區12。
[0061]如上面所提及的那樣，電流流經兩個霍爾效應區11、12，這兩個霍爾效應區11、12經由連接42串聯連接。以這種方式，兩個器件可以利用相同的電流工作，這在固定的電流消耗的情況下增加了信噪比(SNR)。初看上去，可考慮設計具有雙倍內阻的單個器件。雖然這基本上是正確的，但是當涉及垂直霍爾探頭時通常不是那么容易實現(甚至可能接近于不可能)，因為阱的深度會不得不被縮放，這由于涉及制造過程的原因而可能并不總是可能的。
[0062]連接42可以是或包括線、導電跡線、帶狀線、諸如導電MOS晶體管(M0S:金屬氧化物半導體(metal-oxide-semiconductor))、電阻器、二極管、更復雜的電路(例如受控電流源)之類的電子器件或其他用于將電流從第一霍爾效應區傳導到第二霍爾效應區的裝置。在兩個或更多個霍爾效應區之間的其他連接(在以下將被描述)也可以是或包括線、導電跡線、帶狀線、諸如晶體管之類的電子器件或其他用于傳導電流的裝置。
[0063]互連接觸部32、33可以相對大，以便使該連接相對低歐姆并且減小在互連接觸部
32、33兩端的電壓降。針對在互連接觸部與相對應的霍爾效應區之間的低歐姆連接，互連接觸部32、33中的至少一個可以具有大的有效表面。
[0064]電流在其處進入霍爾效應區11、12的第一瞬時供給接觸部21被提供在第一霍爾效應區11處，而電流在其處離開霍爾效應區11、12的第二瞬時供給接觸部被提供在第二霍爾效應區12處。電流流經半導體霍爾效應器件區11、12的方向基本上是設計選擇方案并且可以被修改，在所述半導體霍爾效應器件區11、12處，電流進入和電流離開該電子器件。而且，例如在旋轉電流方案的可選的第三操作階段和可選的第四操作階段期間，電流的方向可以被倒轉。如在圖3A、3B的示意性橫截面視圖中可看到的那樣，電流以相反的方向分別在第一霍爾效應區和第二霍爾效應區的瞬時感測接觸部23和24之下經過，使得由于霍爾效應，在瞬時感測接觸部之一處的電勢由于存在磁場而增加，而在其他瞬時感測接觸部處的電勢減小。然而，這兩個感測接觸部處于不同的共模電勢。這意味著，(甚至)在沒有磁場的情況下，在瞬時感測接觸部23和24處的電勢一般是不相等的。在第一瞬時感測接觸部23處的電勢更接近于電源的正極的電勢(該電勢被連接到供給接觸部21)，而在第二瞬時感測接觸部24處的電勢更接近于地電勢(該地電勢被連接到供給接觸部22)。
[0065]第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12相對于對稱軸線或對稱平面可以是對稱的。這兩個互連接觸部32、33可以相對于對稱軸線或對稱平面也可以是對稱的。在圖3A、3B中，例如，電子器件的第一對稱軸線或對稱平面可以在y-ζ平面中被定位在第一霍爾效應區11與第二霍爾效應區12之間，而針對僅第一霍爾效應區11的第二對稱軸線或對稱平面可以在y_z平面中被定位在互連接觸部32處。電子器件10可以進一步具有在x-y平面中的對稱平面。關于電子器件10的對稱性，應注意的是，通常不必在供給接觸部與感測接觸部之間進行區分，因為這些接觸部通常僅是相對應的旋轉電流接觸部的暫時功能。
[0066]如在圖3A、3B和隨后的圖中的某個中可看到的那樣，第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12可以沿著行被處置或被布置。該行可以沿著第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12的縱軸線延伸，使得所述縱軸線基本上重合。第一半導體霍爾效應器件和第二半導體霍爾效應器件在這種情況下被縱向偏移。因而，第一霍爾效應區11的第一端和第二霍爾效應區12的第二端相對于電子器件結構是外部端，而第一霍爾效應區11的第二端和第二霍爾效應區12的第一端相對于電子器件結構是內部端。
[0067]在此所公開的教導未涵蓋的一些電子器件、特別是霍爾器件使用具有類似的霍爾器件、而霍爾器件的不同的連接和工作的布置。這樣的器件包括帶有四個接觸部的霍爾效應區。在第一時鐘相位中，兩個不鄰近的接觸部被用作供給端子，而另外兩個接觸部被用作感測端子。在第二時鐘相位中，它們交換。這樣的未被在此所公開的教導所涵蓋的器件通常缺少對稱性，并且因此在兩個感測端子之間的電壓甚至在磁場消失時具有極大的值(也就是極大的偏移誤差)。盡管在第二時鐘相位中偏移具有不同的符號，但由于器件的非線性而導致該偏移在實踐中并沒有消除。
[0068]根據在此所公開的教導，公開了雙槽區(twin-tub)、三接觸部垂直霍爾器件。更特別地，垂直霍爾器件針對每個槽區包括三個接觸部。兩個槽區或霍爾效應區通過一個線或更一般而言通過一個導電連接來連接。當考慮旋轉電流方案的第一時鐘相位時，每個槽區都具有三個接觸部，即一個供給接觸部、一個感測接觸部和一個連接到線或連接的接觸部。第一槽區的供給接觸部被連接到正供給接觸部，而第二槽區的供給接觸部被連接到負供給接觸部。因此，電流通過第一槽區的供給接觸部21進入第一槽區11，接著該電流通過第一槽區11流到(互)連接接觸部33中，該(互)連接接觸部33建立在第一槽區11與連接線42之間的接觸。接著，該電流通過該線42流到第二槽區12中，其中該電流通過槽區12流到第二槽區的負供給接觸部22中。電流通過流經第一槽區和第二槽區而在(多個)槽區11、12中建立電勢分布。該電勢分布主要通過流經槽區的電流的量和通過槽區的電導率來確定。這個電導率可以是標量，然而通常是在不同的方向上具有不同的電導率值的二級張量。在存在磁場的情況下，電導率張量具有一些小的導磁部分，這些導磁部分描述了磁阻效應和霍爾效應。后者包括通過磁場建立的洛倫茲力對構成電流流動的運動電荷的影響。相反地，在存在機械應力的情況下，電導率張量具有一些小的壓阻部分。
[0069]現在呈現了其他描述在圖3A、3B中所描繪的電子器件10的方式。電子器件10包括第一霍爾效應區11和第一組的三個接觸部21、32、23，所述接觸部21、32、23被布置在第一霍爾效應區11的表面中或在第一霍爾效應區11的表面上。第一組的三個接觸部21、32、23沿著行被布置，使得第一組包括兩個外部接觸部21、23和一個內部接觸部32。這兩個外部接觸部21、23被配置來以交替的方式起瞬時供給接觸部和瞬時感測接觸部的作用。電子器件10進一步包括第二霍爾效應區12和第二組的三個接觸部24、33、22，所述接觸部24、33,22被布置在第二霍爾效應區12的表面中或在第二霍爾效應區12的表面上。第二組的接觸部24、33、22沿著行被布置，使得第二組包括兩個外部接觸部24、22和一個內部接觸部
33。這兩個外部接觸部24、22被配置來以交替的方式起瞬時供給接觸部和瞬時感測接觸部的作用。第一組的內部接觸部32被連接到第二組的內部接觸部33，使得第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12相對于第一瞬時供給接觸部21和第二瞬時供給接觸部22串聯連接。
[0070]圖3C示出了圖3A、3B的電子器件10在測量循環(例如旋轉電流循環)的第二時鐘相位期間的示意性橫截面。以前的供給接觸部21、22在第二時鐘相位期間起瞬時感測接觸部的作用。而以前的感測接觸部23、24在第二時鐘相位期間起瞬時供給接觸部的作用。第一霍爾效應區11的以前的供給接觸部21和以前的感測接觸23形成第一對接觸部，所述第一對接觸部在其作為供給接觸部和感測接觸部的功能方面交替。關于第二霍爾效應區12，以前的供給接觸部22和以前的感測接觸部24形成第二對接觸部，所述第二對接觸部在一個測量循環的過程中在作為瞬時供給接觸部和瞬時感測接觸部的功能方面交替。可在圖3C中看到的是，在第二時鐘相位期間，電流從瞬時供給接觸部23流向互連接觸部32，其中一個部分相對直接地從左側流向右側，而另一部分沿著在瞬時感測接觸部21之下(并且可能部分地通過瞬時感測接觸部21)經過的相對大的環路流入第一霍爾效應區11。在第二霍爾效應區12中，電流大部分在互連接觸部33與瞬時供給接觸部24之間從右側流向左側。電流的部分沿著在瞬時感測接觸部22之下(并且可能部分地通過瞬時感測接觸部22)經過的環路流向瞬時供給接觸部24。
[0071]如在圖3A、3B和3C中可看到的那樣，在此所公開的教導可以利用旋轉電流技術的實施而被增強。在第一操作階段中，這些接觸部如在圖3A、3B中所示的那樣被配置。在第二操作階段中，供給端子和感測端子的作用被交換或被互換。這兩個操作階段中的感測到的信號被相加或相減(取決于經由霍爾效應對磁場的測量要被實施還是經由所謂的Kanda效應對機械應力的測量要被實施)。根據旋轉電流技術，第一操作階段的所有供給接觸部在第二操作階段中被用作感測接觸部，并且反之亦然。這通常保證了旋轉電流技術的良好性倉泛。
[0072]在根據在此所公開的教導的圖3A、3B和3C中所示的電子器件10中，兩個分離的霍爾效應區(或霍爾槽區)與線(更一般而言，導電連接)連接，電子器件10的整個供給電流流經該線(忽略可能的漏電流)。每個槽區都具有一個供給接觸部和一個感測接觸部。
[0073]圖4A和4B示出了根據在此所公開的教導的另一實施例的電子器件10在處于其在測量循環的第一時鐘相位(圖4A)和第二時鐘相位(圖4B)期間的配置中的示意性橫截面。根據圖4A和4B中所示的實施例的電子器件10與圖3A、3B和3C中所示的實施例的不同在于:第一對接觸部中的接觸部21、23和第二對接觸部中的接觸部22、24分別延伸到第一霍爾效應區11或第二霍爾效應區12的左端部或右端部。以這種方式，可以減小接觸部21至24的接觸電阻。
[0074]圖5示出了根據在此所公開的教導的另外的實施例的電子器件10的示意性橫截面。圖5中所示的實施例類似于圖4A和4B中所示的實施例。除了圖2A中所示的內容之夕卜，根據圖5中所示的實施例的電子器件10進一步包括第二連接41，該第二連接41將布置在第一霍爾效應區11的表面中或在第一霍爾效應區11的表面上的另外的互連接觸部31和布置在第二霍爾效應區12的表面中或在第二霍爾效應區12的表面上的另外的互連接觸部34連接。連接42和另外的連接41在電學意義上基本上彼此平行，除了它們被連接到在第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12的表面中或在第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12的表面上的不同位置。互連接觸部32和另外的互連接觸部31在空間上被布置在第一霍爾效應區11的表面處的第一對接觸部21、23之間。互連接觸部33和另外的互連接觸部34在空間上被布置在第二霍爾效應區12的表面處的第二對接觸部22、24之間。注意:這兩個連接41、42仍可以被視為在第一霍爾效應區11與第二霍爾效應區12之間的單個連接，因為它們都將第一霍爾效應區11的相同的子部分與第二霍爾效應區12的相同子部分連接。第一霍爾效應區11的所述子部分被定位在第一對接觸部中的接觸部21、23之間。第二霍爾效應區12的子部分被定位在第二對接觸部中的接觸部22、24之間。作為另外的選擇方案，這兩個連接41、42可以彼此電互連，使得第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12的四個子部分被連接。
[0075]圖6A和6B圖示了根據在此所公開的教導的電子器件的數值模擬的一些結果。出于模擬的目的，已假定的是，IV的電壓被施加在第一瞬時供給接觸部21與第二瞬時供給接觸部22之間。而且，已假定在z方向上的為I特斯拉的磁場強度。在第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12內的電勢在圖6A中通過不同影線的區域來表示(參見圖6A的右側處的圖例)。電勢以伏特(V)為單位來表達。圖6B中所圖示的其他物理量是單位為A/m2的以流線為形式的總電流密度。為了模擬起見，已假定的是，高導電層71與在布置有接觸部21、23和32的表面對面的表面處的第一霍爾效應區11鄰接。第二高導電層72與在布置有接觸部22、24和33的表面對面的表面處的第二霍爾效應區12鄰接地被布置。然而，高導電層71、72是可選的并且在此所公開的教導的沒有高導電層的實施例存在。
[0076]特別地，圖6A和6B示出了通過一個線42被連接來形成一個器件10的兩個霍爾效應區或“槽區” 11、12的橫截面。相對于圖6A和6B的圖解的垂直軸線是y軸，而其比例尺在該圖的左手側給出。高度y=0標記半導體管芯的、接觸部21、23、32、22、24和33所處的表面。這些接觸部通過粗黑線來標記。
[0077]如果存在平行于z方向的磁場，則該磁場改變了兩個槽區11、12的瞬時感測接觸部23、24的電勢。感測接觸部23、24是在圖6A中被圖示為浮置的接觸部(也就是，這些接觸部既沒有不分別被連接到正供給或負供給，也沒有不被連接到連接線42)。圖6B示出了電流流線。在圖6A和6B中所圖示的曲線中，假定兩個槽區11、12的高導電底部(也就是，高導電層71、72)。這個高導電底部通常是η埋層71、72。槽區11、12通常以每立方厘米IO15到IO17個摻雜物而被略微η摻雜(硅工藝中的磷或砷)。然而，η埋層對于本實用新型而言并不是必需的。根據被使用的工藝，η埋層可以存在或不存在。在第一霍爾效應區11中可以觀察到在瞬時感測接觸部23之下的相對高的電流密度。而且，在垂直方向上的相對高的電流密度也可以在霍爾效應區11的左側和右側處被觀察到。以類似的方式，在第二霍爾效應區12中可以觀察到在瞬時感測接觸部24之下的并且也在第二霍爾效應區12的左端和右端處的相對高的電流密度。在第一霍爾效應區和/或第二霍爾效應區12內的機械應力或在ζ方向上的磁場影響電流分布。電流分布的變化引起在瞬時感測接觸部23、24處的電勢的變化。因此，在瞬時感測接觸部23、24處的電勢是要被測量的物理量(例如磁場強度或機械應力)的函數。注意，圖6Α、6Β示出了電子器件10的如下配置:所述配置被設計來測量磁場強度并且盡可能抵消機械應力在第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12內的任何影響。
[0078]針對該模擬，在圖6Α、6Β中示出了已使用具有下列尺寸的電子器件10的結果。電子器件10在垂直于圖6Α、6Β的繪圖平面的方向上的寬度為3 μ m。高度h為5.5 μ m，而霍爾效應區的長度仁為14.5 μ m。電極21到24、32和33中的每個都具有在x方向上為1.5 μ m的長度le。在外部電極21到24與霍爾效應區11、12的相對應端之間的距離被標明為邊緣長度Im并且為2.5 μ m。這些尺寸例如可以在相對應的上面提及的值的+/-50%或25%的范圍內變化。盡管有霍爾效應區的各種尺寸的所指示的值，但是這些尺寸還可以遭受豐富的變化。例如，根據制造工藝，ΙΟΟμπι厚的霍爾效應區可以是可能的。在這種情況下，其他尺寸也會顯著變化。因此，所提及的尺寸應被視為在實質上無限數目的變型方案中的一個可能的例子。
[0079]圖7圖示了沿著表面(也就是在y=0以及作為x=-2*10_5m...+2*105m的函數)的電勢，其中全沖程線(full stroke line)對應于消失的磁場，點線對應于具有Bz=+1T的磁場，而短劃線對應于具有Bz=-1T的磁場。可看出的是，正供給接觸部在+IV處，負供給接觸部在OV處，以及互連接觸部32、33在近似0.5V處。左槽區或第一霍爾效應區11的感測接觸部23接近x=-10_5m并且在O場的情況下在大約為0.68V的電勢處(全沖程線)。右槽區或第二霍爾效應區12的感測接觸部24接近x=10_5m并且在O磁場的情況下在為大約0.32V的電勢處。因而，在這兩個感測接觸部23、24處的電勢在O磁場的情況下并不相等，并且因此說它們具有不同的共模。
[0080]在正Bz場的情況下，在左側感測接觸部23處的電勢升高，而在右側感測接觸部24處的電勢降低。通過交換第二霍爾效應區12的感測接觸部24和供給接觸部22，在第二霍爾效應區12中的(新)感測接觸部22處的電勢也會在正磁場的情況下升高。
[0081]由于電源電流流經兩個霍爾效應區11、12，所以該電源電流被使用兩次，這使得電子器件10經濟。僅使用小電流來生成兩個感測信號。在感測接觸部23和24之間的電壓從針對為-1T的磁場的近似0.32V變化到針對為+IT的磁場的近似0.4V。對應于零磁場的電壓近似為0.36V。
[0082]在實踐中，可能難于評估所感測到的信號，因為這些所感測到的信號在大的公用電壓之上。類似構造的第二電子器件可以被使用，該第二電子器件也具有左槽區和右槽區(被稱作第三霍爾效應區13和第四霍爾效應區14)，其中在左槽區13中具有感測接觸部而在右槽區14中具有感測接觸部。
[0083]圖8A、8B示意性地示出了根據在此所公開的教導的另外的實施例的電子器件10。示出了處于旋轉電流循環的第一時鐘相位(左側)的配置中和處于旋轉電流循環的第二時鐘相位(右側)的配置中的電子器件10。該電子器件10包括第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12。第一霍爾效應區11具有三個接觸部21、22、23。中間接觸部22和右側接觸部21被配置來在第一時鐘相位期間起供給接觸部的作用。左側接觸部23被配置來在第一時鐘相位期間起瞬時感測接觸部的作用。第二霍爾效應區12也具有三個接觸部51、52和
24。左側接觸部51和中間接觸部52被配置來在第一時鐘相位期間起供給接觸部的作用。右側接觸部24被配置來在第一時鐘相位期間起感測接觸部的作用。差分感測信號可以在瞬時感測接觸部23與24之間被測量。
[0084]在第二時鐘相位期間，電流經由第三接觸部23被供給第一霍爾效應區11，并且經由第二接觸部22離開第一霍爾效應區11。被供給第二霍爾效應區12的電流經由第三接觸部24進入第二霍爾效應區12，并且經由第二接觸部52離開第二霍爾效應區12。
[0085]根據圖8A、8B中所示的實施例，兩個霍爾效應區11和12經由地電勢彼此連接。這意味著，互連接觸部22和52所連接到的節點通常相對于其他電路部分沒有被電隔離，而是被大數目的其他電路部件接觸，因為該節點是參考電勢。
[0086]圖9A示出了根據在此所公開的教導的另外的實施例的電子器件100的示意性電路圖，所述另外的實施例包括如在圖3A、3B和3C中所示的兩個基本上類似的電子器件10-1、10-2。因此，圖9A中所示的電子器件包括第三霍爾效應區13和第四霍爾效應區14。在第三霍爾效應區13的表面中或在第三霍爾效應區13的表面上的第三對接觸部25、27針對測量循環的第一操作階段包括瞬時供給接觸部25和瞬時感測接觸部27 (描繪了處于圖9A中的第一操作階段的配置中的電子器件100)。第一互連接觸部36也被布置在第三霍爾效應區13的表面中或在第三霍爾效應區13的表面上。包括瞬時供給接觸部26和瞬時感測接觸部28的第四對接觸部26、28被布置在第四霍爾效應區14的表面中或在第四霍爾效應區14的表面上。第四互連接觸部37也被布置在第四霍爾效應區14的表面中或在第四霍爾效應區14的表面上。第三互連接觸部36和第四互連接觸部37借助連接44彼此連接。
[0087]在圖9A中所示的實施例中，四個霍爾效應區11、12、13和14基本上相同。然而，在可替換的實施例中，第一霍爾效應區11和第三霍爾效應區13可以彼此基本上相同，而第二霍爾效應區12和第四霍爾效應區14可以彼此基本上相同，但不與第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區13相同。
[0088]電壓源81的正端子被連接到第一瞬時供給接觸部21和第三瞬時供給接觸部25。電壓源81的負端子被連接到第二供給接觸部22和第四供給接觸部26。第一瞬時供給接觸部21被定位在第一霍爾效應區11的右端處，而第三霍爾效應區13的第三瞬時供給接觸部25被定位在第三霍爾效應區13的左端處，也就是在第三霍爾效應區13的相對應的對面端處。第二瞬時供給接觸部22和第四瞬時供給接觸部26也被定位在第二霍爾效應區12和第四霍爾效應區14的相對應的對面端處。
[0089]第一瞬時感測接觸部23被連接到放大器61 (諸如儀表放大器)的負輸入端子。位于第三霍爾效應區13的表面中或第三霍爾效應區13的表面處的第三瞬時感測接觸部27被連接到第一放大器61的正輸入端子。第二霍爾效應區12的第二瞬時感測接觸部24被連接到第二放大器63的負輸入端子，而第四霍爾效應區14的第四瞬時感測接觸部28被連接到第二放大器63的正輸入端子。第二放大器63也可以是儀表放大器。第一放大器61的輸出和第二放大器63的輸出被連接到減法電路68，該減法電路68提供電子器件100的輸出信號，其中該輸出信號表不磁場強度。
[0090]第一放大器61起第一差分信號放大器的作用，該第一差分信號放大器被配置來基于第一感測信號(也就是在瞬時第一感測接觸部23處被分接的感測信號)和第三感測信號(也就是在瞬時第三感測接觸部27處被分接的感測信號)而提供第一差分信號。第一差分信號與-2B成比例，其中B是在z方向上的磁場強度。第二放大器63起第二差分信號放大器的作用，該第二差分信號放大器被配置來基于第二感測信號和第四感測信號而提供第二差分信號，其中該第二差分信號與+2B成比例。第二感測信號在第二瞬時感測接觸部24處被分接，而第四感測信號在第四瞬時感測接觸部28處被分接。因而，通過減法電路68所提供的輸出信號與+4B成比例。
[0091]當將第一霍爾效應區11與第三霍爾效應區13進行比較時，可看到的是，瞬時感測接觸部23、27和瞬時供給接觸部21、25基本上被“鏡像”。而且，這兩個瞬時供給接觸部21、25都被連接到電壓源81的正端子，使得由于第一霍爾效應區11和第三霍爾效應區13的基本上對稱的結構，兩個瞬時感測接觸部23、27近似在相同的共模電勢處。這意味著，在放大器61的負輸入端子與正輸入端子之間的電勢差主要受要測量的物理量(例如在z方向上的磁場)影響。在z方向上的磁場引起在第一瞬時感測接觸部23與第二瞬時感測接觸部27之間的電勢差，因為在第一霍爾效應區11中，電流從最右側接觸部21流向中央接觸部32，而在第三霍爾效應區13中，電流從最左側接觸部25流向中央接觸部36。換言之，在第一霍爾效應區11和第三霍爾效應區13中的電流在相反的方向上流動，至少在X方向上流動。
[0092]第二瞬時感測接觸部24和第四瞬時感測接觸部28也基本上在相同的共模電勢處，并且在第二霍爾效應區12和第四霍爾效應區14中的電流基本上在相反的方向上流動，至少在X方向上流動。
[0093]換言之，在圖9A中所示的示意性電路圖可以被概括如下。如果第三霍爾效應區13(也就是第二器件的左槽區)的供給接觸部被連接到電壓源81的正電源電勢，那么這兩個器件10-1、10-2的左槽區11、13的感測接觸部23、27的共模電勢相等(或鑒于小的不可避免的失配至少非常相似)。如下差分輸出信號因此可以被處理:該差分輸出信號是在這兩個接觸部23、27處被分接的信號之差。類似地，在這兩個器件的右槽區12、14的感測接觸部24、28處被分接的輸出信號之差可以被處理。因此，圖9A中示意性圖示的電路被配置來檢測Bz場(=垂直于繪圖平面的磁場)。
[0094]圖9B示出了根據在此所公開的類似于圖9A中所示的實施例的教導的電子器件100的另一實施例。第一放大器61被連接到第一瞬時感測接觸部23和第二瞬時感測接觸部24。第二放大器63被連接到第三瞬時感測接觸部27和第四瞬時感測接觸部28。
[0095]在第一瞬時感測接觸部23和第四瞬時感測接觸部28處的電勢與+B成比例。在第二瞬時感測接觸部24和第三瞬時感測接觸部27處的電勢與-B成比例。第一放大器61的負輸入端子被連接到第一瞬時感測接觸部23，而放大器61的正輸入端子被連接到第三瞬時感測接觸部27。因此，放大器61的輸出與-2B成比例。關于第二放大器63，負輸入端子被連接到第二瞬時感測接觸部24，而正輸入端子被連接到第四瞬時感測接觸部28。因此，放大器63的輸出與+2B成比例。在將第一放大器61的輸出從第二放大器63的輸出減去之后，與+4B成比例的輸出信號在減法電路68的輸出處被獲得。
[0096]在圖9B中所示的配置中，放大器61、63通常為如下放大器:所述放大器能夠放大在(多個)放大器輸入處的相對大的差分電壓。例如，放大器61、63通常應能夠以基本上完美的線性方式放大為近似IOOmV的差分電壓。
[0097]當比較圖9A和9B中所示的實施例時，可觀察到的是，在圖9A中，被執行的減法的次序是(P27-P23)-(P28-P24)，其中Px代表在帶有引用數字X的接觸部處的電勢。相反，在圖9B的實施例中執行的減法的次序是解開括號(resolving the brackets)揭示了這兩個表達式相同并且得出P27-P23_P28+P24。不同在于，在根據圖9A的實施例的情況下，在括號內的項是相同的或對于零磁場而言接近于零，而對于圖9B的實施例，這兩個括號項在零磁場處具有相對大的非零值、例如0.3V，并且只有當將第二括號(P28-P27)項從第一括號項(Pm-Pm)減去時，這兩個括號項才抵消。
[0098]圖10示出了被配置來測量在電子器件內(特別是在四個霍爾效應區11到14中)的機械應力的電子器件100的示意性電路圖。注意:在第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12中，瞬時感測接觸部23、24分別都被定位在相對應的霍爾效應區11、12的左端處。而且，瞬時供給接觸部21、22都被定位在霍爾效應區11、12的相對應的右端處。關于第三霍爾效應區13和第四霍爾效應區14，瞬時供給接觸部25、26分別被定位在第三霍爾效應區13和第四霍爾效應區14的相對應的左端處。瞬時感測接觸部27、28分別都被定位在霍爾效應區13、14的相對應的右端處。放大器71的負輸入端子和正輸入端子被連接到瞬時感測接觸部23、27。第二霍爾效應區12和第四霍爾效應區14的瞬時感測接觸部24、28被連接到第二放大器73。第一放大器71和第二放大器73的輸出被提供給加法電路78。加法電路78的輸出指示在電子器件100之內的機械應力。磁場對加法電路78的輸出的影響基本上被抵消，因為第一放大器61的輸出與-2B成比例,而第二放大器63的輸出與+2B成比例。
[0099]在圖9A、9B和10中，示出了被連接到器件的瞬時供給接觸部的電壓源81。如果電流源被代之以使用，則存在兩種可能性。類似于電壓源的情況，單個電流源可以用其正供給端子被連接到兩個正供給接觸部。然而，電流供給也可以被分裂成兩個部分，其中第一部分僅供給第一器件(也就是第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12)，而第二部分僅供給第二器件(也就是，第三霍爾效應區13和第四霍爾效應區14)。
[0100]輸出信號可以是如下電壓:在第一操作階段的情況下，這些電壓在瞬時感測接觸部23、24、27、28處被分接。然而，在兩個接觸部之間通過經由電流計(或表示具有可以忽略的輸入電阻并且測量流經其輸入端子的電流的電流計的電子電路)使這兩個接觸部短路而被分接的電流也是可能的。可替換地，如下反饋電路可以被實施:該反饋電路將在其輸入端子之一處的電流適量地相加，以使在這兩個輸入端子處的電勢相同。
[0101]因此，電子器件可以包括電流源，該電流源可以被連接到第一瞬時供給接觸部和第二瞬時供給接觸部。包括四個霍爾效應區11至14的電子器件可以包括具有正端子和負端子的電流源。電流源的正端子可以是可連接到第一瞬時供給接觸部和第三瞬時供給接觸部的。電流源的負端子可以是可連接到第二瞬時供給接觸部和第四瞬時供給接觸部的。在可替換的實施例中，電子器件可以包括兩個電流源。第一電流源可以是可連接到第一瞬時供給接觸部和第二瞬時供給接觸部的。第二電流源可以是可連接到第三瞬時供給接觸部和第四瞬時供給接觸部的。
[0102]電流計可以被視為電流感測器件，該電流感測器件可以被連接在第一瞬時感測接觸部23與第三瞬時感測接觸部27之間。被電流感測器件感測的電流接著可以表示在第一瞬時感測接觸部23與第三瞬時感測接觸部27之間的信號。電流的值或其變化可以表示物理量或其變化的幅度。電流感測器件也可以以與圖9A、9B和10中的放大器61、63、71和73類似的方式被連接。例如，在第一操作階段期間，第一電流感測器件可以是可連接在第一瞬時感測接觸部23與第三瞬時感測接觸部27之間的。在第一操作階段期間，第二電流感測器件可以是可連接在第二瞬時感測接觸部24與第四瞬時感測接觸部28之間的。在第二操作階段期間，第一電流感測器件和第二電流感測器件可以是可連接到以前的供給接觸部21和25和/或22和26的。
[0103]上面提及的反饋電路可以是可連接到第一瞬時感測接觸部23和第二瞬時感測接觸部24的。反饋電路可以被配置來(例如通過使用運算放大器)將在其輸入端子之一處的電流相加，以使在這兩個輸入端子處的電勢相同。在可替換的實施例中，反饋電路可以是可連接到第一瞬時感測接觸部23和第三瞬時感測接觸部27。另外的反饋電路可以是可連接到第二瞬時感測接觸部24和第四瞬時感測接觸部28的。
[0104]圖1lAUlB示出了根據在此所公開的教導的另外的實施例的電子器件在測量循環的第一階段(頂部)和第二階段(底部)期間的兩個示意性頂視圖。電子器件100包括四個霍爾效應區11、12、13、14。第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12屬于第一基本電子器件10-1。第三霍爾效應區13和第四霍爾效應區14屬于第二基本電子器件10-2。相對應的橫截面視圖可以容易地以如在圖3A、3B中那樣類似的方式從圖1lAUlB中的示意性俯視圖中導出。圖11A、11B中所示的配置基本上類似于圖9A中所述的配置。作為不同，四個霍爾效應區11至14在圖1lAUlB的配置中沿著行被布置，而在圖9A中，四個霍爾效應區11至14被布置成2X2陣列。在圖1lAUlB中未示出電壓源81、第一放大器61以及第二放大器63。
[0105]在第一操作階段期間，基于在第一基本電子器件10-1之內(例如在第一操作階段期間的瞬時感測接觸部23處)的第一電勢，并且基于在第二基本電子器件10-2之內(例如在瞬時感測接觸部27處)的第二電勢，圖1lAUlB中所示的電子器件的輸出信號被確定。而且，在第二霍爾效應區12的瞬時感測接觸部24處的電勢和在第四霍爾效應區14處的瞬時感測接觸部28處的電勢也會對在圖1lAUlB中所示的電子器件在第一操作階段期間的輸出信號有貢獻。
[0106]在圖1lAUlB的下面部分中所圖示的第二操作階段期間，電子器件100的輸出信號基于在瞬時感測接觸部21、22、25和26處的電勢(其在第一操作階段期間已瞬時供給接觸部)。在瞬時感測接觸部21與25之間的第一差分信號被確定。在瞬時感測接觸部22與26之間的第二差分信號被確定。圖1lAUlB中所示的配置可以被視為縱向配置。可替換地，也可能將連接42連接到連接44。
[0107]圖12示出了根據在此所公開的教導的實施例的具有被布置成行、即縱向配置的四個霍爾效應區11-14的電子器件100的示意性俯視圖。相對應的橫截面可以容易地以如在圖3A、3B中那樣的類似方式從圖12的示意性俯視圖中導出。圖12示出了在旋轉電流循環或測量循環的第一時鐘相位期間的配置。該配置可以以簡明的形式被描述如下。借助連接42或連接44彼此互連的兩個霍爾效應區被排列在單軸上。而且，這兩對霍爾效應區(也就是這兩個基本電子器件10-1、10-2)也被排列在相同的軸線上。包括霍爾效應區11和12的第一基本電子器件10-1基本上與圖9A中所示的該對霍爾效應區11、12相同。兩個差分感測信號、特別是兩個差分電壓可以被測量。第一差分電壓在i)形成在第一基本電子器件10-1的第一霍爾效應區11的表面處的瞬時感測接觸部23與ii)形成在第二基本電子器件10-2的第三霍爾效應區13的表面處的瞬時感測接觸部27之間。因而，差分電壓以基本電子器件跨越(basic electronic device-spanning)方式被測量(其對于圖9A中所示的配置而言也是正確的)。第二差分電壓在iii)形成在第一基本電子器件10-1的第二霍爾效應區12的表面處的瞬時感測接觸部24與iv)形成在第二基本電子器件10-2的第四霍爾效應區14的表面處的瞬時感測接觸部28之間被測量。
[0108]根據兩個差分電壓P23-P27和P24-P28被相減還是被相加，圖12中所示的配置對在z方向(也就是在繪圖平面中的垂直于電子器件100的縱軸線的方向)上的磁場顯著地起反應或不起反應。在感測接觸部23處，電勢隨著在z方向上的磁場的增加而減小，而在感測接觸部27處的電勢增加。在感測接觸部24處，電勢隨著磁場的增加而增加，并且在感測接觸部28處，電勢減小。當兩個差分電壓P23-P27和P24-P28被相減時，圖12中所示的結構能夠感測其中形成該結構的半導體晶體內的機械應力。而且，通過僅將在霍爾效應區對之一處的電源的極性倒轉，該電子器件可以被配置來測量磁場或機械應力。如在此所公開的電子器件因此也包含機械應力傳感器。假如上面所提及的關于電源的極性的條件被滿足，則結合用于感測磁場的電子器件所請求保護的和/或所描述的特征通常也可應用于機械應力傳感器。
[0109]四個槽區11至14可以被布置成如圖12中的單行，然而這些槽區11至14也可以被布置成如在圖13至15中所示的2X2陣列。圖13至15中的圖示出了各種電子器件處于其在操作階段I期間的配置中的俯視圖；在階段2中，簡單地不得不將瞬時供給端子與瞬時感測端子交換。圖13至15中所示的所有布置在霍爾信號方面基本上等同，然而這些布置在熱電和壓電干擾方面不同。圖13至15中所示的這些布置通過僅將槽區從圖12的配置平移(不執行旋轉或鏡像對稱放置)來生成。
[0110]有許多方式來將霍爾效應區或槽區11、12、13和14布置成該布局。例如，這些霍爾效應區或槽區11、12、13和14可以沿著單行或沿著單列被布置。這些霍爾效應區或槽區
11、12、13和14也可以以交指型(interdigitated)方式、以交錯的方式被布置或被布置成四邊形，其中第一基本器件10-1包括在第一象限和第三象限(=次對角線)中的霍爾效應區，以及其中第二基本器件10-2被定位在主對角線上(霍爾效應區在第二象限和第四象限中)。
[0111]甚至可能將器件的一個槽區相對于第二槽區旋轉。接著，第一感測接觸部使得信號與磁場的第一面內分量(in-plane component)成比例，并且第二感測接觸部使得信號與磁場的第二面內分量成比例，該磁場被旋轉與第二槽區相對于第一槽區被旋轉的量相同的量。
[0112]而且，第一器件的兩個槽區都可以與第一方向平行地被安置，而第二器件的槽區可以與第二方向平行地被安置。以下所描述的圖13至15圖示了器件100的一些可能的配置。
[0113]圖13示出了根據具有四個布置成四邊形的霍爾效應區的實施例的電子器件100的示意性俯視圖。相對應的橫截面可以容易地以如在圖3A、3B中那樣的類似方式從圖13的示意性俯視圖中導出。圖13中所示的配置可以被視為橫向配置。第一基本電子器件10-1包括兩個槽區11、12，這兩個槽區11、12被布置在一行上。第二基本電子器件10-2包括兩個另外的槽區13、14，這兩個另外的槽區13、14被布置在與第一基本電子器件的行平行的另外的行上。槽區11和13在垂直于上面提及的行和另外的行的方向上基本上彼此對準。同樣地，槽區12和14在垂直于所述行和所述另外的行的方向上基本上彼此對準。第一差分電壓在被對準的槽區11和13之間、特別是在第一基本電子器件10-1的感測接觸部23與第二基本電子器件10-2的感測接觸部27之間被分接。第二差分電壓在被對準的槽區12和14之間、特別是在第一基本電子器件10-1的感測接觸部24與第二基本電子器件10-2的感測接觸部28之間被分接。差分電壓以基本電子器件跨越方式來測量。
[0114]圖14示出了根據具有四個布置成四邊形的霍爾效應區的另一實施例的電子器件100的示意性俯視圖。相對應的橫截面可以容易地以如在圖3A、3B中那樣的類似方式從圖14的示意性俯視圖中導出。圖14中所示的配置可以被視為橫向配置。圖14中所示的實施例類似于圖13中所示的實施例，具有如下不同:在第二基本電子器件10-2中，供給接觸部的極性被倒轉，并且差分電壓在第一基本電子器件10-1的第一槽區11與第二基本電子器件10-2的第二槽區14之間以及在第一基本電子器件10-1的第二槽區12與第二基本電子器件10-2的第一槽區13之間對角線地被分接。差分電壓以基本電子器件跨越方式被測量。
[0115]圖15示出了根據具有四個被布置成四邊形的霍爾效應區11至14并且具有對角互連結構的實施例的電子器件100的示意性俯視圖。相對應的橫截面可以容易地以如在圖3A、3B中那樣的類似方式從圖15的示意性俯視圖中導出。圖15中所示的配置可以被視為在對角線上偏移的配置。第一基本電子器件10-1形成對角互連結構并且包括上面的左槽區11和下面的右槽區12。第二基本電子器件10-2形成另外的對角互連結構并且包括上面的右槽區13和下面的左槽區14。差分電壓以基本電子器件跨越方式被測量。第二霍爾效應區12相對于第一霍爾效應區11縱向地和橫向地偏移。關于第二基本電子器件10-2,霍爾效應區14相對于霍爾效應區13縱向地和橫向地偏移。
[0116]根據僅具有單對霍爾效應區的基本電子器件10，第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12可以并排地被處置，或橫向地偏移。因此，第一霍爾效應區的第一端和第二霍爾效應區的第二端可以鄰接，并且反之亦然。通常，第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12是伸長的并且具有縱軸線。在第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12的并排布置中，第二霍爾效應區12基本上相對于第一霍爾效應區11在垂直于第一霍爾效應區11的縱軸線并且與第一霍爾效應區11的表面平行的方向上被平移。
[0117]圖16示出了根據另外的實施例的電子器件100的示意性俯視圖。根據兩個差分電壓是被相加還是被相減，電子器件100對半導體晶體內的機械應力做出響應或對磁場做出響應，在該半導體晶體中形成有霍爾效應區。相對應的橫截面可以容易地以如圖3A、3B中那樣的類似方式從圖16的示意性俯視圖中導出。電子器件100包括兩個基本電子器件10-1、10-2，這兩個基本電子器件10-1、10-2共同地具有四個被布置成四邊形的霍爾效應區11至14。這個實施例具有與圖10中所示的實施例一樣的一些特征。注意:即使當電子器件100被配置來起機械應力傳感器的作用，但是由于霍爾效應，所以磁場可能影響瞬時感測接觸部處的電勢。然而，當輸出信號基于在瞬時感測接觸部處的電勢被確定時，電勢的涉及霍爾效應的部分基本上彼此抵消。因此，該磁場并不(或僅可忽略地)影響所述輸出信號。而輸出信號大部分是半導體晶體內的機械應力的函數。以這種方式，在機械應力傳感器的輸出信號中的霍爾效應和磁場的影響可以被減小。為此，對垂直霍爾效應做出響應的霍爾效應區11至14具有基本上抵消磁場對機械應力傳感器的輸出信號的影響的效應。以類似的方式，當電子器件100被配置來起磁場傳感器的作用時，即當兩個差分電壓彼此相減時，機械應力的影響基本上抵消。
[0118]也可能將四個槽區11至14布置成單列，并且也存在順序次序的數種組合(自頂到底)。
[0119]圖17示出了根據具有四個霍爾效應區11至14的實施例的電子器件10的示意性俯視圖。相對應的橫截面可以容易地以如在圖3A、3B中那樣的類似方式從圖17的示意性俯視圖中導出。圖17中所示的配置可以被視為有角度的配置。兩個霍爾效應區11和12被布置在相同的行上并且屬于第一基本電子器件10-1。兩個霍爾效應區13和14被布置在另外的非平行的行上并且屬于第二基本電子器件10-2。特別地，第二基本電子器件10-2的霍爾效應區13、14相對于第一基本電子器件10-1的霍爾效應區11、12成90度的角度(其他角度是可能的)被布置。兩個差分電壓以基本電子器件跨越方式被測量。通常，輸出信號是平行于管芯的表面的兩個磁場分量的線性組合。這些線性組合的系數與在兩個基本電子器件10-1、10-2沿著其布置的行之間的角度有關。在感測接觸部23與27之間的差分電壓與(Bz-Bx)成比例。在感測接觸部24與28之間的其他差分電壓與(Bx-Bz)成比例。因而，兩個差分電壓之和與磁場無關。差分電壓之差與2* (Bx-Bz)成比例，并且因而是磁場信號。
[0120]圖18示出了根據類似于圖17中所示的實施例(也就是有角度的配置)的具有四個霍爾效應區11至14的實施例的電子器件100的示意性俯視圖(頂視圖)。然而，圖18中的第二基本電子器件10-2的旋轉電流接觸部在第一時鐘相位期間具有不同于圖17中的功能。特別地，第二基本電子器件10-2中的供給接觸部在旋轉電流方案的第一操作階段期間是相應的霍爾效應區13、14中的最上部接觸部。第一差分電壓Ul在第一基本電子器件10-1的第一槽區11的瞬時感測接觸部與第二基本電子器件10-2的第一槽區13的瞬時感測接觸部之間被測量。第二差分電壓U2在第一基本電子器件10-1的第二槽區12的感測接觸部與第二基本電子器件10-2的第二槽區14的感測接觸部之間被測量。第一差分電壓Ul與-Bx+Bz成比例，也就是在X方向上和在z方向上的磁場分量的第一線性組合。第二差分電壓U2與Bx-Bz成比例，也就是在X方向上和在z方向上的磁場分量的第二線性組合。注意:U2基本上等于Ul的相反數，也就是U2=-U1 (當不精確性被忽略時)。相對應的橫截面可以容易地以如圖3A、3B中那樣的類似方式從圖18的示意性俯視圖中導出。
[0121]圖19示出了根據實施例的電子器件100的示意性頂視圖，其中每個基本電子器件10-1,10-2都包括兩個彼此成90度的角度(其他角度是可能的)來處置的霍爾效應區。因而，這個實施例使用如下布置，其中每個基本電子器件10-1、10-2的兩個槽區在該布局中相對于彼此被旋轉例如90度。兩個差分電壓Ul和U2可以被測量。在圖19中所描繪的情況中，第一差分電壓Ul在屬于第一基本電子器件10-1的槽區11與屬于第二電子器件10-2的槽區13之間被測量。第二差分電壓U2在屬于第一基本電子器件10-1的槽區12與屬于第二基本電子器件10-2的槽區14之間被測量。第一差分電壓Ul與項2Bz成比例。第二差分電壓與項2Bx成比例。相對應的橫截面可以容易地以如圖3A、3B中那樣的類似方式從圖19的示意性俯視圖中導出。
[0122]第二基本電子器件10-2也作為整體相對于第一基本電子器件10-1被旋轉某個角度:接著，根據第二基本電子器件10-2相對于第一基本電子器件10-1的精確的角位置，U2與2Bx不成比例，而是與磁場分量Bx和Bz的某線性組合成比例。具有類似在不同角位置處的布置的幾種布置，該系統可以通過合適地線性組合由這些系統遞送的信號來重建Bx和Bz。對于所有這些布置而言，可能作為純平移來使每個槽區的位置移動，以便將其布置成列或行或甚至布置成交指型布置。這可以改進匹配并且減小由于熱電電壓引起的誤差。[0123]注意:輸出信號可以在電壓域中(如在圖18和19中給出的那樣，諸如U1、U2、…)，然而，也可以根據Ul= Ril*Il、U2=Ri2*I2、...使感測管腳短路并且測量短路電流I1、
12、...，其承載與電壓相同的信息，其中Ril、Ri2表示處于相應的電配置中的器件的內阻。如果器件的電流-電壓特征(在零磁場中)是線性的，則Ul和Il彼此對應并且給出了在整個旋轉電流循環上的相同的剩余偏移。然而，如果這些器件的電流-電壓特征是非線性的，那么這些信號在電流域中的剩余偏移通常應比在電壓域中的更精確。
[0124]圖20示出了根據包括四個布置成四邊形的霍爾效應區11至14的實施例的電子器件10的示意性俯視圖。相對應的橫截面可以容易地以如在圖3A、3B中那樣的類似方式從圖20的示意性俯視圖中導出。關于第一基本電子器件10-1和第二基本電子器件10-2的布置，圖20中所示的實施例具有縱向配置，因為右基本電子器件10-2被提供在左(第一)基本電子器件10-1的縱軸線的延伸部中。第一基本電子器件10-1包括槽區11和12，這些槽區11和12相對于彼此橫向地被移位。第二基本電子器件10-2包括槽區13和14，這些槽區13和14相對于彼此也橫向地被移位。兩個基本電子器件10-1、10-2被布置在沿著四個槽區11至14的縱向方向延伸的行上，即兩個基本電子器件10-1、10-2結構在四個槽區11至14的縱向方向上被對準。圖20的實施例可以簡要地被描述如下:每個基本電子器件10-1,10-2的兩個槽區彼此平行，但在不同的行上，并且兩個基本電子器件10-1、10-2彼此相鄰。圖20中所示的實施例的更詳盡的描述揭示了，電子器件100包括彼此隔離的第一霍爾效應區11、第二霍爾效應區12、第三霍爾效應區13和第四霍爾效應區。每個霍爾效應區11至14在相應的霍爾效應區11至14的表面中或在相應的霍爾效應區11至14的表面上包括瞬時供給接觸部、瞬時感測接觸部和互連接觸部。第二霍爾效應區12的互連接觸部33被連接到第一霍爾效應區11的互連接觸部32。以類似的方式，第四霍爾效應區14的互連接觸部37被連接到第三霍爾效應區13的互連接觸部36。第一差分感測信號在分別為第一霍爾效應區11和第三霍爾效應區13的感測接觸部23和27之間被分接，而第二差分感測信號在分別為第二霍爾效應區12和第四霍爾效應區14的感測接觸部24與28之間被分接。
[0125]圖21示出了根據包括四個布置成列的霍爾效應區11至14的實施例的電子器件100的示意性俯視圖。相對應的橫截面可以容易地以如圖3A、3B中那樣的類似方式從圖21的示意性俯視圖中被導出。第一基本電子器件10-1包括霍爾效應區11和12。第二基本電子器件10-2包括霍爾效應區13和14。第二基本電子器件10-2相對于第一基本電子器件10-1橫向移位地被布置。兩個差分信號以基本電子器件跨越方式被分接。第一差分信號在第一基本電子器件10-1 (圖21中的上面的基本電子器件10-1)的第一槽區11處的瞬時感測接觸部23與在第二基本電子器件10-2 (圖21中的下面的基本電子器件)的第一槽區13處的感測接觸部27之間被測量。第二差分信號在第一基本電子器件10-1的第二槽區12處的感測接觸部24與第二基本電子器件10-2的第二槽區的感測接觸部28之間被測量。
[0126]圖22示出了根據包括四個布置成列的霍爾效應區的另一實施例的電子器件100的示意性俯視圖，其中基本電子器件10-1、10-2相對彼此交錯或是同心的，即同心配置。相對應的橫截面可以容易地以如圖3A、3B中那樣的類似方式從圖22的示意性俯視圖中被導出。第一基本電子器件10-1包括槽區11和12，而第二基本電子器件10-2包括槽區13和
14。第一基本電子器件10-1是包圍內部的第二基本電子器件10-2的外面的器件。第一差分信號在外面的第一基本電子器件10-1的第一槽區11處的瞬時感測接觸部23與內部的第二基本電子器件10-2的第一槽區13處的感測接觸部27之間被測量。第二差分信號在外面的第一基本電子器件10-1的第二槽區12處的瞬時感測接觸部24與內部的第二基本電子器件10-2的第二槽區的感測接觸部28之間被測量。
[0127]圖23示出了根據在此所公開的教導的又一可能的實施例的電子器件10的示意性俯視圖。霍爾效應區11和12是L形的，并且互連接觸部32和33分別被定位在L形的第一霍爾效應區11和第二霍爾效應區12的角部中。互連接觸部32在第一接觸部21和第三接觸部23的對稱中心中。在第一接觸部21與互連接觸部(第二接觸部)32之間的距離基本上等于在第二接觸部32與第三接觸部23之間的距離。同樣地，互連接觸部33在第一接觸部22和第三接觸部24的對稱中心中，并且在第一接觸部22與互連接觸部(第二接觸部)33之間的距離基本上等于在第二接觸部33與第三接觸部24之間的距離。
[0128]圖24示出了根據在此所公開的教導的另外的實施例的電子器件10的示意性俯視圖。霍爾效應區11和12是弧形的。關于接觸部21、32、22和22、33、24，參照上面在圖23的描述的上下文中所做的注解。弧形的霍爾效應區11、12可以遍布任意角度、諸如45度、60 度、90 度、120 度。
[0129]圖25示出了針對物理量的感測方法的示意性流程圖。在步驟202，電源被連接在形成在第一霍爾效應區的表面中或在第一霍爾效應區的表面上的第一瞬時供給接觸部與形成在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上的第二瞬時供給接觸部之間。第一霍爾效應區和第二霍爾效應區借助連接來彼此連接，使得由電源提供的電流經由第一瞬時供給接觸部、第一霍爾效應區的至少部分、連接、第二霍爾效應區的至少部分和第二瞬時供給接觸部流回到電源。
[0130]感測信號接著在形成在第一霍爾效應區的表面中或在第一霍爾效應區的表面上的第一瞬時感測接觸部處被感測，并且在形成在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上的第二瞬時感測接觸部處被感測，(步驟204)。第一互連接觸部在第一瞬時供給接觸部與第一瞬時感測接觸部之間被形成在第一霍爾效應區的表面中或在第一霍爾效應區的表面上。第二互連接觸部在第二瞬時供給接觸部與第二瞬時感測接觸部之間被形成在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上。第一互連接觸部和第二互連接觸部借助連接而被彼此連接。
[0131]在步驟206，第一瞬時供給接觸部和第一瞬時感測接觸部的瞬時功能被互換。而且，第二瞬時供給接觸部和第二瞬時感測接觸部的瞬時功能被互換，使得電源被連接在以前的第一感測接觸部與以前的第二感測接觸部之間。
[0132]在步驟208，在以前的第一供給接觸部和以前的第二供給接觸部處的感測信號被感測。輸出信號接著在步驟210期間基于在第一瞬時感測接觸部、第二瞬時感測接觸部、以前的第一供給接觸部和以前的第二供給接觸部處的感測信號來確定。
[0133]當電子器件包括第一基本電子器件10-1和第二基本電子器件10-2 (如例如在圖9A至圖22中所描繪的那樣)時，感測方法可以被擴展。第一霍爾效應區和第二霍爾效應區、其相對應的接觸部和連接形成第一電子器件10-1。第三霍爾效應區、第四霍爾效應區、相對應的接觸部和第二連接類似于第一電子器件形成第二電子器件10-2。根據在此所公開的教導的實施例，被擴展的感測方法可以進一步包括:將電源或另外的電源連接在第二電子器件的第一瞬時供給接觸部與第二瞬時供給接觸部之間。感測信號接著可以在第二電子器件的第一瞬時感測接觸部處被感測。隨后，第二電子器件的第一瞬時感測接觸部和第二電子器件的第一瞬時供給接觸部的功能被互換，使得電流經由第二電子器件的以前的感測接觸部被提供。接著，該方法繼續在第二電子器件的以前的第一供給接觸部處對感測信號進行感測。輸出信號的確定還考慮在第二電子器件的第一瞬時感測接觸部處和在第二電子器件的以前的第一供給接觸部處的感測信號。
[0134]也可能的是，差分信號被確定為在第一電子器件的第一瞬時感測接觸部處和第二電子器件的第一瞬時感測接觸部處的感測信號之間的差。第二差分信號可以被確定為在第一電子器件的以前的第一供給接觸部處和第二電子器件的以前的第一供給接觸部處的感測信號之間的差。最后，輸出信號可以基于第一差分信號和第二差分信號被確定。
[0135]感測方法可以是用于利用霍爾效應來感測磁場的磁感測方法。
[0136]可替換地，感測方法可以是機械應力感測方法，其中在第一霍爾效應區和第二霍爾效應區內流動的電流的方向被選擇為使得:當輸出信號借助在第一霍爾效應區和第二霍爾效應區的瞬時感測接觸部處所觀察到的感測信號的線性組合而被確定時，在第一霍爾效應區中出現的霍爾效應和在第二霍爾效應區中出現的霍爾效應負責基本上消除磁場對輸出信號的影響。如果磁場在不同的霍爾效應區中基本上相等，則磁場影響的消除特別好地奏效。
[0137]圖26示出了根據在此所公開的教導的實施例的另一感測方法的示意性流程圖。在步驟212，電源被連接在形成在第一霍爾效應區的表面中或在第一霍爾效應區的表面上的第一瞬時供給接觸部與形成在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上的第二瞬時供給接觸部之間。第一霍爾效應區和第二霍爾效應區借助布置在第一霍爾效應區的表面中或在第一霍爾效應區的表面上的第一內部接觸部和布置在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上的第二內部接觸部被串聯連接。
[0138]在步驟214，感測信號在形成在第一霍爾效應區的表面中或在第一霍爾效應區的表面上的第一瞬時感測接觸部處被捕獲，并且在形成在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上的第二瞬時感測接觸部處被捕獲。第一瞬時供給接觸部和第一瞬時感測接觸部被布置在第一內部接觸部的兩側上，并且其中第二瞬時供給接觸部和第二瞬時感測接觸部被布置在第二內部接觸部的兩側上。
[0139]第一瞬時供給接觸部和第一瞬時感測接觸部的瞬時功能在步驟216期間被互換。第二瞬時供給接觸部和第二瞬時感測接觸部的瞬時功能也在步驟216期間被互換，使得電源被連接在以前的第一感測接觸部與以前的第二感測接觸部之間。
[0140]在步驟218，在以前的第一供給接觸部和以前的第二供給接觸部處捕獲感測信號。輸出信號接著在步驟220基于在第一瞬時感測接觸部、第二瞬時感測接觸部、以前的第一供給接觸部和以前的第二供給接觸部處的感測信號而被確定。
[0141]盡管一些方面在設備的上下文中已被描述，但清楚的是，這些方面也表示相對應的方法的描述，其中塊或器件對應于方法步驟或方法步驟的特征。類似地，在方法步驟的上下文中所描述的方面也表示相對應的設備的相對應的塊或項或特征的描述。方法步驟中的一些或所有可以通過(或者使用)硬件設備來執行，像例如使用微處理器、可編程計算機或電子電路來執行。在一些實施例中，最重要的方法步驟中的某一個或多個可以通過這樣的設備來執行。
[0142]上面所描述的實施例對于本實用新型的原理而言僅僅為說明性的。應理解的是，布置的修改方案和變型方案以及在此所描述的細節對于本領域技術人員而言將是明顯的。因此，意圖是僅通過即將得到的(impending)專利權利要求書的范圍來進行限制，而不是通過借助對在此的實施例的描述和解釋而呈現的特定細節來進行限制。
【權利要求】
1.一種電子器件，其包括: 霍爾效應區； 布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上的第一接觸部，并且所述第一接觸部被配置來至少暫時地起霍爾效應區的第一供給接觸部的作用； 布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上的第二接觸部，其中所述第二接觸部是霍爾效應區的第二供給接觸部；以及 布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上的第三接觸部，并且所述第三接觸部被配置來至少暫時地起感測接觸部的作用； 其中第一接觸部和第三接觸部相對于第二接觸部彼此以基本上對稱的方式被布置，其中在霍爾效應區內的電流分布受要被測量的物理量影響，并且其中在第三接觸部處被分接的感測信號是所述電流分布的函數，其中所述感測信號因此表示物理量。
2.根據權利要求1所述的電子器件，其中，第一接觸部和第三接觸部被配置來交替地起第一瞬時供給接觸部和第一瞬時感測接觸部的作用。
3.根據權利要求1所述的電子器件， 其中霍爾效應區是第一霍爾效應區； 其中第一接觸部和第三接觸部形成第一對接觸部，所述第一對接觸部被配置來交替地起第一瞬時供給接觸部和第一瞬時感測接觸部的作用，所述第一瞬時供給接觸部和第一瞬時感測接觸部被布置在第一霍爾效應區的表面中或在第一霍爾效應區的表面上； 其中第二接觸部是布置在第一霍爾效應區的表面中或在第一霍爾效應區的表面上的第一互連接觸部； 所述電子器件進一步包括: 第二霍爾效應區； 第二對接觸部，所述第二對接觸部被配置來交替地起第二瞬時供給接觸部和第二瞬時感測接觸部的作用，所述第二瞬時供給接觸部和第二瞬時感測接觸部被布置在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上； 第二互連接觸部，所述第二互連接觸部被布置在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上；以及 連接，所述連接被配置來將第一互連接觸部和第二互連接觸部連接，使得經由第一對接觸部的第一瞬時供給接觸部被供給電子器件并且經由第二對接觸部的第二瞬時供給接觸部離開電子器件的電流經由所述連接從第一霍爾效應區被傳導到第二霍爾效應區；其中在第一瞬時感測接觸部和第二瞬時感測接觸部中的至少一個處被分接的感測信號是電流分布的函數，其中所述感測信號因此表示物理量。
4.根據權利要求3所述的電子器件，其中，第一互連接觸部被布置在第一對接觸部之間，并且其中第二互連接觸部被布置在第二對接觸部之間。
5.根據權利要求3所述的電子器件，其中，第一互連接觸部被布置在第一瞬時供給接觸部與第一瞬時感測接觸部之間，使得在第一瞬時供給接觸部與第一互連接觸部之間的間距基本上等于在第一互連接觸部與第一瞬時感測接觸部之間的間距；以及 其中，第二互連接觸部被布置在第二瞬時供給接觸部與瞬時感測接觸部之間，使得在第二瞬時供給接觸部與第二互連接觸部之間的間距基本上等于在第二互連接觸部與第二瞬時感測接觸部之間的間距。
6.根據權利要求5所述的電子器件， 其中，第一對接觸部和第一互連接觸部基本上沿著行被布置在第一霍爾效應區的表面中或在第一霍爾效應區的表面上；以及 其中第二對接觸部和第二互連接觸部基本上沿著行被布置在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上。
7.根據權利要求3所述的電子器件，其中，第一對接觸部和第二對接觸部中的至少一個被配置用于在帶有至少兩個時鐘相位的旋轉電流方案中利用，其中第一時鐘相位的所有感測接觸部都被用作第二時鐘相位中的供給接觸部，而第一時鐘相位的所有供給接觸部都被用作第二時鐘相位中的感測接觸部，以及兩個時鐘相位的感測信號被組合來給出表示物理量的總信號。
8.根據權利要求3所述的電子器件，進一步包括: 第二霍爾效應區； 第三對接觸部，所述第三對接觸部被配置來交替地起第三瞬時供給接觸部和第三瞬時感測接觸部的作用，所述第三瞬時供給接觸部和第三瞬時感測接觸部被布置在第三霍爾效應區的表面中或在第三霍`爾效應區的表面上； 第三互連接觸部，所述第三互連接觸部被布置在第三霍爾效應區的表面中或在第三霍爾效應區的表面上； 第四霍爾效用區； 第四對接觸部，所述第四對接觸部被配置來交替地起第四瞬時供給接觸部和第四瞬時感測接觸部的作用，所述第四瞬時供給接觸部和第四瞬時感測接觸部被布置在第四霍爾效應區的表面中或在第四霍爾效應區的表面上； 第四互連接觸部，所述第四互連接觸部被布置在第二霍爾效應區的表面中或在第二霍爾效應區的表面上；以及 另外的連接，所述另外的連接被配置來將第三互連接觸部和第四互連接觸部連接，使得經由第三瞬時供給接觸部被供給電子器件的并且經由第四瞬時接觸部離開電子器件的另外的電流經由所述另外的連接從第三霍爾效應區被傳導到第四霍爾效應區。
9.根據權利要求8所述的電子器件，還包括:第一信號提取電路，所述第一信號提取電路被配置來基于第一感測信號和第三感測信號來提供第一信號，其中第一感測信號在第一瞬時感測接觸部處被分接，而第三感測信號在第三瞬時感測接觸部處被分接，以及 第二信號提取電路，所述第二信號提取電路被配置來基于第二感測信號和第四感測信號來提供第二信號，其中第二感測信號在第二瞬時接觸部處被分接，而第四感測信號在第四瞬時感測接觸部處被分接。
10.根據權利要求8所述的電子器件， 其中，第一互連接觸部被定位在第一瞬時供給接觸部與第一瞬時感測接觸部之間；其中，第三互連接觸部被定位在第三瞬時供給接觸部與第三瞬時感測接觸部之間，其中與第一瞬時供給接觸部和第一瞬時感測接觸部相對于第一互連接觸部的布置相比，第三瞬時供給接觸部和第三瞬時感測接觸部相對于第三互連接觸部以鏡像方式被布置； 其中，第二互連接觸部被定位在第二瞬時供給接觸部和第二瞬時感測接觸部之間；以及 其中，第四互連接觸部被定位在第四瞬時供給接觸部與第四瞬時感測接觸部之間，其中與第二瞬時供給接觸部和第二瞬時感測接觸部相對于第二互連接觸部的布置相比，第四瞬時供給接觸部和第四瞬時感測接觸部相對于第四互連接觸部以鏡像方式被布置。
11.根據權利要求8所述的電子器件， 其中，第一互連接觸部被定位在第一瞬時供給接觸部與第一瞬時感測接觸部之間； 其中，以基本上與第一瞬時供給接觸部和第一瞬時感測接觸部相對于第一互連接觸部的布置一樣的布置，第三互連接觸部被定位在第三瞬時供給接觸部與第三瞬時感測接觸部之間； 其中第二互連接觸部被定位在第二瞬時供給接觸部與第二瞬時感測接觸部之間；以及 其中以基本上與第二瞬時供給接觸部和第二瞬時感測接觸部相對于第二互連接觸部的布置一樣的布置，第四互連接觸部被定位在第四瞬時供給接觸部與第四瞬時感測接觸部之間。
12.根據權利要求3所述的電子器件，還包括能夠連接到第一瞬時感測接觸部和第二瞬時感測接觸部之一或兩者的電流感測器件，并且其中由電流感測器件感測的電流表示在第一瞬時感測接觸部與第二瞬時感測接觸部之間的信號，該信號的變化表示物理量的變化的幅度。
13.根據權利要求8所述的電子器件，進一步包括反饋電路，該反饋電路選擇性地被連接到第一瞬時感測接觸部和第三瞬時感測接觸部，其中該反饋電`路被配置來將在其輸入端子之一處的電流相加，以使在兩個輸入端子處的電勢基本上相等。
14.根據權利要求3所述的電子器件，其中，第一霍爾效應區和第二霍爾效應區相對彼此成非零角度地被處置。
15.根據權利要求8所述的電子器件，其中，第一霍爾效應區、第二霍爾效應區、第三霍爾效應區和第四霍爾效應區沿著單行、沿著單列、以交指型方式或以交錯的方式被布置。
16.根據權利要求8所述的電子器件，其中，第一霍爾效應區、第二霍爾效應區、第三霍爾效應區和第四霍爾效應區被布置成四邊形，其中第一霍爾效應區和第二霍爾效應區分別被布置在第一象限和第三象限中，并且其中第三霍爾效應區和第四霍爾效應區分別被定位在第二象限和第四象限中。
17.根據權利要求8所述的電子器件，其中，第一霍爾效應區和第二霍爾效應區沿著第一方向被布置，并且其中第三霍爾效應區和第四霍爾效應區沿著與第一方向限定非零角度的第二方向被布置。
18.根據權利要求8所述的電子器件，進一步包括感測信號評估器，所述感測信號評估器被配置來被連接到第一對接觸部的瞬時感測接觸部和第三對接觸部的瞬時感測接觸部，并且進一步被配置來處理基于在第一瞬時感測接觸部和第三瞬時感測接觸部處提供的兩個感測信號的差分感測信號。
19.根據權利要求3所述的電子器件，其中，所述電子器件是對磁場敏感的霍爾效應器件，其中所述磁場與第一霍爾效應區和第二霍爾效應區的表面平行并且基本上垂直于電流在第一霍爾效應區和第二霍爾效應區中的至少一個之內的電流流動方向。
20.根據權利要求3所述的電子器件，其中，所述電子器件是機械應力傳感器，并且其中第一對接觸部和第二對接觸部的瞬時感測接觸部相對于第一對接觸部和第二對接觸部的瞬時供給接觸部以如下方式被布置:在第一霍爾效應區內經過第一瞬時感測接觸部的電流有與在第二霍爾效應區內經過第二瞬時感測接觸部的電流基本上相同的方向，由此機械應力傳感器對于在第一霍爾效應區和第二霍爾效應區中的至少一個內的機械應力敏感。
21.根據權利要求3所述的電子器件，其中，相對于第一霍爾效應區和第二霍爾效應區的接觸部，第一霍爾效應區僅包括第一對接觸部和第一互連接觸部，以及其中第二霍爾效應區僅包括第二對接觸部和第二互連接觸部。
22.根據權利要求3所述的電子器件，其中，第一互連接觸部被連接到第二組的第二互連接觸部，使得第一霍爾效應區和第二霍爾效應區相對于第一瞬時供給接觸部和第二瞬時供給接觸部串聯連接。
23.一種電子器件，其包括: 霍爾效應區； 第一接觸部，所述第一接觸部被布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上，并且所述第一接觸部被配置來至少暫時地起供給接觸部的作用； 第二接觸部，所述第二接觸部被布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上，并且所述第二接觸部被配置來起另外的供給接觸部的作用；以及 第三接觸部，所述第三接觸部被布置在霍爾效應區的表面中或在霍爾效應區的表面上，所述第三接觸部被配置來至少暫時地起感測接觸部的作用，其中所述第三接觸部在距第一接觸部的第一距離處并且在距第二接觸部的第二距離處； 其中，在第一接觸部與第二接觸部之間的距離小于第一距離和第二距離中的最大值；以及 其中，霍爾效應區內的電流分布受要被測量的物理量影響，并且其中在第三接觸部處被分接的感測信號是電流分布的函數，其中感測信號因此表示物理量。
【文檔編號】H01L43/06GK203521477SQ201220611590
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年11月19日 優先權日:2011年11月17日
【發明者】U.奧瑟萊希納 申請人:英飛凌科技股份有限公司