BG112804A

BG112804A - 2d hall effect microsensor with an in-plane sensitivity

Info

Publication number: BG112804A
Application number: BG112804A
Authority: BG
Inventors: Август ИВАНОВ; Вълчева Лозанова Сия; Сия ЛОЗАНОВА; Станоев Руменин Чавдар; Чавдар РУМЕНИН; Йорданов Иванов Август
Original assignee: Институт По Роботика - Бан
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2020-04-15
Also published as: BG67245B1

Abstract

The 2D Hall microsensor with in-plane sensitivity contains an n-type semiconductor wafer (1), on one side of which there are four identical ohmic contacts (2, 3, 4 and 5), a deep р+ -type zone (6) with an equilateral cross shape surrounding the area with the contacts (2, 3, 4 and 5) located at the ends of the cruciform р+ -zone (6) and symmetrical to its centre, a current source (11) and two measuring amplifiers (12 and 13) . The contacts (2, 3, 4 and 5) are connected to one load resistor (7, 8, 9 and 10), as resistors (7 and 9) are connected to the opposite first (2) and third (4) contact and are connected to one terminal of the current source (11), and resistors (8 and 10) to the second (3) and fourth (5) contact - to the other terminal of the current source (11). The first (2) and third (4), respectively the second (3) and the fourth (5) contacts are connected to the inputs of amplifiers (12 and 13). The outputs (14 and 15) of the amplifiers (12 and 13) are outputs of the 2D Hall microensor for the two mutually perpendicular planar components of the measured magnetic field (16), which lies in the plane of the n-type wafer (1) and has a random orientation .

Description

2D МИКРОСЕНЗОР НА ХОЛ С РАВНИННА ЧУВСТВИТЕЛНОСТ2D LIVING SENSITIVITY MICROSENSOR WITH PLAN SENSITIVITY

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАFIELD OF THE INVENTION

Изобретението се отнася до 2D микросензор на Хол с равнинна чувствителност, приложимо в областта на автоматиката, роботиката и мехатрониката включително роботизираната и минималноинвазивната хирургия, сензориката, контролно-измервателната техника, микро- и нанотехнологиите, слабополевата магнитометрия, позиционирането на обекти в равнината, безконтактното измерване на ъглови и линейни премествания, енергетиката, интелигентните системи за квантова комуникация, военното дело, сигурността, контратероризма, и др.The invention relates to a 2D Hall microsensor with plane sensitivity, applicable in the field of automation, robotics and mechatronics including robotic and minimally invasive surgery, sensorics, control and measurement technology, micro- and nanotechnologies, low-field magnetometry, positioning of objects in the plane of angular and linear displacements, energy, intelligent systems for quantum communication, military affairs, security, counterterrorism, etc.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е 2D микросензор на Хол с равнинна чувствителност, съдържащ п-тип полупроводникова подложка, върху едната страна на която са формирани централен омичен контакт с квадратна форма като на разстояния и симетрично спрямо четирите му страни има по един правоъгълен вътрешен омичен контакт - първи, втори, трети и четвърти като първият и третият, и съответно вторият и четвъртият са срещуположни. Има още по един външен омичен контакт на равни разстояния от вътрешните контакти и симетрично разположени спрямо тях. Четирите външни контакти са електрически съединени и през токоизточник са свързани с централния. На повърхността на подложката, където са централният, вътрешните и външните контакти, и в близост до тях е образувана дълбока р*- тип зона с форма на равностранен кръст, обграждаща областта с всички контакти. Първият и третият, и съответно вторият и четвъртият контакти са свързани с входовете на два измервателни усилватели. Изходите на тези усилватели са изходи на 2D микросензора на Хол за двете взаимноперпендикулярни равнинни компоненти на измерваното магнитно поле, което лежи в равнината на птип подложката и е с произволна ориентация, [1 - 4].A 2D Hall microsensor with plane sensitivity is known, containing a p-type semiconductor substrate, on one side of which are formed a central ohmic contact with a square shape as at distances and symmetrically to its four sides there is a rectangular internal ohmic contact - first, second , third and fourth as the first and third, and respectively the second and fourth are opposite. There is another external ohmic contact at equal distances from the internal contacts and symmetrically located relative to them. The four external contacts are electrically connected and connected to the central one through a power source. On the surface of the pad, where the central, internal and external contacts are, and near them, a deep p * - type zone with the shape of an equilateral cross is formed, surrounding the area with all contacts. The first and third, and respectively the second and fourth contacts are connected to the inputs of two measuring amplifiers. The outputs of these amplifiers are the outputs of the 2D Hall microsensor for the two mutually perpendicular plane components of the measured magnetic field, which lies in the plane of the ptip substrate and has an arbitrary orientation, [1 - 4].

Недостатък на този 2D микросензор на Хол с равнинна чувствителност е редуцираната разделителна способност (резолюция) при измерване на двете взаимноперпендикулярни магнитни компоненти поради увеличените геометрични размери на преобразувателната зона в подложката.A disadvantage of this 2D Hall microsensor with plane sensitivity is the reduced resolution when measuring the two mutually perpendicular magnetic components due to the increased geometric dimensions of the conversion zone in the substrate.

Недостатък е също усложнената конструкция, съдържаща девет контакти в преобразувателната зона и съпътстващите електрически връзки между тях, което затруднява технологичната реализация на 2D микросензора.Another disadvantage is the complicated construction, containing nine contacts in the conversion zone and the accompanying electrical connections between them, which complicates the technological implementation of the 2D microsensor.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТTECHNICAL ESSENCE

Задача на изобретението е да се създаде 2D микросензор на Хол с равнинна чувствителност, който да е с повишена резолюция чрез намаляване на геометричните му размери и да е с опростена конструкция, съдържаща минимален брой омични контакти.The object of the invention is to provide a 2D Hall microsensor with plane sensitivity, which has an increased resolution by reducing its geometric dimensions and has a simplified construction containing a minimum number of ohmic contacts.

Тази задача се решава с 2D микросензор на Хол с равнинна чувствителност, съдържащ и-тип полупроводникова подложка, върху едната страна на която има четири еднакви омични контакти - първи, втори, трети и четвърти като първият и третият, и съответно вторият и четвъртият са срещуположни. Реализирана е също дълбока р⁺- тип зона с форма на равностранен кръст, обграждаща областта с контактите, разположени в краищата на р⁺ - зоната и симетрични спрямо центъра й.This problem is solved with a 2D Hall microsensor with plane sensitivity, containing an i-type semiconductor pad, on one side of which there are four identical ohmic contacts - first, second, third and fourth as the first and third, and respectively the second and fourth are opposite . A deep p ⁺ - type zone in the shape of an equilateral cross is also realized, surrounding the area with the contacts located at the ends of the p ⁺ - zone and symmetrical to its center.

I Ш ill II lilhtllI Ш ill II lilhtll

Контактите са свързани c по един товарен резистор като тези, съединени със срещуположните първи и трети контакт са свързани с единия извод на токоизточник, а резисторите към втори и четвърти контакт - с другия извод на токоизточника. Първият и третият, респективно вторият и четвъртият контакти са свързани с входовете на два измервателни усилватели. Изходите на тези усилватели са изходи на 2D микросензора на Хол за двете взаимноперпендикулярни равнинни компоненти на измерваното магнитно поле, което лежи в равнината на п-тип подложката и е с произволна ориентация.The contacts are connected to one load resistor and those connected to the opposite first and third contacts are connected to one terminal of the current source, and the resistors to the second and fourth contact - to the other terminal of the current source. The first and third, respectively the second and fourth contacts are connected to the inputs of two measuring amplifiers. The outputs of these amplifiers are outputs of the 2D Hall microsensor for the two mutually perpendicular planar components of the measured magnetic field, which lies in the plane of the p-type substrate and is of arbitrary orientation.

Предимство на изобретението е високата разделителна способност (резолюция) в резултат на значително редуцираните размери на преобразувателната зона на 2D микросензора, позволяваща детектирането на по-детайлна топология на магнитното поле.An advantage of the invention is the high resolution due to the significantly reduced dimensions of the conversion zone of the 2D microsensor, allowing the detection of a more detailed topology of the magnetic field.

Предимство е също силно опростената приборна конструкция, съдържаща само четири омични контакти вместо девет в преобразувателната си зона, което улеснява технологичната реализация на 2D микросензора на Хол.Another advantage is the highly simplified instrument design, containing only four ohmic contacts instead of nine in its conversion zone, which facilitates the technological implementation of Hall's 2D microsensor.

Предимство е още повишената измервателна точност на двата изходни канала на 2D микросензора поради минимизираното паразитно междуканално влияние, осъществено чрез отделните генератори на ток, формирани с товарни резистори.Another advantage is the increased measuring accuracy of the two output channels of the 2D microsensor due to the minimized parasitic interchannel influence, carried out by the individual current generators formed with load resistors.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИDESCRIPTION OF THE ATTACHED FIGURES

По-подробно изобретението се пояснява с едно негово примерно изпълнение, дадено на приложената Фигура 1.The invention is illustrated in more detail by an exemplary embodiment thereof, given in the attached Figure 1.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕEXAMPLES OF IMPLEMENTATION

2D микросензорът на Хол с равнинна чувствителност съдържа п-тип полупроводникова подложка 1, върху едната страна на която има четири еднакви омични контакти - първи 2, втори 3, трети 4 и четвърти 5 като първият 2 и третият 4, и съответно вторият 3 и четвъртият 5 са срещуположни. Реализирана е също дълбока р⁺- тип зона 6 с форма на равностранен кръст, обграждаща областта с контактите 2, 3, 4 и 5, разположени в краищата на р⁺ - зоната 6 и симетрични спрямо центъра й. Контакти 2, 3, 4 и 5 са свързани с по един товарен резистор 7, 8, 9 и 10 като резисторите 7 и 9, съединени със срещуположните първи 2 и трети 4 контакт са свързани с единия извод на токоизточник 11, а резисторите 8 и 10 към втория 3 и четвъртия 5 контакт - с другия извод на токоизточника 11. Първият 2 и третият 4, респективно вторият 3 и четвъртият 5 контакти са свързани с входовете на два измервателни усилватели 12 и 13. Изходите 14 и 15 на усилватели 12 и 13 са изходи на 2D микросензора на Хол за двете взаимноперпендикулярни равнинни компоненти на измерваното магнитно поле 16, което лежи в равнината на п-тип подложката 1 и е с произволна ориентация.The 2D Hall microsensor with plane sensitivity contains a n-type semiconductor pad 1, on one side of which there are four identical ohmic contacts - first 2, second 3, third 4 and fourth 5 as the first 2 and third 4, and respectively the second 3 and the fourth 5 are opposite. A deep p ⁺ - type zone 6 in the form of an equilateral cross is also realized, surrounding the area with the contacts 2, 3, 4 and 5, located at the ends of the p ⁺ - zone 6 and symmetrical to its center. Contacts 2, 3, 4 and 5 are connected to one load resistor 7, 8, 9 and 10 as the resistors 7 and 9 connected to the opposite first 2 and third 4 contacts are connected to one terminal of the current source 11, and the resistors 8 and 10 to the second 3 and the fourth 5 contact - with the other terminal of the current source 11. The first 2 and third 4, respectively the second 3 and the fourth 5 contacts are connected to the inputs of two measuring amplifiers 12 and 13. The outputs 14 and 15 of amplifiers 12 and 13 are outputs of 2D Hall microsensor for the two mutually perpendicular planar components of the measured magnetic field 16, which lies in the plane of the n-type substrate 1 and is of arbitrary orientation.

Действието на 2D микросензора на Хол с равнинна чувствителност, съгласно изобретението, е следното. При включване на резисторите 7 и 9, и съответно 8 и 10 към токоизточника 11, между омични контакти 3 и 2, и 5 и 4 протичат две независими токови компоненти А,2 и А.д· Еднаквите по стойност товарни резистори 7, 8, 9 и 10, R₇ = R₈ = R9 = R10, гарантират режим на функциониране генератори на ток на 2-D микросензора и равенство на компоненти А,2 = Ад = const. Съпротивлението Ro на резисторите следва да е на порядък по-голямо от съпротивлението между контакти 2, 3, 4 и 5, R₇ = R₈ = R₉ = R₁₀ « R_o. По този начин се осъществява независимо функциониране на двата изходни канали Угди Узд. Фактически товарните резистори 7, 8, 9 и 10, R_7; R_8; R9 и Rio формират разделно действие за каналите, което драстично минимизира неминуемото паразитно междуканално влияние. В отсъствие на външно магнитно поле В 16, В = 0, траекториите на тези токове в областите под контакти 2, 3, 4 и 5 първоначално са перпендикулярни на горната повърхност на подложката 1, прониквайки дълбоко в обема й, тъй като нискоомните омични контакти 2, 3, 4 и 5 представляват еквипотенциални равнини. След това ефективните траектории на токовите линии /3,2 и Ад в обема на подложката 1 стават успоредни на горната й повърхност. Важна особеност, произтичаща от оригиналната прибор на конструкция е, че посоките на компоненти А,г и Ад са противоположно насочени. Всяка от независимите токови траектории А,2 и - Ад, в резултат на избраната геометрична форма на микросензора (равностранен кръст), се състои от по две части, като за всеки ток А,2 и - А,4 в първо прибижение тези части са под прав ъгъл. Дълбоката кръстовидна р -тип зона 6, обграждаща достатъчно близко омичните контакти 2, 3, 4 и 5 съществено редуцира паразитното разтичане по повърхността на подложката 1 на токовете А,2 и Ад· Ако в резултат на геометрична асиметрия на структурата при нейната реализация, Фигура 1, дефекти в полупроводниковата подложка 1, механични напрежения при корпусирането и метализацията, и др. възникне паразитно изходно напрежение на асиметрия в отсъствие на магнитно поле В 16 — офсет у₂₄(В = 0) 0 и УзХВ = 0) t θ· Тези офсети може да се редуцират и/или нулират чрез измервателните усилватели 12 и 13, които усилват сензорните сигнали У₂д и У₃,5 ако магнитната индукция В 16 и малка. С помощта на операционните усилватели 12 и 13 може да се осъществи също компенсиране на негативното влияние на температурата Т върху метрологичните сигнали У₂д и У₃,5.The operation of the 2D Hall microsensor with plane sensitivity according to the invention is as follows. When resistors 7 and 9, and 8 and 10, respectively, are connected to the current source 11, two independent current components A, 2 and A flow between ohmic contacts 3 and 2, and 5 and 4. e · The same value load resistors 7, 8, 9 and 10, R ₇ = R ₈ = R9 = R10, guarantee the mode of operation of the current generators of the 2-D microsensor and the equality of components A, 2 = Ad = const. The resistance Ro of the resistors should be of the order of magnitude greater than the resistance between contacts 2, 3, 4 and 5, R ₇ = R ₈ = R ₉ = R ₁₀ «R _o . In this way, the two Ugdi Uzd output channels function independently. In fact the load resistors 7, 8, 9 and 10, R _7; R _8; R9 and Rio form a separate action for the channels, which drastically minimizes the inevitable parasitic interchannel influence. In the absence of an external magnetic field B 16, B = 0, the trajectories of these currents in the areas under contacts 2, 3, 4 and 5 are initially perpendicular to the upper surface of the substrate 1, penetrating deep into its volume, as the low-resistance ohmic contacts 2 , 3, 4 and 5 represent equipotential planes. Then the effective trajectories of the current lines / 3,2 and Ad in the volume of the substrate 1 become parallel to its upper surface. An important feature arising from the original instrument of construction is that the directions of components A, d and Ad are oppositely directed. Each of the independent current trajectories A, 2 and - Hell, as a result of the selected geometric shape of the microsensor (equilateral cross), consists of two parts, and for each current A, 2 and - A, 4 in the first run these parts are at right angles. The deep cruciform p-type zone 6, surrounding the ohmic contacts 2, 3, 4 and 5 close enough, significantly reduces the parasitic spread on the surface of the substrate 1 of the currents A, 2 and Ad · If as a result of geometric asymmetry of the structure in its implementation, Figure 1, defects in the semiconductor substrate 1, mechanical stresses during housing and metallization, etc. a parasitic output voltage of asymmetry occurs in the absence of a magnetic field B 16 - offset y ₂₄ (B = 0) 0 and UzHV = 0) t θ · These offsets can be reduced and / or reset by the measuring amplifiers 12 and 13, which amplify sensor signals Y ₂ d and Y ₃ , 5 if the magnetic induction B 16 and small. With the help of the operational amplifiers 12 and 13 it is also possible to compensate for the negative influence of the temperature T on the metrological signals Y ₂ e and Y ₃ , 5.

Външното магнитно поле В 16, което лежи в равнината на подложката 1 и е с произволна ориентация, чрез двете си взаимноперпендикулярни компоненти В* и В_} генерира съответни латерално отклоняващи движещите се токоносители сили на Лоренц, = qV^ х В, където q е елементарният товар на електрона, a V_dr е векторът на средната дрейфова скорост на движещите се токоносителите, в нашия сучай електроните. Освен това токовите линии проникват дълбоко в обема на подложката 1, поради което възействието на силите на Лоренц F] върху съответните части от траекториите е оптимално. Иновативната конфигурация на 2D микросензора на Хол, формираща двете под прав ъгъл части на всеки от токовете /_3>2 и - /5,4 осъществява за едната от тях магнитно управление, например от поле В_х и нечувствителност към поле В_у, и съответно другата част е чувствителна към поле В_у и нечувствителна към поле В_х. В резултат на Лоренцовите дефлекции F_Ki, породени от В_х и В_у, противоположно насочените части на токовите компоненти Z_3>2 и - /5.4 се “свиват” и съответно “разширяват”. В зависимост от посоките на полетата В_х и В_у на вектора В 16, всеки от срещуположните токове /_3>2 и /_5>4 генерира на повърхността в близост до контакти 2, 3, 4 и 5 Холови потенциали с противоположен знак. Наличието на магнитноуправляем повърхностен ток, съпътстващ ефекта на Хол в този клас сензорни системи усилва преобразувателната им ефективност, [5]. Тези преобразувателни механизми генерират двете диференциални напрежения V₂^(By) и V₃^(B_X), които са линейни и нечетни функции на полета В_х и Ву, и на токовете /_3>2 и - А.4- След обработката на тези напрежения с усилватели 12 и 13, на изходите 14 и 15 на 2D микросензора на Хол се получава необходимата метрологична информация Vi₄(B_y) и Vi5(5_x) за равнинните компоненти В_х и В у на вектора 5 16. Абсолютната стойност на вектора на магнитното поле В 16 в равнината х-у на подложка 1, Фигура 1, и ъгълът Θ на полето В 16 спрямо фиксирана реперна ос в същата равнина се дават с изразите: \В\ = (В,² + ΰ,²)¹'² и 0= [1,3].The external magnetic field B 16, which lies in the plane of the substrate 1 and is of arbitrary orientation, through its two mutually perpendicular components B * and B _} generates corresponding laterally deflecting moving current carriers Lorentz forces, = qV ^ x B, where q is the elementary electron load, and V _dr is the vector of the average drift velocity of the moving current carriers, in our case the electrons. In addition, the current lines penetrate deep into the volume of the substrate 1, due to which the impact of the Lorentz forces F] on the respective parts of the trajectories is optimal. The innovative configuration of the 2D Hall microsensor, forming the two right-angled parts of each of the currents / _{3> 2} and - / 5,4 performs for one of them magnetic control, for example from field B _x and insensitivity to field B _y , and respectively the other part is sensitive to field B _y and insensitive to field B _x . As a result of the Lorentz deflections F _Ki caused by B _x and B _y , the oppositely directed parts of the current components Z _{3> 2} and - /5.4 "shrink" and "expand" respectively. Depending on the directions of the fields B _x and B _y of the vector B 16, each of the opposite currents / _{3> 2} and / _5> 4 generates on the surface near contacts 2, 3, 4 and 5 Hall potentials with opposite sign. The presence of a magnetically controlled surface current accompanying the Hall effect in this class of sensor systems enhances their converting efficiency, [5]. These converters generate the two differential voltages V ₂ ^ (By) and V ₃ ^ (B _X ), which are linear and odd functions of the fields B _x and Wu, and of the currents / _{3> 2} and - A.4- After processing at these voltages with amplifiers 12 and 13, at the outputs 14 and 15 of the 2D Hall microsensor the necessary metrological information Vi ₄ (B _y ) and Vi5 (5 _x ) is obtained for the planar components B _x and B y of the vector 5 16. The absolute the value of the vector of the magnetic field B 16 in the plane x-y of the pad 1, Figure 1, and the angle Θ of the field B 16 with respect to a fixed reference axis in the same plane are given by the expressions: \ B \ = (B, ² + ΰ, ² ) ¹ ' ² and 0 = [1,3].

Неочакваният положителен ефект на новото техническо решение се заключава в оригиналността на приборната конструкция на микросензора, съдържаща само четири омични контакти 2, 3, 4 и 5, както и избраният работен режим генератор на ток. Така съществено се редуцират геометричните размери на елемента на Хол и се повишава неговата разделителна способност (резолюция). Освен това неминуемото паразитно влияние между изходи 14 и 15 е значително намалено от независимото функциониране на двата информационни канала за магнитни компоненти В_х и Ву, което повишава точността.The unexpected positive effect of the new technical solution lies in the originality of the instrument design of the microsensor, containing only four ohmic contacts 2, 3, 4 and 5, as well as the selected operating mode of the current generator. This significantly reduces the geometric dimensions of the Hall element and increases its resolution. In addition, the inevitable parasitic influence between outputs 14 and 15 is significantly reduced by the independent operation of the two information channels for magnetic components B _x and Wu, which increases the accuracy.

Двумерният микросензор на Хол може да се реализира с различните модификации на планарната силициева технология - CMOS, BiCMOS, SOS, а при необходимост може да се използват микромашининг силициеви процеси. С интегралната технология могат върху общ чип да се реализират 2D микросензора на Хол и обработващата сигналите схемотехника 12 и 13. Също така с цел повишаване на магниточувствителността за целите на слабополевата магнитометрия или контратероризма, може да се използват криогенни температури, например температурата на кипене на течния азот 7=77 К.The two-dimensional Hall microsensor can be realized with various modifications of the planar silicon technology - CMOS, BiCMOS, SOS, and if necessary micromachining silicon processes can be used. With the integrated technology, 2D Hall microsensors and signal processing circuitry 12 and 13 can be implemented on a common chip. Also, in order to increase the magnetic sensitivity for the purposes of low-field magnetometry or counterterrorism, cryogenic temperatures can be used, for example the boiling point of the liquid nitrogen 7 = 77 K.

ПРИЛОЖЕНИЕ: една фигураAPPENDIX: one figure

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

[1] Ch.S. Roumenin, Microsensors for magnetic field, in „MEMS - a practical guide to design, analysis and applications”, Ch. 9, ed. by J. Korvink and O. Paul, William Andrew Publ., USA, 2006, pp. 453-523; ISBN: 0-81551497-2.[1] Ch.S. Roumenin, Microsensors for magnetic field, in “MEMS - a practical guide to design, analysis and applications”, Ch. 9, ed. by J. Korvink and O. Paul, William Andrew Publ., USA, 2006, pp. 453-523; ISBN: 0-81551497-2.

[2] R. Popovic, Hall effect devices, 2^nd ed., The Adam Hilger series on sensors, Bristol, IOP Publ. Ltd, 2004.[2] R. Popovic, Hall effect devices, 2 ^nd ed., The Adam Hilger series on sensors, Bristol, IOP Publ. Ltd, 2004.

[3] C. Roumenin, Solid State Magnetic Sensors - Handbook of Sensors and Actuators, Elsevier, Amsterdam-Lausanne-New York-Oxford-ShannonTokyo, 1994, pp. 450; ISBN: 0 444 89401.[3] C. Roumenin, Solid State Magnetic Sensors - Handbook of Sensors and Actuators, Elsevier, Amsterdam-Lausanne-New York-Oxford-ShannonTokyo, 1994, pp. 450; ISBN: 0 444 89401.

[4] F. Burger, P.-A. Besse, R.S. Popovic, “New fully integrated 3-D silicon Hall sensor for precise angular-position measurements”, Sensors and Actuators, A 67 (1998) pp. 72-76.[4] F. Burger, P.-A. Besse, R.S. Popovic, “New fully integrated 3-D silicon Hall sensor for precise angular-position measurements”, Sensors and Actuators, A 67 (1998) pp. 72-76.

[5] C. Roumenin, S. Lozanova, S. Noykov, Experimental evidence of magnetically controlled surface current in Hall devices, Sensors and Actuators, A 175, (2012) 45-52.[5] C. Roumenin, S. Lozanova, S. Noykov, Experimental evidence of magnetically controlled surface current in Hall devices, Sensors and Actuators, A 175, (2012) 45-52.

Claims

PATENT CLAIMS // 2D Hall microsensor with plane sensitivity, containing i-type semiconductor substrate, on one side of which there are identical ohmic contacts, deep p ⁺ - type zone in the form of an equilateral cross, surrounding the area with these contacts, a current source and two measuring amplifiers, the inputs of which are connected to the contacts, the outputs of the amplifiers are outputs of the 2D Hall microsensor for the two mutually perpendicular plane components of the measured magnetic field lying in the plane of the p-type substrate and is an arbitrary orientation, CHARACTERIZE that the contacts are four first (2), second (3), third (4) and fourth (5), are located at the ends of the cruciform p ⁺ - zone (6) and are symmetrical with respect to its center as the first (2) and the third (4), and respectively the second (3) and the fourth (5) are opposite, contacts (2), (3), (4) and (5) are connected to one load resistor (7), (8), 9) and (10) as resistors (7) and (9) connected to the first (2) and third (4) contact are connected to one terminal of the current source (11), and the resistors (8) and (10) to the second (3) and fourth (5) contact - is the other terminal of the current source (11), the first (2) and the third (4), respectively, the second (3) and fourth (5) contacts are connected to the inputs of the two measuring amplifiers (12) and (13).