BG112966A

BG112966A - Two-dimensional magnetic field microsensor

Info

Publication number: BG112966A
Application number: BG112966A
Authority: BG
Inventors: Август ИВАНОВ; Йорданов Иванов Август; Сия ЛОЗАНОВА; Вълчева Лозанова Сия; Чавдар РУМЕНИН; Станоев Руменин Чавдар
Original assignee: Институт По Роботика - Бан
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2021-01-29
Also published as: BG67380B1

Abstract

The two-dimensional magnetic field microsensor contains a p-type semiconductor wafer (1) on the one side of which is formed a deep n-type layer (2) in the form of a Maltese cross with four equal rectangular sides (equal-armed cross). On each of the four sides of the cross (2) there are consecutively and at a distance of one external and one internal ohmic contact - clockwise respectively first (3), second (4), third (5), fourth (6), fifth (7), sixth (8), seventh (9), and eighth (10), as all the contacts are symmetrical to the center of the cross (2). The first (3) the second (4), the fifth (7) and the sixth (8), and respectively the third (5), the fourth (6), the seventh (9) and the eighth (10) contacts are located opposite. The first (3) and fifth (7) contacts are connected to one terminal of the current source (11), the other terminal of which is connected to the fourth (5) and seventh (9) contacts. The measured outer magnetic field (12) is of random orientation and lies in the plane of the wafer(1), as the pairs of the opposite internal contacts - the second (4) and sixth (8), and respectively the fourth (6) and eighth (10) are the differential outputs (13) and (14) for the two orthogonal plane components of the magnetic field (12).

Description

ДВУМЕРЕН МИКРОСЕНЗОР ЗА МАГНИТНО ПОЛЕTWO-DIMENSIONAL MICROSENSOR FOR MAGNETIC FIELD

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАFIELD OF THE INVENTION

Изобретението се отнася до двумерен микросензор за магнитно поле, приложимо в областта на роботиката и мехатрониката, квантовата комуникация и инженерство, биомедицинските изследвания включително роботизираната хирургия, безконтактното измерване на ъглови и линейни премествания, позиционирането на обекти в равнината, слабополевата магнитометрия, електронните компаси и навигацията, автоматизация на производството, електромобилостроенето, контролно-измервателната технология, енергетиката, военното дело и сигурността, и др.The invention relates to a two-dimensional microsensor for magnetic field, applicable in the field of robotics and mechatronics, quantum communication and engineering, biomedical research including robotic surgery, non-contact measurement of angular and linear displacements, positioning of objects in the plane, low-field electromagnets , automation of production, electrical engineering, control and measurement technology, energy, military affairs and security, etc.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е двумерен микросензор за магнитно поле, съдържащ и-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 последователно по един правоъгълен вътрешен омичен контакт и по един външен омичен контакт. В близост до всички контакти е формирана дълбока обграждаща ги р -тип зона с формата на равностранен кръст. Четирите външни контакта са съединени и през токоизточник са свързани с централния контакт. Измерваното външно магнитно поле е с произволна ориентация и лежи в равнината на и-тип подложката като всяка двойка срещуположни вътрешни контакти спрямо централния са изходите за двете ортогонални равнинни компоненти на магнитното поле, [1 -6].A two-dimensional microsensor for magnetic field is known, containing an i-type semiconductor substrate, on one side of which a central ohmic contact with square shape is formed as at distances and symmetrically with respect to its four sides there is one rectangular inner ohmic contact and one outer ohmic one. contact. A deep p-type zone in the shape of an equilateral cross is formed near all contacts. The four external contacts are connected and connected to the central contact via a power source. The measured external magnetic field has an arbitrary orientation and lies in the plane of the i-type substrate as each pair of opposite internal contacts relative to the central one are the outputs for the two orthogonal planar components of the magnetic field, [1 -6].

Недостатък на този двумерен микросензор за магнитно поле е редуцираната чувствителност на двата сензорни изхода при измерване на равнинните компоненти на магнитното поле в резултат на обемното разтичане на четирите захранващи тока между централния и крайните контакти.A disadvantage of this two-dimensional microsensor for magnetic field is the reduced sensitivity of the two sensor outputs when measuring the planar components of the magnetic field as a result of the volumetric flow of the four supply currents between the central and end contacts.

Недостатък е също редуцираната точност на микросензора в резултат на паразитните изходни напрежения на двата изхода в отсъствие на магнитно поле (офсети), породени от електрическа асиметрия в резултат на геометрична асиметрия в разположението на вътрешните и външните контакти спрямо централния, неминуеми технологични несъвършенства, механични напрежения при корпусирането на чипа и метализацията, и др.Another disadvantage is the reduced accuracy of the microsensor as a result of parasitic output voltages at both outputs in the absence of magnetic field (offsets) caused by electrical asymmetry due to geometric asymmetry in the location of internal and external contacts relative to the central, inevitable technological imperfections in chip housing and metallization, etc.

Недостатък е още усложнената конструкция, съдържаща девет омични контакти, което повишава значително габаритите на структурата, понижава се нейната разделителна способност (резолюция) и се затруднява технологичната реализация на микросензора.Another disadvantage is the complicated construction, containing nine ohmic contacts, which significantly increases the dimensions of the structure, reduces its resolution (resolution) and complicates the technological implementation of the microsensor.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТTECHNICAL ESSENCE

Задача на изобретението е да се създаде двумерен микросензор за магнитно поле с висока магниточувствителност, повишена измервателна точност на двата сензорни канала и опростена конструкция чрез редуциране броя на омичните контакти.It is an object of the invention to provide a two-dimensional microsensor for a magnetic field with high magnetic sensitivity, increased measuring accuracy of the two sensor channels and a simplified construction by reducing the number of ohmic contacts.

Тази задача се решава с двумерен микросензор за магнитно поле, съдържащ р-тип полупроводникова подложка, върху едната страна на която е формиран дълбок и-тип слой във формата на малтийски кръст с четири равни правоъгълни страни (равностранен кръст). Върху всяка от четирите страни на п - тип слоя има последователно и на разстояние по един външен и по един вътрешен омичен контакт — по часовниковата стрелка съответно първи и втори, трети и четвърти, пети и шести, и седми и осми, всичките симетрични спрямо центъра на кръста. Първият и вторият, и петият и шестият, и съответно четвъртият и петият, и седмият и осмият контакти са разположени срещуположно. Първият и петият контакт са свързани с единия извод на токоизточик, другият извод на който е съединен с третия и седмия контакт. Измерваното външно магнитно поле е с произволна ориентация и лежи в равнината на р-тип подложката като двойките срещуположни вътрешни контакти - втори и пети, и съответно трети и седми са диференциалните изходи за двете ортогонални равнинни компоненти на магнитното поле.This problem is solved with a two-dimensional microsensor for a magnetic field, containing a p-type semiconductor substrate, on one side of which is formed a deep i-type layer in the form of a Maltese cross with four equal rectangular sides (equilateral cross). On each of the four sides of the n-type layer there are consecutively and at a distance one external and one internal ohmic contact - clockwise respectively first and second, third and fourth, fifth and sixth, and seventh and eighth, all symmetrical to the center on the cross. The first and second, and the fifth and sixth, and the fourth and fifth, and the seventh and eighth contacts, respectively, are located opposite. The first and fifth contacts are connected to one terminal of a power source, the other terminal of which is connected to the third and seventh contacts. The measured external magnetic field has an arbitrary orientation and lies in the plane of the p-type substrate as the pairs of opposite internal contacts - second and fifth, and respectively third and seventh are the differential outputs for the two orthogonal planar components of the magnetic field.

Предимство на изобретението е високата магниточувствителност на двата сензорни канала в резултат на отстраненото разтичане на компонентите на захранващия ток от формирания в р-подложката дълбок п-тип епитаксиален слой с формата на равностранен кръст.An advantage of the invention is the high magnetic sensitivity of the two sensor channels as a result of the removed leakage of the supply current components from the deep p-type epitaxial layer in the form of an equilateral cross formed in the p-substrate.

Предимство е също високата измервателна точност на двата сензорни канала поради драстично намаленото паразитно влияние между компонентите на захранващия ток в правоъгълните п-тип страни на кръста.Another advantage is the high measuring accuracy of the two sensor channels due to the drastically reduced parasitic influence between the components of the supply current in the rectangular n-type sides of the waist.

Предимство е още опростената приборна конструкция на двумерния микросензор за магнитно поле, съдържаща осем вместо девет контакта.Another advantage is the simplified instrument design of the two-dimensional microsensor for magnetic field, containing eight instead of nine contacts.

Предимство е и отпадане на необходимостта от специално разполагане на микросензора по отношение на източника на магнитното поле за постигане на високи стойности изходните сигнали поради подобрената ортогоналност на п-тип страните на кръста от прецизността на микроелекгронните технологии.Another advantage is the elimination of the need for special placement of the microsensor with respect to the source of the magnetic field to achieve high values of the output signals due to the improved orthogonality of the p-type sides of the waist by the precision of microelectronic technologies.

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

Двумерният микросензор за магнитно поле съдържа р-тип полупроводникова подложка 1, върху едната страна на която е формиран дълбок п-тип слой 2 във формата на малтийски кръст с четири равни правоъгълни страни (равностранен кръст). Върху всяка от четирите страни на п - тип слоя има последователно и на разстояние по един външен и по един вътрешен омичен контакт - по часовниковата стрелка съответно първи 3 и втори 4, трети 5 и четвърти 6, пети 7 и шести 8, и седми 9 и осми 10, всичките симетрични спрямо центъра на кръста 2. Първият 3 и вторият 4, и петият 7 и шестият 8, и съответно третият 5 и четвъртия 6, и седмият 9 и осмият 10 контакти са разположени срещуположно. Първият 3 и петият 7 контакт са свързани с единия извод на токоизточик 11, другият извод на който е съединен с четвъртия 5 и седмия 9 контакт. Измерваното външно магнитно поле 12 е с произволна ориентация и лежи в равнината нар-тип подложката 1 като двойките срещуположни вътрешни контакти - втори 4 и шести 8, и съответно четвърти 6 и осми 10 са диференциалните изходи 13 и 14 за двете ортогонални равнинни компоненти на магнитното поле 12.The two-dimensional microsensor for the magnetic field contains a p-type semiconductor substrate 1, on one side of which is formed a deep p-type layer 2 in the form of a Maltese cross with four equal rectangular sides (equilateral cross). On each of the four sides of the n - type layer there are consecutively and at a distance one external and one internal ohmic contact - clockwise respectively first 3 and second 4, third 5 and fourth 6, fifth 7 and sixth 8, and seventh 9 and the eighth 10, all symmetrical about the center of the cross 2. The first 3 and the second 4, and the fifth 7 and the sixth 8, and respectively the third 5 and the fourth 6, and the seventh 9 and the eighth 10 contacts are located opposite. The first 3 and fifth 7 contacts are connected to one terminal of the current source 11, the other terminal of which is connected to the fourth 5 and seventh 9 contacts. The measured external magnetic field 12 is of arbitrary orientation and lies in the pomegranate-type substrate plane 1 as the pairs of opposite internal contacts - second 4 and sixth 8, and respectively fourth 6 and eighth 10 are the differential outputs 13 and 14 for the two orthogonal plane components of the magnetic field 12.

Действието на двумерния микросензор за магнитно поле, съгласно изобретението, е следното.The operation of the two-dimensional magnetic field microsensor according to the invention is as follows.

При включване на контакти 3 и 5, и съответно 7 и 9 към токоизточника 11, протичат четири равни и две по две противоположно насочени токови компоненти 1₃ и — /7, и съответно А и /9· Тази специфична особеност се дължи на включването на контакти 3, 5, 7 и 9 към токоизточника 11 по начин, че токовете между противоположните контакти 3 и 7, и съответно 5 и 9 да са противоположно насочени спрямо центъра на ч-тип кръста 2. Създаденият дълбок епитаксиален п-слой 2 във формата на равностранен (малтийски) кръст еднозначно ограничава областите, в които протичат токовите компоненти /₃ и - /₇, и съответно /₅ и — /9. Така паразитното обемно и повърхностно разтичане на захранващия ток е напълно отстранено. В предложеното решение на Фигура 1 конструкцията и способът на захранване на външните контакти 5 и 3, и съответно 7 и 9 осъществява протичането на два тока /₅,з и /_7>9, които съдържат по две двойки взаимно перпендикулярни компоненти. Посоките на тези двойки компоненти са противоположни като в страните на кръста 2, където са контакти 3 и 7, и съответно 5 и 9 протичат противоположни токове. На практика този необичаен случай е еквивалентен на решение, при което в центъра на кръста 2 е формиран омичен захранващ контакт, обезпечаващ нъпросните токови компоненти за четирите страни.When contacts 3 and 5, and 7 and 9, respectively, are connected to the current source 11, four equal and two oppositely directed current components 1 ₃ and - / 7, and A and / 9, respectively, flow. This specific feature is due to the contacts 3, 5, 7 and 9 to the current source 11 in such a way that the currents between the opposite contacts 3 and 7, and respectively 5 and 9 are directed opposite to the center of the h-type cross 2. The created deep epitaxial n-layer 2 in the form of an equilateral (Maltese) cross unambiguously limits the areas in which the current components / ₃ and - / ₇ , and / ₅ and - / 9 respectively. Thus, the parasitic volumetric and surface leakage of the supply current is completely eliminated. In the proposed solution of Figure 1, the construction and the method of supplying the external contacts 5 and 3, and 7 and 9, respectively, carry out the flow of two currents / ₅ , 3 and / _{7> 9} , which contain two pairs of mutually perpendicular components. The directions of these pairs of components are opposite as in the sides of the cross 2, where contacts 3 and 7 are, and respectively 5 and 9, opposite currents flow. In practice, this unusual case is equivalent to a solution in which an ohmic supply contact is formed in the center of the cross 2, providing the current components in question for the four sides.

Траекториите на компонентите /₃ и — /₇, и съответно /5 и - А в областите под омични контакти 3 и 7 както 5 и 9 в отсъствие на магнитно поле 12 В(В^у) = 0 първоначално са перпендикулярни на горната повърхност на кръста 2. Причината е, че контакти 3, 5, 7 и 9 са нискоомни и представляват еквипотенциални равнини за протичащите през тях токове. Ето защо тези компоненти проникват значително в обема на епитаксиалния п-слой 2. След това ефективните траектории 1₃ и - Ι_Ί, и съответно 1₅ и -1₉ в обема на п-кръста 2 стават почти успоредни на горната му повърхност. Тази важна за действието на микросензора топология на токовите траектории е продиктувана от относително дълбокия епитаксиален п-слой 2 и неголемите му линейни размери, което редуцира евентуална структурна асиметрия и офсети Vi₃(0) и V_]4(0) на диференциалните изходи 13 и 14 на микросензора в отсъствие на магнитно поле В 12, В = 0.The trajectories of the components / ₃ and - / ₇ , and respectively / 5 and - A in the areas under ohmic contacts 3 and 7 as 5 and 9 in the absence of a magnetic field 12 V (B ^ y) = 0 are initially perpendicular to the upper surface of cross 2. The reason is that contacts 3, 5, 7 and 9 are low-impedance and represent equipotential planes for the currents flowing through them. Therefore, these components penetrate significantly into the volume of the epitaxial n-layer 2. Then the effective trajectories 1 ₃ and - Ι _Ί , and respectively 1 ₅ and -1 ₉ in the volume of the n-cross 2 become almost parallel to its upper surface. This topology of current trajectories, which is important for the operation of the microsensor, is dictated by the relatively deep epitaxial n-layer 2 and its small linear dimensions, which reduces possible structural asymmetry and offsets Vi ₃ (0) and V _{] 4} (0) of the differential outputs 13 and 14 of the microsensor in the absence of magnetic field B 12, B = 0.

Външното магнитно поле В 12, което лежи в равнината на р-тип подложката 1 и е с произволна ориентация, чрез двете си взаимноперпендикулярни компоненти В* и В^ генерира съответни латерално отклоняващи движещите се токоносители сили на ЛоренцThe external magnetic field B 12, which lies in the plane of the p-type 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

F_Li = qV_dT x В, където q е елементарният товар на електрона, a V* е векторът на средната дрейфова скорост на движещите се токоносителите, в нашия сучай електроните в и-кръста 2. В резултат на Лоренцовите дефлекции траекториите в отделните си части под контактите 3, 5, 7 и 9 и между тях за всяка от противоположно насочените токови компоненти /₃ и - /₇- и съответно /₅ и - /₉ едновременно се деформират като се “свиват и/или ’’разширяват” в обема на кръста 2. В зависимост от посоката на магнитния вектор В_у) 12, всеки един в двойките срещуположни токове нараства, респективно намалява. В резултат се генерират противоположни по знак Холови потенциали в зоните, където са формирани изходните контакти 4 и 8, и съответно 6 и 10. Така чрез ефекта на Хол върху двата диференциални изхода 13 и 14 възникват напрежения на Хол. Рзд(В_у) — У₁₃(В_у) 13 и У₄,_б(Ю ^Ξ V14(BX) 14. Изходните сигнали 13 и 14 са линейни и нечетни функции от магнитните вектори Вх и Ву, и съдържат метрологичната информация за стойността и посоката на магнитните компоненти. Повишаването на магниточувствителността се дължи на добре ограничения чрез /2-подложката 1 епитаксиален л-слой 2 посредством технологичната реализация. Този оригинален подход отстранява разтичането на захранващия ток. Също така взаимно перпендикулярните страни на п-кръста 2 значително подобряват ортогоналността на токовите компоненти /3, - Λ, Д и - /9 спрямо двата равнинни вектора Вх и Ву на магнитното поле В 12. Перфектно ограничената в р-тип подложка 1 кръстовидна активна зона 2 максимално редуцира паразитното взаимно влияние на двата сензорни канала за полета Вх и Ву. Следователно магниточувствителността и метрологичната точност нарастват. Абсолютната стойност на вектора на магнитното поле В 12 в равнината х-у на подложката 1 и ъгълът Θ на полето В 12 спрямо фиксирана реперна ос на координатна система в същата равнина, се дават с добре известните изрази: |В| = (Вх + Ву²)¹² и Θ = tan (Vy(B_y)/V_x(B_x)), [1,5].F _Li = qV _dT x B, where q is the elementary load of the electron, and V * is the vector of the average drift velocity of the moving current carriers, in our case the electrons in the i-cross 2. As a result of Lorentz deflections the trajectories in their separate parts below the contacts 3, 5, 7 and 9 and between them for each of the oppositely directed current components / ₃ and - / ₇ - and respectively / ₅ and - / _{9 are} simultaneously deformed by "shrinking and / or" expanding "in the volume of the cross 2. Depending on the direction of the magnetic vector B _y ) 12, each in the pairs of opposite currents increases or decreases. As a result, opposite sign potentials are generated in the zones where the output contacts 4 and 8, and 6 and 10, respectively, are formed. Thus, through the Hall effect on the two differential outputs 13 and 14, Hall voltages occur. Rzd (B _y ) - Y ₁₃ (B _y ) 13 and Y ₄ , _b (Y ^Ξ V14 (BX) 14. The output signals 13 and 14 are linear and odd functions of the magnetic vectors Bx and Wu, and contain the metrological information about the value and the direction of the magnetic components.The increase in magnetosensitivity is due to the well-limited by / 2-pad 1 epitaxial l-layer 2 by technological implementation.This original approach eliminates the leakage of the supply current.Also mutually perpendicular sides of the p-cross 2 significantly improve the orthogonality of the current components / 3, - Λ, D and - / 9 with respect to the two planar vectors Bx and Wu of the magnetic field B 12. fields Ix and W. Therefore, the magnetic sensitivity and metrological accuracy increase.The absolute value of the vector of the magnetic field B 12 in the plane x-y of the substrate 1 and the angle Θ of the field B 12 relative to a fixed reference axis of a coordinate system in the same plane are given by the well-known expressions: | = (Вх + Ву ² ) ¹² and Θ = tan (Vy (B _y ) / V _x (B _x )), [1,5].

Неочакваният положителен ефект на новото техническо решение се заключава в иновативната приборна конструкция. Формираният кръстовиден епитаксиален слой 2 ограничава разтичането на тока и е предпоставка за повишената чувствителност и високата метрологична точност. Оригиналният способ на свързване към токоизточника 11 с контакти 3, 5, 7 и 9, осигуряващ противоположно насочени токови компоненти, генериращи двете изходни напрежения на Хол УвСВу) 13 и У₁₄(В_Х) 14, се прилага за първи път в сензориката и редуцира броя на контактите. Така без централен захранващ електрод се осъществяват два взаимно перпендикулярни равнинно-магниточувствителни елементи на Хол. Друго съществено предимство на микросензора от Фигура 1 е, че той изцяло се реализира в единен технологичен цикъл с процесите на интегралната микроелектронна технология. Това решение минимизира драстично паразитните сигнали, включително офсетите и дрейфът на параметрите. Постигната е пълна термична, технологична и структурна съвместимост на сензорните канали.The unexpected positive effect of the new technical solution lies in the innovative instrument design. The formed cruciform epitaxial layer 2 limits the flow of current and is a prerequisite for increased sensitivity and high metrological accuracy. The original method of connection to the current source 11 with contacts 3, 5, 7 and 9, providing oppositely directed current components generating the two output voltages of Hall UvSVu) 13 and Y ₁₄ (V _X ) 14, is applied for the first time in the sensor and reduces number of contacts. Thus, without a central supply electrode, two mutually perpendicular plane-magnetic Hall elements are realized. Another significant advantage of the microsensor of Figure 1 is that it is fully realized in a single technological cycle with the processes of integrated microelectronic technology. This solution drastically minimizes parasitic signals, including offsets and parameter drift. Full thermal, technological and structural compatibility of the sensor channels is achieved.

2D многомерният микросензор може да се реализира с различните модификации на планарната силициева технология - CMOS, BiCMOS, SOS, а при необходимост може да се използват микромашининг силициеви процеси.The 2D multidimensional microsensor can be realized with various modifications of the planar silicon technology - CMOS, BiCMOS, SOS, and if necessary micromachining silicon processes can be used.

ПРИЛОЖЕНИЕ: една фигураAPPENDIX: one figure

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

[1] C.S. Roumenin, “Solid State Magnetic Sensors”, Elsevier, Amsterdam, 1994, p. 450; ISBN: 0 444 89401.[1] C.S. Roumenin, “Solid State Magnetic Sensors”, Elsevier, Amsterdam, 1994, p. 450; ISBN: 0 444 89401.

[2] R. Popovic, “Integrated Hall element”, US Patent № 4 782 375/01.11.1988.[2] R. Popovic, “Integrated Hall element”, US Patent № 4 782 375 / 01.11.1988.

[3] 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.[3] 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] M. Paranjape, L.M. Landsberger, M. Kahrizi, “A CMOS-compatible 2-D vertical Hall magnetic-field sensor using active carrier confinement and postprocess micromachining”, Sensors and Actuators, A 53 (1996) 278 -283.[4] M. Paranjape, L.M. Landsberger, M. Kahrizi, “A CMOS-compatible 2-D vertical Hall magnetic-field sensor using active carrier confinement and postprocess micromachining”, Sensors and Actuators, A 53 (1996) 278 -283.

15] C.S Roumenin, “Microsensors for magnetic field”, Ch. 9, in „MEMS -a practical guide to design, analysis and applications”, ed. by J. Korvink and O. Paul, William Andrew Publ., USA, 2006, pp. 453-523; ISBN: 0-8155-1497- .15] C. S. Roumenin, “Microsensors for magnetic field”, Ch. 9, in “MEMS -a practical guide to design, analysis and applications”, ed. by J. Korvink and O. Paul, William Andrew Publ., USA, 2006, pp. 453-523; ISBN: 0-8155-1497-.

[6] R.S. Popovic, “The vertical Hall-effect device”, IEEE Electron Device Lett., EDL-5 (1984), pp. 357-358.[6] RS Popovic, “The vertical Hall-effect device”, IEEE Electron Device Lett., EDL-5 (1984), pp. 357-358.

Claims

/ Two-dimensional microsensor for magnetic field, containing a current source and a semiconductor substrate, on one side is formed a deep semiconductor n-type Maltese cross with four equal rectangular sides (equilateral cross), on each of the four sides of the n-type cross there is a series of distance of one external and one internal ohmic contact - clockwise respectively first and second, third and fourth, fifth and sixth, and seventh and eighth as the pairs of opposite internal contacts - second and sixth, and respectively fourth and eighth are the differential outputs for the two orthogonal plane components of the measured external magnetic field, which is of arbitrary orientation and lies in the plane of the substrate, CHARACTERIZED in that the semiconductor substrate (1) has p-type impurity conductivity, the first (3) and the second (4), the third (5) and the fourth (6), the fifth (7) and the sixth (8), and the seventh (9) and the eighth (10) - all are respectively symmetrical with respect to the center of the waist (2) as the first (3) and the fifth (7) and respectively the third (5) and the seventh (9) contacts are located opposite, the first (3) and the fifth (7) contact are connected to one terminal of the current source (11), the other terminal of which is connected to the fourth (5) and the seventh (9) contact.