CN105098060B - 垂直霍尔效应器件 - Google Patents

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Abstract

本发明的各个实施例涉及垂直霍尔效应器件。垂直霍尔效应器件包括彼此部分去耦合的至少四个霍尔效应区域，并且该至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有相对的第一面和第二面。每个霍尔效应区域均在第一面上具有第一接触和第二接触，该第一接触和第二接触在相应的霍尔效应区域处相对于对称平面对称地放置，其中对称平面定向为与在相应的霍尔效应区域的第一接触与第二接触之间的直线垂直。每个霍尔效应区域具有放置在相应的对称平面周围的区域中的至少一个接触区域，其中低欧姆连接装置包括连接霍尔效应区域的接触区域的至少一个低欧姆连接路径。

Description

垂直霍尔效应器件
技术领域
本发明的各个实施例涉及一种垂直霍尔效应器件，并且涉及一种包括至少两个垂直霍尔效应器件的系统。
背景技术
霍尔效应器件是响应于磁场的传感器。它们通常遭受偏移误差：该偏移误差是在零施加磁场下的非零输出信号。霍尔效应器件由具有供电端子和信号端子的一个或者多个霍尔效应区域组成。霍尔效应发生在霍尔效应区域中，在霍尔效应区域中，磁场在移动电荷载流子上的洛伦兹力产生霍尔电场。移动电荷载流子由连接至供电端子的电源供应。在信号端子处，可以分接霍尔效应器件的输出信号。所有端子都是欧姆接触，这使得霍尔效应器件是纯电阻器件。垂直霍尔效应器件(VHall)主要响应于与衬底的用于制备相应的垂直霍尔效应器件的表面平行的磁场。
已知多种不同设计的垂直霍尔效应器件，但是大多数器件不适用于所谓的旋转(spinning)电流方法或者旋转电压方法(或者仅实现不良的偏移消除性能)并且遭受低磁灵敏性和大电场。通常，多个接触按照如下方式放置在衬底的表面上：电流可以在两个供电接触之间呈半圆形流动，而感测接触放置在这些供电接触之间并且分接由潜入感测接触之下的电流生成的霍尔电压。
发明内容
提供了一种垂直霍尔效应器件。该垂直霍尔效应器件包括：
至少四个霍尔效应区域，包括彼此至少部分地去耦合的第一霍尔效应区域、第二霍尔效应区域、第三霍尔效应区域和第四霍尔效应区域；
其中该至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有第一面和与第一面相对的第二面；
其中该至少四个霍尔效应区域中的每一个在第一面上均具有第一接触和第二接触，其中第一接触和第二接触在相应的霍尔效应区域处相对于对称平面对称放置，其中对称平面定向为与在相应的霍尔效应区域的第一接触与第二接触之间的直线垂直；
其中该至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有至少一个接触区域，该至少一个接触区域至少放置在相应的对称平面周围的区域中，其中低欧姆连接装置包括连接该至少四个霍尔效应区域的接触区域的至少一个低欧姆连接路径。
此外，提供了一种包括根据本发明的至少两个垂直霍尔效应器件的系统，其中垂直霍尔效应器件串联连接，从而使得流过第一垂直霍尔效应器件的供电电流的至少75％，同时流过第二霍尔效应器件。
附图说明
在本文中参考所附附图对本发明的实施例进行描述。
图1示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；
图1a示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔效应器件的第一实施例的稍加修改的示意性截面图；
图1b示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔效应器件的第一实施例的另外的稍加修改的示意性截面图；
图2示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；
图3示出了在第二操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；
图4示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；
图5示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第一实施例的示意性截面图；
图6示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第二实施例的示意性截面图；
图7示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第二实施例的示意性截面图；
图8示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第二实施例的示意性俯视图；
图9示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第三实施例的示意性截面图；
图10示出了在第二操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第三实施例的示意性截面图；
图11示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第三实施例的示意性截面图；
图12示出了在第四操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第三实施例的示意性截面图；
图13示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第四实施例的示意性截面图；
图14示出了在第二操作模式中使用的垂直霍尔效应器件的第五实施例的示意性截面图；
图15示出了垂直霍尔效应器件的第五实施例的示意性平面图和示意性截面图；
图16示出了垂直霍尔效应器件的第六实施例的示意性平面图和示意性截面图；
图17示出了垂直霍尔效应器件的第七实施例的示意性平面图和示意性截面图；
图18示出了垂直霍尔效应器件的第八实施例的示意性平面图和示意性截面图；
图19示出了垂直霍尔效应器件的第九实施例的示意性平面图和示意性截面图；
图20示出了垂直霍尔效应器件的第十实施例的示意性平面图和示意性截面图；
图21示出了垂直霍尔效应器件的第十一实施例的示意性平面图和示意性截面图；以及
图22示出了包括串联连接的三个垂直霍尔效应器件的系统的示意性俯视图。
相等或者等同元件或者具有相等或者等同功能的元件在以下说明中通过相等或者等同的附图标记来表示。
具体实施方式
在以下说明中，提出多个细节以提供对本发明的实施例的更加全面的阐释。然而，对本领域的技术人员而言显而易见的是，在没有这些具体细节的情况下也可以实践本发明的实施例。在其他情况下，公知的结构和器件用框图形式示出而非详细示出，以便避免本发明的实施例重点模糊。另外，在后文中描述的不同实施例的特征可以彼此组合，除非特别注明不可以组合。
图1示出了垂直霍尔效应器件1的第一实施例的示意性截面图。根据第一实施例，垂直霍尔效应器件1包括：
至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4，包括彼此至少部分地去耦合的第一霍尔效应区域2.1、第二霍尔效应区域2.2、第三霍尔效应区域2.3和第四霍尔效应区域2.4；
其中该至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有第一面3和与第一面3相对的第二面4；
其中该至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4中的每一个在第一面4上均具有第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1和第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2，其中第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1和第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2在相应的霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4处相对于对称平面PS1、PS2、PS3、PS4对称放置，其中对称平面PS1、PS2、PS3、PS4定向为与在相应的霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1与第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2之间的直线垂直；
其中该至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4中的每一个均具有至少一个接触区域5.1、5.2、5.3、5.4，该至少一个接触区域5.1、5.2、5.3、5.4至少放置在相应的对称平面PS1、PS2、PS3、PS4周围的区域中，其中低欧姆连接装置包括连接该至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的接触区域5.1、5.2、5.3、5.4的至少一个低欧姆连接路径6。
注意，在图1中，在截面图中示出了每个霍尔效应区域，然而该四个霍尔效应区域的相对于彼此的相对位置不对应于相同的截面图。具体地，图1不应该按照表示在截面图中霍尔效应区域2.1放置在霍尔效应区域2.3上方的方式解读。也不应该意味着霍尔效应区域2.1放置在霍尔效应区域2.2旁边。同样，低欧姆连接路径6仅表示连接性，而非路径的几何图形或者布局。
术语“对称平面PS1、PS2、PS3、PS4”指相应的第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1和第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2相对于其对称定位的平面。优选地，相应的霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4也与相应的对称平面PS1、PS2、PS3、PS4对称。然而，存在其中相应的霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4不相对于相应的对称平面PS1、PS2、PS3、PS4对称的实施例。
垂直霍尔效应器件1包括：包括霍尔效应区域2.1和2.2的第一部、和包括霍尔效应区域2.3和2.4的第二部。第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2、对称接触区域5.1、5.2、5.3、5.4和低欧姆连接路径6的组合允许按照如下方式电学堆叠第一部和第二部：实质上，相同的电流流过两个部分，而每部分的总电压等于整体电压除以在堆叠中的部分的数量。每部分的更小电压意味着在器件中更小的非线性效应，并且这改进了旋转方案的残余偏移。
在图1中，出于清晰起见，霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4按照独立的方式示出。然而，霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4可以嵌入在可以充当绝缘体的一个或者多个衬底中。
本发明提供了电学堆叠的垂直霍尔效应器件1，而不需要在部分之间的电流分流器(current splitter)。因此，在部分之间不会发生在电流分流器上的额外电压降，从而使得垂直霍尔器件1的效率高。
根据本发明的优选实施例，该至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4中的每一个均具有布置在第一面3上的所述接触区域5.1、5.2、5.3、5.4中的一个，其中与区域5.1、5.2、5.3、5.4接触的低欧姆连接路径6布置在第一面3上。这些特征促进了垂直霍尔效应器件1的生产。
根据本发明的优选实施例，布置在第一面3上的低欧姆连接路径6的实施例可以包括低欧姆接线结构6。低欧姆接线结构6可以通过任何可用的技术制成，诸如通过BiCMOS/CMOS工艺制成。低欧姆接线结构6可以具有细长形式或者板状或者片状形式或者短厚形状(squat shape)，即，其实质上可以是一维或者二维或者甚至三维的。进一步地，低欧姆接线结构6可以由金属诸如铝或者铜等制成、由电导体诸如硅等制成、或者由其混合物制成。低欧姆接线结构6可以包括开关，具体地是MOS开关。
根据本发明的优选实施例，第一霍尔效应区域2.1和第二霍尔效应区域2.2按照其对称平面PS1、PS2平行或者相同的方式布置，并且其中第三霍尔效应区域2.3和第四霍尔效应区域2.4按照其对称平面PS3、PS4平行或者相同的方式布置。通过这些特征，可以减少偏移误差。
根据本发明的优选实施例，第一霍尔效应区域2.1和第二霍尔效应区域2.2的第一接触2.1.1、2.2.1在相同的方向上背离相应的对称平面PS1、PS2，其中第一霍尔效应区域2.1和第二霍尔效应区域2.2的第二接触2.1.2、2.2.2在相反的方向上背离相应的对称平面PS1、PS2，其中第三霍尔效应区域2.3和第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.3.1、2.4.1在相同的方向上背离相应的对称平面PS3、PS4，其中第三霍尔效应区域2.3和第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.3.2、2.4.2在相反的方向上背离相应的对称平面PS3、PS4。
根据本发明的优选实施例，第一霍尔效应区域2.1、第二霍尔效应区域2.2、第三霍尔效应区域2.3和第四霍尔效应区域2.4按照这样的方式布置，使得其对称平面PS1、PS2、PS3、PS4平行或者相同。通过这些特征，可以进一步减少偏移误差。
根据本发明的优选实施例，第一霍尔效应区域2.1、第二霍尔效应区域2.2、第三霍尔效应区域2.3和第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1在相同的方向上背离相应的对称平面，其中第一霍尔效应区域2.1、第二霍尔效应区域2.2、第三霍尔效应区域2.3和第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2在相反的方向上背离相应的对称平面PS1、PS2、PS3、PS4。
根据本发明的优选实施例，低欧姆被限定为：具有是霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的导电率的至少10倍，优选地至少30倍，更加优选地至少100倍的导电率。
图1a示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔效应器件的第一实施例的稍加修改的示意性截面图。在图1a中，第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1和第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2以及霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4相对于对称平面PS1、PS2、PS3、PS4对称。与图1形成对照的是，霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4在两侧上延伸，进一步远离相应的对称平面PS1、PS2、PS3、PS4，并且分别远离第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1或者第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2。
图1b示出了包括四个霍尔效应区域的垂直霍尔效应器件的第一实施例的另外的稍加修改的示意性截面图。在图1中，第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1和第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2相对于对称平面PS1、PS2、PS3、PS4对称。与图1形成对照的是，霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4在一侧延伸，进一步远离相应的对称平面PS1、PS2、PS3、PS4，并且分别远离第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1或者第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2。这意味着，霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4不相对于对称平面PS1、PS2、PS3、PS4对称。
图2示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔器件的第一实施例的示意性截面图。
图3示出了在第二操作模式中使用的垂直霍尔器件的第一实施例的示意性截面图。
图4示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔器件的第一实施例的示意性截面图。
图5示出了在第四操作模式中使用的垂直霍尔器件的第一实施例的示意性截面图。
在优选实施例中，垂直霍尔效应器件1包括能量供应和测量电路，该能量供应和测量电路被配置用于向该至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4供应电能I1、I2、I3、I4并且被配置用于测量响应于磁场H的至少一个电霍尔效应输出信号Vout1、Vout2。
在优选实施例中，能量供应和测量电路被配置用于向第一接触和/或第二接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2中的第一特定接触和第二特定接触供应电能，其中在不同的操作模式中不同地选取该特定接触。
在优选实施例中，能量供应和测量电路被配置用于，测量响应于在第一接触和/或第二接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2中的第三特定接触处以及在第一接触和/或第二接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2中的第四特定接触处的磁场H的至少一个电霍尔输出信号Vout1、Vout2，并且其中在不同的操作模式中不同地选取该特定接触。换言之，旋转方案可以应用至该四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4。这减少了垂直霍尔效应器件1的偏移误差(＝零点误差)，并且给出响应于在所指示的方向(垂直于绘制平面)上施加的磁场的强信号。
根据优选实施例，该至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的每个第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、2.1.2和每个第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2独立地连接至能量供应和测量电路。
在优选实施例中，能量供应和测量电路按照如下方式配置，使得在第一操作模式中(阶段1)，
将第一电流I1输入至第一霍尔效应区域2.1的第一接触2.1.1，
将第二电流I2输入至第二霍尔效应区域2.1的第二接触2.2.2，
在第三霍尔效应区域2.3的第一接触2.3.1处输出第三电流I3，
在第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.4.2处输出第四电流I4，
测量从第二霍尔效应区域2.2的第一接触2.2.1到第一霍尔效应区域2.1的第二接触2.1.2的第一霍尔电压Vout1，
测量从第三霍尔效应区域2.3的第二接触2.3.2到第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.4.1的第二霍尔电压Vout2；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第二操作模式中(阶段2)，
将第一电流I1输入至第一霍尔效应区域2.1的第二接触2.1.2，
将第二电流I2输入至第二霍尔效应区域2.2的第一接触2.2.1，
在第三霍尔效应区域2.3的第二接触2.3.1处输出第三电流I3，
在第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.4.1处输出第四电流I4，
测量从第一霍尔效应区域2.1的第一接触2.1.1到第二霍尔效应区域2.2的第二接触2.2.2的第一霍尔电压Vout1’，
测量从第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.4.2到第三霍尔效应区域2.3的第一接触2.3.1的第二霍尔电压Vout2’；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第三操作模式中(阶段3)，
将第一电流I1输入至第三霍尔效应区域2.3的第一接触2.3.1，
将第二电流I2输入至第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.4.2，
在第一霍尔效应区域2.1的第一接触2.1.1处输出第三电流I3，
在第二霍尔效应区域2.2的第二接触2.2.2处输出第四电流I4，
测量从第一霍尔效应区域2.1的第二接触2.1.2到第二霍尔效应区域2.2的第一接触2.2.1的第一霍尔电压Vout1”，
测量从第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.4.1到第三霍尔效应区域2.3的第二接触2.3.2的第二霍尔电压Vout2”；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第四操作模式中(阶段4)，
将第一电流I1输入至第三霍尔效应区域2.3的第二接触2.3.1，
将第二电流I2输入至第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.4.1，
在第一霍尔效应区域2.1的第二接触2.1.2处输出第三电流I3，
在第二霍尔效应区域2.2的第一接触2.2.1处输出第四电流I4，
测量从第二霍尔效应区域2.2的第二接触2.2.2到第一霍尔效应区域2.1的第一接触2.1.1的第一霍尔电压Vout”’，
测量从第三霍尔效应区域2.3的第一接触2.3.1到第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.4.2的第二霍尔电压Vout1”’。
在本发明的优选实施例中，能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，该测量周期具有器件在第一操作模式中操作的第一阶段，并且具有器件在第二操作模式中操作的第二阶段，其中第一阶段的测量结果和第二阶段的测量结果被组合，或者
其中能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，该测量周期具有器件在第三操作模式中操作的第一阶段，并且具有器件在第四操作模式中操作的第二阶段，其中第一阶段的测量结果和第二阶段的测量结果被组合，
或者其中能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，该测量周期具有器件在第一操作模式中操作的第一阶段，具有器件在第二操作模式中操作的第二阶段，具有器件在第三操作模式中操作的第三阶段，并且具有器件在第四操作模式中操作的第四阶段，其中第一阶段的测量结果、第二阶段的测量结果、第三阶段的测量结果和第四阶段的测量结果被组合。
如果在测量周期中使用了第一和第二操作模式，或者如果在测量周期中使用了第三和第四操作模式，那么可以减少偏移误差。
如果随后使用了全部四种操作模式，那么有效减少了偏移误差，这是因为其额外地消除了热偏移。
根据优选实施例，至少一个所述低欧姆连接路径6电连接至偏置电压源7。该特征解决了四个霍尔区域2.1、2.2、2.3、2.4的接触的电位可能下沉到低于接地的问题，这在许多半导体技术中是不被允许的，因为其会断开器件到衬底的反向偏置隔离。
在阶段1中，在第一部分中将电流注入到电流端子中，而在第二部分中从电流端子抽取该电流。在阶段2中，相较于阶段1，第一接触和第二接触交换。在阶段3中，仅使电流方向反向。在阶段4中，相较于阶段3，第一和第二接触交换。可以通过将信号相加来组合这些信号。
根据本发明的优选实施例，第一霍尔效应区域2.1、第二霍尔效应区域2.2、第三霍尔效应区域2.3和第四霍尔效应区域2.4布置在公共衬底上。
图6示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔器件的第二实施例的示意性截面图。
图7示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔器件的第二实施例的示意性截面图。
在图中没有示出垂直霍尔器件的第二实施例的第二操作模式和第四操作模式。然而，它们与在图3和图5中示出的第一实施例的那些操作模式等同。
根据本发明的优选实施例，至少一个所述低欧姆连接路径6是电浮置的。
在每个操作模式中，左霍尔区域的区域2.1、2.2、2.3、2.4的第一或者第二接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2中的一个连接至施加电位Vg的电压源7。
图8示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔器件1的第二实施例的示意性俯视图。所有霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4实质上彼此绝缘，除了与所有霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的接触区域5.1、5.2、5.3、5.4接触的连接路径6之外。连接路径6具有脊骨(back-bone)的外观。每个霍尔效应区域可以具有在该霍尔效应区域之下的可选埋置层。替代地，存在在所有四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4之下的单个埋置层。
图9示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔器件的第三实施例的示意性截面图。
图10示出了在第二操作模式中使用的垂直霍尔器件的第三实施例的示意性截面图。
图11示出了在第三操作模式中使用的垂直霍尔器件的第三实施例的示意性截面图。
图12示出了在第四操作模式中使用的垂直霍尔器件的第三实施例的示意性截面图。
根据本发明的实施例，能量供应和测量电路按照如下方式配置，使得在第一操作模式中，
将第一供电电位SP1供应至第一霍尔效应区域2.1的第一接触2.1.1，
将第二供电电位SP2供应至第二霍尔效应区域2.2的第二接触2.2.2，
将第三供电电位SP3供应至第三霍尔效应区域2.3的第一接触2.3.1，
将第四供电电位SP4供应至第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.4.2，
测量从第二霍尔效应区域2.2的第一接触2.2.1到第一霍尔效应区域2.1的第二接触2.1.2的第一输出电流Iout1,
测量从第三霍尔效应区域2.3的第二接触2.3.2到第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.4.1的第二输出电流Iout2；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第二操作模式中，
将第一供电电位SP1供应至第一霍尔效应区域2.1的第二接触2.1.2，
将第二供电电位SP2供应至第二霍尔效应区域2.1的第一接触2.2.1，
将第三供电电位SP3供应至第三霍尔效应区域2.3的第二接触2.3.2，
将第四供电电位SP4供应至第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.4.1，
测量从第一霍尔效应区域2.1的第一接触2.1.1到第二霍尔效应区域2.1的第二接触2.2.2的第一输出电流Iout1’，
测量从第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.4.2到第三霍尔效应区域2.3的第一接触2.3.1的第二输出电流Iout2’；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第三操作模式中，
将第一供电电位SP1供应至第三霍尔效应区域2.3的第一接触2.3.1，
将第二供电电位SP2供应至第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.4.2，
将第三供电电位SP3供应至第一霍尔效应区域2.1的第一接触2.1.1，
将第四供电电位SP4供应至第二霍尔效应区域2.2的第二接触2.2.2，
测量从第一霍尔效应区域2.1的第二接触2.1.2到第二霍尔效应区域2.2的第一接触2.2.1的第一输出电流Iout1”，
测量从第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.4.1到第三霍尔效应区域2.3的第二接触2.3.2的第二输出电流Iout2”；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第四操作模式中，
将第一供电电位SP1供应至第三霍尔效应区域2.3的第二接触2.3.2，
将第二供电电位SP2供应至第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.4.1，
将第三供电电位SP3供应至第一霍尔效应区域2.1的第二接触2.1.2，
将第四供电电位SP4供应至第二霍尔效应区域2.2的第一接触2.2.1，
测量从第二霍尔效应区域2.2的第二接触2.2.2到第一霍尔效应区域2.1的第一接触2.1.1的第一输出电流Iout1”’，
测量从第三霍尔效应区域2.3的第一接触2.3.1到第四霍尔效应区域的第二接触2.4.2的第二输出电流Iout2”’。
第三实施例与第二实施例的不同之处在于，将供电电位SP1、SP2、SP3、SP4而非电流I1、I2、I3、I4输入到霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4中。此外，从霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4分接电流Iout1、Iout2而非电压Vout1、Vout2。
图13示出了在第一操作模式中使用的垂直霍尔器件的第四实施例的示意性截面图。在本发明的本实施例中，第一埋置层8.1与第一霍尔效应区域2.1的第二面4欧姆接触。此外，第二埋置层8.2与第二霍尔效应区域2.2的第二面4欧姆接触。按照相同的方式，第三埋置层8.3连接至第三霍尔效应区域2.3，并且第四埋置层8.4连接至第四霍尔效应区域2.4。
图14示出了在第二操作模式中使用的垂直霍尔器件的第五实施例的示意性截面图。
根据本发明的优选实施例，该至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4中的每一个均具有布置在第二面4上的所述接触区域9.1、9.2、9.3、9.4中的一个，并且布置在第二面4上的接触区域9.1、9.2、9.3、9.4由低欧姆连接路径10(实施例可以包括低欧姆层结构10)连接，或者其中该至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4中的每一个均具有布置在第一面3与第二面4之间的所述接触区域9.1、9.2、9.3、9.4中的一个，并且布置在第一面3与第二面4之间的接触区域由低欧姆连接路径10(实施例可以包括低欧姆层结构10)连接。
图15示出了垂直霍尔器件的第五实施例的示意性平面图和示意性截面图。根据本发明的优选实施例，低欧姆层结构10的实施例可以包括埋置层10。
出于清晰起见，在截面图中没有示出低欧姆连接路径6。显然地，埋置层10没有表现为与连接路径6不同：这简单地改善了在四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的中心部分之间的短路。因此，如果由公共埋置层建立了短路，那么也可以省略连接路径6。
图16示出了垂直霍尔器件的第六实施例的示意性平面图和示意性截面图。
根据本发明的优选实施例，至少两个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4布置成一行12，其中行12的相邻霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4由相应的电阻桥部11.1、11.2、11.3隔开。这些特征可以改善在霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的中心之间的短路。
根据本发明的优选实施例，至少两个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4沿着在该两个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2之间的在俯视图中的最小距离，由涂覆有绝缘薄膜的沟槽壁至少部分地去耦合。
图17示出了垂直霍尔器件的第七实施例的示意性平面图和示意性截面图。
根据本发明的优选实施例，具有与桥部相似的几何形状和/或包括与桥部相似的材料的电阻末端部13.1、13.2附接至行12的两端。这确保了垂直霍尔效应器件1的对称行为，尤其是在器件1的操作期间使用旋转方案的情况下。
当然，可选地，可以省略埋置层10。想法是将垂直霍尔区域2.1、2.2、2.3、2.4图案化，从而使得所有中心区域有效地短路，而将外接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2有效地去耦合。电流不应该从霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的一个外接触流向另一霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的一个外接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2。而是，电流应该在每个外接触与结构的中心部分之间(＝脊骨＝接触区域5.1,5.2,5.3,5.4加上附近的霍尔区域加上在第二面处的低欧姆连接路径10加上在第一面处的低欧姆连接路径6)流动。
图18示出了垂直霍尔器件的第八实施例的示意性平面图和示意性截面图。
根据本发明的优选实施例，霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4中的至少两个，沿着在该两个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4的接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1、2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2之间的在俯视图中的最小距离，由反向偏置的pn结14至少部分地去耦合。该去耦合也可以通过反向偏置的p盆槽(p-tub)进行，借此这些p盆槽理想地应该达到与霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4一样深，然而，如果由于技术限制不可能达到该深度，那么这些p盆槽也可以更浅。
当然，霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4在磁场H方向上的位置是可以改变的。霍尔区域2.1、2.2、2.3、2.4在图18中从左到右位置是2.1、2.2、2.3、2.4，然而，也可以是2.1、2.3、2.2、2.4、或者2.1、2.4、2.3、2.2、或者2.1、2.4、2.2、2.3、或者2.2、2.3、2.4、2.1、或者2.4、2.1、2.3、2.2、或者...，通常是任意的。
图19示出了垂直霍尔效应器件的第九实施例的示意性平面图和示意性截面图。
根据本发明的优选实施例，该至少四个霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4中的第一接触2.1.1、2.2.1、2.3.1、2.4.1中的每一个和第二接触2.1.2、2.2.2、2.3.2、2.4.2中的每一个经由第一端子15.1、第二端子15.2、第三端子15.3和第四端子15.4可连接或者连接至能量供应和测量电路，其中第一端子15.1可连接或者连接至第一霍尔效应区域2.1的第二接触2.1.2、以及至第二霍尔效应区域2.2的第一接触2.2.1，其中第二端子15.2可连接或者连接至第二霍尔效应区域2.2的第二接触2.2.2、以及至第三霍尔效应区域2.3的第一接触2.3.1，其中第三端子15.3可连接或者连接至第三霍尔效应区域2.3的第二接触2.3.2、以及至第四霍尔效应区域2.4的第一接触2.4.1，其中第四端子15.4可连接或者连接至第四霍尔效应区域2.4的第二接触2.4.2、以及至第一霍尔效应区域2.1的第一接触2.1.1。
对这些垂直霍尔效应器件1的进一步修是，使两个接触短路，其在开启磁场的情况下展现出相同极性的电压偏移。如果考虑上文的实施例，存在四个信号接触，据此两个信号接触具有比电浮置的低欧姆连接结构6、10(低欧姆连接路径的实施例)的电位更高的共模电位，据此另两个信号接触具有比低欧姆连接结构6、10的电位更低的共模电位。处于高共模电位下的这两个信号接触中的一个信号接触随着磁场的增加而增加，而另一个信号接触同时下降。处于低共模电位下的这两个信号接触中一个信号接触随着磁场的增加而增加，而另一个信号接触同时下降。所以，显示随着磁场的增加而增加的电位的那两个端子可能短路。同样，显示随着磁场增加而下降的电位的那两个端子可能短路。由于短路的两个接触的共模电位是不同的(在短路之前)，所以特定电流将流过这些短路，然而，这仅是通过垂直霍尔器件1的总电流的一部分。
必须指出，脊骨也具有减少在使每个端子15.1、15.2、15.3、15.4的两个接触都短路的连接元件16.1、16.2、16.3、16.4中流动的电流的优点，这是因为大多数电流从脊骨6、10(低欧姆连接路径的实施例)、电阻末端部13.1、13.2、13.3之上流过。当连接到两个接触的相同端子是感测端子时，仅使小电流在连接至该相同端子的该两个接触之间流动是有益的，这是因为在信号端子之上的任何显著电流引起热诱导偏移误差(例如，经由珀尔帖效应(Peltier-effect))。
根据本发明的优选实施例，能量供应和测量电路按照如下方式配置，使得在第一操作模式中，
第一端子15.1和第三端子15.3用于向霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4供应电能，并且第二端子15.2和第四端子15.4用于分接响应于磁场H的电霍尔信号；并且
按照如下方式配置，使得在第二操作模式中，
第二端子15.2和第四端子15.4用于向霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4供应电能，并且第三端子15.3和第一端子15.1用于分接响应于磁场H的电霍尔输出信号。
根据本发明的优选实施例，能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，该测量周期具有器件在第一操作模式中操作的第一阶段，并且具有器件在第二操作模式中操作的第二阶段，其中第一阶段的测量结果和第二阶段的测量结果被组合，或者
其中能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，该测量周期具有器件在第三操作模式中操作的第一阶段，并且具有器件在第四操作模式中操作的第二阶段，其中第一阶段的测量结果和第二阶段的测量结果被组合，或者
其中能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，该测量周期具有器件在第一操作模式中操作的第一阶段、，具有器件在第二操作模式中操作的第二阶段、，具有器件在第三操作模式中操作的第三阶段和，并且具有器件在第四操作模式中操作的第四阶段，其中第一阶段的测量结果、第二阶段的测量结果、第三阶段的测量结果和第四阶段的测量结果被组合。
图20示出了垂直霍尔器件1的第十实施例的示意性平面图和示意性截面图。在上文的示例中，连接该四个霍尔区域2.1、2.2、2.3、2.4的脊骨结构由接线结构6、埋置层10和桥部11.1、11.2、11.3组成。可以简化该脊骨结构，例如通过省略中心接触5.1、5.2、5.3、5.4和接线结构6。在本实施例中，垂直霍尔效应器件1不包括在第一面3处的低欧姆连接路径。而是，短路由桥部11.1、11.2、11.3和埋置层10实现，在平面图中不可见。可选地，也可以省略桥部11.1、11.2、11.3或者埋置层10。
图21示出了垂直霍尔器件的第十一实施例的示意性平面图和示意性截面图。在本实施例中，也省略了桥部，从而使得霍尔效应区域2.1、2.2、2.3、2.4仅由埋置层连接，该埋置层充当脊骨。如果电流流入15.1并且流出15.3，那么电流遍历脊骨，所以在这种情况下主要遍历埋置层10。由此，达到在15.2和15.4处的与平行于指示的方向的磁场H分量成正比的电位的电压偏移。
图22示出了包括串联连接(或者电学堆叠)的三个垂直霍尔效应器件的系统的示意图。从而，每个霍尔效应器件用在角部具有端子的正方形来表示。该符号与检测与衬底的主表面垂直的磁场的常规霍尔板相同。其表示本发明的具有四个端子15.1、15.2、15.3、15.4的垂直霍尔效应器件表现为与常规霍尔板相似：其具有在端子1-3与2-4之间具有相同电阻的四个端子，并且其操作用于使得电流在1-3之间流动而信号在2-4之间分接(或者反之亦然，电流在2-4之间流动而信号在1-3之间分接)。唯一的差别在于，本发明的垂直霍尔效应器件响应于与芯片的衬底的主表面平行的磁场，而常规霍尔板响应于与衬底的主表面垂直的磁场分量。
该系统包括根据本发明的至少两个垂直霍尔效应器件1、1’、1”，其中垂直霍尔器件1、1’、1”串联连接，从而使得流过第一垂直霍尔器件1的供电电流的至少75％同时流过第二霍尔效应器件1’。
该系统可以进一步包括能量供应和测量电路，该能量供应和测量电路包括能量供应电路17和测量电路18。图22也在草图中示出了晶体管开关(例如，MOS晶体管)：并未示出所有开关，仅示出了在特定操作阶段中接通(即，导电)的开关。在另一操作阶段中，这些开关是断开的(即，不导电)，并且其他开关是接通的，其将霍尔效应器件的不同端子连接至能量供应和测量电路、至接地、以及至其他霍尔效应器件。
在本发明的优选实施例中，该至少两个垂直霍尔效应器件中的每一个都提供至少一个霍尔信号，其中该至少两个霍尔效应器件的霍尔信号由组合单元19组合。
本发明的垂直霍尔效应器件1可以容易地电学堆叠(据此，电学堆叠意味着实质上相同的电流流过所有器件，即，它们串联连接)，甚至同时，旋转方案可以应用至所有器件。在图22中示出了用于三个堆叠器件的方案，据此每个器件1、1’、1”用类似于普通霍尔板的符号替换。
示出了第一垂直霍尔器件1的端子15.1、15.2、15.3、15.4；第二垂直霍尔器件1’的端子15.1’、15.2’、15.3’、15.4’；和第三垂直霍尔器件1”的端子15.1”、15.2”、15.3”、15.4”：它们依照逆时针方向。每个端子连接至MOS开关，该MOS开关将端子连接至电流源(或者相邻的器件或者接地)，并且至用于输出信号的放大器。三个信号的共模电位不同。信号被相加，以便为每个时钟相位信号给出总信号。在下一个时钟相位中，所有器件1、1’、1”的端子15.1、15.2、15.3、15.4、15.1’、15.2’、15.3’、15.4’15.1”、15.2”、15.3”、15.4”都可以转动(例如，顺时针)。所有器件1、1’、1”经受实质上相同的磁场H。
上面的描述仅是说明性的，并且要理解，在本文中描述的布置和细节的修改和变型对本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，本发明旨在仅受所附权利要求书的范围限制，而不受由上面的说明和阐释所呈现的具体细节的限制。

Claims (27)

1.一种垂直霍尔效应器件，包括：
至少四个霍尔效应区域，包括彼此至少部分地去耦合的第一霍尔效应区域、第二霍尔效应区域、第三霍尔效应区域和第四霍尔效应区域；
其中所述至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有第一面和与所述第一面相对的第二面；
其中所述至少四个霍尔效应区域中的每一个均在所述第一面上具有第一接触和第二接触，其中所述第一接触和所述第二接触在相应的所述霍尔效应区域处相对于对称平面对称地放置，其中所述对称平面定向为与在相应的所述霍尔效应区域的所述第一接触与所述第二接触之间的直线垂直；
其中所述至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有至少一个接触区域，所述至少一个接触区域至少放置在相应的所述对称平面周围的区域中，其中低欧姆连接装置包括至少一个低欧姆连接路径，所述低欧姆连接路径连接所述至少四个霍尔效应区域的所述接触区域。
2.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有所述接触区域中的一个，所述一个接触区域布置在所述第一面上，其中接触所述区域的所述低欧姆连接路径布置在所述第一面上。
3.根据权利要求2所述的垂直霍尔效应器件，其中布置在所述第一面上的所述低欧姆连接路径，包括低欧姆连接接线结构。
4.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有所述接触区域中的一个，所述一个接触区域布置在所述第二面上，并且布置在所述第二面上的所述接触区域由低欧姆连接路径连接，所述低欧姆连接路径包括低欧姆层结构；或者其中所述至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有所述接触区域中的一个，所述一个接触区域布置在所述第一面与所述第二面之间，并且布置在所述第一面与所述第二面之间的所述接触区域由包括低欧姆层结构的低欧姆连接路径连接。
5.根据权利要求4所述的垂直霍尔效应器件，其中所述低欧姆层结构包括埋置层。
6.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述霍尔效应区域中的至少两个布置成一行，其中所述行的相邻的霍尔效应区域由相应的电阻桥部隔开，其中电阻末端部附接至所述行的两端，所述电阻末端部具有与所述桥部相似几何形状和/或包括与所述桥部相似的材料。
7.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述第一霍尔效应区域、所述第二霍尔效应区域、所述第三霍尔效应区域、和所述第四霍尔效应区域布置在公共的衬底上。
8.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述霍尔效应区域中的至少两个霍尔效应区域，通过反向偏置pn结并且/或者通过涂覆有绝缘薄膜的沟槽壁，沿着在所述两个霍尔效应区域的所述接触之间的最小距离，而至少部分地去耦合。
9.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述第一霍尔效应区域和所述第二霍尔效应区域按照它们的对称平面平行或者相同的方式来布置，并且其中所述第三霍尔效应区域和所述第四霍尔效应区域按照它们的对称平面平行或者相同的方式来布置。
10.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，
其中所述第一霍尔效应区域的所述第一接触和所述第二霍尔效应区域的所述第一接触在相同的方向上背离相应的所述对称平面；其中所述第一霍尔效应区域的所述第二接触和所述第二霍尔效应区域的所述第二接触在与所述相同的方向相反的方向上背离相应的所述对称平面；
其中所述第三霍尔效应区域的所述第一接触和所述第四霍尔效应区域的所述第一接触在相同的方向上背离相应的所述对称平面；其中所述第三霍尔效应区域的所述第二接触和所述第四霍尔效应区域的所述第二接触在与所述相同的方向相反的方向上背离相应的所述对称平面。
11.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述第一霍尔效应区域、所述第二霍尔效应区域、所述第三霍尔效应区域和所述第四霍尔效应区域按照它们的对称平面平行或者相同的方式布置。
12.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述第一霍尔效应区域的所述第一接触、所述第二霍尔效应区域的所述第一接触、所述第三霍尔效应区域的所述第一接触和所述第四霍尔效应区域的所述第一接触在相同的方向上背离相应的所述对称平面；其中所述第一霍尔效应区域的所述第二接触、所述第二霍尔效应区域的所述第二接触、所述第三霍尔效应区域的所述第二接触和所述第四霍尔效应区域的所述第二接触，在与所述相同的方向相反的方向上，背离相应的所述对称平面。
13.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述低欧姆连接路径中的至少一个，电连接至偏置电压源。
14.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述低欧姆连接路径中的至少一个是电浮置的。
15.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中所述垂直霍尔效应器件包括能量供应和测量电路，所述能量供应和测量电路被配置用于向所述至少四个霍尔效应区域供应电能、并且被配置用于测量响应于磁场的至少一个电霍尔效应输出信号。
16.根据权利要求15所述的垂直霍尔效应器件，其中所述能量供应和测量电路被配置用于向所述第一接触和/或所述第二接触中的第一特定接触和第二特定接触供应电能，其中在不同的操作模式中不同地选取所述特定接触。
17.根据权利要求15所述的垂直霍尔效应器件，其中所述能量供应和测量电路被配置用于，测量响应于在所述第一接触和/或所述第二接触中的第三特定接触处以及在所述第一接触和/或所述第二接触中的第四特定接触处的磁场的所述至少一个电霍尔信号，并且其中在不同的操作模式中不同地选取所述特定接触。
18.根据权利要求15所述的垂直霍尔效应器件，其中所述至少四个霍尔效应区域的所述第一接触中的每一个和所述第二接触中的每一个，都独立地连接至所述能量供应和测量电路。
19.根据权利要求15所述的垂直霍尔效应器件，其中所述能量供应和测量电路
按照如下方式配置，使得在第一操作模式中，
将第一电流输入至所述第一霍尔效应区域的所述第一接触，
将第二电流输入至所述第二霍尔效应区域的所述第二接触，
在所述第三霍尔效应区域的所述第一接触处输出第三电流，
在所述第四霍尔效应区域的所述第二接触处输出第四电流，
测量从所述第二霍尔效应区域的所述第一接触到所述第一霍尔效应区域的所述第二接触的第一霍尔电压，
测量从所述第三霍尔效应区域的所述第二接触到所述第四霍尔效应区域的所述第一接触的第二霍尔电压；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第二操作模式中，
将第一电流输入至所述第一霍尔效应区域的所述第二接触，
将第二电流输入至所述第二霍尔效应区域的所述第一接触，
在所述第三霍尔效应区域的所述第二接触处输出第三电流，
在所述第四霍尔效应区域的所述第一接触处输出第四电流，
测量从所述第一霍尔效应区域的所述第一接触到所述第二霍尔效应区域的所述第二接触的第一霍尔电压，
测量从所述第四霍尔效应区域的所述第二接触到所述第三霍尔效应区域的所述第一接触的第二霍尔电压；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第三操作模式中，
将第一电流输入至所述第三霍尔效应区域的所述第一接触，
将第二电流输入至所述第四霍尔效应区域的所述第二接触，
在所述第一霍尔效应区域的所述第一接触处输出第三电流，
在所述第二霍尔效应区域的所述第二接触处输出第四电流，
测量从所述第一霍尔效应区域的所述第二接触到所述第二霍尔效应区域的所述第一接触的第一霍尔电压，
测量从所述第四霍尔效应区域的所述第一接触到所述第三霍尔效应区域的所述第二接触的第二霍尔电压；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第四操作模式中，
将第一电流输入至所述第三霍尔效应区域的所述第二接触，
将第二电流输入至所述第四霍尔效应区域的所述第一接触，
在所述第一霍尔效应区域的所述第二接触处输出第三电流，
在所述第二霍尔效应区域的所述第一接触处输出第四电流，
测量从所述第二霍尔效应区域的所述第二接触到所述第一霍尔效应区域的所述第一接触的第一霍尔电压，
测量从所述第三霍尔效应区域的所述第一接触到所述第四霍尔效应区域的所述第二接触的第二霍尔电压。
20.根据权利要求15所述的垂直霍尔效应器件，其中所述能量供应和测量电路
按照如下方式配置，使得在第一操作模式中，
将第一供电电位供应至所述第一霍尔效应区域的所述第一接触，
将第二供电电位供应至所述第二霍尔效应区域的所述第二接触，
将第三供电电位供应至所述第三霍尔效应区域的所述第一接触，
将第四供电电位供应至所述第四霍尔效应区域的所述第二接触，
测量从所述第二霍尔效应区域的所述第一接触到所述第一霍尔效应区域的所述第二接触的第一输出电流，
测量从所述第三霍尔效应区域的所述第二接触到所述第四霍尔效应区域的所述第一接触的第二输出电流；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第二操作模式中，
将第一供电电位供应至所述第一霍尔效应区域的所述第二接触，
将第二供电电位供应至所述第二霍尔效应区域的所述第一接触，
将第三供电电位供应至所述第三霍尔效应区域的所述第二接触，
将第四供电电位供应至所述第四霍尔效应区域的所述第一接触，
测量从所述第一霍尔效应区域的所述第一接触到所述第二霍尔效应区域的所述第二接触的第一输出电流，
测量从所述第四霍尔效应区域的所述第二接触到所述第三霍尔效应区域的所述第一接触的第二输出电流；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第三操作模式中，
将第一供电电位供应至所述第三霍尔效应区域的所述第一接触，
将第二供电电位供应至所述第四霍尔效应区域的所述第二接触，
将第三供电电位供应至所述第一霍尔效应区域的所述第一接触，
将第四供电电位供应至所述第二霍尔效应区域的所述第二接触，
测量从所述第一霍尔效应区域的所述第二接触到所述第二霍尔效应区域的所述第一接触的第一输出电流，
测量从所述第四霍尔效应区域的所述第一接触到所述第三霍尔效应区域的所述第二接触的第二输出电流；并且/或者
按照如下方式配置，使得在第四操作模式中，
将第一供电电位供应至所述第三霍尔效应区域的所述第二接触，
将第二供电电位供应至所述第四霍尔效应区域的所述第一接触，
将第三供电电位供应至所述第一霍尔效应区域的所述第二接触，
将第四供电电位供应至所述第二霍尔效应区域的所述第一接触，
测量从所述第二霍尔效应区域的所述第二接触到所述第一霍尔效应区域的所述第一接触的第一输出电流，
测量从所述第三霍尔效应区域的所述第一接触到所述第四霍尔效应区域的所述第二接触的第二输出电流。
21.根据权利要求19所述的垂直霍尔效应器件，其中所述能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，所述测量周期具有其中所述器件在所述第一操作模式中操作的第一阶段，并且具有其中所述器件在所述第二操作模式中操作的第二阶段，其中所述第一阶段的测量结果和所述第二阶段的测量结果被组合，或者
其中所述能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，所述测量周期具有其中所述器件在所述第三操作模式中操作的第一阶段，并且具有其中所述器件在所述第四操作模式中操作的第二阶段，其中所述第一阶段的测量结果和所述第二阶段的测量结果被组合，或者
其中所述能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，所述测量周期具有其中所述器件在所述第一操作模式中操作的第一阶段，具有其中所述器件在所述第二操作模式中操作的第二阶段，具有其中所述器件在所述第三操作模式中操作的第三阶段，并且具有其中所述器件在所述第四操作模式中操作的第四阶段，其中所述第一阶段的测量结果、所述第二阶段的测量结果、所述第三阶段的测量结果和所述第四阶段的测量结果被组合。
22.根据权利要求15所述的垂直霍尔效应器件，其中所述至少四个霍尔效应区域的所述第一接触中的每一个和所述第二接触中的每一个都经由第一端子、第二端子、第三端子和第四端子可连接或者连接至所述能量供应和测量电路，其中所述第一端子可连接或者连接至所述第一霍尔效应区域的所述第二接触、以及至所述第二霍尔效应区域的所述第一接触，其中所述第二端子可连接或者连接至所述第二霍尔效应区域的所述第二接触、以及至所述第三霍尔效应区域的所述第一接触，其中所述第三端子可连接或者连接至所述第三霍尔效应区域的所述第二接触、并且至所述第四霍尔效应区域的所述第一接触，其中所述第四端子可连接或者连接至所述第四霍尔效应区域的所述第二接触、以及至所述第一霍尔效应区域的所述第一接触。
23.根据权利要求22所述的垂直霍尔效应器件，其中所述能量供应和测量电路
按照如下方式配置，使得在第一操作模式中，
所述第一端子和所述第三端子用于向所述霍尔效应区域供应电能，并且所述第二端子和所述第四端子用于分接响应于所述磁场的电霍尔输出信号；并且
按照如下方式配置，使得在第二操作模式中，
所述第二端子和所述第四端子用于向所述霍尔效应区域供应电能，并且所述第三端子和所述第一端子用于分接响应于所述磁场的电霍尔输出信号。
24.根据权利要求19所述的垂直霍尔效应器件，其中所述能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，所述测量周期具有其中所述器件在所述第一操作模式中操作的第一阶段，并且具有其中所述器件在所述第二操作模式中操作的第二阶段，其中所述第一阶段的测量结果和所述第二阶段的测量结果被组合，或者
其中所述能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，所述测量周期具有其中所述器件在所述第三操作模式中操作的第一阶段，并且具有其中所述器件在所述第四操作模式中操作的第二阶段，其中所述第一阶段的测量结果和所述第二阶段的测量结果被组合，或者
其中所述能量供应和测量电路被配置用于执行测量周期，所述测量周期具有其中所述器件在所述第一操作模式中操作的第一阶段，具有其中所述器件在所述第二操作模式中操作的第二阶段，具有其中所述器件在所述第三操作模式中操作的第三阶段，并且具有其中所述器件在所述第四操作模式中操作的第四阶段，其中所述第一阶段的测量结果、所述第二阶段的测量结果、所述第三阶段的测量结果、和所述第四阶段的测量结果被组合。
25.根据权利要求1所述的垂直霍尔效应器件，其中低欧姆被定义为：具有是所述霍尔效应区域的导电率的至少10倍。
26.一种包括至少两个垂直霍尔效应器件的系统，所述至少两个垂直霍尔效应器件中的每一个均包括：
至少四个霍尔效应区域，包括彼此至少部分地去耦合的第一霍尔效应区域、第二霍尔效应区域、第三霍尔效应区域和第四霍尔效应区域；
其中所述至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有第一面和与所述第一面相对的第二面；
其中所述至少四个霍尔效应区域中的每一个均在所述第一面上具有第一接触和第二接触，其中所述第一接触和所述第二接触在相应的霍尔效应区域处相对于对称平面对称地放置，其中所述对称平面定向为与在相应的所述霍尔效应区域的所述第一接触与所述第二接触之间的直线垂直；
其中所述至少四个霍尔效应区域中的每一个均具有至少一个接触区域，所述至少一个接触区域至少放置在相应的所述对称平面周围的区域中，其中低欧姆连接装置包括至少一个低欧姆连接路径，所述至少一个低欧姆连接路径连接所述至少四个霍尔效应区域的所述接触区域，
其中所述垂直霍尔效应器件串联连接，从而使得流过所述至少两个霍尔效应器件中的第一垂直霍尔效应器件的供电电流的至少75％正在流过所述至少两个霍尔效应器件中的第二霍尔效应器件。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述至少两个垂直霍尔效应器件中的每一个均提供至少一个电霍尔输出信号，其中所述至少两个垂直霍尔效应器件的所述电霍尔输出信号通过组合单元被组合。
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