CN105098061B

CN105098061B - 传感器装置和传感器布置

Info

Publication number: CN105098061B
Application number: CN201510247320.1A
Authority: CN
Inventors: U.奥瑟莱希纳
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2018-03-02
Anticipated expiration: 2035-05-15
Also published as: US9279864B2; DE102015107617A1; CN105098061A; US20150331067A1

Abstract

本发明涉及传感器装置和传感器布置。根据实施例的垂直霍尔传感器结构包括被布置在霍尔效应区域的第一界面和第二界面之间的霍尔效应区域、第一触点、第二触点、第三触点和第四触点，第一、第二、第三和第四触点比到所述第二界面更靠近第一界面并且与霍尔效应区域接触，其中在第一和第二触点之间的电阻基本上等于第三和第二触点之间的电阻，比到第一界面更靠近第二界面并且与霍尔效应区域接触的导电层，导电层包括比所述霍尔效应区域更高的导电率，其中在第四触点和导电层之间的电阻低于在第二触点和导电层之间的电阻。

Description

传感器装置和传感器布置

技术领域

实施例涉及垂直霍尔传感器结构、垂直霍尔传感器装置和方法。

背景技术

在很多应用、部件和系统中，使用磁场用于不同的目的。例如，可以使用磁场来存储信息，传输信息，操纵部件，检测目标的位置或取向和其它目的，仅举几个示例。为了检测磁场，可使用适当磁传感器结构。在那些磁传感器结构当中，霍尔传感器结构表示可提供容易实施到集成电路中的可能性的传感器结构，因为生产霍尔传感器结构的制造工艺可以与用于制造集成到管芯或衬底中的集成结构的制造工艺类似且通常与其兼容。

霍尔传感器结构采用霍尔效应，其是基于以下事实：由于洛伦兹力，移动电荷载流子当它们在磁场中移动时感受到力。该力与电荷载流子的运动方向垂直指向。该力可产生可然后以例如以电压的形式被检测的电场。横向霍尔传感器结构一般在管芯或衬底中实施并且对于垂直于管芯或衬底的主表面的磁场分量做出响应。垂直霍尔传感器结构可以对平行于对应管芯或衬底的主表面的磁场分量是敏感的。

不幸的是，在很多情况中，垂直霍尔传感器结构关于它们的运送性质并且因此关于它们的感测或检测质量是同等不对称的。它们可以例如示出内阻的变化，这转而可由几何结构、制造参数和其它原因引起，仅举几个可能的影响和原因。

发明内容

因此，存在需求来提供一种具有更对称的感测和检测行为的垂直霍尔传感器结构。

根据实施例的垂直霍尔传感器结构包括被布置在霍尔效应区域的第一界面和第二界面之间的霍尔效应区域，第一触点、第二触点、第三触点和第四触点，第一、第二、第三和第四触点比起第二界面更靠近第一界面，并且与霍尔效应区域接触，其中在第一和第二触点之间的电阻基本上等于在第三和第二触点之间的电阻，比起到第一界面更靠近第二界面并且与霍尔效应区域接触的导电层，该导电层包括比霍尔效应区域更高的导电率，其中在第四触点和导电层之间的电阻低于在第二触点和导电层之间的电阻。

根据实施例的方法包括在第一操作阶段中通过垂直霍尔传感器结构的第一对触点提供电能给垂直霍尔传感器结构，其中第一对触点包括第一触点和第三触点，在第一操作阶段期间感测在第二对触点处的第一磁场敏感信号，其中第二对触点包括第二触点和第四触点，在第二操作阶段中通过垂直霍尔传感器结构的第二对触点提供电能给垂直霍尔传感器结构，并且在第二操作阶段期间感测在第一对触点处的第二磁场敏感信号。

附图说明

将在附图中描述本发明的几个实施例。

图1示出根据实施例的垂直霍尔传感器结构的横截面视图；

图2示出根据实施例的垂直霍尔传感器装置的简化俯视图；

图3示出根据实施例的方法的框图；

图4示出根据实施例的垂直霍尔传感器结构的横截面视图；

图5示出图4的垂直霍尔传感器结构的俯视图；

图6示出根据另外实施例的垂直霍尔传感器结构的俯视图；

图7示出根据实施例的垂直霍尔传感器结构；

图8示出在第一操作阶段中的根据实施例的垂直霍尔传感器结构；

图9示出在第二操作阶段中的图8的垂直霍尔传感器结构的横截面视图；

图10示出包括两个垂直霍尔传感器结构的根据实施例的垂直霍尔传感器装置的示意性横截面视图；

图11示出在第一接触布置中的根据实施例的垂直霍尔传感器装置的示意性俯视图；

图12示出在第二接触布置中的根据实施例的垂直霍尔传感器装置的示意性俯视图；

图13示出针对具有作用于两个垂直霍尔传感器结构上的相反方向的磁场的包括两个垂直霍尔传感器结构的根据实施例的垂直霍尔传感器装置的示意性横截面视图；以及

图14示出针对具有作用于两个垂直霍尔传感器结构上的相反方向的磁场的包括两个垂直霍尔传感器结构的根据实施例的垂直霍尔传感器装置的示意性横截面视图。

具体实施方式

在下文中，将更详细描述实施例。在该上下文中，将使用汇总参考符号来同时描述几个对象或描述这些对象的共同特征、尺寸、特性等。汇总参考符号是基于它们的个体参考符号。而且，在几个实施例或几个图中出现但是关于它们的功能或结构特征中的至少一些相同或至少类似的对象将被标注有相同或类似的参考符号。为了避免不必要重复，提及这样的对象的描述的部分还与不同实施例或不同图的对应对象相关，除非明确地或（考虑描述和图的上下文）隐含地另有声明。因此，可以利用至少一些相同或相似特征、尺寸和特性来实施类似或相关对象，但是还可以利用不同性质来实施类似或相关对象。

如将在下文更详细展示的，实施例涉及垂直霍尔传感器结构、垂直霍尔效应装置和包括例如垂直霍尔传感器结构以及对应方法的装置。霍尔效应结构和装置包括一个或多个霍尔效应区域。在霍尔效应区域中，由磁场引起的洛伦兹力作用在移动电荷载流子上，这可产生霍尔电场。

移动电荷载流子可例如由连接到霍尔效应装置的供应端子的电源供应。在信号端子处，可分接（tap）霍尔效应装置的输出信号或多个输出信号。装置的端子连接或耦合到霍尔效应结构的触点。所有触点可例如是欧姆触点，由于其的结果，霍尔效应装置可被认为是纯粹的阻抗装置。

可使用一个或多个制造工艺来制造触点，该工艺包括例如扩散（触点扩散）或注入（触点注入）。触点可以被实施为与霍尔区域相同的导电类型的浅阱，霍尔区域也可被实施为阱。霍尔区域的阱可以被实现为具有例如在大约10¹⁵/cm³到10¹⁷/cm³的范围内的掺杂浓度的较低掺杂阱。相比之下，触点的阱可包括10¹⁸/cm³或更大的掺杂浓度。

可以将钨（W）插塞实施在接触盆（contact tub）上方——例如与接触盆直接接触，接触盆将对应触点耦合到导线或线。该线可以在由金属材料（例如铝（Al）或铜（Cu）或多晶硅）制造或包括金属材料的互连层中实施。该线可包括比霍尔区域更低的阻抗，例如降低至霍尔效应结构的内阻的至多1/30。

在欧姆触点、线、导线或其它结构中，当改变例如几十到几百毫伏的电压的极性时，在一个方向上流动的电流的量通常最多改变大约20%。在这样的欧姆结构中，当施加的电压是大约1V并且其极性被改变时，在一个方向上流动的电流的量可能改变不多于之前提到的20%。然而，应当注意到，导线或线远非受限于仅耦合两个端口、触点、端子等。其可以互连多于两个端口、触点、端子等。而且，其形状可以是线性（即基本上一维）但是其还可具有在两个维度上带有类似延伸的区的形状。

垂直霍尔效应结构和装置分别是对平行于管芯或衬底的主表面的磁场分量做出响应的结构和装置，在管芯或衬底中实施了对应的结构或装置。如将在下文更详细展示的，可使用薄膜或半导体制造工艺（例如图案化、蚀刻、注入、热处理、退火和其它工艺）来制造霍尔效应结构或装置。

包括垂直霍尔传感器结构的衬底的管芯可例如被基本上板状成形为沿着三个线性独立方向（其还被分别称为第一、第二和第三方向或x方向、y方向和z方向）延伸。沿着第三方向的延伸通常基本上小于沿着其它两个方向（第一和第二方向）的延伸。例如，衬底或管芯沿着第三方向（其还被称为z方向）的延伸可以减小至沿着其它两个方向（第一方向或x方向和第二方向或y方向）中的任何一个的最短延伸的至多1/5、至多1/10或至多1/20。

可以将霍尔效应结构和装置粗略分为横向霍尔效应结构和装置以及垂直霍尔效应结构和装置。横向霍尔效应结构和装置通常响应于在垂直于管芯或衬底的主表面的方向上作用的磁场或磁场分量，该方向可例如平行于前面提到的第一和第二方向（x方向和y方向）。换言之，第一和第二方向可被取向为沿着管芯或衬底的主表面。通常，管芯或衬底包括第一主表面和被布置在第一主表面的相对侧上的第二主衬底。由于之前描述的关于沿着三个方向的延伸的关系，管芯或衬底的主表面通常比管芯或衬底的其它表面显著更大。

相比于横向霍尔效应结构和装置，垂直霍尔效应结构和装置（其也被称为垂直霍尔传感器结构）可响应于与管芯或衬底的主表面平行的磁场或磁场分量。因为从管芯或衬底的第一主表面施加薄膜和半导体制造工艺中的很多，所以垂直霍尔效应装置和结构可以是非对称的，使得触点的排列可能导致不同的电气性质，如内阻和类似效应。取决于考虑的应用，这可能是较不有利的。因此，存在找到具有更高对称和更高磁灵敏度的垂直霍尔传感器结构的需求，该结构对关于不同电气触点的改变较不敏感或更独立。

图1示出根据实施例的垂直霍尔传感器结构100的示意性横截面视图。垂直霍尔传感器结构100包括被布置在第一界面120-1和第二界面120-2之间的霍尔效应区域110。第一界面120-1可以本质上平行于管芯或衬底的主表面。例如，第一界面120-1可比第二界面120-2更靠近霍尔效应传感器装置的互连层。例如，在另一结构上方的结构可以比第二界面120-2更靠近第一界面120-1。

垂直霍尔传感器结构110还包括第一触点130、第二触点140和第三触点150。这些触点130、140、150比第二120-2更靠近第一界面120-1。然而，它们还与霍尔效应区域110接触。在第一和第二触点130、140之间的电气阻抗或（简言之）电阻基本上等于在第三和第二触点150、140之间的电阻。而且，垂直霍尔传感器结构100包括导电层160，其比第一120-1更靠近第二界面120-2。导电层160包括比霍尔效应区域110更高的导电率。其导电率可以是霍尔区域110的导电率的至少20倍高，但是具有相同导电类型。该导电率差别可以是可取的以形成在层160和霍尔区域110之间的欧姆接触并且防止肖特基接触或如同肖特基的接触。

例如，导电层160可以被形成为埋层。然而，层160可以被不同地实施，例如具有由于背侧蚀刻工艺而可到达的背侧。为了举仅一个示例，可以经由第二主表面来可到达层160。其可基于在形成外延或多晶层的对应工艺期间生长的层，基于注入或任何其他制造技术（包括例如这些工艺中的任何一个的组合）来制造。然而，层160通常被布置在霍尔区域110中与触点130、140、150相对的侧上。例如，霍尔区域110的第二界面120-2可以与层160接触。

此外，垂直霍尔传感器结构100还包括比起到第二界面120-2也更靠近第一界面120-1的第四触点170。其被设计和实施以使得在第四触点170和导电层160之间的电阻低于在第二触点140和导电层160之间的电阻。

由于如描述的第四触点170的实施方式，与其他垂直霍尔传感器装置相比，垂直霍尔传感器结构100的不对称可以更不显著。由于第四触点170的实施方式，层160可以与较低电阻或电气阻抗电耦合。

层160可沿着方向180（其可以是第一方向或x方向）在第一、第二和第三触点130、140、150之下延伸，使得取决于之前提到的触点130、140、150在操作期间接管的功能，电流可例如基本上沿着第三方向190（z方向）流动。例如，如例如在图1中描绘的，第三方向190可以垂直于方向180。

由于以描述的方式实施第四触点170，由沿着垂直于图1中示出的两个方向180、190的第二方向作用的磁场200引起的洛伦兹力可以引起沿着第三方向的霍尔电场。

如例如在图1中描绘的垂直霍尔传感器结构100可以被认为是具有层160和高磁灵敏度的4T-V霍尔装置。术语“4T”是四端子结构或装置的缩写。应当注意到，在之前讨论和以下描述中，触点将与端子区分。触点可以被认为是提供到霍尔效应区域110、其衬底或另一半导体区域中的扩散或注入区域。换言之，例如第一、第二、第三和第四触点130、140、150、170之类的触点可以被实施为例如霍尔效应区域110中的阱或盆（tub）。形成霍尔效应区域110中的触点的阱可以具有相同导电类型，例如n导电类型。自然地，在其它实施例中，例如当其中实施霍尔效应区域110的衬底或半导体区域是p型半导体时，还可使用p型触点或阱或两者的组合。

相反地，端子可以被认为是可以连接到另一电路或电路系统并且可以与霍尔效应区域110的表面或界面120-1中的盆或阱不同地实施的端口。端子可以例如包括导线、导电结构等的第二端，其第一端可以例如立即连接到另一触点。导线可以例如在诸如金属层之类的互连层中制造，金属层还可以在更复杂的器件（例如CMOS（互补金属氧化物半导体）或BiMOS（双极CMOS）器件和硅技术）中被称为金属1层或金属2层。然而，其还可以在包括例如高掺杂多晶硅（多晶Si）等的任何其他低欧姆结构中实施。例如，端子可以进一步包括在触点或触点扩散区与之前解释的导线或类导线的结构之间的钨（W）插塞。在该情况下，在衬底或管芯的体块（体块硅）中的钨插塞下方的任何东西可以被认为是触点的部分，而在最低钨插塞上方的任何东西可以例如被认为是属于端子的所有导线的部分。

例如多个触点可以与单个端子短接。然而，在图1描绘的实施例中，每个触点130、140、150、170可以耦合到个别端子，使得没有两个触点130、140、150、170是短接的。换言之，触点130、140、150和170可以例如包括扩散区域或阱。例如，第四触点170可以比其它触点130、140、150中的任何一个显著更大。其可被实施为n掺杂区域。这可以是实施具有相对于层160的电阻的第四触点170的一种方式，该电阻小于例如被布置在例如图1中示出的左边的n掺杂区域中的传感器或第三触点150的电阻。

垂直霍尔传感器结构100可例如被形成在具有第一主表面220-1和第二主表面220-2的衬底210中和/或上。霍尔效应区域110可以在该情况下被布置在第一和第二主表面220-1、220-2之间，其中第一主表面220-1可以比第二主表面220-2更靠近第一和第二界面120-1、120-2。换言之，垂直霍尔传感器结构100可在更靠近第一主表面220-1的区域中形成。这可允许更容易制造。

可选地，第一触点130和第三触点150可以基本上相等地与第二触点140间隔开。换言之，第一和第三触点130、150可以沿着方向180相对于第二触点140对称布置。

为了实施关于第一和第二触点130、140和第三和第二触点150、140的基本上相等电阻，在第一界面120-1上的第一触点130的接触区和在第一界面120-1上的第三触点150的接触区可以被实施为在大小上和可选地在形状上是基本上相等的。连同第一和第二触点130、150相对于第二触点140的之前描述的布置一起，这可以进一步生成如之前描述的更相等的电气阻抗。附加地或替换地，第一触点130的材料和第三触点150的材料还可以基本上相同。例如，所有触点130、140、150、170连同霍尔效应区域110和导电层160一起可具有相同导电类型，例如具有n型或p型。作为这些结构的材料，可以使用半导材料，例如硅（Si）。例如，n掺杂单晶硅可以被用作管芯材料或作为至少一个、一些或所有触点130、140、150、170、霍尔效应区域110和/或导电层160的材料。可选地，在第一触点130和第四触点170之间的电阻可以基本上等于在第三触点150和第四触点170之间的电阻。附加地或替换地，在第一界面120-1上的第四触点170的接触面积可以大于第一触点130、第二触点140和第三触点150中的任何一个在第一界面120-1上的接触面积。

可选地，如还在图1中描绘的，垂直霍尔传感器结构100可包括电气耦合结构230。电气耦合结构可以被布置和配置为将第四触点170电气耦合到埋层100以与第二触点140和层160之间的电阻相比降低在第四触点170和层160之间的电阻。例如，电气耦合结构230可以包括阱240或沟槽，其包括具有比霍尔效应区域110中包括的材料更高的导电率的材料。例如，包括在阱240或沟槽中的材料可以包括高掺杂半导体材料和金属中的至少一个。换言之，在电气耦合结构230内部的材料可以包括与周围半导体材料的材料相比更高的掺杂，可包括高掺杂多晶硅或金属，例如钨（W）。在其它情况下，与具有大于10¹⁸/cm³的浓度和小于1μm的深度的触点130、140、150、170的浅n+S/D-扩散或注入相比，并且与具有10¹⁵/cm³……10¹⁷/cm³的掺杂浓度和等于或大于230的深度的深度的霍尔区域110的n-霍尔-扩散或注入相比，电气耦合结构230可以是具有10¹⁷/cm³……10¹⁸/cm³的掺杂浓度和在1μm和7μm之间的深度的n-CMOS-阱或HV-nCMOS-阱（HV表示高电压，其意味着深达界面220-1以下）。

可以可取的是，将第四触点170从提到的其它触点130、140、150电气去耦。除了实施在相应触点之间的足够大的距离之外，垂直霍尔传感器结构100可以可选地包括被布置在第四触点170与第一、第二和第三触点130、140、150中的任何一个或所有之间的去耦结构，以将第四触点170与第一、第二和第三触点130、140、150至少部分地电气去耦。去耦结构250可以例如包括形成被布置和配置为当垂直霍尔传感器结构100被操作时在反向偏置状态中操作的pn结的材料。去耦结构250可包括具有与霍尔效应区域110相比相反的导电类型的材料。换言之，当霍尔效应区域110包括n型半导材料时，去耦结构250可包括例如p型半导材料，或反之亦然。这样的pn结可以与第一界面120-1接触以减小或甚至防止在第四触点170与其它触点130、140和150之间的电流交换。在俯视图中，去耦结构250和触点170和耦合结构230的几何结构可以被实施为使得其不导致在130和140以及140和150之间的不同电阻。换言之，其还可以能够实施较不高效的去耦结构250。然而，可能令人感兴趣的是以一定方式提供其以保持在触点130、140、150、170之间的电阻的不对称性最小。例如，去耦结构250可以朝向层160完全向下延伸。取决于结构100的布局和设计，去耦结构250可以被配置为完全防止在界面/面120-2和220-1之间的电流流动从第一、第二和第三触点130、140、150中的至少一个、一些或所有到第四触点170，因为去耦结构250不妨碍在层160中流动的电流。自然地，在其它实施例中，去耦结构250可被配置为允许在第一触点130和第四触点170之间流动的电流基本上等于在第三触点150和第四触点170之间的电流。

去耦结构250可包括沟槽260，沟槽260包括在等于或平行于衬底210的主表面220-1的平面中在第四触点170与第一、第二和第三触点130、140、150中的任何一个或所有之间沿着方向180的宽度。该宽度可例如包括在第一和第二界面120-1、120-2之间的最小距离的至少50%。

当去耦结构250阻塞电流时，例如在沟槽或处于反向偏置状态中的pn结的情况中，该状况可能必须在其中去耦结构250向下到达层160的情况和其中去耦结构250未向下到达层160的情况之间进行区分。在第一情况中，去耦结构250的宽度可以较不重要或甚至不重要，只要不发生击穿。在第二情况中，可以可取的是，实施去耦结构250，其具有越高宽度，且其变得越浅。在去耦结构250被实施为具有消没深度的极限中，可以可取的是布置触点150和170（以及可选地布置电气耦合结构230）以包括足够高的相互距离。

图2示出包括至少一个如之前概述的垂直霍尔传感器结构100的垂直霍尔传感器装置300的示意性俯视图。然而，如在图2中还被描绘为可选特征的，根据实施例的垂直霍尔传感器装置300可包括多于仅一个垂直霍尔传感器结构100。为了更加精确，图2中描绘的实施例包括第一垂直霍尔传感器100-1和第二垂直霍尔传感器结构100-2。在垂直霍尔传感器装置300的测量操作期间，第一垂直霍尔传感器结构100-1的第一、第二、第三和第四触点130、140、150、170中的每一个可耦合到第二垂直霍尔传感器结构100-2的第一、第二、第三和第四触点130、140、150、170中的正好一个触点，并且反之亦然。例如，在装置300的测量操作中的全部期间，或在装置300的至少一个测量操作期间，垂直霍尔传感器结构100-1的第二触点140可以永久耦合到第二垂直霍尔传感器结构100-2的第四触点170。该选项在图2中通过虚线示意性描绘。

然而，为了更加灵活，垂直霍尔传感器装置300可包括能够将第一垂直霍尔传感器结构100-1的触点130、140、150、170中的至少两个可变地耦合到第二垂直霍尔传感器结构100-2的对应触点130、140、150、170中的至少两个的多路复用器310。换言之，多路复用器310的实施方式是可选实施方式，其可以作为对由虚线描绘的第一垂直霍尔传感器结构100-1的第二触点140与第二垂直霍尔传感器结构100-2的第四触点170的互连的附加或替换来实施。因此，多路复用器310到垂直霍尔传感器结构100-1、100-2的触点130、140、150、170的对应互连通过点线示出。

可选地，垂直霍尔传感器结构100-1、100-2可以被配置为检测分别沿着第一轴320-1和第二轴320-2的磁场分量。轴320可以或可以不与之前在衬底210的取向的上下文中描绘的方向180、190中的任何一个一致。然而，轴320-1、320-2可以包括相对于彼此的角度，该角度不超过如图2中所示的10°（其中轴320-1、320-2基本上平行，具有大约0°的角度），或它们可以如关于图11和12将更详细概述的在80°和100°之间的范围内。

可选地，垂直霍尔传感器装置300可包括第一端子330-1、第二端子330-2、第三端子330-3和第四端子330-4，其在垂直霍尔传感器装置300的测量操作期间均耦合到第一垂直霍尔传感器结构100-1的第一、第二、第三和第四触点130、140、150、170中的正好一个触点。而且，在测量操作期间，端子330中的每一个还可耦合到第二垂直霍尔传感器结构100-2的第一、第二、第三和第四触点130、140、150、170中的正好一个触点。仅为了简要的目的，在图2中图示了一个可能的连接方案。自然地，当触点130、140、150、170包括多于仅一个的物理接触结构，例如多个并行耦合的插塞时，相应的多个被认为是一个触点。

图3示出了根据实施例的方法的流程图，其可以例如使用垂直霍尔传感器结构100或垂直霍尔传感器装置300来实施。

基于如之前描述的霍尔传感器结构100或霍尔传感器装置300，第一和第三触点130、150可以被认为是第一对触点，而第二和第四触点140、170可被认为是第二对触点。在进程P100中，在第一操作阶段期间，提供电能给第一对触点。在进程P110中，在第一操作阶段期间在第二对触点处感测第一磁场敏感信号。在进程P120中，在第二操作阶段期间提供电能给第二对触点。在进程P130中，在第二操作阶段期间在第一对触点处感测第二磁场敏感信号。在可选的进程P140中，可以将第一和第二磁场敏感信号组合以生成指示磁场、其分量或另一磁场相关量的输出信号。例如，组合该信号可包括对信号取平均或否则算术上组合它们或在信号中包括的值。

例如，在旋转（spinning）电流实施方式的情况中，可以在垂直霍尔传感器结构100的第一操作阶段或模式中经由垂直霍尔传感器结构100的第一触点130和第三触点150提供电流。可以在垂直霍尔传感器结构100的第二触点140和第四触点170之间感测第一电压。可以在第二操作阶段或模式中生成或提供经由垂直霍尔传感器结构100的第二触点140和第四触点170流动的电流。可以在第二操作阶段或模式中在第一触点130和第三触点150之间感测第二电压。可选地，该方法可还包括生成输出信号，该输出信号指示平行于包括垂直霍尔传感器结构100的衬底210的主表面220的磁场分量。输出信号可以基于感测的第一和第二电压。例如，如果实施的话，可通过控制电路发起或控制进程P100、P110、P120和P130。类似地，可以将测量电路用于感测进程P110和P130，并且可选地还用于生成输出信号。然而，应当注意到，这些进程中的任何一个可以通过信号处理电路来实施。之前提到的电路中的任何一个可以是垂直霍尔传感器装置300的部分或可以在一些其它地方实施。而且，甚至当相应电路是垂直霍尔传感器装置300的部分时，它们可以在与垂直霍尔传感器结构100不同的衬底上实施。

类似地，当如例如关于图2中示出的垂直霍尔传感器装置300讨论的那样包含多于一个的垂直霍尔传感器结构100时，进程P100和P120可包括提供电流给多于仅一个的垂直霍尔传感器结构100。

类似地，在旋转电压测量方案的情况中，替代在进程P100和P120中提供电流，可以提供电压给相应对的触点。在进程P110和P130中，则可测量电流。在旋转电压测量方案中，与旋转电流测量方案相比，传感器装置的相应端子330可必须不同地耦合到传感器结构100的触点。

自然地，尽管图3示出了进程的具体顺序，在不同实施例中，可以以不同顺序或次序实行所描述的进程。而且，可以至少部分同时地或以时间上重叠的方式执行或实行进程。例如，进程P100和P110以及进程P120和P130可以至少部分同时或在时间上重叠地进行。

图4示出根据实施例的垂直霍尔传感器结构100的示意性横截面视图，而图5示出结构100的对应示意性俯视图。如之前概述的，沿着第二方向或y方向的磁场200或磁场分量作用于垂直霍尔传感器结构100上。

在图4和5中示出的实施例中，四个触点130、140、150、170（还分别被称为C1、C2、C3和C4）被沉积在衬底210的顶或主表面220-1上。沿着x方向布置触点中的三个C1、C2、C3。相应地，装置或结构100主要响应于磁场200的y分量。触点C1、C2、C3和C4耦合到端子330（分别是T1、T2、T3和T4）。

触点C1、C2和C3接近霍尔效应区域110的顶部，霍尔效应区域110可被低或中等n掺杂有例如小于10¹⁷/cm³的掺杂浓度。（触点被高n掺杂有>10^17/cm^3）。霍尔效应区域100的底部（经由其界面120-2）至少部分接触高导电层160，高导电层160可例如包括多于10¹⁷/cm³的n掺杂浓度。自然地，还可使用和实施其它掺杂浓度和/或p掺杂。给出的值仅仅表示示例。

霍尔效应区域110可例如是外延层并且高导电（埋）层160可以是n埋层或阱。而霍尔效应区域110还可以是n-CMOS阱，其可以在高电压进程中被制造有大的深度。层160可以通过深离子注入和退火工艺来处理，仅举一个示例。霍尔效应区域110的深度可以是大约5μm或更多。然而，还可使用较小的值。

第四触点170（C4）可以被实施为大于其它触点并且还可以更深。其可包括如下文概述的电耦合结构230。这可允许第四触点140以低欧姆电阻与埋层110接触。第四触点140的位置可以被自由放置或甚至任意选择。其可以在如图4和5中示出的右边、在霍尔区域110的左边或还在如图6中示出的前面或后面。如图7中示出的，其还可以是环状并且被布置为围绕霍尔区域110。

第四触点170可以向下到达埋层110，而在很多工艺技术中这可能是不可能的。在这样的情况下，可以可取的是，选择触点170的技术、设计或位置，其向下到达最深以确保到埋层110的最低电阻。还可以可能的是利用浅的高掺杂盆（例如n+S/D扩散技术（用于MOS晶体管的源极/漏极扩散的n掺杂）和更深的较低掺杂盆（如nCMOS阱）来堆叠几个盆或结构。

第四触点170连同其电耦合结构230（其可被实施为之前描述的阱240）通过去耦结构250与其它触点130、140、150去耦，去耦结构250在本文被实施为从第一界面120-1几乎完全向下延伸到第二界面120-2的沟槽260，其做出在霍尔效应范围110和层160之间的接触。因此，第四触点170及其电气耦合结构230具有相距触点130、140、150中的任何一个的最小距离S，其可以例如是在第一和第二界面120-1、120-2之间的距离的至少50%。自然地，在其它实施例中，还可以使用较小或较大的值。

第四触点170可以通过去耦结构或部分250与其它触点130、140、150去耦，去耦结构或部分250可以是或包括反向偏置pn结、隔离沟槽或仅仅宽间隔S，其中S可以比霍尔效应区域110的深度的至少一半更大。例如，其可以是一直向下到达埋层110的隔离部分。其目的是防止电流流动从第一三个触点130、140、150（C1、C2、C3）经由结构100中除了层160之外的其它部分到第四触点170（C4）。层160可因此操作为在霍尔效应区域110的底部处的触点。

图6示出了根据包括用作埋层110触点的第四触点170的实施例的垂直霍尔传感器结构100的示意性俯视图，埋层110触点相对于第一、第二和第三触点130、140、150（C1、C2、C3）沿着第二方向或y方向偏移。在第四触点170和其它三个触点130、140、150之间，去耦结构250被布置为基本上沿着x方向延伸。因此，相比于图5中描绘的实施方式，去耦结构250被旋转大约90°。

类似地，图7示出包括围绕其它三个触点130、140、150的环状埋层触点或第四触点170的垂直霍尔传感器结构100的示意性俯视图。相应地，去耦结构250还是基本上环状的，并且被布置在第四触点170和三个其它触点130、140、150之间。

然而，尽管第四触点可以基本上被任意放置，可以可取的是将第一三个触点130、140、150沿着直线布置以允许垂直霍尔传感器结构100的测量方向的清楚限定。由于层160与第二界面120-2接触，在垂直霍尔传感器结构的一些操作阶段或模式中至少引起朝向层160流到衬底210中的电流，沿着直线布置三个其它触点130、140、150可以使垂直霍尔传感器结构100响应于与到衬底210中的方向和之前提到的直线两者垂直的磁场分量。换言之，通过沿着直线对齐第一、第二和第三触点130、140、150并且通过允许电流流到衬底210中，垂直霍尔传感器结构100响应于磁场200所沿着的轴320可以更容易被限定。

装置可以被操作在至少两个操作阶段中，在图8和9中图示了其中的两个。图8示出了在阶段1中的结构100的示意性横截面视图，而图9示出在类似横截面视图中的在阶段2中的相同结构100。

在阶段1中，电流源360提供输入电流I_in，其在第一触点130（C1）和第三触点150（C3）之间流动，第三触点150（C3）耦合到参考电位，例如地。而且电流源360耦合到地。可以在第二触点140（C2）和第四触点170（C4）之间感测、分接或采样输出电压V_out1。如果装置在x方向关于C2的中心是对称的，则在C2和C4处的电位正好在C1和C3的电位之间。因此在阶段3中，其中电流I_in流到在C1和C3之间的相反方向上，这些电位是相同的。这对于改进本文描绘的旋转电流测量方案的结果是令人感兴趣的。

第二触点140（C2）是电流流动的左边，而埋层是电流流动的右边。因此，在C2处的电位可以增大，而层160的电位可以随着在y方向上施加的磁场而减小。第四触点170（C4）分接层160的电位。当去耦是完美的时，在C4处的电位可以等于埋层电位。例如，当去耦结构250（其还耦合到参考电位）向下到达层160并且其导电率足够高或其电阻足够低以忽略（至少部分）任何电压降时，这可能是该情况。

在第二阶段（阶段2）中，交换输入和输出触点。在该阶段中，经由触点C2和C4输入电流I_in，而在C1和C3之间分接输出电压V_out2。再次，如果装置或结构100在x方向关于C2的中心是完美对称的，则C1和C3的电位在零磁场处是相同的。然而，此时，它们可能未正好在C2和C4的电位之间的中间。它们可能比起C4的电位更靠近C2的电位，当阶段4中的电流方向被反转时这可引起在热感应偏移的抵消中的一些小误差。这可能是该情况，因为相比于阶段3，然后输出端子C1和C3的共模电位还可能经历跳跃。图9将对应示意性概述示出为横截面视图。

该旋转方案的总体信号（表示例如输出信号）可以是两个阶段的输出电压V_out1和V_out2的和。可以添加附加阶段3和4，由此分别相比于阶段1和2，交换电流输入和输出端子并且还交换正和负输出信号端子。

在上述解释中，参考旋转电流方案，其中可以将恒定电流I_in注入输入端子中并且可以在信号端子或触点之间分接输出电压。还可使用旋转电压方案，其中将恒定电压源连接或耦合到输入端子以替代恒定电流源360，并且通过安培计来短接所述输出并且输出信号是所测量的电流。

为了改进装置的对称性，可以将两个或更多结构100彼此耦合，例如以如例如图10中描绘的反平行（anti-parallel）样式。图10示出包括第一结构100-1和第二结构100-2的装置300的示意性横截面视图。为了更加精确，装置300被操作在第二阶段中。在图10中，第二结构100-2的触点通过由撇号附加标记的参考符号来标注。

在图10中示出的布置中，电流源360（其不仅耦合到装置300还耦合到参考电位（如地）的端子）生成或提供输入电流I_in到第一和第二结构100-1和100-2两者。为了更加具体，因为两个结构100-1、100-2彼此反平行耦合，大约一半的输入电流I_in被提供给第一结构100-1的第二触点140并且大约一半的输入电流I_in耦合到第二结构100-2的第四触点170’。相应地，第二结构100-2的第二触点140’耦合到第一结构100-1的第四触点170，其转而耦合到参考电位。在第一结构100-1的第一和第三触点130、150之间可获得输出电压V_out2。由于两个结构100-1、100-2的反平行耦合，第二结构100-2的第一触点130’耦合到第一结构100-1的第三触点150，并且相应地第二结构100-2的第三触点150’耦合到第一结构100-1的第一触点130。

因此，在该布置中，两个触点（C1和C3'）被短接到一个端子以给出第一端子330-1（T1），而触点C2和C4'被短接到第二端子330-2（T2），C3和C1'被短接到第三端子330-3（T3）并且C4和C2'被短接到第四端子330-4（T4）。两个触点中的一个属于第一结构100-1（不带撇号的触点C1、C2、C3、C4）并且另一个属于第二结构100-2（带撇号的触点C1'、C2'、C3'、C4'）。这给出四个端子330-1、……、330-4（T1、T2、T3、T4），其可以电耦合到其它电路或装置300的其它部分。

在阶段1中，短接可以维持相同。尽管短接不需要维持永久，例如硬接线实施方式，但是可以可取的是保持它们至少在阶段1和2中相同。例如，可以实施晶体管（例如MOS开关）和可选的电阻器。然而，可以可取的是，使用在阶段1和2具有本质上相同的电阻的电路。

该布置可在两个阶段中具有不同输入电阻。其还可以在两个阶段中具有不同输出电阻，而且输出信号的共模电位可以在两个阶段中在供电电位之间的中间。这可意味着供电端子的交换不改变输出信号的共模电位，并且这对于良好抵消旋转方案中的偏移可以是令人感兴趣的。

然而，一些电流可能流经在C1和C3'和/或C3和C1'之间的短接，以便将输出端子的共模电位拉到在供电电位之间的中间。这可导致由于帕尔贴（Peltier）效应导致的一些小偏移误差。为了保持其是小的，可以保持电流是小的并且因此可设计触点C1、C3和C1'、C3'为具有尽可能靠近在单个装置300的阶段2中的C2和C4或C2'和C4'的电位的平均的共模电位。在两个结构100之间的连接可以是这样使得在阶段1中，两个结构100都具有第一电流分布并且在阶段2中两个装置都具有第二电流分布，使得第一和第二电流分布是不同的。

图11和12示出包括第一垂直霍尔传感器结构100-1和第二垂直霍尔传感器结构100-2的垂直霍尔传感器装置300的示意性俯视图。然而，与包括垂直霍尔传感器结构100-1、100-2的之前描述的装置300相比，图11和12中示出的装置300包括相对于结构100的不同取向。为了更加精确，在之前描述的装置中，对应于磁场200甚至其磁场分量（结构100对其敏感）的取向的轴320已基本上并行对齐。在此，轴320基本上相对于彼此垂直布置。然而，在其它实施例中，结构100可以被不同地布置，例如包括在它们的轴320方面的不同角度。换言之，轴320不需要如之前描述的那样并行对齐。

在均匀或半均匀磁场的情况下，可以与图11和12中描绘的不同地布置结构100。替代L形布置，可以在图中的向下移动结构100-2，以获得例如更T形的布局。自然地，还可以使用其它布置，包括例如具有在结构100之间的较大距离的布置。作为示例，一个结构100可以被布置在管芯的第一边缘处，而第二结构100位于相同管芯的相对边缘处。因此，可以容易实施几个100μm和甚至几个毫米的距离。在这样的情况下，结构100的电气连接和角部布置可能是重要的。

在图11和12所示的装置300中，轴320被布置为不平行，使得例如结构100之一响应于沿着x方向V_x的磁场分量，而另一结构可响应于沿着y方向（V_y）的磁场分量。

为了稍微更加精确，在图11和12中描绘的装置300中，关于彼此布置两个矩形霍尔效应区域100、100’，每一个包括三个或四个触点。根据轴320，霍尔效应区域110还被布置为相互正交。在图11中，并行连接装置的触点使得第一触点130、130’耦合在一起形成第一端子330-1。类似地，而且第二端子140、第三端子150和第四端子170并行耦合以分别形成第二、第三和第四端子330-2、330-3、330-4。相比之下，在图12中示出的装置300中，如之前在图10的上下文中描述的，触点130、140、150、170以反平行方式相互耦合，形成相应的端子330-1、330-2、330-3、330-4。

由于轴320的布置，图11和12中示出的装置300可以响应于具有在主表面220（图11和12中未示出）的平面中相对于各个轴320-1、320-2倾斜大约45°的方向的总体磁场分量。换言之，图11和12中示出的两个装置300的总体轴370沿着相对于第一和第二轴320-1、320-2包围大约45°的角度的方向可以是有效的。而且，如果两个装置中的仅一个被旋转180°，则整个布置的有效方向旋转90°。

图13示出在如之前描述的阶段2操作中的装置300的示意性横截面视图。类似地，图14也示出在阶段2操作中的类似装置300。然而，如图13和14中示出的装置300关于它们受到分别作用于装置300的不同垂直霍尔传感器结构100-1、100-2的不同磁场200-1、200-2的事实，不同于之前描述的装置300。在图13和14示出的示例中，磁场200-1、200-2相互反平行取向。

为了允许不同结构100-1、100-2受到反平行取向的磁场，结构100可被布置在衬底210（图13和14中未示出）上的不同位置处或它们可以被布置在不同衬底上。自然地，这还适用于关于对应轴320或它们的磁场200的不同角度。换言之，结构100可以被布置为相互靠近或它们可相互分离例如如图13和14中描绘的距离380。在此，距离380对应于结构100-1、100-2在(x,y)平面中的间隔。磁场200-1、200-2沿着第一磁场方向200-1和在图13和14中的相对方向中的第二磁场方向200-2取向。然而，除这些区别和下文描述的区别之外，图13和14例如类似于图10。因此，参考该图及其取向。

因此，两个结构100-1、100-2可以靠近在一起，例如它们可以是紧邻，或它们可以相互离得很远，具有例如500μm或2.5mm的间隔或距离380，仅举一些示例。自然地，还可使用其它距离380。在该上下文中，术语“远”的含义可取决于磁场的源。如果例如磁场由具有反平行电流流动的处于20μm的距离中的两个5μm宽的片上导线生成，则20μm的间隔可以已经足够远离以创建在相应结构100中的不同磁场200，如果例如第一结构100-1更靠近左边的导线而第二结构100-2更接近右边的导线的话。

如果磁场源在芯片外部，例如如同具有在毫米规模的域的磁齿轮，则两个结构100的间隔也可以在毫米范围中的可比较间隔上。在第一情况中，它们可能经历相同磁场。在第二情况中，它们可能经历磁场的梯度，或换言之，第一结构110-1可以在第一测试点采样该场，并且第二结构100-2可以在不同于第一测试点的第二测试点采样该场。在该情况下，在两个测试点两者上的场分量可具有不同符号，例如在第一结构110-1处的正By分量和在第二结构110-2处的负By分量。在这样的情况下，触点C1'和C3'可必须被交换或触点C2'和C4'必须被交换。在图13示出的第一实施例中，由于分别在结构100-1、100-2两者处的磁场200-1、200-2的不同极性，触点C1'和C3'相对于图10的实施方式被交换。在图14所示的第二实施例中，由于磁场200-1、200-2的不同极性，触点C2'和C4'相对于图10的装置300被交换。

图14的第二装置300可以比图14的第一装置较不对称，因为在第二装置中，触点C2和C2'被短接，而在第一装置中，C2和C4'被短接。如果在阶段2中在第二装置300中的电路方向反转，则在装置300的输出端子处的共模电位（其可以是在两个端子处的电位的平均）可能跳跃。在上文描绘的情况中，输出信号的共模电位可以比供电电压的一半更高，而如果电流被注入触点C4和C4'，同时触点C2和C2'被接地，则其可以低于供电电压的一半。

在图13中示出的第一实施例中（其也在阶段2中示出），输出端子的共模电位处于供电电压的一半处，并且因此如果电流被注入触点C4和C2'同时触点C2和C4'接地，则其可维持不改变。因此第一实施例可更加对称并且可因此在一些环境下展示更好的性能。

因此，该对称可花费在C1和C1'之间的导线上流动的电流（其还可以在C3和C3'之间的导线上流动），而在图14的第二实施例中，在阶段2中，在C1和C3'之间的导线上并且在C3和C1'之间的导线上流动的电流可较小或甚至不存在。

本文描述的示例可导致更对称的垂直霍尔效应结构100和具有层160的对应装置300。

例如，示例包括垂直霍尔效应装置300，其包括具有比第二相对面120-2更靠近衬底210的顶表面220-1的第一面120-1的霍尔效应区域110。其可在第一面120-1上包括三个触点130、140、150，由此在第一触点130和第二触点140之间的电阻可以名义上等于在第三触点150和第二触点140之间的电阻。高导电层160可以接触霍尔效应区域110，由此该层160可以比第一面120-1更靠近第二面120-2。该结构可进一步包括用于做出到该层160和第四触点170的电接触的装置，由此在第四触点170和层160之间的电阻小于在第二触点140和层160之间的电阻。

这仅仅限定了可能装置的结构，并且更少限定其操作。触点C1、C2和C3的对称由它们的电阻限定，因为电阻的相等可被用于避免或至少限制在操作阶段2中的偏移误差。相等电阻可以例如通过触点130和150的相等形状，但不一定通过触点140的形状来实施，已故意与触点130和150不同地画出触点140。而且，两个触点130和150相对于触点140的相等位置以及相等材料性质可以帮助推动相等电阻。换言之，术语“相等电阻”可以是针对该长版本的相等的捷径。然而比起触点140（C2），触点170（C4）具有到层160的较小电阻。

可选地，在第一触点130和第四触点150之间的电阻可以名义上等于在第三触点150和第四触点170之间的电阻。附加地或替换地，第四触点170可以通过反向偏置pn结与其它三个触点130、140、150去耦，该pn结可以可选地向上到达第一面120-1，通过可比霍尔效应区域110的第一和第二面120-1、120-2的距离的一半更大的横向间隔。而且，第四触点170可大于第一、第二和第三触点130、140、150中的任何一个。

第二相同装置300或结构100可连接到第一装置300或结构100使得四个不同端子330可产生，由此每一个端子330可连接到第一装置300或结构的一个触点130、140、150、170和第二装置300或结构100的一个触点130、140、150、170，并且由此没有触点连接到多于一个的端子330。第一装置300或结构100的第二触点140可以连接到第二装置300或结构100的第四触点170。

根据在旋转方案中的装置300或结构100的操作，该方案可包括至少两个操作阶段，由此在第一操作阶段中，电流主要在第一触点130和第三触点150之间流动，并且在第二操作阶段中电流主要在第二触点140和第四触点170之间流动，这可以不管电流的极性和作用在装置300或结构100上的磁场200。在第一操作阶段中，可以在第二触点140和第四触点170之间分接信号，并且在第二操作阶段中，可以在第一触点130和第三触点150之间分接信号。两个信号可以被组合以给出指示平行于第一面120-1的磁场的总体输出信号。

描述和图仅仅说明本发明的原理。因此将认识到，本领域技术人员将能够想出体现本发明的原理并且被包括在其精神和范围内的各个布置（尽管其未在此明确描述或示出）。此外，本文记载的所有示例原则上旨在被清楚用于仅教学目的，以帮助阅读者理解本发明的原理和由一个或多个发明人构造的概念以促进本领域，并且应当被解释为不限于这样的具体记载的示例和条件。而且，本文记载本发明的原理、方面和实施例以及其具体示例的所有陈述旨在包含其等同形式。

被标注为“用于……的装置”（执行某一功能）的功能块应当被理解为分别包括适于执行或将执行某一功能的电路的功能块。因此，“用于什么的装置”还可以被理解为“适于或适合于什么的装置”。适于执行某一功能的装置因此不隐含这样的装置一定在执行所述功能（在给定时刻下）。

本文描述的方法可以被实施为软件，例如为计算机程序。可以由这样的程序通过例如写入存储器位置来执行子进程。类似地，读取或接收数据可以通过从相同或另一存储器位置读取来执行。存储器位置可以是寄存器或适当硬件的另一存储器。图中示出的各个元件（包括被标记为“装置”、“用于形成的装置”、“用于确定的装置”等的任何功能块）的功能可以通过专用硬件（例如“形成器”、“确定器”）以及与适当软件相关联的能够执行软件的硬件的使用来提供。当由处理器提供时，可以通过单个专用处理器，通过单个共享处理器，或通过多个个体处理器（其中的一些可以是共享的）来提供功能。而且，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器（DSP）硬件、网络处理器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、用于存储软件的只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和非易失储存设备。还可包括其它硬件（常规和/或定制的）。类似地，图中示出的任何开关仅是概念化的。它们的功能可经由程序逻辑的操作，经由专用逻辑，经由程序控制和专用逻辑的交互来执行，如从上下文更具体理解的，特殊的技术可通过实施器来可选择。

本领域技术人员应当认识到，本文的任何框图表示体现本发明的原理的说明性电路的概念视图。类似地，将认识到，任何流程表、流程图、状态转换图、伪码等表示可在计算机可读介质中基本上表示的并且由计算机或处理器如此执行的各个进程，无论这样的计算机或处理器是否被明确示出。

此外，据此将以下权利要求并入详细描述中，其中每个权利要求可独立作为分开的实施例。尽管每个权利要求可独立作为分开的实施例，但应当注意到，虽然从属权利要求可在权利要求书中指代与一个或多个其它权利要求的具体组合，但是其它实施例还可包括从属权利要求与每个其它从属权利要求的主题的组合。本文建议了这样的组合，除非声明了具体的组合不是意图的。此外，旨在还将权利要求的特征包括在任何一个其它独立权利要求中，即使该权利要求未直接从属于该独立权利要求。

进一步注意到，在说明书或在权利要求中公开的方法可以通过具有用于执行这些方法的相应步骤中的每一个的模块的装置来实施。

此外，应当理解的是，在说明书或权利要求中公开的多个步骤或功能的公开可以被不被解释为处于特定次序中。因此，多个步骤或功能的公开将不将这些限制到特定次序，除非这样的步骤或功能由于技术原因不可互换。

此外，在一些实施例中，单个步骤可包括或可被分为多个子步骤。这样的子步骤可以被包括以及是该单个步骤的公开的部分，除非明确排除。

Claims

1.一种垂直霍尔传感器结构，包括：

被布置在霍尔效应区域的第一界面和第二界面之间的霍尔效应区域；

第一触点、第二触点、第三触点和第四触点，所述第一、第二、第三和第四触点比到所述第二界面更靠近所述第一界面并且与所述霍尔效应区域接触，其中在所述第一和第二触点之间的电阻基本上等于在所述第三和第二触点之间的电阻；以及

导电层，其比到所述第一界面更靠近所述第二界面并且与霍尔效应区域接触，所述导电层包括比所述霍尔效应区域更高的导电率；

其中在所述第四触点和所述导电层之间的电阻低于在所述第二触点和所述导电层之间的电阻。

2.根据权利要求1所述的垂直霍尔传感器结构，其中所述垂直霍尔传感器结构在衬底中形成，所述衬底具有第一主表面、第二主表面和在所述第一和第二主表面之间布置的霍尔效应区域，其中所述第一主表面比所述第二主表面更靠近所述第一和第二界面。

3.根据权利要求1所述的垂直霍尔传感器结构，其中所述第一触点和所述第三触点基本上相等地与所述第二触点间隔开。

4.根据权利要求1所述的垂直霍尔传感器结构，其中所述第一触点和所述第三触点在所述第一界面上的各个接触面积是基本上相等的。

5.根据权利要求1所述的垂直霍尔传感器结构，其中所述第一和第三触点的导电率是基本上相同的。

6.根据权利要求1所述的垂直霍尔传感器结构，其中在所述第一触点和所述第四触点之间的电阻基本上等于在所述第三触点和所述第四触点之间的电阻。

7.根据权利要求1所述的垂直霍尔传感器结构，其中所述第四触点在所述第一界面上的接触面积大于所述第一触点、所述第二触点和所述第三触点中的任何一个的在所述第一界面上的接触面积。

8.根据权利要求1所述的垂直霍尔传感器结构，还包括电气耦合结构，其被布置和配置为将所述第四触点电气耦合到埋层，以与在所述第二触点和所述埋层之间的电阻相比降低在所述第四触点和所述埋层之间的电阻。

9.根据权利要求8所述的垂直霍尔传感器结构，其中所述电气耦合结构包括阱或沟槽，所述阱或沟槽包括具有比包括在所述霍尔效应区域中的材料更高的导电率的材料。

10.根据权利要求9所述的垂直霍尔传感器结构，其中包括在所述阱或沟槽中的材料包括高掺杂半导体材料和金属中的至少一种。

11.根据权利要求2所述的垂直霍尔传感器结构，还包括去耦结构，其被布置在所述第四触点与所述第一、第二和第三触点中的任何一个之间以至少部分将所述第四触点与所述第一、第二和第三触点电气去耦。

12.根据权利要求11所述的垂直霍尔传感器结构，其中所述去耦结构包括形成被布置和配置为在反向偏置状态中操作的pn结的材料。

13.根据权利要求12所述的垂直霍尔传感器结构，其中所述pn结与所述第一界面接触。

14.根据权利要求11所述的垂直霍尔传感器结构，其中所述去耦结构包括沟槽，所述沟槽包括在等于或平行于所述衬底的所述第一主表面的平面中沿着在所述第四触点与所述第一、第二和第三触点中的任何一个之间的方向的宽度，所述宽度包括在所述第一和第二界面之间的最小距离的至少50%。

15.一种垂直霍尔传感器装置，包括：

垂直霍尔传感器结构，所述垂直霍尔传感器结构包括

被布置在霍尔效应区域的第一界面和第二界面之间的霍尔效应区域、第一触点、第二触点、第三触点和第四触点，所述第一、第二、第三和第四触点比到所述第二界面更靠近所述第一界面并且与所述霍尔效应区域接触，其中在所述第一和第二触点之间的电阻基本上等于在所述第三和第二触点之间的电阻，以及导电层，其比到所述第一界面更靠近所述第二界面并且与所述霍尔效应区域接触，所述导电层包括比所述霍尔效应区域更高的导电率，其中在所述第四触点和所述导电层之间的电阻低于在所述第二触点和所述导电层之间的电阻。

16.根据权利要求15所述的垂直霍尔传感器装置，还包括第二垂直霍尔传感器结构，其中在所述垂直霍尔传感器装置的测量操作期间，所述第二垂直霍尔传感器结构的第一、第二、第三和第四触点中的每一个耦合到所述第二垂直霍尔传感器结构的第一、第二、第三和第四触点中的正好一个触点，并且反之亦然。

17.根据权利要求16所述的垂直霍尔传感器装置，其中在所述垂直霍尔传感器装置的测量操作中的全部期间，或在所述垂直霍尔传感器装置的至少一个测量操作期间，所述垂直霍尔传感器结构的所述第二触点永久耦合到所述第二垂直霍尔传感器结构的第四触点。

18.根据权利要求16所述的垂直霍尔传感器装置，其中所述垂直霍尔传感器结构被配置为检测沿着第一方向的磁场分量，其中所述第二垂直霍尔传感器结构被配置为检测沿着第二方向的磁场分量，并且其中所述第一和第二方向之间的角度是最多10°或在80°和100°之间的范围内。

19.根据权利要求15所述的垂直霍尔传感器装置，还包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，在所述垂直霍尔传感器装置的测量操作期间，所述第一、第二、第三和第四端子中的每一个端子耦合到所述垂直霍尔传感器结构的第一、第二、第三和第四触点中的正好一个触点。

20.一种用于操作垂直霍尔传感器结构的方法，该方法包括：

在第一操作阶段中通过垂直霍尔传感器结构的第一对触点提供电能给垂直霍尔传感器结构，所述垂直霍尔传感器结构包括被布置在霍尔效应区域的第一界面和第二界面之间的霍尔效应区域、第一触点、第二触点、第三触点和第四触点，所述第一、第二、第三和第四触点比到所述第二界面更靠近所述第一界面并且与所述霍尔效应区域接触，其中在所述第一和第二触点之间的电阻基本上等于在所述第三和第二触点之间的电阻，以及导电层，其比到所述第一界面更靠近所述第二界面并且与霍尔效应区域接触，所述导电层包括比所述霍尔效应区域更高的导电率，并且其中在所述第四触点和所述导电层之间的电阻低于在所述第二触点和所述导电层之间的电阻，其中第一对触点包括所述第一触点和所述第三触点；

在所述第一操作阶段期间感测在第二对触点处的第一磁场敏感信号，其中所述第二对触点包括所述第二触点和所述第四触点；

在第二操作阶段中通过所述垂直霍尔传感器结构的所述第二对触点提供电能给所述垂直霍尔传感器结构；以及

在所述第二操作阶段期间感测在所述第一对触点处的第二磁场敏感信号。