CN107681045B - 霍尔传感器器件和用于操作所述霍尔传感器器件的方法 - Google Patents

Abstract

提供霍尔传感器器件和用于操作所述霍尔传感器器件的方法。霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区，和配置成向/从霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区。每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，该阱邻接霍尔效应区。霍尔传感器器件还包括电路，包括多个控制端子，其中每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的电导。该电路配置成向多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。该电路还配置成向多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。

Description

霍尔传感器器件和用于操作所述霍尔传感器器件的方法

技术领域

示例涉及使用自旋方案操作霍尔传感器器件。特别地，示例涉及霍尔传感器器件和用于操作所述霍尔传感器器件的方法。

背景技术

霍尔传感器器件是用于测量磁场的半导体器件。它们产生与磁场成比例的输出信号。在零磁场处，它们倾向于输出信号，该信号通常不同于零：这是其偏移误差（=零场误差）。

霍尔传感器器件包括霍尔效应区，在其中发生霍尔效应并且三个或更多接触件与霍尔效应区欧姆接触。接触件可以被理解为位于霍尔效应区中或者触碰霍尔效应区的接触盆（tub）。对霍尔效应区的电气接触可以例如通过接触件扩散或注入过程来做出。有时若干接触件可以经由金属线（在半导体技术的互连层中）连接到相同的端子。端子可以用于为器件供给电力并且分接其输出信号。

霍尔板，还称为水平霍尔传感器器件或HHall，是具有是其横向尺寸的1/5倍至无限（典型地，1/50）倍小的厚度的平坦器件。它们用于检测沿其厚度方向（即去到半导体衬底中的方向）的磁场分量。在硅技术中，霍尔板当前典型地为1至3μm厚并且在横向方向上10至100μm大。它们的布局可以是矩形、方形、圆形、八边形、十字形状或甚至三角形。

垂直霍尔传感器器件或VHall是牢固（stout）器件，其中一个横向维度与其厚度方向（即去到半导体衬底中的方向）相当（0.2倍直至10倍）。它们通常具有长条形形状，大部分是笔直的，有时是弯曲的、弧形状的或甚至是圆环。它们可以用于检测平行于半导体主表面的磁场分量。

术语“水平”和“垂直”指代器件的板状几何结构关于半导体管芯的主表面的取向。

用于减小或消除偏移误差的一种方案是使用多接触件霍尔传感器。三接触件或四接触件HHall或VHall可以操作在自旋电流型模式中，其在多个时钟相中改变接触件的供给或感测角色，使得当来自所述多个时钟相的信号组合使减小任何偏移。残余偏移一般取决于器件操作在的供给电压：在较大供给电压的情况下残余偏移增长。这由器件的自加热和电气非线性导致，这在较大供给电压处更大。为了实现低残余偏移，器件需要操作在例如0.5V的低供给电压（而不是2至3V的较大供给电压）处。甚至是这样，残余偏移误差可以保持高于所期望的情况，诸如在大约1毫特斯拉（mT）的范围中。

因而，可能存在对于以减小的残余偏移误差来操作霍尔传感器器件的期望。

发明内容

该期望可以由所提出的示例来满足。

示例涉及一种霍尔传感器器件。霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区，和配置成向霍尔效应区/从霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区。每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接霍尔效应区。霍尔传感器器件还包括电路，包括多个控制端子，其中每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的电导。该电路配置成向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。该电路还配置成向所述多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。

另一示例涉及一种另外的霍尔传感器器件。该霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区以及多个电气接触区，所述霍尔效应区实现在半导体衬底中，所述多个电气接触区实现在半导体衬底中。所述多个电气接触区配置成向霍尔效应区/从霍尔效应区提供电气信号。另外，霍尔传感器器件包括多个控制端子，其配置成在第一操作阶段期间形成霍尔效应区与所述多个电气接触区的第一子集之间的半导体衬底中的第一多个沟道。这些沟道传导第一导电类型的多数载流子。所述多个控制端子还配置成在第二操作阶段期间形成霍尔效应区与所述多个电气接触区的不同的第二子集之间的半导体衬底中的第二多个沟道。再次，这些沟道传导第一导电类型的多数载流子。

再另一示例涉及一种再另外的霍尔传感器器件。该霍尔传感器器件包括霍尔效应区和多个电气接触区。所述多个电气接触区配置成向霍尔效应区/从霍尔效应区提供电气信号。另外，霍尔传感器器件包括电路，所述电路配置成在至少一个第一操作阶段期间将所述多个电气接触区的第一子集选择性地耦合到霍尔效应区，并且在至少一个第二操作阶段期间将所述多个电气接触区的不同的第二子集选择性地耦合到霍尔效应区。所述多个电气接触区的第二子集中的每一个在第一操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件，并且所述多个电气接触区的第一子集中的每一个在第二操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件。

根据本文所描述的示例的霍尔传感器器件可以允许选择性地激活和去激活所述多个电气接触区中的单个电气接触区。被激活的电气接触区使来自霍尔效应区的电气信号的部分短接，或者它们使流过霍尔效应区的电流的部分短接。因而，霍尔传感器器件的磁性灵敏度和来自霍尔效应区的电气信号的信噪比（SNR）可以增加，这是因为所有电气接触区的仅仅部分在相应操作阶段期间被激活。另外，组合在相应操作阶段期间由电气接触区提供的来自霍尔效应区的电气信号可以允许提供具有减小的残余偏移的霍尔传感器器件的输出信号。

另外的示例涉及一种用于操作霍尔传感器器件的方法，所述霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区和配置成使用多个控制端子向霍尔效应区/从霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区。每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接霍尔效应区，并且每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的电导。所述方法包括向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。所述方法还包括向所述多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。

再另外的示例涉及一种用于包括霍尔效应区的霍尔传感器器件的方法。所述方法包括在第一操作阶段中使用第一对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第二对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。在第二操作阶段中，所述方法包括使用第二对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第一对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。另外，所述方法包括在第三操作阶段中使用第三对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第四对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。在第四操作阶段中，所述方法包括使用第四对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第三对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。第三和第四对电气接触件中的至少一个电气接触件在第一操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件，并且第一和第二对电气接触件中的至少一个电气接触件在第三操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件。

根据本文所描述的示例的方法可以允许选择性地激活和去激活霍尔传感器器件的所述多个电气接触区（电气接触件）中的单个电气接触区。相应地，霍尔传感器器件的磁性灵敏度和来自霍尔效应区的电气信号的SNR可以增加，这是因为所有电气接触区（电气接触件）的仅仅部分在操作阶段期间被激活。另外，组合在相应操作阶段期间由电气接触区（电气接触件）提供的来自霍尔效应区的电气信号可以允许提供具有减小的残余偏移的霍尔传感器器件的输出信号。

附图说明

将在下文中仅通过示例的方式并且参照随附各图来描述装置和/或方法的一些示例，其中

图1图示了霍尔传感器器件的示例；

图2图示了霍尔传感器器件的另一示例；

图3图示了霍尔传感器器件的又一示例；

图4图示了图3中图示的霍尔传感器器件的顶视图；

图5图示了用于霍尔传感器器件的接触方案的示例；

图6a和6b图示了用于霍尔传感器器件的接触方案以用于两个接连自旋方案的示例；

图7a至7d图示了用于霍尔传感器器件的接触方案以用于四个接连自旋方案的示例；

图8图示了霍尔传感器器件的另外的示例；

图9图示了霍尔传感器器件的再另外的示例；

图10图示了用于操作霍尔传感器器件的方法的示例的流程图；以及

图11图示了用于霍尔传感器器件的方法的示例的流程图。

具体实施方式

现在将更加全面地参照随附各图来描述各种示例，在随附各图中图示了一些示例。在各图中，为了清楚，可能夸大线、层和/或区的厚度。

相应地，虽然另外的示例能够具有各种修改和可替换形式，但是在各图中示出其一些特定示例并且随后将对其进行详细描述。然而，该详细描述不将另外的示例限制到所描述的特定形式。另外的示例可以覆盖落在本公开的范围内的所有修改、等同方案和可替换方案。贯穿各图的描述，相同的数字是指相同或类似的元件，当与彼此相比时，这些元件可以相同地实现或以经修改的形式实现而同时提供相同或类似的功能。

将理解到，在将元件称为“连接”或“耦合”到另一元件时，元件可以直接连接或耦合或经由一个或多个居间元件。相比之下，在将元件称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在居间元件。用于描述元件之间的关系的其它词语应当以相同方式解释（例如“在……之间”对比“直接在……之间”，“相邻”对比“直接相邻”，仅举几个例子）。

本文所使用的术语出于描述特定示例的目的而不意图对于另外的示例是限制性的。无论何时使用诸如“一”、“一个”和“所述一个”之类的单数形式并且仅使用单个元件既不是明确地也不是隐含地定义为是强制性的，另外的示例还可以使用复数元件以实现相同的功能。同样地，当功能随后被描述为使用多个元件实现时，另外的示例可以使用单个元件或处理实体来实现相同的功能。还将理解到，术语“包括”、“包括着”、“包含”和/或“包含着”在被使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件、组件和/或其任何群组的存在或添加。

除非以其它方式定义，否则所有术语（包括技术和科学术语）在本文中以示例所属于的领域的其普通含义来使用，除非本文中以其它方式明确定义。

图1图示了霍尔传感器器件100的截面。霍尔传感器器件100包括第一导电类型（例如n掺杂）的霍尔效应区110，在其中当存在外部磁场（未图示）时发生霍尔效应。

霍尔传感器器件100还包括多个电气接触区，其配置成向霍尔效应区提供/从霍尔效应区提供电气信号（为此目的，电气接触区可以耦合到相应端子）。为了简化起见，仅图示了两个电气接触区120-1和120-2。然而，要指出的是，可以提供任何数目的电气接触区。例如，可以提供2、3、4、8、16、24、32或更多的电气接触区。每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型（例如p掺杂）的相应阱中，所述阱邻接霍尔效应区110。例如，电气接触区120-1形成在阱130-1中并且电气接触区120-2形成在阱130-2中，其中两个阱130-1和130-2邻接霍尔效应区110（即第二导电类型的每一个阱共享与霍尔效应区110的公共边界）。例如，多个电气接触区中的至少一个（或全部）可以具有第一导电类型。可替换地，所述多个电气接触区中的一个或多个可以由金属接触件形成。

霍尔传感器器件100还包括电路，其包括多个控制端子。为了简化起见，再次仅仅图示了两个控制端子140-1和140-2。每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的电导。也就是说，控制端子140-1控制阱130-1中的电导并且控制端子140-2控制阱130-2中的电导。例如，控制端子可以通过控制形成在阱中的沟道的电导率或者通过控制通过阱的电流路径的几何改变来控制相关联的阱中的电导。

在图1中图示的示例中，控制端子140-1和140-2耦合到相应电极142-1和142-2（例如由低欧姆多晶硅制成），电极142-1和142-2形成在相应氧化物层141-1和141-2上。氧化物层形成在第二导电类型的阱的顶部上。相应地，可以形成第二导电类型的相应阱与氧化物层之间的界面处的反型层（取决于控制端子处的电位）。这些反型层充当用于传导第一导电类型的多数载流子的沟道。因而，控制端子允许控制第二导电类型的阱中的沟道的电导率。

电路配置成向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道（例如通过向相应控制端子施加第一电位）。也就是说，所述多个控制端子中的至少一个不被第一子集所包括。例如，控制端子140-1可以被所述多个控制端子的第一子集所包括。因而，在第一操作阶段期间向控制端子140-1施加控制信号。相应地，形成在相关联的阱130-1中传导第一导电类型的多数载流子的沟道150-1。也就是说，在第一操作阶段期间在霍尔效应区110与电气接触区120-1之间形成导电沟道。另外，控制端子140-2可以不被所述多个控制端子的第一子集所包括，使得在第一操作阶段期间施加到控制端子140-2的控制信号（例如不同的第二电位）不导致在第一操作阶段期间在相关联的阱130-2中传导第一导电类型的多数载流子的沟道的形成。也就是说，在第一操作阶段期间在霍尔效应区110与电气接触区120-2之间不形成导电沟道。

电路还配置成向所述多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道（例如通过向相应控制端子施加第一电位）。也就是说，第二子集的控制端子中的至少一个不被所述多个控制端子的第一子集所包括。例如，控制端子140-2可以被所述多个控制端子的第二子集所包括。因而，在第二操作阶段期间向控制端子140-2施加控制信号。相应地，形成在相关联的阱130-2中传导第一导电类型的多数载流子的沟道150-2。也就是说，在第二操作阶段期间在霍尔效应区110与电气接触区120-2之间形成导电沟道。另外，控制端子140-1可以不被所述多个控制端子的第二子集所包括，使得在第二操作阶段期间施加到控制端子140-1的控制信号（例如第二电位）不导致在第二操作阶段期间在相关联的阱130-1中传导第一导电类型的多数载流子的沟道的形成。也就是说，在第二操作阶段期间在霍尔效应区110与电气接触区120-1之间不形成导电沟道。

相应地，可以选择性地激活和去激活所述多个电气接触区的单个电气接触区。一般而言，不用于向霍尔效应区110供给电气信号（例如电流信号或电压信号）或者分接来自霍尔效应区110的电气信号（即分接输出信号）的被激活的电气接触区使电气供给信号的部分（即电流或电压信号的部分）短路或者使输出信号的部分短路。相应地，相应信号的信号强度降低并且霍尔效应区110内部的电场增加。霍尔效应区110内部的电场和电流/电压分布的非均匀性因而增加——造成霍尔传感器器件的增加的残余偏移。然而，由于控制信号仅仅施加到所述多个控制端子的第一子集，因此在第一操作阶段期间仅仅激活所述多个电气接触区的第一子集。相反，由于控制信号仅仅施加到所述多个控制端子的第二子集，因此在第二操作阶段期间仅仅激活所述多个电气接触区的第二子集。因而，减少电气供给信号的短路和霍尔效应区的输出信号的短路。霍尔效应区内部的电场和电流/电压分布的均匀性可以因而增加，使得霍尔传感器器件100的残余偏移相比于常规方案可以减小。

例如，第一操作阶段可以包括完整的第一自旋方案，而第二操作阶段可以包括完整的第二自旋方案。在完整的自旋方案中，被激活的电气接触区的供给或感测角色在多个时钟相中改变：每一个被激活的电气接触区在整数数目n的时钟相内向霍尔效应区110提供（供给）电气信号并且在相同数目n的时钟相内从霍尔效应区110提供（分接）电气信号。例如，在具有四个被激活的电气接触区的自旋电流方案中，四个被激活的电气接触区的第一和第二个在第一时钟相中向霍尔效应区110供给电流信号，而四个被激活的电气接触区的第三和第四个从霍尔效应区110分接电气信号（即电压信号）。在第二时钟相中，四个被激活的电气接触区的第三和第四个向霍尔效应区110供给电流信号，而四个被激活的电气接触区的第一和第二个从霍尔效应区110分接电气信号。类似地，在自旋电压方案的情况下，向霍尔效应区110供给电压信号而不是电流信号，并且从霍尔效应区分接电流信号而不是电压信号。

由于在第一自旋方案期间去激活所述多个接触区的第二子集的电气接触区，因此它们不使所述多个接触区的第一子集的电气接触区短路。相反，由于在第二自旋方案期间去激活所述多个接触区的第一子集的电气接触区，因此它们不使所述多个接触区的第二子集的电气接触区短路。对于两个自旋方案而言，霍尔效应区110内部的电场和电流/电压分布的均匀性可以因而增加。相应地，相比于常规方案，霍尔传感器器件100的残余偏移可以减小——特别是如果组合用于两个自旋方案的霍尔效应区的输出信号的话。

在一些示例中，霍尔传感器器件100可以因而还包括组合电路（未图示），其配置成组合在第一操作阶段期间由电气接触区提供（分接）的来自霍尔效应区的电气信号和在第二操作阶段期间由电气接触区提供（分接）的来自霍尔效应区的电气信号。来自霍尔效应区110的经组合的电气信号可以形成霍尔传感器器件100的输出信号。例如，组合电路可以配置成线性地组合针对两个操作阶段（例如两个自旋方案）的来自霍尔效应区的电气信号。特别地，来自霍尔效应区的电气信号可以加和或者从彼此减去，其中线性组合的相应系数的绝对值等于一。相应地，霍尔传感器器件100的输出信号可以展现相比于常规方案减小的残余偏移。

所述多个电气接触区可以在一些示例中布置在霍尔效应区110的外围部分处，如图1中所指示的。这出于以下原因而可以是有益的：如果非对称性导致的残余偏移位于霍尔效应区的几何中心附近，使用哪些电气接触区是非常无关的，因为该非对称性由于布置的全局对称性而存在于供给电位一半处的所有电气接触区配置中。然而，如果非对称性在电气接触区之一附近，其对残余偏移的影响取决于接触件处于低电位还是高电位。也就是说，在自旋方案的一个时钟相中，该电气接触区是高电位（电流输入）并且在另一个时钟相中其为低电位（电流输出）并且在另外的两个时钟相中其近似在供给电位的一半处，因为其为感测输出。由于半导体中的非线性效应（例如速度饱和、自加热、霍尔效应区的pn隔离的耗尽结和霍尔效应区的介电隔离边界处的电荷调制），靠近电气接触区的非对称性造成等效电路电阻器图，其在每一个时钟相中具有略微不同的电阻值（取决于电气接触区的电位）。已知自旋方案仅仅在等效电路电阻器图贯穿自旋方案的所有时钟相具有相等电阻值时实现低残余偏移。非线性度在自旋方案的各种时钟相期间改变这些电阻值并且造成增加的残余偏移。因而，霍尔传感器器件100配置成使得电气接触区不固定在霍尔效应区110的周界的特定位置处。替代性地，它们可以在任意位置处被激活和去激活。

在图2中，图示了另一霍尔传感器器件200。霍尔传感器器件200在半导体衬底（例如硅衬底）中以金属氧化物半导体（MOS）技术来实现。霍尔传感器器件200包括在其中发生霍尔效应的霍尔效应区110。例如，霍尔效应区110可以是0.5至5μm深（例如1μm）。霍尔效应区110具有第一导电类型。在图2中图示的示例中，霍尔效应区110是轻n掺杂的硅（例如每cm³10¹⁵至10¹⁷磷或砷原子），因为在硅中电子的迁移率是空穴的迁移率的至少三倍大，并且霍尔效应区110的输出与迁移率成比例。n掺杂的霍尔效应区110区还可以是n掺杂的CMOS阱（其用于CMOS技术中的逻辑PMOS晶体管）。

霍尔效应区110的侧壁和底部通过反向偏置的pn结环260和反向偏置的pn结板261隔离。该p隔离区260通过重掺杂的浅p+扩散区262（例如200nm的厚度）与互连层的金属接触并且连结到低于或等于霍尔效应区110中的最低电位的电位。霍尔效应区110的顶部被导电区263覆盖，导电区263连结到低电位（例如接地电位）。在图2的示例中，导电区263通过金属或多晶硅板实现，其通过某个薄介电层264与霍尔效应区隔离。可替换地，可以使用n掺杂的霍尔效应区110上方的浅p掺杂盆。然而，p掺杂盆需要连接到比如p+扩散区262那样的低电位。

霍尔传感器器件还包括多个电气接触区，其配置成向霍尔效应区110提供/从霍尔效应区110提供电气信号。为了简化起见，仅仅图示了两个接触区C1和C3。每一个电气接触区形成在第二导电类型的相应阱130-1、130-2中，所述阱130-1、130-2邻接霍尔效应区110。每一个电气接触区可以经由其栅极处的控制信号（例如控制电压）电压（即在耦合到相应栅极的端子处接收控制信号）而被激活或去激活。

在电气接触区C1与n掺杂的霍尔效应区110之间形成p掺杂的阱130-1（即第二导电类型的阱）——比如NMOS晶体管之一。端子T1与重掺杂的浅n+扩散区C1（充当电气接触区）欧姆接触。n+扩散区C1与n掺杂的霍尔效应区110之间的区被栅极氧化物265（例如10nm厚）和被栅极端子G1（例如低欧姆多晶硅栅极，可选地硅化物）覆盖。如果端子G1的电位比p掺杂阱130-1的电位高至少阈值电压，经由沟道区中的反型层创建导电n沟道150-1。该沟道将端子C1连接到n霍尔效应区——接触件C1是有源的。也就是说，创建在相关联的阱130-1中传导第一导电类型（n型，即电子）的多数载流子的沟道。如果端子G1处的电位过低（即低于该MOS结构的阈值电压），不形成反型层。相应地，沟道不是导电的（即不形成传导第一导电类型的多数载流子的沟道）并且电气接触区C1不连接到n掺杂的霍尔效应区110——电气接触区C1被去激活。P掺杂阱130-1（其等同于NMOS晶体管的体块）的电位可以例如通过将其连接到专用端子或者通过将其连接到反向偏置的pn结环260来控制。如果电气接触区C1被去激活（即当端子G1处的电位为低时），p掺杂阱130-1与n掺杂的霍尔效应区110之间的边界区表现得像是隔离边界。如果电气接触区C1被激活，n沟道150-1是导电的，使得形成p掺杂阱130-1与n掺杂的霍尔效应区110之间的边界区中的浅接触件。电气接触区C1等同于NMOS晶体管的源极接触件。因而，用于接触霍尔效应区110的单个结构可以理解为增强型NMOS晶体管，其中霍尔效应区110是NMOS晶体管的漏极。

以上配置对于用于接触霍尔效应区110的其它结构是相同的——例如，对于包括电气接触区C3、其相关联的p掺杂阱130-2和端子G3的结构。

也就是说，形成电路，其包括多个控制端子（G1……G3……）。每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱（p掺杂阱）中的第一导电类型（n型）的多数载流子的浓度。该电路配置成向所述多个控制端子的第一子集（例如G1和G3）选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道，并且向所述多个控制端子的不同的第二子集（例如G2和G4——未图示）选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。

相应地，在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道（例如150-1、150-2）形成在所述多个电气接触区的相关联的第一子集（例如C1和C3）与霍尔效应区110之间，其中在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第二子集（例如C2和C4，未图示）与霍尔效应区110之间。

可以选择性地激活和去激活所述多个电气接触区的单个电气接触区。由于控制信号仅仅施加到所述多个控制端子的第一子集，因此在第一操作阶段期间仅仅激活所述多个电气接触区的第一子集。相反，由于控制信号仅仅施加到所述多个控制端子的第二子集，因此在第二操作阶段期间仅仅激活所述多个电气接触区的第二子集。因而，减少电气供给信号的短路和霍尔效应区的输出信号的短路。霍尔效应区内部的电场和电流/电压分布的均匀性可以因此增加，使得霍尔传感器器件200的残余偏移相比于常规方案可以减小。尤其是当针对第一操作阶段（例如第一自旋方案）和第二操作阶段（例如第二自旋方案）的霍尔效应区的输出信号组合以生成霍尔传感器器件200的输出信号时。

在图3中图示了另一霍尔传感器器件300。霍尔传感器器件300的结构类似于图2中图示的霍尔传感器器件200的结构。然而，霍尔传感器器件300还包括第一导电类型的多个阱（例如微小的n掺杂CMOS阱），每一个邻接霍尔效应区和第二导电类型的相关联的阱。为了简化起见，再次，仅仅图示了两个电气接触区C1和C3及其相关联的p掺杂阱130-1和130-2。如图3中图示的，n掺杂阱370-1可以布置在n掺杂的霍尔效应区110的中部与环绕电气接触区C1的p掺杂阱130-1的侧部之间。类似地，n掺杂阱370-2可以布置在n掺杂的霍尔效应区110的中部与保持电气接触区C3的p掺杂阱130-2的侧部之间。

第一导电类型的阱370-1和370-2中的第一导电类型的多数载流子的浓度高于霍尔效应区110中的第一导电类型的多数载流子的浓度。换言之，示例性n掺杂阱370-1和370-2比霍尔效应区110更高掺杂。第一导电类型的每一个阱的厚度可以是霍尔效应区110的厚度的50%或更多。如图3中图示的，第一导电类型的每一个阱的厚度可以例如等于霍尔效应区110的厚度。阱370-1和370-2将电流从电气接触区C1引导至霍尔效应区110中。在这方面，电流在器件的顶表面附近（MOS沟道位于其中）不应当拥挤，但是电流应当贯穿霍尔效应区110的厚度是均匀的。

再次，形成电路，其包括多个控制端子G1……G3等。每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱（例如p掺杂阱）中的第一导电类型（例如n型）的多数载流子的浓度。该电路配置成向所述多个控制端子的第一子集（例如G1和G3）选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道，并且向所述多个控制端子的不同的第二子集（例如G2和G4——未图示）选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。

相应地，在第一操作阶段期间在第二导电类型的相关联的阱（例如p掺杂阱130-1和130-2）中传导第一导电类型（例如n型）的多数载流子的沟道（例如沟道150-1）形成在所述多个电气接触区的相关联的第一子集（例如C1和C3）与第一导电类型的所述多个阱的相关联的子集（例如n掺杂阱370-1和370-2）之间，其中在第二操作阶段期间在第二导电类型的相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第二子集（例如C2和C4——未图示）与第一导电类型的所述多个阱的相关联的第二子集（未图示）之间。

如果电气接触区被去激活，其微小的n掺杂CMOS阱（即其第一导电类型的相关联的阱）浮置。另一方面，如果电气接触区被激活，微小的n掺杂CMOS阱经由n沟道连接到相应的电气接触区。因而，其可以沿其整个厚度接触霍尔效应区110。如果微小的n掺杂CMOS阱达到穿过霍尔效应区110的整个深度（即其厚度等于霍尔效应区110的厚度），相比于没有微小的n掺杂CMOS阱的配置，其可以当电气接触区被激活并且电流在它之上流动时减小电场和电流密度。因而，微小的n掺杂CMOS阱可以降低霍尔传感器器件300的电气非线性度。相应地，可以减小霍尔效应区110的输出信号的残余偏移。尤其是当针对第一操作阶段（例如第一自旋方案）和第二操作阶段（例如第二自旋方案）的霍尔效应区的输出信号组合以生成霍尔传感器器件300的输出信号时。

如果霍尔效应区110是n CMOS阱，可以不形成具有较高n掺杂的深盆，使得霍尔效应区110可以通过小的浅高度掺杂n+扩散来接触或者沟道区可以直接进入n掺杂的霍尔效应区110。

图3的霍尔传感器器件300的顶视图在图4中图示。为了清楚起见，未图示顶板263。第一导电类型（n型）的十二个电气接触区C1……C12形成在第二导电类型（p型）的公共阱130中。其中围绕相应电气接触区的公共阱130的部分形成针对该电气接触区的相关联的阱部分，其可以理解为针对相应电气接触区的第二导电类型的相应阱。可替换地，第二导电类型的公共阱130可以拆分成若干部分，其中每一个部分环绕传导第一导电类型的多数载流子的一个或多个沟道。公共阱130邻接霍尔效应区110。形成第一导电类型（n型）的十二个阱370-1……370-12，每一个邻接霍尔效应区110和第二导电类型的相关联的阱部分。另外，形成十二个控制端子G1……G12以控制第二导电类型的相关联的阱部分中的第一导电类型的多数载流子的浓度。

在第一操作阶段（例如第一自旋方案）期间，向所述多个控制端子G1……G12的第一子集选择性地施加控制信号以形成在相关联的阱部分中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。例如，可以向控制端子G1、G2、G3和G4施加控制信号以形成分别在电气接触区C1、C2、C3和C4与阱370-1、370-2、370-3和370-4之间的相关联的阱部分中的n传导沟道。因而，可以在第一操作阶段期间向霍尔效应区110施加电流或电压信号，以及可以使用电气接触区C1、C2、C3和C4从霍尔效应区110分接霍尔效应区110的输出信号。

在第二操作阶段（例如第二自旋方案）期间，向所述多个控制端子G1……G12的不同的第二子集选择性地施加控制信号以形成在相关联的阱部分中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。例如，可以向控制端子G5、G6、G7和G8施加控制信号以形成分别在电气接触区C5、C6、C7和C8与阱370-5、370-6、370-7和370-8之间的相关联的阱部分中的n传导沟道。因而，可以在第二操作阶段期间向霍尔效应区110施加电流或电压信号，以及可以使用电气接触区C5、C6、C7和C8从霍尔效应区110分接霍尔效应区110的输出信号。

由于在两个操作阶段期间仅仅激活所述多个电气接触区C1……C12的部分，因此减少霍尔效应区的输出信号的短路和电气供给信号的短路。霍尔效应区100内部的电场和电流/电压分布的均匀性可以因而增加，使得霍尔传感器器件300的残余偏移相比于常规方案可以减小。尤其是当针对第一操作阶段和第二操作阶段的霍尔效应区的输出信号组合以生成霍尔传感器器件300的输出信号时。阱370-1……370-12可以降低霍尔传感器器件300的电气非线性度。相应地，可以进一步减小霍尔效应区110的输出信号的残余偏移。

图5图示了用于霍尔传感器器件500的接触方案的示例。霍尔传感器器件500包括n掺杂的霍尔效应区110，其是八边形的。而且，霍尔传感器器件500包括具有相应端子T1……T24的二十四个NMOS激活的电气接触区C1……C24。电气接触区沿霍尔传感器器件500的周界均匀地分布。每一个电气接触区C1……C24具有其自身的栅极端子G1……G24（即接触端子），使得其可以个体地接通和关断。逻辑电路控制个体栅极端子G1……G24的激活/去激活，所述栅极端子G1……G24充当用于将电气接触区C1……C24连接到霍尔效应区110的开关。

如果某个开关接通，三个其它开关也接通。关联到这些被激活的开关的电气接触区的位置关于关联到开关中的第一个的电气接触区的位置绕霍尔效应区的中心旋转90°、180°和270°。换言之，所述多个电气接触区的第一子集的电气接触区关于彼此关于霍尔效应区110的几何中心旋转90°。例如，如果栅极端子G1接通，栅极端子G7、G13和G19也接通。相应地，端子T1、T7、T13和T19耦合到霍尔效应区110。如果例如栅极端子G5在高电位（即激活MOS沟道），栅极端子G11、G17和G23也在高电位。相应地，端子T5、T11、T17和T23耦合到霍尔效应区110。

如果某个栅极端子（开关）用于为霍尔效应区110供给电能，其直径上相对的栅极端子（开关）也被激活以便为器件供给电能。例如，如果端子T1用于向霍尔效应区110供给（注入）电流，端子T13用于提取电流。相应地，栅极端子G1和G13被激活。如果例如端子T2连接到正（即高供给）电压，端子T14连接到负（即低供给）电压。相应地，栅极端子G2和G14被激活。

如果某个栅极端子（开关）用于从霍尔效应区110分接输出信号，其直径上相对的栅极端子（开关）也被激活以分接输出信号。例如，如果端子T1连接到伏特计读出电路的非反向输入，则端子T13也连接到伏特计读出电路的反向输入（可能地但不一定是相同的伏特计读出电路）。相应地，栅极端子G1和G13被激活。如果端子T2连接到安培计读出电路的非反向输入，则端子T14也连接到安培计读出电路的反向输入（可能地但不一定是相同的安培计读出电路）。相应地，栅极端子G2和G14被激活。

如果霍尔效应区110被电流源通过第一对被激活的直径上相对的电气接触区（经由相关联的被激活的栅极端子）供给有电能，其输出信号被连接到第二对被激活的直径上相对的电气接触区（经由相关联的被激活的栅极端子）的伏特计电路读出。

如果器件被电压源通过第一对被激活的直径上相对的电气接触区（经由相关联的被激活的栅极端子）供给有电能，其输出信号被连接到第二对被激活的直径上相反的电气接触区（经由相关联的被激活的栅极端子）的安培计电路读出。

若干端子可以组合成一个端子。例如，如果端子T1、T2和T3用于电流注入，它们可以连接到相同的电流源。可替换地，它们中的每一个可以连接到个体的电流源。例如，如果端子T1、T2和T3用作接地电位，它们可以连接到相同的接地节点。可替换地，它们中的每一个可以连接到个体的接地节点。例如，如果端子T1、T2和T3用作电压输出端子，它们可以连接到伏特计电路的相同的非反向输入端子。可替换地，它们中的每一个可以个体地连接到伏特计电路的其自身的专用非反向输入端子。在此同样有两种情况：可以提供单个伏特计电路的三个非反向输入端子，或者可以提供三个不同伏特计电路的非反向输入端子。

也就是说，大数目的MOS开关的电气接触区可以造成大数目的可能操作模式。这可以变得复杂，使得可能要求去到充当用于电气接触区的开关的所有栅极端子和去到将电气接触区连接到供给源和读出电路的另外的开关的大数目的信号线。可以使用用于控制这些操作模式的各种种类的划分。例如，单个大逻辑块可以控制所有栅极端子和开关，或者其可以仅控制栅极端子和开关的集群，这些栅极端子和开关然后可以由本地逻辑单元来控制（例如来自中央逻辑的信号总线可以控制由靠近这些栅极端子的本地逻辑单元解码的几个栅极端子，以便最小化信号线的空间消耗）。类似地，可以添加辅助开关以便将电气接触区与其相邻电气接触区之一选择性地短路。这可以允许将若干被去激活的电气接触区或若干被激活的电气接触区群聚成单个一个（例如若干电气接触区经由辅助开关连接在一起并且这些电气接触区中的仅一个直接连接到供给或伏特计——这可能增加用于一些电气接触区的栅极端子处的电阻，但是其降低了复杂度）。

在图6a和6b中图示了用于两个接连自旋方案的霍尔传感器器件600的接触方案的示例。

图6a图示了第一自旋方案期间的接触方案。霍尔传感器器件600包括霍尔效应区110和多个电气接触区C1……C8。霍尔效应区110具有第一导电类型。将霍尔效应区110图示为圆形元件。然而，霍尔效应区110可以具有其它形状，比如方形、十字形、八边形或四叶式交叉。电气接触区形成在第二导电类型的相应阱中，所述阱分别邻接霍尔效应区110。

在第一自旋方案中，所述多个电气接触区的第一子集耦合到霍尔效应区110，例如电气接触区C1、C2、C3和C4。所述多个电气接触区的第一子集的电气接触区关于彼此关于霍尔效应区110的几何中心X旋转90°为了连接所述多个电气接触区中的单个电气接触区，霍尔传感器器件600包括电路，所述电路包括多个控制端子（未图示）。每一个控制端子控制第二导电类型的相关联的阱中的第一导电类型的多数载流子的浓度。在第一自旋方案中，该电路向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号以形成在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。也就是说，将控制信号施加到关联到电气接触区C1、C2、C3和C4的控制端子，以便形成在关联到电气接触区C1、C2、C3和C4的第二导电类型的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。

四个电气接触区C1、C2、C3和C4可以例如是均匀的（即非交错的）、相等大小的并且在霍尔效应区110的周界附近对称分布。向这些接触件应用第一完整自旋方案。例如，在第一自旋方案的第一阶段中使用电气接触区C1和C3向霍尔效应供给电能（例如来自电流或电压源）而同时使用电气接触区C2和C4分接霍尔效应区110的输出信号。然后，在第一自旋方案的接连第二阶段中使用电气接触区C2和C4向霍尔效应区110供给电能而同时使用电气接触区C1和C3分接霍尔效应区110的输出信号。在结束第一自旋方案之后，四个电气接触区C1、C2、C3和C4被该电路去激活（即它们切换到高欧姆）。

在第二自旋方案中，所述多个电气接触区的第二子集耦合到霍尔效应区110，例如如图6b中图示的电气接触区C5、C6、C7和C8。而且，所述多个电气接触区的第二子集的电气接触区关于彼此关于霍尔效应区110的几何中心X旋转90°。在第二自旋方案中，该电路向所述多个控制端子的第二子集选择性地施加控制信号以形成在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。也就是说，控制信号施加到关联到电气接触区C5、C6、C7和C8的控制端子，以便形成在关联到电气接触区C5、C6、C7和C8的第二导电类型的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。

四个电气接触区C5、C6、C7和C8可以例如是均匀的、具有相同大小的并且在霍尔效应区110的周界附近对称分布。所述多个电气接触区的第二子集的每一个电气接触区分别布置在所述多个电气接触区的第一子集的两个电气接触区之间。例如，第二子集的电气接触区C5布置在第一子集的电气接触区C1和C2之间。从图6a和6b明显的是，第一子集所包括的所述多个控制端子中没有一个被第二子集所包括。如图6a和6b中所指示的，所述多个电气接触区可以具有不同大小。可替换地，所述多个电气接触区可以大小相同。

向四个电气接触区C5、C6、C7和C8施加第二完整自旋方案。例如，在第二自旋方案的第一阶段中使用电气接触区C5和C7向霍尔效应供给电能（例如来自电流或电压源）而同时使用电气接触区C6和C8分接霍尔效应区110的输出信号。然后，在第二自旋方案的接连第二阶段中使用电气接触区C6和C8向霍尔效应区110供给电能而同时使用电气接触区C5和C7分接霍尔效应区110的输出信号。

通过组合电路（未图示）来组合（例如加起来或平均）第一和第二完整自旋方案的输出信号以给出霍尔传感器器件600的总体输出信号。霍尔传感器器件600的组合输出信号可以具有比用于第一和第二自旋方案的霍尔效应区110的个体输出信号更低的残余偏移。

要指出的是，霍尔效应区的边界的部分（其在第一自旋方案期间通过电气接触区C1、C2、C3和C4短接在一起）在第二自旋方案期间是隔离边界。也就是说，在相应自旋方案期间，实际上仅存在四个（均匀的）电气接触区并且其它接触件实际上不存在。

在第一自旋方案期间仅激活所述多个电气接触区的第一子集C1、C2、C3和C4，而在第二自旋方案期间仅激活所述多个电气接触区的第二子集C5、C6、C7和C8。因而，减少电气供给信号的短路和霍尔效应区的输出信号的短路。霍尔效应区内部的电场和电流/电压分布的均匀性可以因而增加，使得霍尔传感器器件600的残余偏移相比于常规方案可以减小。

如图6a和6b中所指示的，所述多个电气接触区可以沿霍尔效应区的周界的大部分布置。例如，所述多个电气接触区可以沿霍尔效应区的周界的至少75%、80%、85%、90%、95%或更大部分布置。

根据所提出的概念或本文说明的示例的霍尔传感器器件的操作还可以通过第三、第四、第五等自旋方案来扩展，在这些自旋方案中激活另外的接触件。在图7a至7d中图示了针对四个接连自旋方案的用于霍尔传感器器件700的接触方案的示例。

图7a中图示的霍尔传感器器件700包括霍尔效应区110和多个电气接触件C1……C16。在第一自旋方案中，所述多个电气接触件的第一子集耦合到霍尔效应区110，即电气接触件C1、C2、C3和C4。

在第二自旋方案中，所述多个电气接触件的第二子集耦合到霍尔效应区110，即如图7b中图示的电气接触件C5、C6、C7和C8。

在第三自旋方案中，所述多个电气接触件的第三子集耦合到霍尔效应区110，即如图7c中图示的电气接触件C9、C10、C11和C12。

在第四自旋方案中，所述多个电气接触件的第四子集耦合到霍尔效应区100，即如图7d中图示的电气接触件C13、C14、C15和C16。

以此方式，电气接触件可以是大的并且在完整周界之上以小步长移动：例如，第一自旋方案中的电气接触件C1可以顺时针旋转10°以成为第二自旋方案中的电气接触件C5。第二自旋方案中的电气接触件C5然后可以再次关于霍尔效应区110的中心X沿其周界旋转10°以成为第三自旋方案中的电气接触件C9。第三自旋方案中的电气接触件C9然后可以顺时针旋转10°以成为第四自旋方案中的电气接触件C13。

这可以允许平均由所有自旋方案上的电气接触件附近的不均匀性导致的霍尔效应区110中的非线性效应。实现这些缓慢旋转的电气接触件的一种高效方式是将每一个电气接触件拆分成数个小的电气接触件——在以上示例中，每一个小接触件覆盖例如10°或更小（例如小接触件每一个覆盖8°并且以2°从彼此间隔开）。例如，若干电气接触区可以组合成一个单个电气接触件。电路可以例如在第一自旋方案中激活电气接触区m，m+1，m+2……m+n（作为电气接触区的第一子集的部分）并且将它们一起连接到电气接触件C1。在第二自旋方案中，电路可以例如激活电气接触区m+1，m+2……m+n，m+n+1（作为电气接触区的第二子集的部分）并且将它们一起连接到电气接触件C5。也就是说，由第一子集所包括的所述多个控制端子中的至少一个可以被第二子集所包括。相反，由第一子集所包括的所述多个控制端子中的至少一个不被第二子集所包括。在第一自旋方案中，去激活电气接触区m-1和m+n+1——即它们实际上不存在——而在第二自旋方案中，去激活电气接触区m和m+n+2。

类似地，所述多个电气接触区的第三和第四子集可以被选择用于第三和第四自旋方案并且组合成电气接触件。

也就是说，第一、第二、第三和第四完整自旋方案的电气接触件可以部分重叠。

在图8中，图示了另一霍尔传感器器件800的截面。霍尔传感器器件800包括第一导电类型（例如n掺杂）的霍尔效应区810，其实现在半导体衬底860中。在霍尔效应区810中，当存在外部磁场（未图示）时发生霍尔效应。

霍尔传感器器件800还包括配置成向霍尔效应区810提供/从霍尔效应区810提供电气信号的多个电气接触区。为此目的，电气接触区可以例如耦合到相应端子（未图示）。为了简化起见，仅仅图示了两个电气接触区820-1和820-2。然而，要指出的是，可以提供任何数目的电气接触区。例如，可以提供2、3、4、8、16、24、32或更多的电气接触区。电气接触区可以例如形成在不同的第二导电类型（例如p掺杂）的相应阱中，所述阱邻接霍尔效应区810。例如，电气接触区820-1可以形成在阱830-1中并且电气接触区820-2可以形成在阱830-2中，其中两个阱830-1和830-2邻接霍尔效应区810（即第二导电类型的每一个阱共享与霍尔效应区810的公共边界）。例如，所述多个电气接触区中的至少一个（或全部）可以具有第一导电类型。可替换地，所述多个电气接触区中的一个或多个可以由金属接触件形成。

霍尔传感器器件800还包括电路，所述电路包括多个控制端子。为了简化起见，再次仅图示了两个控制端子840-1和840-2。所述多个控制端子配置成在第一操作阶段（例如第一自旋方案）期间形成（直接）在霍尔效应区810与所述多个电气接触区的第一子集之间的半导体衬底860中的第一多个沟道（例如通过向相应控制端子施加第一电位），其中第一多个沟道中的沟道传导第一导电类型的多数载流子。也就是说，所述多个电气接触区中的至少一个不被第一子集所包括。例如，控制端子840-1可以被所述多个控制端子的第一子集所包括。控制端子的第一子集可以例如配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的第一导电类型的多数载流子的浓度。在图8的示例中，控制端子840-1耦合到相关联的电极842-1（例如由低欧姆多晶硅制成），其布置在形成于阱830-1上的相关联的氧化物层841-1上。控制端子840-1可以例如导致反型层在阱830-1与氧化物层841-1之间的界面处的形成。相应地，传导第一导电类型的多数载流子的沟道850-1形成在阱830-1中。也就是说，沟道850-1直接在霍尔效应区810与电气接触区820-1之间形成于半导体衬底860中。因而，在第一操作阶段期间，导电沟道形成在霍尔效应区810与电气接触区820-1之间。

所述多个控制端子还配置成在第二操作阶段（例如第二自旋方案）期间形成（直接）在霍尔效应区810与所述多个电气接触区的第二子集之间的半导体衬底860中的第二多个沟道（例如通过向相应控制端子施加第一电位），其中所述第二多个沟道中的沟道传导第一导电类型的多数载流子。例如，控制端子的第二子集可以配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的第一导电类型的多数载流子的浓度。在图8的示例中，控制端子840-2耦合到相关联的电极842-2（其由低欧姆多晶硅制成），其布置在形成于阱830-2上的相关联的氧化物层841-2上。控制端子840-2可以例如导致反型层在阱830-2与氧化物层841-2之间的界面处的形成。相应地，传导第一导电类型的多数载流子的沟道850-2形成在阱830-2中。也就是说，沟道850-2直接在霍尔效应区810与电气接触区820-2之间形成于半导体衬底860中。因而，在第二操作阶段期间，导电沟道形成在霍尔效应区110与电气接触区820-2之间。

在霍尔传感器器件800中，在第一操作阶段期间，没有传导第一导电类型的多数载流子的沟道形成在阱830-2中，而在第二操作阶段期间，没有传导第一导电类型的多数载流子的沟道形成在阱830-1中。也就是说，可以选择性地激活和去激活所述多个电气接触区中的单个电气接触区。由于在第一操作阶段期间仅激活所述多个电气接触区的第一子集并且由于在第二操作阶段期间仅激活所述多个电气接触区的第二子集，因此减少电气供给信号的短路和霍尔效应区的输出信号的短路。霍尔效应区810内部的电场和电流/电压分布的均匀性可以因而增加。相应地，霍尔传感器器件800的残余偏移相比于常规方案可以减小。

在一些示例中，霍尔传感器器件800还可以包括组合电路（未图示），其配置成组合在第一操作阶段期间由所述多个电气接触区的第一子集提供（分接）的来自霍尔效应区的电气信号和在第二操作阶段期间由所述多个电气接触区的第一子集提供（分接）的来自霍尔效应区的电气信号。来自霍尔效应区810的组合电气信号可以形成霍尔传感器器件800的输出信号。例如，组合电路可以配置成线性组合针对两个操作阶段（例如两个自旋方案）的来自霍尔效应区的电气信号。特别地，来自霍尔效应区810的电气信号可以加和或者从彼此减去，其中线性组合的相应系数的绝对值等于一。相应地，霍尔传感器器件800的输出信号可以展现相比于常规方案的减小的残余偏移。

在一些示例中，所述多个电气接触区可以布置在霍尔效应区810的外围部分处，如图8中所指示的。

在一些示例中，所述多个电气接触区的第二子集的每一个电气接触区可以分别布置在所述多个电气接触区的第一子集的两个电气接触区之间。所述多个电气接触区的第一子集的电气接触区还可以关于彼此关于霍尔效应区810的几何中心旋转90°。

例如，所述多个电气接触区可以沿霍尔效应区的周界的至少75%、80%、85%、90%、95%或更多部分布置。在一些示例中，所述多个电气接触区可以大小相等。

在一些示例中，由第一子集所包括的所述多个控制端子中没有一个可以被第二子集所包括。可替换地，由第一子集所包括的所述多个控制端子中的至少一个可以被第二子集所包括。

图9图示了另一霍尔传感器器件900的截面。霍尔传感器器件900包括第一导电类型（例如n掺杂）的霍尔效应区910。在霍尔效应区910中，当存在外部磁场（未图示）时发生霍尔效应。

霍尔传感器器件900还包括多个电气接触区，其配置成向霍尔效应区910/从霍尔效应区910提供电气信号。为此目的，电气接触区可以例如耦合到相应端子（未图示）。为了简化起见，仅图示了两个电气接触区920-1和920-2。然而，要指出的是，可以提供任何数目的电气接触区。例如，可以提供2、3、4、8、16、24、32或更多电气接触区。电气接触区可以例如形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接霍尔效应区910。例如，电气接触区920-1可以形成在阱930-1中，并且电气接触区920-2可以形成在阱930-2中，其中两个阱930-1和930-2邻接霍尔效应区910（即第二导电类型的每一个阱共享与霍尔效应区910的公共边界）。例如，所述多个电气接触区中的至少一个（或全部）可以具有第一导电类型。可替换地，所述多个电气接触区中的一个或多个可以由金属接触件形成。

霍尔传感器器件900还包括电路970，其配置成在至少一个第一操作阶段（例如第一自旋方案）期间将所述多个电气接触区的第一子集选择性地耦合到霍尔效应区，并且在至少一个第二操作阶段（例如第二自旋方案）期间将所述多个电气接触区的不同的第二子集选择性地耦合到霍尔效应区。要指出的是，所述多个电气接触区中的至少一个不被第一子集所包括。

该电路可以例如包括端子，其连接到布置在第二导电类型的阱的顶部上的氧化物层上的电极（例如布置在阱930-1和930-2的顶部上的氧化物层941-1和941-2上的电极942-1和942-2）。在第一操作阶段期间，可以向所选端子施加控制信号以便形成霍尔效应区910与所述多个电气接触区的第一子集之间的第一多个沟道，其中第一多个沟道中的沟道传导第一导电类型的多数载流子。通过向相应端子施加控制信号，可以控制第二导电类型的相关联的阱中的电导。例如，可以控制形成在第二导电类型的阱中的沟道的电导率。在图9的示例中，电路970可以例如控制反型层在阱930-1和氧化物层941-1之间的界面处的形成。相应地，传导第一导电类型的多数载流子的沟道950-1形成在阱930-1中。也就是说，在第一操作阶段期间，霍尔效应区910与电气接触区920-1之间的边界区980-1中的导电率大体等于或高于霍尔效应区910中的导电率。

在第二操作阶段期间，可以向其它所选端子施加控制信号以便形成霍尔效应区910与所述多个电气接触区的第二子集之间的第二多个沟道，其中第一多个沟道中的沟道传导第一导电类型的多数载流子。在图9的示例中，电路970可以例如控制反型层在阱930-2与氧化物层941-2之间的界面处的形成。相应地，传导第一导电类型的多数载流子的沟道950-2形成在阱930-2中。也就是说，在第一操作阶段期间，霍尔效应区910与电气接触区920-2之间的边界区980-2中的导电率大体等于或高于霍尔效应区910中的导电率。

另一方面，在第一操作阶段期间电气接触区920-2展现对霍尔效应区910的高欧姆边界条件，这是因为传导第一导电类型的多数载流子的沟道950-2仅在第二操作阶段期间形成。因而，在第一操作阶段期间，电气接触区920-2与霍尔效应区910之间的边界部分980-2中的导电率至多是霍尔效应区910中的导电率的百分之一。对于霍尔效应区910，电气接触区920-2实际上仅在第二操作阶段期间存在。电气接触区920-2实际上在第二操作阶段期间短路到霍尔效应区910。相反，在第一操作阶段期间，电气接触区920-2实际上对于霍尔效应区910而言不存在。边界区980-2因而实际上在第一操作阶段期间是电气接触区920-2与霍尔效应区910之间的隔离边界。

类似地，在第二操作阶段期间，电气接触区920-1展现对霍尔效应区910的高欧姆边界条件，这是因为传导第一导电类型的多数载流子的沟道950-1仅仅在第一操作阶段期间形成。因而，在第二操作阶段期间，电气接触区920-1与霍尔效应区910之间的边界部分980-1中的导电率至多是霍尔效应区910中的导电率的百分之一。对于霍尔效应区910，电气接触区920-1实际上仅在第一操作阶段期间存在。在第一操作阶段期间，电气接触区920-1实际上短路到霍尔效应区910。相反，在第二操作阶段期间，电气接触区920-1实际上对于霍尔效应区910而言不存在。边界区980-1因而实际上在第二操作阶段期间是电气接触区920-1与霍尔效应区910之间的隔离边界。

因而，关于所述多个电气接触区，在第一操作阶段期间，所述多个电气接触区的第二子集中的每一个展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件，而在第二操作阶段期间，所述多个电气接触区的第一子集中的每一个展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件。

也就是说，可以选择性地激活和去激活所述多个电气接触区的单个电气接触区。由于在第一操作阶段期间仅激活所述多个电气接触区的第一子集并且由于在第二操作阶段期间仅激活所述多个电气接触区的第二子集，因此减少电气供给信号的短路和霍尔效应区的输出信号的短路。霍尔效应区910内部的电场和电流/电压分布的均匀性可以因而增加。相应地，霍尔传感器器件900的残余偏移相比于常规方案可以减小。

在一些示例中，霍尔传感器器件900还可以包括组合电路（未图示），其配置成组合在第一操作阶段期间由所述多个电气接触区的第一子集提供（分接）的来自霍尔效应区的电气信号和在第二操作阶段期间由所述多个电气接触区的第一子集提供（分接）的来自霍尔效应区的电气信号。来自霍尔效应区910的组合电气信号可以形成霍尔传感器器件900的输出信号。例如，组合电路可以配置成线性组合针对两个操作阶段（例如两个自旋方案）的来自霍尔效应区的电气信号。特别地，来自霍尔效应区的电气信号可以加和或从彼此减去，其中线性组合的相应系数的绝对值等于一。相应地，霍尔传感器器件900的输出信号可以展现相比于常规方案的减小的残余偏移。

在一些示例中，所述多个电气接触区可以布置在霍尔效应区910的外围部分处，如图9中所指示的。

在一些示例中，所述多个电气接触区的第二子集的每一个电气接触区可以分别布置在所述多个电气接触区的第一子集的两个电气接触区之间。所述多个电气接触区的第一子集的电气接触区还可以关于彼此关于霍尔效应区910的几何中心旋转90°。

例如，所述多个电气接触区可以沿霍尔效应区的周界的至少75%、80%、85%、90%、95%或更多部分布置。在一些示例中，所述多个电气接触区可以大小相等。

借助于图10中的流程图来说明用于操作霍尔传感器器件的方法1000的示例。霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区和多个电气接触区，所述多个电气接触区配置成使用多个控制端子向霍尔效应区/从霍尔效应区提供电气信号。每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接霍尔效应区。每一个控制端子配置成控制第二导电类型的相关联的阱中的电导。方法1000包括在步骤1002中，向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号以形成在第一操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道。另外，方法1000包括向所述多个控制端子的不同的第二子集选择性地施加控制信号以形成在第二操作阶段期间在相关联的阱中传导第一导电类型的多数载流子的沟道的步骤1004。

在一些示例中，第一操作阶段包括完整的第一自旋方案，并且其中第二操作阶段包括完整的第二自旋方案。

可选地，方法1000还包括将在第一操作阶段期间由所述多个电气接触区的第一子集提供的来自霍尔效应区的电气信号和在第二操作阶段期间由所述多个电气接触区的第二子集提供的来自霍尔效应区的电气信号组合成霍尔传感器器件的输出信号的步骤1006。

结合所提出的概念或以上描述的一个或多个示例（例如图1至7）来提到该方法的更多细节和方面。该方法可以包括对应于所提出的概念或以上描述的一个或多个示例的一个或多个方面的一个或多个附加的可选特征。

借助于图11中的流程图来说明用于包括霍尔效应区的霍尔传感器器件的方法1100的示例。方法1100包括在步骤1102中在第一操作阶段中使用第一对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第二对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。在步骤1104中，方法1100还包括在第二操作阶段中使用第二对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第一对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。另外，方法1100包括在步骤1106中在第三操作阶段中使用第三对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第四对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。在步骤1108中，方法1100还包括在第四操作阶段中使用第四对电气接触件向霍尔效应区供给电能并且使用第三对电气接触件分接霍尔效应区的输出信号。

第三和第四对电气接触件中的至少一个电气接触件在第一操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件，其中第一和第二对电气接触件中的至少一个电气接触件在第二操作阶段期间展现对霍尔效应区的高欧姆边界条件。如以上所讨论的，在高欧姆边界条件中，相应电气接触件与霍尔效应区之间的边界部分中的导电率至多是霍尔效应区中的导电率的百分之一。

可选地，方法1100还包括组合第一操作状态、第二操作状态、第三操作状态和第四操作状态中的霍尔效应区的输出信号以生成霍尔传感器器件的输出信号的步骤1110。

结合所提出的概念或以上描述的一个或多个示例（例如图6a、6b、7a-7d和9）来提到该方法的更多细节和方面。该方法可以包括对应于所提出的概念或以上讨论的一个或多个示例的一个或多个方面的一个或多个附加可选特征。

与之前详述的示例和各图中的一个或多个一起描述和提到的方面和特征也可以与其它示例中的一个或多个组合，以便取代其它示例的相同特征或者以便向其它示例附加地引入特征。

描述和附图仅仅说明本公开的原理。因而将领会到，本领域技术人员将能够设想到各种布置，这些各种布置尽管在本文中未被明确描述或示出，但是体现本公开的原理并且被包括在其精神和范围内。另外，本文记载的所有示例在原理上意图明确地仅出于教学目的以帮助读者理解本公开的原理和由（多个）发明人对促进本领域所公开的概念，并且要被解释为没有对这样具体记载的示例和条件的限制。而且，本文中记载本公开的原理、方面和示例的所有陈述以及其具体示例意图涵盖其等同物。

框图可以例如图示实现本公开的原理的高级电路图。类似地，流程图、流程图表、状态转移图、伪代码等可以表示各种过程、操作或步骤，其可以例如大体表示在计算机可读介质中并且因此由计算机或处理器执行，无论这样的计算机或处理器是否被明确示出。在说明书中或在权利要求中公开的方法可以由具有用于执行这些方法的相应动作中的每一个的部件的设备实现。

要理解到，在说明书或权利要求中公开的多个动作、过程、操作、步骤或功能的公开可以不被解释为在特定次序内，除非以其它方式明确或隐含地陈述，例如出于技术原因。因此，多个动作或功能的公开将不把这些限制到特定次序，除非这样的动作或功能出于技术原因不可互换。另外，在一些示例中，单个动作、功能、过程、操作或步骤可以分别包括或者可以分解成多个子动作、子功能、子过程、子操作或子步骤。这样的子动作可以被包括并作为该单个动作的公开的部分，除非被明确排除。

另外，特此将随附权利要求并入到详细描述中，其中每一个权利要求可以自身独立作为单独示例。虽然每一个权利要求可以自身独立作为单独示例，但是要指出的是——尽管从属权利要求可以在权利要求中引用与一个或多个其它权利要求的特定组合——其它示例性示例还可以包括从属权利要求与每一个其它从属或独立权利要求的主题的组合。这样的组合在本文中被明确提出，除非陈述特定组合不是所意图的。另外，还意图将权利要求的特征包括到任何其它独立权利要求，即便该权利要求不直接从属于该独立权利要求。

Claims (19)

1.一种霍尔传感器器件，包括：

第一导电类型的霍尔效应区；

配置成向所述霍尔效应区/从所述霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区，其中每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接所述霍尔效应区；以及

电路，包括多个控制端子，其中每一个控制端子配置成控制所述第二导电类型的相关联的阱中的电导，其中所述电路配置成

向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号，以形成在第一操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道，其中所述多个控制端子的所述第一子集配置成在所述第一操作阶段期间激活所述多个电气接触区的相关联第一子集；以及

向所述多个控制端子的与所述第一子集不同的第二子集选择性地施加控制信号，以形成在第二操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道，其中所述多个控制端子的所述第二子集配置成在所述第二操作阶段期间激活所述多个电气接触区的相关联第二子集，

其中所述第一操作阶段和所述第二操作阶段的激活的电气接触区部分重叠，

其中所述第一操作阶段包括完整的第一自旋方案，并且其中所述第二操作阶段包括完整的第二自旋方案。

2.权利要求1所述的霍尔传感器器件，还包括组合电路，其配置成将在所述第一操作阶段期间由电气接触区提供的来自所述霍尔效应区的电气信号和在所述第二操作阶段期间由电气接触区提供的来自所述霍尔效应区的电气信号组合成所述霍尔传感器器件的输出信号。

3.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中所述多个电气接触区大小相等。

4.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中所述多个电气接触区沿所述霍尔效应区的周界的至少75%布置。

5.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中由所述第一子集所包括的所述多个控制端子中的至少一个被所述第二子集所包括。

6.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中所述多个电气接触区中的至少一个具有所述第一导电类型。

7.权利要求1所述的霍尔传感器器件，其中在所述第一操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第一子集与所述霍尔效应区之间，并且其中在所述第二操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第二子集与所述霍尔效应区之间。

8.权利要求1所述的霍尔传感器器件，还包括所述第一导电类型的多个第二阱，每一个第二阱邻接所述霍尔效应区和所述第二导电类型的相关联的阱，其中所述第一导电类型的所述多个第二阱中的所述第一导电类型的多数载流子的浓度高于所述霍尔效应区中的所述第一导电类型的多数载流子的浓度。

9.权利要求8所述的霍尔传感器器件，其中所述第一导电类型的每一个第二阱的厚度是所述霍尔效应区的厚度的50%或更多。

10.权利要求8所述的霍尔传感器器件，其中在所述第一操作阶段期间在所述第二导电类型的所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第一子集与所述第一导电类型的所述多个第二阱的相关联的第一子集之间，并且其中在所述第二操作阶段期间在所述第二导电类型的所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道形成在所述多个电气接触区的相关联的第二子集与所述第一导电类型的所述多个第二阱的相关联的第二子集之间。

11.权利要求7所述的霍尔传感器器件，其中所述多个电气接触区的所述第一子集的电气接触区关于彼此关于所述霍尔效应区的几何中心旋转90°。

12.一种霍尔传感器器件，包括：

实现在半导体衬底中的第一导电类型的霍尔效应区；

多个电气接触区，其实现在所述半导体衬底中并且配置成向所述霍尔效应区/从所述霍尔效应区提供电气信号；以及

多个控制端子，其配置成在第一操作阶段期间形成所述霍尔效应区与所述多个电气接触区的第一子集之间的所述半导体衬底中的多个第一沟道，并且在第二操作阶段期间形成所述霍尔效应区与所述多个电气接触区的与所述第一子集不同的第二子集之间的所述半导体衬底中的多个第二沟道，所述多个第一沟道传导所述第一导电类型的多数载流子，所述多个第二沟道传导所述第一导电类型的多数载流子，其中所述多个控制端子的第一子集配置成在所述第一操作阶段期间激活所述多个电气接触区的相关联第一子集，并且所述多个控制端子的第二子集配置成在所述第二操作阶段期间激活所述多个电气接触区的相关联第二子集，

其中所述第一操作阶段和所述第二操作阶段的激活的电气接触区部分重叠，

其中所述第一操作阶段包括完整的第一自旋方案，并且其中所述第二操作阶段包括完整的第二自旋方案。

13.权利要求12所述的霍尔传感器器件，还包括组合电路，其配置成将在所述第一操作阶段期间由所述多个电气接触区的所述第一子集提供的来自所述霍尔效应区的电气信号和在所述第二操作阶段期间由所述多个电气接触区的所述第二子集提供的来自所述霍尔效应区的电气信号组合成所述霍尔传感器器件的输出信号。

14.一种霍尔传感器器件，包括：

霍尔效应区；

多个电气接触区，其配置成向所述霍尔效应区/从所述霍尔效应区提供电气信号；以及

包括多个控制端子的电路，其配置成在至少一个第一操作阶段期间将所述多个电气接触区的第一子集选择性地耦合到所述霍尔效应区，并且在至少一个第二操作阶段期间将所述多个电气接触区的与所述第一子集不同的第二子集选择性地耦合到所述霍尔效应区，

其中所述多个电气接触区的所述第二子集中的每一个在所述第一操作阶段期间展现对所述霍尔效应区的高欧姆边界条件，

其中所述多个电气接触区的所述第一子集中的每一个在所述第二操作阶段期间展现对所述霍尔效应区的高欧姆边界条件，其中所述多个控制端子的第一子集配置成在所述第一操作阶段期间激活所述多个电气接触区的相关联第一子集，并且所述多个控制端子的第二子集配置成在所述第二操作阶段期间激活所述多个电气接触区的相关联第二子集，并且

其中所述第一操作阶段和所述第二操作阶段的激活的电气接触区部分重叠，

其中所述第一操作阶段包括完整的第一自旋方案，并且其中所述第二操作阶段包括完整的第二自旋方案。

15.权利要求14所述的霍尔传感器器件，其中在所述高欧姆边界条件中，相应电气接触区与所述霍尔效应区之间的边界部分中的导电率至多是所述霍尔效应区中的导电率的百分之一。

16.权利要求14所述的霍尔传感器器件，还包括组合电路，其配置成将在所述第一操作阶段期间由所述多个电气接触区的所述第一子集提供的来自所述霍尔效应区的电气信号和在所述第二操作阶段期间由所述多个电气接触区的所述第二子集提供的来自所述霍尔效应区的电气信号组合成所述霍尔传感器器件的输出信号。

17.一种用于操作霍尔传感器器件的方法，所述霍尔传感器器件包括第一导电类型的霍尔效应区和配置成使用多个控制端子向所述霍尔效应区/从所述霍尔效应区提供电气信号的多个电气接触区，其中每一个电气接触区形成在不同的第二导电类型的相应阱中，所述阱邻接所述霍尔效应区，并且其中每一个控制端子配置成控制所述第二导电类型的相关联的阱中的电导，所述方法包括：

向所述多个控制端子的第一子集选择性地施加控制信号，以形成在第一操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道，其中所述多个控制端子的所述第一子集配置成在所述第一操作阶段期间激活所述多个电气接触区的相关联第一子集；以及

向所述多个控制端子的与所述第一子集不同的第二子集选择性地施加控制信号，以形成在第二操作阶段期间在所述相关联的阱中传导所述第一导电类型的多数载流子的沟道，其中所述多个控制端子的所述第二子集配置成在所述第二操作阶段期间激活所述多个电气接触区的相关联第二子集，

其中所述第一操作阶段和所述第二操作阶段的激活的电气接触区部分重叠，

其中所述第一操作阶段包括完整的第一自旋方案，并且其中所述第二操作阶段包括完整的第二自旋方案。

18.权利要求17所述的方法，其中所述方法包括将在所述第一操作阶段期间由所述多个电气接触区的第一子集提供的来自所述霍尔效应区的电气信号和在所述第二操作阶段期间由所述多个电气接触区的第二子集提供的来自所述霍尔效应区的电气信号组合成所述霍尔传感器器件的输出信号。

19.一种用于包括霍尔效应区的霍尔传感器器件的方法，包括：

在第一操作阶段中使用第一对电气接触件向所述霍尔效应区供给电能并且使用第二对电气接触件分接所述霍尔效应区的输出信号；

在第二操作阶段中使用所述第二对电气接触件向所述霍尔效应区供给电能并且使用所述第一对电气接触件分接所述霍尔效应区的输出信号；

在第三操作阶段中使用第三对电气接触件向所述霍尔效应区供给电能并且使用第四对电气接触件分接所述霍尔效应区的输出信号；以及

在第四操作阶段中使用所述第四对电气接触件向所述霍尔效应区供给电能并且使用所述第三对电气接触件分接所述霍尔效应区的输出信号；

其中所述第三对电气接触件和所述第四对电气接触件中的至少一个电气接触件在所述第一操作阶段期间展现对所述霍尔效应区的高欧姆边界条件，

其中所述第一对电气接触件和所述第二对电气接触件中的至少一个电气接触件在所述第三操作阶段期间展现对所述霍尔效应区的高欧姆边界条件，并且

所述第一操作阶段、所述第二操作阶段的电气接触区和所述第三操作阶段、所述第四操作阶段的电气接触区部分重叠，

其中所述第一操作阶段包括完整的第一自旋方案，所述第二操作阶段包括完整的第二自旋方案，所述第三操作阶段包括完整的第三自旋方案，并且其中所述第四操作阶段包括完整的第四自旋方案。

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