CN108780120A - 用于补偿霍尔效应元件由于应力引起的灵敏度漂移的电子电路 - Google Patents

用于补偿霍尔效应元件由于应力引起的灵敏度漂移的电子电路 Download PDF

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Abstract

本公开涉及具有霍尔效应元件和电阻器桥的一种电子电路，这些所有都设置在公共半导体衬底之上。电阻器桥包括：第一组电阻元件，其具有串联耦合的第一竖直外延电阻器和第一横向外延电阻器；以及第二组电阻元件，其具有串联耦合的第二竖直外延电阻器和第二横向外延电阻器。第一组电阻元件和第二组电阻元件可以并联耦合。所述电阻器桥可以被配置为感测霍尔效应元件的应力值。

Description

用于补偿霍尔效应元件由于应力引起的灵敏度漂移的电子 电路
技术领域
本发明总体上涉及磁场传感器，并且更具体地，涉及具有电子电路的磁场传感器，该电子电路用于补偿霍尔效应元件由于衬底的应力引起的霍尔效应元件的灵敏度漂移，霍尔效应元件和电子电路设置在衬底上。
背景技术
霍尔效应元件是已知的。典型的平面或水平霍尔效应元件是四端子器件，对于该四端子器件，驱动电流(DC电流)在四个端子中的两个相对端子之间传递，并且响应于磁场(AC或DC)在四个端子中的另外两个相对端子之间产生差分电压(AC或DC)。差分信号(即电压)的幅度与驱动电流的幅度有关。因此，差分信号的灵敏度(例如，mV每Gauss)与驱动电流的幅度有关。
霍尔效应元件可以用于电流自旋或斩波布置中，以便减少与霍尔效应元件的DC偏移，其典型特征是即使在经历零磁场时霍尔效应元件的非零输出电压。通过电流自旋或斩波，用于传递驱动电流的端子和用于产生差分信号的端子可以以周期性和循环的方式在电流旋转速率下变化。在两相电流自旋中，可以有两个这样的变化，或在四相电流自旋中的有四个这样的变化。
为了保持恒定和稳定的灵敏度，可以利用稳定的电流源或使用稳定的参考电压的电流吸收器来产生驱动电流。然而，各种参数可以引起差分信号的磁场的灵敏度变化。
一般来说，即使驱动电流非常稳定，霍尔效应元件本身也会经历灵敏度变化。霍尔效应元件的灵敏度变化可能直接由温度变化产生。为了校正这种灵敏度变化，可以感测温度，并且可以校正灵敏度随温度的变化。
然而，差分信号的灵敏度的变化也可能是由于在放置霍尔效应元件的衬底上的应力引起的。应力可能与温度有关或无关，并且也可能与用于密封衬底的封装材料的热系数有关。应力和由此引起的灵敏度变化可以从单位到单位以不同的方式相对于温度变化。
发明内容
本发明可以提供一种电子电路，其能够检测衬底应力并补偿由应力引起的霍尔效应元件的灵敏度变化。
本公开涉及电阻器桥电路，其配置为检测封装引起的应力的变化。电阻器桥电路可以被并入到集成电路中，例如硅管芯。集成电路还包括对施加到集成电路的温度变化和应力敏感的霍尔效应元件。温度变化和应力可以改变霍尔效应元件的灵敏度，也被称为霍尔灵敏度漂移。
本文所述的系统和方法可以独立地或与另一特征相结合地包括以下特征中的一个或多个。
在一个方面，本公开涉及一种电子电路，该电子电路具有半导体衬底和设置在半导体衬底上的电阻器桥。电阻器桥包括第一组电阻元件，第一组电阻元件具有串联耦合的第一竖直外延电阻器和第一横向外延电阻器，并且第二组电阻元件具有串联耦合的第二竖直外延电阻器和第二横向外延电阻器。第一组电阻元件和第二组电阻元件可以并联耦合。电阻器桥能够操作以响应半导体衬底的应力产生差分信号。
在一些实施例中，上述电子电路可以以任何组合包括以下方面中的一个或多个。在实施例中，第一组电阻元件和第二组电阻元件中的每个电阻元件可以具有相同的温度系数。第一竖直外延电阻器的应力系数可以等于第二竖直外延电阻器的应力系数。此外，第一横向外延电阻器的应力系数可以等于第二横向外延电阻器的应力系数。在一些实施例中，第一和第二竖直外延电阻器的应力系数可以不同于第一和第二横向外延电阻器的应力系数。
在实施例中，外延层可以设置在半导体衬底的表面之上。外延层可以具有远离半导体衬底的第一表面和靠近半导体衬底的第二表面。第一和第二竖直外延电阻器均可以包括注入外延层的第一表面和扩散到外延层的第一表面中的相应的第一和第二传感器，以及设置在外延层的第一表面之下以及第一和第二传感器之下的相应的埋入式结构。在实施例中，每个相应的第一埋入式结构可以具有导致相应的第一低电阻路径的原子密度，该第一低电阻路径具有低于外延层的电阻的相应的第一电阻。在实施例中，外延层可以具有形成电子流的电势垒的p阱扩散/注入区域，从而避免电流流过外延层的相应p阱区域。相应的电流可以从第一传感器、通过外延层的相应第一区域、通过相应的第一埋入式结构、以及通过外延层的相应第二区域到第二传感器传递。相应的电流可以在大体上垂直于外延层的第一表面的方向上通过外延层的相应第一和第二区域传递，并且相应的埋入式结构可以具有相应的第一长度尺寸和相应的第一宽度尺寸，相应的第一宽度尺寸平行于外延层的相应的第一表面。
在一些实施例中，第一和第二横向外延电阻器均可以包括注入外延层的第一表面并扩散到外延层的第一表面的相应的第一和第二传感器。相应的电流可以从第一传感器、通过外延层的相应的第三区域、通过外延层的相应的第四区域、以及通过外延层的相应的第五区域传递到第二传感器。相应的电流可以在大体上平行于外延层的第一表面的方向上传递通过相应的第四区域。
在实施例中，电子电路可以包括设置在半导体衬底上并且靠近电阻器桥的霍尔效应元件。电阻器桥可以被配置为感测霍尔效应元件的应力值。
在一些实施例中，补偿电路可以设置在半导体衬底上并耦合到电阻器桥，并且可以操作以产生补偿信号。补偿电路可以被配置为接收来自电阻器桥的差分信号。
在一些实施例中，放大器可以设置在半导体衬底上，并且耦合到霍尔效应元件和补偿电路，并且可以操作以产生放大信号。放大器能够操作以根据补偿信号的值改变放大信号的增益。
在一些实施例中，电子电路可以包括：放大器，其设置在半导体衬底上并耦合到霍尔效应元件并且能够操作以产生放大信号的；第一模数转换器，其设置在半导体衬底上并被耦合以接收来自放大器的放大信号并且能够操作以产生第一数字信号；处理器，其设置在半导体衬底上并被耦合以接收第一数字信号并且能够操作以产生经处理的信号，其中，经处理的信号具有针对第一数字信号的增益；以及第二模数转换器，其设置在半导体衬底上，耦合到电阻器桥并且能够操作以响应于差分信号产生第二数字信号。处理器可以被耦合以接收第二数字信号，并且能够操作以改变针对第一数字信号的增益以产生经处理的信号。
在一些实施例中，电子电路包括电流发生器，该电流发生器能够操作以产生传递通过霍尔效应元件的驱动电流。补偿电路可以耦合到电流发生器，并且能够操作以向电流发生器提供补偿信号。
在一些实施例中，上述电子电路可以以任何组合包括以下方面中的一个或多个。
在其它方面中，本公开涉及具有半导体衬底的电子电路、设置在半导体衬底上的霍尔效应元件以及设置在半导体衬底上并且靠近霍尔效应元件的电阻器桥。电阻器桥可以包括第一组电阻元件和第二组电阻元件，第一组电阻元件具有串联耦合的第一竖直外延电阻器和第一横向外延电阻器，第二组电阻元件具有串联耦合的第二竖直外延电阻器和第二横向外延电阻器。第一组电阻元件和第二组电阻元件可以并联耦合，并且电阻器桥可以能够操作以感测半导体衬底和霍尔效应元件的应力值。电阻器桥可以能够操作以响应于半导体衬底和霍尔效应元件的应力值产生差分信号。
在一些实施例中，上述电子电路可以以任何组合包括以下方面中的一个或多个。在一些实施例中，第一组电阻元件和第二组电阻元件中的每个电阻元件可以具有相同的温度系数。第一竖直外延电阻器的应力系数可以等于第二竖直外延电阻器的应力系数。第一横向外延电阻器的应力系数可以等于第二横向外延电阻器的应力系数。第一和第二竖直外延电阻器的应力系数可以不同于第一和第二横向外延电阻器的应力系数。
在一些实施例中，电子电路可以包括设置在半导体衬底的表面之上的外延层，该外延层具有远离半导体衬底的第一表面和靠近半导体衬底的第二表面。第一和第二竖直外延电阻器均可以包括注入外延层的第一表面和扩散到外延层的第一表面上的相应的第一和第二传感器，以及设置在外延层的第一表面之下和第一和第二传感器之下的相应的埋入式结构。每个相应的第一埋入式结构可以具有导致相应的第一低电阻路径的原子密度，该第一低电阻路径具有低于外延层的电阻的相应的第一电阻。相应的电流可以从第一传感器、通过外延层的相应的第一区域、通过相应的第一埋入式结构、以及通过外延层的相应的第二区域传递到第二传感器。相应的电流可以在大体上垂直于外延层的第一表面的方向上传递通过外延层的相应的第一区域和第二区域。相应的埋入式结构具有相应的第一长度尺寸和相应的第一宽度尺寸，相应的第一长度尺寸平行于外延层的相应的第一表面。
在一些实施例中，第一和第二横向外延电阻器均可以包括注入外延层的第一表面并扩散到外延层的第一表面的相应的第一传感器和第二传感器。相应的电流可以从第一传感器、通过外延层的相应的第三区域、通过外延层的相应的第四区域、以及通过外延层的相应的第五区域传递到第二传感器。相应的电流可以在大体上平行于外延层的第一表面的方向上传递通过相应的第四区域。
在一些实施例中，电子电路可以包括设置在半导体衬底上并耦合到电阻器桥并且能够操作以产生补偿信号的补偿电路。补偿电路可以被配置为接收来自电阻器桥的差分信号。
在一些实施例中，电子电路可以包括放大器，该放大器设置在半导体衬底上，并且耦合到霍尔效应元件和补偿电路，并且能够操作以产生放大信号。放大器可以能够操作以根据补偿信号的值改变放大信号的增益。
在一些实施例中，电子电路可以包括：放大器，其设置在半导体衬底上并耦合到霍尔效应元件和补偿电路并且能够操作以产生放大信号；第一模数转换器，其设置在半导体上并且被耦合以接收来自放大器的放大信号，并且能够操作以产生第一数字信号；处理器，其设置在半导体衬底上并被耦合以接收第一数字信号，并且能够操作以产生经处理的信号，其中，经处理的信号具有针对第一数字信号的增益；以及第二模数转换器，其设置在半导体衬底上，耦合到电阻器桥并且能够操作以响应于差分信号产生第二数字信号。处理器可以进一步耦合以接收第二数字信号，并且能够操作以改变针对第一数字信号的增益以产生经处理的信号。
在一些实施例中，电子电路可以包括电流发生器，该电流发生器能够操作以产生传递通过霍尔效应元件的驱动电流。补偿电路可以耦合到电流发生器，并且能够操作以向电流发生器提供补偿信号。
在一些实施例中，上述电子电路可以以任何组合包括以下方面中的一个或多个。
应当理解，本文所述的不同实施例的元件可以被组合以形成以上没有具体阐述的其它实施例。在单个实施例的背景下描述的各种元件也可以单独地或以适当的组合来提供。本文未具体描述的其它实施例也在所附权利要求的范围内。
附图说明
通过附图的以下具体实施方式，可以更全面地理解本发明的上述特征以及本发明本身，在附图中：
图1是具有两个竖直外延电阻器和两个横向外延电阻器的电阻器桥电路的电路图，该电阻器桥电路可以设置在衬底之上；
图2是示出图1的竖直外延电阻器的示例的截面图，该竖直外延电阻器设置在图1的衬底之上的外延层内；
图2A是图1的衬底的截面图，其示出了设置在衬底之上的外延层内的图1的横向外延电阻器的示例；
图3是图1的衬底的顶视图，其示出了霍尔效应元件和图1-2A中所示的类型的四个电阻器。
图4是具有霍尔效应元件和图1中所示的类型的电阻器桥的说明性电子电路的第一方框图；
图4A是具有霍尔效应元件和图1中所示的类型的电阻器桥的另一说明性电子电路的第二方框图；
图4B是具有霍尔效应元件和图1中所示的类型的电阻器桥的另一说明性电子电路的第三方框图。
各种附图中的类似附图标记指示相同的元件。
具体实施方式
如本文所使用的，术语“磁场感测元件”用于描述能够感测磁场的各种电子元件。磁场传感元件可以是，但不限于：霍尔效应元件、磁阻元件或磁晶体管。
如已知的，存在不同类型的霍尔效应元件，例如平面霍尔元件、竖直霍尔元件和圆形竖直霍尔(CVH)元件。还如已知的，存在不同类型的磁阻元件，例如，半导体磁阻元件(例如锑化铟(InSb))、巨磁阻(GMR)元件，例如，自旋阀、各向异性磁阻元件(AMR)、隧穿磁阻(TMR)元件和磁性隧道结(MTJ)。磁场感测元件可以是单个元件，或者替代地，可以包括以各种配置布置的两个或更多个磁场感测元件，例如，半桥或满(惠斯通)桥。根据器件类型和其它应用要求，磁场感测元件可以是由IV型半导体材料(例如硅(Si)或锗(Ge))或者III-V型半导体材料(如砷化镓(GaAs)或铟化合物，例如锑化铟(InSb))制成的器件。
如已知的，上述磁场感测元件中的一些趋向于具有平行于支撑磁场感测元件的衬底的最大灵敏度轴，而上述磁场感测元件中的其它元件趋向于具有垂直于支撑磁场感测元件的衬底的最大灵敏度轴。具体而言，平面霍尔元件倾向于具有垂直于衬底的灵敏度轴，而基于金属或金属的磁阻元件(例如，GMR、TMR、AMR)和竖直霍尔元件倾向于具有平行于衬底的灵敏度轴。
如本文所使用的，术语“磁场传感器”通常与其它电路组合用于描述使用磁场感测元件的电路。磁场传感器用于各种应用中，包括但不限于：感测磁场方向的角度的角度传感器、感测由载流导体承载的电流产生的磁场的电流传感器、感测铁磁物体的接近的磁开关、感测通过铁磁物品的旋转检测器(例如环形磁体或铁磁目标(例如，齿轮齿)的磁畴，其中磁场传感器与反偏磁铁或其它磁体组合使用)、以及感测磁场的磁场密度的磁场传感器。
如本文所使用的，术语“预定”在指代值或信号时，用于指代在制造时或此后通过外部手段(例如编程)在工厂中设置或固定的值或信号。如本文所使用的，术语“确定”在指代值或信号时用于指代在制造之后的操作期间由电路识别的值或信号。
如本文所使用的，术语“有源电子组件”用于描述具有至少一个p-n结的电子组件。晶体管、二极管和逻辑门是有源电子组件的示例。相比之下，如本文所使用的，术语“无源电子组件”用于描述不具有至少一个p-n结的电子组件。电容器和电阻器是无源电子组件的示例。
术语“平行”和“垂直”可以在本文的各种背景下使用。应当理解，术语平行和垂直不要求精确的垂直或精确的平行，而是要应用正常的制造公差，这些公差取决于术语的使用环境。在一些实例中，术语“大体上”用于修改术语“平行”或“垂直”。一般来说，术语“大体上”的使用反映了超出制造公差的角度，例如，在+/-十度内。
如本文所使用的，术语“电流发生器”用于描述电流源或电流接收器。应当理解，电流源具有电流输出，并且电流接收器具有电流输入，分别具有高输出或输入阻抗。
如本文所使用的，术语“电流传递端子”用于描述接收电流或者电流从其中流出的有源或无源电子组件的端子。因此，将意识到，双极结晶体管(BJT)的集电极和发射极都是电流传递端子。还应该意识到，场效应晶体管(FET)的源极和漏极都是电流传递端子。
如本文所使用的，术语“衬底”用于描述具有平坦表面的任何类型的结构，在其上可以沉积半导体材料和/或可以将半导体材料注入和扩散到该平坦表面中。在一些实施例中，衬底是具有特定范围的P型原子(即，离子)浓度的P型硅衬底。
如本文所使用的，术语“外延”用于指代外延层，例如，N型外延层，其设置在衬底(例如P型衬底)上，并且具有特定范围的N型原子(即离子)浓度。
如本文所使用的，术语“N+”或“NP”用于指代注入并扩散到半导体层中的区域，例如，注入并扩散到离衬底最远的外延层的表面，并且具有另一特定范围的N型原子(即离子)的浓度。
如本文所使用的，术语“轻N”或简称“LN”用于指代注入并扩散到半导体层中的区域，例如，注入并扩散到远离衬底的外延层的表面中，并且具有特定范围的N型原子(即离子)的浓度。
如本文所使用的，术语“P阱”用于指代注入并扩散到半导体层中的区域，例如，注入并扩散到远离衬底的外延层的表面，并且具有特定范围的P型原子(即离子)浓度。
如本文所使用的，术语“P型埋入层”或简称“PBL”用于指代注入并扩散到半导体层中的区域，例如，注入到衬底中，然后向上扩散到外延(epi)层(本文也被称为外延层)中。外延层可以在PBL注入和扩散步骤之后生长，并且可以在场氧化过程中向上扩散到外延层中。
如本文所使用的，术语“N型埋入层”或简称“NBL”用于指代注入并扩散到半导体层中的区域，例如，注入到衬底中，然后向上扩散到外延(epi)层中。在NBL注入和扩散步骤之后可以生长外延层，并且可以在场氧化过程期间向上扩散到外延层中。
如本文所使用的，术语“P+”或“PP”用于指代注入并扩散到半导体层中的区域，例如，注入并扩散到离衬底最远的外延层的表面，并且具有另一特定范围的P型原子(即离子)浓度。
如本文所使用的，上述类型半导体结构的浓度可落入以下范围：
衬底＝约1x1015P型原子每cm3，例如硼原子。
epi＝约1x1015至约6x1015N型原子每cm3，例如砷原子，
其中：5x1014至1x1015可以代表外延体掺杂的浓度，并且5x1015至1x1016可以代表在由附加外延注入步骤产生的大约2μm深度下在外延层表面区域处的浓度。(替代地，1x1015至6x1015)。
N+＝约1x1020N型原子每cm3，例如磷原子。
LN＝约1至2x1017原子每cm3，例如磷原子。
P阱＝约1x1016P型原子每cm3，例如硼原子。
PBL＝约1x1018至约2x1018P型原子每cm3，例如硼原子。
NBL＝约1x1019至约1.5×1019N型原子每cm3，例如锑原子。
P+＝约3x1019至约5x1019P型原子每cm3，例如硼原子。
在一些实施例中，浓度超出上述范围或值，但是可以在上述范围或值的大约+/-20％内。
应当注意，本文有时参考具有特定形状(例如，矩形或正方形)的组件。然而，本领域的普通技术人员将理解，本文所述的技术可应用于各种尺寸和形状。
现在参考图1，电阻器桥100被示出具有四个电阻元件104、106、108、110。电阻器桥100的第一端耦合到基准电压(VREF)102，并且电阻器桥100的第二端耦合到电压基准(即地)112。
在实施例中，电阻元件可以包括竖直外延电阻器和横向外延电阻器。例如，电阻器桥100可以包括具有第一竖直外延电阻器104和第一横向外延电阻器106的第一组电阻元件105。第一竖直外延电阻器104和第一横向外延电阻器106可以串联耦合。当串联耦合时，基准电流102的所有第一部分102a都传递通过第一竖直外延电阻器104和第一横向外延电阻器106两者。
电阻器桥100可以包括具有第二竖直外延电阻110和第二横向外延电阻108的第二组电阻元件109。第二竖直外延电阻器110和第二横向外延电阻器108可以串联耦合。当串联耦合时，基准电流102的所有第二部分102b都传递通过第二竖直外延电阻110和第二横向外延电阻108两者。
在实施例中，第一组电阻元件105和第二组电阻元件109可以并联耦合。当并联耦合时，基准电流102的至少第一部分102a传递通过第一组电阻元件105，并且基准电流102的至少第二部分102b传递通过第二组电阻元件109。
可以在电阻器桥100的第一端子和第二端子之间产生差分信号114、116(即，差分电压)。应当理解，根据电阻器桥100所经历的衬底应力，差分信号114、116可以具有正值或负值。
电阻器桥100可以包括两个或更多个不同类型的电阻器(例如，竖直外延电阻器、横向外延电阻器)。在其它实施例中，电阻器桥100可以包括两个不同类型的电阻器。在又一些其它实施例中，电阻器桥100可以包括单个电阻器。
在实施例中，电阻元件104、106、108、110中的每个可以具有相同或大体上相似的电阻温度系数。对于典型的应力和操作温度范围(例如，205℃，70MPa)，由于温度(即，温度系数)引起的电阻变化通常比衬底(元件104、106、108、110形成于其上)的应力(即，应力系数)引起的电阻变化大约三个数量级，而不管所使用的电阻元件的类型。因此，如果电阻器桥100中的一个或多个电阻元件的温度系数不同，则小的温度变化会显著地影响电阻器桥100的输出。然而，如果四个电阻器104、106、108、110的温度系数相同或大体上相似，则差分信号114、116将不会由于温度的直接影响而变化。
电阻元件104、106、108、110中的两个或多个可以具有相同的应力系数。在实施例中，相同类型的电阻元件可以具有相同或大体上相似的应力系数。例如，第一竖直外延电阻器104的应力系数可以等于第二竖直外延电阻器110的应力系数。此外，第一横向外延电阻器106的应力系数可以等于第二横向外延电阻器108的应力系数。然而，第一和第二竖直外延电阻器106、108的应力系数可以与第一和第二横向外延电阻器106、108的应力系数不同。
在实施例中，电阻器104、106、108、110中的一个或多个的值(即电阻)可能由于电阻器桥100上的温度变化(或其它应力因素)而经历应力变化。在一些实施例中，应力变化可以由湿度引起，例如电阻器桥100和/或霍尔效应元件包含在其中的壳体或封装(例如，塑料封装)的湿度吸收。在给定的温度下，如果湿度变化，壳体可以吸收水分并扩展或膨胀，从而引起电阻器桥(和/或霍尔效应元件)所经历的应力分布的变化。因此，电阻的这些变化可能导致电阻器桥100的差分信号114、116改变。如下面将更详细地讨论的，差分信号114、116的变化可以用于感测衬底的应力，并补偿由衬底的应力引起的霍尔效应元件的灵敏度的变化。
现在参考图2，竖直外延电阻器201设置在N型外延层203中，N型外延层203设置在P型半导体衬底202上。衬底202具有衬底表面202a，在衬底表面202a上设置外延层203，例如利用沉积制造技术。在实施例中，竖直电阻器201与图1的第一竖直外延电阻器104和第二竖直外延电阻器110相同或大体上相似。
PBL区域216可以与P阱区域214接合，形成电子流的电势垒，该势垒限定竖直外延电阻器201的外围边界。
将理解用于沉积和扩散P阱区域216和PBL区域214的技术。然而，这里只要说明在外延层203沉积在衬底202的表面202a上之前，PBL区域216可以沉积到衬底202的表面202a上。P阱区域214可以与另一个P阱区域212一起沉积在外延层203的外表面203a上。竖直外延电阻器201的加热使PBL区域216向上扩散到外延层203中，以及向下扩散到衬底202中。竖直外延电阻器201的加热还导致P阱区域214、212向下扩散到外延层203中。
以类似于PBL区域218形成的方式形成的NBL区域204可以设置在外延层203内和外延层203的外部(顶部)表面203a之下。
两个(或更多个)N+传感器208、210可以沉积并扩散到外延层203的表面。传感器208、210可以用于经由金属接触部(未示出)(形成在金属层(未示出)中并与传感器208、210电通信)形成到竖直外延电阻器201的双端子连接。
外延层203在传感器208、210和NBL区域204之间具有电阻218、220。
P阱区域212可以导致流过电阻218、220的电流大体上垂直于外延层203的表面203a。
通过在两个传感器208、210之间传递图1的基准电流102，可以形成第一竖直外延电阻器104和第二竖直外延电阻器110。将理解的是，所得到的竖直外延电阻器201的电阻由两个电阻218、220的串联总和控制。
由于在x和y方向上的应力(即，应力系数)，电阻218、220的压阻系数约为53.4×10-11每帕斯卡，并且因此，电阻218、222随着衬底202上的应力来改变值。
现在参考图2A，横向外延电阻器211设置在N型外延层203中，N型外延层203设置在P型半导体衬底202上。衬底202具有衬底表面202a，在衬底表面202a上设置外延层203，例如利用沉积制造技术。在实施例中，横向外延电阻器211与图1的第一横向外延电阻器106和第二横向外延电阻器108相同或大体上相似。
PBL区域217可以与P阱区域215接合，形成电子流的电势垒，该势垒限定横向外延电阻器211的外围边界。
将理解用于沉积和扩散P阱区域217和PBL区域215的技术。然而，本文只要说明在外延层203沉积在衬底202的表面202a上之前，PBL区域217可以沉积到衬底202的表面202a上。P阱区域215可以沉积在外延层203的外表面203a上。横向外延电阻器211的加热导致PBL区域217向上扩散到外延层203中，以及向下扩散到衬底202中。横向外延电阻器211的加热还导致P阱区域215、212向下扩散到外延层203中。
两个(或更多个)N+传感器207、209和N+插塞223、225可以沉积并扩散到外延层203的表面中。传感器207、209和插塞223、225可以用于经由金属接触部(未示出)(形成在金属层(未示出)中并与传感器207、209和插塞223、225电通信)形成到横向外延电阻器211的双端子连接。
外延层203在传感器207、209和插塞223、225之间具有电阻219。
P阱区域215可以导致流过电阻219的电流大体上平行于外延层203的表面203a。
通过在两个传感器207、209和插塞223、225之间传递图1的基准电流102，可以形成第一横向外延电阻106或第二横向外延电阻108。将理解的是，所得到的横向外延电阻器211的电阻由电阻219的值控制。
电阻219的压阻系数(即，应力系数)约为-24.4x10-11每帕斯卡，以在x和y方向上施加应力，并且因此，电阻219随着衬底202上的应力来改变值。
下面结合图3描述了计算，该计算得到具有一个或多个竖直外延电阻器201(例如，图1的竖直外延电阻器104、110)和一个或多个横向外延电阻器211(例如，图1的横向外延电阻器106、108)的电阻器桥的益处，其均具有上述压电系数。
现在参考图3，电子电路300形成在衬底之上的外延层301上，衬底位于外延层301之下。
电子电路300可以包括霍尔效应元件324，其被部分示出为外延层301的有界部分324i(由电子流的电势垒326划界)，该势垒限定霍尔效应元件324的外围边界。电势垒326可以包括位于P阱区域之下的PBL区域，与图2的PBL区域216和P阱区域214非常相同。
有界部分324i可以形成霍尔效应元件324的霍尔板。在有界部分324之上的可以是场板，在一些实施例中，场板可以形成在金属层中。场板在x-y平面中可以具有与有界部分324i大致相同的尺寸，因此参考指示器324i可以用于指代外延层321中的霍尔板(即有界部分)，或者指代外延层301上方的场板。
霍尔效应元件324可以包括四个传感器324a、324b、324c、324d，这些传感器可以以与下面结合图4-4B描述的四个端子420a、420b、420c、420d相同的方式使用并耦合。如以上结合图2所示，上述四个传感器324a、324b、324c、324b可以是在金属层中形成的对应的四个接触部(未示出)。
在一些实施例中，霍尔效应元件324的有界部分324i可以形成具有四个侧或边324e、324f、324g、324g的正方形形状。然而，在其它实施例中，有界部分324i(和霍尔板和场板)不需要具有正方形形状。
应当理解，霍尔效应元件324是水平或平面霍尔效应元件，其具有与z轴平行的最大灵敏度轴。
在实施例中，电子电路300包括四个电阻元件302、314、330、350。四个电阻元件302、314、330、350中的每一个都可以定位于霍尔效应元件324的预定距离。在一些实施例中，四个电阻元件302、314、330、350中的每一个沿霍尔效应元件324的相应侧或边对准，使得它们与霍尔效应元件324的侧或边接触。
第一电阻元件302和第二电阻元件314可以与图1的第一竖直外延电阻器104和第二竖直外延电阻器110以及图2的竖直外延电阻器201相同或相似。第三电阻元件330和第四电阻元件350可以与图1的第一横向外延电阻器106和第二横向外延电阻器108以及图2的横向外延电阻器211相同或相似。
在实施例中，第一电阻器302和第四电阻器350串联耦合，并且形成与图1的第一组电阻元件105相同或相似的第一组电阻元件。第二电阻器314和第三电阻器330可以串联耦合，并且形成与图1的第一组电阻元件109相同或相似的第二组电阻元件。第一组电阻元件和第二组电阻元件可以并联耦合以形成电阻器桥，该电阻器桥与图1的电阻器桥100相同或相似。
第一电阻器302可以包括NBL区域304、P阱区域311、势垒区域310和两个传感器306、308，它们可以与图2的NBL区域204、P阱区域212、由P阱区域和PBL区域214、216形成的势垒区域以及传感器208、210。
NBL区域304具有平行于x轴的长度尺寸的长度和平行于y轴的宽度尺寸的宽度。NBL区域304的长度尺寸可以平行于霍尔效应元件324的边缘324f。然而，在其它实施例中，长度尺寸不平行于霍尔效应元件324的边缘。
虽然NBL区域304的宽度尺寸被示出为小于长度尺寸，但是在其它实施例中，宽度尺寸可以等于或大于长度尺寸。
第二电阻器314可以包括NBL区域316、P阱区域323、势垒区域322和两个传感器318、320，它们可以与图2的NBL区域204、P阱区域212、由P阱区域和PBL区域214、216形成的势垒区域以及传感器208、210相同或相似。
NBL区域316具有平行于y轴的长度尺寸的长度和平行于x轴的宽度尺寸的宽度。NBL区域的长度尺寸可以平行于霍尔效应元件324的边324g。然而，在其它实施例中，长度尺寸不平行于霍尔效应元件324的边。如图所示，第一电阻器302的NBL区域304的长度尺寸与第二电阻器314的NBL区域316的长度尺寸大体上垂直。然而，其它相对取向也是可能的。
虽然NBL区域316的宽度尺寸被示出为小于长度尺寸，但是在其它实施例中，宽度尺寸可以等于或大于长度尺寸。
第三电阻器330可以包括势垒区域334和两个传感器336、338，它们可以与由图2A的P阱区域和PBL区域215、217形成的势垒区域以及传感器207、209相同或相似。
在实施例中，势垒区域334具有平行于y轴的长度尺寸的长度和平行于x轴的宽度尺寸的宽度。阻挡区域334的长度尺寸可以平行于霍尔效应元件324的边324e。然而，在其它实施例中，长度尺寸不平行于霍尔效应元件324的边。如图所示，第三电阻器330的势垒区域334的长度尺寸与第二电阻器314的NBL区域316的长度尺寸大体上垂直。然而，其它相对取向也是可能的。
虽然阻挡区域334的宽度尺寸被示出为小于长度尺寸，但是在其它实施例中，宽度尺寸可以等于或大于长度尺寸。
第四电阻器350可以包括势垒区域354和两个传感器356、358，它们可以与由图2A的P阱区域和PBL区域215、217形成的势垒区域以及传感器207、209相同或相似。
在实施例中，势垒区域354具有平行于y轴的长度尺寸的长度和平行于x轴的宽度尺寸的宽度。阻挡区域354的长度尺寸可以平行于霍尔效应元件324的边324h。然而，在其它实施例中，长度尺寸不平行于霍尔效应元件324的边。如图所示，第四电阻器350的势垒区域354的长度尺寸与第一电阻器314的NBL区域304的长度尺寸大体上垂直。然而，其它相对取向也是可能的。
虽然阻挡区域354的宽度尺寸被示出为小于长度尺寸，但是在其它实施例中，宽度尺寸可以等于或大于长度尺寸。
第一电阻器302和第三电阻器330被分别示出为彼此平行并且在霍尔效应元件324的相对侧上，并且第二电阻器314和第四电阻器350被分别示出为彼此平行并且在霍尔效应元件324的另一相对侧上。然而，在其它实施例中，第一电阻器302和第二电阻器314可以彼此平行，并且可以分别在霍尔效应元件324的相对侧上，并且第三电阻器330和第四电阻器350也可以彼此平行，并且可以分别在霍尔效应324的其它相对侧上。
在实施例中，电子电路300可以形成下面关于图4-4B讨论的电子电路402、404、406一部分。
如上文结合图2所述的，电阻218、220的压阻系数(即，应力系数)约为53.4x10-11每帕斯卡，并且因此，第一电阻器302和第二电阻器314随着衬底上的x、y方向的应力来改变电阻值，例如，202，按53.4x10-11每帕斯卡。此外，电阻219的压阻系数约为-24.4x10-11每帕斯卡，并且因此，根据-24.4x10-11每帕斯卡，第三电阻器330和第四电阻器350随着衬底上的x、y方向的应力来改变电阻值，例如，202。
例如，竖直外延电阻器在25℃下的应力灵敏度为：
横向外延电阻在25℃下的应力灵敏度为：
其中，
σx=平行于x轴的应力，σY＝平行于y轴的应力，并且GPa＝千兆帕斯卡＝109帕斯卡。
因此，包括两个竖直外延电阻器和两个横向外延电阻器的电阻器桥(例如，图1的电阻器桥100)的灵敏度可以使用以下公式和代数步骤导出：
REPI0=RVEPI0
在25℃下的压电霍尔效应是：
其中：
σX＝平行于x轴的应力，σY＝平行于y轴的应力，S＝平面霍尔效应元件的标称灵敏度，并且ΔS＝灵敏度的变化。
因此，对于x和y方向的应力，霍尔效应元件324的压电霍尔系数约为45x10-11每帕斯卡，这接近于上述的压阻系数(即38.9x10-11每帕斯卡)。在一些实施例中，可以在数字域中补偿电阻器桥和霍尔效应元件324(以及过温度)的灵敏度之间的差异，如下面关于图4-4B更详细地讨论的。
方程(1)和(2)中所示的应力系数是相似的。
因此，电阻器桥(例如图1的电阻器桥100)可以被配置成感测衬底的应力的变化，这与霍尔效应元件324的灵敏度变化有关。例如，在一个实施例中，其中电阻器桥和霍尔效应元件100处于相同的环境(例如，相同的封装、相同的集成电路、相同的器件)，环境中的温度和/或应力可以以类似的方式影响电阻器桥和霍尔效应元件两者。电阻器桥的灵敏度由于衬底的应力而变化，可以反映霍尔效应元件324由于相同或相似的应力而产生灵敏度变化。因此，通过测量电阻器桥的变化电压(该变化电压与衬底中的应力变化有关)，可以确定霍尔效应元件的灵敏度的相关变化。该电压可以用于补偿霍尔效应元件的灵敏度漂移。
现在参考图4-4B，其中类似的元素被提供有类似的附图标记。
现在参考图4，电子电路402包括电阻器桥400和霍尔效应元件420。电阻器桥400被定位在与霍尔效应元件420的预定距离处。在一些实施例中，电阻器桥400与霍尔效应元件420接触或接近。例如，电阻器桥400可以设置在集成电路内，并且沿着霍尔效应元件420的一个或多个侧或边定位，例如图3中所示的配置。
电阻器桥400可以与图1的电阻器桥100相同或大体上相似。例如，电阻器桥400可以具有至少四个电阻元件，并且可以在第一端子416和第二端子414之间产生差分信号416、414。差分信号416,414与电阻器桥400内的电阻元件的值有关。应当理解的是，在其它实施例中，电阻器桥可以具有两个或单个电阻器。
霍尔效应元件420分别具有四个端子420a-420d。驱动电流源422耦合到霍尔效应元件420的第一端子420a。驱动电流源422可以产生驱动电流422a，驱动电流422a从第一端子420a通过霍尔效应元件420传递到第二端子420b。电压基准(即地)424可以被耦合以接收驱动电流422a。可以在霍尔效应元件420的第三端子420c和第四端子420d之间产生差分信号426、428。差分输出信号426、428与驱动电流422a的幅度有关，并且还与霍尔效应元件420所经历的外部磁场的大小有关。
差分信号426、428还被衬底内的应力影响，霍尔效应元件420设置在该衬底上。
放大器430耦合到霍尔效应元件420并被耦合以接收信号426、428。放大器430可以被配置为产生放大信号430a。
在实施例中，放大器430耦合到补偿电路440。补偿电路440被耦合以从电阻器桥400接收差分信号416、414，并且被配置为产生补偿信号441。在实施例中，补偿信号442与差分信号416、414相关，通过补偿电路440的预定增益值相关。补偿信号442可以由放大器430的增益控制端子接收。根据差分放大器430的增益控制端子的电路特性，补偿信号442也可以从差分信号414、416在电压上偏移(DC偏移)。
差分信号414、416的幅度和补偿信号442的幅度通过补偿电路440的增益值相关。
在操作中，放大器430可以根据补偿信号442的值从标称增益(例如，在室温下)改变增益。补偿电路440的增益值可以是1、大于1、或小于1。此外，由补偿信号442产生的运算放大器430的增益可以是1、大于1或小于1。
应当理解，霍尔效应元件420具有第一灵敏度，例如，该灵敏度可以表示为霍尔效应元件420所经历的每单位磁场的电压。类似地，放大信号430a具有第二灵敏度，例如第二灵敏度可以用霍尔效应元件所经历的每单位磁场的电压来表示。霍尔效应元件420的第一灵敏度和放大信号430a的第二灵敏度通过放大器430的增益相关。因此，较高增益放大器430导致放大信号430a的更高灵敏度。
还应当理解，霍尔效应元件420由于衬底中的应力而导致的灵敏度变化在以上被描述以每应力的百分比为单位。此外，霍尔效应元件420结果的灵敏度的百分比误差是放大信号430a的灵敏度的相同百分比误差。
可以选择标称增益(例如，在操作放大器的室温下)以实现放大信号430a的期望(并且优选地是不变的)灵敏度。在一些实施例中，可以期望运算放大器430具有足够高的标称增益，使得电子电路402的热噪声主要由电子电路402决定，并且较少由可以跟随运算放大器430的电子电路决定。因此，可以期望放大器的标称增益大体上大于一，例如十。
如上所述，若非由放大器430进行补偿，则霍尔效应元件420由于应力以百分比关系改变灵敏度，并且放大信号430a可以类似地以相同百分比关系改变灵敏度。综上所述，应该理解，在放大器430的仅固定增益的情况下，放大信号430a将经历由于支撑电子电路402的衬底的应力引起的百分比灵敏度变化。因此，期望放大器430的增益通过补偿信号442改变以补偿应力。
放大信号430a的灵敏度补偿(例如，增益补偿)可以根据若干参数来确定，这些参数可以包括电阻器桥电路400的上述应力系数(参见，例如方程(1))、补偿电路440的增益值、运算放大器430的增益控制端子的特性(另一增益因子)以及运算放大器430的标称增益。因此，放大信号430a的补偿可以根据电阻器桥电路的上述应力系数乘以一系列乘法增益因子来确定。
可以选择补偿电路440的增益值来实现具有其标称增益的放大信号430a，放大信号430a具有随温度而减小的灵敏度变化，该变化对衬底的应力最敏感，该应力可能与衬底的温度有关。
现在参考图4A，其中图4的类似元件被示出具有类似的附图标记，电子电路404包括被定位在与霍尔效应元件420预定距离内的电阻器桥400。电阻器桥400产生差分信号416、414。在一些实施例中，电阻器桥400与霍尔效应元件420接触或接近。例如，电阻器桥400可以设置在集成电路内，并沿着霍尔效应元件的一个或多个侧或边定位，例如图3中所示的配置。
如上所述，放大器430被配置为产生放大信号430a。第一模数转换器450可以耦合到放大器430并被耦合以接收放大器信号430a。在实施例中，第一模数转换器450将放大信号430a转换为第一数字信号450a。数字信号450a的数字值可以表示放大器信号430a的幅度。
差分放大器454可以被耦合以接收不同的信号414、416，并且可以能够操作以产生放大信号454a。
处理器460耦合到第一模数转换器450，并被耦合以接收第一数字输出信号450a。处理器460可以被配置为生成代表差分信号426、428的经处理的信号460a。处理器460还可以耦合到第二模数转换器452。
在实施例中，第二模数转换器452被耦合以接收放大信号454a。在实施例中，第二模数转换器452将放大信号454a转换为第二数字信号452a。例如，在一个实施例中，差分信号416、414具有电压值并且被转换为第二数字值452a。第二数字值452a可以表示差分信号416、414的幅度。处理器460被配置为接收第二数字信号452a。
在操作中，并且根据上面的讨论，应当显而易见的是，像霍尔效应元件420的第一灵敏度，并且像放大信号430a的第二灵敏度一样，经处理的信号460a具有第三灵敏度，该第三灵敏度例如可以用霍尔效应元件420所经历的每单位磁场的数字值表示。此外，根据上面的讨论应当显而易见的是，霍尔效应元件420的第一灵敏度中的百分比误差、放大信号430a的灵敏度中的百分比误差以及经处理的信号460a中的百分比误差是实质上相同的百分比误差。
经处理的信号460a的灵敏度补偿可以根据若干参数来确定，这些参数可以包括电阻器桥电路400的上述应力系数(参见，例如方程(1))、放大器430的标称增益、第一模数转换器450的有效增益值(即，比特每伏)、放大器454的增益值、第二模数转换器452的有效增益值(即，比特每伏)以及可以应用于处理器460内的增益因子。因此，处理器430a的补偿可以根据电阻器桥电路400的上述应力系数乘以一系列乘法增益因子来确定。
可以选择上述增益因子的增益值以实现具有其标称增益的经处理的信号460a，经处理的信号460a具有随温度而减小的灵敏度变化，该变化对衬底的应力最敏感，该应力可能与衬底的温度有关。
现在参考图4B，其中图4的类似元件被示出具有类似的附图标记，电子电路406包括耦合到补偿电路440的电阻器桥400。补偿电路441被配置为从电阻器桥400接收差分信号416、414。在实施例中，补偿电路441基于差分信号416、414产生补偿信号441a。
霍尔效应元件410可以以与以上针对电流源422所述的相同的方式耦合到电流源423。然而，这里与电流源422不同，电流源422包括用于接收补偿信号441a的控制端子。控制信号441a能够操作以向霍尔效应元件420产生可控电流423a。如上所述，电流423a的值确定霍尔效应元件420的灵敏度。
在操作中，并且根据上面的讨论，应当显而易见的是，补偿电路441的增益值可以是1、大于1或小于1。此外，由补偿信号441a产生的电流源423的增益可以是1、大于1或小于1。此外，霍尔效应元件420具有灵敏度，该灵敏度例如可以通过霍尔效应元件420所经历的每单位磁场的数字值来表示。因此，可以将可控电流423a提供给霍尔效应元件420，以补偿霍尔效应元件420的灵敏度。
此处引用的所有参考均以其全文引用的方式并入本文。
已经描述了用于示出作为本专利的主题的各种概念、结构和技术的优选实施例，现在将显而易见的是，可以使用包含这些概念、结构和技术的其它实施例。因此，要提出的是，专利的范围不应受所述实施例的限制，而应仅受所附权利要求的精神和范围的限制。
本文所述的实施例的要素可以组合以形成未具体阐述的其它实施例。在单个实施例的上下文中描述的各种元件也可以单独提供，或者以任何适合的子组合提供。本文未具体描述的其它实施例也在所附权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种电子电路，包括：
半导体衬底，以及
设置在所述半导体衬底上的电阻器桥，所述电阻器桥包括：
第一组电阻元件，所述第一组电阻元件具有串联耦合的第一竖直外延电阻器和第一横向外延电阻器；以及
第二组电阻元件，所述第二组电阻元件具有串联耦合的第二竖直外延电阻器和第二横向外延电阻器；
其中，所述第一组电阻元件和所述第二组电阻元件并联耦合，并且其中，所述电阻器桥能够操作以响应于所述半导体衬底的应力产生差分信号。
2.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述第一组电阻元件和所述第二组电阻元件中的每个电阻元件具有相同的温度系数。
3.根据权利要求2所述的电子电路，其中，所述第一竖直外延电阻器的应力系数等于所述第二竖直外延电阻器的应力系数。
4.根据权利要求3所述的电子电路，其中，所述第一横向外延电阻器的应力系数等于所述第二横向外延电阻器的应力系数。
5.根据权利要求4所述的电子电路，其中，所述第一竖直外延电阻器和所述第二竖直外延电阻器的应力系数不同于所述第一横向外延电阻器和所述第二横向外延电阻器的应力系数。
6.根据权利要求5所述的电子电路，还包括：
设置在所述半导体衬底的表面之上的外延层，所述外延层具有远离所述半导体衬底的第一表面和靠近所述半导体衬底的第二表面，其中，所述第一竖直外延电阻器和所述第二竖直外延电阻器均包括：
注入所述外延层的所述第一表面并扩散到所述外延层的所述第一表面中的相应的第一传感器和第二传感器，以及
设置在所述外延层的所述第一表面之下以及所述第一传感器和所述第二传感器之下的相应的埋入式结构，其中，每个相应的第一埋入式结构具有导致相应的第一低电阻路径的原子密度，所述第一低电阻路径具有低于所述外延层的电阻的相应的第一电阻，其中，相应的电流从所述第一传感器、通过所述外延层的相应的第一区域、通过所述相应的第一埋入式结构、以及通过所述外延层的相应的第二区域传递到所述第二传感器，其中，所述相应的电流在大体上垂直于所述外延层的所述第一表面的方向上传递通过所述外延层的所述相应的第一区域和所述相应的第二区域，并且其中，所述相应的埋入式结构具有相应的第一长度尺寸和相应的第一宽度尺寸，所述相应的第一长度尺寸平行于所述外延层的所述相应的第一表面。
7.根据权利要求6所述的电子电路，
其中，所述第一横向外延电阻器和所述第二横向外延电阻器均包括：
注入所述外延层的所述第一表面并扩散到所述外延层的所述第一表面的相应的第一传感器和第二传感器，其中，相应的电流从所述第一传感器、通过所述外延层的相应的第三区域、通过所述外延层的相应的第四区域、以及通过所述外延层的相应的第五区域传递到所述第二传感器，其中，所述相应的电流在大体上平行于所述外延层的所述第一表面的方向上传递通过所述相应的第四区域。
8.根据权利要求7所述的电子电路，还包括霍尔效应元件，所述霍尔效应元件设置在所述半导体衬底上并且靠近所述电阻器桥，其中，所述电阻器桥被配置为感测霍尔效应元件的应力值。
9.根据权利要求8所述的电子电路，还包括补偿电路，所述补偿电路设置在所述半导体衬底上并耦合到所述电阻器桥，并且能够操作以产生补偿信号，其中，所述补偿电路被配置为接收来自所述电阻器桥的所述差分信号。
10.根据权利要求9所述的电子电路，还包括放大器，所述放大器设置在所述半导体衬底上并且耦合到所述霍尔效应元件和所述补偿电路，并且能够操作以产生放大信号，其中，所述放大器能够操作以根据所述补偿信号的值改变所述放大信号的增益。
11.根据权利要求8所述的电子电路，还包括：
放大器，其设置在所述半导体衬底上并耦合到所述霍尔效应元件并且能够操作以产生放大信号；
第一模数转换器，其设置在所述半导体衬底上并被耦合以接收来自所述放大器的所述放大信号并且能够操作以产生第一数字信号；
处理器，其设置在所述半导体衬底上并被耦合以接收所述第一数字信号并且能够操作以产生经处理的信号，其中，所述经处理的信号具有针对所述第一数字信号的增益；以及
第二模数转换器，其设置在所述半导体衬底上，耦合到所述电阻器桥并且能够操作以响应于所述差分信号产生第二数字信号，其中，所述处理器还被耦合以接收所述第二数字信号，并且能够操作以改变针对所述第一数字信号的增益以产生所述经处理的信号。
12.根据权利要求9所述的电子电路，还包括：
电流发生器，其能够操作以产生传递通过所述霍尔效应元件的驱动电流，其中，所述补偿电路耦合到所述电流发生器，并且能够操作以向所述电流发生器提供所述补偿信号。
13.一种电子电路，包括：
半导体衬底；
霍尔效应元件，其设置在所述半导体衬底上；以及
电阻器桥，其设置在所述半导体衬底上并且靠近所述霍尔效应元件，所述电阻器桥包括：
第一组电阻元件，其具有串联耦合的第一竖直外延电阻器和第一横向外延电阻器；以及
第二组电阻元件，其具有串联耦合的第二竖直外延电阻器和第二横向外延电阻器；
其中，所述第一组电阻元件和所述第二组电阻元件并联耦合，并且其中，所述电阻器桥能够操作以感测所述半导体衬底和所述霍尔效应元件的应力值，并且其中，所述电阻器桥能够操作以响应于所述半导体衬底和所述霍尔效应元件的所述应力值产生差分信号。
14.根据权利要求13所述的电子电路，其中，所述第一组电阻元件和所述第二组电阻元件中的每个电阻元件具有相同的温度系数。
15.根据权利要求14所述的电子电路，其中，所述第一竖直外延电阻器的应力系数等于所述第二竖直外延电阻器的应力系数。
16.根据权利要求15所述的电子电路，其中，所述第一横向外延电阻器的应力系数等于所述第二横向外延电阻器的应力系数。
17.根据权利要求16所述的电子电路，其中，所述第一竖直外延电阻器和所述第二竖直外延电阻器的应力系数不同于所述第一横向外延电阻器和所述第二横向外延电阻器的应力系数。
18.根据权利要求13所述的电子电路，还包括：
设置在所述半导体衬底的表面之上的外延层，所述外延层具有远离所述半导体衬底的第一表面和靠近所述半导体衬底的第二表面，其中，所述第一竖直外延电阻器和所述第二竖直外延电阻器均包括：
注入所述外延层的所述第一表面并扩散到所述外延层的所述第一表面中的相应的第一传感器和第二传感器；以及
设置在所述外延层的所述第一表面之下以及所述第一传感器和所述第二传感器之下的相应的埋入式结构，其中，每个相应的第一埋入式结构具有导致相应的第一低电阻路径的原子密度，所述第一低电阻路径具有低于所述外延层的电阻的相应的第一电阻，其中，相应的电流从所述第一传感器、通过所述外延层的相应的第一区域、通过所述相应的第一埋入式结构、以及通过所述外延层的相应的第二区域传递到所述第二传感器，其中，所述相应的电流在大体上垂直于所述外延层的所述第一表面的方向上传递通过所述外延层的所述相应的第一区域和所述相应的第二区域，并且其中，所述相应的埋入式结构具有相应的第一长度尺寸和相应的第一宽度尺寸，所述相应的第一长度尺寸平行于所述外延层的所述相应的第一表面。
19.根据权利要求18所述的电子电路，其中，所述第一横向外延电阻器和所述第二横向外延电阻器均包括：
注入所述外延层的所述第一表面并扩散到所述外延层的所述第一表面中的相应的第一传感器和第二传感器，其中，相应的电流从所述第一传感器、通过所述外延层的相应的第三区域、通过所述外延层的相应的第四区域、以及通过所述外延层的相应的第五区域传递到所述第二传感器，其中，所述相应的电流在大体上平行于所述外延层的所述第一表面的方向上传递通过所述相应的第四区域。
20.根据权利要求19所述的电子电路，还包括补偿电路，所述补偿电路设置在所述半导体衬底上并耦合到所述电阻器桥，并且能够操作以产生补偿信号，其中，所述补偿电路被配置为接收来自所述电阻器桥的所述差分信号。
21.根据权利要求20所述的电子电路，还包括放大器，所述放大器设置在所述半导体衬底上并且耦合到所述霍尔效应元件和所述补偿电路，并且能够操作以产生放大信号，其中，所述放大器能够操作以根据所述补偿信号的值改变所述放大信号的增益。
22.根据权利要求19所述的电子电路，还包括：
放大器，其设置在所述半导体衬底上并耦合到所述霍尔效应元件和所述补偿电路并且能够操作以产生放大信号；
第一模数转换器，其设置在所述半导体衬底上并被耦合以接收来自所述放大器的所述放大信号并且能够操作以产生第一数字信号；
处理器，其设置在所述半导体衬底上并被耦合以接收所述第一数字信号并且能够操作以产生经处理的信号，其中，所述经处理的信号具有针对所述第一数字信号的增益；以及
第二模数转换器，其设置在所述半导体衬底上，耦合到所述电阻器桥并且能够操作以响应于所述差分信号产生第二数字信号，其中，所述处理器还被耦合以接收所述第二数字信号，并且能够操作以改变针对所述第一数字信号的增益以产生所述经处理的信号。
23.根据权利要求20所述的电子电路，还包括：
电流发生器，其能够操作以产生传递通过所述霍尔效应元件的驱动电流，其中，所述补偿电路耦合到所述电流发生器，并且能够操作以向所述电流发生器提供所述补偿信号。
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