DE102016114174A1 - Hall-sensor-bauelemente und verfahren zum betreiben derselben - Google Patents

Hall-sensor-bauelemente und verfahren zum betreiben derselben Download PDF

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Abstract

Hall-Sensor-Bauelement wird bereitgestellt. Das Hall-Sensorbauelement umfasst eine Hall-Effektregion eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die ausgebildet sind, um elektrische Signale zu der/von der Hall-Effektregion bereitzustellen. Jede elektrische Kontaktregion wird in einer entsprechenden Wanne eines unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet, die an die Hall-Effektregion angrenzt. Das Hall-Sensorbauelement umfasst ferner eine Schaltungsanordnung umfassend eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, wobei jeder Steuerungsanschluss ausgebildet ist, um eine Leitfähigkeit in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps zu steuern. Die Schaltungsanordnung ist ausgebildet, um selektiv Steuerungssignale an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer ersten Betriebsphase leiten. Die Schaltungsanordnung ist ferner ausgebildet, um selektiv Steuerungssignale an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer zweiten Betriebsphase leiten.

Description

  • Gebiet
  • Beispiele beziehen sich auf das Betreiben von Hall-Sensor-Bauelementen unter Verwendung von Spin-Schemata. Genauer gesagt beziehen sich Beispiele auf Hall-Sensor-Bauelemente und Verfahren zum Betreiben derselben.
  • Hintergrund
  • Hall-Sensorbauelemente sind Halbleiterbauelemente, die zum Messen eines Magnetfeldes verwendet werden. Sie erzeugen ein Ausgangssignal proportional zu dem Magnetfeld. Bei einem Null-Magnetfeld neigen sie dazu, ein Signal auszugeben, das sich üblicherweise von Null unterscheidet: Dies ist ihr Versatzfehler (= Nullfeldfehler).
  • Hall-Sensorbauelemente umfassen eine Hall-Effektregion, wo der Hall-Effekt stattfindet, und drei oder mehr Kontakte in der oder in ohmschem Kontakt mit der Hall-Effektregion. Ein Kontakt kann als eine Kontaktwanne in der oder in Berührung mit der Hall-Effektregion verstanden werden. Ein elektrischer Kontakt mit der Hall-Sensorregion kann durch eine Kontaktdiffusion oder zum Beispiel einen Implantationsprozess hergestellt werden. Manchmal können mehrere Kontakte über Metallleitungen (in der Zwischenverbindungsschicht der Halbleitertechnik) mit demselben Anschluss verbunden sein. Anschlüsse können verwendet werden, um das Bauelement mit elektrischer Leistung zu versorgen und dessen Ausgangssignale abzugreifen.
  • Hall-Platten, die auch als Horizontal-Hall-Sensorbauelemente oder HHalls bekannt sind, sind flache Bauelemente mit einer Dicke von 5 bis unendlich (üblicherweise 50) Mal kleiner als ihre laterale Größe. Sie werden verwendet, um Magnetfeldkomponenten entlang ihrer Dickenrichtung zu detektieren (das heißt in Richtung in das Halbleitersubstrat). In der Siliziumtechnik sind Hall-Platten in lateralen Richtungen gegenwärtig üblicherweise 1 bis 3µm dick und 10 bis 100µm groß. Ihr Layout kann rechteckig, quadratisch, kreisförmig, oktogonal, kreuzförmig oder sogar dreieckig sein.
  • Vertikale Hall-Sensorbauelemente oder VHalls sind dicke Bauelemente, wo eine laterale Abmessung vergleichbar (0,2 Mal bis 10 Mal) mit ihrer Dickerichtung ist (das heißt Richtung in das Halbleitersubstrat). Sie haben oft die Form von langen Streifen, meistens gerade, manchmal gekrümmt, bogenförmig oder sogar kreisförmige Ringe. Sie können verwendet werden, um Magnetfeldkomponenten parallel zu der Halbleiterhauptoberfläche zu detektieren.
  • Die Ausdrücke „horizontal“ und „vertikal“ bezeichnen die Ausrichtung der plattenartigen Geometrie der Bauelemente im Hinblick auf die Hauptoberfläche des Halbleiterchips.
  • Ein Ansatz zum Reduzieren oder Beseitigen eines Versatzfehlers ist das Verwenden eines Multikontakt-Hall-Sensors. Drei-Kontakt- oder Vier-Kontakt-HHalls oder -VHalls können in einem Spinning-Current-artigen Modus betrieben werden, der die Versorgungs- oder Erfassungs-Rolle der Kontakte in mehreren Taktphasen verändert, so dass jeglicher Versatz reduziert wird, wenn die Signale aus den mehreren Taktphasen kombiniert werden. Der Restversatz hängt im Allgemeinen von der Versorgungsspannung ab, bei der das Bauelement betrieben wird: mit einer größeren Versorgungsspannung wächst der Restversatz. Dies wird verursacht durch Selbsterwärmung und elektrische Nichtlinearitäten der Bauelemente, die bei größeren Versorgungsspannungen größer sind. Um einen niedrigen Restversatz zu erreichen, müssen die Bauelemente bei niedriger Versorgungsspannung von z.B. 0,5V (anstatt größerer Versorgungsspannungen von 2 bis 3V) betrieben werden. Trotzdem kann der Restversatzfehler höher als erwünscht bleiben, wie zum Beispiel im Bereich von ungefähr 1 milli-Tesla (mT).
  • Somit kann ein Wunsch zum Betreiben von Hall-Sensor-Bauelementen mit reduziertem Restversatzfehler bestehen.
  • Zusammenfassung
  • Der Bedarf kann durch die vorgeschlagenen Beispiele erfüllt werden.
  • Ein Beispiel bezieht sich auf ein Hall-Sensor-Bauelement. Das Hall-Sensorbauelement umfasst eine Hall-Effektregion eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die ausgebildet sind, um elektrische Signale zu der/von der Hall-Effektregion bereitzustellen. Jede elektrische Kontaktregion wird in einer entsprechenden Wanne eines unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet, die an die Hall-Effektregion angrenzt. Das Hall-Sensorbauelement umfasst ferner eine Schaltungsanordnung umfassend eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, wobei jeder Steuerungsanschluss ausgebildet ist, um eine Leitfähigkeit in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps zu steuern. Die Schaltungsanordnung ist ausgebildet, um selektiv Steuerungssignale an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer ersten Betriebsphase leiten. Die Schaltungsanordnung ist ferner ausgebildet, um selektiv Steuerungssignale an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer zweiten Betriebsphase leiten.
  • Ein anderes Beispiel bezieht sich auf ein weiteres Hall-Sensor-Bauelement. Das Hall-Sensorbauelement umfasst eine Hall-Effektregion eines ersten Leitfähigkeitstyps, die in einem Halbleitersubstrat implementiert ist, und eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die in dem Halbleitersubstrat implementiert sind. Die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen ist ausgebildet, um elektrische Signale zu/von der Hall-Effektregion bereitzustellen. Ferner umfasst das Hall-Sensorbauelement eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, die ausgebildet sind, um während einer ersten Betriebsphase eine erste Mehrzahl von Kanälen in dem Halbleitersubstrat zwischen der Hall-Effektregion und einer ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen zu bilden. Die Kanäle leiten Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps. Die Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen ist ferner ausgebildet, um während einer zweiten Betriebsphase eine zweite Mehrzahl von Kanälen in dem Halbleitersubstrat zwischen der Hall-Effektregion und einer unterschiedlichen zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen zu bilden. Wiederum leiten die Kanäle Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps.
  • Ein wiederum anderes Beispiel bezieht sich auf ein wiederum weiteres Hall-Sensor-Bauelement. Das Hall-Sensorbauelement umfasst eine Hall-Effektregion und eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen. Die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen ist ausgebildet, um elektrische Signale zu/von der Hall-Effektregion bereitzustellen. Ferner umfasst das Hall-Sensorbauelement eine Schaltungsanordnung, die ausgebildet ist, um selektiv eine erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen mit der Hall-Effektregion während zumindest einer ersten Betriebsphase zu koppeln, und selektiv eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen mit der Hall-Effektregion während zumindest einer zweiten Betriebsphase zu koppeln. Jede der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen zeigt eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der ersten Betriebsphase und jede der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen zeigt eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der zweiten Betriebsphase.
  • Hall-Sensor-Bauelemente gemäß hierin beschriebenen Beispielen können das selektive aktivieren und deaktivieren von Einzelnen der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen erlauben. Aktivierte elektrische Kontaktregionen schließen einen Teil des elektrischen Signals aus der Hall-Effektregion kurz oder sie schließen einen Teil des elektrischen Stroms kurz, der durch die Hall-Effektregion fließt. Somit kann eine magnetische Empfindlichkeit des Hall-Sensor-Bauelements und ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis (Signal-to-Noise Ratio; SNR) des elektrischen Signals von der Hall-Effektregion erhöht werden, da nur ein Teil aller elektrischen Kontaktregionen während einer entsprechenden Betriebsphase aktiviert wird. Ferner kann das Kombinieren der elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die während der entsprechenden Betriebsphasen durch die elektrischen Kontaktregionen bereitgestellt werden, das Bereitstellen eines Ausgangssignals des Hall-Sensor-Bauelements mit reduziertem Restversatz erlauben.
  • Ein weiteres Beispiel bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Hall-Sensorbauelements umfassend eine Hall-Effektregion eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die ausgebildet sind, um elektrische Signale zu der/von der Hall-Effektregion unter Verwendung einer Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen bereitzustellen. Jede elektrische Kontaktregion wird in einer entsprechenden Wanne eines unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet, die an die Hall-Effektregion angrenzt, und jeder Steuerungsanschluss ist ausgebildet zum Steuern einer Leitfähigkeit in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps. Das Verfahren umfasst das selektive Anlegen von Steuerungssignalen an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer ersten Betriebsphase leiten. Das Verfahren umfasst ferner das selektive Anlegen von Steuerungssignalen an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer zweiten Betriebsphase leiten.
  • Ein wiederum weiteres Beispiel bezieht sich auf ein Verfahren für en Hall-Sensor-Bauelement umfassend eine Hall-Effektregion. Das Verfahren umfasst das Liefern elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung eines ersten Paares elektrischer Kontakte und das Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung eines zweiten Paars aus elektrischen Kontakten in einer ersten Betriebsphase. In einer zweiten Betriebsphase umfasst das Verfahren das Liefern elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung des zweiten Paares elektrischer Kontakte und das Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung des ersten Paars aus elektrischen Kontakten. Das Verfahren umfasst ferner das Liefern elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung eines dritten Paares elektrischer Kontakte und das Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung eines vierten Paars aus elektrischen Kontakten in einer dritten Betriebsphase. In einer vierten Betriebsphase umfasst das Verfahren das Liefern elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung des vierten Paares elektrischer Kontakte und das Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung des dritten Paars aus elektrischen Kontakten. Zumindest ein elektrischer Kontakt des dritten und vierten Paars aus elektrischen Kontakten zeigt eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der ersten Betriebsphase und zumindest ein elektrischer Kontakt des ersten und zweiten Paars aus elektrischen Kontakten zeigt eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der zweiten Betriebsphase.
  • Verfahren gemäß hierin beschriebenen Beispielen können das selektive Aktivieren und Deaktivieren von einzelnen der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (elektrischen Kontakten) eines Hall-Sensor-Bauelements erlauben. Dementsprechend kann eine magnetische Empfindlichkeit des Hall-Sensor-Bauelements und ein SNR des elektrischen Signals von der Hall-Effektregion erhöht werden, da nur ein Teil aller elektrischen Kontaktregionen (elektrischer Kontakte) während einer Betriebsphase aktiviert ist. Ferner kann das Kombinieren der elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die während der entsprechenden Betriebsphasen durch die elektrischen Kontaktregionen (elektrischen Kontakte) bereitgestellt werden, das Bereitstellen eines Ausgangssignals des Hall-Sensor-Bauelements mit reduziertem Restversatz erlauben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren ausschließlich beispielhaft und bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
  • 1 ein Beispiel eines Hall-Sensorbauelements darstellt;
  • 2 ein anderes Beispiel eines Hall-Sensorbauelements darstellt;
  • 3 ein wiederum anderes Beispiel eines Hall-Sensorbauelements darstellt;
  • 4 eine Draufsicht des Hall-Sensor-Bauelements darstellt, das in 3 dargestellt ist;
  • 5 ein Beispiel eines Kontaktierungsschemas für ein Hall-Sensorbauelement darstellt;
  • 6a und 6b ein Beispiel eines Kontaktierungsschemas für ein Hall-Sensorbauelement für zwei aufeinanderfolgende Spinning-Schemata darstellen;
  • 7a bis 7d ein Beispiel eines Kontaktierungsschemas für ein Hall-Sensorbauelement für vier aufeinanderfolgende Spinning-Schemata darstellen;
  • 8 ein weiteres Beispiel eines Hall-Sensorbauelements darstellt;
  • 9 ein wiederum weiteres Beispiel eines Hall-Sensorbauelements darstellt;
  • 10 ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Hall-Sensor-Bauelements darstellt; und
  • 11 ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens für ein Hall-Sensor-Bauelement darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren kann die Dicke der Linien, Schichten und/oder Regionen der Klarheit halber übertrieben sein.
  • Während sich dementsprechend weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, werden einige Beispiele derselben in den Figuren beispielhaft gezeigt und hier ausführlich beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es nicht beabsichtigt ist, Beispiele auf die offenbarten bestimmten Formen zu begrenzen. Weitere Beispiele können alle in den Rahmen der Offenbarung fallenden Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken sollen. In der gesamten Beschreibung der Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Elemente, die identisch oder in modifizierter Form im Vergleich zueinander implementiert sein können, während sie dieselbe oder eine ähnliche Funktionalität bereitstellen.
  • Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt verbunden oder gekoppelt sein können oder über ein oder mehrere Zwischenelemente. Wenn im Gegensatz ein Element als „direkt“ mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, sind keine Zwischenelemente vorhanden. Sonstige zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen benutzte Ausdrücke sollten auf gleichartige Weise ausgelegt werden (z. B. „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „benachbart“ gegenüber „direkt benachbart“ um nur einige Beispiele zu nennen).
  • Die hierin verwendete Terminologie bezweckt das Beschreiben bestimmter Beispiele und soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Immer, wenn eine Singularforme wie „ein, eine“ und „das, der, die“ verwendet wird, und die Verwendung von nur einem Element weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch die Pluralformen umfassen, um dieselbe Funktionalität zu implementieren. Auf ähnliche Weise, wenn eine Funktionalität nachfolgend derart beschreiben wird, dass sie unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert wird, können weitere Beispiele dieselbe Funktionalität unter Verwendung eines einzelnen Elements oder Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ bei hiesigem Gebrauch das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bestandteile angeben, aber nicht das Vorhandensein oder die Zufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen.
  • Sofern nicht anderweitig definiert werden alle hier benutzten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) in ihrer üblichen Bedeutung des technischen Gebietes verwendet, zu dem die Beispiele gehören, außer es ist hierin eindeutig anderes angegeben.
  • 1 stellt einen Querschnitt eines Hall-Sensorbauelements 100 dar. Das Hall-Sensorbauelement 100 umfasst eine Hall-Effektregion 110 eines ersten Leitfähigkeitstyps (z.B. n-dotiert), in der der Hall-Effekt stattfindet, wenn ein externes Magnetfeld (nicht dargestellt) vorliegt.
  • Das Hall-Sensorbauelement 100 umfasst ferner eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die ausgebildet sind zum Bereitstellen elektrischer Signale zu/von der Hall-Effektregion (zu diesem Zweck können die elektrischen Kontaktregionen mit entsprechenden Anschlüssen gekoppelt sein). Der Einfachheit halber sind nur zwei elektrische Kontaktregionen 120-1 und 120-2 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass jegliche Anzahl von elektrischen Kontaktregionen bereitgestellt werden kann. Zum Beispiel können 2, 3, 4, 8, 16, 24, 32 oder mehr elektrische Kontaktregionen bereitgestellt werden. Jede elektrische Kontaktregion wird in einer entsprechenden Wanne eines unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitstyps (z.B. p-dotiert) gebildet, die an die Hall-Effektregion 110 angrenzt. Zum Beispiel ist die elektrische Kontaktregion 120-1 in einer Wanne 130-1 gebildet und die elektrische Kontaktregion 120-2 ist in einer Wanne 130-2 gebildet, wobei beide Wannen 130-1 und 130-2 an die Hall-Effektregion 110 angrenzen (d.h. jede Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps verwendet eine Grenze mit der Hall-Effektregion 110 gemeinsam). Zum Beispiel kann zumindest eine (oder alle) der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen vom ersten Leitfähigkeitstyp sein. Alternativ können eine oder mehrere der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen durch einen Metallkontakt gebildet werden.
  • Das Hall-Sensorbauelement 100 umfasst ferner eine Schaltungsanordnung, die eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen umfasst. Der Einfachheit halber sind wieder nur zwei Steuerungsanschlüsse 140-1 und 140-2 dargestellt. Jeder Steuerungsanschluss ist ausgebildet zum Steuern einer Leitfähigkeit in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps. D.h., der Steuerungsanschluss 140-1 steuert die Leitfähigkeit in Wanne 130-1 und der Steuerungsanschluss 140-2 steuert die Leitfähigkeit in Wanne 130-2. Zum Beispiel kann ein Steuerungsanschluss die Leitfähigkeit in einer zugeordneten Wanne steuern, durch Steuern der spezifischen Leitfähigkeit des Kanals, der in der Wanne gebildet ist, oder durch Steuern einer geometrischen Änderung eines Strompfads durch die Wanne.
  • Bei dem dargestellten Beispiel von 1 sind die Steuerungsanschlüsse 140-1 und 140-2 mit entsprechenden Elektroden 142-1 und 142-2 gekoppelt (z.B. hergestellt aus niederohmigem Polysilizium), die auf entsprechenden Oxidschichten 141-1 und 141-2 gebildet sind. Die Oxidschichten werden auf den Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet. Dementsprechend können Inversionsschichten an den Schnittstellen zwischen den entsprechenden Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps und den Oxidschichten gebildet werden (abhängig von dem Potential an den Steuerungsanschlüssen). Diese Inversionsschichten dienen als Kanäle zum Leiten von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps. Somit erlauben die Steuerungsanschlüsse das Steuern der spezifischen Leitfähigkeit von Kanälen in den Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps.
  • Die Schaltungsanordnung ist ausgebildet, um selektiv Steuerungssignale an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer ersten Betriebsphase leiten (z.B. durch Anlegen eines ersten Potentials an die entsprechenden Steuerungsanschlüsse). D.h., zumindest einer der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen ist nicht in der ersten Teilmenge enthalten. Zum Beispiel kann der Steuerungsanschluss 140-1 in der ersten Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen enthalten sein. Somit ist ein Steuerungssignal an den Steuerungsanschluss 140-1 während der ersten Betriebsphase angelegt. Dementsprechend wird ein Kanal 150-1, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, in der zugeordneten Wanne 130-1 gebildet. D.h., ein elektrisch leitfähiger Kanal wird zwischen der Hall-Effektregion 110 und der elektrischen Kontaktregion 120-1 während der ersten Betriebsphase gebildet. Ferner kann der Steuerungsanschluss 140-2 nicht in der ersten Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen enthalten sein, sodass das Steuerungssignal, das an den Steuerungsanschluss 140-2 während der ersten Betriebsphase (z.B. einem unterschiedlichen zweiten Potential) angelegt ist, nicht die Bildung eines Kanals verursacht, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in der zugeordneten Wanne 130-2 während der ersten Betriebsphase leitet. D.h., kein elektrisch leitfähiger Kanal wird zwischen der Hall-Effektregion 110 und der elektrischen Kontaktregion 120-2 während der ersten Betriebsphase gebildet.
  • Die Schaltungsanordnung ist ferner ausgebildet, um selektiv Steuerungssignale an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer zweiten Betriebsphase leiten (z.B. durch Anlegen des ersten Potentials an die entsprechenden Steuerungsanschlüsse). D.h., zumindest einer der Steuerungsanschlüsse der zweiten Teilmenge ist nicht in der ersten Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen enthalten. Zum Beispiel kann der Steuerungsanschluss 140-2 in der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen enthalten sein. Somit ist ein Steuerungssignal an den Steuerungsanschluss 140-2 während der zweiten Betriebsphase angelegt. Dementsprechend wird ein Kanal 150-2, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, in der zugeordneten Wanne 130-2 gebildet. D.h., ein elektrisch leitfähiger Kanal wird zwischen der Hall-Effektregion 110 und der elektrischen Kontaktregion 120-2 während der zweiten Betriebsphase gebildet. Ferner kann der Steuerungsanschluss 140-1 nicht in der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen enthalten sein, sodass das Steuerungssignal, das an den Steuerungsanschluss 140-1 während der zweiten Betriebsphase (z.B. dem zweiten Potential) angelegt ist, nicht die Bildung eines Kanals verursacht, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in der zugeordneten Wanne 130-1 während der zweiten Betriebsphase leitet. D.h., kein elektrisch leitfähiger Kanal wird zwischen der Hall-Effektregion 110 und der elektrischen Kontaktregion 120-1 während der zweiten Betriebsphase gebildet.
  • Dementsprechend können einzelne der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Im Allgemeinen schließt eine aktivierte elektrische Kontaktregion, die nicht zum Liefern eines elektrischen Signals (z.B. eines Stromsignals oder Spannungssignals) zu der Hall-Effektregion 110 oder zum Abgreifen eines elektrischen Signals von der Hall-Effektregion 110 (d.h. zum Abgreifen eines Ausgangssignals) verwendet wird, einen Teil des elektrischen Versorgungssignals (d. h. einen Teil des Strom- oder Spannungssignals) oder einen Teil des Ausgangssignals kurz. Dementsprechend wird die Signalstärke der entsprechenden Signale verringert und das elektrische Feld innerhalb der Hall-Effektregion 110 wird verstärkt. Die Inhomogenität des elektrischen Feldes und der Strom/Spannung-Verteilung innerhalb der Hall-Effektregion 110 wird somit verstärkt – was zu einer Verstärkung des Restversatzes des Hall-Sensorbauelements führt. Da Steuerungssignale jedoch nur an die erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen angelegt werden, wird nur eine erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase aktiviert. Im Gegenteil, da Steuerungssignale nur an die zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen angelegt werden, wird nur eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase aktiviert. Somit wird ein Kurzschließen des elektrischen Versorgungssignals und ein Kurzschließen des Ausgangssignals der Hall-Effektregion reduziert. Die Homogenität des elektrischen Feldes und der Strom/Spannung-Verteilung innerhalb der Hall-Effektregion kann somit verstärkt werden, sodass der Restversatz des Hall-Sensorbauelements 100 im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen reduziert werden kann.
  • Zum Beispiel kann die erste Betriebsphase ein volles erstes Spinning-Schema aufweisen, wohingegen die zweite Betriebsphase ein volles zweites Spinning-Schema aufweisen kann. Bei einem vollen Spinning-Schema wird die Versorgungs- oder Erfassungs-Rolle der aktivierten elektrischen Kontaktregionen in mehreren Taktphasen verändert: Jede aktivierte, elektrische Kontaktregion stellt (liefert) ein elektrisches Signal an die Hall-Effektregion 110 für eine ganzzahlige Zahl n von Taktphasen bereit und stellt ein elektrisches Signal von der Hall-Effektregion 110 für dieselbe Zahl n von Taktphasen bereit (greift es ab). Zum Beispiel liefern bei einem Spinning-Current-Schema mit vier aktivierten elektrischen Kontaktregionen eine erste und eine zweite der vier aktivierten elektrischen Kontaktregionen ein Stromsignal zu der Hall-Effektregion 110 in einer ersten Taktphase, wohingegen eine dritte und eine vierte der vier aktivierten elektrischen Kontaktregionen das elektrische Signal (d.h. ein Spannungssignal) von der Hall-Effektregion 110 abgreifen. In einer zweiten Taktphase liefern die dritte und vierte der vier aktivierten elektrischen Kontaktregionen das Stromsignal an die Hall-Effektregion 110, wohingegen die erste und die zweite der vier aktivierten elektrischen Kontaktregionen das elektrische Signal von der Hall-Effektregion 110 abgreifen. Auf ähnliche Weise, in dem Fall eines Spinning-Voltage-Schemas, wird ein Spannungssignal an die Hall-Effektregion 110 anstelle eines Stromsignal geliefert, und ein Stromsignal wird von der Hall-Effektregion anstelle eines Spannungssignals abgegriffen.
  • Da die elektrischen Kontaktregionen der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von Kontaktregionen während des ersten Spinning-Schemas deaktiviert sind, schließen sie die elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von Kontaktregionen nicht kurz. Im Gegenteil, da die elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von Kontaktregionen während des zweiten Spinning-Schemas deaktiviert sind, schließen sie die elektrischen Kontaktregionen der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von Kontaktregionen nicht kurz. Die Homogenität des elektrischen Feldes und der Strom/Spannung-Verteilung innerhalb der Hall-Effektregion 110 kann somit für beide Spinning-Schemata verstärkt werden. Dementsprechend kann der Restversatz des Hall-Sensorbauelements 100 im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen reduziert werden – insbesondere wenn die Ausgangssignale der Hall-Effektregion für beide Spinning-Schemata kombiniert werden.
  • Bei einigen Beispielen kann das Hall-Sensorbauelement 100 somit ferner eine Kombinationsschaltungsanordnung aufweisen (nicht dargestellt), die ausgebildet ist, um die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch elektrische Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase bereitgestellt (abgegriffen) werden, und die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch die elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase bereitgestellt (abgegriffen) werden, zu kombinieren. Die kombinierten elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion 110 können ein Ausgangssignal des Hall-Sensorbauelements 100 bilden. Zum Beispiel kann die Kombinationsschaltungsanordnung ausgebildet sein, um die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion für beide Betriebsphasen linear zu kombinieren (z.B. beide Spinning-Schemata). Genauer gesagt können die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion summiert oder voneinander subtrahiert werden, wobei der absolute Wert der entsprechenden Koeffizienten der linearen Kombination gleich Eins ist. Dementsprechend kann das Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements 100 einen reduzierten Restversatz im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen aufweisen.
  • Die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen kann bei einigen Beispielen an einem Umfangsabschnitt der Hall-Effektregion 110 angeordnet sein, wie in 1 angezeigt ist. Dies kann aus folgenden Gründen vorteilhaft sein: Wenn eine Asymmetrie, die einen Restversatz verursacht, in der Nähe der geometrischen Mitte der Hall-Effektregion angeordnet ist, ist es eher irrelevant, welche elektrischen Kontaktregionen verwendet werden, da diese Asymmetrie in allen elektrischen Kontaktregion-Konfigurationen bei der Hälfte der Versorgungspotentiale vorliegt, aufgrund einer globalen Symmetrie der Anordnung. Wenn jedoch eine Asymmetrie in der Nähe einer der elektrischen Kontaktregionen ist, hängt ihr Effekt auf den Restversatz davon ab, ob der Kontakt auf einem niedrigen oder hohen Potential ist. D.h., in einer Taktphase eines Spinning-Schemas ist diese elektrische Kontaktregion das hohe Potential (Stromeingang) und bei einer anderen ist es das niedrige Potential (Stromausgang) und bei zwei weiteren ist es ungefähr bei der Hälfte des Versorgungspotentials, da es ein Erfassungsausgang ist. Aufgrund von nichtlinearen Effekten bei dem Halbleiter (z.B. Geschwindigkeitssättigung, Selbsterwärmung, Verarmungsübergang einer pn-Isolation der Hall-Effektregion und Ladungsmodulation an dielektrisch isolierten Grenzen der Hall-Effektregion) führt eine Asymmetrie in der Nähe einer elektrischen Kontaktregion zu Ersatzschaltungs-Widerstandsdiagrammen, die etwas unterschiedliche Widerstandswerte in jeder Taktphase aufweisen (abhängig von dem Potential der elektrischen Kontaktregion). Es ist bekannt, dass ein Spinning-Schema einen niedrigen Restversatz nur erreicht, wenn die Ersatzschaltungs-Widerstandsdiagramme identische Widerstandswerte über alle Taktphasen des Spinning-Schemas aufweisen. Nichtlinearitäten ändern diese Widerstandswerte während der verschiedenen Taktphasen des Spinning-Schemas und führen zu einem verstärkten Restversatz. Somit ist das Hall-Sensorbauelement 100 derart ausgebildet, dass die elektrischen Kontaktregionen nicht fest an spezifischen Positionen an dem Umfang der Hall-Effektregion 110 sind. Stattdessen können sie an beliebigen Positionen aktiviert und deaktiviert werden.
  • In 2 ist ein anderes Hall-Sensorbauelement 200 dargestellt. Das Hall-Sensorbauelement 200 ist ein einer Metalloxid-Halbleiter-(MOS-)Technik in einem Halbleitersubstrat (z.B. einem Siliziumsubstrat) implementiert. Das Hall-Sensorbauelement 200 umfasst eine Hall-Effektregion 110, in der der Hall-Effekt stattfindet. Zum Beispiel kann die Hall-Effektregion 110 0,5 bis 5 µm tief sein (z.B. 1 µm). Die Hall-Effektregion 110 weist einen ersten Leitfähigkeitstyp auf. Bei dem dargestellten Beispiel von 2 ist die Hall-Effektregion 110 leicht n-dotiertes Silizium (z.B. 1015 bis 1017 Phosphor- oder Arsen-Atome pro cm3), da die Mobilität von Elektronen drei Mal größer ist als die Mobilität von Löchern in Silizium und die Ausgabe der Hall-Effektregion 110 proportional zu der Mobilität ist. Die n-dotierte Hall-Effektregion 110 kann auch eine n-dotierte CMOS-Wanne sein (die für Logik-PMOS-Transistoren in CMOS-Technik verwendet wird).
  • Die Seitenwände und der Boden der Hall-Effektregion 110 sind durch einen in Rückwärtsrichtung vorgespannten pn-Übergangs-Ring und eine in Rückwärtsrichtung vorgespannte pn-Übergangs-Platte 261 isoliert. Diese p-Isolationsregionen 260, 270 werden mit Metall der Zwischenverbindungsschicht durch eine stark dotierte flache p+-Diffusionsregion 262 (z.B. 200 nm Dicke) in Kontakt gebracht und werden an ein Potential kleiner oder gleich dem niedrigsten Potential in der Hall-Effektregion 110 gebunden. Die Oberseite der Hall-Effektregion 110 ist durch eine leitfähige Region 263 abgedeckt, die an ein niedriges Potential (z.B. Massepotential) gebunden ist. Bei dem Beispiel von 2 ist die leitfähige Region 263 durch eine Metall- oder poly-kristalline Silizium-Platte implementiert, die von der Hall-Effektregion durch eine dünne dielektrische Schicht 264 isoliert ist. Alternativ kann eine flache, p-dotierte Wanne über der n-dotierten Hall-Effektregion 110 verwendet werden. Die p-dotierte Wanne muss jedoch mit einem niedrigen Potential verbunden sein, wie z.B. der p+-Diffusionsregion 262.
  • Das Hall-Sensorbauelement umfasst ferner eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die ausgebildet sind, um elektrische Signale zu/von der Hall-Effektregion 110 bereitzustellen. Der Einfachheit halber sind nur zwei Kontaktregionen C1 und C3 dargestellt. Jede elektrische Kontaktregion ist in einer entsprechenden Wanne 130-1, 130-2 eines zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet, die an die Hall-Effektregion 110 angrenzt. Jede elektrische Kontaktregion kann über ein Steuerungssignal (z.B. eine Steuerungsspannung) an ihrem Gate aktiviert oder deaktiviert werden (d.h. ein Steuerungssignal wird an einem Anschluss empfangen, der mit dem entsprechenden Gate gekoppelt ist).
  • Zwischen der elektrischen Kontaktregion C1 und der n-dotierten Hall-Effektregion 110 ist eine p-dotierte Wanne 130-1 gebildet (d.h. eine Wanne eines zweiten Leitfähigkeitstyps) – wie die eines NMOS-Transistors. Der Anschluss T1 ist in ohmschem Kontakt mit der stark dotierten, flachen n+-Diffusionsregion C1 (die als elektrische Kontaktregion dient). Die Region zwischen der n+-Diffusionsregion C1 und der n-dotierten Hall-Effektregion 110 ist durch das Gate-Oxid 265 (z.B. 10 nm dick) und durch einen Gate-Anschluss G1 (z.B. ein niedrig-ohmiges Polysilizium-Gate, optional silicidbeschichtet) abgedeckt. Wenn das Potential des Anschlusses G1 zumindest eine Schwellenspannung über dem Potential der p-dotierten Wanne 130-1 ist, wird ein leitfähiger n-Kanal 150-1 über eine Inversionsschicht in der Kanalregion erzeugt. Dieser Kanal verbindet den Anschluss C1 mit der n-Hall-Effektregion – der Kontakt C1 ist aktiv. D.h., ein Kanal, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet (n-Typ, d.h. Elektronen) wird in der zugeordneten Wanne 130-1 gebildet. Wenn das Potential an dem Anschluss G1 zu niedrig ist (d.h. niedriger als die Schwellenspannung dieser MOS-Struktur) wird keine Inversionsschicht gebildet. Dementsprechend ist der Kanal nicht leitfähig (d.h. kein Kanal, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, wird gebildet) und die elektrische Kontaktregion C1 ist nicht mit der n-dotierten Hall-Effektregion 110 verbunden – die elektrische Kontaktregion C1 ist deaktiviert. Das Potential der p-dotierten Wanne 130-1 (das Äquivalent zu einem Bulk eines NMOS-Transistors ist) kann z.B. durch Verbinden desselben mit dedizierten Anschlüssen oder durch Verbinden desselben mit dem in Rückwärtsrichtung vorgespannten pn-Übergangs-Ring 260 gesteuert werden. Die Grenzregion zwischen der p-dotierten Wanne 130-1 und der n-dotierten Hall-Effektregion 110 verhält sich wie eine isolierende Grenze wenn die elektrische Kontaktregion C1 deaktiviert ist (d.h. wenn das Potential an dem Anschluss G1 niedrig ist). Wenn die elektrische Kontaktregion C1 aktiviert ist, ist der n-Kanal 150-1 leitfähig, sodass ein flacher Kontakt in der Grenzregion zwischen der p-dotierten Wanne 130-1 und der n-dotierten Hall-Effektregion 110 gebildet wird. Die elektrische Kontaktregion C1 ist äquivalent zu einem Source-Kontakt eines NMOS-Transistors. Somit kann eine einzelne Struktur zum Kontaktieren der Hall-Effektregion 110 als ein verbesserter NMOS-Transistor verstanden werden, wobei die Hall-Effektregion 110 der Drain des NMOS-Transistors ist.
  • Die obige Konfiguration ist dieselbe für die anderen Strukturen zum Kontaktieren der Hall-Effektregion 110 – zum Beispiel für die Struktur, die die elektrische Kontaktregion C3, ihre zugeordnete p-dotierte Wanne 130-2 und den Anschluss G3 aufweist.
  • D.h., eine Schaltungsanordnung wird gebildet, die eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen (G1, ..., G3, ...) aufweist. Jeder Steuerungsanschluss ist ausgebildet zum Steuern einer Konzentration von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps (n-Typ) in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps (p-dotierte Wannen). Die Schaltungsanordnung ist ausgebildet, um selektiv Steuerungssignale an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen (z.B. G1 und G3) anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer ersten Betriebsphase leiten, und um selektiv Steuerungssignale an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen (z.B. G2 und G4 – nicht dargestellt) anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer zweiten Betriebsphase leiten.
  • Dementsprechend werden die Kanäle (z.B. 150-1, 150-2), die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während der ersten Betriebsphase leiten, zwischen einer zugeordneten ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (z.B. C1 und C3) und der Hall-Effektregion 110 gebildet, wobei die Kanäle, die die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während der zweiten Betriebsphase leiten, zwischen einer zugeordneten zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (z.B. C2 und C4 – nicht dargestellt) und der Hall-Effektregion 110 gebildet werden.
  • Einzelne der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen können selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Da Steuerungssignale jedoch nur an die erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen angelegt werden, wird nur eine Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase aktiviert. Im Gegenteil, da Steuerungssignale nur an die zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen angelegt werden, wird nur eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase aktiviert. Somit wird ein Kurzschließen des elektrischen Versorgungssignals und ein Kurzschließen des Ausgangssignals der Hall-Effektregion reduziert. Die Homogenität des elektrischen Feldes und der Strom/Spannung-Verteilung innerhalb der Hall-Effektregion kann somit verstärkt werden, sodass ein Restversatz des Hall-Sensorbauelements 200 im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen reduziert werden kann. Insbesondere wenn die Ausgangssignale der Hall-Effektregion für die erste Betriebsphase (z.B. ein erstes Spinning-Schema) und die zweite Betriebsphase (z.B. ein zweites Spinning-Schema) kombiniert werden, um das Ausgangssignals des Hall-Sensor-Bauelements 200 zu erzeugen.
  • Ein anderes Hall-Sensor-Bauelement 300 ist in 3 gezeigt. Die Struktur des Hall-Sensor-Bauelements 300 ist ähnlich zu der des Hall-Sensor-Bauelements 200, das in 2 dargestellt ist. Das Hall-Sensorbauelement 300 umfasst jedoch ferner eine Mehrzahl von Wannen des ersten Leitfähigkeitstyps (z.B. winzige n-dotierte CMOS-Wannen), jeweils angrenzend an die Hall-Effektregion und eine zugeordnete Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps. Der Einfachheit halber sind wiederum nur die zwei elektrischen Kontaktregionen C1 und C3 und ihre zugeordneten p-dotierten Wannen 130-1 und 130-2 dargestellt. Wie in 3 dargestellt ist, kann eine n-dotierte Wanne 370-1 zwischen einem mittleren Abschnitt der n-dotierten Hall-Effektregion 110 und einem Seitenabschnitt der p-dotierten Wanne 130-1 angeordnet sein, die die elektrische Kontaktregion C1 umgibt. Auf ähnliche Weise kann eine n-dotierte Wanne 370-2 zwischen dem mittleren Abschnitt der n-dotierten Hall-Effektregion 110 und einem Seitenabschnitt der p-dotierten Wanne 130-2 angeordnet sein, die die elektrische Kontaktregion C3 hält.
  • Eine Konzentration von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps in den Wannen 370-1 und 370-2 des ersten Leitfähigkeitstyps ist höher als eine Konzentration von Majoritätsträgers des ersten Leitfähigkeitstyps in der Hall-Effektregion 110. Anders ausgedrückt sind die exemplarischen, n-dotierten Wannen 370-1 und 370-2 höher dotiert als die Hall-Effektregion 110. Eine Dicke von jeder Wanne des ersten Leitfähigkeitstyps kann 50% oder mehr von einer Dicke der Hall-Effektregion 110 sein. Wie dargestellt in 3, die Dicke von jeder Wanne des ersten Leitfähigkeitstyps kann z.B. gleich zu der Dicke der Hall-Effektregion 110 sein. Die Wannen 370-1 und 370-2 führen den elektrischen Strom von der elektrischen Kontaktregion C1 in die Hall-Effektregion 110. Diesbezüglich sollte der elektrische Strom nicht in der Nähe der oberen Oberfläche des Bauelements angesammelt werden (wo der MOS-Kanal angeordnet ist) sondern der Strom sollte homogene durch die Dicke der Hall-Effektregion 110 verteilt sein.
  • Wieder wird eine Schaltungsanordnung gebildet, die eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen G1, ..., G3, etc. aufweist. Jeder Steuerungsanschluss ist ausgebildet zum Steuern einer Konzentration von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps (z.B. n-Typ) in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps (z.B. p-dotierte Wannen). Die Schaltungsanordnung ist ausgebildet, um selektiv Steuerungssignale an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen (z.B. G1 und G3) anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer ersten Betriebsphase leiten, und um selektiv Steuerungssignale an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen (z.B. G2 und G4 – nicht dargestellt) anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer zweiten Betriebsphase leiten.
  • Dementsprechend werden die Kanäle, die Majoritätsträger (z.B. Kanal 150-1) des ersten Leitfähigkeitstyps (z.B. n-Typ) in den zugeordneten Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps (z.B. p-dotierten Wannen 130-1 und 130-2) während der ersten Betriebsphase leiten, zwischen einer zugeordneten ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (z.B. C1 und C3) und einer zugeordneten Teilmenge der Mehrzahl von Wannen des ersten Leitfähigkeitstyps (z.B. n-dotierten Wannen 370-1 und 370-2) gebildet, wobei die Kanäle, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps während der zweiten Betriebsphase leiten, zwischen einer zugeordneten zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (z.B. C2 und C4 – nicht dargestellt) und einer zugeordneten zweiten Teilmenge der Mehrzahl von Wannen des ersten Leitfähigkeitstyps (nicht dargestellt) gebildet werden.
  • Wenn eine elektrische Kontaktregion deaktiviert ist, ist ihre winzige n-dotierte CMOS-Wanne (d.h. ihre zugeordnete Wanne des ersten Leitfähigkeitstyps) floatend. Andererseits, wenn die elektrische Kontaktregion aktiviert ist, ist die winzige n-dotierte CMOS-Wanne über den n-Kanal mit der entsprechenden elektrischen Kontaktregion verbunden. Somit kann sie die Hall-Effektregion 110 entlang ihrer gesamten Dicke kontaktieren. Wenn die winzige, n-dotierte CMOS-Wanne durch die gesamte Tiefe der Hall-Effektregion 110 reicht (d.h. ihre Dicke ist gleich einer Dicke der Hall-Effektregion 110), kann sie das elektrische Feld und die Stromdichte reduzieren, wenn eine elektrische Kontaktregion aktiviert ist und Strom darüber fließt, im Vergleich zu einer Konfiguration ohne die winzige, n-dotierte CMOS-Wanne. Somit kann die winzige, n-dotierte CMOS-Wanne elektrische Nichtlinearitäten des Hall-Sensor-Bauelements 300 reduzieren. Dementsprechend kann ein Restversatz des Ausgangssignals der Hall-Effektregion 110 reduziert werden. Insbesondere wenn die Ausgangssignale der Hall-Effektregion für die erste Betriebsphase (z.B. ein erstes Spinning-Schema) und die zweite Betriebsphase (z.B. ein zweites Spinning-Schema) kombiniert werden, um das Ausgangssignals des Hall-Sensor-Bauelements 300 zu erzeugen.
  • Wenn die Hall-Effektregion 110 eine n-CMOS-Wanne ist, kann keine tiefe Wanne mit einer höheren n-Dotierung gebildet werden, sodass die Hall-Effektregion 110 entweder durch kleine flache hoch dotierte n+ Diffusionen kontaktiert werden kann oder die Kanalregion direkt in die n-dotierte Hall-Effektregion 110 eintreten kann.
  • Eine Draufsicht des Hall-Sensor-Bauelements 300 aus 3 ist in 4 dargestellt. Der Klarheit halber ist die obere Platte 263 nicht dargestellt. Zwölf elektrische Kontaktregionen C1,... C12 eines ersten Leitfähigkeitstyps (n-Typ) werden in einer gemeinsamen Wanne 130 eines zweiten Leitfähigkeitstyps (p-Typ) gebildet. Wobei die Abschnitte der gemeinsamen Wanne 130, die eine entsprechende elektrische Kontaktregion umgeben, einen zugeordneten Wannenabschnitt für die elektrische Kontaktregion bilden, der als entsprechende Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps für die entsprechende elektrische Kontaktregion verstanden werden kann. Alternativ kann die gemeinsame Wanne 130 des zweiten Leitfähigkeitstyps in mehrere Teile aufgeteilt werden, wobei jeder Teil einen oder mehrere Kanäle umgibt, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leiten. Die gemeinsame Wanne 130 grenzt an die Hall-Effektregion 110 an. Zwölf Wannen 370-1, ..., 370-12 des ersten Leitfähigkeitstyps (n-Typs) werden gebildet, wobei jede an die Hall-Effektregion 110 und einen zugeordneten Wannenabschnitt des zweiten Leitfähigkeitstyps angrenzt. Ferner werden zwölf Steuerungsanschlüsse G1, ..., G12 zum Steuern einer Konzentration von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps in einem zugeordneten Wannenabschnitt des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet.
  • Während einer ersten Betriebsphase (z.B. ein erstes Spinning-Schema) werden Steuerungssignale selektiv an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen G1, ..., G12 angelegt, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannenabschnitten leiten. Zum Beispiel können Steuerungssignale an die Steuerungsanschlüsse G1, G2, G3 und G4 angelegt werden, um n-leitende Kanäle in zugeordneten Wannenabschnittten zwischen den elektrischen Kontaktregionen C1, C2, C3 und C4 und/oder den Wannen 370-1, 370-2, 370-3 und 370-4 zu bilden. Somit kann ein Strom- oder Spannungssignal an die Hall-Effektregion 110 während der ersten Betriebsphase angelegt werden und ein Ausgangssignal der Hall-Effektregion 110 kann von der Hall-Effektregion 110 unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C1, C2, C3 und C4 abgegriffen werden.
  • Während einer zweiten Betriebsphase (z.B. ein zweites Spinning-Schema) werden Steuerungssignale selektiv an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen G1, ..., G12 angelegt, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannenabschnitten leiten. Zum Beispiel können Steuerungssignale an die Steuerungsanschlüsse G5, G6, G7 und G8 angelegt werden, um n-leitende Kanäle in zugeordneten Wannenabschnittten zwischen den elektrischen Kontaktregionen C5, C6, C7 und C8 und/oder den Wannen 370-5, 370-6, 370-7 und 370-8 zu bilden. Somit kann ein Strom- oder Spannungssignal an die Hall-Effektregion 110 während der zweiten Betriebsphase angelegt werden und ein Ausgangssignal der Hall-Effektregion 110 kann von der Hall-Effektregion 110 unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C5, C6, C7 und C8 abgegriffen werden.
  • Da nur Bruchteile der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen C1, ..., C12 während beider Betriebsphasen aktiviert werden, wird ein Kurzschließen des elektrischen Versorgungssignals und ein Kurzschließen des Ausgangssignals der Hall-Effektregion reduziert. Die Homogenität des elektrischen Feldes und der Strom/Spannung-Verteilung innerhalb der Hall-Effektregion 100 kann somit verstärkt werden, sodass der Restversatz des Hall-Sensorbauelements 300 im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen reduziert werden kann. Insbesondere wenn die Ausgangssignale der Hall-Effektregion für die erste Betriebsphase und die zweite Betriebsphase kombiniert werden, um das Ausgangssignals des Hall-Sensor-Bauelements 300 zu erzeugen. Die Wannen 370-1, ..., 370-12 können elektrische Nichtlinearitäten des Hall-Sensor-Bauelements 300 reduzieren. Dementsprechend kann ein Restversatz des Ausgangssignals der Hall-Effektregion 110 weiter reduziert werden.
  • 5 stellt ein Beispiel eines Kontaktierungsschemas für ein Hall-Sensorbauelement 500 dar. Das Hall-Sensorbauelement 500 umfasst eine n-dotierte Hall-Effektregion 110, die oktogonal ist. Ferner umfasst das Hall-Sensorbauelement 500 vierundzwanzig NMOS-aktivierte, elektrische Kontaktregionen C1, ..., C24 mit entsprechenden Anschlüssen T1, ..., T24. Die elektrischen Kontaktregionen sind gleichmäßig entlang des Umfangs des Hall-Sensor-Bauelements 500 verteilt. Jede elektrische Kontaktregion C1, ..., C24 weist ihren eigenen Gate-Anschluss G1, ..., G24 auf (d. h. einen Steuerungsanschluss), sodass sie individuell ein- und ausgeschaltet werden kann. Eine logische Schaltungsanordnung steuert die Aktivierung / Deaktivierung des individuellen Gate-Anschlusses G1, ..., G24, der als Schalter zum Verbinden der elektrischen Kontaktregion C1, ..., C24 mit der Hall-Effektregion 110 wirkt.
  • Wenn ein bestimmter Schalter ein ist, sind drei andere Schalter ebenfalls ein. Die Orte der elektrischen Kontaktregionen, die diesen aktivierten Schaltern zugeordnet sind, sind um 90°, 180°, und 270° um die Mitte der Hall-Effektregion im Hinblick auf die Orte der elektrischen Kontaktregionen verschoben, die einem ersten der Schalter zugeordnet sind. Anders ausgedrückt sind die elektrischen Kontaktregionen einer ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen um 90° im Hinblick aufeinander um eine geometrische Mitte der Hall-Effektregion 110 gedreht. Zum Beispiel, wenn der Gate-Anschluss G1 ein ist, sind die Gate-Anschlüsse G7, G13 und G19 auch ein. Dementsprechend sind die Anschlüsse T1, T7, T13 und T19 mit der Hall-Effektregion 110 gekoppelt. Wenn zum Beispiel der Gate-Anschluss G5 auf einem hohen Potential ist (d. h. der MOS-Kanal ist aktiviert), sind auch die Gate-Anschlüsse G11, G17 und G23 auf einem hohen Potential. Dementsprechend sind die Anschlüsse T5, T11, T17 und T23 mit der Hall-Effektregion 110 gekoppelt.
  • Wenn ein bestimmter Gate-Anschluss (Schalter) verwendet wird, um die Hall-Effektregion 110 mit elektrischer Energie zu beliefern, wird auch sein diametral gegenüberliegender Gate-Anschluss (Schalter) aktiviert, um das Bauelement mit elektrischer Energie zu beliefern. Wenn zum Beispiel Anschluss T1 verwendet wird, um einen Strom zu der Hall-Effektregion 110 zu liefern (injizieren), wird der Anschluss T13 verwendet, um den Strom zu extrahieren. Dementsprechend werden Gate-Anschlüsse G1 und G13 aktiviert. Wenn zum Beispiel Anschluss T2 mit einer positiven (d. h. hohen Versorgungs-)Spannung verbunden ist, ist Anschluss T14 mit einer negativen (d. h. niedrigen Versorgungs-)Spannung verbunden. Dementsprechend werden Gate-Anschlüsse G2 und G14 aktiviert.
  • Wenn ein bestimmter Gate-Anschluss (Schalter) verwendet wird, um ein Ausgangssignal von der Hall-Effektregion 110 abzugreifen, wird auch sein diametral gegenüberliegender Gate-Anschluss (Schalter) aktiviert, um ein Ausgangssignal abzugreifen. Zum Beispiel, wenn Anschluss T1 mit einem nicht invertierenden Eingang einer Voltmeter-Ausleseschaltung verbunden ist, dann ist auch Anschluss T13 mit einem invertierenden Eingang einer Voltmeter-Ausleseschaltung verbunden (möglicherweise aber nicht unbedingt mit derselben Voltmeter-Ausleseschaltung). Dementsprechend werden Gate-Anschlüsse G1 und G13 aktiviert. Wenn Anschluss T2 mit einem nicht invertierenden Eingang einer Amperemeter-Ausleseschaltung verbunden ist, dann ist auch Anschluss T14 mit einem invertierenden Eingang einer Amperemeter-Ausleseschaltung verbunden (möglicherweise aber nicht unbedingt mit derselben Amperemeter-Ausleseschaltung). Dementsprechend werden Gate-Anschlüsse G2 und G14 aktiviert.
  • Wenn die Hall-Effektregion 110 durch eine Stromquelle durch ein erstes Paar aus aktivierten, diametral gegenüberliegenden elektrischen Kontaktregionen mit elektrischer Energie beliefert wird (über zugeordnete aktivierte Gate-Anschlüsse), wird ihr Ausgangssignal durch eine Voltmeter-Schaltung ausgelesen, die mit einem zweiten Paar der aktivierten, diametral gegenüberliegenden elektrischen Kontaktregionen (über zugeordnete aktivierte Gate-Anschlüsse) verbunden ist.
  • Wenn das Bauelement durch eine Spannungsquelle durch ein erstes Paar aus aktivierten, diametral gegenüberliegenden elektrischen Kontaktregionen mit elektrischer Energie beliefert wird (über zugeordnete aktivierte Gate-Anschlüsse), wird ihr Ausgangssignal durch eine Amperemeter-Schaltung ausgelesen, die mit einem zweiten Paar der aktivierten, diametral gegenüberliegenden elektrischen Kontaktregionen (über zugeordnete aktivierte Gate-Anschlüsse) verbunden ist.
  • Mehrere Anschlüsse können zu einem Anschluss verbunden werden. Wenn zum Beispiel Anschlüsse T1, T2 und T3 für eine Strominjektion verwendet werden, können sie mit derselben Stromquelle verbunden sein. Alternativ kann jeder derselben mit einer individuellen Stromquelle verbunden sein. Wenn zum Beispiel Anschlüsse T1, T2 und T3 als Massepotential verwendet werden, können sie mit demselben Masseknoten verbunden sein. Alternativ kann jeder derselben mit einem individuellen Masseknoten verbunden sein. Wenn zum Beispiel Anschlüsse T1, T2 und T3 als Spannungsausgangsanschlüsse verwendet werden, können sie mit demselben nicht invertierenden Eingangsanschluss einer Voltmeterschaltung verbunden sein. Alternativ kann jeder derselben individuell mit seinem eigenen dedizierten nicht invertierenden Eingangsanschluss einer Voltmeterschaltung verbunden sein. Hier sind wiederum zwei Fälle: drei nicht invertierende Eingangsanschlüsse einer einzelnen Voltmeter-Schaltung können bereitgestellt werden, oder nicht invertierende Eingangsanschlüsse von drei unterschiedlichen Voltmeter-Schaltungen können bereitgestellt werden.
  • D.h., eine große Anzahl von MOS-geschalteten, elektrischen Kontaktregionen kann zu einer großen Anzahl von möglichen Betriebsmodi führen. Dies kann komplex werden, sodass eine große Anzahl von Signalleitungen zu allen Gate-Anschlüssen, die als Schalter für die elektrischen Kontaktregionen wirken, und zu weiteren Schaltern, die die elektrischen Kontaktregionen mit den Versorgungsquellen und Ausleseschaltungen verbinden, erforderlich sein können. Verschiedene Arten der Partitionierung zum Steuern dieser Operationsmodi können verwendet werden. Zum Beispiel kann ein einzelner großer Logikblock alle Gate-Anschlüsse und Schalter steuern, oder er kann nur Cluster aus Gate-Anschlüssen und Schaltern steuern, die dann durch lokale Logikeinheiten gesteuert werden können (z.B. kann ein Signalbus von der zentralen Logik ein paar Gate-Anschlüsse steuern, die durch eine lokale Logikeinheit in der Nähe dieser Gate-Anschlüsse decodiert werden, um den Platzverbrauch der Signalleitungen zu minimieren). Auf ähnliche Weise können Hilfsschalter hinzugefügt werden, um eine elektrische Kontaktregion selektiv mit einer ihrer benachbarten elektrischen Kontaktregionen kurzzuschließen. Dies kann es erlauben, einige deaktivierte elektrische Kontaktregionen oder einige aktivierte elektrische Kontaktregionen zu einer einzigen zu gruppieren (clustern) (z.B. werden einige elektrische Kontaktregionen miteinander über Hilfsschalter verbunden und nur eine dieser elektrischen Kontaktregionen ist direkt mit der Versorgung oder dem Voltmeter verbunden – dies kann den Widerstandswert an den Gate-Anschlüssen für einige elektrische Kontaktregionen erhöhen, aber es reduziert die Komplexität).
  • Ein Beispiel eines Kontaktierungsschemas für ein Hall-Sensorbauelement 600 für zwei aufeinanderfolgende Spinning-Schemata ist in 6a und 6b dargestellt.
  • 6a stellt das Kontaktierungsschema während des ersten Spinning-Schemas dar. Das Hall-Sensorbauelement 600 umfasst eine Hall-Effektregion 110 und eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen C1, ..., C8. Die Hall-Effektregion 110 weist einen ersten Leitfähigkeitstyp auf. Die Hall-Effektregion 110 ist als kreisförmiges Element dargestellt. Die Hall-Effektregion 110 kann jedoch andere Formen aufweisen, wie z.B. ein Quadrat, ein Kreuz, ein Oktagon oder Kleeblatt. Die elektrischen Kontaktregionen werden in entsprechenden Wannen eines zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet, die an die Hall-Effektregion 110 angrenzen.
  • Bei dem ersten Spinning-Schema ist eine erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen mit der Hall-Effektregion 110 gekoppelt, z.B. den elektrischen Kontaktregionen C1, C2, C3 und C4. Die elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen sind um 90° im Hinblick aufeinander um eine geometrische Mitte X der Hall-Effektregion 110 gedreht. Zum Verbinden von Einzelnen der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen umfasst das Hall-Sensor-Bauelement 600 eine Schaltungsanordnung, die eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen aufweist (nicht dargestellt). Jeder Steuerungsanschluss steuert eine Konzentration von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps. Bei dem ersten Spinning-Schema legt die Schaltungsanordnung selektiv Steuerungssignale an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen an, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen leiten. D.h., Steuerungssignale werden an Steuerungsanschlüsse angelegt, die elektrischen Kontaktregionen C1, C2, C3 und C4 zugeordnet sind, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps leiten, die den elektrischen Kontaktregionen C1, C2, C3 und C4 zugeordnet sind.
  • Die vier elektrischen Kontaktregionen C1, C2, C3 und C4 können z.B. homogen sein (d.h. nicht verschachtelt), gleich dimensioniert und symmetrisch in der Nähe des Umfangs der Hall-Effektregion 110 verteilt sein. Ein erstes komplettes Spinning-Schema ist an diese Kontakte angelegt. Zum Beispiel wird elektrische Energie (z.B. von einer Strom- oder einer Spannungsquelle) zu der Hall-Effektregion unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C1 und C3 geliefert, während ein Ausgangssignal der Hall-Effektregion 110 unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C2 und C4 in einer ersten Phase des ersten Spinning-Schemas abgegriffen wird. Die elektrische Energie wird dann zu der Hall-Effektregion 110 unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C2 und C4 geliefert, während ein Ausgangssignal der Hall-Effektregion 110 unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C1 und C3 in einer darauffolgenden zweiten Phase des ersten Spinning-Schemas abgegriffen wird. Nach der Fertigstellung des ersten Spinning-Schemas werden die vier elektrischen Kontaktregionen C1, C2, C3 und C4 durch die Schaltungsanordnung deaktiviert (d.h. sie werden hochohmig geschaltet).
  • Bei dem zweiten Spinning-Schema ist eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen mit der Hall-Effektregion 110 gekoppelt, z.B. den elektrischen Kontaktregionen C5, C6, C7 und C8, wie in 6b dargestellt ist. Auch die elektrischen Kontaktregionen der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen sind um 90° im Hinblick aufeinander um eine geometrische Mitte X der Hall-Effektregion 110 gedreht. Bei dem zweiten Spinning-Schema legt die Schaltungsanordnung selektiv Steuerungssignale an eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen an, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen leiten. D.h., Steuerungssignale werden an Steuerungsanschlüsse angelegt, die elektrischen Kontaktregionen C5, C6, C7 und C8 zugeordnet sind, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps leiten, die den elektrischen Kontaktregionen C5, C6, C7 und C8 zugeordnet sind.
  • Die vier elektrischen Kontaktregionen C5, C6, C7 und C8 können z.B. homogen sein, gleich dimensioniert und symmetrisch in der Nähe des Umfangs der Hall-Effektregion 110 verteilt sein. Jede elektrische Kontaktregion der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen ist zwischen zwei elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen angeordnet. Zum Beispiel ist die elektrische Kontaktregion C5 der zweiten Teilmenge zwischen den elektrischen Kontaktregionen C1 und C2 der ersten Teilmenge angeordnet. Es ist ersichtlich aus 6a und 6b, dass keiner der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, in der zweiten Teilmenge enthalten ist. Wie in 6a und 6b angezeigt ist, kann die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen von unterschiedlicher Größe sein. Alternativ kann die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen gleich groß sein.
  • Ein zweites komplettes Spinning-Schema wird an die vier elektrischen Kontaktregionen C5, C6, C7 und C8 angewendet. Zum Beispiel wird elektrische Energie (z.B. von einer Stromoder einer Spannungsquelle) zu der Hall-Effektregion unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C5 und C7 geliefert, während ein Ausgangssignal der Hall-Effektregion 110 unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C6 und C8 in einer ersten Phase des zweiten Spinning-Schemas abgegriffen wird. Die elektrische Energie wird dann zu der Hall-Effektregion 110 unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C6 und C8 geliefert, während ein Ausgangssignal der Hall-Effektregion 110 unter Verwendung der elektrischen Kontaktregionen C5 und C7 in einer darauffolgenden zweiten Phase des zweiten Spinning-Schemas abgegriffen wird.
  • Die Ausgangssignale des ersten und des zweiten kompletten Spinning-Schemas werden kombiniert (z.B. addiert oder gemittelt) durch eine Kombinationsschaltungsanordnung (nicht dargestellt), um ein Gesamt-Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements 600 zu geben. Das kombinierte Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements 600 kann einen geringeren Restversatz aufweisen als die individuellen Ausgangssignals der Hall-Effektregion 110 für das erste und das zweite Spinning-Schema.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Teile der Grenze der Hall-Effektregion, die miteinander durch die elektrischen Kontaktregionen C1, C2, C3 und C4 während des ersten Spinning-Schemas kurzgeschlossen werden, isolierende Grenzen während des zweiten Spinning-Schemas sind. D.h., während eines entsprechenden Spinning-Schemas sind effektiv nur vier (homogene) elektrische Kontaktregionen vorhanden und die anderen Kontakte sind effektiv abwesend.
  • Nur die erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen C1, C2, C3 und C4 ist während des ersten Spinning-Schemas aktiviert, wohingegen nur die zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen C5, C6, C7 und C8 während des zweiten Spinning-Schemas aktiviert ist. Somit wird ein Kurzschließen des elektrischen Versorgungssignals und ein Kurzschließen des Ausgangssignals der Hall-Effektregion reduziert. Die Homogenität des elektrischen Feldes und der Strom/Spannung-Verteilung innerhalb der Hall-Effektregion kann somit verstärkt werden, sodass der Restversatz des Hall-Sensorbauelements 600 im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen reduziert werden kann.
  • Wie oben in 6a und 6b angezeigt ist, kann die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen entlang eines großen Teils des Umfangs der Hall-Effektregion angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen entlang von zumindest 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 % oder mehr des Umfangs der Hall-Effektregion angeordnet sein.
  • Die Operation eines Hall-Sensor-Bauelements gemäß dem vorgeschlagenen Konzept oder von Beispielen, die hierin dargestellt sind, kann ferner um ein drittes, viertes, fünftes etc. Spinning-Schema erweitert werden, wo weitere Kontakte aktiviert werden. Ein Beispiel eines Kontaktierungsschemas für ein Hall-Sensorbauelement 700 für vier aufeinanderfolgende Spinning-Schemata ist in 7a und 7d dargestellt.
  • Das Hall-Sensorbauelement 700, dargestellt in 7a, umfasst eine Hall-Effektregion 110 und eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten C1, ..., C16. Bei dem ersten Spinning-Schema ist eine erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontakten mit der Hall-Effektregion 110 gekoppelt, d.h. den elektrischen Kontakten C1, C2, C3 und C4.
  • Bei dem zweiten Spinning-Schema ist eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontakten mit der Hall-Effektregion 110 gekoppelt, d.h. den elektrischen Kontakten C5, C6, C7 und C8, wie in 7b dargestellt ist.
  • Bei dem dritten Spinning-Schema ist eine dritte Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontakten mit der Hall-Effektregion 110 gekoppelt, d.h. den elektrischen Kontakten C9, C10, C11 und C12, wie in 7c dargestellt ist.
  • Bei dem vierten Spinning-Schema ist eine vierte Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontakten mit der Hall-Effektregion 110 gekoppelt, d.h. den elektrischen Kontakten C13, C14, C15 und C16, wie in 7d dargestellt ist.
  • Auf diese Weise können die elektrischen Kontakte groß sein und sich in kleinen Schritten um den kompletten Umfang bewegen. Zum Beispiel kann der elektrische Kontakt C1 bei dem Spinning-Schema im Uhrzeigersinn um 10° gedreht werden, um der elektrische Kontakt C5 bei dem zweiten Spinning-Schema zu werden. Der elektrische Kontakt C5 bei dem zweiten Spinning-Schema kann dann wiederum um die Mitte X der Hall-Effektregion 110 entlang des Umfangs um 10° gedreht werden, um zu dem elektrischen Kontakt C9 bei dem dritten Spinning-Schema zu werden. Der elektrische Kontakt C9 bei dem dritten Spinning-Schema kann dann im Uhrzeigersinn um 10° gedreht werden, um der elektrische Kontakt C13 bei dem vierten Spinning-Schema zu werden.
  • Dies kann ermöglichen, nicht lineare Effekte in der Hall-Effektregion 110 zu mitteln, die durch Inhomogenitäten in der Nähe der elektrischen Kontakte über alle Spinning-Schemata verursacht werden. Eine effiziente Weise, diese langsam rotierenden elektrischen Kontakte zu erreichen, ist das Auspalten jedes elektrischen Kontakts in eine Anzahl von kleinen elektrischen Kontakten – bei dem obigen Beispiel deckt jeder kleine Kontakt z.B. 10° oder weniger ab (z.B. decken die kleinen Kontakte jeweils 8° ab und sind voneinander um jeweils 2° beabstandet). Zum Beispiel können mehrere elektrische Kontaktregionen zu einem einzelnen elektrischen Kontakt kombiniert werden. Die Schaltungsanordnung kann z.B. elektrische Kontaktregionen m, m + 1, m + 2, ..., m + n (die Teil einer ersten Teilmenge von elektrischen Kontaktregionen sind) in dem ersten Spinning-Schema aktivieren und sie zu einem elektrischen Kontakt C1 verbinden. Bei dem zweiten Spinning-Schema kann die Schaltungsanordnung z.B. elektrische Kontaktregionen m + 1, m + 2, ..., m + n, m + n + 1 (die Teil einer zweiten Teilmenge von elektrischen Kontaktregionen sind) aktivieren und sie zu einem elektrischen Kontakt C5 verbinden. D.h., zumindest einer der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, kann in der zweiten Teilmenge enthalten sein. Im Gegenteil, zumindest einer der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, ist nicht in der zweiten Teilmenge enthalten. Bei dem ersten Spinning-Schema werden die elektrischen Kontaktregionen m – 1 und m + n + 1 deaktiviert – d. h. sie sind effektiv nicht vorhanden – wohingegen bei dem zweiten Spinning-Schema die elektrischen Kontaktregionen m und m + n + 2 deaktiviert werden.
  • Auf ähnliche Weise können die dritte und vierte Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen für das dritte und vierte Spinning-Schema ausgewählt werden und zu elektrischen Kontakten kombiniert werden.
  • D.h., die elektrischen Kontakte des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten kompletten Spinning-Schemas können teilweise überlappen.
  • In 8 ist ein Querschnitt eines anderen Hall-Sensorbauelements 800 dargestellt. Das Hall-Sensorbauelement 800 umfasst eine Hall-Effektregion 810 eines ersten Leitfähigkeitstyps (z.B. n-dotiert), die in einem Halbleitersubstrat 860 implementiert ist. In der Hall-Effektregion 810 findet der Hall-Effekt statt, wenn ein externes Magnetfeld (nicht dargestellt) vorhanden ist.
  • Das Hall-Sensorbauelement 800 umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die ausgebildet sind, um elektrische Signale zu/von der Hall-Effektregion 810 bereitzustellen. Zu diesem Zweck können die elektrischen Kontaktregionen z.B. mit entsprechenden Anschlüssen (nicht dargestellt) gekoppelt sein. Der Einfachheit halber sind nur zwei elektrische Kontaktregionen 820-1 und 820-2 dargestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass jegliche Anzahl von elektrischen Kontaktregionen bereitgestellt werden kann. Zum Beispiel können 2, 3, 4, 8, 16, 24, 32 oder mehr elektrische Kontaktregionen bereitgestellt werden. Die elektrischen Kontaktregionen können z.B. in entsprechenden Wannen eines unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitstyps (z.B. p-dotiert) gebildet sein, die an die Hall-Effektregion 810 angrenzen. Zum Beispiel kann die elektrische Kontaktregion 820-1 in einer Wanne 830-1 gebildet sein und die elektrische Kontaktregion 820-2 kann in einer Wanne 830-2 gebildet sein, wobei beide Wannen 830-1 und 830-2 an die Hall-Effektregion 810 angrenzen (d.h. jede Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps verwendet eine Grenze mit der Hall-Effektregion 810 gemeinsam). Zum Beispiel kann zumindest eine (oder alle) der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen vom ersten Leitfähigkeitstyp sein. Alternativ können eine oder mehrere der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen durch einen Metallkontakt gebildet werden.
  • Das Hall-Sensorbauelement 800 umfasst ferner eine Schaltungsanordnung, die eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen umfasst. Der Einfachheit halber sind wieder nur zwei Steuerungsanschlüsse 840-1 und 840-2 dargestellt. Die Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen sind ausgebildet, um während einer ersten Betriebsphase (z.B. ein erstes Spinning-Schema) eine erste Mehrzahl von Kanälen in dem Halbleitersubstrat 860 (direkt) zwischen der Hall-Effektregion 810 und einer ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (z.B. durch Anlegen eines ersten Potentials an die entsprechenden Steuerungsanschlüsse) zu bilden, wobei die Kanäle der ersten Mehrzahl von Kanälen Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leiten. D.h., zumindest eine der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen ist nicht in der ersten Teilmenge enthalten. Zum Beispiel kann der Steuerungsanschluss 840-1 in der ersten Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen enthalten sein. Eine erste Teilmenge der Steuerungsanschlüsse kann z.B. ausgebildet sein zum Steuern einer Konzentration von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps in zugeordneten Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps. Bei dem Beispiel von 8 ist der Steuerungsanschluss 840-1 mit einer zugeordneten Elektrode 842-1 gekoppelt (z.B. gebildet aus niederohmigem Polysilizium), die auf einer zugeordneten Oxidschicht 841-1 angeordnet ist, die auf der Wanne 830-1 gebildet ist. Der Steuerungsanschluss 840-1 kann z.B. die Bildung einer Inversionsschicht an der Schnittstelle zwischen der Wanne 830-1 und der Oxidschicht 841-1 verursachen. Dementsprechend wird ein Kanal 850-1, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, in der Wanne 830-1 gebildet. D.h., der Kanal 850-1 wird in dem Halbleitersubstrat 860 direkt zwischen der Hall-Effektregion 810 und der elektrischen Kontaktregion 820-1 gebildet. Somit wird ein elektrisch leitfähiger Kanal zwischen der Hall-Effektregion 110 und der elektrischen Kontaktregion 820-1 während der ersten Betriebsphase gebildet.
  • Die Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen ist ferner ausgebildet, um während einer zweiten Betriebsphase (z.B. ein zweites Spinning-Schema) eine zweite Mehrzahl von Kanälen in dem Halbleitersubstrat 860 (direkt) zwischen der Hall-Effektregion 810 und einer zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (z.B. durch Anlegen des ersten Potentials an die entsprechenden Steuerungsanschlüsse) zu bilden, wobei die Kanäle der zweiten Mehrzahl von Kanälen Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leiten. Zum Beispiel kann eine zweite Teilmenge der Steuerungsanschlüsse ausgebildet sein zum Steuern einer Konzentration von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps in zugeordneten Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps. Bei dem Beispiel von 8 ist der Steuerungsanschluss 840-2 mit einer zugeordneten Elektrode 842-2 gekoppelt (z. B. gebildet aus niederohmigem Polysilizium), die auf einer zugeordneten Oxidschicht 841-2 angeordnet ist, die auf der Wanne 830-2 gebildet ist. Der Steuerungsanschluss 840-2 kann z.B. die Bildung einer Inversionsschicht an der Schnittstelle zwischen der Wanne 830-2 und der Oxidschicht 841-2 verursachen. Dementsprechend wird ein Kanal 850-2, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, in der Wanne 830-2 gebildet. D.h., der Kanal 850-2 wird in dem Halbleitersubstrat 860 direkt zwischen der Hall-Effektregion 810 und der elektrischen Kontaktregion 820-2 gebildet. Somit wird ein elektrisch leitfähiger Kanal zwischen der Hall-Effektregion 110 und der elektrischen Kontaktregion 820-2 während der zweiten Betriebsphase gebildet.
  • Bei dem Hall-Sensor-Bauelement 800 wird kein Kanal, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, in der Wanne 830-2 während der ersten Betriebsphase gebildet, wohingegen kein Kanal, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, in der Wanne 830-1 während der zweiten Betriebsphase gebildet wird. D.h., einzelne der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen können selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Da nur eine erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase aktiviert wird und da nur eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase aktiviert wird, wird ein Kurzschließen des elektrischen Versorgungssignals und ein Kurzschließen des Ausgangssignals der Hall-Effektregion reduziert. Die Homogenität des elektrischen Feldes und der Strom/Spannung-Verteilung innerhalb der Hall-Effektregion 810 kann somit verstärkt werden. Dementsprechend kann der Restversatz des Hall-Sensor-Bauelements 800 im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen reduziert werden.
  • Bei einigen Beispielen kann das Hall-Sensorbauelement 800 ferner eine Kombinationsschaltungsanordnung aufweisen (nicht dargestellt), die ausgebildet ist, um die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch die erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase bereitgestellt (abgegriffen) werden, und die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch die erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase bereitgestellt (abgegriffen) werden, zu kombinieren. Die kombinierten elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion 810 können ein Ausgangssignal des Hall-Sensorbauelements 800 bilden. Zum Beispiel kann die Kombinationsschaltungsanordnung ausgebildet sein, um die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion für beide Betriebsphasen linear zu kombinieren (z.B. beide Spinning-Schemata). Genauer gesagt können die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion 810 summiert oder voneinander subtrahiert werden, wobei der absolute Wert der entsprechenden Koeffizienten der linearen Kombination gleich Eins ist. Dementsprechend kann das Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements 800 einen reduzierten Restversatz im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen aufweisen.
  • Die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen kann bei einigen Beispielen an einem Umfangsabschnitt der Hall-Effektregion 810 angeordnet sein, wie in 8 angezeigt ist.
  • Bei einigen Beispielen kann jede elektrische Kontaktregion der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen zwischen zwei elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen angeordnet sein. Die elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen können ferner um 90° im Hinblick aufeinander um eine geometrische Mitte der Hall-Effektregion 810 gedreht sein.
  • Zum Beispiel kann die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen entlang von zumindest 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 % oder mehr des Umfangs der Hall-Effektregion angeordnet sein. Die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen kann bei einigen Beispielen gleich groß sein.
  • Bei einigen Beispielen sind möglicherweise keine der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, in der zweiten Teilmenge enthalten. Alternativ kann zumindest einer der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, in der zweiten Teilmenge enthalten sein.
  • 9 stellt einen Querschnitt eines anderen Hall-Sensorbauelements 900 dar. Das Hall-Sensorbauelement 900 umfasst eine Hall-Effektregion 910 eines ersten Leitfähigkeitstyps (z.B. n-dotiert). In der Hall-Effektregion 910 findet der Hall-Effekt statt, wenn ein externes Magnetfeld (nicht dargestellt) vorhanden ist.
  • Das Hall-Sensorbauelement 900 umfasst ferner eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die ausgebildet sind, um elektrische Signale zu/von der Hall-Effektregion 910 bereitzustellen. Zu diesem Zweck können die elektrischen Kontaktregionen z.B. mit entsprechenden Anschlüssen (nicht dargestellt) gekoppelt werden. Der Einfachheit halber sind nur zwei elektrische Kontaktregionen 920-1 und 920-2 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass jegliche Anzahl von elektrischen Kontaktregionen bereitgestellt werden kann. Zum Beispiel können 2, 3, 4, 8, 16, 24, 32 oder mehr elektrische Kontaktregionen bereitgestellt werden. Die elektrischen Kontaktregionen können z.B. in entsprechenden Wannen eines unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet werden, die an die Hall-Effektregion 910 angrenzen. Zum Beispiel kann die elektrische Kontaktregion 920-1 in einer Wanne 930-1 gebildet sein und die elektrische Kontaktregion 920-2 kann in einer Wanne 930-2 gebildet sein, wobei beide Wannen 930-1 und 930-2 an die Hall-Effektregion 910 angrenzen (d.h. jede Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps verwendet eine Grenze mit der Hall-Effektregion 910 gemeinsam). Zum Beispiel kann zumindest eine (oder alle) der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen vom ersten Leitfähigkeitstyp sein. Alternativ können eine oder mehrere der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen durch einen Metallkontakt gebildet werden.
  • Das Hall-Sensorbauelement 900 umfasst ferner eine Schaltungsanordnung 970, die ausgebildet ist, um selektiv eine erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen mit der Hall-Effektregion während zumindest einer ersten Betriebsphase (z.B. eines ersten Spinning-Schemas) zu koppeln, und selektiv eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen mit der Hall-Effektregion während zumindest einer zweiten Betriebsphase (z.B. eines zweiten Spinning-Schemas) zu koppeln. Es wird darauf hingewiesen, dass zumindest eine der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen nicht in der ersten Teilmenge enthalten ist.
  • Die Schaltungsanordnung kann z.B. Anschlüsse aufweisen, die mit Elektroden verbunden sind, die auf Oxidschichten auf den Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet sind (z.B. Elektroden 942-1 und 942-2 angeordnet auf Oxidschichten 941-1 und 941-2 auf Wannen 930-1 und 930-2). Während der ersten Betriebsphase kann ein Steuerungssignal an ausgewählte Anschlüsse angelegt werden, um eine erste Mehrzahl von Kanälen zwischen der Hall-Effektregion 910 und der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen zu bilden, wobei die Kanäle der ersten Mehrzahl von Kanälen Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leiten. Durch Anlegen eines Steuerungssignals an einen entsprechenden Anschluss kann eine Leitfähigkeit in der zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps gesteuert werden. Zum Beispiel kann die spezifische Leitfähigkeit eines Kanals, der in der Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet wird, gesteuert werden. Bei dem Beispiel von 9 kann die Schaltungsanordnung 970 z.B. die Bildung einer Inversionsschicht an der Schnittstelle zwischen der Wanne 930-1 und der Oxidschicht 941-1 steuern. Dementsprechend wird ein Kanal 950-1, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, in der Wanne 930-1 gebildet. D.h., eine Leitfähigkeit in der Grenzregion 980-1 zwischen der Hall-Effektregion 910 und der elektrischen Kontaktregion 920-1 ist im Wesentlichen gleich oder höher als eine Leitfähigkeit in der Hall-Effektregion 910 während der ersten Betriebsphase.
  • Während der zweiten Betriebsphase kann ein Steuerungssignal an andere ausgewählte Anschlüsse angelegt werden, um eine zweite Mehrzahl von Kanälen zwischen der Hall-Effektregion 910 und der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen zu bilden, wobei die Kanäle der ersten Mehrzahl von Kanälen Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leiten. Bei dem Beispiel von 9 kann die Schaltungsanordnung 970 z.B. die Bildung einer Inversionsschicht an der Schnittstelle zwischen der Wanne 930-2 und der Oxidschicht 941-2 steuern. Dementsprechend wird ein Kanal 950-2, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, in der Wanne 930-2 gebildet. D.h., eine Leitfähigkeit in der Grenzregion 980-2 zwischen der Hall-Effektregion 910 und der elektrischen Kontaktregion 920-2 ist im Wesentlichen gleich oder höher als eine Leitfähigkeit in der Hall-Effektregion 910 während der ersten Betriebsphase.
  • Andererseits zeigt die elektrische Kontaktregion 920-2 eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion 910 während der ersten Betriebsphase, da der Kanal 950-2, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, nur während der zweiten Betriebsphase gebildet wird. Somit ist eine Leitfähigkeit in der Grenzregion 980-2 zwischen der elektrischen Kontaktregion 920-2 und der Hall-Effektregion 910 zumindest hundert Mal niedriger als die Leitfähigkeit in der Hall-Effektregion 910 während der ersten Betriebsphase. Für die Hall-Effektregion 910 ist die elektrische Kontaktregion 920-2 effektiv nur während der zweiten Betriebsphase vorhanden. Die elektrische Kontaktregion 920-2 wird effektiv mit der Hall-Effektregion 910 während der zweiten Betriebsphase kurzgeschlossen. Im Gegenteil, die elektrische Kontaktregion 920-2 ist effektiv für die Hall-Effektregion 910 während der ersten Betriebsphase nicht vorhanden. Die Grenzregion 980-2 ist somit effektiv eine isolierende Grenze zwischen der elektrischen Kontaktregion 920-2 und der Hall-Effektregion 910 während der ersten Betriebsphase.
  • Auf ähnliche Weise zeigt die elektrische Kontaktregion 920-1 eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion 910 während der zweiten Betriebsphase, da der Kanal 950-1, der Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leitet, nur während der ersten Betriebsphase gebildet wird. Somit ist eine Leitfähigkeit in der Grenzregion 980-1 zwischen der elektrischen Kontaktregion 920-1 und der Hall-Effektregion 910 zumindest hundert Mal niedriger als die Leitfähigkeit in der Hall-Effektregion 910 während der zweiten Betriebsphase. Für die Hall-Effektregion 910 ist die elektrische Kontaktregion 920-1 effektiv nur während der ersten Betriebsphase vorhanden. Die elektrische Kontaktregion 920-1 wird effektiv mit der Hall-Effektregion 910 während der ersten Betriebsphase kurzgeschlossen. Im Gegenteil, die elektrische Kontaktregion 920-1 ist effektiv für die Hall-Effektregion 910 während der zweiten Betriebsphase nicht vorhanden. Die Grenzregion 980-1 ist somit effektiv eine isolierende Grenze zwischen der elektrischen Kontaktregion 920-1 und der Hall-Effektregion 910 während der zweiten Betriebsphase.
  • Somit, im Hinblick auf die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, zeigt jede der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der ersten Betriebsphase, wohingegen jede der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der zweiten Betriebsphase zeigt.
  • D.h., einzelne der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen können selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Da nur eine erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase aktiviert wird und da nur eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase aktiviert wird, wird ein Kurzschließen des elektrischen Versorgungssignals und ein Kurzschließen des Ausgangssignals der Hall-Effektregion reduziert. Die Homogenität des elektrischen Feldes und der Strom/Spannung-Verteilung innerhalb der Hall-Effektregion 910 kann somit verstärkt werden. Dementsprechend kann der Restversatz des Hall-Sensor-Bauelements 900 im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen reduziert werden.
  • Bei einigen Beispielen kann das Hall-Sensorbauelement 900 ferner eine Kombinationsschaltungsanordnung aufweisen (nicht dargestellt), die ausgebildet ist, um die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch die erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase bereitgestellt (abgegriffen) werden, und die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch die erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase bereitgestellt (abgegriffen) werden, zu kombinieren. Die kombinierten elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion 910 können ein Ausgangssignal des Hall-Sensorbauelements 900 bilden. Zum Beispiel kann die Kombinationsschaltungsanordnung ausgebildet sein, um die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion für beide Betriebsphasen linear zu kombinieren (z.B. beide Spinning-Schemata). Genauer gesagt können die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion summiert oder voneinander subtrahiert werden, wobei der absolute Wert der entsprechenden Koeffizienten der linearen Kombination gleich Eins ist. Dementsprechend kann das Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements 900 einen reduzierten Restversatz im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen aufweisen.
  • Die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen kann bei einigen Beispielen an einem Umfangsabschnitt der Hall-Effektregion 910 angeordnet sein, wie in 9 angezeigt ist.
  • Bei einigen Beispielen kann jede elektrische Kontaktregion der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen zwischen zwei elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen angeordnet sein. Die elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen können ferner um 90° im Hinblick aufeinander um eine geometrische Mitte der Hall-Effektregion 910 gedreht sein.
  • Zum Beispiel kann die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen entlang von zumindest 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 % oder mehr des Umfangs der Hall-Effektregion angeordnet sein. Die Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen kann bei einigen Beispielen gleich groß sein.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens 1000 zum Betreiben eines Hall-Sensor-Bauelements ist mittels eines Flussdiagramms in 10 dargestellt. Das Hall-Sensorbauelement umfasst eine Hall-Effektregion eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die ausgebildet sind, um elektrische Signale zu der/von der Hall-Effektregion unter Verwendung einer Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen bereitzustellen. Jede elektrische Kontaktregion wird in einer entsprechenden Wanne eines unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet, die an die Hall-Effektregion angrenzt. Jeder Steuerungsanschluss ist ausgebildet zum Steuern einer Leitfähigkeit in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps. Das Verfahren 1000 umfasst bei einem Schritt 1002 das selektive Anlegen von Steuerungssignalen an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer ersten Betriebsphase leiten. Ferner umfasst das Verfahren 1000 einen Schritt 1004 des selektiven Anlegens von Steuerungssignalen an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer zweiten Betriebsphase leiten.
  • Bei einigen Beispielen umfasst die erste Betriebsphase ein volles erstes Spinning-Schema, wohingegen die zweite Betriebsphase ein volles zweites Spinning-Schema aufweist.
  • Optional umfasst das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1006 des Kombinierens der elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch die erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase, und der elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch die zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase, an ein Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements bereitgestellt werden.
  • Weitere Details und Aspekte des Verfahrens werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend beschriebenen Beispiele erwähnt (z.B. 1 bis 7). Das Verfahren kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens 1100 für ein Hall-Sensor-Bauelement umfassend eine Hall-Effektregion ist mittels eines Flussdiagramms in 11 dargestellt. Das Verfahren 1100 umfasst bei einem Schritt 1102 das Liefern elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung eines ersten Paares elektrischer Kontakte und das Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung eines zweiten Paars aus elektrischen Kontakten in einer ersten Betriebsphase. Bei einem Schritt 1104 umfasst das Verfahren 1100 ferner das Liefern elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung des zweiten Paares elektrischer Kontakte und das Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung des ersten Paars aus elektrischen Kontakten in einer zweiten Betriebsphase. Ferner umfasst das Verfahren 1100 bei einem Schritt 1106 das Liefern elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung eines dritten Paares elektrischer Kontakte und das Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung eines vierten Paars aus elektrischen Kontakten in einer dritten Betriebsphase. Bei einem Schritt 1108 umfasst das Verfahren 1100 ferner das Liefern elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung des vierten Paares elektrischer Kontakte und das Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung des dritten Paars aus elektrischen Kontakten in einer vierten Betriebsphase.
  • Zumindest ein elektrischer Kontakt des dritten und vierten Paars aus elektrischen Kontakten zeigt eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der ersten Betriebsphase, wobei zumindest ein elektrischer Kontakt des ersten und zweiten Paars aus elektrischen Kontakten eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der zweiten Betriebsphase zeigt. Wie oben erörtert wurde, ist bei der hochohmigen Grenzbedingung eine Leitfähigkeit in einem Grenzabschnitt zwischen einem entsprechenden elektrischen Kontakt und der Hall-Effektregion zumindest hundert Mal niedriger als eine Leitfähigkeit in der Hall-Effektregion.
  • Optional umfasst das Verfahren 1100 ferner einen Schritt 1110 des Kombinierens der Ausgangssignale der Hall-Effektregion in dem ersten Betriebszustand, dem zweiten Betriebszustand, dem dritten Betriebszustand und dem vierten Betriebszustand, um ein Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements zu erzeugen.
  • Weitere Details und Aspekte des Verfahrens werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend beschriebenen Beispiele erwähnt (z.B. 6, 7 und 9). Das Verfahren kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
  • Die Aspekte und Merkmale, die zusammen mit einem oder mehreren der vorangehend detailliert beschriebenen Beispiele und Figuren erwähnt und beschrieben wurden, können ferner mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden, um ein ähnliches Merkmal des anderen Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal zusätzlich in das andere Beispiel einzubringen.
  • Die Beschreibung und Zeichnungen stellen nur die Grundsätze der Offenbarung dar. Es versteht sich daher, dass der Fachmann verschiedene Anordnungen ableiten kann, die, obwohl sie nicht ausdrücklich hier beschrieben oder gezeigt sind, die Grundsätze der Offenbarung verkörpern und in ihrem Sinn und Rahmen enthalten sind. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele ausdrücklich nur Lehrzwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen, und sollen als ohne Begrenzung solcher besonders aufgeführten Beispiele und Bedingungen dienend aufgefasst werden. Weiterhin sollen alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenbarung wie auch spezifische Beispiele derselben deren Entsprechungen umfassen.
  • Ein Blockdiagramm kann z.B. ein detailliertes Schaltungsdiagramm darstellen, das die Prinzipien der Offenbarung implementiert. Auf ähnliche Weise kann ein Ablaufdiagramm, Flussdiagramm, Zustandsübergangsdiagramm, Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse darstellen, die im Wesentlichen in computerlesbarem Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden können, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor ausdrücklich dargestellt ist. In der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarte Verfahren können durch eine Vorrichtung implementiert werden, die Mittel zum Ausführen von jedem der entsprechenden Schritte dieser Verfahren aufweist.
  • Weiterhin versteht es sich, dass die Offenbarung vielfacher, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen, Abläufe oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden sollte, außer dies ist explizit oder implizit anderweitig angegeben, z.B. aus technischen Gründen. Durch die Offenbarung von mehreren Schritten oder Funktionen werden diese daher nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Weiterhin kann in einigen Beispielen ein einzelner Schritt, eine Funktion, ein Prozess oder Ablauf mehrere Teil-Schritte, -Funktionen, -Prozesse, oder -Abläufe einschließen oder in diese aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht ausdrücklich ausgeschlossen sind.
  • Weiterhin sind die nachfolgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Wenn jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass – obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine besondere Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann – andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs einschließen können. Diese Kombinationen werden hier vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Weiterhin sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.

Claims (27)

  1. Ein Hall-Sensor-Bauelement (100), umfassend: eine Hall-Effektregion (110) eines ersten Leitfähigkeitstyps; eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (120-1, 120-2), die ausgebildet sind, um elektrische Signale zu/von der Hall-Effektregion (110) bereitzustellen, wobei jede elektrische Kontaktregion in einer entsprechenden Wanne (130-1, 130-2) eines unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, die an die Hall-Effektregion (110) angrenzt; und eine Schaltungsanordnung umfassend eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen (140-1, 140-2), wobei jeder Steuerungsanschluss zum Steuern einer Leitfähigkeit in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps ausgebildet ist, wobei die Schaltungsanordnung ausgebildet ist, um selektiv Steuerungssignale an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen (140-1, 140-2) anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer ersten Betriebsphase leiten, und selektiv Steuerungssignale an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen (140-1, 140-2) anzulegen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer zweiten Betriebsphase leiten.
  2. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 1, wobei die erste Betriebsphase ein volles erstes Spinning-Schema aufweist, wohingegen die zweite Betriebsphase ein volles zweites Spinning-Schema aufweist.
  3. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend eine Kombinationsschaltungsanordnung, die ausgebildet ist, um die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion (110), die durch die elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase bereitgestellt werden, und die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion (110), die durch die elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase bereitgestellt werden, zu einem Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements (100) kombinieren.
  4. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Mehrzahl der elektrischen Kontaktregionen gleich groß sind.
  5. Das Hall-Sensorbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl der elektrischen Kontaktregionen entlang von zumindest 75% des Umfangs der Hall-Effektregion angeordnet ist.
  6. Das Hall-Sensorbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei keiner der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, in der zweiten Teilmenge enthalten ist.
  7. Das Hall-Sensorbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest einer der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, in der zweiten Teilmenge enthalten ist.
  8. Das Hall-Sensorbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen von dem ersten Leitfähigkeitstyp ist.
  9. Das Hall-Sensorbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kanäle, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während der ersten Betriebsphase leiten, zwischen einer zugeordneten ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen und der Hall-Effektregion (110) gebildet sind, und wobei die Kanäle, die die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während der zweiten Betriebsphase leiten, zwischen einer zugeordneten zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen und der Hall-Effektregion (110) gebildet sind.
  10. Das Hall-Sensorbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine Mehrzahl von Wannen des ersten Leitfähigkeitstyps (370-1, 370-2), die jeweils an die Hall-Effektregion (110) angrenzen, und eine zugeordnete Wanne (130-1, 130-2) des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei eine Konzentration von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps in den Wannen (370-1, 370-2) des ersten Leitfähigkeitstyps höher ist als eine Konzentration von Majoritätsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps in der Hall-Effektregion.
  11. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 10, wobei eine Dicke jeder Wanne (370-1, 370-2) des ersten Leitfähigkeitstyps 50% oder mehr einer Dicke der Hall-Effektregion (110) ist.
  12. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei die Kanäle, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps während der ersten Betriebsphase leiten, zwischen einer zugeordneten ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen und einer zugeordneten Teilmenge der Mehrzahl von Wannen des ersten Leitfähigkeitstyps gebildet sind, und wobei die Kanäle, die die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps während der zweiten Betriebsphase leiten, zwischen einer zugeordneten zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen und einer zugeordneten zweiten Teilmenge der Mehrzahl von Wannen des ersten Leitfähigkeitstyps gebildet sind.
  13. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 9 oder Anspruch 12, wobei jede elektrische Kontaktregion der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen zwischen jeweils zwei elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen angeordnet ist.
  14. Das Hall-Sensorbauelement gemäß einem der Ansprüche 9, 12 oder 13, wobei die elektrischen Kontaktregionen der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen um 90° im Hinblick aufeinander um eine geometrische Mitte der Hall-Effektregion (110) gedreht sind.
  15. Ein Hall-Sensor-Bauelement (800), umfassend: eine Hall-Effektregion (810) eines ersten Leitfähigkeitstyps, implementiert in einem Halbleitersubstrat (860); eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (820-1, 820-2), implementiert in dem Halbleitersubstrat (860) und ausgebildet zum Bereitstellen elektrischer Signale zu/von der Hall-Effektregion (810); und eine Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen (840-1, 840-2), die ausgebildet sind zum Bilden, während einer ersten Betriebsphase, einer ersten Mehrzahl von Kanälen in dem Halbleitersubstrat (860) zwischen der Hall-Effektregion (810) und einer ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leiten, und zum Bilden, während einer zweiten Betriebsphase, einer zweiten Mehrzahl von Kanälen in dem Halbleitersubstrat (860) zwischen der Hall-Effektregion (810) und einer unterschiedlichen zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps leiten.
  16. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 15, wobei die erste Betriebsphase ein volles erstes Spinning-Schema aufweist, wohingegen die zweite Betriebsphase ein volles zweites Spinning-Schema aufweist.
  17. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 15 oder Anspruch 16, ferner umfassend eine Kombinationsschaltungsanordnung, die ausgebildet ist, um die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion (810), die durch die erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase bereitgestellt werden, und die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion (810), die durch die zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase bereitgestellt werden, zu einem Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements zu kombinieren.
  18. Ein Hall-Sensor-Bauelement (900), umfassend: eine Hall-Effektregion (910); eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen (920-1, 920-2), die ausgebildet sind, um elektrische Signale zu/von der Hall-Effektregion bereitzustellen; und eine Schaltungsanordnung (970), die ausgebildet ist, um selektiv eine erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen mit der Hall-Effektregion (910) während zumindest einer ersten Betriebsphase zu koppeln, und selektiv eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen mit der Hall-Effektregion (910) während zumindest einer zweiten Betriebsphase zu koppeln, wobei jede der zweiten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion (910) während der ersten Betriebsphase zeigt, und wobei jede der ersten Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion (910) während der zweiten Betriebsphase zeigt.
  19. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 18, wobei bei der hochohmigen Grenzbedingung eine Leitfähigkeit in einem Grenzabschnitt zwischen einer entsprechenden elektrischen Kontaktregion und der Hall-Effektregion (910) zumindest hundert Mal niedriger ist als eine Leitfähigkeit in der Hall-Effektregion (910).
  20. Das Hall-Sensorbauelement gemäß Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei die erste Betriebsphase ein volles erstes Spinning-Schema aufweist, wohingegen die zweite Betriebsphase ein volles zweites Spinning-Schema aufweist.
  21. Das Hall-Sensorbauelement gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, ferner umfassend eine Kombinationsschaltungsanordnung, die ausgebildet ist, um die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion (910), die durch die erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase bereitgestellt werden, und die elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion (910), die durch die zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase bereitgestellt werden, zu einem Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements zu kombinieren.
  22. Ein Verfahren (1000) zum Betreiben eines Hall-Sensor-Bauelements umfassend eine Hall-Effektregion eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen, die ausgebildet sind zum Bereitstellen elektrischer Signale zu/von der Hall-Effektregion unter Verwendung einer Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, wobei jede elektrische Kontaktregion in einer entsprechenden Wanne eines unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet wird, die an die Hall-Effektregion angrenzt, und wobei jeder Steuerungsanschluss ausgebildet ist zum Steuern einer Leitfähigkeit in einer zugeordneten Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps, das Verfahren umfassend: selektives Anlegen (1002) von Steuerungssignalen an eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer ersten Betriebsphase leiten; und selektives Anlegen (1004) von Steuerungssignalen an eine unterschiedliche zweite Teilmenge der Mehrzahl von Steuerungsanschlüssen, um Kanäle zu bilden, die Majoritätsträger des ersten Leitfähigkeitstyps in den zugeordneten Wannen während einer zweiten Betriebsphase leiten.
  23. Das Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei die erste Betriebsphase ein volles erstes Spinning-Schema aufweist, wohingegen die zweite Betriebsphase ein volles zweites Spinning-Schema aufweist.
  24. Das Verfahren gemäß Anspruch 22 oder Anspruch 23, wobei das Verfahren ferner das Kombinieren (1006) der elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch die erste Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der ersten Betriebsphase bereitgestellt werden, und der elektrischen Signale aus der Hall-Effektregion, die durch die zweite Teilmenge der Mehrzahl von elektrischen Kontaktregionen während der zweiten Betriebsphase bereitgestellt werden, zu einem Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements umfasst.
  25. Ein Verfahren (1100) für ein Hall-Sensor-Bauelement umfassend eine Hall-Effektregion, umfassend: Liefern (1102) elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung eines ersten Paares elektrischer Kontakte und Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung eines zweiten Paars aus elektrischen Kontakten in einer ersten Betriebsphase; Liefern (1104) elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung des zweiten Paares elektrischer Kontakte und Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung des ersten Paars aus elektrischen Kontakten in einer zweiten Betriebsphase; Liefern (1106) elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung eines dritten Paares elektrischer Kontakte und Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung eines vierten Paars aus elektrischen Kontakten in einer dritten Betriebsphase; und Liefern (1108) elektrischer Energie an die Hall-Effektregion unter Verwendung des vierten Paares elektrischer Kontakte und Abgreifen eines Ausgangssignals der Hall-Effektregion unter Verwendung des dritten Paars aus elektrischen Kontakten in einer vierten Betriebsphase; wobei zumindest ein elektrischer Kontakt des dritten und vierten Paars aus elektrischen Kontakten eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der ersten Betriebsphase zeigt, und wobei zumindest ein elektrischer Kontakt des ersten und zweiten Paars aus elektrischen Kontakten eine hochohmige Grenzbedingung zu der Hall-Effektregion während der zweiten Betriebsphase zeigt.
  26. Das Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei bei der hochohmigen Grenzbedingung eine Leitfähigkeit in einem Grenzabschnitt zwischen einem entsprechenden elektrischen Kontakt und der Hall-Effektregion zumindest hundert Mal niedriger als eine Leitfähigkeit in der Hall-Effektregion ist.
  27. Das Verfahren gemäß Anspruch 25 oder Anspruch 26, wobei das Verfahren ferner das Kombinieren (1110) der Ausgangssignale der Hall-Effektregion in dem ersten Betriebszustand, dem zweiten Betriebszustand, dem dritten Betriebszustand und dem vierten Betriebszustand umfasst, um ein Ausgangssignal des Hall-Sensor-Bauelements zu erzeugen.
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