DE102018118030B3 - Verfahren zum Betrieb von vertikalen Hall-Sensor-Platten mit erhöhter Empfindlichkeit auf Basis eines n-Substrates - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit zwei vertikalen Hall-Platten mit einem n-dotiertem Substrat (n-sub), jeweils einer p-dotierten Wanne (PW) und fünf höher p-dotierten Gebieten (p+) längs einer Linie in der Reihenfolge ihrer Nummerierung und zugehörigen fünf Kontakten (K1 bis K5), die diese Gebiete kontaktieren. Die Kontakte K1, K3 und K5, die zur Stromeinspeisung bzw. Stromentnahme dienen, weisen eine größere Kontaktfläche auf als die Kontakte K2 und K3, die zur Messung der Hall-Spannung dienen.

Description

• Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Betrieb vertikaler Hall-Sensor-Platten mit erhöhter Empfindlichkeit.
• Allgemeine Einleitung
• Für die Detektion von magnetischen Feldern parallel zur Chipoberfläche (also in X- und Y-Richtung) werden vertikale Hallsensoren benötigt. Gut bekannt sind Lösungen mit 5 Anschlüssen, die aber schlecht für einen Spinning-Betrieb geeignet sind. Außerdem ist die Empfindlichkeit vergleichsweise geringer als die Empfindlichkeit von lateralen Hall-Platten, die zur Detektion von Feldern in Z-Richtung, der Normalen zur Oberfläche des Halbleitersubstrats (p-sub), dienen. Aus den 5-Anschluß-Varianten wurden auch solche mit 3 Anschlüssen abgeleitet, die jedoch dann nur in mehrfacher Ausfertigung mit entsprechender Anordnung und Verschaltung sinnvoll eingesetzt werden können, auch im Spinning-Betrieb. Die Empfindlichkeit ist jedoch immer noch relativ gering. Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, die Empfindlichkeit auch von lateralen Hall-Platten zu verbessern.
• Stand der Technik
• Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zum Betrieb vertikaler Hall-Sensor-Platten bekannt.
• Aus der DE 10 2012 201 727 A1 ist eine Hall-Platte bekannt.
• Aus der US 2014 / 0 070 795 A1 ist ein Hall-Sensor-System bekannt.
• Aus der US 2017 / 0 030 983 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Hall-Sensors bekannt.
• Aus der Schrift Sander, C.; Paul, O., Cornils, M.; Vecchi, M. C. „Sensitivitätsoptimierung von vertikalen Hallsensoren mit drei Kontakten" Konferenz: Mikrosystemtechnik 2013 - Von Bauelementen zu Systemen 14.10.2013 - 16.10.2013 in Aachen, Deutschland, Tagungsband: Mikrosystemtechnik 2013, VDE Verlag sind Methoden zur Sensitivitätssteigerung bekannt.
• Ebenso sind Methoden zur Sensitivitätssteigerung aus der Schrift Ch. Schott, J.-M. Waser. R.SPopovic. „Single-chip 3-D silicon Hall sensor" Sensors and Actuators A: Physical, Volume 82, Issues 1-3, 15 May 2000, Pages 167-173 bekannt.
• Aus der US 5 572 058 A ist ein Hall-Sensor für die Messung magnetischer Felder parallel zu einer epitaktischen Schicht bekannt.
• Aus der US 6 278 271 B1 ist ein Sensor für die dreidimensionale Erfassung magnetischer Felder bekannt.
• Der Stand der Technik wird weiter mit Hilfe der Figuren beschrieben. Hall-Elemente werden vereinheitlicht als Hall-Platten bezeichnet, auch wenn sie eine Zusammenschaltung mehrerer Hall-Platten sind.
• 1: In der 1 ist der typische Stand der Technik für eine vertikale Hall-Platte mit beispielhaft 5 Anschlüssen (K1 bis K5) schematisch vereinfacht dargestellt. Die Darstellung erfolgt in Aufsicht ( 1a) und im Querschnitt (1b). Die dort dargestellte Form einer Hall-Platte ist die bislang am häufigsten benutzte Grundstruktur eines vertikalen Hallsensors. Die Hall-Platte besteht aus einer n-Wanne (NW), die in ein p-dotiertes Substrat (p-sub) eingebracht ist. Jeder der Kontakte (K1 bis K5) besteht aus einem hoch n-dotierten Bereich (n+), der mittels einer Metallisierung (schwarz, ohne Bezugszeichen) elektrisch kontaktiert wird. Alternativ kann die Hall-Platte auch aus einer umgekehrten Kombination von Dotierungen hergestellt werden. Die Hall-Platte besteht dann aus einer p-Wanne (PW), die in ein n-dotiertes Substrat (n-sub) eingebracht ist. Jeder der Kontakte (K1 bis K5) besteht aus einem hoch p-dotierten Bereich (p+), der mittels einer Metallisierung (schwarz, ohne Bezugszeichen (in 8) elektrisch kontaktiert wird. Zum Betrieb dieser Hall-Platte sind die äußeren beiden Anschlüsse miteinander zu verbinden (Anschluss (D)), damit sind dann wie bei einer lateralen Hall-Platte 4 Anschlüsse vorhanden. Dabei erfolgt die Speisung in einem ersten möglichen Betriebszustand an den Anschlüssen A und C, während das Hall-Spannungssignal an den anderen beiden Anschlüssen, also B und D, abgenommen werden kann. In einem zweiten möglichen Betriebszustand erfolgt die Speisung an den Anschlüssen B und D, während das Hall-Spannungssignal an den anderen beiden Anschlüssen, nun also A und C, abgenommen werden kann. Besonders nachteilig bei dieser Anordnung ist die Asymmetrie dieser Hall-Platte, was einen Spinning-Betrieb praktisch unmöglich macht. Außerdem ist die Empfindlichkeit relativ gering. Mit vier dieser Hall-Platten und entsprechender quasi paralleler Verschaltung kann zwar eine voll symmetrische Hall-Platte erzeugt werden, aber dies geht zu Lasten der der Empfindlichkeit, denn ein gleichbleibendes Hall-Spannungssignal erfordert hierbei den vierfachen Betriebsstrom der Hall-Platte.
• 2: In der 2 ist eine vertikale Hall-Platte mit 3 Anschlüssen dargestellt. Dies Form einer vertikalen Hall-Platte war die erste integrierte Form für einen vertikalen Hallsensor. Wird dabei ein Hall-Platten-Element der 2 als Einzel-Hall-Element benutzt, so ergibt sich dem Aufbau des Sensorelements entsprechend nur ein Single-Ended-Hall-Spannungssignal. Um differentielle Signale zu erhalten, werden mehrere einzelne Hall-Platten entsprechend verschaltet, wie beispielsweise aus der DE 10 150 950 C1 bekannt, bei der zwei Hall-Platten parallel betrieben werden. Man erhält ein differentielles Signal, kann aber wegen der verbleibenden Asymmetrie der Anordnung damit keinen Spinning-Betrieb durchführen. Eine Verschaltung von vier Hall-Platten als Ring wie in Hadi Heidari et. al., „Analysis and Modeling of Four-Folded Vertical Hall Devices in Current Domain", 2014 10th Conference on Ph. D. Research in Microelectronics and Electronics (PRIME) oder in C. Sander, M.C. Vecchi, M. Cornils, O. Paul, „Ultra-Low Offset Vertical HallSensor in CMOS Technology", Procedia Engineering, Volume 87, 2014, pp. 732-735 dargestellt, führt zu einer symmetrischen Anordnung und ermöglicht somit auch den Spinning-Betrieb zur Offsetkompensation. Nachteilig ist hier die immer noch relativ geringe Empfindlichkeit, wenngleich sie gegenüber einer einzelnen Hall-Platte quasi schon verdoppelt ist. In C. Sander, M. Cornils, M.C. Vecchi, O. Paul, „Sensitivitätsoptimierung von vertikalen Hallsensoren mit drei Kontakten", MikroSystem-Technik Kongress 2013, wurde ein Weg aufgezeigt, wie die Empfindlichkeit von vertikalen Hallsensoren mit 3 Anschlüssen stark verbessert werden kann. Hier ist es jedoch nachteilig, dass mit diesen Hall-Platten kein Spinning-Betrieb mehr durchführbar ist.
• 3a, b, c: In 3a ist eine klassische laterale asymmetrische Hall-Platte dargestellt. Wegen des größeren Verhältnisses von Breite zu Länge ergibt sich eine höhere Empfindlichkeit der Hall-Platte gegenüber einer quadratischen oder gar längeren Ausführung. Durch die Asymmetrie ist aber dieser Plattentyp nicht im Spinning-Betrieb betreibbar und somit zum Zeitpunkt der Anmeldung dieser Offenlegung nach Kenntnis der Autoren auch weniger gebräuchlich. In den 3b und 3c sind aktuell gebräuchliche laterale Hall-Platten dargestellt. Sie besitzen jeweils vier verbreiterte gleich große Anschlüsse und sind voll symmetrisch aufgebaut, somit auch tauglich für einen Spinning-Betrieb. Nachteilig ist jedoch eine geringere Empfindlichkeit gegenüber den klassischen asymmetrischen Hall-Platten, da die verbreiterten Kontakte auch als Fühlkontakte verwendet werden (müssen) und dabei einen Teil des Hall-Signals kurzschließen. Aus der DE 10 2016 110 611 A1 , der DE 10 2016 110 612 A1 und der DE 10 2016 110 613 A1 sind Verfahren zur Modifikation der Kontaktbreite in Abhängigkeit von der Funktion (Stromeinspeisung oder Entnahme auf der einerseits gegenüber Hall-Spannungserfassung andererseits) bekannt.
• Aufgabe der Erfindung
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die die obigen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
• Alternative Vorschläge zur Lösung der Aufgabe
• In den 4a und 4b ist jeweils eine typische Ausführungsform einer vorschlagsgemäßen vertikalen Hall-Platte dargestellt.
• Die vorschlagsgemäße vertikale Hall-Platte ist abgeleitet aus einer vertikalen Hall-Platte mit fünf Anschlüssen (K1, K2, K3, K4, K5), die jedoch im Gegensatz zur Hall-Platte des Standes der Technik drei breitere Kontakte (K1, K3, K5) und zwei bevorzugt minimal breite Kontakte (K2, K4) aufweist. Die Anordnung der fünf Kontakte (K1, K2, K3, K4, K5), innerhalb der schmalen, streifenförmigen tiefen n-dotierten Wanne (NW) erfolgt entlang einer Linie (a-a') mit bevorzugt gleichen Abständen und der Folge große Kontaktfläche (K1) - kleine Kontaktfläche (K2) - große Kontaktfläche (K3) - kleine Kontaktfläche (K4) -große Kontaktfläche (K5), also bevorzugt kontaktflächenalternierend, längs einer gemeinsamen Anordungslinie (a-a').
• Dabei dienen die breiteren Kontakte (K1, K3, K5) ausschließlich der Einspeisung des Betriebsstroms der Hall-Platte und der Entnahme dieses Betriebsstromes aus der Hall-Platte, die beiden minimal breiten Kontakte (K2, K4) werden zur Messung der Hall-Spannung (U_H ) verwendet, wenn die beiden benachbarten großen Kontakte der großen Kontakte (K1, K3, K5) eines solchen minimal breiten Kontakts der minimal breiten Kontakte (K2, K4) auf ein unterschiedliches Potenzial geschaltet sind. Die minimal breiten Kontakte (K2, K4) können zusätzlich zur Speisung hinzugezogen werden, wenn die beiden benachbarten großen Kontakte (K1, K3, K5) eines solchen minimal breiten Kontakts (K2, K4) auf ein gleiches Potenzial geschaltet sind. Die Verwendung von verbreiterten Speisekontakten (K1, K3, K5) und von minimal breiten Fühlanschlüssen (K2, K4) resultiert daraus, dass sich bei asymmetrischen lateralen Hall-Platten die Empfindlichkeit mit Verbreiterung der Speisekontakte bei minimierten Fühlkontakten erhöht. (Siehe auch C. Sander, M. Cornils, M.C. Vecchi, O. Paul, „Sensitivitätsoptimierung von vertikalen Hallsensoren mit drei Kontakten“, MikroSystemTechnik Kongress 2013 dargestellten und daraus resultierenden Erkenntnis für vertikale Hall-Platten.)
• Zur Bildung eines Hall-Sensors, der auch für einen Spinning-Betrieb zur effizienten Offsetreduktion geeignet ist, werden zwei dieser Hall-Platten (HP1, HP2) effektiv parallel liegend zu einem Ring verschaltet, so dass die Stromrichtungen in beiden Hall-Platten (HP1, HP2) die entgegengesetzte Orientierung haben, um ein differentielles Hall-Ausgangssignal an den Ausgangsklemmen (V_H1 , V_H2 ) zu erzeugen. Eine derartige Zusammenschaltung ist in 5 dargestellt.
• Der Spinning- oder Chopper-Takt ist mit Clk gekennzeichnet. Der dazu invertierte Chopper-Takt ist mit ClkB gekennzeichnet. Der Chopper-Takt, das Taktsignal (Clk), und der invertierte Chopper-Takt, das invertierte Taktsignal (ClkB), steuern die Schalter (S1 bis S8), wie dargestellt. Die Versorgung des Hall-Sensors mit einer Spannungs- oder Stromquelle erfolgt an den Klemmen GND und V_bias/I_bias. Bei Ansteuerung mit einem PWM-Chopper-Takt, dem Taktsignal (Clk), und einem dazu invertierten Chopper-Takt, dem invertierten Taktsignal (ClkB), realisiert diese einfache Anordnung ein Spinning mit zwei Zuständen für einen halben Umlauf. Ein voller Umlauf mit vier Zuständen erfordert darüber hinaus vier Taktzustände und mehr Schalter als in der 5 dargestellt.
• In dieser Anordnung ergibt sich mit den vorschalgsgemäßen Hall-Platten eine sehr viel höhere Empfindlichkeit des Hall-Sensors gegenüber herkömmlichen Anordnungen vertikaler Sensoren. Außerdem ist ein Spinning-Betrieb möglich.
• laterale Hall-Platte
• In den 6 und 7 sind zwei leicht unterschiedliche Ausführungen einer vorschlagsgemäßen lateralen Hall-Platte zur Detektion der z-Komponente eines Magnetfeldes mit erhöhter Empfindlichkeit dargestellt. Im Gegensatz zu herkömmlichen bekannten Hall-Platten weisen sie acht statt vier Kontakte auf, wovon sechs Kontakte (K1, K3, K5, [K1],) [K3], [K5]) sehr breit und die anderen vier Kontakte (K2, K4, [K2], [K4]) minimal breit sind. Der Aufbau ist bzgl. der x- und y-Achse voll symmetrisch, die Orientierung der großen zu den kleinen Kontakten schließt einen Winkel von 45° ein. Der Aufbau weist eine erste n-dotierte Wanne (NW1) und eine zweite n-dotierte Wanne (NW2) auf. Zwischen zwei benachbarten großen Kontakten der großen Kontakte (K1, K3, K5, [K1], [K3], [K5]) innerhalb einer der n-Wannen (NW1, NW2) befindet immer ein kleiner Kontakt der kleinen Kontakte (K2, K4, [K2], [K4]) bzw. auch umgekehrt. In 7 wurde die effektiv wirksame Breite der Speisekontakte (K1, K3, K5, [K1],) [K3], [K5]) durch die Ausführung mit zwei nach innen gerichteten Schenkeln noch weiter erhöht, womit sich auch die (spannungsbezogene) Empfindlichkeit erhöht. Die großen Kontakte (K1, K3, K5, [K1], [K3], [K5]) werden also zur Minimierung der Kontaktwiderstände und zur Maximierung der Messstromeinspeisung bevorzugt nicht als linearer Strich, sondern geknickt, gefaltet oder gebogen ausgeführt, was das Messsignal wiederum erhöht.
• Wie auch schon für die vertikalen Hall-Platten beschrieben, sind die breiten Kontakte (K1, K3, K5, [K1], [K3], [K5]) ausschließlich für die Speisung der Hall-Platte vorgesehen. Zum Betrieb der Hall-Platte werden jeweils zwei benachbarte große Kontakte einer n-Wanne (NW1, NW2) über die Schalter (S1, S4, S5, S7) zusammen geschaltet mit der Versorgung V_bias/I_bias bzw. Masse verbunden. Die Ansteuerung der Schalter wird mittels des Taktsignals (Clk) und des invertierten Taktsignals (ClkB) dabei so ausgelegt, dass kein Kurzschluss entsteht. Das differentielle Hall-Signal (V_H1 , V_H2 ) wird an den beiden kleinen Kontakten abgenommen, die zu den jeweils beiden großen Kontakten mit unterschiedlichem Potenzial innerhalb einer n-Wanne benachbart sind und die durch entsprechende Schalter (S2, S3, S7, S6) selektiert werden. Die beiden kleinen Kontakte mit den benachbarten großen Kontakten innerhalb einer n-Wanne auf gleichem Potenzial können zusätzlich mit dem Speisepotenzial der großen benachbarten Kontakte durch entsprechende Schalter (S9, S8, S11, S12) verbunden werden.
• In den 6 und 7 ist der Spinning- oder Chopper-Takt mit Clk bzw. ClkB (für den invertierten Takt) gekennzeichnet und steuert die Schalter (S1 bis S12) entsprechend. Die Versorgung des Hall-Sensors mit einer Spannungs- oder Stromquelle erfolgt an der Klemme V_bias/I_bias bezüglich des Masse Anschlusses. Diese hier dargestellte einfache Anordnung realisiert ein Spinning mit zwei Zuständen für einen halben Umlauf. Ein voller Umlauf mit vier Zuständen erfordert dafür auch vier Taktzustände und weitere Schalter.
• In dieser Anordnung ergibt sich mit der vorschlagsgemäßen Hall-Platte eine sehr viel höhere Empfindlichkeit des resultierenden Hall-Sensors gegenüber herkömmlichen bekannten symmetrischen lateralen Hall-Platten. Außerdem ist ein Spinning-Betrieb möglich.
• Kern des alternativen,(hier nicht beanspruchten) Vorschlags
• Der Vorschlag betrifft somit eine typischerweise längs gestreckte Hall-Platte. Die Längsstreckung kann dabei auch längs einer gebogenen oder geknickten Linie (L) erfolgen. Die 6 und 7 stellen hierzu Beispiele dar. In der Grundform des Vorschlags handelt es sich aber um eine gerade Längsstreckung, wie in 4 beispielhaft dargestellt. Die Hall-Platte wird bevorzugt in einem CMOS-Prozess in einem P-Substrat (p-sub) gefertigt. Sie umfasst dann das p-dotierte Substrat (p-sub), eine n-dotierte Wanne (NW) und mindestens fünf höher n-dotierte Gebiete (n+), die der Herstellung der Kontakte dienen. Sie umfasst somit zumindest ein erstes höher n-dotiertes Gebiet (n+), ein zweites höher n-dotiertes Gebiet (n+), ein drittes höher n-dotiertes Gebiet (n+), ein viertes höher n-dotiertes Gebiet (n+) und ein fünftes höher n-dotiertes Gebiet (n+). Werden weitere Kontakte als die im folgenden vorgesehenen Kontakte vorgesehen, so muss die Anzahl der höher n-dotierten Gebiete entsprechend erhöht werden. Die Hall-Platte weist einen ersten Kontakt (K1), einen zweiten Kontakt (K2), einen dritten Kontakt (K3), einen vierten Kontakt (K4) und einen fünften Kontakt (K5) auf. Dabei kontaktiert der erste Kontakt (K1) das erste höher n-dotierte Gebiet (n+), der zweite Kontakt (K2) das zweite höher n-dotierte Gebiet (n+), der dritte Kontakt (K3) das dritte höher n-dotierte Gebiet (n+), der vierte Kontakt (K4) das vierte höher n-dotierte Gebiet (n+) und der fünfte Kontakt (K5) das fünfte höher n-dotierte Gebiet (n+). Die höher n-dotierten Gebiete (n+) sind dabei längs einer Linie (L) angeordnet, die beispielsweise gerade, gebogen, geknickt sein kann. Das zweite höher n-dotierte Gebiet (n+) längs dieser Linie (L) liegt zwischen dem ersten höher n-dotierten Gebiet (n+) und dem dritten höher n-dotierten Gebiet (n+). Das dritte höher n-dotierte Gebiet (n+) liegt längs dieser Linie (L) zwischen dem zweiten höher n-dotierten Gebiet (n+) und dem vierten höher n-dotierten Gebiet. Das vierte höher n-dotierte Gebiet (n+) liegt längs dieser Linie (L) zwischen dem dritten höher n-dotierten Gebiet (n+) und dem fünften höher n-dotierten Gebiet (n+). Das zweite höher n-dotierte Gebiet (n+) liegt längs dieser Linie (L) zwischen dem ersten höher n-dotierten Gebiet (n+) und dem dritten höher n-dotierten Gebiet (n+). Die Kontaktfläche des ersten Kontakts (K1) mit dem ersten höher n-dotierten Gebiet (n+) ist größer als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher n-dotierten Gebiet (n+). Die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher n-dotierten Gebiet (n+) ist größer als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher n-dotierten Gebiet (n+). Die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher n-dotierten Gebiet (n+) ist größer als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher n-dotierten Gebiet (n+). Die Kontaktfläche des fünften Kontakts (K5) mit dem fünften höher n-dotierten Gebiet (n+) ist größer als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher n-dotierten Gebiet (n+). Der erste Kontakt (K1) und der dritte Kontakt (K5) und der fünfte Kontakt (K5) sind dabei typischerweise zumindest zeitweise zur Einspeisung von Messströmen vorgesehen. Der zweite Kontakt (K2) und der vierte Kontakt (K4) sind typischerweise zumindest zeitweise zur Entnahme einer Hall-Spannung vorgesehen.
• Lösung der Aufgabe
• Um ein Spinning zu ermöglichen, werden zwei solche Hall-Platten (erfindungsgemäß mit umgekehrter Dotierung wie in Bezug auf 8 erläutert) nun kombiniert, vgl. auch 5. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft in dieser Verfeinerung dann darüber hinaus eine Vorrichtung mit einer ersten Hall-Platte (HP1), wie später beschrieben, und mit einer zweiten Hall-Platte (HP2), wie später beschrieben. Die Vorrichtung weist dann auch ein Taktsignal (Clk) und ein invertiertes Taktsignal (ClkB) sowie einen ersten Schalter (S1), einen zweiten Schalter (S2), einen dritten Schalter (S3), einen vierten Schalter (S4), einen fünften Schalter (S5), einen sechsten Schalter (S6), einen siebten Schalter (S7) und einen achten Schalter (S8) auf. Des Weiteren umfasst sie einen ersten Hallspannungsausgang (V_H1 ) und einen zweiten Hallspannungsausgang (V_H2 ), zwischen denen das Messsignal, die Hallspannung (U_H ), abgegriffen werden kann. Im Betrieb wird in die Vorrichtung ein elektrischer Strom über einen Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) eingespeist und über einen Bezugspotenzialanschluss (GND) wieder aus der Vorrichtung entnommen.
• Das invertierte Taktsignal (ClkB) ist zum Taktsignal (Clk) invertiert.
• Der erste Schalter (S1) kann den ersten Kontakt (K1) der ersten Hall-Platte (HP1) synchron zum Taktsignal (Clk) mit dem Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) verbinden. Der zweite Schalter (S2) kann den zweiten Kontakt (K2) der ersten Hall-Platte (HP1) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mit dem ersten Hallspannungsausgang (V_H1 ) verbinden. Der dritte Schalter (S3) kann den vierten Kontakt (K4) der ersten Hall-Platte (HP1) synchron zum Taktsignal (Clk) mit dem ersten Hallspannungsausgang (V_H1 ) verbinden. Der vierte Schalter (S4) kann den fünften Kontakt (K5) der ersten Hall-Platte (HP1) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mit der Stromversorgung (V_bias/I_bias) verbinden. Der fünfte Schalter (S5) kann den ersten Kontakt ([K1]) der zweiten Hall-Platte (HP2) synchron zum Taktsignal (Clk) mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) verbinden. Der sechste Schalter (S6) kann den zweiten Kontakt ([K2]) der zweiten Hall-Platte (HP2) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mit dem zweiten Hallspannungsausgang (V_H2 ) verbinden. Der siebte Schalter (S7) kann den vierten Kontakt ([K4]) der zweiten Hall-Platte (HP2) synchron zum Taktsignal (Clk) mit dem zweiten Hallspannungsausgang (V_H2 ) verbinden. Der achte Schalter (S8) kann den fünften Kontakt ([K5]) der zweiten Hall-Platte (HP2) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) verbinden.
• Der erste Kontakt (K1) der ersten Hall-Platte (HP1) ist mit dem fünften Kontakt ([K5]) der zweiten Hall-Platte (HP2) verbunden. Der erste Kontakt ([K1]) der zweiten Hall-Platte (HP2) ist mit dem fünften Kontakt (K5) der ersten Hall-Platte (HP1) verbunden. Der dritte Kontakt (K3) der ersten Hall-Platte (HP1) ist mit dem Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) verbunden. Der dritte Kontakt ([K3]) der zweiten Hall-Platte (HP2) ist mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) verbunden.
• Die Messkontakte werden, wie oben beschrieben, bevorzugt in bestimmten Situationen ebenfalls zur Einspeisung des Stromes verwendet. Dies hat den Vorteil, dass die thermische Erwärmung homogener und der Messstrom weiter maximiert wird. Eine dermaßen modifizierte Vorrichtung kann vorschlagsgemäß beispielsweise so aussehen, dass sie einen neunten Schalter (S9), einen zehnten Schalter (S10), einen elften Schalter (S11) und einen zwölften Schalter (S12) umfasst. Der neunte Schalter (S9) kann dann den zweiten Kontakt (K2) der ersten Hall-Platte (HP1) synchron zum Taktsignal (Clk) mit dem Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) verbinden, der zehnte Schalter (S10) den vierten Kontakt (K4) der ersten Hall-Platte (HP1) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mit dem Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) verbinden, der elfte Schalter (S11) den zweiten Kontakt ([K2]) der zweiten Hall-Platte (HP2) synchron zum Taktsignal (Clk) mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) verbinden und der zwölfte Schalter (S12) den vierten Kontakt ([K4]) der zweiten Hall-Platte (HP2) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) verbinden.
• Schließlich sollte noch erwähnt werden , dass bevorzugt die Kontaktfläche des ersten Kontakts (K1) mit dem ersten höher dotierten n-Gebiet mindestens um einen Faktor M>2 größer ist als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher dotierten n-Gebiet und dass bevorzugt die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher dotierten n-Gebiet mindestens um einen Faktor M>2 größer ist als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher dotierten n-Gebiet und dass bevorzugt die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher dotierten n-Gebiet mindestens um einen Faktor M>2 größer ist als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher dotierten n-Gebiet und dass die Kontaktfläche des fünften Kontakts (K5) mit dem fünften höher dotierten n-Gebiet mindestens um einen Faktor M>2 größer ist als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher dotierten n-Gebiet.
• Noch bevorzugter ist M>4 oder noch besser M>7 oder noch besser M>10.
• Kern der Erfindung bei umgekehrter Dotierung
• Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet den Fall einer umgekehrten Dotierung einer typischerweise längs gestreckten Hall-Platte. Die Längsstreckung kann dabei auch längs einer gebogenen oder geknickten Linie (L) erfolgen. Die 6 und 7 stellen hierzu Beispiele mit nicht für die Erfindung beanspruchten lateralen Hall-Platten dar. In der Grundform der in der Erfindung verwendeten Vorrichtung handelt es sich aber um eine gerade Längsstreckung, wie in 8 beispielhaft dargestellt. Die Hall- Platte wird nun in einem CMOS-Prozess in einem n-dotierten N-Substrat (n-sub) gefertigt. Sie umfasst dann das n-dotierte Substrat (n-sub), eine p-dotierten Wanne (PW) und mindestens fünf höher p-dotierte Gebiete (p+), die der Herstellung der Kontakte dienen. Sie umfasst somit zumindest ein erstes höher p-dotiertes Gebiet (np+), ein zweites höher p-dotierten Gebiet (p+), ein drittes höher p-dotiertes Gebiet (p+), ein viertes höher p-dotiertes Gebiet (p+) und ein fünftes höher p-dotierten Gebiet (p+). Werden weitere Kontakte als die im folgenden vorgesehenen Kontakte vorgesehen, so muss die Anzahl der höher p-dotierten Gebiete entsprechend erhöht werden. Die Hall-Platte weist einen ersten Kontakt (K1), einen zweiten Kontakt (K2), einen dritten Kontakt (K3), einen vierten Kontakt (K4) und einen fünften Kontakt (K5) auf. Dabei kontaktiert der erste Kontakt (K1) das erste höher p-dotierte Gebiet (p+), der zweite Kontakt (K2) das zweite höher p-dotierte Gebiet (p+), der dritte Kontakt (K3) das dritte höher p-dotierte Gebiet (p+), der vierte Kontakt (K4) das vierte höher p-dotierte Gebiet (p+) und der fünfte Kontakt (K5) das fünfte höher p-dotierte Gebiet (p+). Die höher p-dotierten Gebiete (p+) sind dabei längs einer Linie (L) angeordnet, die beispielsweise gerade, gebogen, geknickt sein kann. Das zweite höher p-dotierte Gebiet (p+) längs dieser Linie (L) liegt zwischen dem ersten höher p-dotierten Gebiet (p+) und dem dritten höher p-dotierten Gebiet (p+). Das dritte höher p-dotierte Gebiet (p+) liegt längs dieser Linie (L) zwischen dem zweiten höher p-dotierten Gebiet (p+) und dem vierten höher p-dotierten Gebiet. Das vierte höher p-dotierte Gebiet (p+) liegt längs dieser Linie (L) zwischen dem dritten höher p-dotierten Gebiet (p+) und dem fünften höher p-dotierten Gebiet (p+). Das zweite höher p-dotierte Gebiet (p+) liegt längs dieser Linie (L) zwischen dem ersten höher p-dotierten Gebiet (p+) und dem dritten höher p-dotierten Gebiet (p+). Die Kontaktfläche des ersten Kontakts (K1) mit dem ersten höher dotierten p-Gebiet (p+) ist größer als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher dotierten p-Gebiet (p+). Die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher dotierten p-Gebiet (p+) ist größer als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher p-dotierten p-Gebiet (p+). Die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher p-dotierten Gebiet (p+) ist größer als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher p-dotierten Gebiet (p+). Die Kontaktfläche des fünften Kontakts (K5) mit dem fünften höher p-dotierten Gebiet (p+) ist größer als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher p-dotierten Gebiet (p+). Der erste Kontakt (K1) und der dritte Kontakt (K5) und der fünfte Kontakt (K5) sind dabei typischerweise zumindest zeitweise zur Einspeisung von Messströmen vorgesehen. Der zweite Kontakt (K2) und der vierte Kontakt (K4) sind typischerweise zumindest zeitweise zur Entnahme einer Hall-Spannung vorgesehen.
• Bevorzugt sind wieder die Kontaktfläche des ersten Kontakts (K1) mit dem ersten höher dotierten p-Gebiet (p+) mindestens um einen Faktor M>2 größer als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher dotierten p-Gebiet (p+) und bevorzugt die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher dotierten p-Gebiet (p+) mindestens um einen Faktor M>2 größer als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher dotierten p-Gebiet (p+) und bevorzugt die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher dotierten p-Gebiet (p+) mindestens um einen Faktor M>2 größer als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher dotierten p-Gebiet (p+) und die Kontaktfläche des fünften Kontakts (K5) mit dem fünften höher dotierten p-Gebiet (p+) mindestens um einen Faktor M>2 größer als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher dotierten p-Gebiet (p+). Noch bevorzugter ist M>4 oder noch besser M>7 oder noch besser M>10.
• Die Grundidee für vertikale Hall-Sensoren ist jedoch nicht eine Verkleinerung von Kontakten, sondern vor allem die Aufspaltung von Speise- und Sense-Kontakten, wobei die Speisekontakte niederohmig (also großflächig) und die Sense-Kontakte möglichst punktförmig (also klein, einzeln) sein sollten, und dennoch die Möglichkeit der Orthogonalumschaltung / des Spinnings bieten. 3a des Standes der Technik zeigt für einen lateralen Sensor derartige Kontaktgeometrie mit strikter Trennung von Speise- und Sense-Kontakten, das Spinning ist dort noch nicht sinnvoll machbar. In der Literatur [2] ist dies für einen 3-Kontakt vertikalen Sensor dargestellt.
• Vorteil der Voprschläge
• Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Stand der Technik sind mit den vorschlagsgemäßen Hall-Platten folgende Vorteile zu erzielen:
• • Die vorschlagsgemäßen vertikalen Hall-Platten ermöglichen eine sehr viel größere (spannungs-bezogene) Empfindlichkeit der vertikalen Hallsensoren, vergleichbar mit der von bekannten asymmetrischen Hall-Platten mit vergrößertem Verhältnis von Weite zu Länge;
• • Die vorschlagsgemäßen vertikalen Hall-Platten können im Gegensatz zum Stand der Technik im Spinning-Betrieb (Current-Spinning, Voltage-Spinning) arbeiten und ermöglichen somit eine effektive Offset- und Flicker-Noise-Reduktion.
• • Die vorschlagsgemäßen lateralen Hall-Platten weisen ebenfalls eine sehr viel höhere Empfindlichkeit als die bislang verwendeten symmetrischen Hall-Platten auf, vergleichbar mit der von bekannten asymmetrischen Hall-Platten mit vergrößertem Verhältnis von Weite zu Länge;
• Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt.
• Bezugszeichenliste

a

Beginn der Schnittlinie;

a'

Ende der Schnittlinie;

A

Anschluss am vierten Kontakt (K4) der ersten Hall-Platte (HP1);

B

Anschluss am zweiten Kontakt (K2) der ersten Hall-Platte (HP1);

B_y

beispielhafte y-Komponente des Magnetfeldes parallel zur Substratoberfläche, dessen Wert der magnetischen Flussdichte bevorzugt durch die vorgeschlagene Vorrichtung erfasst werden soll;

C

Anschluss am vierten Kontakt ([K4]) der zweiten Hall-Platte (HP2);

Clk

Taktsignal. Es handelt sich bevorzugt um ein binäres PWM-Signal. Das Taktsignal steuert einen ersten Teil der Schalter (S1 bis S12). Das Taktsignal ist zum invertierte Taktsignal (ClkB) in der Wirkung auf die betreffenden Schalter der Schalter (S1 bis S12) invertiert;

ClkB

invertiertes Taktsignal. Es handelt sich bevorzugt um ein binäres PWM-Signal. Das invertierte Taktsignal steuert einen zweiten Teil der Schalter (S1 bis S12). Das invertierte Taktsignal ist zum Taktsignal (Clk) in der Wirkung auf die betreffenden Schalter der Schalter (S1 bis S12) invertiert;

D

Anschluss am zweiten Kontakt ([K2]) der zweiten Hall-Platte (HP2);

GND

Bezugspotenzial;

HP1

erste Hall-Platte;

HP2

zweite Hall-Platte;

Ibias

Einspeisung des Versorgungsstromes;

K1

erster Kontakt der ersten Hall-Platte (HP1);

K2

zweiter Kontakt der ersten Hall-Platte (HP1);

K3

dritter Kontakt der ersten Hall-Platte (HP1);

K4

vierter Kontakt der ersten Hall-Platte (HP1);

K5

fünfter Kontakt der ersten Hall-Platte (HP1);

[K1]

erster Kontakt der zweiten Hall-Platte (HP2);

[K2]

zweiter Kontakt der zweiten Hall-Platte (HP2);

[K3]

dritter Kontakt der zweiten Hall-Platte (HP2);

[K4]

vierter Kontakt der zweiten Hall-Platte (HP2);

[K5]

fünfter Kontakt der zweiten Hall-Platte (HP2);

n+

hoch n-dotierter Bereich in der N-Wanne (NW) im p-dotierten Hableitersubstrat (p-sub);

n-sub

n-dotiertes Hableitersubstrat;

NW

n-dotierte Wanne (NW) im p-dotierten Hableitersubstrat (p-sub);

NW1

erste n-dotierte Wanne (NW1) im p-dotierten Hableitersubstrat (p-sub);

NW2

zweite n-dotierte Wanne (NW2) im p-dotierten Hableitersubstrat (p-sub);

OF

Substratoberfläche;

p+

hoch p-dotierter Bereich in der P-Wanne (PW) im n-dotierten Hableitersubstrat (n-sub);

p-sub

p-dotiertes Hableitersubstrat;

PW

p-dotierte Wanne (PW) im n-dotierten Hableitersubstrat (n-sub);

S1

erster Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S2

zweiter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S3

dritter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S4

vierter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S5

fünfter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S6

sechster Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S7

siebter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S8

achter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S9

neunter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S10

zehnter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S11

elfter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

S12

zwölfter Schalter (Der typischerweise ein Transistor ist.);

V_bias

Einspeisung der Versorgungsspannung;

x

X-Koordinatenrichtung;

y

Y-Koordinatenrichtung;

z

Z-Koordinatenrichtung;

• Liste der zitierten Schriften
• [1] Hadi Heidari et.al., „Analysis and Modeling of Four-Folded Vertical Hall Devices in Current Domain“, 2014 10th Conference on Ph.D. Research in Microelectronics and Electronics (PRIME),
• [2] C. Sander, M. Cornils, M.C. Vecchi, O. Paul, „Sensitivitätsoptimierung von vertikalen Hallsensoren mit drei Kontakten", MikroSystemTechnik Kongress 2013,
• [3] C. Sander, M.C. Vecchi, M. Cornils, O. Paul, „Ultra-Low Offset Vertical HallSensor in CMOS Technology", Procedia Engineering, Volume 87, 2014, pp. 732-735
• [4] DE 10 150 950 C1
• [5] DE 10 2006 017 910 A1
• [6] DE 10 2012 212 594 A1

Claims (2)

1. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung - mit einem n-dotiertem Substrat (n-sub) und - wobei das n-dotiertem Substrat (n-sub) eine Substratoberfläche (OF) aufweist und - mit einer ersten vertikalen Hall-Platte (HP1) und - mit einer zweiten vertikalen Hall-Platte (HP2) und - wobei die vertikalen Hall-Platten jeweils • eine p-dotierte Wanne (PW) und • ein erstes höher p-dotiertes Gebiet (p+) und • ein zweites höher p-dotiertes Gebiet (p+) und • ein drittes höher p-dotiertes Gebiet (p+) und • ein viertes höher p-dotiertes Gebiet (p+) und • ein fünftes höher p-dotiertes Gebiet (p+) und • einen ersten Kontakt (K1) und • einen zweiten Kontakt (K2) und • einen dritten Kontakt (K3) und • einen vierten Kontakt (K4) und • einen fünften Kontakt (K5) aufweisen und • wobei der erste Kontakt (K1) das erste höher p-dotierte Gebiet (p+) kontaktiert und • wobei der zweite Kontakt (K2) das zweite höher p-dotierte Gebiet (p+) kontaktiert und • wobei der dritte Kontakt (K3) das dritte höher p-dotierte Gebiet (p+) kontaktiert und • wobei der vierte Kontakt (K4) das vierte höher p-dotierte Gebiet (p+) kontaktiert und • wobei der fünfte Kontakt (K5) das fünfte höher p-dotierte Gebiet (n+) kontaktiert und • wobei die höher p-dotierten Gebiete (p+) längs einer Linie, die beispielsweise gerade, gebogen oder geknickt sein kann, angeordnet sind und • wobei das zweite höher p-dotierte Gebiet (p+) längs dieser Linie zwischen dem ersten höher p-dotierten Gebiet (p+) und dem dritten höher p-dotierten Gebiet (p+) liegt und • wobei das dritte höher p-dotierte Gebiet (p+) längs dieser Linie zwischen dem zweiten höher p-dotierten Gebiet (p+) und dem vierten höher p-dotierten Gebiet (p+) liegt und • wobei das vierte höher p-dotierte Gebiet (p+) längs dieser Linie zwischen dem dritten höher p-dotierten Gebiet (p+) und dem fünften höher p-dotierten Gebiet (p+) liegt und • wobei die Kontaktfläche des ersten Kontakts (K1) mit dem ersten höher p-dotierten Gebiet (p+) größer ist als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher p-dotierten Gebiet (p+) und • wobei die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher p-dotierten Gebiet (p+) größer ist als die Kontaktfläche des zweiten Kontakts (K2) mit dem zweiten höher dotierten p-Gebiet (p+) und • wobei die Kontaktfläche des dritten Kontakts (K3) mit dem dritten höher p-dotierten Gebiet (p+) größer ist als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher p-dotierten Gebiet (p+) und • wobei die Kontaktfläche des fünften Kontakts (K5) mit dem fünften höher p-dotierten Gebiet (p+) größer ist als die Kontaktfläche des vierten Kontakts (K4) mit dem vierten höher p-dotierten Gebiet (p+) und • wobei der erste Kontakt (K1) und der dritte Kontakt (K3) und der fünfte Kontakt (K5) zur Einspeisung von Messströmen verwendet werden und • wobei der zweite Kontakt (K2) und der vierte Kontakt (K4) zur Entnahme einer Hall-Spannung verwendet werden Und • wobei das Magnetfeld (B_y), dessen Wert der magnetischen Flussdichte durch die Vorrichtung erfasst wird, parallel zur Substratoberfläche verläuft und - mit einem Taktsignal (Clk) und - mit einem invertierten Taktsignal (ClkB) und - mit einem ersten Schalter (S1) und - mit einem zweiten Schalter (S2) und - mit einem dritten Schalter (S3) und - mit einem vierten Schalter (S4) und - mit einem fünften Schalter (S5) und - mit einem sechsten Schalter (S6) und - mit einem siebten Schalter (S7) und - mit einem achten Schalter (S8) und - mit einem ersten Hallspannungsausgang (V_H1) und - mit einem zweiten Hallspannungsausgang (V_H2) und - mit einem Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) und - mit einem Bezugspotenzialanschluss (GND), - wobei das invertierte Taktsignal (ClkB) zum Taktsignal (Clk) invertiert ist und - wobei der erste Kontakt (K1) der ersten vertikalen Hall-Platte (HP1) mit dem fünften Kontakt ([K5]) der zweiten vertikalen Hall-Platte (HP2) verbunden ist und - wobei der erste Kontakt ([K1]) der zweiten vertikalen Hall-Platte (HP2) mit dem fünften Kontakt (K5) der ersten vertikalen Hall-Platte (HP1) verbunden ist und - wobei der dritte Kontakt (K3) der ersten Hall-Platte (HP1) mit dem Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) verbunden ist und - wobei der dritte Kontakt ([K3)] der zweiten vertikalen Hall-Platte (HP2) mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) verbunden ist mit den Schritten - Verbinden des ersten Kontakts (K1) der ersten vertikalen Hall-Platte (HP1) mit dem Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) synchron zum Taktsignal (Clk) mittels des ersten Schalters (S1); - Verbinden des zweiten Kontakts (K2) der ersten vertikalen Hall-Platte (HP1) mit dem ersten Hallspannungsausgang (V_H1) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mittels des zweiten Schalters (S2); - Verbindendes vierten Kontakts (K4) der ersten vertikalen Hall-Platte (HP1) mit dem ersten Hallspannungsausgang (V_H1) synchron zum Taktsignal (Clk) mittels des dritten Schalter (S3); - Verbinden des fünften Kontakts (K5) der ersten vertikalen Hall-Platte (HP1) mit der Stromversorgung (V_bias/I_bias) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mittels des vierten Schalters (S4); - Verbinden des ersten Kontakts ([K1]) der zweiten vertikalen Hall-Platte (HP2) mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) synchron zum Taktsignal (Clk) mittels des fünften Schalters (S5); - Verbinden des zweiten Kontakts ([K2]) der zweiten vertikalen Hall-Platte (HP2) (ClkB) mit dem zweiten Hallspannungsausgang (V_H2) synchron zum invertierten Taktsignal mittels des sechsten Schalters (S6); - Verbinden des vierten Kontakts ([K4]) der zweiten vertikalen Hall-Platte (HP2) mit dem zweiten Hallspannungsausgang (V_H2) synchron zum Taktsignal (Clk) mittels des siebten Schalters (S7); - Verbinden des fünften Kontakts ([K5]) der zweiten vertikalen Hall-Platte (HP2) mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mittels des achten Schalters (S8).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung weiterhin ausgebildet ist: • mit einem neunten Schalter (S9) und • mit einem zehnten Schalter (S10) und • mit einem elften Schalter (S11) und • mit einem zwölften Schalter (S12) und wobei das Verfahren als weitere Schritte aufweist: - Verbinden des zweiten Kontakts (K2) der ersten Hall-Platte (HP1) mit dem Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) synchron zum Taktsignal (Clk) mittels des neunten Schalters (S9); - Verbinden des vierten Kontakts (K4) der ersten Hall-Platte (HP1) mit dem Stromversorgungsanschluss (V_bias/I_bias) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mittels des zehnten Schalters (S10); - Verbinden des zweiten Kontakts ([K2]) der zweiten Hall-Platte (HP2) mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) synchron zum Taktsignal (Clk) mittels des elften Schalters (S11) und - Verbinden des vierten Kontakts ([K4]) der zweiten Hall-Platte (HP2) mit dem Bezugspotenzialanschluss (GND) synchron zum invertierten Taktsignal (ClkB) mittels des zwölften Schalters (S12).

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