JP5496329B2 - ホールセンサ素子および磁界を測定する方法 - Google Patents
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Description
本願発明では、基板を備えたホールセンサ素子が設けられており、この基板は主要表面を有している。導電性のアクティブな領域が、この主要表面から基板内へと延在している。ホールセンサ素子は、導電性の第1の埋設された層を基板内に有している。この層は、アクティブ領域と、第1の下方のコンタクト領域で接触接続している。ここで、表現「基板内に埋設される」とは、この層が基板とは異なる性質を有しており、主要表面と間隔を空けて配置されている、という意味を含んでいる。換言すれば、第1の埋設層と主要表面との間にはこの層を覆っている基板領域が存在する。この埋設層の下方では例えば基板がさらなる基板領域内で続いている。この基板領域は、層を覆っている基板領域と同じように、または異なって形成される、または、第1の埋設層は例えば、主要表面に対向している背面からアクセスされる。
Claims (10)
- ホールセンサ素子(100)であって、
・主要表面(102)を備えた基板(101,500)と、
・前記主要表面(102)から前記基板(101)内まで延在している、導電性のアクティブ領域(131)と、
・前記アクティブ領域(131)と、第1の下方のコンタクト面(191)で接触している、前記基板(101,500)内の導電性の第1埋設層(111)と、
・前記アクティブ領域(131)と前記主要表面(102)で接触している第1の上方コンタクト電極(141)と、
・前記アクティブ領域(131)と第2の下方コンタクト面(192)で接触している導電性の第2の埋設層(112)と、
・前記アクティブ領域(131)と前記主要表面(102)で接触している第2の上方コンタクト電極(142)と、
・前記アクティブ領域(131)と、それぞれ属する第3の下方コンタクト面(193)および第4の下方コンタクト面(194)で接触している導電性の第3の埋設層(113)および導電性の第4の埋設層(114)と、
・前記アクティブ領域(131)と前記主要表面(102)で接触している第3の上方コンタクト電極(143)および第4の上方コンタクト電極(144)と、
・ホール電圧を測定する電圧測定器(582)とを有しており、
前記第1の上方コンタクト電極(141)は、前記第1の下方コンタクト面(191)に対して対角線状にずらして配置されており、第1の動作電流は前記第1の下方コンタクト面(191)と前記第1の上方コンタクト電極(141)との間で、前記主要表面(102)に対して対角線状に傾斜して流れており、
前記第1の下方コンタクト面(191)と前記第1の上方コンタクト電極(141)との間の第1の接続線(161)は、前記第2の下方コンタクト面(192)と前記第2の上方コンタクト電極(142)との間の第2の接続線(162)に対して傾斜して延在しており、
前記第1の接続線(161)と前記第2の接続線(162)とによって形成されている第1の面(599)は第2の面(699)に対して傾斜して延在しており、当該第2の面(699)は、前記第3の下方コンタクト面(193)と前記第3の上方コンタクト電極(143)との間の第3の接続線(163)と、前記第4の下方コンタクト面(194)と前記第4の上方コンタクト電極(144)との間の第4の接続線(164)とによって形成されており、
前記アクティブ領域(131)は、4つの側から、前記導電性の第1から第4の埋設層(111〜114)によって、相応する前記第1から第4の下方コンタクト面(191〜194)と接触し、
前記第1から第4の上方コンタクト電極(141〜144)は、それぞれ、対応する前記第1から第4の下方コンタクト面(191〜194)に対角に対向する縁部に形成されている、
ことを特徴とするホールセンサ素子(100)。 - 前記第1の動作電流は、前記主要表面(102)に対して45°傾斜している前記第1の接続線(161)に沿って流れている、請求項1記載のホールセンサ素子(100)。
- 前記基板(101,500)は半導体基板であり、前記アクティブ領域(131)は第1の導電型の半導体領域である、請求項1または2記載のホールセンサ素子(100)。
- 前記ホールセンサ素子(100)への磁界の印加時には、前記第2の上方コンタクト電極(142)と第3の上方コンタクト電極(143)との間にホール電圧が印加される、請求項1記載のホールセンサ素子(100)。
- 前記第2の接続線(162)は前記主要表面(102)に対して45°傾斜されている、請求項1記載のホールセンサ素子(100)。
- 前記ホールセンサ素子(100)への磁界の印加時には、前記導電性の第2の埋設層(112)と前記第2の上方コンタクト電極(142)との間に第2の動作電流を印加して、第2のホール電圧が前記第3の下方コンタクト面(193)と前記第3の上方コンタクト電極(143)との間で検出される、請求項1記載のホールセンサ素子(100)。
- ・電気的な測定電流(I)を第1の上方コンタクト電極(141)と、当該第1の上方コンタクト電極(141)に対して、対角線状にずらされた第1の下方コンタクト面(191)との間で、主要表面(102)に対して傾斜している第1の接続線(161)に沿って、アクティブ領域(131)を通って導くステップ(711)と;
・前記第1の下方コンタクト面(191)と前記第1の上方コンタクト電極(141)との間の前記第1の接続線(161)に対して傾斜して延在する第2の接続線(162)に沿って、前記アクティブ領域(131)でのホール電圧(UH)を検出するステップ(712)と;
・前記第1の接続線(161)と前記第2の接続線(162)によって形成されている第1の測定面(599)に対して垂直な前記アクティブ領域(131)内の磁束密度の成分を特定するステップと;
・電気的な測定電流(I)を前記アクティブ領域(131)を通って、前記第1の接続線(161)に対して傾斜して、第2の下方コンタクト面(192)と第2の上方コンタクト電極(142)との間に延在する前記第2の接続線(162)を介して導くステップ(721)と;
・第3の下方コンタクト面(193)と第3の上方コンタクト電極(143)との間の第3の接続線(163)に沿ってホール電圧(U H )を検出するステップ(722)と;
・前記第2の接続線(162)と前記第3の接続線(163)によって形成されている、別の測定面に対して垂直な前記アクティブ領域(131)内の磁束密度の成分を特定するステップと;
・電気的な測定電流(I)を前記アクティブ領域(131)を通って、前記第1の上方コンタクト電極(141)と前記第3の上方コンタクト電極(143)との間の別の接続線を介して導くステップ(731)と;
・前記第2の上方コンタクト電極(142)と第4の上方コンタクト電極(144)との間ホール電圧(U H )を検出するステップ(732)と、
・基板の前記主要表面(102)に対して並行な測定面に対して垂直な前記アクティブ領域(131)内の磁束密度の成分を特定するステップと、
前記磁束密度の求められた3つの成分から、前記アクティブ領域(131)内での前記磁束密度の強さおよび方向を示すベクトルを計算するステップと、
を有している、請求項1から6までのいずれか1項記載のホールセンサ素子(100)を用いた磁界(B)の測定方法。 - 請求項1から6までのいずれか1項記載のホールセンサ素子(100)によって、磁界(B)を三次元に測定する方法であって、
以下のステップを用いて、測定面に対して垂直なアクティブ領域(131)での磁束密度の成分を求めるための測定を行い:ここで前記ステップは、
・電気的な測定電流(I)を前記アクティブ領域(131)を通って、第1の上方コンタクト電極(141)と、前記第1の上方コンタクト電極(141)に対して対角線状にずらして配置された第1の下方コンタクト面(191)との間で、主要表面(102)に沿って導くステップと;
・第1の接続線(161)に対して傾斜して延在している第2の接続線(162)に沿って、前記アクティブ領域(131)でのホール電圧(U H )を検出するステップと;
・前記第1の接続線路(161)と前記第2の接続線(162)とによって形成されている測定面に対して垂直な前記アクティブ領域(131)内の磁束密度の成分を特定するステップであり;
前記測定を二回繰り返し、ここで複数の線形独立である法線ベクトルを有するように前記複数の測定面を選択する、
ことを特徴とする、磁界(B)を三次元に測定する方法。 - 前記第1の接続線(161)は前記主要表面(102)に対して45°傾斜している、請求項7または8記載の方法。
- 前記第2の接続線(162)は前記主要表面(102)に対して45°傾斜している、請求項7または8記載の方法。
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