BG113809A - Vertical hall microsensor - Google Patents
Vertical hall microsensor Download PDFInfo
- Publication number
- BG113809A BG113809A BG113809A BG11380923A BG113809A BG 113809 A BG113809 A BG 113809A BG 113809 A BG113809 A BG 113809A BG 11380923 A BG11380923 A BG 11380923A BG 113809 A BG113809 A BG 113809A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- contacts
- long sides
- substrate
- microsensor
- parallel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/07—Hall effect devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
Вертикалният микросензор на Хол съдържа полупроводникова подложка (1) с n-тип примесна проводимост, върху едната страна на която са формирани на разстояния един от друг последователно четири правоъгълни омични контакти - първи (2), втори (3), трети (4) и четвърти (5), разположени успоредно на дългите си страни. Първият (2) и вторият (3) контакт са в близост като откъм другите им дълги страни е формирана по една p-тип правоъгълна ограничителна зона (6), успоредна на контакти (2), (3), (4) и (5), и проникваща в обема на подложката (1). От двете дълги страни на четвъртия контакт (5) и в близост до тях има по една друга p-тип правоъгълна ограничителна зона (7), проникваща в обема. Третият контакт (4) е разположен в средата между втория (3) и четвъртия (5). Срещуположната равнина на тази с контактите (2), (3), (4) и (5) съдържа високопроводящ слой (8). Вторият (3) и четвъртият (5) контакт са непосредствено електрически свързани с токоизточник (9), а първият (2) и третият (4) са диференциалният изход (10) на микросензора. Измерваното магнитно поле (11) е успоредно както на равнината на подложката (1), така и на дългите страни на контактите (2), (3), (4) и (5).The vertical Hall microsensor comprises a semiconductor substrate (1) with n-type impurity conductivity, on one side of which four rectangular ohmic contacts are formed at a distance from each other in succession - first (2), second (3), third (4) and fourth (5), arranged parallel to their long sides. The first (2) and second (3) contacts are in close proximity, and on their other long sides a p-type rectangular confinement zone (6) is formed, parallel to contacts (2), (3), (4) and (5), and penetrating into the volume of the substrate (1). On both long sides of the fourth contact (5) and in their proximity there is another p-type rectangular confinement zone (7), penetrating into the volume. The third contact (4) is arranged in the middle between the second (3) and the fourth (5). The plane opposite to the one with contacts (2), (3), (4) and (5) contains a highly conductive layer (8). The second (3) and fourth (5) contacts are directly electrically connected to a current source (9), and the first (2) and third (4) are the differential output (10) of the microsensor. The measured magnetic field (11) is parallel to both the plane of the substrate (1) and the long sides of the contacts (2), (3), (4) and (5).
Description
ВЕРТИКАЛЕН МИКРОСЕНЗОР НА ХОЛVERTICAL HALL MICROSENSOR
ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАTECHNICAL FIELD
Изобретението се отнася до вертикален микросензор на Хол, приложимо в областта на роботиката и мехатрониката; квантовата комуникация и навигацията; автомобилната промишленост, включително хибридните превозни средства и електромобилите; автоматизацията на процеси в това число безконтактната автоматика; системите за сигурност с изкуствен интелект; роботизираната и минимално инвазивната хирургия; слабополевата и високоточната магнитометрия; в подводните, наземните и въздушните системи за наблюдение и превенция; контратероризма и др.The invention relates to a vertical Hall microsensor applicable in the field of robotics and mechatronics; quantum communication and navigation; the automotive industry, including hybrid vehicles and electric vehicles; process automation, including contactless automation; security systems with artificial intelligence; robotic and minimally invasive surgery; low-field and high-precision magnetometry; in underwater, ground and air surveillance and prevention systems; counterterrorism, etc.
ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАPRIOR ART
Известен е вертикален микросензор на Хол, съдържащ полупроводникова (силициева) подложка с н-тип примесна проводимост, върху едната страна на която са формирани на равни разстояния един от друг последователно четири правоъгълни омични контакти - първи, втори, трети и четвърти, разположени успоредно на дългите си страни. Първият и третия контакт са свързани през токоизточник, а вторият и четвъртият контакт са диференциалният изход на микросензора като измерваното магнитно поле е успоредно както на равнината на подложката, така и на дългите страни на правоъгълните контакти, [1-5].A vertical Hall microsensor is known, comprising a semiconductor (silicon) substrate with n-type impurity conductivity, on one side of which four rectangular ohmic contacts are formed at equal distances from each other in sequence - first, second, third and fourth, located parallel to their long sides. The first and third contacts are connected through a current source, and the second and fourth contacts are the differential output of the microsensor, with the measured magnetic field being parallel to both the plane of the substrate and the long sides of the rectangular contacts, [1-5].
Недостатък на този вертикален микросензор на Хол е ниската магниточувствителност (преобразувателна ефективност) в резултат на хоризонталното протичане на част от захранващия ток през изходните контакти, планарно разположени едновременно със захранващите върху една и съща повърхност на подложката, което понижава изходното напрежение на Хол, респективно намалява се магниточувствителността.A disadvantage of this vertical Hall microsensor is the low magnetic sensitivity (conversion efficiency) as a result of the horizontal flow of part of the supply current through the output contacts, planarly located simultaneously with the supply contacts on the same surface of the substrate, which lowers the output Hall voltage, respectively, the magnetic sensitivity decreases.
Недостатък е също редуцираната метрологична точност по причина на понижената чувствителност и отношението сигнал/шум, водещи до забележимо присъствие в изходното напрежение на паразитни сигнали от типичните сензорни недостатъци като температурен дрейф, флуктуации, хистерезис, вътрешен 1//(фликер) шум, офсет и др.Another disadvantage is the reduced metrological accuracy due to the reduced sensitivity and signal-to-noise ratio, leading to a noticeable presence in the output voltage of parasitic signals from typical sensor deficiencies such as temperature drift, fluctuations, hysteresis, internal 1//(flicker) noise, offset, etc.
ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТTECHNICAL ESSENCE
Задача на изобретението е да се създаде вертикален микросензор на Хол с повишени магниточувствителност и измервателна точност.The task of the invention is to create a vertical Hall microsensor with increased magnetic sensitivity and measurement accuracy.
Тази задача се решава с вертикален микросензор на Хол, съдържащ полупроводникова подложка с и-тип примесна проводимост, върху едната страна на която са формирани на разстояния един от друг последователно четири правоъгълни омични контакти - първи, втори, трети и четвърти, разположени успоредно на дългите си страни. Първият и вторият контакт са в близост като откъм другите им дълги страни е формирана по една ртип правоъгълна ограничителна зона, успоредна на омичните контакти и проникваща в обема на подложката. От двете дълги страни на четвъртия контакт и в близост до тях има по една друга /?-тип правоъгълна ограничителна зона, проникваща в обема. Третият контакт е разположен в средата между втория и четвъртия. Срещуположната равнина на тази с контактите съдържа високо проводящ слой. Вторият и четвъртият контакт са непосредствено електрически свързани с токоизточник, а първият и третият са диференциалният изход на микросензора. Измерваното магнитно поле е успоредно както на равнината на подложката, така и на дългите страни на контактите.This problem is solved with a vertical Hall microsensor, containing a semiconductor substrate with i-type impurity conductivity, on one side of which four rectangular ohmic contacts are formed at distances from each other in sequence - first, second, third and fourth, located parallel to their long sides. The first and second contacts are close, and on their other long sides there is formed one p-type rectangular limiting zone, parallel to the ohmic contacts and penetrating into the volume of the substrate. On both long sides of the fourth contact and near them there is another /?-type rectangular limiting zone, penetrating into the volume. The third contact is located in the middle between the second and fourth. The opposite plane of the one with the contacts contains a highly conductive layer. The second and fourth contacts are directly electrically connected to a current source, and the first and third are the differential output of the microsensor. The measured magnetic field is parallel to both the substrate plane and the long sides of the contacts.
Предимство на изобретението е високата магниточувствителност в резултат на следните фактори: 1. Ограничителните р-тип зони в близост до първия и втория контакт както и същите р-тип зони, разположени от двете дълги страни на четвъртия контакт способстват за значително по-дълбоко проникване в обема на целия захранващ ток постъпващ в подложката, което съществено повишава Лоренцовото му отклонение в магнитно поле; 2. Драстично е редуциран хоризонталният компонент на захранващия ток в приповърхностната област на подложката от формираните двойки дълбоки р-тип зони; 3. Изходното напрежение на Хол е допълнително повишено от акумулираните отрицателни и положителни товари в магнитно поле с ограничителните р-тип буфери (зони) до първия и и третия контакт; и 4. Наличието на високо проводящ слой върху срещуположната страна на подложката редуцира ефективното съпротивление на структурата, допринасяйки също за проникването на тока в обема. Ето защо поголямият захранващ ток в механизма на Хол и особеностите на конфигурацията на микросензора генерират значително по-висока стойност на изходното напрежение, т.е. магниточувствителност.An advantage of the invention is the high magnetic sensitivity as a result of the following factors: 1. The limiting p-type zones near the first and second contacts as well as the same p-type zones located on both long sides of the fourth contact contribute to significantly deeper penetration into the volume of the entire supply current entering the substrate, which significantly increases its Lorentz deviation in a magnetic field; 2. The horizontal component of the supply current in the near-surface region of the substrate is drastically reduced by the formed pairs of deep p-type zones; 3. The output Hall voltage is further increased by the accumulated negative and positive charges in a magnetic field with the limiting p-type buffers (zones) to the first and third contacts; and 4. The presence of a highly conductive layer on the opposite side of the substrate reduces the effective resistance of the structure, also contributing to the penetration of the current into the volume. That is why the larger supply current in the Hall mechanism and the features of the microsensor configuration generate a significantly higher output voltage value, i.e. magnetosensitivity.
Предимство е още повишената метрологична резолюция при детектиране на минималната магнитна индукция Bmin, поради увеличеното отношение сигнал/шум чрез високата чувствителност и силно редуцираните шумови флуктуации с помощта на дълбоките р-тип буфери, ограждащи първия и втория, и съответно четвъртия контакт.Another advantage is the increased metrological resolution when detecting the minimum magnetic induction B min , due to the increased signal-to-noise ratio through the high sensitivity and the greatly reduced noise fluctuations using the deep p-type buffers surrounding the first and second, and fourth contacts, respectively.
Предимство е и нараствалата измервателна точност в резултат на високата чувствителност и редуцираните паразитни шумови флуктуации чрез ограничителните р-тип области.Another advantage is the increased measurement accuracy as a result of the high sensitivity and reduced parasitic noise fluctuations through the restrictive p-type regions.
ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИDESCRIPTION OF THE APPENDIX FIGURES
По-подробно изобретението се пояснява с едно негово примерно изпълнение, дадено схематично на приложената Фигура 1, представляваща напречното сечение на микросензора на Хол.The invention is explained in more detail by an exemplary embodiment thereof, schematically shown in the attached Figure 1, representing the cross-section of the Hall microsensor.
ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕEXAMPLES OF IMPLEMENTATION
Вертикалният микросензор на Хол съдържа полупроводникова подложка 1 с и-тип примесва проводимост, върху едната страна на която са формирани на разстояния един от друг последователно четири правоъгълни омични контакти - първи 2, втори 3, трети 4 и четвърти 5, разположени успоредно на дългите си страни. Първият 2 и вторият 3 контакт са в близост като откъм другите им дълги страни е формирана по една р-тип правоъгълна ограничителна зона 6, успоредна на контакти 2, 3, 4 и 5, и проникваща в обема на подложката 1. От двете дълги страни на четвъртия контакт 5 и в близост до тях има по една друга р-тип правоъгълна ограничителна зона 7, проникваща в обема. Третият контакт 4 е разположен в средата между втория 3 и четвъртия 5. Срещуположната равнина на тази с контактите 2, 3, 4 и 5 съдържа високопроводящ слой 8. Вторият 3 и четвъртият 5 контакт са непосредствено електрически свързани с токоизточник 9, а първият 2 и третият 4 са диференциалният изход 10 на микросензора. Измерваното магнитно поле 11 е успоредно както на равнината на подложката 1, така и на дългите страни на контактите 2, 3, 4 и 5.The vertical Hall microsensor contains a semiconductor substrate 1 with i-type impurity conductivity, on one side of which four rectangular ohmic contacts are formed at a distance from each other in succession - first 2, second 3, third 4 and fourth 5, located parallel to their long sides. The first 2 and second 3 contacts are in close proximity, as on their other long sides a p-type rectangular boundary zone 6 is formed, parallel to contacts 2, 3, 4 and 5, and penetrating into the volume of the substrate 1. On both long sides of the fourth contact 5 and in their vicinity there is another p-type rectangular boundary zone 7, penetrating into the volume. The third contact 4 is located in the middle between the second 3 and the fourth 5. The opposite plane of the one with the contacts 2, 3, 4 and 5 contains a highly conductive layer 8. The second 3 and the fourth 5 contacts are directly electrically connected to a current source 9, and the first 2 and the third 4 are the differential output 10 of the microsensor. The measured magnetic field 11 is parallel to both the plane of the substrate 1 and the long sides of the contacts 2, 3, 4 and 5.
Действието на вертикалния микросензор на Хол, съгласно изобретението, е следното. При включване на токоизточника 9 към контактите 3 и 5, през в обема на подложката 1 протича захранващият ток /3,5. В резултат на оригиналното техническо решение - формираните в близост до контакти 3 и 5 нисколегирани р-тип буфери (зони) 6 и 7, целият ток /3,5 пронкива в дълбочина на подложката 1 без странично разсейване. Буфери 6 и 7 не позволяват възникването на хоризонтално протичане на част от захранващия ток по повърхността с контакти 2, 3, 4 и 5, за да формират паразитен компонент. В резултат драстично намаляват и флуктуациите на изхода 10. Степента на проникване на тока зависи от ширината на захранващите електроди 3 и 5, силата на тока /3}5, дълбочината на р-тип зоните 6 и 7, и ефективното съпротивление R* на подложката 1, формирано от концентрацията на легиращата примес, например фосфор Р и от наличието на високопроводящия слой 8. Траекторията на електроните в подложката 1 е криволинейна, [2,3,5]. Тя стартира, например, от контакт 3, прониква вертикално в обема, след това става успоредна на горната страна на подложката 1, и накрая отново е вертикална към контакт 5. Предпоставка за вертикалното проникване w на тока /3,5 е също еквипотенциалността на омичните контакти 3 и 5 в отсъствие на магнитно поле В 11. Най-общо дълбочината w за фиксирана концентрация на донорната примес ND = const в м-тип подложката 1 при условие, че отсъстват р-тип областите 6 и 7, зависи от съотношението М между ширината /1 на захранващите контакти 3 и 5 и разстоянието 12 между тях, Μ = Z1//2, [6]. Изчислената дълбочина w при най-често използваната в микроелектрониката концентрация в Si на легиращи донорни примеси ND ~ 10 cm' и например разстояние /2~ 25 pm съставлява около щ ~ 30 pm. Близостта на нисколегираните р-тип буфери (зони) 6 и 7 до съответните п+контакти се определя от използаните за реализация на сензора IC технологични процеси. Кинетиката на електроните се обуславя и от високопроводящия слой 8 с плаващ потенциал върху срещуположната страна, Фигура 1. Същевременно р-тип ограничителните зони 6 и 7 препятстват разтичането на захранващия ток по повърхността на подложката 1. Чрез вариране на разстоянието между първия 2 и втория 3 контакт т.е. на потенциала на изходен терминал 2, или чрез компютърна симулация на този процес, се постига редуциране на паразитния офсет Ун2л(^ = 0) » 0. В резултат на тези условия силно се минимизират метрологичните грешки и флуктуациите на изхода 11 като точността е повишена.The operation of the vertical Hall microsensor according to the invention is as follows. When the current source 9 is connected to the contacts 3 and 5, the supply current / 3 , 5 flows through the volume of the substrate 1. As a result of the original technical solution - the low-doped p-type buffers (zones) 6 and 7 formed near the contacts 3 and 5, the entire current / 3 , 5 penetrates into the depth of the substrate 1 without lateral scattering. Buffers 6 and 7 do not allow the occurrence of a horizontal flow of part of the supply current along the surface with contacts 2, 3, 4 and 5 to form a parasitic component. As a result, the fluctuations of the output 10 are also drastically reduced. The degree of current penetration depends on the width of the supply electrodes 3 and 5, the current strength / 3}5 , the depth of the p-type zones 6 and 7, and the effective resistance R* of the substrate 1, formed by the concentration of the doping impurity, for example phosphorus P, and by the presence of the highly conductive layer 8. The trajectory of the electrons in the substrate 1 is curvilinear, [2,3,5]. It starts, for example, from contact 3, penetrates vertically into the volume, then becomes parallel to the upper side of the substrate 1, and finally is vertical again to contact 5. A prerequisite for the vertical penetration w of the current /3.5 is also the equipotentiality of the ohmic contacts 3 and 5 in the absence of a magnetic field B 11. In general, the depth w for a fixed concentration of the donor impurity N D = const in the m-type substrate 1 provided that the p-type regions 6 and 7 are absent, depends on the ratio M between the width /1 of the supply contacts 3 and 5 and the distance 1 2 between them, Μ = Z1//2, [6]. The calculated depth w at the most commonly used in microelectronics concentration in Si of doping donor impurities N D ~ 10 cm' and, for example, a distance / 2 ~ 25 pm is about ω ~ 30 pm. The proximity of the low-doped p-type buffers (zones) 6 and 7 to the corresponding p + contacts is determined by the technological processes used to realize the sensor IC. The kinetics of the electrons is also determined by the highly conductive layer 8 with a floating potential on the opposite side, Figure 1. At the same time, the p-type limiting zones 6 and 7 prevent the flow of the supply current along the surface of the substrate 1. By varying the distance between the first 2 and the second 3 contacts, i.e. the potential of the output terminal 2, or by computer simulation of this process, a reduction of the parasitic offset U n2l (^ = 0) » 0 is achieved. As a result of these conditions, metrological errors and fluctuations of the output 11 are greatly minimized, as the accuracy is increased.
При наличие на външно магнитно поле В 11 отделните части на нелинейния ток /3;5 са подложени на отклоняващото действие на силите на Лоренц +FL i = ±gVdrх В, където q е елементарният товар на електрона, а Vdr е векторът на средната дрейфова скорост на токоносителите. По тази причина токовите линии /35 се деформират. Това поведение се определя от посоките на полето ±В 11 и на тока ±/3>5. В областта под електрод 3 силата на Лоренц отклонява електроните, например, в ляво, а в зоната между контакти 3 и 5 токовите линии се отклоняват към слоя 8. Така генерираните от силите неравновесни токоносители се натрупват/акумулират в областите на изходните контакти 2 и 4. Те се задържат там с буферите 6 и 7, предотвратяващи разтичането им по повърхността на подложката 1. Тяхната концентрация, например, отрицателни товари върху контакта 2 и положителни върху терминал 4, повишава значително изходното напрежение на Хол УнглФ) Ю. Чрез силите FL>i токовите линии /35 се „свиват” към горната страна на подложката 1, или „се разгъват” в обема й. Фактически вертикалният компонент /3 на тока /35 генерира потенциалът на Хол Унд(^) върху изходния контакт 2, а хоризонталният - върху контакт 4, УцдСЛ).In the presence of an external magnetic field B 11, the individual parts of the nonlinear current / 3;5 are subjected to the deflecting action of the Lorentz forces +F L i = ±gVdr x B, where q is the elementary charge of the electron, and Vd r is the vector of the average drift velocity of the current carriers. For this reason, the current lines / 35 are deformed. This behavior is determined by the directions of the field ±B 11 and the current ±/ 3>5 . In the area under electrode 3, the Lorentz force deflects the electrons, for example, to the left, and in the area between contacts 3 and 5, the current lines deviate towards layer 8. Thus, the non-equilibrium current carriers generated by the forces accumulate/accumulate in the areas of the output contacts 2 and 4. They are retained there by buffers 6 and 7, preventing them from spreading over the surface of the substrate 1. Their concentration, for example, negative charges on contact 2 and positive ones on terminal 4, significantly increases the output voltage of the Hall UnglF) Y. By means of the forces F L>i, the current lines / 35 are “collapsed” towards the upper side of the substrate 1, or “unfolded” in its volume. In fact, the vertical component / 3 of the current / 35 is generated by the Hall potential Und(^) on the output contact 2, and the horizontal one - on contact 4, UtsdSL).
Неочакваният положителен ефект на новото техническо решение се заключава в специфичната конструкция. С помощта на двойките р-тип буфери (зони) 6 и 7 целият постъпващ ток прониква дълбоко в обема на подложката 1. За първи път в този клас четириконтактни елементи на Хол се използва подход, повишаващ магниточувствителността чрез целия захранващ ток /3 5. В новата конфигурация, Фигура 1, изходният терминал 2 е разположен съществено по-близко до захранващия контакт 3 в противовес на разпространената до сега локация всички електроди да са еквидистантни. Предложеното решение съдържа следните предимства: а) повишава се магниточувствителността; б) нараства отношението сигнал/шум едновременно с метрологичната резолюция при детектиране на минималната магнитна индукция Bmin 11, включително се увеличава измервателната точност.The unexpected positive effect of the new technical solution lies in the specific design. With the help of the pairs of p-type buffers (zones) 6 and 7, the entire incoming current penetrates deep into the volume of the substrate 1. For the first time in this class of four-contact Hall elements, an approach is used that increases the magnetic sensitivity through the entire supply current / 3 5 . In the new configuration, Figure 1, the output terminal 2 is located significantly closer to the supply contact 3 in contrast to the previously widespread location of all electrodes being equidistant. The proposed solution contains the following advantages: a) the magnetic sensitivity increases; b) the signal-to-noise ratio increases simultaneously with the metrological resolution when detecting the minimum magnetic induction B min 11, including the measurement accuracy increases.
Равнинно-чувствителният микросензор на Хол може да се реализира с CMOS, BiCMOS или микромашининг микроелектронни технологии. Омичните контакти 2, 3, 4 и 5 са силно легирани п+ области, формирани с епитаксия и дълбочина около 1 pm. Нисколегираните /2-тип зони 6 и 7, които често се формират чрез BiCMOS, могат да бъдат заменени с т.н. „ровове” или „траншеи” с подходяща дълбочина (trench etch depth) чрез химичната процедура ецване. Високопроводящият слой 8 се реализира както с метализация, така и с високопроводящ „вкопан” (buried layer) п+слой. Това образование 8 по същество представлява изходен електрод, върху който в магнитно поле В 11 се генерира съответен Холов потенциал ±Vh,s(^)· Например, напрежението ±Vh4,s(^) между контакти 4 и 8 допълнително разширява използваемостта на елемента от Фигура 1. Вертикалният или равнинно-чувствителният микросензор може да функционира в широк температурен интервал, включително в криогенна среда, което подобрява основните му характеристики. За още по-висока преобразувателна ефективност за целите на слабополевата и високоточната магнитометрия, сеизмологията, контратероризма, навигацията и др., силициевият чип с елемента на Хол може да се разположи между два еднакви концентратора на полето В 11 от ферит или μ-метал. За още повисока магнитоелектрична конверсия следва да се използва полупроводникът n-GaAs от групата А В , чиято електронна подвижност μη при стайна температура Т = 300 К е повече от 8 пъти по-висока от тази на n-Si.The planar Hall-type microsensor can be implemented with CMOS, BiCMOS or micromachining microelectronic technologies. The ohmic contacts 2, 3, 4 and 5 are highly doped n + regions formed by epitaxy and with a depth of about 1 pm. The low-doped /2-type regions 6 and 7, which are often formed by BiCMOS, can be replaced by so-called “trench” or “trench” of appropriate depth (trench etch depth) by the chemical etching procedure. The highly conductive layer 8 is implemented both by metallization and by a highly conductive “buried” (buried) n + layer. This formation 8 essentially represents an output electrode on which a corresponding Hall potential ±Vh,s(^) is generated in a magnetic field B 11. For example, the voltage ±Vh4,s(^) between contacts 4 and 8 further expands the usability of the element from Figure 1. The vertical or planar-sensitive microsensor can operate in a wide temperature range, including in a cryogenic environment, which improves its main characteristics. For even higher conversion efficiency for the purposes of weak-field and high-precision magnetometry, seismology, counterterrorism, navigation, etc., the silicon chip with the Hall element can be located between two identical field concentrators B 11 made of ferrite or μ-metal. For even higher magnetoelectric conversion, the n-GaAs semiconductor from the AB group should be used, whose electron mobility μ η at room temperature T = 300 K is more than 8 times higher than that of n-Si.
ПРИЛОЖЕНИЕ: една фигураAPPENDIX: one figure
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
[1] Ч.С. Руменин, П.Т. Костов, Датчик на Хол, Авт. свид. № BG 41974/06.05.1986; С. Roumenin, Parallel-field Hall microsensor, Compt. rendus ABS, 40(11) (1987) pp. 59-62.[1] H.S. Rumenin, P.T. Kostov, Hall Sensor, Avt. witness No. BG 41974/06.05.1986; S. Roumenin, Parallel-field Hall microsensor, Compt. rendus ABS, 40(11) (1987) pp. 59-62.
[2] C. Roumenin, Solid State Magnetic Sensors, Elsevier, Amsterdam, 1994, p. 450; ISBN: 0 444 89401.[2] C. Roumenin, Solid State Magnetic Sensors, Elsevier, Amsterdam, 1994, p. 450; ISBN: 0 444 89401.
[3] A.M.J. Huiser, H.P. Baltes, Numerical modeling of vertical Hall-effect devices, IEEE Electr. Device Letters, 5(9) (1984) pp. 482-484.[3] A.M.J. Huiser, H.P. Baltes, Numerical modeling of vertical Hall-effect devices, IEEE Electr. Device Letters, 5(9) (1984) pp. 482-484.
[4] C. Roumenin, Microsensors for magnetic field, Chap. 9, in „MEMS - a practical guide to design, analysis and applications”, ed. by J. Korvink and[4] C. Roumenin, Microsensors for magnetic field, Chap. 9, in "MEMS - a practical guide to design, analysis and applications", ed. by J. Korvink and
0. Paul, William Andrew PubL, USA, 2006, pp. 453-523; ISBN: 0-81551497-2.0. Paul, William Andrew PubL, USA, 2006, pp. 453-523; ISBN: 0-81551497-2.
[5] C.S. Roumenin, Parallel-field Hall microsensors - An overview, Sensors and Actuators, A 30 (1992) pp. 77-87.[5] C.S. Roumenin, Parallel-field Hall microsensors - An overview, Sensors and Actuators, A 30 (1992) pp. 77-87.
[6] T. Kaufmann, On the offset and sensitivity of CMOS-based five-contact vertical Hall devices, in “MEMS Technology and Engineering”, v. 21, Der Andere Verlag, 2013, p. 147.[6] T. Kaufmann, On the offset and sensitivity of CMOS-based five-contact vertical Hall devices, in "MEMS Technology and Engineering", v. 21, Der Andere Verlag, 2013, p. 147.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG113809A BG67807B1 (en) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | Vertical hall microsensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG113809A BG67807B1 (en) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | Vertical hall microsensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG113809A true BG113809A (en) | 2025-05-15 |
| BG67807B1 BG67807B1 (en) | 2025-10-31 |
Family
ID=96300809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG113809A BG67807B1 (en) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | Vertical hall microsensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG67807B1 (en) |
-
2023
- 2023-11-08 BG BG113809A patent/BG67807B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG67807B1 (en) | 2025-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105810815A (en) | Hall element | |
| BG113809A (en) | Vertical hall microsensor | |
| BG113806A (en) | The hall plane-sensitive microsensor | |
| Lozanova et al. | Silicon hall-effect multisensor | |
| BG113488A (en) | PLANE MAGNETO-SENSITIVE HALL SENSOR | |
| BG113027A (en) | Hall effect element | |
| BG113826A (en) | DUAL VERTICAL HALL MICROSENSOR | |
| BG113272A (en) | Planar magnetically sensitive sensor | |
| BG113014A (en) | Integrated hall effect sensor with an in-plane sensitivity | |
| BG113845A (en) | Vertical hall microsensor | |
| BG112848A (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE IN THE HALL | |
| BG67820B1 (en) | Vertical element of hall | |
| BG113589A (en) | PLANE-SENSITIVE HALL SENSOR | |
| BG113860A (en) | Hall microsensor with resistor elements | |
| BG67734B1 (en) | HALL MICROSENSOR | |
| BG113877A (en) | Vertical hall microsensor | |
| BG112827A (en) | Integrated hall effect microsensor with an in-plane sensitivity | |
| BG113273A (en) | Magnetic field microsensor element | |
| BG113797A (en) | Magnetometer | |
| BG113156A (en) | Hall effect element with an in-plane sensitivity | |
| BG112991A (en) | Electronic device with planar magnetic sensitivity | |
| BG67508B1 (en) | Planar magnetic field sensing element | |
| BG112445A (en) | Magnetoresistive sensor | |
| BG67383B1 (en) | In-plane magnetosensitive hall effect device | |
| BG113056A (en) | Integrated hall effect sensor |