本發(fā)明涉及微電子學(xué)與固體電子學(xué)領(lǐng)域，特別涉及霍爾傳感器。
背景技術(shù)：
1、隨著全球磁傳感器的市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)對(duì)各類傳感器的需求也在提升，高精度，高靈敏度已經(jīng)是對(duì)霍爾傳感器研發(fā)提出的新要求。為了提高了測(cè)量精度和穩(wěn)定性，減少了傳感器的對(duì)準(zhǔn)誤差，如今的霍爾器件還會(huì)包含自動(dòng)歸零、斬波穩(wěn)定(chs)和相關(guān)雙采樣(cds)的接口電路，同時(shí)為了適配這些模塊霍爾器件被設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的十字型，如文獻(xiàn)里的設(shè)計(jì)。但經(jīng)過(guò)測(cè)試十字型器件在工作時(shí)其內(nèi)部的電流會(huì)發(fā)生改變和偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致靈敏度的降低。這是由于器件的幾何形狀和霍爾觸點(diǎn)導(dǎo)致的，十字型器件的接觸極提供了一個(gè)導(dǎo)體，吸引電流傾向于選擇電阻最低的路徑流動(dòng)，從而導(dǎo)致了部分電流路徑改變，產(chǎn)生了無(wú)效矢量電流而減小了電流的測(cè)量值，最終導(dǎo)致器件的靈敏度降低。文獻(xiàn)[fan,h.yue,e.bonizzoni,q.feng?and?q.wei,"modeling?of?three-axis?hall?effect?sensor?basedon?cmos?process,"in?ieee?sensors?journal,vol.23,no.20,pp.24686-24695,15oct.15,2023,doi:10.1109/jsen.2023.3312598.]
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明技術(shù)為一種利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化霍爾器件幾何因子的手指型電流霍爾元件，主要為減小器件幾何形狀對(duì)器件性能如靈敏度的影響?；陔娏骺偸莾A向于選擇電阻最低的方式，手指型霍爾器件增加了無(wú)效電流路徑上的電阻，而對(duì)有效電流路徑幾乎沒(méi)有影響，使得電流能夠集中在有效路徑上，這種形狀大大減小了器件中電流的路徑改變和偏轉(zhuǎn)，提高了器件的靈敏度。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案為一種手指型霍爾器傳感器，該霍爾傳感器整體呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的片狀結(jié)構(gòu)，包括n阱和接觸極，所述n阱包括本體和手指，俯視看本體為正方形結(jié)構(gòu)，正方形結(jié)構(gòu)的四條邊向外延伸2個(gè)以上的手指，手指的上方頂端設(shè)置接觸極。
3、進(jìn)一步的，所述本體為長(zhǎng)22微米、寬22微米、高1.5微米的長(zhǎng)方體；每條邊向外延伸4個(gè)手指，每個(gè)手指的尺寸為長(zhǎng)9微米、寬4微米、高1.5微米，手指之間的間距為2微米。
4、進(jìn)一步的，所述n阱的材料是經(jīng)過(guò)n型摻雜的硅半導(dǎo)體，其電子遷移率為1252平方厘米/伏特秒，空穴遷移率為407平方厘米/伏特秒。
5、進(jìn)一步的，接觸極為長(zhǎng)0.5微米、寬0.5微米、高0.17微米的長(zhǎng)方體，每一個(gè)接觸極都精確地嵌在每一個(gè)手指頂端的中軸線上，并且緊靠邊緣。
6、通過(guò)將傳統(tǒng)十字型霍爾元件修改為包含四個(gè)或更多指狀的結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化了多觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)備中的電流流動(dòng)的影響，使更多電流在有效向量方向流動(dòng)，從而達(dá)到降低器件幾何因素對(duì)靈敏度的削弱；相較于傳統(tǒng)的霍爾傳感器本發(fā)明答復(fù)提高了靈敏度。
1.一種手指型霍爾器傳感器，該霍爾傳感器整體呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的片狀結(jié)構(gòu)，包括n阱和接觸極，所述n阱包括本體和手指，俯視看本體為正方形結(jié)構(gòu)，正方形結(jié)構(gòu)的四條邊向外延伸2個(gè)以上的手指，手指的上方頂端設(shè)置接觸極。
2.如權(quán)利要求1所述的一種手指型霍爾器傳感器，其特征在于，所述本體為長(zhǎng)22微米、寬22微米、高1.5微米的長(zhǎng)方體；每條邊向外延伸4個(gè)手指，每個(gè)手指的尺寸為長(zhǎng)9微米、寬4微米、高1.5微米，手指之間的間距為2微米。
3.如權(quán)利要求2所述的一種手指型霍爾器傳感器，其特征在于，所述n阱的材料是經(jīng)過(guò)n型摻雜的硅半導(dǎo)體，其電子遷移率為1252平方厘米/伏特秒，空穴遷移率為407平方厘米/伏特秒。
4.如權(quán)利要求2所述的一種手指型霍爾器傳感器，其特征在于，接觸極為長(zhǎng)0.5微米、寬0.5微米、高0.17微米的長(zhǎng)方體，每一個(gè)接觸極都精確地嵌在每一個(gè)手指頂端的中軸線上，并且緊靠邊緣。