Browse Prior Art Database

Integrierter Schaltkreis mit p-dotierter Hallsonde zur Erzielung besonders guter Reproduzierbarkeit und Langzeitstabilität

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018219D
Original Publication Date: 2002-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 4 page(s) / 176K

Publishing Venue

Siemens

Related People

Dr. Udo Ausserlechner: AUTHOR [+2]

Abstract

Nachfolgende Idee beschäftigt sich mit Hallsonden, die gemeinsam mit einer Ansteuerschaltung und/oder Auswerteschaltung am gleichen Silizium-Substrat integriert werden. Dabei wird erläutert, wie unter Verwendung einer bislang unüblichen Dotierung (p anstelle von n) in Kombination mit einer bestimmten Klasse von Ansteuerschaltungen der Einfluss mecha- nischer Verspannungen des Chips auf das Ausgangs- signal des Integrierten Schaltkreises verringert wer- den kann. Unter einer Hallsonde verstehen wir im Folgenden ein Bauelement, das:

This text was extracted from an ASCII text file.
This is the abbreviated version, containing approximately 16% of the total text.

Bauelemente

Integrierter Schaltkreis mit p-dotierter Hallsonde zur Erzielungbesonders guter Reproduzierbar-keit und Langzeitstabilität

Idee: Dr. Udo Ausserlechner, A-Villach;

Mario Motz, A-Villach;

Nachfolgende Idee beschäftigt sich mit Hallsonden,die gemeinsam mit einer Ansteuerschaltung und/oderAuswerteschaltung am� gleichen� Silizium-Substratintegriert� werden.� Dabei� wird erläutert, wie unterVerwendung einer bislang unüblichen Dotierung (panstelle von n) in Kombination mit einer bestimmtenKlasse von Ansteuerschaltungen der Einfluss mecha-nischer Verspannungen des Chips auf das Ausgangs-signal des Integrierten Schaltkreises verringert wer-den kann.

Unter einer Hallsonde verstehen wir im Folgendenein Bauelement, das:

•� � Zwei Anschlüsse zur� Versorgung� mit� elektri-scher Energie besitzt. Diese werden unter demBegriff „Primärseite“ oder „Eingangsseite“ zu-sammengefasst.

•� � Zwei weitere Anschlüsse an ihrer Sekundärseiteoder Ausgangsseite besitzt. Misst man die elekt-rische Spannung an der Sekundärseite mit einemidealen Voltmeter, so ist diese vornehmlich pro-portional zum Stromfluß durch die Primärseitesowie in erster Nähe linear proportional zu einerKomponente der magnetischen Flussdichte. Die-se� Definition� schließt� herkömmliche� planareHallsonden� wie� auch� vertikale� Hallsonden mitein.

Integrierte Hallsonden samt Auswerteelektronik( Application Specific Integrated Circuit� [ASIC])werden in vielen Anwendungen mit großen Stück-zahlen verwendet (z.B. Automobil, Stromzähler,Lüftermotor, usw.). Seit einigen Jahren ist es auch inintegrierter� Technik� möglich� mit� dem� Prinzip� derSpinning� Current� Hallsonde� den� störenden Offseteiner Hallsonde durch eine zumeist zeitdiskrete Sig-nalverarbeitung vom Nutzsignal zu trennen. Dadurchergibt sich die Möglichkeit, sehr genaue Magnetfeld-sensoren mit umfangreichen Zusatzfunktionen (Pro-grammierbarkeit, smart sensors) in bewährter� Com-plimentary� Metal� Oxide Semiconductor� � (CMOS)oder� Bipolar Complimentary Metal Oxide Semicon-ductor� (BiCMOS)� Siliziumtechnologie� zuverlässigund kostengünstig in großen Stückzahlen zu fertigen.Insbesondere durch diese Kombination an Vorteilenkommen die� ehemals� bevorzugt� verwendeten� dis-kreten Hallsonden, bestehend aus� direkten Halblei-termaterialien� � (z.B.� GaAs,� InSb), immer seltenerzum Einsatz.

Dabei tritt in zunehmendem Maße folgender Nachteilvon� Silizium-Hallsonden� zu Tage: In� indirektenHalbleitermaterialien� (z.B. Si, Ge) sind starke Pie-zo-Effekte� anzutreffen. Unter� Piezo-Effekten� be-zeichnen wir� in� diesem� Zusammenhang� die� Ände-rung� elektrischer� Parameter des Halbleitermaterialsunter� dem� Einfluss� einer� mechanischen Spannung.Genauer wird� zwischen� piezoresistivem Effekt� undPiezo-Hall Effekt� unterschieden. Erster gibt an, wiesich der spezifische ohmsche Widerstand unter demEinfluss eines mechanischen Spannungstensors ver-hält� � ( )

,0 1� � sp

+

=

j

i

ji� ,

r

r

; letzter beschreibt d...