Zweidimensionaler Vertikaler Hallsensor in CMOS-Technologie

Abstract:
Diese Arbeit beschreibt einen neuartigen CMOS-Sensor zur Messung der beiden Magnetfeldkomponenten Bx und By in der Chipebene. Der Sensor besteht aus vier räumlich getrennten n-Wannen, die in einem Quadrat angeordnet und zu einer Schleife verschaltet sind. Vier Kontakte, je einer davon im Zentrum einer jeden Wanne, werden zum Betreiben des Sensors und Messen der Hallspannung genutzt. Das Messprinzip entspricht demjenigen bisheriger vertikaler Hallsensoren. Durch gezieltes Umschalten der Richtung zweier n-Wannen innerhalb der Schleife wird die Sensitivität des Sensors abwechselnd entweder auf Bx oder By eingestellt. Die ermittelte Sensitivität für beide Richtungen ist ca. 5.6 mV/VT. Bei einem nominalen Referenzfeld von 3.7 mT beträgt der RMS-Fehler des gemessenen Betrags und Winkels des Magnetfeldes nur 56 myT bzw. 0.8Grad.