(57)【要約】【課題】単一の磁気検出素子の電気抵抗の非対称を除去する磁気センサを提供する。【解決手段】本願によって開示された磁気センサが提供され、それは、少なくとも１つの磁気検出素子対を形成する少なくとも２つの磁気検出素子を含み、少なくとも１つの磁気検出素子対の各々における磁気検出素子での電流が逆向きであり、磁気検出素子は対称的に配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサであって、
少なくとも２つの磁気検出素子を備え、
前記少なくとも２つの磁気検出素子は、少なくとも１つの磁気検出素子対を形成し、前記少なくとも１つの磁気検出素子対の各々にて前記磁気検出素子の電流は逆向きであり、前記磁気検出素子は対称的に配置される、ことを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
各々の前記磁気検出素子は４つの接触端子を備え、各々の前記磁気検出素子の接触端子は、対応する接触端子バスに接続されてそれぞれバス接触端子を形成する、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
各々の前記磁気検出素子は十字形であり、前記４つの接触端子は、それぞれ前記磁気検出素子の４つの終点に配置される、請求項２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
各々の前記磁気検出素子の前記接触端子は、同じ長さの接続線によって前記対応する接触端子バスに接続される、請求項２に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記磁気検出素子対の前記磁気検出素子は、幾何学的形状が同じである、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項６】
異なる磁気検出素子対の磁気検出素子は、幾何学的形状が異なる、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの磁気検出素子対の幾何学的配置は、正方形、ダイヤモンド形又は円形である、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項８】
請求項１に記載の磁気センサであって、
正方形半導体基板に配置された４つの磁気検出素子を備え、前記磁気検出素子は、前記正方形半導体基板の４つの対角線位置に位置し、２つの対角線磁気検出素子が磁気検出素子対を形成する、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項９】
対角線位置に配置された前記２つの磁気検出素子は、同じ角度で傾斜して配置される、請求項８に記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの磁気検出素子は、円の縁上に位置する、請求項１に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本開示は、半導体素子に、より詳しくは磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  ホール素子は磁気検出素子であり、それは、一般に、モータでロータ速度を検出し、さらに磁極の位置を検出するために使用される。磁場力の影響下で、金属又は動力半導体にホール効果を生み出すことができ、出力電圧は磁場強度に正比例する。ホール効果は、キャリイする金属導体又は半導体中の電流キャリアに磁場が作用するとき、横断する電位差が生み出される物理的現象を意味し、ホール効果の性質は、固体材料内の電流キャリアが外部から加わる磁場の下で移動するとき、電流キャリアはローレンツ力を受けるので、電流キャリアの運動軌道がそれて、材料の２つの側面に電荷が蓄積されることであり、こうして電流方向と垂直な電界を生み出し、最終的にローレンツ力と電流キャリアによって受けた電界の反発力との平衡を保ち、それによって２つの側面の間にホール電圧である安定した電位差を形成する。
【０００３】
[0003]  モータ内の磁気センサは、ただ１つの磁気検出素子を含み、単一の磁気検出素子は、一定の角度分離を有する。例えばドーピング濃度とフォトリソグラフィとの差異である、磁気センサの単一の非対称な磁気検出素子のプロセス偏差により、磁気センサは、電気抵抗が非対称であり、従って磁気検出素子によって検出された磁場強度が不正確になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]  本出願によって磁気センサが提供され、それは、プロセス偏差に起因する、従来の磁気センサの単一の磁気検出素子での電気抵抗の非対称を、対称的に配置された少なくとも２つの磁気検出素子により除去する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]  上記目的を達成するために、本願によって以下の技術的解決法が提供される。
【０００６】
[0006]  磁気センサは、少なくとも２つの磁気検出素子を備える。少なくとも２つの磁気検出素子は、少なくとも１つの磁気検出素子対を形成し、少なくとも１つの磁気検出素子対の各々における磁気検出素子での電流は逆向きであり、磁気検出素子は対称的に配置される。
【０００７】
[0007]  各々の磁気検出素子は４つの接触端子を備え、各々の磁気検出素子の接触端子は、対応する接触端子バスに接続されてそれぞれバス接触端子を形成することが好ましい。
【０００８】
[0008]  各々の磁気検出素子は十字形であり、４つの接触端子は、それぞれ磁気検出素子の４つの終点に配置されることが好ましい。
【０００９】
[0009]  各々の磁気検出素子の接触端子は、同じ長さの接続線によって対応する接触端子バスに接続されることが好ましい。
【００１０】
[0010]  磁気検出素子対の磁気検出素子は、幾何学的形状が同じであることが好ましい。
【００１１】
[0011]  異なる磁気検出素子対の磁気検出素子は、幾何学的形状が異なることが好ましい。
【００１２】
[0012]  少なくとも１つの磁気検出素子対の幾何学的配置は、正方形、ダイヤモンド形又は円形であることが好ましい。
【００１３】
[0013]  磁気センサは、正方形半導体基板に配置された４つの磁気検出素子を含むことが好ましい。磁気検出素子は、正方形半導体基板の４つの対角線位置に位置し、２つの対角線磁気検出素子が磁気検出素子対を形成する。
【００１４】
[0014]  対角線位置に配置された２つの磁気検出素子は、同じ角度で傾斜して配置されることが好ましい。
【００１５】
[0015]  少なくとも１つの磁気検出素子は、円の縁上に位置することが好ましい。
【００１６】
[0016]  磁気センサは、少なくとも１つの磁気検出素子対を含み、少なくとも１つの磁気検出素子対の各々は２つの磁気検出素子を備え、少なくとも１つの磁気検出素子対の各々にて２つの磁気検出素子の電流は逆向きであり、２つの磁気検出素子は対称的に配置される。
【００１７】
[0017]  ２つの磁気検出素子の各々は４つの接触端子を備え、２つの磁気検出素子の各々の接触端子は、対応する接触端子バスに接続されて、それぞれバス接触端子を形成することが好ましい。
【００１８】
[0018]  ２つの磁気検出素子の各々は十字形であり、４つの接触端子は、それぞれ磁気検出素子の４つの終点に配置することが好ましい。
【００１９】
[0019]  ２つの磁気検出素子の各々の接触端子は、同じ長さの接続線によって対応する接触端子バスに接続することが好ましい。
【００２０】
[0020]  磁気検出素子対の２つの磁気検出素子は、幾何学的形状が同じであることが好ましい。
【００２１】
[0021]  異なる磁気検出素子対の２つの磁気検出素子は、幾何学的形状が異なることが好ましい。
【００２２】
[0022]  少なくとも１つの磁気検出素子対の幾何学的配置は、正方形、ダイヤモンド形又は円形であることが好ましい。
【００２３】
[0023]  磁気センサは、正方形半導体基板に配置された４つの磁気検出素子をさらに含み、磁気検出素子は、正方形半導体基板の４つの対角線位置に位置し、２つの対角線磁気検出素子は、磁気検出素子対を形成することが好ましい。
【００２４】
[0024]  対角線位置に配置された２つの磁気検出素子は、同じ角度で傾斜して配置することが好ましい。
【００２５】
[0025]  少なくとも１つの磁気検出素子は、円の縁上に位置することが好ましい。
【００２６】
[0026]  上記技術的解決法によれば、従来技術と比べて、本願によって磁気センサが提供され、それは、少なくとも１つの磁気検出素子対を形成する多数の磁気検出素子を含み、少なくとも１つの磁気検出素子対の各々にて磁気検出素子の電流は逆向きであり、磁気検出素子は対称的に配置される。多数の磁気検出素子対の磁気検出素子での対称配置及び逆電流によって、本開示による磁気センサは、従来の磁気センサの単一の磁気検出素子でのプロセス偏差に起因する電気抵抗の非対称を取り除き、磁気検出素子が磁界強度をより正確に検出することを可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】１つの実施形態による磁気検出素子の概要図である。
【図２】１つの実施形態によって提供される磁気センサの概要図である。
【図３】別の実施形態による磁気センサの概要図である。
【図４】別の代替実施形態による磁気センサの幾何学的配置の概要図である。
【図５】別の代替実施形態による磁気センサの幾何学的配置の概要図である。
【図６】別の代替実施形態による磁気センサの幾何学的配置の概要図である。
【図７】別の代替実施形態による磁気センサの幾何学的配置の概要図である。
【図８】別の代替実施形態による磁気センサの幾何学的配置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
[0032]  本開示の実施形態の技術的解決法が、以下に、添付図面を参照して明確にかつ完全に説明される。以下に説明する実施形態は、本発明の実施形態の全てというよりも、一部に過ぎないことは明らかである。本開示の実施形態に基づき、当業者によって何らの創造的努力なしに得られるどのような他の実施形態も、本発明の保護範囲内に属する。
【００２９】
[0033]  図１は、磁気検出素子の概要図である。磁気検出素子に４つの接触端子Ｎ、Ｓ、Ｗ、Ｅを設け、磁気検出素子の電流が、接触端子Ｗから接触端子Ｅに流れる。他の実施形態では、磁気検出素子の電流は、接触端子Ｅから接触端子Ｗに、又は接触端子Ｎから接触端子Ｓに、又は接触端子Ｓから接触端子Ｎに流れることができる。
【００３０】
[0034]  図２は、１つの実施形態による磁気センサ１０の概要図である。本開示によって磁気センサ１０が提供され、それは、多数の磁気検出素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄを含む。多数の磁気検出素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄは、図２に示すように、それぞれ正方形半導体基板の４つの対角線位置に配置され、正方形に配置される。実施形態では、各々の磁気検出素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄの電流は、接触端子Ｗから接触端子Ｅに流れ、各々の磁気検出素子の電流の逆方向は、磁気検出素子の接触端子の位置を変えるだけで達成できる。実施形態では、正方形半導体基板はＰ型基板である。実施形態では、磁気センサ１０はホールセンサであり、検出素子はホール素子に限定する必要はない。
【００３１】
[0035]  磁気検出素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄは、２つの磁気検出素子対を形成し、少なくとも１つの磁気検出素子対の各々にて磁気検出素子の電流は逆向きであり、磁気検出素子は対称的に配置される。実施形態では、対角線的に配置された磁気検出素子１０ａ及び１０ｃは、一方の磁気検出素子対を形成し、対角線的に配置された磁気検出素子１０ｂ及び１０ｄは、他方の磁気検出素子対を形成する。他の実施形態では、磁気検出素子１０ａ及び１０ｂは、一方の磁気検出素子対を形成することができ、磁気検出素子１０ｃ及び１０ｄは他方の磁気検出素子対を形成することができる。多数の磁気検出素子の各々は、４つの接触端子を含む。各々の磁気検出素子につき、磁気検出素子の接触端子は、それぞれ対応する接触端子バスに接続され、それによってバス接触端子Ｗ、Ｅ、Ｓ及びＮを形成する。実施形態では、多数の磁気検出素子の各々は十字形であり、４つの接触端子は、それぞれ磁気検出素子の４つの終点に配置される。
【００３２】
[0036]  磁気検出素子の接触端子は、同じ長さの接続線によって、対応する接触端子バスに接続することが好ましい。
【００３３】
[0037]  多数の磁気検出素子から成る１つ以上の対を設ける。多数の磁気検出素子対は、１つの対、２つの対、３つの対及び４つの対などとして設けることができる。それらの場合、具体的には、磁気検出素子は、少なくとも１つの磁気検出素子対の各々において磁気検出素子が対称的に配置され、磁気検出素子での電流が逆向きである限り、図２に示したのと同じ配置によって配置することができる。
【００３４】
[0038]  本開示によって磁気センサが提供され、それは、少なくとも１つの磁気検出素子対を形成する多数の磁気検出素子を含み、少なくとも１つの磁気検出素子対の各々にて磁気検出素子の電流が逆向きであり、磁気検出素子は対称的に配置される。多数の磁気検出素子対の磁気検出素子にて対称配置かつ逆電流であることによって、本開示による磁気センサは、プロセス偏差に起因する単一の磁気検出素子での電気抵抗の非対称を取り除き、磁気センサが磁場強度をより正確に検出することを可能にする。
【００３５】
[0039]  図３は、別の実施形態による磁気センサの概要図である。本願によって磁気センサ２０が提供され、それは、多数の磁気検出素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄを含む。多数の磁気検出素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄは、それぞれ正方形半導体基板の４つの対角線位置に配置される。この実施形態では、半導体基板はＰ型基板である。具体的には、磁気検出素子２０ａ及び２０ｃは、一定角度で傾斜して配置され、磁気検出素子２０ａ及び２０ｃの傾斜角は同じである。磁気検出素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄは、２つの磁気検出素子対を形成し、少なくとも１つの磁気検出素子対の各々にて磁気検出素子の電流が逆向きであり、磁気検出素子は対称的に配置される。
【００３６】
[0040]  実施形態では、対角線的に配置された磁気検出素子２０ａ及び２０ｃは一方の磁気検出素子対を形成し、対角線的に配置された磁気検出素子２０ｂ及び２０ｄは、他方の磁気検出素子対を形成する。多数の磁気検出素子は、各々４つの接触端子を含む。具体的には、各々の磁気検出素子につき、磁気検出素子の各接触端子は、対応する接触端子バスに接続され、こうしてバス接触端子Ｗ、Ｅ及びＳ及びＮを形成する。実施形態では、図３に示すように、多数の磁気検出素子の各々は十字形であり、４つの接触端子は、それぞれ磁気検出素子の４つの終点に配置される。磁気検出素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄが２つの磁気検出素子対を形成でき、２つの磁気検出素子対の各々にて磁気検出素子の電流が逆向きであり、磁気検出素子が対称的に配置されることが保証される限り、この実施形態による磁気検出素子２０ａ及び２０ｃは、傾斜して配置することができ、実施形態による磁気検出素子２０ｂ及び２０ｄも、磁気検出素子２０ａ及び２０ｃと同様に配置することができる。
【００３７】
[0041]  図４は、二対の磁気検出素子の各々にて磁気検出素子が対称で、磁気検出素子逆電流の電流が逆向きである限り、並置された２つの磁気検出素子は磁気検出素子対を形成し、２つの磁気検出素子対の磁気検出素子は幾何学的形状が同じであり、二対の磁気検出素子の磁気検出素子は異なる位置に配置できることを示す。
【００３８】
[0042]  図５は、並置された２つの磁気検出素子が磁気検出素子対を形成し、二対の磁気検出素子は幾何学的形状が異なることを示す。
【００３９】
[0043]  図６は、対角線的に配置された２つの磁気検出素子が磁気検出素子対を形成し、二対の磁気検出素子は、幾何学的形状が異なることを示す。
【００４０】
[0044]  上記実施形態では、１つの磁気要素対に対応する磁気検出素子は同じ幾何学的形状とすることができ、異なる磁気検出素子対に対応する磁気検出素子は異なる幾何学的形状とすることができ、それらは、他の磁気検出素子対に対応する磁気検出素子の幾何学的形状と一致しなくても良いが、図２及び図３に示し、具体的には図４から図６に示すように、各磁気検出素子対に対応する磁気検出素子は、同じ幾何学的形状にする必要があり、対角線的に対称である必要はない。
【００４１】
[0045]  図２から図６の概要図に具体的に示すように、多数の磁気検出素子対の幾何学的配置はダイヤモンド形又は正方形である。磁気センサは４つの磁気検出素子を含み、４つの磁気検出素子は、それぞれ正方形半導体基板上の４つの対角線位置に配置され、正方形基板の互いに対角線的な所定位置に位置する磁気検出素子は、それぞれ１つの磁気検出素子対を形成する。
【００４２】
[0046]  多数の磁気検出素子対の幾何学的配置は、磁気検出素子の中心が同じ円上に位置する配置であることが好ましい。図７及び図８の各々は、磁気センサの幾何学的配置の概要図である。具体的には、磁気検出素子対のための幾何学的配置に関する別の有利で可能な配置は、磁気検出素子の中心を円上に位置させることである。図７に示すように、二対の磁気センサ要素１Ａ、１Ｂ、２Ａ及び２Ｂの幾何学的配置を例にとると、接続線Ｌ１及びＬ２は、各々、磁気センサ要素対の２つの磁気検出素子の幾何学的中心間の概要接続を表わす。二対の磁気検出素子１Ａ及び１Ｂ、２Ａ及び２Ｂの接続線Ｌ１及びＬ２は、磁気センサ全体の幾何的中心を表わす点Ｍで交差する。
【００４３】
[0047]  図８は、三対の磁気検出素子の幾何学的配置の実施例を示す。接続線Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、各々、磁気検出素子対の２つの磁気検出素子の幾何学的中心間の概要接続を表わす。三対の磁気検出素子１Ａ及び１Ｂ、２Ａ及び２Ｂ並びに３Ａ及び３Ｂの接続線Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、磁気センサ全体の幾何的中心表わす点Ｍで交差する。
【００４４】
[0048]  要約すると、本願によって磁気センサが提供され、それは、少なくとも１つの磁気検出素子対を形成する多数の磁気検出素子を含む。少なくとも１つの磁気検出素子対の各々にて２つの磁気検出素子は、電流が逆向きとされ、対称的に配置される。多数の磁気検出素子対における磁気検出素子の対称配置及び逆電流によって、本願による磁気センサは、従来の磁気センサの単一の磁気検出素子でのプロセス偏差に起因する電気抵抗の非対称を取り除き、磁気検出素子が磁界強度をより正確に検出することを可能にする。
【符号の説明】
【００４５】
１０  磁気センサ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  磁気検出素子
Ｅ、Ｎ、Ｗ、Ｓ  接触端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017203765.tif 000009
【図８】
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【外国語明細書】
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