帶有尺寸選擇導致改善效能之特徵且具有寬十字形狀的霍耳效應元件

专利摘要:
霍爾效應元件包含具有幾何特徵的霍爾板選擇以導致靈敏度除以板電阻的最高比率。導致的形狀係為所謂的「寬十字」形狀。
公开号:TW201323907A
申请号:TW101126478
申请日:2012-07-23
公开日:2013-06-16
发明作者:Yigong Wang
申请人:Allegro Microsystems Inc；
IPC主号:G01R33-00

专利说明:
帶有尺寸選擇導致改善效能之特徵且具有寬十字形狀的霍耳效應元件
本發明一般關於霍爾效應磁場感測元件，且更特別的是關於具有帶有特別形狀的霍爾板之霍爾效應元件以及其它特徵以選擇導致改善效能的特徵。
已知有霍爾效應磁場感測元件。如所知的，霍爾效應元件包括所謂的「霍爾板」，其最常為在基板上的磊晶區(epi region)(亦即，層)。將了解磊晶層具有中等量摻雜，於下會作更全面的說明。在磊晶層上為一般具有如霍爾板同樣的的輪廓或周圍之場板。此場板由金屬或多晶矽做成。絕緣層放置於霍爾板與場板之間，例如，場氧化或氮化層。
參照至圖1，傳統的方形霍爾效應元件10具有方形周圍14。本領域具有通常知識者將了解霍爾效應元件10的剖面，但相同或相似於圖4所示的剖面。
傳統的方形霍爾效應元件10具有四個電性接觸12a-12d。如所知，在操作上，電壓施加至相對的電性接觸，例如12a與12c，(或，更特別的是，加至在電性接觸上的金屬)並且其它相對的電性接觸，例如12b與12d之間產生與被霍爾效應元件10經歷的磁場成比例的輸出電壓。
在一些安排中，霍爾效應元件10係藉由關聯的電子設備而用在所謂的「斷路(chopped)」的安排。在斷路安排中，依序的選擇不同組的相對電性接觸以驅動霍爾元件且輸出信號係接收自其它組相對的電性接觸。此導致的一些輸出信號被平均或在某個其它方法中結合。此導致結合的信號趨向於比單獨採取任一個輸出信號具有較少的偏移電壓。
周圍14代表霍爾板(即磊晶區的周圍)，且亦代表場板的周圍兩者。邊界16代表超出周圍14邊緣之場氧延伸。
現請參照至圖2，傳統的十字形狀霍爾效應元件20具有十字形狀周圍22。顯而易見的是，傳統的十字形狀周圍22具有特別的形狀特徵。舉例來說，周圍22具有四個凹陷區域但其中凹陷區域28係為一個範例。採用凹陷區域28做為所有凹陷區域的代表，凹陷區域28具有形成V形狀之兩邊30、32。介於兩邊30、32的角34係為90度。十字形狀周圍22亦具有四個角落區域，例如包含兩側24a、24b的角落區域24，每側具有長度26。十字形狀周圍22亦具有方形中央核心區域36。中央核心區域36之每個側長(藉由維度38所代表)與十字的其中一臂之寬度相同。
傳統的十字形狀霍爾效應元件20具有四個電性接觸38a~38d。霍爾效應元件20的操作相似或相同於圖1之霍爾效應元件10的操作。
一般來說，當與圖1之方形霍爾效應元件10比較時，十字形狀霍爾效應元件20具有某些優點。特別是，與方形霍爾效應元件10同樣尺寸的十字形狀霍爾效應元件20使用比圖1的方形霍爾效應元件10較小的面積。較小的面積能導致較高的裝置產量且亦導致在霍爾元件20放置處之更小的晶片，特別是當在同樣基板上與其它組件結合時。較小的面積趨向於導致更低的電容，其趨向於降低響應時間。
相對的，當與十字形狀霍爾效應元件20比較時，圖1的方形霍爾效應元件10具有某些優點。特別是，與十字形狀的霍爾效應元件20相似的方形霍爾效應元件10具有對磁場較高的靈敏度及在相對電性接觸之間亦具有較低的電阻。
有著具有所有上列優點的霍爾效應元件會是理想的，亦即，比方形霍爾效應元件較小的面積、好的靈敏度及像是方形霍爾效應元件之低電阻、伴隨像是十字形狀霍爾效應元件的低電容與快速響應時間。
本發明提供具有選擇以導致比方形霍爾效應元件較小面積之形狀的霍爾效應元件，同時保留良好的靈敏度與像方形霍爾效應元件之低電阻。
依據本發明的一個態樣，霍爾效應元件包括基板，其由具有選擇的(100)之米勒指數材料組成。霍爾效應元件亦包括霍爾板，其由置於基板表面上的磊晶材料組成。霍爾板包括主平面，其具有藉方形外部邊界約束的外部周圍。方形外部邊界具有帶有第一長度的四側。外部周圍的四個最長側正切於方形外部邊界的四側。外部周圍的四個最長側中之兩側平行於[011]米勒方向且外部周圍的四個最長側的另外不同之兩側正交於[011]米勒方向。外部周圍包括四個內部角落，其每個具有交會於各別的頂點的各別的兩個正交側。對於每個內部角落，採取沿著各別兩個正交側且指向朝向霍爾板向內的各別的頂點之向量。採取介於第一對相對的內部角落之頂點間的第一線係為在相對於[011]米勒方向的45度角並且採取介於第二對相對內部角落的頂點間之第二線係正交於第一線。主平面更包括藉由接合四個內部角落的頂點的鄰近者之線所約束的方形核心區域。此方形核心區域具有帶有第二長度的四側。主平面亦包括四個電性接觸。每個電性接觸與霍爾板電通訊。每個電性接觸具有各別的中央、各別的長度及各別的寬度。繪於各別的電性接觸的相對者之中央之間的第三線及第四線具有第三長度。第三線平行於[011]米勒方向且第四線正交於第三線。對應至第三長度除以第二長度的第一比率在約1.1至約1.4的範圍。
隨著此安排，霍爾效應元件並非方形霍爾效應元件或非傳統簡單的十字形狀霍爾效應元件。
在一些實施例中，霍爾效應元件能夠包括一或多個下列的態樣。
在一些實施例中，四個電性接觸置於多個位置以致電流在平行於[011]米勒方向的方向上或是正交於[011]米勒方向的方向上流在介於電性接觸的相對者之間。
在一些實施例中，電性接觸的成對的相對者之最近邊緣被第四長度所分隔，其中電性接觸的成對之鄰近者的最近角落被第五長度分隔，且其中對應於二乘第五長度除以第四長度的第二比率係在約0.9至約1.1的範圍。
在一些實施例中，選擇第一比率與第二比率以提供對應至介於電性接觸之相對者之間用每高斯微伏特為單位的霍爾效應元件除以用千歐姆為單位的電阻之靈敏度大於或等於約4.0之第三比率。
在一些實施例中，第二長度係在約60.0微米至90.0微米的範圍。
在一些實施例中，介於電性接觸中央與鄰近的外部周圍之邊緣之間的線具有在8.0至約10.0微米範圍的第六長度，其中第六長度具有選擇以導致最高第三比率的值。
在一些實施例中，選擇電性接觸的長度與寬度以導致第三比率大於或等於約4.0。
在一些實施例中，第四電性接觸置於多個位置以致電流流在介於在平行於[011]米勒方向的方向上或在正交於[011]米勒方向的方向上之電性接觸的相對者之間。
在一些實施例中，外部周圍更包含八個外部角落，每個外部角落具有各別的兩個正交側交會在各別的頂點，其中對於每個外部角落，採取沿著各別兩個正交側與指向自霍爾板向外的各別頂點之向量。
在一些實施例中，霍爾效應元件更包含四個摻雜插塞區域，每個置於四個電性接觸之各別的下方，其中四個電性接觸的每個係與四個插塞區域各別之一電通訊。
在一些實施例中，霍爾效應元件更包含置於霍爾板上的場板。
在一些實施例中，場板具有與霍爾板之周圍實質上同樣形狀的周圍。
在一些實施例中，場板由金屬組成。
在一些實施例中，場板由多晶矽組成。
在一些實施例中，霍爾效應元件置於由矽組成的基板之上。
在一些實施例中，霍爾效應元件置於由矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、矽鍺(SiGe)、砷化銦鎵(InGaAs)及砷化鋁銦鎵(AlInGaAs)中選擇的一個組成的基板之上。
在一些實施例中，霍爾板包含n井。
現參照至圖3，示範性的霍爾效應元件50具有帶有周圍與四個電性接觸54a-54d的霍爾板52。霍爾板52的周圍具有特別的區域及特徵，其於下連同圖3B及3C做更全面的說明。
自於下連同圖4的討論將變得更顯而易見，在上視圖中，霍爾效應元件50的場板(未繪示)在霍爾板52的頂部。在一些實施例中，霍爾板52的周圍具有如場板的周圍本質上相同的尺寸與形狀。因此，包括具有於下連同圖3B及3C所說明的周圍與特徵之霍爾板52的整體霍爾效應元件50能夠應用至霍爾板(磊晶區域)的周圍及場板的周圍。
在一些其它實施例中，場板的周圍能夠具有不同於霍爾板周圍的形狀。對於那些實施例，霍爾板的周圍，亦即磊晶區域，具有上述且亦連同於下的圖3A~3C所說明的特徵，且場板能夠具有不同形狀的周圍。
在一些實施例中，霍爾效應元件50能夠被製造在n型矽基板(未繪示)上，其已知具有比p型基板更高的遷移率且已知會導致較高靈敏度的霍爾效應元件。
霍爾板52的周圍能夠代表霍爾板的周圍(亦即磊晶區域)，且亦代表場板的周圍兩者。邊界56代表超過霍爾板52的周圍之邊緣的場氧延伸。
電性接觸54a-54c係為與霍爾板電通訊的接觸結構。與電性接觸電通訊的金屬結構(亦即拾取器)可沈積在電性接觸54a~54c之上。每個金屬拾取器能夠具有比電性接觸54a~54c之相似特性較大或較小的尺寸與不同的形狀。
在此說明電性接觸之維度與間隔。自於下連同圖4的討論將可了解電性接觸的維度與間隔不需要與金屬拾取器的相似態樣剛好相同。
在霍爾效應元件50形成的基板上具有所謂的米勒指數(Miller index)(110)(亦即平面)，其將在基板內結晶結構的方向特徵化。米勒指數與米勒方向係為已知的並且在此不再教導。
已知的是電流趨向於偏好在基板上移動的方向。換句話說，在相對於基板之結晶結構之特別的流動方向上，基板具有最低的板電阻。為了此原因以及為了於下說明的原因，接合相對之成對的電性接觸54a~54d的線在於下更完整說明的特別方向上。
霍爾板52的周圍具有四個凹陷區域58a~58c，其形成四個內部角落。霍爾板52的周圍亦具有八個外部角落60a~60h。內部角落58a~58c每個偏離向內朝向霍爾效應元件50的中央。
現參照至圖3A，另一個霍爾效應元件70具有大於圖3之霍爾板52的霍爾板72。然而，霍爾板72的周圍具有與霍爾板52的一些特性相同的特性，其特性於下做說明。
一般來說，理想的是形成盡可能的小之霍爾效應元件。然而，在較小的尺寸上，霍爾效應元件產生的偏移電壓趨向於增加，其並非理想的。偏移部分是由於在霍爾效應元件之結構中的非對稱，為了在特徵之形狀與位置的製造公差的原因，其非對稱在當霍爾效應元件的尺寸減少時趨向於變為更顯著。
現參照至圖3B，霍爾板82係代表上述連同圖3與3A的霍爾板52、72。霍爾板82能夠為形成於基板上的霍爾效應元件80的部分。
霍爾效應元件80包括由具有由選擇的(100)之米勒指數83的材料組成。霍爾板82由置於基板表面上的磊晶材料組成。霍爾板82包括主平面84，其具有被方形外部邊界88所約束之外部周圍86。方形外部邊界88具有帶有第一長度104的四側88a~88c。外部周圍86的四個最長側86a~86d正切於方形外部邊界88的四側88a~88d。外部周圍86的四個最長側86a~86d中的兩側如傳統垂直座標106所示平行於[011]米勒方向108(主平面84在y-z平面上)並且外部周圍86的四個最長側86a~86d的另外不同的兩側正交於[011]米勒方向108。外部周圍86包括四個內部角落，每個具有各別的兩個正交側交會於各別的頂點86e~86h。對於每個內部角落，採取沿著各別兩個正交側與指向朝向霍爾板82向內的各別的頂點86e~86h的向量。採取介於第一對相對內部角落的頂點之間的第一線90係於相對於[011]米勒方向的45度角並且採取介於第二對相對內部角落的頂點之間的第二線92係正交於第一線90。主平面84更包括接合四個內部角落之頂點86e~86h之鄰近者之線所約束的方形核心區域94。方形核心區域94具有帶有第二長度102的四側。主平面84亦包括四個電性接觸96a~96d。每個電性接觸96a~96d係與霍爾板82電通訊。
每個電性接觸(例如96c)具有各別的中央(例如96ca)、各別的長度(例如96cc)及各別的寬度(例如96cb)。繪於各別的電性接觸的相對者(例如96b、96d)中央之間之第三線與第四線具有第三長度(例如98)。第三線平行於[011]米勒方向108且第四線正交於第三線。對應於第三長度(例如104)除以第二長度(例如102)的第一比率係在約1.1至約1.4的範圍。在一個特別的實施例中，第一比率為1.333。
將了解，第一比率係為一個態樣，其使得霍爾板82的周圍84不具有圖2的簡單十字之形狀。替代的，此形狀為所謂的「寬十字」。寬十字形狀具有特別的優點於下做更完整的說明。
本質上，在一個態樣中，周圍84的形狀具有比圖2的簡單十字更加厚的多之臂。在另一態樣中，電性接觸96a~96d係安排在寬十字形狀側的中央，不似用於安排在簡單十字形狀的外部角落的電性接觸之圖2的簡單十字20。在另一個態樣中，上述的第一比率導致內部角落86e~86h具有特別的深度、比圖2的簡單十字20的內部角落較少的深度。
每個電性接觸具有自電性接觸中央至霍爾板最近邊緣的間隔(例如96cd)。
邊界106能夠代表在其中霍爾效應元件80置於其上的場氧層中的開口。
能夠選擇上方第一比率及下方說明的周圍84之形狀的其它態樣以提供對應至介於電性接觸之相對者之間用每高斯微伏特為單位的霍爾效應元件除以用千歐姆為單位的板電阻靈敏度之大於或等於約4.0的第三比率。
將了解，由於較高的靈敏度趨向於導致藉霍爾效應元件80產生的信號之較高的信號對雜訊比，較高的霍爾效應元件80之靈敏度係為有益的。亦將了解，由於較低的板電阻貢獻出較低的RC時間常數，其實質上導致霍爾效應元件能夠操作較快的速度，所以較低的介於霍爾效應元件80的電性接觸96a~96d之相對者之間的板電阻趨向於有益的。
應辨識，由於較高的摻雜濃度趨向於較低的靈敏度，藉由較高的摻雜濃度達成較低的板電阻係為不理想的。亦應辨識，如下述，由於太小的尺寸能導致高偏移電壓，所以藉由降低太多霍爾效應元件尺寸達成較低的板電阻係為不理想的。
藉此，高的第三比率之值提供具有高效能特性的霍爾效應元件，高於圖1的方形霍爾效應元件10且高於圖2的簡單十字霍爾效應元件20。
於下說明的霍爾效應元件之其它特性亦能夠影響第三比率。
在一些實施例中，基板的米勒指數83為(100)且米勒方向108能夠為[011]。然而，在其它實施例中，基板能夠具有其它米勒指數及方向。
四個電性接觸96a~96d置於多個位置以致電流在平行於[011]米勒方向108之方向上或在正交於[011]米勒方向108的方向上流在介於電性接觸的相對者之間。
在一些實施例中，外部周圍86更包含八個外部角落86i~86p，每個外部角落具有各別的兩個正交側交會於各別的頂點，其中，對於每個外部角落，採取沿著各別的兩個正交側及指向自霍爾板向外的各別的頂點之向量。
在一些實施例中，方形核心區域94之側的長度(亦即第二長度)係在約60.0微米至約90.0微米的範圍。此參數設置霍爾效應元件80的總尺寸。如上所述，使得霍爾效應元件盡可能的小係為有利的，但別太小以致偏移效應變為不理想的大。
現參照至圖3C，其中相似的圖3B之元件亦繪示以具有相似的參考符號，在一些實施例中，電性接觸96a~96d的成對之相對者最近的邊緣被第四長度(例如110)所分隔，且電性接觸96a~96d的成對之鄰近者最近的角落被第五長度(例如112a、112b)所分隔。對應至二乘第五長度除以第四長度的第二比率係在約0.9至約1.1的範圍。在一些實施例中，第二比率為1.0。
在操作上，當例如以電流源驅動霍爾效應元件時，將了解對於流經霍爾板82的電流採取直接路徑係有利的，例如，從電性接觸96a至電性接觸96c，而非從電性接觸96a至96b至96c的間接路徑。第二比率導致大部分電流直接流動。此外，應辨識，由於間接電流部分的被內部角落阻斷，上述的第一比率(其特定圖3B之內部角落86e~86h之深度)亦導致大部分電流直接流動。
達到權衡，其中大部分驅動電流直接流在介於相對的電性接觸之間，然而介於相對的電性接觸之間的電阻比藉圖2之簡單十字形狀達成的電阻更低的多。
相似用於上方的第一比率，亦能夠選擇第二比率以提供最高的對應至介於電性接觸之相對者之間用每高斯微伏特為單位的霍爾效應元件除以用千歐姆為單位的電阻的靈敏度之大於或等於約4.0的第三比率。
再次簡要的參照至圖3B，在一些實施例中，介於電性接觸中央與鄰近的外部周圍之邊緣之間的線(例如96cd)具有在8.0至約10.0微米範圍的第六長度，其中第六長度具有選擇以導致最高第三比率之值。
在一些實施例中，選擇電性接觸96a~96d的長度(例如96cc)及寬度(例如96cb)以導致第三比率大於或等於約4.0。一般來說，將了解，由於更多的電流將間接的流在相對的電性接觸之間，使得霍爾效應元件較不靈敏，在維度96cb中使得電性接觸96a~96d較寬趨向於使得第二長度112a、112b較小，其為不理想的。然而，使得電性接觸96a~96d太窄將導致介於相對之成對的電性接觸之間較高的電阻。
藉由以有關的參數範圍建構複數個霍爾效應元件於基板上並且選擇最好的參數以增加第三比率，上方任何未以數字特定且其貢獻第三比率的參數能夠容易憑經驗的決定。
現參照至圖4，其中相似的圖3B之元件繪示以具有相似的參考符號，採取圖3B之霍爾效應元件80的剖面係沿著圖3B的剖面線A-A。霍爾板82(亦於此參照為磊晶區域)置於基板152上，例如，p型矽基板。如在摻雜比例尺168所表示，霍爾板154能夠具有每cm³接近7×10¹⁵至1.5×10¹⁶個原子的n型摻雜，例如，每cm³的砷原子。
當矽基板說明於上，在其它實施例中，基板152由矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、矽鍺(SiGe)、砷化銦鎵(InGaAs)及砷化鋁銦鎵(AlInGaAs)中選擇的一個組成。
在一些實施例中，額外的n井植入能以在接近每cm³7×10¹⁶至1.5×10¹⁷個原子之範圍(例如每cm³的磷原子)之n型摻雜被應用至霍爾板，亦即，至磊晶區域。此n井摻雜能夠造成較低的板電阻，但處於一些對磁場靈敏度的犧牲上。
場板158置於霍爾板82上。絕緣層156置於霍爾板82與場板158之間。在一些實施例中，場板158由金屬，例如鋁所組成，且在其它實施例中，場板由多晶矽組成。
如上所述，主要是霍爾板82具有有著各種連同圖3-3B之上述形狀特徵的周圍84。然而，場板158亦能夠具有帶有如霍爾板82的周圍86同樣形狀的周圍86。
霍爾效應元件80能夠藉延伸霍爾效應元件80個處的p型井166被電性絕緣。此p型井166能夠具有在接近每cm³ 7×10¹⁴至1.5×10¹⁵個原子的範圍之p型摻雜，例如，每cm³的硼原子。
霍爾效應元件80能夠包括電性接觸96b、96d且亦包括另外兩個未見於此剖面的電性接觸。電性接觸96b、96d之任一個被各別的插塞區域164a、164b所包圍。電性接觸96b、96d且插塞區域164a、164b能夠藉各別的n型摻雜形成。
圖3C之金屬拾取器100b、100d置於電性接觸96b、96d上。
當於上參照至電性接觸的維度與間隔時，電性接觸96b、96d的特別的表面係藉由大括弧所繪示，其意味與金屬拾取器100b、100d電通訊。將理解，這些表面能夠比在絕緣層156中關聯的開口較小。
在一些實施例中，基板152由矽組成且在其它實施例中，基板152由砷化鎵組成。對於基板152由砷化鎵組成的實施例中，在霍爾效應元件的層結構中可有小的結構差異，其將被本領域通常知識者所了解。然而，能夠使用各種基板材料製造類似的霍爾效應元件，包括(但不限於此)矽(Si)、矽鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、砷化銦鎵(InGaAs)及砷化鋁銦鎵(AlInGaAs)。
如在此使用的，術語「約(about)」參照至狀態值的百分之五內。
所有在此引用的參考藉由他們整體參考特此合併於此。已說明本發明較佳的實施例，對於可用其它實施例結合他們的概念之本領域具有通常知識者之一將變為顯而易見。因此可感知，這些實施例應不限於所揭露的實施例，而是應只限於所附申請專利範圍的精神與範圍。
所申請專利的範圍為：(如申請專利範圍所示)
50‧‧‧霍爾效應元件
52‧‧‧霍爾板
54a~54d‧‧‧電性接觸
56‧‧‧邊界
58a~58d‧‧‧凹陷區域
60a~60d‧‧‧外部角落
70‧‧‧霍爾效應元件
72‧‧‧霍爾板
80‧‧‧霍爾效應元件
82‧‧‧霍爾板
83‧‧‧米勒指數
84‧‧‧主平面
86‧‧‧外部周圍
86a~86p‧‧‧外部周圍之側
88‧‧‧方形外部邊界
88a~88d‧‧‧方形外部邊界之側
90‧‧‧第一線
92‧‧‧第二線
94‧‧‧方形核心區域
96a~96d‧‧‧電性接觸
96ca‧‧‧電性接觸中央
96cb‧‧‧寬度
96cc‧‧‧長度
98‧‧‧長度
100a~100d‧‧‧拾取器
102‧‧‧長度
104‧‧‧長度
106‧‧‧垂直座標
108‧‧‧米勒方向
110‧‧‧長度
112a~112b‧‧‧長度
152‧‧‧基板
156‧‧‧絕緣層
158‧‧‧場板
164a,164d‧‧‧插塞區域
166‧‧‧p型井
168‧‧‧摻雜比例尺
本發明前述的特徵，以及發明本身可自下列圖示之詳細說明而更全面的了解，其中：圖1為傳統方形霍爾效應元件之上視圖；圖2為傳統十字形狀霍爾效應元件的上視圖；圖3為依據本發明之霍爾效應元件的上視圖；圖3A為依據本發明之另一霍爾效應元件的上視圖；圖3B為依據本發明之另一霍爾效應元件的上視圖且繪示特別的特徵與維度；圖3C為依據本發明之另一霍爾效應元件的上視圖且繪示其它特別的維度；圖4為圖3~3C之霍爾效應元件的剖面視圖。
70‧‧‧霍爾效應元件
72‧‧‧霍爾板

权利要求:
Claims (17)
[1] 一種霍爾效應元件，包含：一基板，由具有選擇的(100)平面之米勒指數的一材料組成；一霍爾板，由置於該基板的表面上之磊晶材料組成，其中該霍爾板包含：一主平面包含：一外部周圍，藉由方形外部邊界所約束，其中該方形外部邊界具有帶有第一長度的四側，其中該外部周圍的四個最長側正切於該方形外部邊界的四側，其中該外部周圍的四個最長側中的兩側平行於一[011]米勒方向且該外部周圍的四個最長側中之另不同兩側正交於該[011]米勒方向，其中該外部周圍包含：四個內部角落，其每個具有各別的兩個正交側交會於各別的頂點，其中，對於每個內部角落，採取沿著各別的兩個正交側及朝向該霍爾板向內指向該各別的頂點之向量，其中採取介於一第一對的相對的內部角落頂點之間的一第一線係位於相對於該[011]米勒方向的45度角且採取介於一第二對的相對的內部角落之頂點之間的一第二線係正交於該第一線，其中該主平面更包含：一方形核心區域，藉由接合該四個內部角落的頂點之鄰近者之線所約束，其中該方形核心區域具有帶有第二長度的四側；以及四個電性接觸，每個電性接觸與該霍爾板電通訊，每個電性接觸具有一各別的中央、一各別的長度及一各別的寬度，其中繪於各別的該電性接觸之相對者的中央之間的一第三線及一第四線具有第三長度，其中該第三線平行於該[011]米勒方向且該第四線正交於該第三線，其中對應至該第三長度除以該第二長度的一第一比率係在約1.1至約1.4的範圍。
[2] 如申請專利範圍第1項之霍爾效應元件，其中該四個電性接觸置於多個位置以致電流在平行於該[011]米勒方向的方向上或是正交於該[011]米勒方向的方向上流在介於該電性接觸之相對者之間。
[3] 如申請專利範圍第1項之霍爾效應元件，其中該電性接觸的成對之相對者之最近邊緣被第四長度所分隔，其中該電性接觸的成對之鄰近者的最近角落被第五長度分隔，且其中對應於二乘該第五長度除以該第四長度的一第二比率係在約0.9至約1.1的範圍。
[4] 如申請專利範圍第3項之霍爾效應元件，其中選擇該第一比率與該第二比率以提供對應至介於該電性接觸之相對者之間用每高斯微伏特為單位的該霍爾效應元件除以用千歐姆為單位的一電阻之一靈敏度之大於或等於約4.0之一第三比率。
[5] 如申請專利範圍第4項之霍爾效應元件，其中該第二長度係在約60.0微米至約90.0微米的範圍。
[6] 如申請專利範圍第4項之霍爾效應元件，其中介於該電性接觸之中央與該外部周圍的鄰近的邊緣之間之線具有在8.0至約10.0微米之範圍內的第六長度，其中該第六長度具有選擇以導致一最高第三比率的值。
[7] 如申請專利範圍第4項之霍爾效應元件，其中選擇該電性接觸之長度與寬度以導致該第三比率大於或等於約4.0。
[8] 如申請專利範圍第4項之霍爾效應元件，其中該四個電性接觸置於多個位置以致電流在平行於該[011]米勒方向的方向上或在正交於該[011]米勒方向的方向上流在介於該電性接觸之相對者之間。
[9] 如申請專利範圍第4項之霍爾效應元件，其中該外部周圍更包含八個外部角落，每個外部角落具有各別的兩個正交側交會於一各別的頂點，其中對於每個外部角落，採取沿著該各別的兩個正交側並自該霍爾板向外指向各別的頂點之向量。
[10] 如申請專利範圍第4項之霍爾效應元件，更包含四個摻雜插塞區域，每個置於各別的該四個電性接觸之一之下，其中該四個電性接觸的每個與各別的該四個插塞區域之一電通訊。
[11] 如申請專利範圍第4項之霍爾效應元件，更包含一場板，置於該霍爾板上。
[12] 如申請專利範圍第11項之霍爾效應元件，其中該場板具有帶有實質上與該霍爾板的周圍相同的形狀之一周圍。
[13] 如申請專利範圍第11項之霍爾效應元件，其中該場板由一金屬組成。
[14] 如申請專利範圍第11項之霍爾效應元件，其中該場板由多晶矽組成。
[15] 如申請專利範圍第11項之霍爾效應元件，其中該霍爾效應元件置於由矽組成的基板上。
[16] 如申請專利範圍第11項之霍爾效應元件，其中該霍爾效應元件置於由矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、矽鍺(SiGe)、砷化銦鎵(InGaAs)及砷化鋁銦鎵(AlInGaAs)中選擇的一個組成的基板上。
[17] 如申請專利範圍第11項之霍爾效應元件，其中該霍爾板包含一n井。

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