本發(fā)明是關(guān)于一種磁場傳感器，且特別是有關(guān)于一種磁場傳感器的布局結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

圖1為一種現(xiàn)有的磁場傳感器10的立體示意圖。請參照圖1，磁場傳感器10包括輸入電極20、輸出電極30、輸出電極40、基底(Substrate)50以及柵極層60。輸入電極20、輸出電極30與輸出電極40被配置于基底50中。輸入電極20、輸出電極30與輸出電極40例如為N+摻雜區(qū)?；?0例如為P基底。如圖1所示，柵極層60被配置于輸入電極20與輸出電極30、40之間的路徑上方。外部電流源(未示出)所提供的感測電流IS可被輸入至輸入電極20，且感測電流IS可分流成感測電流IS1、IS2而由輸出電極30、40流回外部電流源(未示出)。在外加磁場MF施加于柵極層60的垂直方向(Z方向)的情況下，受到由外加磁場MF所導(dǎo)致的勞侖茲力(lorentz force)的影響，電流IS1、IS2會反應(yīng)于外加磁場MF的大小而產(chǎn)生電流量差距。藉此，可通過電流IS1、IS2之間電流量差距的測量，進(jìn)而得到外加磁場MF的大小。但是上述構(gòu)造僅能檢測大磁場(大約1～5特斯拉)，當(dāng)外加磁場MF為微小磁場時(例如小于0.01特斯拉)，感測電流IS1、IS2間的電流差太小，會影響測量值的精確度甚至無法測量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種磁場傳感器，其可對微小的磁場進(jìn)行檢測。

本發(fā)明實施例提供一種磁場傳感器。此磁場傳感器包括第一感測元件，具有第一摻雜區(qū)，第一摻雜區(qū)包含有：第一輸出電極、第一阻隔重?fù)诫s區(qū)、第一輸入電極、第二阻隔重?fù)诫s區(qū)與第二輸出電極，該些阻隔重?fù)诫s區(qū)配置于第一輸出電極與第二輸出電極之間，第一輸入電極配置于第一及第二阻隔 重?fù)诫s區(qū)之間，阻隔重?fù)诫s區(qū)的電性與第一摻雜區(qū)電性相異；第二感測元件，具有第二摻雜區(qū)，第二摻雜區(qū)包含有：第二輸入電極、第三阻隔重?fù)诫s區(qū)、第三輸出電極、第四阻隔重?fù)诫s區(qū)與第三輸入電極，阻隔重?fù)诫s區(qū)配置于第二輸入電極與第三輸入電極之間，第三輸入電極配置于第三及第四阻隔重?fù)诫s區(qū)之間，阻隔重?fù)诫s區(qū)的電性與第二摻雜區(qū)電性相異；第一導(dǎo)電線，其兩端分別耦接至第一感測元件的第一輸出電極與第二感測元件的第二輸入電極；以及第二導(dǎo)電線，其兩端分別耦接至第一感測元件的第二輸出電極與第二感測元件的第三輸入電極。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一輸入電極配置于第一阻隔重?fù)诫s區(qū)與第二阻隔重?fù)诫s區(qū)之間，第三輸出電極配置于第三阻隔重?fù)诫s區(qū)與第四阻隔重?fù)诫s區(qū)之間。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一輸入電極、第一輸出電極與第二輸出電極配置于第一摻雜區(qū)的同一側(cè)。第三輸出電極、第二輸入電極與第三輸入電極配置于第二摻雜區(qū)的同一側(cè)。

在本發(fā)明的一實施例中，上述第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)均配置于相同基底中，而該第一導(dǎo)電線或該第二導(dǎo)電線配置于所述相同基底上的至少一金屬層。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一導(dǎo)電線電性連接至磁場傳感器的差動電壓輸出對的第一輸出端。第二導(dǎo)電線電性連接至差動電壓輸出對的第二輸出端。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的各輸入電極及各輸出電極均包括有接觸窗。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)包括有N井或深N井。上述各輸入電極及各輸出電極均具有一N+摻雜區(qū)。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)包括有P井或深P井。上述各輸入電極及各輸出電極均具有一P+摻雜區(qū)。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一摻雜區(qū)呈一梳齒狀。第一輸入電極配置于第一摻雜區(qū)的第一指部。第一輸出電極配置于第一摻雜區(qū)的第二指部。第二輸出電極配置于第一摻雜區(qū)的第三指部。上述的第二摻雜區(qū)呈另一梳齒狀。第三輸出電極配置于第二摻雜區(qū)的第四指部。第二輸入電極配置于第二 摻雜區(qū)的第五指部。第三輸入電極配置于第二摻雜區(qū)的第六指部。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一指部、第二指部與第三指部均指向第一方向。第四指部、第五指部與第六指部也指向相同的第一方向。

在本發(fā)明的另一實施例中，上述的第一指部、第二指部與第三指部均指向第一方向，而第四指部、第五指部與第六指部均指向與第一方向相反的第二方向。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一摻雜區(qū)還包括第一阻隔重?fù)诫s區(qū)與第二阻隔重?fù)诫s區(qū)。第一摻雜區(qū)的電性不同于第一阻隔重?fù)诫s區(qū)與第二阻隔重?fù)诫s區(qū)的電性。第一阻隔重?fù)诫s區(qū)配置于第一指部與第二指部之間，第二阻隔重?fù)诫s區(qū)配置于第一指部與第三指部之間。第二摻雜區(qū)還包括第三阻隔重?fù)诫s區(qū)與第四阻隔重?fù)诫s區(qū)。第二摻雜區(qū)的電性不同于第三阻隔重?fù)诫s區(qū)與第四阻隔重?fù)诫s區(qū)的電性。第三阻隔重?fù)诫s區(qū)配置于第四指部與第五指部之間，第四阻隔重?fù)诫s區(qū)配置于第四指部與第六指部之間。換言之，阻隔重?fù)诫s區(qū)配置于各指部與指部之間。

本發(fā)明實施例提供一種磁場傳感器，其具有梳齒狀的第一摻雜區(qū)，包含有三個指向相同的第一指部、第二指部、第三指部；梳齒狀的第二摻雜區(qū)，包含有三個指向相同的第四指部、第五指部、第六指部；第一導(dǎo)電線，耦接該第二指部的末端及該第五指部的末端；第二導(dǎo)電線，耦接該第三指部的末端及該第六指部的末端。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一指部、第二指部與第三指部均指向第一方向，而第四指部、第五指部與第六指部也指向相同的第一方向。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一指部、第二指部與第三指部均指向第一方向，而第四指部、第五指部與第六指部均指向與第一方向相反的第二方向。

基于上述，本發(fā)明實施例所提供的磁場傳感器，可通過一組成對的感測元件來對所施加的磁場進(jìn)行感測。感測元件中的感測電流可響應(yīng)于磁場，而磁場傳感器使成對的感測元件的感測電流轉(zhuǎn)換為差動電壓。藉此，磁場傳感器可以對微小的磁場進(jìn)行檢測。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1為一種現(xiàn)有的磁場傳感器的立體示意圖；

圖2是依照本發(fā)明一實施例所示磁場傳感器布局的俯視示意圖；

圖3A是依照本發(fā)明又一實施例所示磁場傳感器布局的俯視示意圖；

圖3B是依照本發(fā)明又一實施例所示磁場傳感器布局的立體示意圖；

圖3C是依照本發(fā)明又一實施例說明圖3A所示磁場傳感器上剖面線A-A’的截面示意圖；

圖3D是依照本發(fā)明又一實施例說明圖3A所示磁場傳感器上剖面線B-B’的截面示意圖；

圖3E是依照本發(fā)明又一實施例說明圖3A所示磁場傳感器上剖面線C-C’的截面示意圖；

圖4A是依照本發(fā)明又一實施例說明圖3A所示磁場傳感器中的電流路徑的示意圖；

圖4B是依照本發(fā)明又一實施例說明圖3A所示磁場傳感器受到磁場影響的電流路徑的示意圖；

圖5是依照本發(fā)明再一實施例所示磁場傳感器布局的俯視示意圖；

圖6A是依照本發(fā)明再一實施例說明圖5所示磁場傳感器中的電流路徑的示意圖；

圖6B是依照本發(fā)明再一實施例說明圖5所示磁場傳感器受到磁場影響的電流路徑的示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10、300、400、600：磁場傳感器；

20：輸入電極；

30、40：輸出電極；

50、470：基底；

60：柵極層；

310、410、610：第一感測元件；

311、411、611：第一摻雜區(qū)；

312、412、612：第一輸入電極；

313、413、613：第一輸出電極；

314、414、614：第二輸出電極；

320、420、620：第二感測元件；

321、421、621：第二摻雜區(qū)；

322、422、622：第三輸出電極；

323、423、623：第二輸入電極；

324、424、624：第三輸入電極；

330、430、630：第一導(dǎo)電線；

340、440、640：第二導(dǎo)電線；

315、415、615：第一阻隔重?fù)诫s區(qū)；

316、416、616：第二阻隔重?fù)诫s區(qū)；

325、425、625：第三阻隔重?fù)诫s區(qū)；

326、426、626：第四阻隔重?fù)诫s區(qū)；

450_1、650_1：第一指部；

450_2、650_2：第二指部；

450_3、650_3：第三指部；

460_1、660_1：第四指部；

460_2、660_2：第五指部；

460_3、660_3：第六指部；

480：金屬層；

A-A’、B-B’、C-C’：剖面線；

F：勞侖茲力；

IS、IS1、IS2：感測電流；

MF：外加磁場；

OUT1：第一輸出端；

OUT2：第二輸出端；

R1～R4、R1’～R4’、R5～R8、R5’～R8’、R9～R12、R9’～R12’：電流路徑；

X、Y、+Y、-Y、Z：方向。

具體實施方式

在本案說明書全文(包括權(quán)利要求書)中所使用的“連接”與“耦接”一詞可指任何直接或間接的電性連接手段。舉例而言，若文中描述第一導(dǎo)線連接(或耦接)第一輸出電極，則應(yīng)該被解釋成該第一導(dǎo)線可以直接連接于該第一輸出電極，或者該第一導(dǎo)線可以通過其他元件或某種連接手段而間接地連接至該第一輸出電極。另外，凡可能之處，在附圖及實施方式中使用相同標(biāo)號的元件/構(gòu)件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標(biāo)號或使用相同用語的元件/構(gòu)件/步驟可以相互參照相關(guān)說明。

圖2是依照本發(fā)明一實施例所示磁場傳感器300布局的俯視示意圖。請參照圖2，本實施例的磁場傳感器300包括第一感測元件310、第二感測元件320、第一導(dǎo)電線330以及第二導(dǎo)電線340。如圖2所示，由俯視來看，例如作為導(dǎo)體的感測元件310與320在同一平面上平行排列，并且通過第一導(dǎo)電線330以及第二導(dǎo)電線340使感測元件310與320的左右兩端的電極相互連接。但需說明的是，本發(fā)明并未限定感測元件310與320的布局需建構(gòu)在共平面上，在其他實施例中，感測元件310與320也可在不同平面上進(jìn)行排列，本發(fā)明不以此為限。第一導(dǎo)電線330以及第二導(dǎo)電線340的線寬可以依照設(shè)計需求來決定。

在圖2中，磁場傳感器300包括第一摻雜區(qū)311、第一輸入電極312、第一輸出電極313第二輸出電極314，以及與第一摻雜區(qū)311電性相異的第一阻隔重?fù)诫s區(qū)315與第二阻隔重?fù)诫s區(qū)316。第一摻雜區(qū)311被配置于基底(Substrate)中。第一摻雜區(qū)311例如為N井(N-well)、深N井(Deep N-well)、P井(P-well)、深P井(Deep P-well)或其他形態(tài)的摻雜區(qū)。舉例來說，當(dāng)基底為P基底時，第一摻雜區(qū)311可以是N井或深N井，第一輸入電極312、第一輸出電極313與第二輸出電極314則為N+摻雜區(qū)(即與所處摻雜區(qū)電性相同的重?fù)诫s區(qū))、第一阻隔重?fù)诫s區(qū)315與第二阻隔重?fù)诫s區(qū)316則為P+摻雜區(qū)(即與所處摻雜區(qū)電性相異的重?fù)诫s區(qū))，以多晶硅所形成的接觸窗(contact)、或是可以電性連接第一摻雜區(qū)311的其他電極。第一輸入電極312、第一阻隔重?fù)诫s區(qū)315第一輸出電極313、第二阻隔重?fù)诫s區(qū)316與第二輸出電極314配置于第一摻雜區(qū)311中的同一側(cè)(例如圖2所示遠(yuǎn)離第二感測元件320的一側(cè))。

磁場傳感器300還包括第二摻雜區(qū)321、第二輸入電極323、第三輸入電 極324與第三輸出電極322，以及與第二摻雜區(qū)321電性相異的第三阻隔重?fù)诫s區(qū)325與第四阻隔重?fù)诫s區(qū)326。第二摻雜區(qū)321被配置于基底中。第二摻雜區(qū)321例如為N井、深N井、P井、或深P井或其他形態(tài)的摻雜區(qū)。舉例來說，當(dāng)基底為P基底時，第二摻雜區(qū)321可以是N井或深N井。第三輸出電極322、第二輸入電極323與第三輸入電極324則為N+摻雜區(qū)(即與所處摻雜區(qū)電性相同的重?fù)诫s區(qū))、第三阻隔重?fù)诫s區(qū)325與第四阻隔重?fù)诫s區(qū)326則為P+摻雜區(qū)(即與所處摻雜區(qū)電性相異的重?fù)诫s區(qū))，以多晶硅所形成的接觸窗、或是可以電性連接第二摻雜區(qū)321的其他電極結(jié)構(gòu)。第三輸出電極322、第二輸入電極323與第三輸入電極324配置于第二摻雜區(qū)321的同一側(cè)(例如圖2所示靠近第一感測元件310的一側(cè))。

第一阻隔重?fù)诫s區(qū)315配置于第一輸入電極312與第一輸出電極313之間。第二阻隔重?fù)诫s區(qū)316配置于第一輸入電極312與第二輸出電極314之間。第三阻隔重?fù)诫s區(qū)325配置于第三輸出電極322與第二輸入電極323之間。第四阻隔重?fù)诫s區(qū)326配置于第三輸出電極322與第三輸入電極324之間。藉此，當(dāng)外部電流源(未示出)將感測電流IS輸入至第一輸入電極312時，在感測元件310中此感測電流IS會以弧形繞過阻隔重?fù)诫s區(qū)315與316而分流至輸出電極313與314。在感測元件320中，輸入電極323與324的分流電流會分別以弧形繞過阻隔重?fù)诫s區(qū)325與326而匯流至第三輸出電極322。

舉例來說，當(dāng)?shù)谝粨诫s區(qū)311與第二摻雜區(qū)321包括有N井或深N井的情況時，第一輸入電極312、第一輸出電極313、第二輸出電極314、第三輸出電極322、第二輸入電極323、第三輸入電極324為N+摻雜區(qū)，阻隔重?fù)诫s區(qū)315、316、325、326為P+摻雜區(qū)。

在又一些實施例中，當(dāng)?shù)谝粨诫s區(qū)311與第二摻雜區(qū)321包括有P井或深P井的情況時，第一輸入電極312、第一輸出電極313、第二輸出電極314、第三輸出電極322、第二輸入電極323、第三輸入電極324為P+摻雜區(qū)，阻隔重?fù)诫s區(qū)315、316、325、326為N+摻雜區(qū)。

在圖2中，第一導(dǎo)電線330的第一端與第二端分別耦接至第一感測元件310的第一輸出電極313與第二感測元件320的第二輸入電極323。第二導(dǎo)電線340的第一端與第二端分別耦接至第一感測元件310的第二輸出電極314 與第二感測元件320的第三輸入電極324。外部電源(未示出)可將感測電流提供至第一感測元件310的第一輸入電極312，而從第二感測元件320的第三輸出電極322汲取所述感測電流。第一導(dǎo)電線330電性連接于磁場傳感器300的差動電壓輸出對的第一輸出端OUT1，而第二導(dǎo)電線340電性連接于所述差動電壓輸出對的第二輸出端OUT2。據(jù)此，當(dāng)垂直磁場施加至磁場傳感器300時，磁場傳感器300可檢測垂直磁場而從第一輸出端OUT1與第二輸出端OUT2輸出反應(yīng)于磁場變化的差動電壓。圖2所示磁場傳感器300對磁場進(jìn)行檢測的詳細(xì)動作可以參照圖4A至圖4B的相關(guān)說明而類推。

圖3A是依照本發(fā)明又一實施例所示磁場傳感器400布局的俯視示意圖。請參照圖3A，本實施例的磁場傳感器400包括第一感測元件410、第二感測元件420、第一導(dǎo)電線430以及第二導(dǎo)電線440。第一感測元件410包括第一摻雜區(qū)411、第一輸入電極412、第一阻隔重?fù)诫s區(qū)415、第一輸出電極413、第二阻隔重?fù)诫s區(qū)416、第二與輸出電極414。第二感測元件420包括第二摻雜區(qū)421、第三輸出電極422、第三阻隔重?fù)诫s區(qū)425、第二輸入電極423、第四阻隔重?fù)诫s區(qū)426與第三輸入電極424。上述構(gòu)件410、411、412、413、414、415、416、420、421、422、423、424、425、426、430與440可以參照圖2所示構(gòu)件310、311、312、313、314、315、316、320、321、322、323、324、325、326、330與340的相關(guān)說明而類推，故其詳細(xì)內(nèi)容在此不再贅述。

如圖3A所示，在本實施例中摻雜區(qū)411及421各自可呈一梳齒狀。電極412、413、414、422、423、424各自配置于指部450_1、450_2、450_3、460_1、460_2、460_3上。第一指部450_1、第二指部450_2與第三指部450_3均指向第一方向(例如指向遠(yuǎn)離第二感測元件420的方向)。第四指部460_1、第五指部460_2與第六指部460_3也均指向相同的該第一方向。

此外，在本實施例中，舉例來說，當(dāng)?shù)谝粨诫s區(qū)411為N井或深N井時，阻隔重?fù)诫s區(qū)415與416可為P+摻雜區(qū)。相反地，當(dāng)?shù)谝粨诫s區(qū)411為P井或深P井時，阻隔重?fù)诫s區(qū)415與416即為N+摻雜區(qū)。如圖3A所示，在布局配置上，第一阻隔重?fù)诫s區(qū)415例如配置于第一指部450_1與第二指部450_2之間，第二阻隔重?fù)诫s區(qū)416例如配置于第一指部450_1與第三指部450_3之間。

第二摻雜區(qū)421也可包括第三阻隔重?fù)诫s區(qū)425與第四阻隔重?fù)诫s區(qū) 426。第二摻雜區(qū)421的電性例如不同于第三阻隔重?fù)诫s區(qū)425與第四阻隔重?fù)诫s區(qū)426的電性。舉例來說，當(dāng)?shù)诙诫s區(qū)421為N井或深N井時，阻隔重?fù)诫s區(qū)425與426可為P+摻雜區(qū)。相反地，當(dāng)?shù)诙诫s區(qū)421為P井或深P井時，阻隔重?fù)诫s區(qū)425與426可為N+摻雜區(qū)。如圖3A所示，在布局配置上，與第一摻雜區(qū)相同，阻隔重?fù)诫s區(qū)425、426配置于指部460_1、460_2、460_3之間。

圖3B是依照本發(fā)明又一實施例所示磁場傳感器400布局的立體示意圖。如圖3B所示，磁場傳感器400所包括的第一感測元件410、第二感測元件420皆配置于基底470中。第一導(dǎo)電線430和/或第二導(dǎo)電線440配置于基底470上方的至少一金屬層。第一導(dǎo)電線430以及第二導(dǎo)電線440的線寬可以依照設(shè)計需求來決定。所述金屬層與基底470之間具有介質(zhì)層或絕緣層(未示出)。第一導(dǎo)電線430與第二導(dǎo)電線440的兩端可以分別通過介層窗插塞(Via Plug，未示出)和/或接觸窗插塞(contact plug或contact via，未示出)電性連接至輸出電極413、414與輸入電極423、424。

圖3C是依照本發(fā)明又一實施例說明圖3A所示磁場傳感器400上剖面線A-A’的截面示意圖。如圖3C所示，第二輸入電極423上可例如隔著介質(zhì)層或絕緣層配置有作為第一導(dǎo)電線430的金屬層。第三輸入電極424上可例如隔著介質(zhì)層或絕緣層配置有作為第二導(dǎo)電線440的金屬層。第三輸出電極422上可例如隔著介質(zhì)層或絕緣層配置有金屬層480。第一導(dǎo)電線430、第二導(dǎo)電線440及金屬層480可以通過介層窗插塞(未示出)和/或接觸窗插塞(未示出)電性連接至相對應(yīng)的電極423、424、422。外部源(未示出)可經(jīng)由金屬層480而汲取第三輸出電極422的感測電流。

圖3D是依照本發(fā)明又一實施例說明圖3A所示磁場傳感器400上剖面線B-B’的截面示意圖。如圖3D所示，可清楚顯示配置于基底470上的第一輸出電極413、第二輸入電極423、第二指部450_2、第五指部460_2的橫截面。并且，第一輸出電極413與第二輸入電極423上可共同配置有第一導(dǎo)電線430。第一導(dǎo)電線430配置于基底470上方的金屬層。第一導(dǎo)電線430與基底470之間具有絕緣層(未示出)。第一導(dǎo)電線430的兩端可以分別通過介層窗插塞(未示出)和/或接觸窗插塞(未示出)電性連接至第一輸出電極413與第二輸入電極423。

圖3E是依照本發(fā)明又一實施例說明圖3A所示磁場傳感器400上剖面線C-C’的截面示意圖。如圖3E所示，可清楚顯示配置于基底470上的第一摻雜區(qū)411、第一阻隔重?fù)诫s區(qū)415、第二摻雜區(qū)421與第三阻隔重?fù)诫s區(qū)425的橫截面。

以下具體說明磁場傳感器400對磁場進(jìn)行檢測的詳細(xì)動作。圖4A及圖4B是依照本發(fā)明又一實施例說明圖3A所示磁場感測器400中的電流路徑的示意圖。請先參照圖4A，圖4A示出在未施加外加磁場MF于磁場傳感器400的情況下，磁場傳感器400的電流路徑的示意圖。外部電流源(未示出)所提供的感測電流IS被輸入至第一感測元件410的第一輸入電極412，且此感測電流IS從第二感測元件420的第三輸出電極422流回外部電流源(未示出)。此感測電流IS在第一感測元件410與第二感測元件420內(nèi)的路徑將以弧形電流路徑R5～R8表示。如圖4A所示，在第一感測元件410中，第一輸入電極412的感測電流IS弧形繞過第一阻隔重?fù)诫s區(qū)415與第二阻隔重?fù)诫s區(qū)416(如電流路徑R5及R6所示)而分流至輸出電極413及414。并分別通過導(dǎo)電線430及440傳導(dǎo)至第二感測元件420的輸入電極423及424。第一輸出電極413的分流電流經(jīng)由第一導(dǎo)電線430傳導(dǎo)至第二感測元件420的第二輸入電極423，以及第二輸出電極414的分流電流經(jīng)由第二導(dǎo)電線440傳導(dǎo)至第二感測元件420的第三輸入電極424。在第二感測元件420中，第二輸入電極423的分流電流與第三輸入電極424的分流電流可分別弧形繞過第三阻隔重?fù)诫s區(qū)425與第四阻隔重?fù)诫s區(qū)426(如電流路徑R7及R8所示)而匯流至第三輸出電極422，因此第三輸出電極422可以將感測電流IS輸出。

在圖4A所示情境中，電流路徑R5～R8未受到外加磁場MF的影響，因此電流路徑R5與電流路徑R6的路徑長短近乎相等(阻抗近乎相等)，以及電流路徑R7與電流路徑R8的路徑長短近乎相等(阻抗近乎相等)，使得差動輸出對的第一輸出端OUT1的電壓近乎相等于第二輸出端OUT2的電壓。

圖4B示出外加磁場MF施加于磁場傳感器400(例如，外加磁場MF的方向為垂直穿出圖4B紙面的垂直軸方向)的情況，磁場傳感器400的電流路徑的示意圖。外部電流源(未示出)所提供的感測電流IS被輸入至第一感測元件410的第一輸入電極412，且此感測電流IS從第二感測元件420的第三輸出電極422流回外部電流源(未示出)。此感測電流IS在第一感測元件410 與第二感測元件420內(nèi)的路徑將以弧形電流路徑R5’～R8’表示。如圖4B所示，受到由外加磁場MF所導(dǎo)致的勞侖茲力F的影響，電流路徑R5’及R8’會在圖4B所示+Y方向上被推擠而使弧形路徑的長度增加，電流路徑R6’及R7’則會在圖4B所示-Y方向上被推擠而使弧形路徑的長度減少。電流路徑被推擠的改變幅度反應(yīng)于外加磁場MF的大小。在由電流路徑R5’、第一導(dǎo)電線430以及電流路徑R7’所形成的分流路徑中，電流路徑R5’的增長使得在第一導(dǎo)電線430累積電荷的速度變慢，又由于電流路徑R7’的縮短使得從第一導(dǎo)電線430流出電荷的速度加快。因此，第一導(dǎo)電線430的電壓(第一輸出端OUT1的電壓)會被拉低。另一方面，在由電流路徑R6’、第二導(dǎo)電線440以及電流路徑R8’所形成的分流路徑中，電流路徑R6’的縮短使得在第二導(dǎo)電線440累積電荷的速度變快，又由于電流路徑R8’的增長使得從第二導(dǎo)電線440流出電荷的速度變慢。因此，第二導(dǎo)電線440的電壓(第二輸出端OUT2的電壓)會被拉高。據(jù)此，磁場傳感器400可檢測外加磁場MF，而從差動電壓輸出對(第一輸出端OUT1與第二輸出端OUT2)輸出差動電壓，第一輸出端OUT1與第二輸出端OUT2之間的電壓差可反應(yīng)于外加磁場MF的變化。

在另一實施例中，磁場傳感器的兩個感測元件的指部也可分別相對而指向相反的方向。舉例來說，圖5是依照本發(fā)明再一實施例所示磁場傳感器600布局的俯視示意圖。請參照圖5，本實施例的磁場傳感器600包括第一感測元件610、第二感測元件620、第一導(dǎo)電線630以及第二導(dǎo)電線640。第一感測元件610包括第一摻雜區(qū)611、第一輸入電極612、第一輸出電極613、第二輸出電極614與阻隔重?fù)诫s區(qū)615、616。第二感測元件620包括第二摻雜區(qū)621、第三輸出電極622、第二輸入電極623、第三輸入電極624與阻隔重?fù)诫s區(qū)625、626。摻雜區(qū)611及621可呈一梳齒狀，電極612、613、614、622、623、624分別配置于指部650_1、650_2、650_3、660_1、660_2、660_3上。上述構(gòu)件可以參照圖3A、圖4A與圖4B所示構(gòu)件410、411、412、413、414、415、416、420、421、422、423、424、425、426、430與440的相關(guān)說明而類推，故其詳細(xì)內(nèi)容在此不再贅述。

如圖5所示，在本實施例中第一指部650_1、第二指部650_2與第三指部650_3均指向第一方向(例如指向第二感測元件620)。相反地，第四指部660_1、第五指部660_2與第六指部660_3則指向與該第一方向相反的第 二方向(例如指向第一感測元件610)。

以下具體說明磁場傳感器600對磁場進(jìn)行檢測的詳細(xì)動作。圖6A及圖6B是依照本發(fā)明再一實施例說明圖5所示磁場感測器600中的電流路徑的示意圖。請先參照圖6A，圖6A示出在未施加外加磁場MF于磁場傳感器600的情況下，磁場傳感器600的電流路徑的示意圖。外部電流源(未示出)所提供的感測電流IS被輸入至第一感測元件610的第一輸入電極612，且此感測電流IS從第二感測元件620的第三輸出電極622流回外部電流源(未示出)。此感測電流IS在第一感測元件610與第二感測元件620內(nèi)的路徑將以弧形電流路徑R9～R12表示。如圖6A所示，在第一感測元件610中，第一輸入電極612的感測電流IS可弧形繞過阻隔重?fù)诫s區(qū)615與616(如電流路徑R9及R10所示)而分流至輸出電極613及614。并分別通過導(dǎo)電線630及640傳導(dǎo)至第二感測元件620的輸入電極623及624。在第二感測元件620中，輸入電極623與624的分流電流分別以弧形繞過阻隔重?fù)诫s區(qū)625與626(如電流路徑R11及R12所示)而匯流至第三輸出電極622輸出感測電流IS。

在圖6A所示情境中，電流路徑R9～R12未受到外加磁場MF的影響，因此電流路徑R9與電流路徑R10的路徑長短近乎相等(阻抗近乎相等)，以及電流路徑R11與電流路徑R12的路徑長短近乎相等(阻抗近乎相等)，使得差動輸出對的第一輸出端OUT1的電壓近乎相等于第二輸出端OUT2的電壓。

圖6B示出外加磁場MF施加于磁場傳感器600(例如，外加磁場MF的方向為垂直穿出圖6B紙面的垂直軸方向)的情況下，磁場傳感器600的電流路徑的示意圖。外部電流源(未示出)所提供的感測電流IS被輸入至第一感測元件610的第一輸入電極612，并從第二感測元件620的第三輸出電極622流回外部電流源(未示出)。此感測電流IS在第一感測元件610與第二感測元件620內(nèi)的路徑將以弧形電流路徑R9’～R12’表示。如圖6B所示，受到由外加磁場MF所導(dǎo)致的勞侖茲力F的影響，電流路徑R10’及R12’會在圖6B所示-Y方向上被推擠，而使弧形電流路徑R10’的長度增加，以及使弧形電流路徑R12’的長度減少；電流路徑R9’及R11’則會在圖6B所示+Y方向上被推擠，而使弧形電流路徑R9’的長度減少，以及使弧形電流路徑R11’的長度增加。電流路徑被推擠的改變幅度反應(yīng)于外加磁場MF的大小。在由電流路徑 R9’、第一導(dǎo)電線630以及電流路徑R11’所形成的分流路徑中，電流路徑R9’的縮短使得在第一導(dǎo)電線630累積電荷的速度加快，又由于電流路徑R11’的增長使得在第一導(dǎo)電線630流出電荷的速度變慢。因此，第一導(dǎo)電線630的電壓(第一輸出端OUT1的電壓)會被拉高。另一方面，在由電流路徑R10’、第二導(dǎo)電線640以及電流路徑R12’所形成的分流路徑中，由于電流路徑R10’的增長使得在第二導(dǎo)電線640累積電荷的速度變慢，又由于電流路徑R12’的縮短使得在第二導(dǎo)電線640流出電荷的速度加快。因此，第二導(dǎo)電線640的電壓(第二輸出端OUT2的電壓)會被拉低。因此，磁場傳感器600可檢測外加磁場MF，而從差動電壓輸出對(第一輸出端OUT1與第二輸出端OUT2)輸出相對應(yīng)的差動電壓。

綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的磁場傳感器，可通過一組成對的感測元件來對所施加的磁場進(jìn)行感測。感測元件中電流路徑的長短會反應(yīng)于所施加的磁場大小而改變，使差動電壓輸出對(第一輸出端OUT1與第二輸出端OUT2)的電壓差可反應(yīng)磁場的改變。藉此，可克服傳統(tǒng)磁場檢測上電流偏移過小而檢測不到的問題，以對微小的磁場進(jìn)行檢測，同時可縮小磁場傳感器的面積。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。