Фотогальваномагнитный датчик Советский патент 1987 года по МПК H01L31/00 H01L43/00 

а

4

К t Изобретение.относится к области полупроводникового приборостроения и может быть использовано для измерения магнитных полей. Известны полупроводниковые прибо для измерения магнитного поля, в ча стности магниторезисторы, магнитоди оды, датчики Холла, наибольшее распространение из которых получили дат чики Холла, изготовленные из германия, кремния или антимонида индия. Известны фотьгальваномагнитные датчики, представляющие собой пластину варизонного полупроводника с градиентом ширины запрещенной зоны, направленным к освещаемой поверхнос ти, контакты которого расположены в плоскости, перпендикулярной направлению градиента. Фотогальваномагнитный датчик работает следующим образом. При .помещении пластины полупровод ника в магнитное поле, перпендикуля ное направленикг освещения датчика,н контактах, расположенных в плоское ти, перпендикулярной направлению гр диента ширины запрещенной зоны, воз никает фотомагнитная ЭДС, величина которой зависит от напряженности ма нитного поля. Известные фотогальваномагнитные датчики не позволяют измерять величину магнитного поля с достаточно высокой чувствительностью. Цель изобретения - повьшение чув ствительности к магнитному полю. Это достигается тем, что градиен vE выбран пшрины запрещенной зоны 7 из условия: E,j 7/ u КТ, где L - диффузионная длина неосновных носителей; d - толщина пластины; К - постоянная Больдмана; : 12 Т - температура. При освещении светом с энергией : квантов большей ширины запрещенной зоны у освещенной поверхности весь световой поток поглощается у поверхности полупроводниковой пластины.Под действием градиента концентрации неравновесных носителей и внутреннего злектрического поля через пластину протекает ток неравновесных носителей. Внешнее магнитное поле отклоняет потоки электронов и дырок в перпендикулярном к, току направлений к противоположным граням полупроводниковой пластины. Следовательно, между разомкнутыми контактами генерируется фото-ЭДС. Влияние магнитного поля на движение носителей будет тем больше, чем больше их скорость направленного движения в перпендикулярной к напряженности магнитного поля плоскости. В однородном полупроводнике эта скорость есть скорость диффузии,причем движущая сила имеет величину KT/L. В варизонном полупроводнике при больших градиентах ширины запрещенной . т. КТ зоны, когда vEn,-r- , движение неравновесных носителей является дрейфовым, а дрейфовая скорость может значительно превосходить диффузионную, следовательно, будет больше,чем в однородном случае влияние внешнего магнитного поля на движение носителей. Соответственно будет генерироваться большее фотомагнитное напряжение. Сказанное и является физической основой высокой чувствительности предлагаемого варизонного датчика магнит ного поля. Применение предлагаемого фотогальваномагнитного датчика позволит измерять сверхслабые.магнитные поля и повысить точность измерения сильных магнитных полей.

ФОТОГАЛЬБАНОМАГНИТНЫЙ ДАТЧИК по авт.св. № 606475, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к магнитному полю, градиент запрещенной зоны vEo, выбран из условия:dVE^7,L2КТ,где L - диффузионная длина неосновных носителей; d - толщина пластин; К - постоянная Больцмана; Т - температура.