Магниточувствительный прибор Советский патент 1982 года по МПК H01L29/82 

1.

Изобретение относится к полупро- водниковой микроэлектронике и может быть использовано в измерительной технике и автоматике.

Известен магнитонувствительный полупроводниковый элемент - датчик Холла til

Однако датчики Холла не пригодны для преобразования слабых магнитных полей из-за малой чувствительности и появления паразитных сигналов на выходе, обусловленных термическим и резистивным остаточным Напряжениями, нелинейно зависящими от силы управляющего тока и потому не поддающиеся полной компенсации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является магниточувствительный прибор, выполненный в виде полупроводниковой пластины с токовыми омическими контактами, расположенными на противоположных торцовых гранях, на одной из поверхностей которой сформирбван полевой элекДРОД.

Однако такой прибор обладает высоким температурным коэффициентом чувс;твительности из-за сильной температурной зависимости концентрации носителей тока полупроводников с собственной проводимостьюj из которых выполнена пластина, и поэтому, может быть

- использован для измерения магнитных

10 полей только в ограниченном диапазоне температур.

Цель изобретения - расширение темч пературного диапазона измерения.

IS

Поставленная цель достигается тем, что в магниточувствительном приборе, выполненном в виде полупроводниковой пластины с токовыми омическими контактами, расположенными на противопо20ложных торцовых гранях, на одной из поверхностей которой сформирован по.левой электрод, между полевым электродом и полупроводниковой пластиной; 3966 дополнительно сформирован электролюминесцентный слой. На чертеже изображен магниточувствительный прибор. Прибор содержит полупроводниковую пластину 1, токовые омические контакты 2 и 3. электролюминесцентный слой Ц, полевой электрод 5При пропускании через пластину элек трического тока через контакты и пода че на полевой электрод переменного или импульсного управляющего напряжения одновременно возникает излучение из электролюминесцентиого слоя в полупроводниковую пластину и модуляция скорости поверхностной рекомбинации . грани пластины под электролюминесцентный слоем, В результате чего в полупроводниковой пластине создаются неравновесные электронно-дырочные пары, Прй помещении элемента в постоянное магнитное поле, перпендикулярное направлению тока через пластину, неравновесные носители тока - электронно-. дырочные пары, созданные светом вблизи освещенной грани, в зависимости от направления магнитного поля прижимаются силой Лоренца либо к освещенной грани с изменяющейся скоростью поверхностной рекомбинации, либо к ее противоположнои. ЕСЛИ носители прижимаются к освеи(енной грани с изменяющейся скоростью поверхностной рекомбинации, то в полупериод, когда скорость поверхностной рекомбинации уменьшается, носители накапливаются у этой грани, время жизни их увеличивается и-сопротивление прибора падает. В следующий полупериод, когда скорость поверхностной рекомбинации увеличивается, носители, прижатые к освещаемой , рекомбинируют с большей скоростью, т, е. вре мя жизни их уменьшается и концентрация носителей падает - сопротивление прибора возрастает, В результате этого на контактах 2 и 3 появляется пере менный сигнал, амплитуда которого пря мо пропорциональна индукции магнитного поля, U{f)(t),(t)U%, где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров полупроводникового материала; дп - изменение концентрации носителей тока под воздействием света; Д5 - изменение скорости поверхностей рекомбинации под воздействием управляющего напряжения;) - уп|р авляющее напряжение на полевом электроде; и - напряжение на элементе; В - индукция магнитного поля. Реализация предложенного магниточувствительного, элемента следующая. Поверх монополярной полупровЬдниковой пластинки Ge с удельным сопротивлениемр 10 Ом-см наносится электролюминесцентный слой 2, толщиной 20 мкм (желтый люминофор), для получения минимальной температурной зависимости яркости в интервал температур 6Q-kQ C, и металлический электрод,- который служит также и полевым электродом. Тянущее электрическое поле прикладывается к контактам 2 и 3 полупроводниковой пластины, а возбуждающее свет напряжение - к полевому электроду 5 и к контакту 3 полупроводниковой пластины. При тянущем электрическом поле в 30 В и подаче на полевой электрод напряжения 150 В (с частотой - 2 кГц, мощностью 1 мл/см) чувствительность элемента 1 мВ/Г. i В силу нетермической генерации электронно-дырочных пар температурный коэффициент чувствительности в предлагаемом элементе более чем на .два порядка меньше, чем в известном, а поэтому расширяется температурный диапазон измерений. Одновременно в предложенном приборе сохраняется высокая чувствительность. Использование магниточувствительного прибора согласно изобретению являеТся более экономичным, так как отпадает необходимость в разработке сложной схемотехники для уменьшения температурного дрейфа чувствительности. Формула изобретения I Магниточувствительный прибор, вы юлненный в виде полупроводниковой ;пластины с токовыми омическими контактами, расположенными на противоположных торцовых гранях, на одной из поверхностей которой сформирован полевой электрод, отличающийс я тем, что, с целью расширения температурного диапазона измерения, между полевым электродом и полупроводниковой пластиной дополнительно сформи-: .рован алектролюминесцентный слой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 1.Авторскоесвидетельство СССР V , кл. Н01 L 21/02, 1972. 2.Авторскоесвидетельство СССР tf кл. G01 R 33/02, 197 (прототип).

X