1 Überblick über die Sensorik

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236 5.1 Halleffekt-Sensoren 5.1.2 Hallgeneratoren 237
Bild 5.1.2-1
Temperaturabhängigkeit von Hallkoeffizienten bei unterschiedlich dotiertem Silizium
(nach [5.3])
Man erkennt, daß die hohe Ladungsträgerbeweglichkeit der III-V-Halbleiter Indiumantimonid
(InSb) und Indiumarsenid (InAs) verbunden ist mit einem relativ kleinen Bandabstand
W g . In diesem Fall setzt die intrinsische Elektron-Lochpaarerzeugung (Band
2, Abschnitt 2.2.4), die den Halleffekt stark vermindert (Bilder 5.1.1-4 und 5.1.2-1), bei
relativ niedrigen Temperaturen ein. Dieses kann nur durch eine starke Dotierung verhindert
werden, die ihrerseits den Hallkoeffizienten herabsetzt. Tab. 5.1.2-2 zeigte einen
Überblick über die zur Herstellung von Hallsensoren eingesetzten Werkstoffe, deren
Anwendungsbereich und wesentliche Merkmale.
Tab. 5.1.2-2 Einsatz verschiedener Halbleiterwerkstoffe als Hallgeneratoren (nach [5.5])
Bild 5.1.2-2
Aufbau von Halbleiter-Hallgeneratoren mit umdotierten aktiven Schichten (nach
[5.2, 5.8]):
a) Wegen der starken Abhängigkeit des Hallkoeffizienten von der Ladungsträgerdichte
wird die Dotierung der Sensorschicht (schwach implantierter Bereich)
häufig über Ionenimplantation (Band 2, Abschnitt 8.2-5) eingestellt, auch Epitaxieverfahren
können angewendet werden. Die ohmsche Kontaktierung über eine
Metallschicht erfolgt in Bereichen, bei denen die Dotierung vergrößert worden ist
(stark implantierte Bereiche, s. Band 2, Abschnitt 9.2)
b) Fertigung eines GaAs-Hallsensors in Planartechnologie
Hallgeneratoren aus den mono- oder polykristallinen Werkstoffen Indiumarsenid und -