1 Ãberblick über die Sensorik
1 Ãberblick über die Sensorik
1 Ãberblick über die Sensorik
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Seite 120<br />
238 5.1 Halleffekt-Sensoren 5.1.2 Hallgeneratoren 239<br />
antimonid – oder Legierungen davon – werden durch Zersägen und Dünnschleifen und -<br />
ätzen (auf 10 bis 100 µm) der entsprechenden Kristalle mit anschließender Kontaktierung<br />
durch Metalle hergestellt. Polykristalline Halbleiterschichten lassen sich durch<br />
Aufdampfen (Schichtdicke 2 bis 3 µm) auf ein isolierendes Substrat oder andere Dünnschichtverfahren<br />
(s. Band 2, Abschnitt 8.2) herstellen.<br />
Hallgeneratoren auf der Basis der technologisch besser beherrschten Werkstoffe Silizium<br />
und Galliumarsenid bestehen meist aus dünnen Schichten, deren Dotierung über<br />
Epitaxie- und Ionenimplantationsverfahren (s. Band 2, Abschnitt 8) innerhalb enger Toleranzen<br />
eingestellt worden ist. Die Isolation zwischen der Sensorschicht (z.B. p-leitend)<br />
und dem Substrat (z.B. n-leitend) erfolgt bei Silizium in der Regel durch <strong>die</strong> Raumladungszone<br />
des pn-Übergangs, bei Galliumarsenid kann auch ein semiisolierendes<br />
Substrat verwendet werden. Bild 5.1.2-2 zeigt den Aufbau und <strong>die</strong> Herstellung solcher<br />
Halbleiter-Hallgeneratoren.<br />
Bei Silizium- und Galliumarsenidsensoren bietet es sich an, den Fertigungsprozeß mit<br />
der gleichzeitigen Herstellung von aktiven Bauelementen auf demselben Chip zu verbinden,<br />
so daß ein integrierter Sensor entsteht, bei dem das Meßsignal auf dem Chip verstärkt<br />
und weiterverarbeitet (z.B. linearisiert) wird. In Bild 5.1.2-3 ist <strong>die</strong> vereinfachte<br />
Schaltung eines integrierten Silizium-Hall-Magnetfeldsensors wiedergegeben, in Bild<br />
5.1.2-4 <strong>die</strong> Daten eines kommerziell erhältlichen Typs in Galliumarsenid-Technologie.<br />
Wegen der höheren Ladungsträgerbeweglichkeit ist Galliumarsenid gegenüber Silizium<br />
als Werkstoff grundsätzlich überlegen, <strong>die</strong> Bilder 5.1.2-4 und 5 zeigen den Aufbau<br />
und <strong>die</strong> Leistungsdaten solcher Sensoren.<br />
Bild 5.1.2-4 Galliumarsenid-Hallgeneratoren (nach [5.6,5.8])<br />
a) Abhängigkeit der Sensorempfindlichkeit (Volt pro Ampere und Tesla) von der<br />
Implantationsdosis<br />
b) Gehäuseform und Leistungsdaten eines diskreten (d.h. nicht integrierten) Hallsensors<br />
aus dem Halbleiterwerkstoff Galliumarsenid<br />
Bild 5.1.2-3<br />
Schaltung eines integrierten Silizium-Hallsensors (nach [3.39]): Hallgenerator<br />
und Differenzverstärkerstufen sind auf demselben Chip integriert.
Change language