DE1465762A1 - Verbesserte Hall-Generatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

• Verbesserte Hall-Generatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf sogenannte Hall-Generatoren und sie betrifft insbesondere ein neues Verfahren zur Behandlung üblicher Hall-Generatoren mittels eines Elektronenstrahles, wodurch Hall-Generatoren hergestellt Werden, die beliebig .einstellbare Hall-Spannungen aufweisen.
• Im allgemeinen kann die Hall-Spannung VH durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: wobei: f der Formfaktor, R der Hallkoeffizient, Ii die magnetische Feldstärke, . I der Steuerstrom und .t die Dicke der Probe darstellt. Aus obiger Gleichung ergibt sich, daß für den Fall eines konstanten magnetischen Feldes und elektrischen Stromes eine Abnahme der Dicke des Prüflings einen Anstieg der Hall-Spannung VH des Hall-Generators nach sich zieht. Wenn jedoch der Prüfling dünn ausgebildet ist, so wird der Bingangsiiderstand (der Widerstand zwischen den Stromzuführungen eines Hall-Generators) ansteigen. Wenn nun aber die Quellenspannung erhöht wird, so ist dies mit einer gleichmeitigen Erwärmung des Prüflings verbunden, wodurch sich der Eingangswiderstand ändert, so daß ein stabiler Betrieb des Hall-Generators kaum zu erreichen ist. Es hat sich gezeigt, daB zum Zweck einer Erhöhung der Hall-Spannung VH die Rrniedrgung der Verunreinigungskonzentration des Hall-Elementes ein geeignetes Mittel darstellt, wobei der Grund dafür darin zu sehen ist, daß bei niedriger Verunreinigungskonzentration der Hall-Koeffizient des Hall-Elementes hoch ist. Wesentliches Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Hall-Generatoren mit der wünschenswert hohen Stabilität.
• Insbesondere ist Ziel der Erfindung ein Hall-Generator mit wunschgemäß einstellbaren Hall-Spannungen.
• Ein weiteres besonderes Ziel der Erfindung ist die Erzeugung von Hall-Generatoren, bei denen die Widerstandsverteilung in bestimmten Bereichen zwischen ihren Spannungs-

  bar

  zuführungen verä;nderj ist.

  Weiterhin ist Ziel der Erfindung ein der mit niedriger/Spannung betrieben werden kann. Ferner ist Ziel der Erfindung ein Verfahren zum Behandeln von Hall-Generatoreinheiten, mit dessen Hilfe Hall-Generatoren geschaffen werden, welche die oben angegebenen Eigenschaften aufweisen. Diese Ziele werden nach der Erfindung einerseits durch ein Verfahren zum Behandeln von Hall-Generatoren erreicht, die durch ein übliches Verfahren hergestellt sind: Dieses Behandlungsverfahren nach der Erfindung besteht in wesentliden darin, mit Hilfe, eines Elektronenstrahles oder eines Lichtstrahles einen Bereich zwischen den Spannungszuführungen des Hall-Generators, der mit Hilfe irgendeines bekannten Verfahrens hergestellt worden ist, zu erwärmen, so daB in diesem Bereich eine thermische Umwandlung oder Diffusion einer gewünschten Verunreinigung auftritt, wodurch die Widerstandsverteilung innerhalb dieses Bereiches geändert und damit die Hall-Spannung einstellbar wird.
• Dadurch, daß ein gewünschter Bereich zwischen den Spannungszuführungen des Hall-Generators, der aus einem Material sehr niedrigen Widerstandes hergestellt ist, einer Einstrahlung oder Bombardierung durch einen Strahl energiereicher Teilchen ausgesetzt und damit dieser Bereich erhitzt wird, so daß ein Bereich hohen Widerstandes entsteht, ist es darüber hinaus möglich, einen Hall-Generator zu schaffen, der mit niedriger Spannung betrieben werden kann.. Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen. Auf der Zeichnung sind Ausührungsformen der Erfindung - wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind - beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 und 2 schematische Skizzen von mit Hilfe üblicher Verfahren hergestellter Hall-Generatoren, und Fig. 3 eine schematische Skizze eines Hall-Generators, der gemäß der Erfindung hergestellt ist.

  sind

  Auf den Fig. 1 und 2/n-leitende Germanium-Hall-Gene-

  ratoren 1 dargestellt, deren jeder einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ohm cm aufweist (entsprechend einer Trägerdichte von 2 x 1016 cm 3). Zwei Teile jedes Elementes sind mit einer Plattierung versehen und Stromzuführungen 3 entsprechend darauf aufgelötet, so daß Ohmtsche Kontakte auf den plattierten Teilen entstehen. Außerdem sind Spannungszuführungen 6 angebracht. Im Fall von Fig: l sind die mit den Spannungszuführungen versehenen Telle mit Plattierungen 4 versehen und die Spannungszuführungen 6 darauf aufgelötet, .wohingegen im Fall von Fig. 2 die Zuführungsdrähte 6 mit Hilfe von Spannungsklemmen 5 befestigt sind.
• Der Hall-Koeffizient RH eines auf diese Weise hergestellten Hall-Generators weist den folgenden Wert auf: Wenn ein Hall-Generator obigen Aufbaus mit einer Länge von 10 mm, einer Breite von i mm und einer Dicke von 0,2 mm in ein Magnetfeld von 1000 Gauss Stärke eingebracht und ein Strom von 10 Milliampere durch die Stromzuführungen des Hall-Generators hindurchgeschickt wird, so tritt eine Hall-Spannung VH von 1,5 Millivolt auf. Da der Widerstand R zwischen den Stromzuführungen 50` Onun beträgt, ist in diesem Fall die Quellenspannung 0,5 Volt:

  Bei einem Hall-G,-iiE:ratoz# im oben beschriebenen 2u-

  :; w Lr,d nun nach der Erfindung ein Mitte (bere i:;i zwischet,

  Spannatig >zuf'iiklnin,.r: In e irr .#r@ i3reite von 0,2 mri c,ler .

  t)'=

  Elektronenkonzentration von 1014 CM -3 entsteht, wie in Fig. 3 angedeutet. Daraus ergibt sich bei Berücksichtigung des Faktors eine Hall-Spannung von 30 Millivolt. Da der Widerstandswert R zwischen den Stromzuführungen zu 200 Ohm wird, sinkt die Quellenspannung auf 2,0 Volt. Es ist festzustellen, daß bei Erhöhung der Quellenspannung des Hall-Generators um das höchstens Vierfache die Hallspannung VH um das Zwanzigfache ansteigt.
• Wie sich aus dem obigen ergibt, kann die Stabilität eines Hall-Generators durh das Erfindungsverfahren wesentlich gesteigert werden.
• Selbstverständlich betrifft die obige Beschreibung nur eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei wahlreiche Abwandlungen möglich sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (1)

1. " patentans prüche 1. Hall-Generator, gekennzeichnet durch einen Bereich (@) zwischenseinen Spannungszuf(ihrungen mit geänderter spe- zifischer Widerstandsvertellung. 2. Verfahren zum Behandeln von Hall-Generatoren, da- durch gekennzeichnet, daß ein Bereich zwischen den Spannungs- zuführungen des Hall-Generators einem aufheizenden Energie- strahl, beispielsweise einem ßlektranenstrahl oder einem Lichtstrahl, ausgesetzt wird, wodurch sieh dieser Bereich Erwärmt und eine thermische Umsetzung sowie eine Verände- rung der spezifischen Widerstandsverteilung auftritt. 3. Verfahren zum Behandeln von Hal@l-Generatoren, da- durch gekennzeichnet, daB ein Bereich zwischen den Spannungs- zuführungen des Hall-Generators einem aufheizenden Energie- " strahl, beispielsweise einen Blektronenstrahl oder einen Lichtstrahl, ausgesetzt wird, so daß dieser Bereich in einen Zustand versetzt wird, der zwischen erwärmtem Zustand und erwärmtem und teilweise geschmolzenem Zustand liegt, und daß in diesen Bereich eine geeignete Menge an Verunreinigungen eindiffundiert wird.. Verfahren zum Herstellen von Hall-4eneratoren, die mit niedriger Spannung betreibbar sind, dadurch geokennteiahnet daß ein geeigneter Bereich zwischen den Spannungszuführungen eines Hall-Generators, der aus einem Material mit wesentlich niedrigem Widerstand hergestellt ist, einem aufheizenden Energiestrahl ausgesetzt wird, so daß dieser Bereich aufgeheizt wird und folglich einen hohen Widerstandswert erhält.