DE1490653A1

DE1490653A1 - Magnetfeldhalbleiter

Info

Publication number: DE1490653A1
Application number: DE19641490653
Authority: DE
Inventors: Paul Hini
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-09-10
Filing date: 1964-09-10
Publication date: 1969-07-03
Also published as: US3410721A; CH430840A; BE669226A

Description

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE Erlangen, den " ⁹' ^Sep*

Aktiengesellschaft Werner-von-Siemenn-Str.

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Dr. Expl.

Magnetfeldhalbleiter

Magnetfeldsonden mit magnetfeldabhängigem Halbleitermaterial sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Die Sonden sollen im allgemeinen eine möglichst geringe Dicke haben, damit unter anderem der Widerstand der Feldsonde möglichst grofS und der Luftspalt des Magneten, in den die Sonde eingesetzt wird, so schmal wie irgend möglich gehalten werden kann. Um günstige Betriebseigenschaften dieser sogenannten Feldplatten zu erzielen, geht man also mit der Dicke der halbleitenden Schicht bis auf etwa 5 Mikron und weniger herunter. " '*

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BAD ORIGINAL

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So dünne Plättchen lassen sich ohne eine mechanisch stabile Unterlage im praktischen Gebrauch nicht handhaben. Die Plalbleiterplättchen werden daher auf eine Unterlage, eine sogenannte Trägerplatte, aufgebracht. Damit der effektive Luftspalt trotz der relativ dicken Trägerplatte schmal sein kann, hat man versucht, Träger aus ferromagnetischera Material oder aus Ferrit zu verwenden. Meist muß dann das Halbleitermaterial gegen die Trägerplatte isoliert 3ein. Als Isoliermaterial wurden bisher relativ feste Stoffe, z.B. Glimmerplättchen, benutzt.

Da Träger, Halbleitermaterial und das zwischen beiden liegende Isoliermaterial im allgemeinen verschiedene Ausdehnungskoeffizienten besitzen, können die bekannten Pedlplatten bei starken Temperaturänderungen beschädigt werden oder gar zerspringen. Weiterhin konnten die Isolierschichten, die ja wegen ihrer nichtmagnetischen Eigenschaft zur Verbreiterung des effektiven Luftspaltes beitragen, bisher nicht so dünn hergestellt werden, wie es wünschenswert wäre, wenn ein sehr starkes Magnetfeld, also ein sehr schmaler Luftspalt, gebraucht wird.

Die Erfindung betrifft einen magnetfeldabhängigen Widerstand mit einer auf eine ferro- oder ferrimagneti3che Trägerplatte aufgebrachten ebenen Halbleiterschicht, wobei die genannten Mängel vermieden sind. ErfindungBgemäß ist auf die Oberfläche der dem Halbleiter zugewandten Fläche der geschliffenen Trägerplatte eine gegenüber Halbleiter- und Trägermaterial relativ weiche, plangeschliffene und isolierende Pufferschicht aufgebracht. Die Pufferschicht kann insbesondere aus Kunstharz mit einem Füllstoff, wie Quarzmehl, Aluminiumoxyd und Magnesiumoxyd bestehen. Sie dient unter anderem zum Auffüllen und damit zum Ausgleich der restlichen Oberflächenrauhigkeit der Träger-Platte. 909827/057 9

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Bei Temperaturschwankungen wird die erfindungsgemäße Feldplatte nicht beschädigt, da die Pufferschicht erstens sehr genau - auf wenigstens 1 Mikron genau - plangeschliffen werden kann und zweitens gegenüber Träger- und Halbleitermaterial relativ weich ist. Bei TemperaturSchwankungen eventuell auftretende verschiedene Ausdehnungsraten von Träger und Halbleiter können sich also über die Pufferschicht ausgleichen. Durch die Erfindung wird demnach die Möglichkeit gegeben, Halbleitermaterialien auf metallischen oder sonstigen Werkstoffen aufzubringen, ohne wesentliche Rücksicht auf deren Aus- dehnungskoeffizienten nehmen* zu müssen.

Bei Verwendung von magnetischen Werkstoffen aln Träger für den erfindungsgemäßen magnetfeldabhänpiren Widerstand mit elektrisch isolierender Pufferschicht kann der Luftspalt im magnetischen Kreis bis auf wenige Mikron über den Wert der Dicke des Halbleitern verkleinert werden. Die Luftspaltbreite kann dann nämlich auf im wesentlichen die Dicke von Pufferschicht und Halbleiter reduziert werden.

Der erfindungsgemäße magnetfeldabhängige Widerstand kann folgender- ( maßen hergestellt werden: Auf die vorgeschliffene Trägerplatte wird eine Pufferschicht obengenannter Art in flüssigem Zustand mit einer Dicke von etwa 10 Mikron aufgestrichen, gehärtet und anschließend auf eine Dicke in der Größenordnung von 5 Mikron abgeschliffen. Auf die fertige Trägerplatte wird dann die Halbleiterschicht aufgebracht.

Anhand von schematischen Zeichnungen werden einige weitere Erläuterungen zur Erfindung angegeben. Es zeigen:

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Figur 1 einen Aufriß einer erfindungsgemäßen Feldplatte, Figur 2 die Oberflächengüte einer Trägerplatte ohne bzw. mit Pufferschicht.

In Figur 1 ist ein Beispiel einer Feldplatte nach der Erfindung im Aufriß gezeichnet. Der Maßstab böträgt ungefähr 100 : 1. Mit 1 ist die Trägerplatte, mit 2 die Pufferschicht und mit 3 die Halbleiterschicht symbolisiert.

Zur Verkleinerung der effektiven Breite des Luftspaltes, in den die Feldplatte bei Verwendung eingesetzt ist, wird die Trägerplatte Vorzugsweise aus einem weichmagnetischen Material hergestellt. En eignen sich hierfür zum Beispiel Mu-Metall oder Dynamoblech. Unter bestimmten Voraussetzungen, wie sie im deutschen Patent (Anmeldung

S 88 506 VIIId/21c; PLA 63/1784) angegeben sind, kann es auch zweckmäßig sein, einen ganz oder teilweise aus Ferrit bestehenden Träger für die Feldplatte zu benutzen.

Die Halbleiterschicht der Feldplatte soll einen möglichst stark magnetfeldabhängigen Widerstand haben. Verschiedene solcher Materialien, deren Widerstand sich bei Änderung des einwirkenden Magnetfeldes von 0 auf 10 Kilogauß auf mehr als den 10-fachen Wert vergrößert, sind bekannt. Als Halbleitereubstanzen eignen sich unter anderem die so-

III V
genannten A B -Materialien, wie Indiumantimonid, Indiumarsenid oder Galliumantimonid, aus der III. und V. Gruppe des Periodensystems der Elemente.

Man erhält eine besondere starke Magnetfeldabhängigkeit, wenn beispielsweise im Indiumantimonid parallel zueinander ausgerichtete

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nadeiförmige Einschlüsse aus Nickelantimonid enthalten sind. Andererseits können auf die Halbleiterschicht auch parallele Streifen au3 gutleLtendem Material, wie Silber, Kupfer oder Indium, aufgebracht sein. Pur ein und dieselbe* Hatbleiterschicht erhält man die stärkste Magnetfeldabhängigkeit, wenn die Einschlüsse bzw. Streifen, das einwirkende Magnetfeld und der den Halbleiter durchfließende elektrische Strom senkrecht zueinander ausgerichtet sind.

Die Fi^ur 2 zeigt Meßergebnisse, die an einem Ausführungsbeispiel des erfindungogeraäßen magnetfeldabhängigen Widerstandes während dessen Herstellung aufgenommen worden sind. Es sind Kurven betreffend die Oberflächengüte einer geschliffenen Trägerplatte aus Metall und einer mit einer geschliffenen Pufferschicht versehenen Trägerplatte - in deren Zustand vor dem Aufbringen der Halbleiterschicht - gegenübergentellt. Die Abszisse in Figur 2 liegt parallel zur Oberfläche der Trägerplatte und die Ordinate senkrecht zu dieser Oberfläche. Die Kurve 4 int an einer geschliffenen Mu-Metallplatte (Feinschliff mit Korundochleifscheiben) aufgenommen und die Kurve 5 an einer Mu-Metallplatte, auf die zusätzlich die beschriebene plangeschlif- ( fene Pufferschicht (Feinschliff mit Diamantschleifscheibe) aufgebracht ist.

Wie aun der Figur 2 hervorgeht, weist die Oberfläche der Mu-Metallplatto, obwohl diese geschliffen, ist, Höhenschwankungen bis zu 4 i.iikrori auf. Diese restliche Rauhigkeit der Trägerplatte ist erwünscht, um eine große Flächenberührung zwischen Pufferschicht und Trägerplatte zu'gewährleisten. Es ist daher auch zweckmäßig, für die Herstellung der Pufferschicht ein Material zu verwenden, dessen Körnung wesentlich kleiner ist als die Rauhtiefe der Oberfläche der (vorgeschliffenen)

Trägerplatte. 909827/0579

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Claims

PLA 64/1588 Patentansprüche ·

1. Magnetfeldabhängiger Widerstand mit einer auf eine ferro- oder ferrimagnetische Trägerplatte aufgebrachten ebenen Halbleiterschicht, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der dem Halbleiter zugewandten Fläche der Trägerplatte eine gegenüber Halbleiter und Trägermaterial relativ weiche, plangeschliffene und isolierende Pufferochicht aufgebracht ist.

™ 2. Magnetfeldabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferschicht aus Kunstharz mit einem Füllstoff, insbesondere Quarzmehl und Aluminiumoxyd, besteht.

3. Magnetfeldabhängiger Widerstand nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Trägerplatte aufgebrachte Pufferschicht eine Dicke in der Größenordnung von 5 Mikron hat und auf wenigstens 1 Mikron genau plangeschliffen ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines magnetfeldabhängigen Widerstandes nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die vorgeschliffene Trägerplatte die Pufferschicht in flüssigem Zu-' stand mit einer Dicke von etwa 10 Mikron aufgestrichen, gehärte_r't und anschließend auf eine Dicke in der Größenordnung von 5 Mikr^ön abgeschliffen wird und daß danach die Halbleiterschicht auf die_; Pufferschicht aufgebracht wird. ' · , ';

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