DE1764897A1 - Semiconductor arrangement for displaying magnetic fields - Google Patents
Semiconductor arrangement for displaying magnetic fieldsInfo
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/82—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of the magnetic field applied to the device
Description
PatentverwertungsgesellschaftPatent collecting society
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Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3mbH
Ulm / Danube, Elisabethenstr. 3
Heilbronn, den 21. 8. I968 FE/PT-La/N - Hn 57/68Heilbronn, August 21, 1968 FE / PT-La / N - Hn 57/68
"Halbleiteranordnung zur Anzeige magnetischer"Semiconductor device for displaying magnetic
Felder"Fields"
Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung zur Anzeige magnetischer Felder. Nach der Erfindung besteht eine sotöie Halbleiteranordnung aus einem Halbleiterkörper mit einer emittierenden Zone und zwei voneinander getrennten ohmschen Elektroden am Halbleiterkörper. Solche Halbleiteranordnungen, die man auch als Magnetfelddioden bezeichnen kann, können in einfacher Weise nach der modernen Halbl2iu-r;:;c':r.:'·".. insbesondere der Planartechnik, hergestellt werden.The invention relates to a semiconductor device for displaying magnetic fields. According to the invention there is one Such a semiconductor arrangement comprising a semiconductor body an emitting zone and two separate ohmic electrodes on the semiconductor body. Such semiconductor arrangements, which can also be referred to as magnetic field diodes, can be easily modified according to the modern Halbl2iu-r;:; c ': r.:' · ".. especially planar technology.
Um magnetische Felder anzeigen bzw. ihre Feldstärke bestimmen zu können, wird im Betriebszustand an die emittierende Zone sowie an den Halbleiterkörper eine Spannung angelegt, die einen Transport von Ladungsträgern von der emittierenden Zone zu den beiden als Kollektoren dienenden ohmschen Elektroden am Halbleiterkörper ermöglicht.In order to display magnetic fields or to be able to determine their field strength, the emitting Zone as well as applied to the semiconductor body a voltage that a transport of charge carriers from the allowing the emitting zone to the two ohmic electrodes serving as collectors on the semiconductor body.
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Dementsprechend fließen auch in den Zuleitungen zu den beiden ohmschen Elektroden Ströme, die bei einer symmetrischen Anordnung dieser beiden Elektroden in Bezug auf die emittierende Zone gleich groß sind. Die Ströme in den beiden Zuleitungen zu den ohmschen Elektroden weichen jedoch voneinander ab, wenn auf die Halbleiteranordnung ein magnetisches Feld einwirkt. Die Änderung der Ströme, die beispielsweise durch eine Brückenmeßmethode festgestellt werden kann, läßt einen Rückschluß auf das einwirkende magnetische Feld zu.Correspondingly, currents also flow in the supply lines to the two ohmic electrodes which, in the case of a symmetrical Arrangement of these two electrodes in relation to the emitting zone are the same size. The currents in the However, the two leads to the ohmic electrodes deviate from one another when the semiconductor arrangement is used magnetic field acts. The change in currents, determined for example by a bridge measurement method can be, allows a conclusion about the acting magnetic field.
Die als Kollektoren dienenden ohmschen Elektroden, die vorzugsweise symmetrisch zur emittierenden Zone angeordnet sind, können auf der gleichen Seite wie die emittierende Zone oder aber auch auf der gegenüberliegenden Seite am Halbleiterkörper angebracht sein.The ohmic electrodes serving as collectors, preferably arranged symmetrically to the emitting zone, can be on the same side as the emitting zone Zone or be attached to the semiconductor body on the opposite side.
Wird die Abweichung der durch die beiden Kollektoren bzw. deren Zuleitungen fließenden Ströme bei Einwirkung eines magnetischen Feldes nach der Brückenmeßmethode ermittelt, so sind zusätzlich zu der oben beschriebenen Halbleiteranordnung noch zwei ohmsche Widerstände erforderlich, die als diskrete Bauelemente an diese Halbleiteranordnung angeschlossen oder nach der integrierten Schaltungstechnik in monolythischer Bauweise in den Halbleiterkörper der Halb-If the deviation of the currents flowing through the two collectors or their feed lines when one acts Magnetic field determined by the bridge measuring method, so are in addition to the semiconductor arrangement described above two ohmic resistors are also required, which are connected to this semiconductor arrangement as discrete components or according to the integrated circuit technology in monolithic construction in the semiconductor body of the half
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leiteranordnung in Gestalt von Halbleiterzonen einbezogen werden können. Sowohl diese Halbleiterzonen als auch die emittierende Zone werden vorzugsweise mit Hilfe der modernen Oxydmaskentechnik in den Halbleiterkörper eingebracht. conductor arrangement included in the form of semiconductor zones can be. Both these semiconductor zones and the emitting zone are preferably made using the modern Oxide mask technology introduced into the semiconductor body.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispxel erläutert.The invention is explained below using an exemplary embodiment.
Die Figur 1 zeigt eine Halbleiteranordnung zur Anzeige magnetischer Felder, die nach der Erfindung aus einem Halbleiterkörper 1 vom bestimmten Leitungstyp und einer emittierenden Zone 2 vom entgegengesetzten Leitungstyp besteht. Im Ausführungsbeispxel der Figur 1 hat der Halbleiterlörper 1 den p-Leitungstyp und die emittierende Zone 2 den n-Leitungstyp. Zur Erhöhung des Emissionswirkungsgrades ist die emittierende Zone 2 stärker dotiert als der Halbleiterkörper 1.FIG. 1 shows a semiconductor device for display magnetic fields which, according to the invention, consist of a semiconductor body 1 of the specific conductivity type and an emitting Zone 2 consists of the opposite conductivity type. In the exemplary embodiment in FIG. 1, the semiconductor body has 1 the p-conductivity type and the emitting zone 2 the n-conductivity type. To increase the emission efficiency the emitting zone 2 is more heavily doped than the semiconductor body 1.
Wie die Figur 1 weiter zeigt, sind am Halbleiterkörper 1 gemäß der Erfindung zwei voneinander getrennte ohmsche Elektroden 3 und k angebracht, die im Ausführungsbeispxel der Figur 1 der emittierenden Zone 2 gegenüberliegen. Diese beiden Elektroden 3 und k sind symmetrisch zur emittierenden Zone 2 angeordnet. Die auf der gegenüber-As FIG. 1 further shows, two ohmic electrodes 3 and k that are separate from one another are attached to the semiconductor body 1 according to the invention and are opposite the emitting zone 2 in the exemplary embodiment of FIG. These two electrodes 3 and k are arranged symmetrically to the emitting zone 2. The one on the opposite
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liegenden Seite angeordnete dritte ohmsche Elektrode 5 dient zur nichtsperrenden Kontaktierung der emittierenden Zone 2.third ohmic electrode 5 arranged on the lying side serves for non-blocking contact of the emitting zone 2.
Sind die beiden ohmschen Elektroden 3 und k wi· im Ausführungsbeispiel der Figur 1 symmetrisch zur emittierenden Zone 2 angeordnet, so fließen im Betriebszustand, d.h. wenn eine Spannung an den durch die emittierende Zone und den Halbleiterkörper gebildeten pn-übergang angelegt wird, ohne Einwirkung eines äußeren magnetischen Feldes gemäß der Figur 1 durch die Zuleitungen zu den beiden ohmschen Elektroden 3 und k gleich große Ströme.If the two ohmic electrodes 3 and k are arranged symmetrically to the emitting zone 2 in the exemplary embodiment of FIG external magnetic field according to Figure 1 through the supply lines to the two ohmic electrodes 3 and k currents of the same size.
Wirkt dagegen ein äußeres Magnetfeld senkrecht zur Abbildungsebene auf die Halbleiteranordnung der Figur 1 ein, so werden je nach Richtung dieses Magnetfeldes die Strombahnen der Ladungsträger gemäß der Figur 2 zur ohmschen Elektrode k oder gemäß der Figur 3 zur ohmschen Elektrode 3 abgelenkt. Diese Ablenkung ist umso größer, je stärker das einwirkende Magnetfeld ist. Durch die Einwirkung eines äußeren Magnetfeldes wird deshalb der Strom, der durch die Zuleitungen zu den beiden Elektroden 3 und k fließt, unterschiedlich.If, on the other hand, an external magnetic field acts perpendicular to the imaging plane on the semiconductor arrangement of FIG. 1, the current paths of the charge carriers are deflected to the ohmic electrode k according to FIG. 2 or to the ohmic electrode 3 according to FIG. 3, depending on the direction of this magnetic field. This deflection is greater, the stronger the acting magnetic field is. Due to the action of an external magnetic field, the current that flows through the leads to the two electrodes 3 and k is therefore different.
Die Änderung der Stromstärken in den Zuleitungen zu denThe change in the currents in the leads to the
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Elektroden 3 und 4 bzw. das Stromstärkeverhältnis der beiden Ströme durch diese Zuleitungen ist somit ein Maß für die Stärke des Magnetfeldes, das anzuzeigen bzw. zu bestimmen ist.Electrodes 3 and 4 or the ratio of the current intensity of the two currents through these supply lines is therefore a measure for the strength of the magnetic field to indicate or to is to determine.
Die Messung der in den Zuleitungen zu den Elektroden 3 und 4 fließenden Ströme kann z.B. gemäß der Figur 4 mit H.lfe einer Brückenschaltung erfolgen, indem in die Zuleitungen 6 und 7 zn den Elektroden 3 und 4 die ohmschen Widerstände R. und R gelegt werden. Die Widerstände sindThe measurement of the currents flowing in the supply lines to the electrodes 3 and 4 can, for example, according to FIG H.lfe a bridge circuit can be done by inserting into the supply lines 6 and 7 zn the electrodes 3 and 4, the ohmic resistors R. and R are placed. The resistances are
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in diesem Fall gesonderte Bauelemente, die nicht mit der Halbleiteranordnung integriert sind.in this case separate components which are not integrated with the semiconductor arrangement.
Die Figur 5 zeigt im Gegensatz dazu ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Widerstände R. und R0 in integrierter Technik hergestellt und somit in Gestalt der beiden η Zonen 8 und 9 Teilbereiche des Halbleiterkörpers 1 der Meßanordnung sind.In contrast to this, FIG. 5 shows an exemplary embodiment in which the resistors R. and R 0 are produced using integrated technology and are thus subregions of the semiconductor body 1 of the measuring arrangement in the form of the two η zones 8 and 9.
Sowohl die emittierende Zone 2 als auch die als ohmsche Widerstände vorgesehenen Halbleiterzonen 8 und 9 werden gemäß der Figur 5 vorzugsweise durch Diffusion in den Halbleiterkörper 1 eingebracht, und zwar mit Hilfe der modernen Oxydmaskentechnik durch Fenster in einer auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 befindlichen Iso-Both the emitting zone 2 and the semiconductor zones 8 and 9 provided as ohmic resistors are used according to FIG. 5, preferably introduced into the semiconductor body 1 by diffusion, specifically with the aid of the modern oxide mask technology through windows in an iso-
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lierschicht, die beispielsweise aus Siliziumdioxyd besteht. Außer den Elektroden 3 und k sowie der Elektrode zur nichtsperrenden Kontaktierung der emittierenden Zone sind im Ausführungsbeispiel der Figur 5 t bei dem die Widerstände R1 und R0 in eine gemeinsame monolythische Schaltung miteinbezogen sind, noch die ohmschen Elektroden 11 und 12 vorgesehen, die zur nichtsperrenden Kontaktierung der als Widerstände vorgesehenen Halbleiterzonen 8 und 9 zusammen mit den Elektroden 3 und 4 dienen. Die ohfflschen Elektroden 11 und 12 sind durch Isolierschicht 13 vom Halbleitergrundkörper 1 getrennt, so daß sie nur mit den Halbleiterzonen 8 und 9 in Verbindung stehen. Im Bereich der pn-Übergänge, die die Halbleiterzonen 8 und 9 mit dem Halbleiterkörper bilden, sind übrigens auch die Elektroden 3 und k durch Isolierschichten lh von der Halbleiteroberfläche getrennt.lierschicht, which consists for example of silicon dioxide. In addition to the electrodes 3 and k as well as the electrode for non-locking contacting of the emitting region are in the embodiment of Figure 5 t at which the resistors R 1 and R are incorporated in a common monolithic circuit 0, nor the ohmic electrodes 11 and 12 provided for Non-blocking contacting of the semiconductor zones 8 and 9 provided as resistors together with the electrodes 3 and 4 are used. The flat electrodes 11 and 12 are separated from the semiconductor base body 1 by an insulating layer 13, so that they are only connected to the semiconductor zones 8 and 9. In the area of the pn junctions, which form the semiconductor zones 8 and 9 with the semiconductor body, by the way, the electrodes 3 and k lh by insulating layers are separated from the semiconductor surface.
Die Figuren 6 und 7 zeigen schließlich noch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die ohmschen Elektroden 3 und k nicht mehr auf der der emittierenden Zone 2 gegenüberliegenden Seite des Halbleiterkörpers 1 angeordnet sind, sondern auf der gleichen Seite wie die emittierende Zone. Die Anordnungen der Figuren 6 und 7 unterscheiden sich voneinander dadurch, daß bei der Anordnung der Figur 6 keine Widerstände im Halbleiterkörper vorge- Finally, FIGS. 6 and 7 show another embodiment of the invention in which the ohmic electrodes 3 and k are no longer arranged on the side of the semiconductor body 1 opposite the emitting zone 2, but on the same side as the emitting zone. The arrangements of FIGS. 6 and 7 differ from one another in that, in the arrangement of FIG. 6, no resistors are provided in the semiconductor body.
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gesehen sind, während bei der Anordnung der Figur 7 zusätzlich zu der emittierenden Zone 2 und den als Kollektoren dienenden ohmschen Elektroden 3 und 1I noch die Halbleiterzonen 8 und 9» die für eine Drückenmeßmethode erforderlich sind, untergebracht sind. Die Anordnungen der Figuren 6 und 7 sind ebenfalls mit Hilfe der modernen Planartechnik hergestellt.are seen, during and serving as collectors ohmic electrodes 3 and 1 I nor the semiconductor zones 8 and 9 'that are required for a Drückenmeßmethode in the arrangement of Figure 7 in addition to the emitting region 2, are housed. The arrangements of FIGS. 6 and 7 are also produced with the aid of modern planar technology.
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Claims (5)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4335279A1 (en) * | 1993-10-15 | 1995-04-20 | Peter Engel | Cutlery cover |
| DE29519508U1 (en) * | 1995-12-11 | 1996-02-01 | Mueller Werner | Advertising media made of paper |
| DE19839671A1 (en) * | 1998-09-01 | 2000-03-09 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Sensor for measuring a magnetic field |
-
1968
- 1968-08-28 DE DE19681764897 patent/DE1764897A1/en active Pending
-
1969
- 1969-08-12 GB GB4017469A patent/GB1269256A/en not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19839671A1 (en) * | 1998-09-01 | 2000-03-09 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Sensor for measuring a magnetic field |
| DE19839671C2 (en) * | 1998-09-01 | 2000-08-03 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Sensor for measuring a magnetic field |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| GB1269256A (en) | 1972-04-06 |
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