JPH07283459A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JPH07283459A JPH07283459A JP6067510A JP6751094A JPH07283459A JP H07283459 A JPH07283459 A JP H07283459A JP 6067510 A JP6067510 A JP 6067510A JP 6751094 A JP6751094 A JP 6751094A JP H07283459 A JPH07283459 A JP H07283459A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/07—Hall effect devices
Landscapes
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】磁気検出感度が高く、計測範囲が広く、高温、
放射線等の環境に強い小型のホール素子を得る。 【構成】絶縁物層の表面層に矩形の凹みを堀り、凹みの
周囲の絶縁物層表面上に凹みを隔てて電子放出用の陰極
と、電子を集める陽極が、凹みの底部に陰極に対向する
引き出し電極が、また陰極と陽極を結ぶ線に平行な両側
の側壁表面にホール電極が設けられ、これらの全ての電
極が真空中に配置されている微小真空管型のホール素子
放射線等の環境に強い小型のホール素子を得る。 【構成】絶縁物層の表面層に矩形の凹みを堀り、凹みの
周囲の絶縁物層表面上に凹みを隔てて電子放出用の陰極
と、電子を集める陽極が、凹みの底部に陰極に対向する
引き出し電極が、また陰極と陽極を結ぶ線に平行な両側
の側壁表面にホール電極が設けられ、これらの全ての電
極が真空中に配置されている微小真空管型のホール素子
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホール効果を利用した微
小で高感度な磁気センサに関する。
小で高感度な磁気センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁界の有無を検知したり磁界の強度を測
ったりする磁気センサには、１０-14Ｔ（テスラ）の極
微弱磁界の測定が可能な超伝導量子干渉（ＳＱＵＩＤ）
磁束計から１０Ｔ以上の超強磁界の測定が可能な半導体
ホール素子磁気センサに至るまで各種有る。これらの磁
気センサは磁界測定のみでなく、電流検出用のセンサと
して、また磁性体と磁気センサを組み合わせて位置や加
速度などの他の物理量の計測用センサあるいはスイッチ
として広く用いられている。図７に、従来より知られて
いる各種の磁気センサの動作範囲と主な応用分野を示
す。（高橋清他編：センサの辞典、朝倉書店１９９１年
発行による。） 図７に示したように、従来の磁気計測では幅広い計測範
囲に原理や構造の異なる各種の磁気センサが用いられて
おり、計測範囲による使い分けが必要となっている。ま
た、上述の各種センサの使用環境にはそれぞれ制限があ
る。例えば、ＳＱＩＵＩＤ磁束計はセンサを極低温に冷
却する必要があり、手軽には使用出来ない。
ったりする磁気センサには、１０-14Ｔ（テスラ）の極
微弱磁界の測定が可能な超伝導量子干渉（ＳＱＵＩＤ）
磁束計から１０Ｔ以上の超強磁界の測定が可能な半導体
ホール素子磁気センサに至るまで各種有る。これらの磁
気センサは磁界測定のみでなく、電流検出用のセンサと
して、また磁性体と磁気センサを組み合わせて位置や加
速度などの他の物理量の計測用センサあるいはスイッチ
として広く用いられている。図７に、従来より知られて
いる各種の磁気センサの動作範囲と主な応用分野を示
す。（高橋清他編：センサの辞典、朝倉書店１９９１年
発行による。） 図７に示したように、従来の磁気計測では幅広い計測範
囲に原理や構造の異なる各種の磁気センサが用いられて
おり、計測範囲による使い分けが必要となっている。ま
た、上述の各種センサの使用環境にはそれぞれ制限があ
る。例えば、ＳＱＩＵＩＤ磁束計はセンサを極低温に冷
却する必要があり、手軽には使用出来ない。
【０００３】従来の磁気センサのうち、半導体磁気セン
サは比較的広範囲を計測できるので広く用いられてい
る。半導体磁気センサの動作原理は、ホール効果を利用
したホール素子磁気センサが一般的である。以下に、ホ
ール効果について少し説明する。導体を流れる電流
（Ｉ）方向と垂直に磁場（磁束密度Ｂ）が印加される
と、電流方向と印加磁界方向の両方に対して垂直な方向
にホール電界が発生し、両側に電圧が生ずる。これをホ
ール電圧Ｖ H といい、電流が流れる導体の厚さをｄ、幅
をｗ、長さをＬとするとき、
サは比較的広範囲を計測できるので広く用いられてい
る。半導体磁気センサの動作原理は、ホール効果を利用
したホール素子磁気センサが一般的である。以下に、ホ
ール効果について少し説明する。導体を流れる電流
（Ｉ）方向と垂直に磁場（磁束密度Ｂ）が印加される
と、電流方向と印加磁界方向の両方に対して垂直な方向
にホール電界が発生し、両側に電圧が生ずる。これをホ
ール電圧Ｖ H といい、電流が流れる導体の厚さをｄ、幅
をｗ、長さをＬとするとき、
【０００４】
【数１】 ＶH ＝ＫH ・Ｂ・Ｉ （１） である。すなわち、磁束密度Ｂに比例するホール電圧Ｖ
H を測定して、磁束密度Ｂを知ることができる。ここで
ＫH は積感度であり、次式で表される。
H を測定して、磁束密度Ｂを知ることができる。ここで
ＫH は積感度であり、次式で表される。
【０００５】
【数２】 ＫH ＝ＲH ・ｆH ／ｄ （２） ここで、ＲH はホール係数、ｆH は形状係数で、Ｌ／ｗ
とホール角θに関係した値であり、θが大きいほど、す
なわちホール移動度μH ＝ＲH ・σ（σ；電気伝導率）
および磁束密度が大きいほど１に近づく。従って、
（１）、（２）式より、
とホール角θに関係した値であり、θが大きいほど、す
なわちホール移動度μH ＝ＲH ・σ（σ；電気伝導率）
および磁束密度が大きいほど１に近づく。従って、
（１）、（２）式より、
【０００６】
【数３】 ＶH ＝ＲH ・ｆH ・Ｂ・Ｉ／ｄ （３） 定電圧駆動を想定すると（３）式は、
【０００７】
【数４】 ＶH ＝（ｗ／Ｌ）ＲH ・ｆH ・σ・Ｂ・Ｖ （４） となる。ここでＶは印加電圧である。すなわち、ホール
電圧ＶH を高めるには、（ｗ／Ｌ）、ＲH 、σを大きく
することが有効である。しかし（ｗ／Ｌ）は素子の形状
から決まるパラメータであり、また、ホール角θが大き
ければｆH はあまり変化がなくなることから、ＲH とσ
が重要な因子である。（イ）ＲH は次式で与えられる。
ただしｎは電子密度、ｅは電子の電荷、ｃは光速であ
る。
電圧ＶH を高めるには、（ｗ／Ｌ）、ＲH 、σを大きく
することが有効である。しかし（ｗ／Ｌ）は素子の形状
から決まるパラメータであり、また、ホール角θが大き
ければｆH はあまり変化がなくなることから、ＲH とσ
が重要な因子である。（イ）ＲH は次式で与えられる。
ただしｎは電子密度、ｅは電子の電荷、ｃは光速であ
る。
【０００８】
【数５】 ＲH ＝−（ｎｅｃ）-1 （ＣＧＳ系） （５） すなわち、ＲH は電子密度ｎに逆比例する。（ロ）σは
次式で与えられる。ここで、τは電子の衝突時間、ｍ*
は電子の有効質量である。
次式で与えられる。ここで、τは電子の衝突時間、ｍ*
は電子の有効質量である。
【０００９】
【数６】 σ ＝ｎｅ2 τ／ｍ* （６） すなわち、σはｎおよびτに比例する。（５）式と
（６）式から明らかなように、電子密度ｎはＲH とσの
大きさに対して逆の作用をおよぼすため、ＲH とσとを
共に大きくするための因子として有効でない。
（６）式から明らかなように、電子密度ｎはＲH とσの
大きさに対して逆の作用をおよぼすため、ＲH とσとを
共に大きくするための因子として有効でない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】半導体のホール素子か
らなる磁気センサは小型でしかも図７に示したように、
比較的広範囲を計測できるが、１０-9Ｔ以下の磁束密度
を測るには感度や分解能の点で十分でなく、また、半導
体は、高温で急速にキャリア濃度が増すので使用できな
くなる。また放射線に弱いという弱点もあり、使用環境
が制限されて、その応用分野が限定されているのが現状
である。
らなる磁気センサは小型でしかも図７に示したように、
比較的広範囲を計測できるが、１０-9Ｔ以下の磁束密度
を測るには感度や分解能の点で十分でなく、また、半導
体は、高温で急速にキャリア濃度が増すので使用できな
くなる。また放射線に弱いという弱点もあり、使用環境
が制限されて、その応用分野が限定されているのが現状
である。
【００１１】本発明が解決しようとする課題は次の二項
である。 ［１］磁気感度の向上と計測範囲の拡大────感度を
高め、一つの磁気センサで幅広い計測範囲をカバーでき
ること。 ［２］使用環境の拡大────耐環境性に優れること。
特に、高温動作が可能なこと。
である。 ［１］磁気感度の向上と計測範囲の拡大────感度を
高め、一つの磁気センサで幅広い計測範囲をカバーでき
ること。 ［２］使用環境の拡大────耐環境性に優れること。
特に、高温動作が可能なこと。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題解決のため、本
発明の磁気センサは、いわゆる電界放出型微小真空管に
似た構造とした。すなわち、絶縁基板の表面層に矩形の
凹みを穿ち、その凹みの周囲の絶縁物の上表面に、前記
矩形の一辺から先端を凹みの上に突き出して設けられた
陽極と、前記矩形の一辺に対向する一辺から先端を凹み
の上に突き出して設けられた先端が曲率半径の小さい少
なくとも一つ以上の電子放出端部を有する陰極と、前記
二つの電極が設けられていない互いに対向する二辺をな
す絶縁物の上にそれぞれ設けられたホール電極と、前記
陰極に対向して凹みの底部に設けられた引出し電極とを
有し、前記陰極、陽極、ホール電極および引出し電極が
全て真空中に配置されているものとする。
発明の磁気センサは、いわゆる電界放出型微小真空管に
似た構造とした。すなわち、絶縁基板の表面層に矩形の
凹みを穿ち、その凹みの周囲の絶縁物の上表面に、前記
矩形の一辺から先端を凹みの上に突き出して設けられた
陽極と、前記矩形の一辺に対向する一辺から先端を凹み
の上に突き出して設けられた先端が曲率半径の小さい少
なくとも一つ以上の電子放出端部を有する陰極と、前記
二つの電極が設けられていない互いに対向する二辺をな
す絶縁物の上にそれぞれ設けられたホール電極と、前記
陰極に対向して凹みの底部に設けられた引出し電極とを
有し、前記陰極、陽極、ホール電極および引出し電極が
全て真空中に配置されているものとする。
【００１３】なかでも、ホール電極が絶縁物層の上表面
から凹みの内壁表面に延長して設けることもできる。絶
縁基板は半導体基板上に絶縁物層を形成したものであっ
てもよい。キャップは非磁性材料からなることが重要で
ある。陰極の先端の形状は、櫛歯状、楔状などのように
電界集中の可能な形状が好ましい。
から凹みの内壁表面に延長して設けることもできる。絶
縁基板は半導体基板上に絶縁物層を形成したものであっ
てもよい。キャップは非磁性材料からなることが重要で
ある。陰極の先端の形状は、櫛歯状、楔状などのように
電界集中の可能な形状が好ましい。
【００１４】
【作用】上記のような構造の磁気センサとすることによ
り、従来の半導体ホール素子からなる磁気センサに比べ
てホール移動度が向上しホール電圧を高くできるので、
磁気感度が向上する。なぜなら 前述の（４）、
（５）、（６）式より磁気感度を大きくするには、ホー
ル係数ＲH と電気伝導率σとの積を大きくすることが必
要であり、そのための有効な手段は、衝突時間τを長く
することであった。そして従来のホール素子からなる磁
気センサではキャリアは固体中を流れるものであった
が、キャリアが真空中を流れるホール素子からなる磁気
センサであれば、衝突時間を少なくとも一桁以上長くす
ることができるからである。
り、従来の半導体ホール素子からなる磁気センサに比べ
てホール移動度が向上しホール電圧を高くできるので、
磁気感度が向上する。なぜなら 前述の（４）、
（５）、（６）式より磁気感度を大きくするには、ホー
ル係数ＲH と電気伝導率σとの積を大きくすることが必
要であり、そのための有効な手段は、衝突時間τを長く
することであった。そして従来のホール素子からなる磁
気センサではキャリアは固体中を流れるものであった
が、キャリアが真空中を流れるホール素子からなる磁気
センサであれば、衝突時間を少なくとも一桁以上長くす
ることができるからである。
【００１５】また、外部磁界に応答する電子が真空中を
流れるため、一般の固体素子に見られるような温度ドリ
フトを無視できる他、半導体のような温度の影響を受け
にくく、高温での使用が可能となる。さらに磁気センサ
の構造として、いわゆる電界放出型微小真空管と同じよ
うな構造にしたので半導体の加工技術を利用して絶縁基
板または半導体基板上の絶縁物層に構成し、従来の半導
体磁気センサと同等もしくはそれ以下の小型化が可能に
なる。
流れるため、一般の固体素子に見られるような温度ドリ
フトを無視できる他、半導体のような温度の影響を受け
にくく、高温での使用が可能となる。さらに磁気センサ
の構造として、いわゆる電界放出型微小真空管と同じよ
うな構造にしたので半導体の加工技術を利用して絶縁基
板または半導体基板上の絶縁物層に構成し、従来の半導
体磁気センサと同等もしくはそれ以下の小型化が可能に
なる。
【００１６】ホール電極を絶縁物層の上表面から凹みの
内壁表面に延長して設けることによって、電子の捕捉率
を高めより正確な磁界測定を可能にする。非磁性材料か
らなるキャップを用いれば、磁束が乱されず正確な測定
が可能になる。
内壁表面に延長して設けることによって、電子の捕捉率
を高めより正確な磁界測定を可能にする。非磁性材料か
らなるキャップを用いれば、磁束が乱されず正確な測定
が可能になる。
【００１７】
【実施例】以下に、図を引用して実施例を説明する。図
１は、本発明の実施例である磁気センサの平面図であ
り、検出磁界は紙面に垂直に与えられる。石英板５の表
面層に矩形の凹み７が穿たれており、矩形の互いに対向
する二辺から凹み７の上に先端を突き出して陰極１と陽
極２とが石英板５の表面上に設けられている。矩形の残
る二辺の側には石英板５表面上にホール電極４が設けら
れている。また陰極１に対向して凹み７の底部に引出し
電極３が設けられている。陰極１と陽極２の幅は１１０
０μｍ、間隔は１００μｍとした。８は真空封止のため
のキャップである。キャップ８は、測定すべき磁束を乱
すことのないように、ガラスや非磁性の金属からできて
いる。
１は、本発明の実施例である磁気センサの平面図であ
り、検出磁界は紙面に垂直に与えられる。石英板５の表
面層に矩形の凹み７が穿たれており、矩形の互いに対向
する二辺から凹み７の上に先端を突き出して陰極１と陽
極２とが石英板５の表面上に設けられている。矩形の残
る二辺の側には石英板５表面上にホール電極４が設けら
れている。また陰極１に対向して凹み７の底部に引出し
電極３が設けられている。陰極１と陽極２の幅は１１０
０μｍ、間隔は１００μｍとした。８は真空封止のため
のキャップである。キャップ８は、測定すべき磁束を乱
すことのないように、ガラスや非磁性の金属からできて
いる。
【００１８】図２は図１のＡ−Ａ線における断面図であ
って、検出磁界は図の上下方向になる。石英板５の表面
層に深さ１μｍの凹み７が掘られており、櫛歯状に先端
が加工された陰極１の先端部および陽極２の先端部が凹
み７の上に庇状に飛び出している様子がわかる。陰極１
の先端部近傍の凹み７の底部には、陰極１からの電子放
出を行わせるための電界を印加する引出し電極３が形成
されている。凹み７とキャップ８との間の空間は図示さ
れない真空引き口より真空に引かれ、真空状態で封止さ
れている。
って、検出磁界は図の上下方向になる。石英板５の表面
層に深さ１μｍの凹み７が掘られており、櫛歯状に先端
が加工された陰極１の先端部および陽極２の先端部が凹
み７の上に庇状に飛び出している様子がわかる。陰極１
の先端部近傍の凹み７の底部には、陰極１からの電子放
出を行わせるための電界を印加する引出し電極３が形成
されている。凹み７とキャップ８との間の空間は図示さ
れない真空引き口より真空に引かれ、真空状態で封止さ
れている。
【００１９】図３は図１のＡ−Ａ線と直交するＢ−Ｂ線
における断面図である。図１から明らかなように、図２
の断面に直交するこの断面には、ホール電圧を検知する
ためのホール電極４が見られる。図４は本発明の陰極１
の先端部の構造を拡大して示した斜視図であり、陰極１
の先端部は２７０個のエッジ９からなる櫛歯状となって
おり、一つのエッジ９の幅は２μｍ、ピッチは４μｍ、
エッジ９の長さは６μｍである。引出し電極３と陰極１
との間に印加された電圧による電界によって、各々のエ
ッジ９の端から真空中に電子が放出される。陰極１およ
び引出し電極３はそれぞれタングステン、ニオブの金属
薄膜から成り、膜厚は共に０．２μｍである。
における断面図である。図１から明らかなように、図２
の断面に直交するこの断面には、ホール電圧を検知する
ためのホール電極４が見られる。図４は本発明の陰極１
の先端部の構造を拡大して示した斜視図であり、陰極１
の先端部は２７０個のエッジ９からなる櫛歯状となって
おり、一つのエッジ９の幅は２μｍ、ピッチは４μｍ、
エッジ９の長さは６μｍである。引出し電極３と陰極１
との間に印加された電圧による電界によって、各々のエ
ッジ９の端から真空中に電子が放出される。陰極１およ
び引出し電極３はそれぞれタングステン、ニオブの金属
薄膜から成り、膜厚は共に０．２μｍである。
【００２０】図５は、本発明の別の実施例である磁気セ
ンサの平面図であり、検出磁界は紙面に垂直に与えられ
る。絶縁基板として、石英板の代わりに、酸化膜を形成
したシリコン基板が用いられている。シリコン基板６の
上に形成された厚さ２μｍの酸化膜１０に図１の実施例
と同じように深さ１μｍの矩形の凹み７が穿たれてお
り、矩形の互いに対向する二辺から凹み７の上に先端を
突き出して陰極１と陽極２とが酸化膜１０の表面上に設
けられている。矩形の残る二辺の側には酸化膜１０の表
面から凹み７の内壁上にホール電極４が延びている。ま
た陰極１に対向して凹み７の底部に引出し電極３が設け
られているのは図１の実施例と同じである。特に大口径
の石英板は高価であり、またシリコン基板の方が半導体
の加工技術を適用する上でなじみがよく、問題は無い。
ンサの平面図であり、検出磁界は紙面に垂直に与えられ
る。絶縁基板として、石英板の代わりに、酸化膜を形成
したシリコン基板が用いられている。シリコン基板６の
上に形成された厚さ２μｍの酸化膜１０に図１の実施例
と同じように深さ１μｍの矩形の凹み７が穿たれてお
り、矩形の互いに対向する二辺から凹み７の上に先端を
突き出して陰極１と陽極２とが酸化膜１０の表面上に設
けられている。矩形の残る二辺の側には酸化膜１０の表
面から凹み７の内壁上にホール電極４が延びている。ま
た陰極１に対向して凹み７の底部に引出し電極３が設け
られているのは図１の実施例と同じである。特に大口径
の石英板は高価であり、またシリコン基板の方が半導体
の加工技術を適用する上でなじみがよく、問題は無い。
【００２１】図６は図５のＢ−Ｂ線における断面図であ
る。ホール電圧を検知するためのホール電極４が酸化膜
１０の表面から凹み７の内壁上に延びている様子がよく
わかる。電極面積が広くなって電子の捕捉率が高まり、
より正確な測定が可能になる。本発明の磁気センサは、
最近注目されているいわゆる電界放出型微小真空管と類
似の構造となっているので、例えばセミコンダクターワ
ールド誌１９９２年３月号６２ページに金丸等により記
載されている微小真空管の製造方法と同じようにして製
造できる。図の磁気センサでの磁気検出は次のようにし
て行う。陰極１と引出し電極３との間に約５０Ｖの電圧
を印加し、陰極１から電子を放出させる。この放出され
た電子が、陽極２に加えられた電圧により陽極２まで到
達する間に、その場に存在する磁気により偏向を受け、
二つのホール電極４間にホール電圧を生ずるのである。
る。ホール電圧を検知するためのホール電極４が酸化膜
１０の表面から凹み７の内壁上に延びている様子がよく
わかる。電極面積が広くなって電子の捕捉率が高まり、
より正確な測定が可能になる。本発明の磁気センサは、
最近注目されているいわゆる電界放出型微小真空管と類
似の構造となっているので、例えばセミコンダクターワ
ールド誌１９９２年３月号６２ページに金丸等により記
載されている微小真空管の製造方法と同じようにして製
造できる。図の磁気センサでの磁気検出は次のようにし
て行う。陰極１と引出し電極３との間に約５０Ｖの電圧
を印加し、陰極１から電子を放出させる。この放出され
た電子が、陽極２に加えられた電圧により陽極２まで到
達する間に、その場に存在する磁気により偏向を受け、
二つのホール電極４間にホール電圧を生ずるのである。
【００２２】表１に、本発明による上記の構造の磁気セ
ンサの磁気検出特性を調べた結果を、従来のシリコンホ
ール素子からなる磁気センサと比較して示す。
ンサの磁気検出特性を調べた結果を、従来のシリコンホ
ール素子からなる磁気センサと比較して示す。
【００２３】
【表１】 表に見るとおり、磁気検出の感度である積感度は、約１
０倍以上に向上する。従って、計測範囲もそれだけ拡大
することになる。その他の特性も磁気検出領域寸法が同
程度である以外は、シリコンホール素子からなる磁気セ
ンサに比べて、直線性誤差が５倍、他は大体１０倍以上
優れていることがわかる。
０倍以上に向上する。従って、計測範囲もそれだけ拡大
することになる。その他の特性も磁気検出領域寸法が同
程度である以外は、シリコンホール素子からなる磁気セ
ンサに比べて、直線性誤差が５倍、他は大体１０倍以上
優れていることがわかる。
【００２４】またシリコンホール素子からなる磁気セン
サは１００℃以上では、真性伝導が起きて使用できない
のに対して、本発明の磁気センサは、４００℃まで使用
可能であり、かつ放射線等の影響も受けにくい。形状も
従来の半導体ホール素子からなる磁気センサと同じか或
いはそれよりさらに小さくすることも十分可能である。
サは１００℃以上では、真性伝導が起きて使用できない
のに対して、本発明の磁気センサは、４００℃まで使用
可能であり、かつ放射線等の影響も受けにくい。形状も
従来の半導体ホール素子からなる磁気センサと同じか或
いはそれよりさらに小さくすることも十分可能である。
【００２５】絶縁基板としては上記の石英板や酸化膜を
形成したシリコン基板の他に、例えば窒化シリコン等の
セラミックス、ポリイミド基板或いはシリコン基板上に
窒化シリコン膜を形成したものでもよい。また、陰極の
先端の形状は上記の櫛歯状の他、楔状など電界を集中で
きる形状なら他の形状でもよい。
形成したシリコン基板の他に、例えば窒化シリコン等の
セラミックス、ポリイミド基板或いはシリコン基板上に
窒化シリコン膜を形成したものでもよい。また、陰極の
先端の形状は上記の櫛歯状の他、楔状など電界を集中で
きる形状なら他の形状でもよい。
【００２６】更に、上記の実施例では、絶縁基板上のセ
ンサ部のみをキャップにより真空封止しているが、絶縁
基板全体つまりチップ全体を真空容器内に入れてもよい
のは勿論である。
ンサ部のみをキャップにより真空封止しているが、絶縁
基板全体つまりチップ全体を真空容器内に入れてもよい
のは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、実施例にも示した通り
従来のホール素子からなる磁気センサに比べて高感度
で、計測範囲の広い磁気センサが得られる。さらに、本
発明のような真空中の電子の流れでは、固体中の電子の
流れと異なり耐放射線性、耐高温性に優れるため、使用
範囲の拡大が図れるという効果がある。
従来のホール素子からなる磁気センサに比べて高感度
で、計測範囲の広い磁気センサが得られる。さらに、本
発明のような真空中の電子の流れでは、固体中の電子の
流れと異なり耐放射線性、耐高温性に優れるため、使用
範囲の拡大が図れるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例である磁気センサの平面図
【図２】図１の磁気センサのＡ−Ａ線における断面図
【図３】図１の磁気センサのＢ−Ｂ線における断面図
【図４】図１の磁気センサの陰極の拡大斜視図
【図５】本発明の別の実施例である磁気センサの平面図
【図６】図５の磁気センサのＢ−Ｂ線における断面図
【図７】従来の磁気センサの動作範囲と応用分野を示す
図
図
１ 陰極 ２ 陽極 ３ 引出し電極 ４ ホール電極 ５ 石英板 ６ シリコン基板 ７ 凹み ８ キャップ ９ エッジ １０ 酸化膜
Claims (6)
- 【請求項１】絶縁基板の表面層に矩形の凹みを穿ち、そ
の凹みの周囲の絶縁物の上表面に、前記矩形の一辺から
先端を凹みの上に突き出して設けられた陽極と、前記矩
形の一辺に対向する一辺から先端を凹みの上に突き出し
て設けられた先端が曲率半径の小さい少なくとも一つ以
上の電子放出端部を有する陰極と、前記二つの電極が設
けられていない互いに対向する二辺をなす絶縁物の上に
それぞれ設けられたホール電極と、前記陰極に対向して
凹みの底部に設けられた引出し電極とを有し、前記陰
極、陽極、ホール電極および引出し電極が全て真空中に
配置されていることを特徴とする磁気センサ。 - 【請求項２】ホール電極が絶縁物層の上表面から凹みの
内壁表面に延長して設けられたことを特徴とする請求項
１に記載の磁気センサ。 - 【請求項３】絶縁基板が半導体基板上に絶縁物層を形成
したものであることを特徴とする請求項１または２に記
載の磁気センサ。 - 【請求項４】非磁性材料からなるキャップを有すること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気
センサ。 - 【請求項５】陰極の先端が櫛歯状であることを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気センサ。 - 【請求項６】陰極の先端が楔状であることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06751094A JP3227985B2 (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | 磁気センサ |
| EP95105038A EP0676646B1 (en) | 1994-04-06 | 1995-04-04 | Magnetic sensor |
| DE69531266T DE69531266T2 (de) | 1994-04-06 | 1995-04-04 | Magnetsensor |
| US08/418,105 US5592081A (en) | 1994-04-06 | 1995-04-06 | Magnetic Sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06751094A JP3227985B2 (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | 磁気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07283459A true JPH07283459A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3227985B2 JP3227985B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=13347058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06751094A Expired - Fee Related JP3227985B2 (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | 磁気センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5592081A (ja) |
| EP (1) | EP0676646B1 (ja) |
| JP (1) | JP3227985B2 (ja) |
| DE (1) | DE69531266T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088868A (ja) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転数センサ |
| JP2012204808A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| CN112540329A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-03-23 | 中国科学院微电子研究所 | 一种霍尔传感器及其制备和测试方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6030621A (en) | 1998-03-19 | 2000-02-29 | De Long; Xie | Ginkgo biloba composition, method to prepare the same and uses thereof |
| US7847536B2 (en) * | 2006-08-31 | 2010-12-07 | Itron, Inc. | Hall sensor with temperature drift control |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2566964B1 (fr) * | 1984-06-29 | 1986-11-14 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de capteurs a effet hall en couches minces |
| JPH02192781A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-30 | Mitsubishi Electric Corp | ホール素子および磁気センサシステム |
-
1994
- 1994-04-06 JP JP06751094A patent/JP3227985B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-04 DE DE69531266T patent/DE69531266T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-04 EP EP95105038A patent/EP0676646B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-06 US US08/418,105 patent/US5592081A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088868A (ja) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転数センサ |
| JP2012204808A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| CN112540329A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-03-23 | 中国科学院微电子研究所 | 一种霍尔传感器及其制备和测试方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69531266D1 (de) | 2003-08-21 |
| US5592081A (en) | 1997-01-07 |
| JP3227985B2 (ja) | 2001-11-12 |
| DE69531266T2 (de) | 2004-05-27 |
| EP0676646A1 (en) | 1995-10-11 |
| EP0676646B1 (en) | 2003-07-16 |
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