霍尔传感器的制造工艺材料

　　AHS 产品的多功能性来自其人员在薄膜复合技术和器件设计和加工的不同方面积累的大量专业知识，尤其是分子束外延 (MBE) 方面的独特专业知识，最复杂的微电子行业必须使用的薄膜工具。

　　AHS 正在将“二维电子气 ( 2-DEG )”薄膜、由 III-V 族化合物制成的结构推向市场，其性能优于硅、GaAs、InAs 或 InSb 霍尔效应器件和磁电阻器。这些适应性强的磁性传感器由 AHS 专门定制，以满足一系列定制和工业要求，提供多种特性选择（参见产品数据表）。

　　AHS 在 MBE 生长的2-DEG 结构方面的独特专业知识 使其在市场上占有一席之地，难怪我们是全球唯一一家提供这种新技术并挑战更成熟技术的公司。

　　AHS 新一代霍尔效应元件基于两种独特的技术：砷化镓 ( GaAs )* 和变质 InGaAs ( mGaAs ) 技术。

　　大多数 AHS 传感器的操作依赖于“带隙工程”的概念，而不是依赖于半导体“体”特性的传统半导体霍尔效应传感器。换句话说，传感器的物理特性经过精心设计，可以实现使用自然体积特性根本不可行的所需任务。

　　半导体材料的电子行为首先受“爆炸间隙”控制，这是通常禁止携带电荷的粒子（如电子）的能量状态。通过带隙工程，分子束外延 (MBE) 的原子层精度用于沉积极薄的化合物半导体，厚度为 10-20 nm（即 10-20 毫米的百万分之一）。在成品结构的深处，通过生长特定的材料组合形成势阱，这些材料将携带电荷的电子限制在固定的量子能态中，因此被称为“量子阱”。

　　AHS 在带隙工程和量子阱结构方面的专业知识随后被转化为传统“体”或“薄膜”半导体所不具备的物理特性。

　　例如，量子阱 (QW) 是通过在两个稍厚、带隙较大的半导体（例如 AlGaAs 或 InAlAs）之间插入非常薄的 GaAs 或 InGaAs 薄膜来构建的，从而产生了量子阱概念（见图 1）。这个 QW 然后能够“捕获”电子，然后被称为二维电子气体 (2DEG)，之所以这么叫是因为它们被捕获在 QW 平面内，实际上将它们限制在二维，而不是自由地“漫游” 3D 中的半导体晶体与传统霍尔效应传感器的情况一样。

AHS制造的QW霍尔效应传感器的通用结构如下图所示：

 

　　霍尔传感器的每个组件都经过优化，以在非常大的温度和磁场范围内运行。对材料系统和 QW 厚度及其相关 2DEG 的控制允许控制磁灵敏度，范围为 180 - 1000 V/AT（现有商用 GaAs、InAs 或 InSb 霍尔传感器的 2 到 5 倍，具有非常低热漂移 (< -0.05% oC) 和磁性非线性 (<1%)。

　　新型 2-DEG 霍尔效应元件具有出色的性能，并且在材料层面具有异常可控的参数，具有：

　　a. 灵敏度

　　可变且达到比传统 GaAs 更高的灵敏度。它是材料层面（晶圆生长）的可控参数，远优于磁场B大于0.2T时InSb霍尔元件的灵敏度

　　b. 出色的温度稳定性——极低的漂移

　　可控且可预测的温度系数。

　　（放大与磁场）。

　　c. 无压电效应

　　商用霍尔效应元件通过修改输出电压与磁通密度曲线来响应应力。因此，来自热源、冷源或机械源的环境压力会影响商用霍尔效应元件的输出。AHS 元件不会受到这种影响，因此不需要任何特殊处理。

　　d. 高达数 MHz 的极高带宽操作。

　　e. 偏移电压

　　由于 2DEG 结构的高迁移率，因此偏移非常低。

　　AHS霍尔传感器源网页：Blank page | Advanced Hall Sensors Ltd

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