Étude de capteurs intégrés sur Si et GaAs pour la détection de champs magnétiques

par Nathalie Mathieu-Bolh

Thèse de doctorat en Physique des composants. Microélectronique

Sous la direction de Alain Chovet.

Soutenue en 1991

à Grenoble INPG .

mots clés

• Sciences appliquees
• Electronique
• Capteurs magnetiques integres
• Arseniure de gallium
• Magnetotransistors mos et mesfets
• Bruit
• Silicium
• Magnetodiodes
• Sensibilite
• Resolution

Résumé

L'objectif de ce travail a ete la recherche de capteurs de champ magnetique integres pour la detection de faibles champs magnetiques. Nous presentons tout d'abord l'etat de l'art concernant les capteurs de champ magnetique a semiconducteurs deja existants. Differents capteurs sont ensuite caracterises et compares c'est-a-dire: - la magnetodiode en germanium; - la micromagnetodiode en silicium sur saphir; - le magnetotransistor mos multidrains et le capteur mos a effet hall (capteurs integres sur silicium). La caracterisation d'un capteur, telle que nous l'avons menee, comprend des mesures de sensibilite (qui permettent d'etablir le rapport entre une variation de grandeur electrique et la variation de champ magnetique correspondante) et des mesures du bruit propre du composant (qui vont determiner les limites de detection du capteur). Nous avons constate que la resolution obtenue avec differents capteurs en silicium est de l'ordre du micro-tesla. Afin d'ameliorer ces performances, nous avons propose un nouveau capteur, le magnetotransistor (de type mesfet) multidrains en arseniure de gallium: nous avons ainsi pu etudier l'influence du materiau semiconducteur sur les proprietes du capteur ainsi que l'avantage d'utiliser un semiconducteur a plus forte mobilite pour obtenir de meilleures sensibilites. Les excellentes performances des magnetotransistors mesfets en gaas sont cependant limitees par le bruit eleve observe a basses frequences

Titre traduit

Si and gaas integrated sensors for magnetic field detection

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