Brevet FR2017194A1 — publié le 19700522

L'invention concerne un dispositif à effet de Hall, intégré, dans lequel une partie d'un corps semi-conducteur remplit la fonction d'élément de Hall alors que dans la partie restante de ce corps semi-conducteur est intégré un circuit auxiliaire 5 associé à l'élément de Hall. Pour réaliser des éléments de Hall, on utilise notamment vin corps semi-conducteur d'épaisseur particulièrement faible, avec grande mobilité des porteurs de charge libre, par exemple des corps en antimoniure d'indium ou en arséniure d'indium. Dans 10 ce cas, il n'est pas possible d'intégrer au corps semi-conducteur un circuit amplificateur pour l'élément de Hall. Il est également connu d'utiliser comme substrat pour cet élément de Hall, des corps semi-conducteurs, par exemple une plaquette de silicium. Dans ce cas, le circuit auxiliaire peut être intégré au corps 15 semi-conducteur. Par ailleurs, l'élaboration du dispositif peut être simple et le dispositif à effet de Hall fonctionne de manière avantageuse. Ces dispositifs à effet de Hall peuvent par exemple être utilisés avantageusement dans des moteurs électriques sans collecteur, pour lesquels les courants traversant les bobi-20 nés sont commutés à l'aide d'éléments de Hall. Il est désirable de placer ce dispositif à effet de Hall intégré, dans une enveloppe qui le protège contre des influences extérieures et qui soit robuste, de façon que le dispositif soit facilement maniable. En outre, il doit être possible d'obtenir, 25 au niveau de l'élément de Hall, un champ magnétique transversal d'intensité suffisante, permettant d'engendrer des signaux électriques de Hall. Pour atteindre ce résultat, on a fixé, conformément à l'invention,, le corps semi-conducteur sur un support faisant partie d'une grille de conducteurs, des plages de contact 30 clu corps semi-conducteur étant reliées électriquement aux extrémités de ces conducteurs, alors que la grille et l'élément semiconducteur sont disposés dans une enveloppe en matière synthétique dans laquelle sont prévus, à l'endroit respectivement de la partie inférieure et de la partie supérieure de 1'élément de 35 Hall, des évidements qui s'étendent jusqu'à proximité du corps semi-conducteur. L'enveloppe conforme à l'invention satisfait aux différentes exigences posées à cet égard. Dans les évidements de l'enveloppe qui se trouvent au-dessus et au-dessous de l'élément de Hall, on peut placer des pièces polaires en matériau 40 ferromagnétiques qui peuvent venir 69 29668 2 2017194 très près de l'élément de Hall. L'enveloppe conforme à l'invention permet donc d'engendrer un champ magnétique transversal suffisamment intense, de sorte que le bon fonctionnement du. dispositif à effet de Hall est garanti. 5 Dans une forme de réalisation avantageuse du dispositif à ef fet de Hall, intégré, les évidements sont coniques et convergent en direction de l'élément de Hall» La forme des pièces polaires qui s'adaptent dans ces éléments permet d'obtenir une concentration avantageuse du flux magnétique à l'endroit de l'élément de 10 Hall. Suivant une autre forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention, on place dans les évidements des petits morceaux de matériau ferromagnétique qui sont incorporés à l'enveloppe en matière synthétique, de manière qu'ils forment des pièces polaires 15 permettant d'obtenir le champ magnétique pour l'élément de Hall. Dans cette forme de réalisation, les pièces polaires sont déjà incorporées au dispositif à effet de Hall, ce qui peut s'avérer avantageux dans de nombreux cas. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, le 20 donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 représente une grille de conducteurs sur laquelle est placé le corps semi-conducteur. Les figures 2 et 3 représentent respectivement une coupe et 25 une vue en plan d'un dispositif conforme à l'invention. La fig. 4 représente une coupe du dispositif à effet de Hall dans lequel 3»es pièces polaires sont incorporées à l'enveloppe. Sur la fig. 1 est représentée une grille (1) constituée par un certain nombre de conducteurs (2). Cette grille est de préféren-30 ce formée par une mince plaque d'un alliage fer-nickel. Un des conducteurs (2) a une partie plus large (3} sur laquelle est placé un corps semi-conducteur (4) ayant la forme d'une mince plaquette. Ce corps semi-conducteur est constitué, de préférence, par un monocristal de silicium, renfermant un circuit intégré auquel sont in-35 eorporés un élément de Hall et un circuit amplificateur pour le signal de Hall» L'élément de Hall (5) se trouve de préférence au milieu du corps semi-conducteur (4) et est représenté schématiquement en pointillé» Les plages de contact (6) prévues sur le corps semiconducteur sont connectées à l'aide de fils d'or (7), en utilisant des techniques de fixation connues, aux conducteurs (2) de la gril 69 29668 5 2017194 le. Ces fils (7) sont placés de telle façon qu'ils ne passent pas au-dessus de l'élément de Hall (5). L'ensemble ainsi formé est noyé dans une enveloppe en matière synthétique (8). Les figures 2 et 3 représentent une forme de réa-5 lisation du dispositif à effet de Hall muni de son enveloppe. La partie de la grille (1) qui sert à maintenir lors de la fabrication du dispositif à effet de Hall, les conducteurs (2) dans la position correcte, est coupée. Lors de la mise en place de l'envelop- 20 oe, ce qui/fait par exemple dans une matrice, par injection, on 10 place dans cette matrice des broches qui s'étendent jusqu'à proximité du corps semi-conducteur et qui se situent exactement au-des-sus et au-dessous de l'endroit où se trouve l'élément de Hall (5). De cette manière, on obtient dans l'enveloppe en matière synthétique (8) des évidements (g). Ces évidements permettent de placer 15 des pièces polaires d'un aimant jusqu'à proximité de l'élément de Hall de sorte qia'à ce niveau, on peut obtenir un champ magnétique transversal intense, à l'aide duquel peuvent être engendrés des signaux électriques de Hall. Il est également possible d'incorporer les pièces polaires 20 ferromagnétiques à l'enveloppe, comme représenté à titre d'exemple sur la fig.4. Les pièces polaires (10) peuvent s'étendre dans ce cas jusqu'à la surface extérieure de l'enveloppe en matière synthétique (8), comme le montre la figure, mais elles peuvent également au besoin, faire légèrement saillie hors de l'enveloppe. 25 Les évidements (9) sont représentés coniques, ils peuvent tou tefois avoir me autre forme. Une forme légèrement convergente e& également avantageuse en vue d'obtenir une concentration du flux magnétique à l'endroit de l'élément de Hall. 69 29668 % 1 2017194 REVENDICATIONS. 1. Dispositif à effet de Hall, intégré, dans lequel une partie d'un corps semi—conducteur remplit la fonction d elément de Hall, alors que dans la partie restante de ce corps serai-conducteur est 5 intégré un circuit auxiliaire associé à l'élément de Hall, ce dispositif étant caractérisé en ce que le corps semi-conducteur est fixé sur un support faisant partie d'une grille de conducteurs, des plages de contact du corps semi-conducteurs étant reliées électriquement aux extrémités de ces conducteurs, alors que la grille et 10 l'élément semi-conducteur sont disposés dans une enveloppe en matière synthétique dans laquelle sont prévus, à l'endroit respectivement de la partie inférieure et de la partie supérieure de l'élément de Hall, des évidements qui s'étendent jusqu'à proximité du corps semi-conducteur. !5 2. Dispositif semi-conducteur intégré suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les évidements sont coniques et convergent en direction de l'élément de Hall. Dispositif semi-conducteur intégré suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on place dans les évidements des pe-20 tits morceaux de matériau ferromagnétique qui sont incorporés à l'enveloppe en matière synthétique, de manière qu'ils forment des pièces polaires permettant d'obtenir le champ magnétique pour l'élément de Hall.