Robust Hall effect magnetic field sensors for operation at high temperatures and in harsh radiation environments

高温高放射線場で動作するホール効果磁気センサーの開発

Abderrahmane, A.*; 小出 将太*; 佐藤 真一郎; 大島 武; Sandhu, A.*; 岡田 浩*

Abderrahmane, A.*; Koide, Shota*; Sato, Shinichiro; Oshima, Takeshi; Sandhu, A.*; Okada, Hiroshi*

近年、高温高放射線場で動作する磁場モニター用ホール効果センサーの開発が求められており、AlGaN/GaNヘテロ構造を利用した高感度ホール効果センサーに期待が寄せられている。今回、400Cでも安定動作するAlGaN/GaN 2次元電子ガス磁気センサーを開発し、その耐放射線性について検討した。耐放射線性評価には、高崎量子応用研究所TIARAイオン注入装置の380keV陽子線を使用した。380keV陽子線を110/cm照射すると、比較用試料であるAlGaAs/GaAs, AlInSb/InAsSb/AlInSb磁気センサーは大きな劣化を示したが、AlGaN/GaN磁気センサーは照射前とほぼ同様の特性を維持していた。このことから、本研究で作製したAlGaN/GaN磁気センサー試料は高い耐放射線性を持つことが明らかとなった。

Recent industrial trends indicate increasing demand for Hall effect sensors for monitoring magnetic fields under extreme conditions such as high temperatures and under harmful radiation conditions. In this study, robust and high sensitivity Hall effect sensors using AlGaN/GaN heterostructures with a two-dimensional electron gas at the heterointerface were fabricated, and their magnetic properties were investigated. The AlGaN/GaN 2DEG Hall sensors were stable to at least 400 C and even after irradiation of 380 keV protons at the fluence of 1 10 /cm. The results showed that the AlGaN/GaN 2DEG Hall sensors had superior radiation tolerance to AlGaAs/GaAs and AlInSb/InAsSb/AlInSb magnetic sensors.