本文關(guān)鍵詞：基于SOI霍爾磁傳感器制作與特性研究　出處：《黑龍江大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本文在SOI片上構(gòu)建SOI霍爾磁傳感器基本結(jié)構(gòu),該傳感器由兩個歐姆接觸的控制電流極(VDD、VSS)和歐姆接觸的霍爾輸出端(VH1、VH2)構(gòu)成。在SOI霍爾磁傳感器基本結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上,提出霍爾輸出端串聯(lián)集成化結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)包括兩個具有相同特性的霍爾磁傳感器(HD1和HD2),并對其工作原理進(jìn)行討論。根據(jù)SOI霍爾磁傳感器基本結(jié)構(gòu),采用ATLAS器件仿真系統(tǒng)對該磁傳感器二維仿真模型與三維仿真模型進(jìn)行構(gòu)建。在研究SOI片對傳感器特性影響的基礎(chǔ)上,仿真分析SOI霍爾磁傳感器的磁特性和溫度特性。通過SOI霍爾磁傳感器的理論研究和仿真分析,建立單晶硅霍爾磁傳感器仿真模型,對磁特性溫度特性進(jìn)行比較。在仿真分析的基礎(chǔ)上,采用L-Edit版圖設(shè)計軟件設(shè)計SOI霍爾磁傳感器及具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)SOI霍爾磁傳感器芯片版圖,并采用MEMS技術(shù)和CMOS工藝在SOI片上制作SOI霍爾磁傳感器,芯片尺寸為2×2 mm2。應(yīng)用集成電路芯片內(nèi)引線壓焊技術(shù)對芯片進(jìn)行封裝。本文采用傳感器磁特性測試系統(tǒng)(CH-100)與高低溫濕熱試驗箱(奧貝斯GDJS-100LG-G)對單片集成SOI霍爾磁傳感器芯片進(jìn)行特性測試。研究磁敏感層寬長比(W/L)、霍爾輸出端形狀、霍爾輸出端寬度(b)和串聯(lián)結(jié)構(gòu)對SOI霍爾磁傳感器特性的影響,優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。當(dāng)VDD=5.0 V,W/L=80μm/80μm、霍爾輸出端寬度b=8μm時,SOI霍爾磁傳感器磁靈敏度可達(dá)到201.83 mV/T。當(dāng)VDD=5.0 V,W/L=80μm/160μm、霍爾輸出端寬度b=4μm時,串聯(lián)結(jié)構(gòu)SOI霍爾磁傳感器磁靈敏度可達(dá)到159.82 mV/T。研究結(jié)果表明,SOI霍爾磁傳感器比單晶硅SOI霍爾磁傳感器具有更好的磁特性與溫度特性,且霍爾輸出端串聯(lián)結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)磁靈敏度的提高。
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【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212

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本文編號：1354616