本文基于MEMS技術和隔離工藝設計一種二維磁場/壓力傳感器,該結構由二維磁場傳感器和壓阻式壓力傳感器構成。二維磁場傳感器以硅磁敏三極管作為磁敏器件,沿x軸、y軸分別構成兩個差分結構磁敏感單元,第一差分結構磁敏感單元為沿y軸方向放置的磁敏三極管與負載電阻構成的差分結構,可實現x方向磁場分量（B_x）測量,第二差分結構敏感單元為沿x軸方向放置的磁敏三極管與負載電阻構成的差分結構,可實現y方向磁場分量（B_y）測量;結合彈性元件應力分析和壓阻效應,在方形硅膜表面設計四個壓敏電阻構成惠斯通結構,可實現垂直于芯片表面外加壓力（P）測量。在此基礎上,采用模擬半導體器件電學特性軟件Silvaco TCAD Atlas對二維磁場傳感器進行仿真模型構建,并仿真分析了I_C-V_CE特性、磁敏特性和溫度特性;采用ANSYS Mechanical APDL有限元仿真軟件構建了壓力傳感器結構仿真模型,并仿真分析了壓敏特性。通過采用L-Edit軟件設計了二維磁場/壓力傳感器芯片版圖,并進行工藝制作和封裝。在室溫環(huán)境下,采用半導體參數... 

【文章來源】：黑龍江大學黑龍江省

【文章頁數】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

二維差分折疊垂直霍爾器件的詳細結構

-3-2015年，黑龍江大學趙曉鋒等人提出一種由四個具有相似特性的磁敏二極管（MSD）和四個負載電阻構成的二維磁場集成傳感器，圖1-2給出傳感器照片[27]。為測量x方向磁場，將兩個具有相反磁敏感方向的磁敏二極管（MSD2和MSD4）沿x軸方向和-x軸方向對稱放置；同時為測量y方向磁場，將兩個具有相反磁敏感方向的磁敏二極管（MSD1和MSD3）沿y軸方向和-y軸方向對稱放置。其實驗結果表明，當電源電壓為5.0 V時，二維磁場傳感器沿x軸磁敏感方向磁靈敏度為544.0 mV/T，沿y軸磁敏感方向磁靈敏度為498.0 mV/T，可以檢測二維磁場。2016年，國立高雄應用科技大學機械工程系VanSuLuong等人提出一種帶偏轉磁通斬波器（DFC）的隧道磁阻（TMR）矢量強磁計

其結構如圖 1-4 所示，圖1-4 a)為封裝集成二維磁場傳感器的結構正面視圖，圖 1-4 b)為封裝集成二維磁場傳感器的結構背面視圖[29]。為了可以檢測 x 軸和 y 軸方向的磁場矢量，利用 MEMSa) b)圖 1-3 傳感器結構[28]a) 側視圖 b) 俯視圖Fig. 1-3 Sensor structurea) side view b) top viewa) b)圖 1-4 封裝集成二維磁場傳感器基本結構[29]a) 正面視圖 b) 背面視圖Fig. 1-4 The basic structure of package integrated tw

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Temperature characteristics research of SOI pressure sensor based on asymmetric base region transistor[J]. Xiaofeng Zhao,Dandan Li,Yang Yu,Dianzhong Wen.  Journal of Semiconductors. 2017(07)
[2]一種集成三軸加速度、壓力、溫度的硅微傳感器[J]. 徐敬波,趙玉龍,蔣莊德,孫劍.  儀器儀表學報. 2007(08)



本文編號：2911200