發(fā)布時(shí)間：2021-01-14 09:09

　　本文基于MEMS技術(shù)給出一種磁場(chǎng)/壓力/加速度單片集成傳感器,該結(jié)構(gòu)由磁場(chǎng)傳感器、壓力傳感器和三軸加速度傳感器構(gòu)成�；诨魻栃�(yīng),由兩個(gè)霍爾輸出端的霍爾磁場(chǎng)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)外加磁場(chǎng)的測(cè)量;基于壓阻效應(yīng),壓力傳感器由C型硅杯和方形硅膜構(gòu)成,方形硅膜表面上的四個(gè)壓敏電阻構(gòu)成惠斯通電橋結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)對(duì)外加壓力的測(cè)量;加速度傳感器由兩個(gè)質(zhì)量塊、四個(gè)L型梁和中間雙梁構(gòu)成,在梁的根部分布著十二個(gè)壓敏電阻,分別構(gòu)成三組惠斯通電橋結(jié)構(gòu),通過檢測(cè)三組惠斯通電橋的輸出電壓分別實(shí)現(xiàn)對(duì)三軸加速度的測(cè)量。在此基礎(chǔ)上,采用ATLAS和ANSYS軟件分別構(gòu)建單片集成傳感器中磁場(chǎng)傳感器、壓力傳感器和加速度傳感器結(jié)構(gòu)仿真模型并進(jìn)行仿真分析,通過結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,采用L-Edit集成電路版圖設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)單片集成傳感器芯片版圖�；贛EMS技術(shù)在n型<100>晶向高阻單晶硅片上完成集成傳感器芯片制作,并通過靜電鍵合工藝和內(nèi)引線壓焊技術(shù)實(shí)現(xiàn)芯片封裝。在室溫條件下,本文通過采用磁場(chǎng)發(fā)生器、壓力校準(zhǔn)系統(tǒng)和加速度傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)構(gòu)建的單片集成傳感器測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行傳感器特性研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出,當(dāng)電源電壓為5.0V時(shí),單片集成傳感器中兩... 

【文章來源】：黑龍江大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

納米硅/單晶硅異質(zhì)結(jié)MOSFETs壓/磁多功能傳感器

境溫度變化的線性輸出，測(cè)量范圍為-30~150℃。，電源電壓為 5V 時(shí)，三軸加速度傳感器 z ，橫向靈敏度低于 3%；x 軸和 y 軸的靈敏度約為 5%。壓力傳感器在 20℃和 70℃的靈敏度分別為 ·kPa)-1，非線性分別為 0.4%F.S.和 0.1%F.S.。溫度·℃-1，非線性為 0.48%F.S.。

測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)電源電壓為-1.5V 時(shí)，壓力傳感器的靈敏Pa，準(zhǔn)確度為 0.82%F.S.，靈敏度溫度系數(shù)為-1550ppm/℃。當(dāng)工，對(duì)不等位電勢(shì)調(diào)零后的磁傳感器絕對(duì)磁靈敏度為 21.26mV/T，F(xiàn).S.。年，中國科學(xué)院電子學(xué)研究所龐程等人在“IEEE Nano/Micro Engular Systems”國際會(huì)議上發(fā)表了一種用于微型氣象站的多功能傳感度傳感器、壓力傳感器和相對(duì)濕度傳感器，如圖 1-3 所示。不同或電容壓力傳感器，該壓力傳感器采用鉑壓敏電阻，在很大程度制作工藝的同時(shí)又能夠獲得良好的性能。溫度傳感器采用鉑電阻通過測(cè)量鉑電阻阻值的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量。濕度傳感器采用收層，在上下兩面制作電極，通過測(cè)量電容的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)外界濕果表明，壓力傳感器的靈敏度約為 8.5μV/kPa/V，遲滯為 0.077%數(shù)為 998ppm/℃F.S.。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]Fabrication and characteristics of magnetic field sensors based on nano-polysilicon thin-film transistors[J]. 趙曉鋒,溫殿忠,莊萃萃,曹靖雅,王志強(qiáng).  Journal of Semiconductors. 2013(03)
[4]單片集成三軸加速度傳感器[J]. 田雷,劉智輝,王永剛.  半導(dǎo)體技術(shù). 2012(12)
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[6]納米硅/單晶硅異質(zhì)結(jié)MAGFET不等位電勢(shì)補(bǔ)償研究[J]. 趙曉鋒,溫殿忠.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2010(03)
[7]Fabrication and characteristics of the nc-Si/c-Si heterojunction MAGFET[J]. 趙曉鋒,溫殿忠.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2009(11)
[8]納米多晶硅薄膜壓力傳感器制作及特性[J]. 趙曉鋒,溫殿忠.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2008(10)
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博士論文
[1]硅基集成光波導(dǎo)生物傳感器研究[D]. 江先鑫.浙江大學(xué) 2015
[2]納米硅/單晶硅異質(zhì)結(jié)MOSFETs壓/磁多功能傳感器研究[D]. 趙曉鋒.黑龍江大學(xué) 2008

碩士論文
[1]納米硅薄膜晶體管壓力傳感器制作及特性研究[D]. 李玥.黑龍江大學(xué) 2013
[2]納米硅薄膜晶體管加速度傳感器制作及特性研究[D]. 韓冰.黑龍江大學(xué) 2013
[3]納米硅薄膜晶體管壓/磁傳感器制作工藝及特性研究[D]. 莊萃萃.黑龍江大學(xué) 2013
[4]納米硅薄膜晶體管磁傳感器研究[D]. 王志強(qiáng).黑龍江大學(xué) 2012
[5]采用MEMS技術(shù)研制硅脈象傳感器[D]. 王迪.黑龍江大學(xué) 2009
[6]MOSFETs力/磁傳感器集成化研究[D]. 任華.黑龍江大學(xué) 2008
[7]精密工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)校準(zhǔn)方法研究[D]. 李志科.華中科技大學(xué) 2008
[8]介觀壓阻型加速度計(jì)的設(shè)計(jì)與性能測(cè)試[D]. 胡杰.中北大學(xué) 2008



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