單片集成二維磁傳感器研究.pdf

1、本文基于立體結(jié)構(gòu)硅磁敏三極管，構(gòu)建由四個硅磁敏三極管(SMST1、SMST2、SMST3和SMST4)和四個負載電阻(RL1、RL2、 RL3和RL4）構(gòu)成的單片集成二維磁傳感器，該傳感器包括四個基極(B1、B2、B3、B4)、四個集電極(C1、C2、C3、C4)和四個發(fā)射極(E1、E2、E3、E4)。通過分析硅磁敏三極管工作原理，給出單片集成二維磁傳感器工作原理，理論分析給出，該單片集成二維磁傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)二維磁場檢測。在此基礎(chǔ)上，采

2、用ATLAS軟件構(gòu)建單片集成二維磁傳感器仿真結(jié)構(gòu)模型，研究基區(qū)長度L、基區(qū)寬度w和集電結(jié)面積SC等因素對單片集成二維磁傳感器IC-VCE特性和磁特性影響，完成結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化。
　　在此基礎(chǔ)上，本文采用MEMS技術(shù)在p型<100>晶向高阻單晶硅襯底上實現(xiàn)單片集成二維磁傳感器芯片設(shè)計、制作和封裝。室溫條件下，對封裝完成的單片集成二維磁傳感器進行IC-VCE特性和磁特性測試，并進行靜態(tài)特性標(biāo)定。實驗結(jié)果給出，在VCE和IB相同條件下，基區(qū)

3、長度L=140μm的單片集成二維磁傳感器四個硅磁敏三極管電壓磁靈敏度與電流磁靈敏度要高于基區(qū)長度L=180μm的單片集成二維磁傳感器。當(dāng)VCE=5.0 V、IB=4.0 mA時，單片集成二維磁傳感器(L=140μm)中沿x軸方向兩個硅磁敏三極管(SMST1和SMST3)具有相反磁敏感方向，磁靈敏度分別為114.6 mV/T和108.3 mV/T，沿y軸方向兩個硅磁敏三極管(SMST2和SMST4)具有相反磁敏感方向，磁靈敏度分別為106