基于MEMS技术二维磁场/压力传感器单片集成化研究
发布时间：2020-12-11 20:49
本文基于MEMS技术和隔离工艺设计一种二维磁场/压力传感器,该结构由二维磁场传感器和压阻式压力传感器构成。二维磁场传感器以硅磁敏三极管作为磁敏器件,沿x轴、y轴分别构成两个差分结构磁敏感单元,第一差分结构磁敏感单元为沿y轴方向放置的磁敏三极管与负载电阻构成的差分结构,可实现x方向磁场分量（Bx）测量,第二差分结构敏感单元为沿x轴方向放置的磁敏三极管与负载电阻构成的差分结构,可实现y方向磁场分量（By）测量;结合弹性元件应力分析和压阻效应,在方形硅膜表面设计四个压敏电阻构成惠斯通结构,可实现垂直于芯片表面外加压力（P）测量。在此基础上,采用模拟半导体器件电学特性软件Silvaco TCAD Atlas对二维磁场传感器进行仿真模型构建,并仿真分析了IC-VCE特性、磁敏特性和温度特性;采用ANSYS Mechanical APDL有限元仿真软件构建了压力传感器结构仿真模型,并仿真分析了压敏特性。通过采用L-Edit软件设计了二维磁场/压力传感器芯片版图,并进行工艺制作和封装。在室温环境下,采用半导体参数...
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维差分折叠垂直霍尔器件的详细结构
-3-2015年，黑龙江大学赵晓锋等人提出一种由四个具有相似特性的磁敏二极管（MSD）和四个负载电阻构成的二维磁场集成传感器，图1-2给出传感器照片[27]。为测量x方向磁场，将两个具有相反磁敏感方向的磁敏二极管（MSD2和MSD4）沿x轴方向和-x轴方向对称放置；同时为测量y方向磁场，将两个具有相反磁敏感方向的磁敏二极管（MSD1和MSD3）沿y轴方向和-y轴方向对称放置。其实验结果表明，当电源电压为5.0 V时，二维磁场传感器沿x轴磁敏感方向磁灵敏度为544.0 mV/T，沿y轴磁敏感方向磁灵敏度为498.0 mV/T，可以检测二维磁场。2016年，国立高雄应用科技大学机械工程系VanSuLuong等人提出一种带偏转磁通斩波器（DFC）的隧道磁阻（TMR）矢量强磁计
其结构如图 1-4 所示，图1-4 a)为封装集成二维磁场传感器的结构正面视图，图 1-4 b)为封装集成二维磁场传感器的结构背面视图[29]。为了可以检测 x 轴和 y 轴方向的磁场矢量，利用 MEMSa) b)图 1-3 传感器结构[28]a) 侧视图 b) 俯视图Fig. 1-3 Sensor structurea) side view b) top viewa) b)图 1-4 封装集成二维磁场传感器基本结构[29]a) 正面视图 b) 背面视图Fig. 1-4 The basic structure of package integrated tw
【参考文献】：
期刊论文
[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]一种集成三轴加速度、压力、温度的硅微传感器[J]. 徐敬波,赵玉龙,蒋庄德,孙剑. 仪器仪表学报. 2007(08)
本文编号：2911200
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维差分折叠垂直霍尔器件的详细结构
-3-2015年，黑龙江大学赵晓锋等人提出一种由四个具有相似特性的磁敏二极管（MSD）和四个负载电阻构成的二维磁场集成传感器，图1-2给出传感器照片[27]。为测量x方向磁场，将两个具有相反磁敏感方向的磁敏二极管（MSD2和MSD4）沿x轴方向和-x轴方向对称放置；同时为测量y方向磁场，将两个具有相反磁敏感方向的磁敏二极管（MSD1和MSD3）沿y轴方向和-y轴方向对称放置。其实验结果表明，当电源电压为5.0 V时，二维磁场传感器沿x轴磁敏感方向磁灵敏度为544.0 mV/T，沿y轴磁敏感方向磁灵敏度为498.0 mV/T，可以检测二维磁场。2016年，国立高雄应用科技大学机械工程系VanSuLuong等人提出一种带偏转磁通斩波器（DFC）的隧道磁阻（TMR）矢量强磁计
其结构如图 1-4 所示，图1-4 a)为封装集成二维磁场传感器的结构正面视图，图 1-4 b)为封装集成二维磁场传感器的结构背面视图[29]。为了可以检测 x 轴和 y 轴方向的磁场矢量，利用 MEMSa) b)图 1-3 传感器结构[28]a) 侧视图 b) 俯视图Fig. 1-3 Sensor structurea) side view b) top viewa) b)图 1-4 封装集成二维磁场传感器基本结构[29]a) 正面视图 b) 背面视图Fig. 1-4 The basic structure of package integrated tw
【参考文献】：
期刊论文
[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]一种集成三轴加速度、压力、温度的硅微传感器[J]. 徐敬波,赵玉龙,蒋庄德,孙剑. 仪器仪表学报. 2007(08)
本文编号：2911200
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2911200.html
