本文基于MEMS技術(shù)和隔離工藝設(shè)計(jì)一種二維磁場/壓力傳感器,該結(jié)構(gòu)由二維磁場傳感器和壓阻式壓力傳感器構(gòu)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(gòu)成兩個(gè)差分結(jié)構(gòu)磁敏感單元,第一差分結(jié)構(gòu)磁敏感單元為沿y軸方向放置的磁敏三極管與負(fù)載電阻構(gòu)成的差分結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)x方向磁場分量（B_x）測量,第二差分結(jié)構(gòu)敏感單元為沿x軸方向放置的磁敏三極管與負(fù)載電阻構(gòu)成的差分結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)y方向磁場分量（B_y）測量;結(jié)合彈性元件應(yīng)力分析和壓阻效應(yīng),在方形硅膜表面設(shè)計(jì)四個(gè)壓敏電阻構(gòu)成惠斯通結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)垂直于芯片表面外加壓力（P）測量。在此基礎(chǔ)上,采用模擬半導(dǎo)體器件電學(xué)特性軟件Silvaco TCAD Atlas對(duì)二維磁場傳感器進(jìn)行仿真模型構(gòu)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(gòu)建了壓力傳感器結(jié)構(gòu)仿真模型,并仿真分析了壓敏特性。通過采用L-Edit軟件設(shè)計(jì)了二維磁場/壓力傳感器芯片版圖,并進(jìn)行工藝制作和封裝。在室溫環(huán)境下,采用半導(dǎo)體參數(shù)... 

【文章來源】：黑龍江大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

二維差分折疊垂直霍爾器件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)

-3-2015年，黑龍江大學(xué)趙曉鋒等人提出一種由四個(gè)具有相似特性的磁敏二極管（MSD）和四個(gè)負(fù)載電阻構(gòu)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(gè)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?qū)ΨQ放置；同時(shí)為測量y方向磁場，將兩個(gè)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?qū)ΨQ放置。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)電源電壓為5.0 V時(shí)，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(yīng)用科技大學(xué)機(jī)械工程系VanSuLuong等人提出一種帶偏轉(zhuǎn)磁通斬波器（DFC）的隧道磁阻（TMR）矢量強(qiáng)磁計(jì)

其結(jié)構(gòu)如圖 1-4 所示，圖1-4 a)為封裝集成二維磁場傳感器的結(jié)構(gòu)正面視圖，圖 1-4 b)為封裝集成二維磁場傳感器的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)[28]a) 側(cè)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(jié)構(gòu)[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(xiàn)】：
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(xué)報(bào). 2007(08)



本文編號(hào)：2911200