一種集成三軸磁傳感器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種集成三軸磁傳感器，包括檢測垂直磁場的平面霍爾板、檢測平行方向x方向的磁場的縱向霍爾板以及檢測平行方向y方向的磁場的縱向霍爾板。本實(shí)用新型專利技術(shù)集成三軸磁傳感器集成了感應(yīng)垂直和平行于傳感器三個(gè)方向磁場強(qiáng)度的磁傳感器，并且利用對稱結(jié)構(gòu)以及對稱連接關(guān)系避免了失調(diào)電壓對后續(xù)電路的影響。可以兼容高壓CMOS工藝，不需提供額外的mask版以及工序，在提供集成可行性的同時(shí)，也有效降低了成本。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種集成三軸磁傳感器，與感應(yīng)磁場的霍爾效應(yīng)元件相關(guān)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有三軸磁傳感器基本有以下幾類:磁致電阻方式、電磁感應(yīng)方式、集磁片方式。其中磁致電阻方式可以分為兩種類型:各向異性磁阻(AMR，anisotropicmagnecto-resistance)和巨磁阻(GMR，giant magneto-resistance)兩類，米用惠斯通橋結(jié)構(gòu)能達(dá)到比較高的信噪比，但溫度性能比較差，不能和集成電路工藝兼容，需要采用MCM封裝；電磁感應(yīng)方式是在PCB板上制作平面環(huán)形電感，利用電磁耦合原理實(shí)現(xiàn)角度測量；集磁片(MC)方式是利用導(dǎo)磁片將平行作用于芯片表面的磁場集中起來，在其邊緣產(chǎn)生正比于磁場的垂直分量，再通過位于MC下方的傳統(tǒng)平面霍爾元件來測量此信號(hào)。這些技術(shù)都是采用了特殊工藝，所以制作過程復(fù)雜，成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的技術(shù)解決問題是:為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對三維磁場檢測，提供一種高集成度、低成本的集成三軸磁傳感器。本技術(shù)的技術(shù)解決方案為:一種集成三軸磁傳感器，包括檢測垂直磁場的平面霍爾板、檢測平行方向X方向的磁場的縱向霍爾板以及檢測平行方向y方向的磁場的縱向霍爾板；所述檢測垂直磁場的平面霍爾板由中間四個(gè)霍爾板131士2士3士4構(gòu)成，131的I端、b2的I端、b3的I端和b4的I端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Zl ；bl的2端、b2的2端、b3的2端和b4的2端相連作為該霍爾板的一信號(hào)端Z2 ；bl的3端、b2的3端、b3的3端和b4的3端相連作為該霍爾板的一信號(hào)端Z3 ；bl的4端、b2的4端、b3的4端和b4的4端相連作為該霍爾板的一信號(hào)端Z4 ;所述檢測平行方向X方向的磁場的縱向霍爾板由左右兩側(cè)的霍爾板a7、a8、a3、a4構(gòu)成，a8的2端、a4的I端和5端、a7的3端、a3的4端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Xl ；a3的I端和5端、a7的4端、a4的2端、a8的3端相連作為該霍爾板一信號(hào)端X2 ；a8的4端、a4的3端、a7的I端和5端、a3的2端相連作為該霍爾板一信號(hào)端X3 ；a3的3端、a7的2端、a4的4端、a8的I端和5端相連作為該霍爾板一信號(hào)端X4 ；所述檢測平行方向I方向的磁場的縱向霍爾板由上下兩側(cè)的霍爾板al、a2、a5、a6構(gòu)成，al的2端、a2的I端和5端、a5的3端、a4的4端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Π ；al的I端和5端、a2的4端、a5的2端、a4的3端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Y2 ；al的4端、a2的3端、a5的I端和5端、a4的2端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Y3 ；al的3端、a2的2端、a5的4端、a4的I端和5端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Y4。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)本技術(shù)集成了感應(yīng)垂直和平行于傳感器三個(gè)方向磁場強(qiáng)度的磁傳感器，并且利用對稱結(jié)構(gòu)以及對稱連接關(guān)系避免了失調(diào)電壓對后續(xù)電路的影響。(2)本技術(shù)可以兼容高壓CMOS工藝，不需提供額外的mask版以及工序，在提供集成可行性的同時(shí)，也有效降低了成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)。【附圖說明】圖1為感應(yīng)垂直磁場(Bz)的單個(gè)平面霍爾板方式一的俯視圖。圖2為感應(yīng)垂直磁場(Bz)的單個(gè)平面霍爾板方式一的剖面圖。圖3為感應(yīng)垂直磁場(Bz)的單個(gè)平面霍爾板方式二的俯視圖。圖4為感應(yīng)垂直磁場(Bz)的單個(gè)平面霍爾板方式二的剖面圖。圖5為感應(yīng)垂直磁場(Bz)的單個(gè)平面霍爾板方式三的俯視圖。圖6為感應(yīng)垂直磁場(Bz)的單個(gè)平面霍爾板方式三的剖面圖。圖7為感應(yīng)平面磁場(By)的單個(gè)縱向霍爾板方式一的俯視圖。圖8為感應(yīng)平面磁場(By)的單個(gè)縱向霍爾板方式一的俯視圖。圖9為感應(yīng)平面磁場(By)的單個(gè)縱向霍爾板方式二的俯視圖。圖10為感應(yīng)平面磁場(By)的單個(gè)縱向霍爾板方式二的俯視圖。圖11為感應(yīng)平面磁場(By)的單個(gè)縱向霍爾板方式三的俯視圖。圖12為感應(yīng)平面磁場(By)的單個(gè)縱向霍爾板方式三的俯視圖。圖13為感應(yīng)平面磁場的兩個(gè)方向(Bx和By)的縱向霍爾板的俯視圖。圖14為感應(yīng)三軸磁場(Bx、By、Bz)的整個(gè)霍爾板布局俯視圖。圖15為感應(yīng)三軸磁場(Bx、By、Bz)的整個(gè)磁傳感器結(jié)構(gòu)圖。【具體實(shí)施方式】利用高壓CMOS工藝中的N阱來實(shí)現(xiàn)，在不增加額外工藝流程的基礎(chǔ)上增加實(shí)現(xiàn)三種方式的平面霍爾板和三種方式的縱向霍爾板，并且通過對稱布局和連接關(guān)系來實(shí)現(xiàn)集成三軸磁傳感器，集成三軸磁傳感器整體結(jié)構(gòu)見圖15:檢測垂直磁場(Bz)的平面霍爾板由中間四個(gè)霍爾板bl、b2、b3、b4構(gòu)成，其中bl的I端、b2的I端、b3的I端和b4的I端相連作為感應(yīng)垂直磁場Bz的霍爾板一信號(hào)端Zl ；bl的2端、b2的2端、b3的2端和b4的2端相連作為感應(yīng)垂直磁場Bz的霍爾板的一信號(hào)端Z2 ；bl的3端、b2的3端、b3的3端和b4的3端相連作為感應(yīng)垂直磁場Bz的霍爾板的一信號(hào)端Z3 ；bl的4端、b2的4端、b3的4端和b4的4端相連作為感應(yīng)垂直磁場Bz的霍爾板的一信號(hào)端Z4 ；檢測平行磁場(By)的縱向霍爾板由上下兩側(cè)的霍爾板al、a2、a5、a6構(gòu)成，其中al的2端、a2的I端和5端、a5的3端、a4的4端相連作為感應(yīng)平行磁場(By)的霍爾板一信號(hào)端Yl ；al的I端和5端、a2的4端、a5的2端、a4的3端相連作為感應(yīng)平行磁場(By)的霍爾板一信號(hào)端Y2 ；al的4端、a2的3端、a5的I端和5端、a4的2端相連作為感應(yīng)平行磁場(By)的霍爾板一信號(hào)端Y3 ；al的3端、a2的2端、a5的4端、a4的I端和5端相連作為感應(yīng)平行磁場(By)的霍爾板一信號(hào)端Y4 ;檢測平行磁場(Bx)的縱向霍爾板由左右兩側(cè)的霍爾板a7、a8、a3、a4構(gòu)成，其中a8的2端、a4的I端和5端、a7的3端、a3的4端相連作為感應(yīng)平行磁場(Bx)的霍爾板一信號(hào)端Xl ；a3的I端和5端、a7的4端、a4的2端、a8的3端相連作為感應(yīng)平行磁場(Bx)的霍爾板一信號(hào)端X2 ；a當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種集成三軸磁傳感器，其特征在于，包括檢測垂直磁場的平面霍爾板、檢測平行方向x方向的磁場的縱向霍爾板以及檢測平行方向y方向的磁場的縱向霍爾板；所述檢測垂直磁場的平面霍爾板由中間四個(gè)霍爾板b1、b2、b3、b4構(gòu)成，b1的1端、b2的1端、b3的1端和b4的1端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Z1；b1的2端、b2的2端、b3的2端和b4的2端相連作為該霍爾板的一信號(hào)端Z2；b1的3端、b2的3端、b3的3端和b4的3端相連作為該霍爾板的一信號(hào)端Z3；b1的4端、b2的4端、b3的4端和b4的4端相連作為該霍爾板的一信號(hào)端Z4；所述檢測平行方向x方向的磁場的縱向霍爾板由左右兩側(cè)的霍爾板a7、a8、a3、a4構(gòu)成，a8的2端、a4的1端和5端、a7的3端、a3的4端相連作為該霍爾板一信號(hào)端X1；a3的1端和5端、a7的4端、a4的2端、a8的3端相連作為該霍爾板一信號(hào)端X2；a8的4端、a4的3端、a7的1端和5端、a3的2端相連作為該霍爾板一信號(hào)端X3；a3的3端、a7的2端、a4的4端、a8的1端和5端相連作為該霍爾板一信號(hào)端X4；所述檢測平行方向y方向的磁場的縱向霍爾板由上下兩側(cè)的霍爾板a1、a2、a5、a6構(gòu)成，a1的2端、a2的1端和5端、a5的3端、a4的4端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Y1；a1的1端和5端、a2的4端、a5的2端、a4的3端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Y2；a1的4端、a2的3端、a5的1端和5端、a4的2端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Y3；a1的3端、a2的2端、a5的4端、a4的1端和5端相連作為該霍爾板一信號(hào)端Y4。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張建輝，趙元富，夏增浪，王秀芝，呂超，柏曉鶴，宗宇，
申請(專利權(quán))人：北京時(shí)代民芯科技有限公司，北京微電子技術(shù)研究所，
類型：新型
國別省市：北京;11