采用MEMS技术制造硅磁敏三极管

阐述了采用MEMS技术与反外延技术相结合在硅片表面制造具有矩形板状立体结构的硅磁敏三极管的设计原理、结构和工艺。结果表明 ,设计的硅磁敏三极管制造技术不但能与IC工艺相兼容 ,而且便于集成化 ,将有广泛的应用领域。

基于MEMS技术新型硅磁敏三极管负阻-振荡特性

介绍了一种新型硅磁电负阻振荡器件———S型负阻振荡硅磁敏三极管.该器件是基于MEMS技术在p型高阻单晶硅片上制作的具有立体结构的新型磁电转换器件,采用KOH各向异性腐蚀技术实现发射区及引线的制作.实验结果表明,集电极电流随外加磁场的变化而变化;在基极注入电流一定时,出现集电极电流受外加偏压VCE调制的负阻振荡特性,且集电极电流振荡随外加磁场而变化.对该器件负阻振荡特性的形成机理进行了讨论,结果表明,在集电区n+π结和基区与π区形成的p+π结均处于反偏条件下,当π区满足雪崩倍增效应产生的条件时,该磁敏三极管伏安特性曲线中的Vp+π偏压相对应的基极注入条件下的集电极电流出现S型负阻振荡特性.在发射极和基极间的n+π结和p+π结附近存在的大量深能级杂质将对负阻振荡特性进行调制.

采用MEMS制作新型硅磁敏三极管特性研究

给出采用MEMS技术在硅片表面制作矩形板状立体结构新型硅磁敏三极管的基本结构及灵敏度特性、电压-电流特性、磁电特性和温度特性,对新型硅磁敏三极管样品基本特性进行研究的结果表明:该新型硅磁敏三极管的集电极电流相对磁灵敏度较高,最大可达227%/T,具有负温度系数且温度系数较小。同时,给出影响新型硅磁敏三极管特性的基本因素。

基于ATLAS新型硅磁敏三极管特性仿真研究

通过分析矩形板状立体结构新型硅磁敏三极管基本结构、工作原理和特性,采用Silvaco的ATLAS软件建立新型硅磁敏三极管仿真结构模型,研究基区宽度、复合基区长度等几何结构参数对新型硅磁敏三极管I-V特性、磁电特性和温度特性的影响。仿真结果表明,新型硅磁敏三极管仿真结构模型具有正反向磁灵敏度、集电极电流具有负温度系数,与新型硅磁敏三极管实验特性比较,分析给出几何结构参数对新型硅磁敏三极管特性的影响。

基于硅磁敏三极管空间磁场矢量传感器

提出一种封装结构空间磁场矢量传感器,该传感器由芯片Ⅰ、芯片Ⅱ以及封装结构组成,其中芯片Ⅰ和Ⅱ均以硅磁敏三极管(SMST)作为磁敏感器件,芯片Ⅰ由4只SMST分别构成的第一和第二磁敏感单元,可分别实现对x方向、y方向外加磁场(Bx、By)的测量;芯片Ⅱ为2只SMST构成的第三磁敏感单元,能够实现对z方向外加磁场(Bz)的测量,理论分析表明,3个磁敏感单元分别完成Bx、By和Bz的测量。采用TCAD-ATLAS软件构建了空间磁场矢量传感器磁敏感单元结构仿真模型,分析了磁敏感特性。室温条件下,当VDD=5.0 V、IB=4.0 mA时,在Bx、By和Bz的作用下,3个磁敏感单元对应的磁灵敏度分别为71、63、79 mV/T,该传感器可完成空间磁场矢量(B)测量。

基于聚磁结构磁场传感器特性研究

给出由硅磁敏三极管和两个聚磁结构构成的磁场传感器。聚磁结构为镍铁合金材料制作的梯形结构,可放大外加磁场,硅磁敏三极管能够实现外加磁场测量,聚磁结构改善了磁场传感器磁灵敏度特性。利用ANSYS有限元软件构建了聚磁结构仿真模型,研究了结构尺寸对聚磁性能的影响,在此基础上采用电火花技术制作了聚磁结构,同时采用MEMS技术在p型高阻单晶硅上设计、制作了磁敏三极管芯片,利用微电子封装工艺实现了磁敏三极管和聚磁结构的无磁化封装。当电源电压V DD=5.0 V、集电极负载电阻R L=2.3 kΩ、基极注入电流I b=8.0 mA时,在室温下且磁场范围为-80 mT^+80 mT,基于聚磁结构磁敏三极管磁灵敏度为926 mV/T。实验结果表明,聚磁结构提高了磁灵敏度约3.5倍。