[發明專利]空間三維磁場檢測傳感器

有效

• 申請號: 201310506956.4
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103630854A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 趙曉鋒;溫殿忠;宋宇;呂美薇
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07;H01L27/22
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 路永斌;余光軍

1.空間三維磁場檢測傳感器，其特征在于，該傳感器包括四個硅磁敏晶體管和四個薄膜晶體管；

其中，在單晶硅襯底(41)上表面設置所述四個硅磁敏晶體管的集電極和基極，

在單晶硅襯底(41)下表面上，在分別與四個硅磁敏晶體管的集電區相對的位置分別設置四個C型硅杯，在四個C型硅杯面上分別設置N型摻雜區，分別構成四個硅磁敏晶體管的發射區，并在N型摻雜區上設置金屬層（42），形成公共發射極，

在所述四個硅磁敏晶體管中，第一硅磁敏晶體管（111）與第二硅磁敏晶體管（112）的磁敏感方向相反，并且第一硅磁敏晶體管的集電極的輸出電壓與第二硅磁敏晶體管的集電極的輸出電壓形成第一差分輸出結構；第三硅磁敏晶體管（113）與第四硅磁敏晶體管（114）的磁敏感方向相反，并且第三硅磁敏晶體管的集電極的輸出電壓與第四硅磁敏晶體管的集電極的輸出電壓形成第二差分輸出結構；

第一硅磁敏晶體管的基極與第三硅磁敏晶體管的基極相連，形成基極第一公共端B1，第二硅磁敏晶體管的基極與第四硅磁敏晶體管的基極相連，形成基極第二公共端B2；

在單晶硅襯底(41)上表面設置所述四個薄膜晶體管；

在所述四個薄膜晶體管中，第一薄膜晶體管（115）的一個霍爾輸出端與第三薄膜晶體管（117）的一個霍爾輸出端串聯，第一薄膜晶體管的另一個霍爾輸出端和第三薄膜晶體管的另一個霍爾輸出端分別輸出第一電壓和第三電壓；第一薄膜晶體管的漏極和第三薄膜晶體管的漏極相連，形成第一公共漏極D1；第一薄膜晶體管的源極和第三薄膜晶體管的源極相連，形成第一公共源極S1；

第二薄膜晶體管（116）的一個霍爾輸出端與第四薄膜晶體管（118）的一個霍爾輸出端串聯，第二薄膜晶體管的另一個霍爾輸出端與第四薄膜晶體管的另一個霍爾輸出端分別輸出第二電壓和第四電壓；第二薄膜晶體管的漏極和第四薄膜晶體管的漏極相連形成第二公共漏極D2；第二薄膜晶體管的源極和第四薄膜晶體管的源極相連，形成第二公共源極S2。

2.根據權利要求1所述的空間三維磁場檢測傳感器，其特征在于，在單晶硅襯底(41)上表面分別埋置第一、第二、第三和第四硅磁敏晶體管的第一、第二、第三和第四集電極的第一、第二、第三和第四集電區（31、32、33和34），并在其上設置金屬電極，形成第一、第二、第三和第四集電極，其中，該第一、第二、第三和第四集電區由N型摻雜硅構成，

在單晶硅襯底(41)上表面分別埋置第一、第二、第三和第四硅磁敏晶體管的第一、第二、第三和第四基極的第一、第二、第三和第四基區（1、2、3和4），并在其上設置金屬電極，形成第一、第二、第三和第四基極，該第一、第二、第三和第四基區由P型摻雜硅構成。

3.根據權利要求1所述的空間三維磁場檢測傳感器，其特征在于，

第一硅磁敏晶體管的基極通過第一基極電阻（11）與基極第一公共端B1相連，

第三硅磁敏晶體管的基極通過第三基極電阻（13）與基極第一公共端B1相連，

第二硅磁敏晶體管的基極通過第二基極電阻（12）與基極第二公共端B2相連，

第四硅磁敏晶體管的基極通過第四基極電阻（14）與基極第二公共端B2相連，

第一硅磁敏晶體管的集電極通過第一負載電阻（21）與電源V_DD相連，

第二硅磁敏晶體管的集電極通過第二負載電阻（22）與電源V_DD相連，

第三硅磁敏晶體管的集電極通過第三負載電阻（23）與電源V_DD相連，

第四硅磁敏晶體管的集電極通過第四負載電阻（24）與電源V_DD相連。

4.根據權利要求1或3所述的空間三維磁場檢測傳感器，其特征在于，

基極第一公共端B1和基極第二公共端B2均接地GND；

第一公共漏極D1與電源相連；

第一公共源極S1接地GND；

第二公共漏極D2與電源相連；

第二公共源極S2接地GND。

5.根據權利要求2所述的空間三維磁場檢測傳感器，其特征在于，

第一、第二、第三和第四集電區由摻雜磷的硅構成；

第一、第二、第三和第四基區由摻雜硼的硅構成。

6.根據權利要求1所述的空間三維磁場檢測傳感器，其特征在于，

在四個C型硅杯面上分別摻雜磷，構成第一、第二、第三和第四發射區（51、52、53和54）。