[實(shí)用新型]高精度大量程的三軸磁線性傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022271467.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN214174595U
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃黎;蔣樂躍;儲(chǔ)莉玲;金羊華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美新半導(dǎo)體（天津）有限公司
• 主分類號(hào): G01R33/02
• 分類號(hào): G01R33/02;G01R33/09;G01R33/07
• 代理公司: 蘇州簡(jiǎn)理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32371
• 代理人: 朱亦倩

1.一種三軸磁線性傳感器，其特征在于，其包括：

3軸各向異性磁電阻傳感器，其感測(cè)相互正交的三個(gè)方向的外磁場(chǎng)產(chǎn)生第一組信號(hào)，所述第一組信號(hào)包括分別表示三個(gè)方向的磁場(chǎng)分量的三個(gè)感測(cè)信號(hào)；

3軸霍爾傳感器，其感測(cè)所述相互正交的三個(gè)方向的磁場(chǎng)產(chǎn)生第二組信號(hào)，所述第二組信號(hào)包括分別表示三個(gè)方向的磁場(chǎng)分量的三個(gè)感測(cè)信號(hào)；

信號(hào)處理電路，其與所述3軸霍爾傳感器和3軸各向異性磁電阻傳感器電性連接，所述信號(hào)處理電路基于所述三個(gè)方向中每個(gè)方向上的量程閾值，選擇第一組信號(hào)中表示該方向的磁場(chǎng)分量的感測(cè)信號(hào)或第二組信號(hào)中表示該方向的磁場(chǎng)分量的感測(cè)信號(hào)作為表示該方向的磁場(chǎng)分量的終測(cè)信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸磁線性傳感器，其特征在于，

所述信號(hào)處理電路被配置為：

若第二組信號(hào)中表示所述三個(gè)方向中的一個(gè)方向的磁場(chǎng)分量的感測(cè)信號(hào)小于等于該方向上的量程閾值，則選擇第一組信號(hào)中表示該方向的磁場(chǎng)分量的感測(cè)信號(hào)作為表示該方向的磁場(chǎng)分量的終測(cè)信號(hào)；

若第二組信號(hào)中表示所述三個(gè)方向中的一個(gè)方向的磁場(chǎng)分量的感測(cè)信號(hào)大于該方向上的量程閾值，則選擇第二組信號(hào)中表示該方向的磁場(chǎng)分量的感測(cè)信號(hào)作為表示該方向的磁場(chǎng)分量的終測(cè)信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸磁線性傳感器，其特征在于，

所述3軸各向異性磁電阻傳感器、3軸霍爾傳感器和信號(hào)處理電路集成于單芯片中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸磁線性傳感器，其特征在于，

所述3軸各向異性磁電阻傳感器用于低量程磁場(chǎng)的測(cè)量；

所述3軸霍爾傳感器用于中高量程磁場(chǎng)的測(cè)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸磁線性傳感器，其特征在于，

所述信號(hào)處理電路對(duì)所述三個(gè)方向均設(shè)定對(duì)應(yīng)的量程閾值；

所述三個(gè)方向?qū)?yīng)的量程閾值均相等或均不相等；和/或

所述三個(gè)方向?qū)?yīng)的量程閾值通過燒錄程序進(jìn)行調(diào)節(jié)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三軸磁線性傳感器，其特征在于，

所述單芯片包括襯底，以及層疊于所述襯底上的第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層，

所述3軸霍爾傳感器和信號(hào)處理電路設(shè)置于所述第一結(jié)構(gòu)層中；

所述3軸各向異性磁電阻傳感器設(shè)置于所述第二結(jié)構(gòu)層中；

所述第一結(jié)構(gòu)層位于所述襯底上；

所述第二結(jié)構(gòu)層位于所述第一結(jié)構(gòu)層上方。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三軸磁線性傳感器，其特征在于，

所述單芯片還包括隔離層和第三結(jié)構(gòu)層，

所述隔離層位于第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層之間，過孔金屬穿過所述隔離層將各向異性磁電阻傳感器和信號(hào)處理電路電連接；

所述第三結(jié)構(gòu)層位于所述第二結(jié)構(gòu)層上方，第三結(jié)構(gòu)層包括所述3軸各向異性磁電阻傳感器保護(hù)層及其上的電極，所述電極通過過孔金屬與信號(hào)處理電路連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三軸磁線性傳感器，其特征在于，

所述第一結(jié)構(gòu)層中的3軸霍爾傳感器與信號(hào)處理電路采用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝制作于單晶硅襯底上；

所述隔離層采用化學(xué)機(jī)械拋光降低其上表面粗糙度；

所述各向異性磁電阻傳感器制作于平坦后的隔離層上。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三軸磁線性傳感器，其特征在于，

所述3軸霍爾傳感器包括兩組構(gòu)型正交的垂直霍爾傳感器及一組水平霍爾傳感器，

所述兩組構(gòu)型正交的垂直霍爾傳感器用于測(cè)量平行于所述單芯片表面的磁場(chǎng)分量；

所述水平霍爾傳感器用于測(cè)量垂直于所述單芯片表面的磁場(chǎng)分量。