项目基本情况Basic information of the project
1. 课题来源与背景:"三维磁传感器单片集成化制作与特性研究"项目来源于哈尔滨市应用技术研究与开发项目(青年后备人才 任务书编号:2014RFQXJ007),2014年6月经哈尔滨市科学技术局批准立项。
2. 技术原理及性能指标:本项目基于CMOS工艺和MEMS技术在<100>晶向高阻单晶硅衬底上制作集成三维磁传感器,该传感器由四个立体结构n+pn+硅磁敏三极管(MT1、MT2、MT3和MT4)和一个具有霍尔输出端的Hall 磁传感器构成。MT1和MT2硅磁敏三极管按照相反磁敏感方向设置构成差分结构,实现x方向磁场检测,MT3和MT4硅磁敏三极管按照相反磁敏感方向设置构成差分结构,实现y方向磁场检测,Hall 磁传感器制作在单晶硅片表面,实现z方向磁场检测。通过该结构实现空间三维磁场测量,因四个磁敏三极管和Hall 磁传感器制作在同一个芯片上,实现三维磁传感器集成化,具有高分辨率和高准确度;两对差分结构分别实现x、y方向磁灵敏度提高和温度补偿。该结构因基于立体结构磁敏三极管差分结构(实现水平磁场)和具有霍尔输出端Hall 磁传感器(实现垂直磁场)进行空间三维磁场检测,实现三维磁场检测灵敏度提高和准确度改善。
性能指标(写明合同要求的主要性能指标):
传感器工作温度范围:-40℃~60℃。
◇ x方向磁传感器(VCE=5.0 V, Ib=4.0 mA)技术参数:磁灵敏度≥25 mV/0.1T,线性度≤0.50 %/F.S.,重复性≤0.70 %/F.S.,迟滞性≤0.80 %/F.S.,零点温度系数≤0.08 %/℃。
◇ y方向磁传感器(VCE=5.0V, Ib=4.0mA)技术参数:磁灵敏度≥25 mV/0.1T,线性度≤0.50 %/F.S.,重复性≤0.70%/F.S.,迟滞性≤0.80 %/F.S.,零点温度系数≤0.08 %/℃。
◇ z方向磁传感器(VDD=5.0 V)技术参数:磁灵敏度≥24 mV/0.1T,线性度≤0.60 %/F.S.,重复性≤0.80 %/F.S.,迟滞性≤0.90 %/F.S.,零点温度系数≤0.09 %/℃。
3. 技术的创造性、先进性:在同类技术中处于国际先进水平。单片三维磁传感器有广泛的应用前景,有潜在的经济效益和社会效益。依照本项目制造技术可以进一步开展该传感器小型化和集成化的研究。
4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性:本项目通过采用CMOS工艺和MEMS技术实现单片集成三维磁传感器芯片设计、制作、封装和测试,通过实验研究,传感器能够完成x轴、y轴和z轴方向磁场测量,对于传感器向集成化和一体化方向发展具有重要意义。
5. 应用情况及存在问题
进一步加强推广应用,挖掘潜力,降低成本,创造经济效益。
6.历年获奖情况
[1]危化品气体检测MEMS传感器研发及其产业化技术, 黑龙江省科学技术奖,奖励等级:三等(进步),证书号:2013-256-07,2013年11月. 黑龙江省人民政府.
管理团队与技术团队Management team and technical team
黑龙江大学
效益分析Benefit analysis
该项目为储备库项目资源,暂无效益分析内容。