[实用新型]一种复合磁场传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁场传感器，尤其涉及具有宽量程的磁场传感器，具体涉及一种具有宽量程的复合磁场传感器。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，传感器技术倍受重视，尤其是广泛应用于现代工业和电子产品的磁场传感器，而随着应用的广泛，对于磁场传感器测量量程的要求也随之增高。

在现有技术中，用于检测磁场的传感器包括磁敏三极管、各向异性磁电阻(AMR)、巨磁电阻(GMR)、遂穿磁敏电阻(TMR)和霍尔磁场传感器等。但是，磁敏三极管用于检测较强的磁场，一般的检测范围为500～10000G_S以上，而遂穿磁敏电阻(TMR)用于检测弱磁场，其一般的检测范围为1G_S以下，但是，在应用时，所检测的磁场不一定完全是强磁场或弱磁场，而是较宽范围的磁场强度，而根据现有技术不能对宽量程磁场进行检测。

因此，为了能够准确的对环境中磁场进行检测，亟需一种能够实现宽量程磁场测量的复合磁场传感器。

实用新型内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，通过微电子机械加工技术(MEMS)、双极型工艺和纳米薄膜制备技术相结合将用于检测强磁场的磁敏三极管和用于检测弱磁场的遂穿磁敏电阻(TMR)进行复合，使复合后的传感器既可以检测较强磁场(1～10000G_S)又可以检测弱磁场(0.001～1G_S)，同时，在制作时，对磁敏三极管中基区的结构进行改善，采用硅腐蚀坑作为基区，提高基区载流子注入，从而改善磁场检测的灵敏度，使所述复合磁场传感器可以检测到最低0.001G_S的磁感应强度，这样，有效互补了磁敏三极管与遂穿磁敏电阻TMR的测量范围，得到一种具有宽量程(即0.001～10000G_S)磁场检测的复合磁场传感器及其制作工艺，从而完成本实用新型。

本实用新型提供了一种复合磁场传感器，具体体现在以下几方面：

(1)一种复合磁场传感器，其中所述复合磁场传感器包括用于检测较强磁场的磁敏三极管和用于检测弱磁场的遂穿磁敏电阻TMR，其中，所述遂穿磁敏电阻TMR复合在所述磁敏三极管上，形成所述复合磁场传感器；其中，

所述磁敏三极管包括第一硅片1和第二硅片2，所述第一硅片1的厚度为30μm，所述第二硅片2的厚度为400～425μm，其中，在第一硅片1上制作有发射区、集电区和基区，所述基区为硅腐蚀坑，其深度为20～30μm；

所述遂穿磁敏电阻TMR为三层膜结构；

所述较强磁场指1～10000G_S的磁场，所述弱磁场指0.001～1G_S的磁场。

(2)根据上述(1)所述的复合磁传感器，其中，所述基区为硅腐蚀坑，其深度为30μm。

(3)根据上述(1)所述的复合磁场传感器，其特征在于，在发射区、集电区和基区表面蒸镀Al引线，分别形成发射极E、集电极C和基极B。

(4)根据上述(1)所述的复合磁场传感器，其特征在于，所述三层膜结构自下往上依次包括第一磁性材料层、绝缘层和第二磁性材料层。

(5)根据上述(1)所述的复合磁场传感器，其特征在于，

在第一硅片1的下表面制作有发射区，所述发射区为n⁺型掺杂，通过对第二硅片2刻蚀，进行发射区引线槽的制作，引线槽深度400～425μm；和/或

在第一硅片1的上表面、发射区的对侧制作有集电区，所述集电区为n⁺型掺杂；和/或

在第一硅片1的上表面、集电区的一侧制作有基区，所述基区为p⁺型掺杂。

(6)根据上述(5)所述的复合磁场传感器，其特征在于，

在第一硅片1的上表面、集电区的另一侧制作有负载电阻R_L；和/或

在第一硅片1的下表面、且在发射区和基区之间制作有深能级杂质复合区F。

(7)根据上述(6)所述的复合磁场传感器，其特征在于，

所述负载电阻R_L为n^-型掺杂；和/或

在复合区F引入深能级杂质，所述深能级杂质为金。

(8)根据上述(7)所述的复合磁场传感器，其特征在于，所述基区的内侧面所在的平面与基区的底面所在的平面之间的夹角为5～15°。

(9)根据上述(8)所述的复合磁场传感器，其特征在于，所述基区的内侧面所在的平面与基区的底面所在的平面之间的夹角为5～10°。