磁敏传感器阵列及其制造方法

摘要

本发明公开了一种单片式磁敏传感器阵列及其制造方法。传感器阵列由多个相同的磁敏感单元以二维方式排列而成，每个磁敏感单元为由两个相同的磁敏二极管组成的差分对结构，磁敏二极管是双注入型或单注入型磁敏二极管，其中每个磁敏二极管仅有一个位于磁敏二极管侧面的有效高复合面。其制作方法是先采用半导体平面工艺在具有SOI衬底的高阻单晶硅层上制作磁敏二极管阵列，然后采用MEMS技术在每个磁敏二极管的侧面及不同的磁敏感单元之间刻蚀出硅槽，形成磁敏二极管的有效高复合面及实现不同磁敏感单元之间的隔离。该磁敏传感器阵列具有抑制温度漂移能力强、灵敏度高、稳定性好的特点，可直接应用于单点或分布式磁场强度的测量。

主权项

1、一种磁敏传感器阵列，包括多个相同的以二维方式排列的磁敏感单元即阵列单元，其特征在于：每一磁敏感单元均包括结构完全相同并且分布位置相互对称的两个磁敏二极管，即第一磁敏二级管和第二磁敏二极管并由第一磁敏二级管和第二磁敏二极管组成差分对，所说第一磁敏二级管和第二磁敏二极管是单注入型磁敏二极管或双注入型磁敏二极管，其中，每个磁敏感单元的结构为：1.1、高阻单晶硅层(1)的上表面置有第一梯形槽、第二梯形槽和第三梯形槽，并且第一梯形槽、第二梯形槽和第三梯形槽平行分布，所说第二梯形槽的上宽为12～15微米、下宽为5～8微米、长度为30微米、高度为10微米，所说第一梯形槽和第三梯形槽上宽为12～15微米、下宽为5～8微米、长度为95微米，第一梯形槽、第三梯形槽的槽底延伸至SOI衬底的绝缘层处，所说第一梯形槽和第二梯形槽间的中心距及第二梯形槽和第三梯形槽间的中心距均为150微米；1.2、所说第一磁敏二极管和第二磁敏二极管与第一梯形槽、第二梯形槽、第三梯形槽相垂直的侧表面上置有两块深宽比的第一凹硅槽和第二凹硅槽，所说第一凹硅槽和第二凹硅槽的深度为20微米、宽度为2微米、长度为100微米，第一凹硅槽和第二凹硅槽分别位于第一梯形槽和第二梯形槽之间，第二梯形槽和第三梯形槽之间，第一凹硅槽的第一个侧面和第二凹硅槽的第二个侧面分别形成第一磁敏二极管和第二磁敏二极管的有效复合面；1.3、所说第一磁敏二极管和第二磁敏二级管为双注入型时，所说第二梯形槽的槽内表面置有第一公共区，第一梯形槽和第三梯形槽的斜边分别置有第一另一区和第二另一区；1.4、所说第一磁敏二极管和第二磁敏二级管为单注入型时，所说第二梯形槽的槽内表面置有第二公共区，第一梯形槽和第二梯形槽的斜边分别置有第三另一区和第四另一区；1.5、第一公共区为由受主杂质扩散形成的P+区，第一另一区和第二另一区均为由施主杂质扩散形成的N+区，或者，第一公共区为由施主杂质扩散形成的N+区，第一另一区和第二另一区均为由施主杂质扩散形成的P+区；1.6、所说高阻单晶硅层(1)为P型材料时，第二公共区为由受主杂质扩散形成的P+区，第三另一区和第四另一区均为能与第一高阻区和第二高阻区形成整流接触的金属材料区，或者，第二公共区为能与第一高阻区和第二高阻区形成整流接触的金属材料，第三另一区和第四另一区均为由受主杂质扩散形成的P+区；所说高阻单晶硅层(1)为N型材料时，第二公共区为由施主杂质扩散形成的N+区，第三另一区为能与第一高阻区形成整流接触的金属材料区，第四另一区为能与第二高阻区形成整流接触的金属材料区，或者，第二公共区为能与第一高阻区和第二高阻区形成整流接触的金属材料，第三另一区和第四另一区均为由施主杂质扩散形成的N+区；1.7、第一公共区和第二公共区的表面覆有第一电极，第一另一区和第三另一区的表面覆有第二电极，第二另一区和第四另一区的表面覆有第三电极；1.8、所说第二电极与第三电极分别串接第一电阻和第二电阻后的接点与第一电极间跨接有直流稳压电源(11)，差分信号(10)由所说第二电极与第三电极间引出。