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两维方式排列而成，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两个结构完全相同并且相互对称的磁敏二极管(1A，1B)并由其组成差分对，所说二极管(1A，1B)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)的上表面置有三条平行的梯形槽(6A，6，6B)，所说梯形槽(6)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，所说梯形槽(6A，6B)上宽为12～15微米、下宽为5～8微米、长度为95微米，梯形槽(6A，6B)的槽底延伸至SOI衬底的绝缘层处，所说梯形槽(6A，6)间的中心距及梯形槽(6，6B)间的中心距均为150微米；1.2、所说磁敏二极管(1A，1B)的与梯形槽(6A，6，6B)相垂直的侧表面上置有两块高深宽比的凹硅槽(4A，4B)，所说凹硅槽(4A，4B)的深度为20微米、宽度为2微米、长度为100微米，凹硅槽(4A，4B)位于两两梯形槽(6A，6，6B)中间，凹硅槽(4A，4B)的一个侧面分别形成磁敏二极管(1A，1B)的有效高复合面；1.3、所说磁敏二极管(1A，1B)为双注入型时，所说梯形槽(6)的槽内表面置有公共区(2)，梯形槽(6A，6B)的斜边分别置有另一区(2A，2B)；1.4、所说磁敏二极管(1A，1B)为单注入型时，所说梯形槽(6)的槽内表面置有公共区(8)，梯形槽(6A，6B)的斜边分别置有另一区(8A，8B)；1.5、公共区(2)为由受主杂质扩散形成的P+区，另一区(2A，2B)均为由施主杂质扩散形成的N+区，或者，公共区(2)为由施主杂质扩散形成的N+区，另一区(2A，2B)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，公共区(8)为由受主杂质扩散形成的P+区，另一区(8A，8B)均为能与高阻区(3A，3B)形成整流接触的金属材料区，或者，公共区(8)为能与高阻区(3A，3B)形成整流接触的金属材料，另一区(8A，8B)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，公共区(8)为由施主杂质扩散形成的N+区，另一区(8A，8B)均为能与高阻区(3A，3B)形成整流接触的金属材料区，或者，公共区(8)为能与高阻区(3A，3B)形成整流接触的金属材料，另一区(8A，8B)均为由施主杂质扩散形成的N+区；1.7、公共区(2，8)的表面覆有电极(5)，另一区(2A，8A)的表面覆有电极(5A)，另一区(2B，8B)的表面覆有电极(5B)；1.8、所说高阻单晶硅层(1)的上表面覆有二氧化硅绝缘层(7)；1.9、所说电极(5A，5B)分别串接电阻(9A，9B)后的接点与电极(5)间跨接有直流稳压电源(11)，差分信号(10)由所说电极(5A)与电极(5B)间引出。