导读:本文包含了霍尔磁传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:霍尔传感器,COMSOL,十字形水平霍尔器件,五电极垂直霍尔器件
霍尔磁传感器论文文献综述
汤伟[1]（2018）在《基于CMOS工艺的霍尔磁传感器研究》一文中研究指出从1960年开始在半导体工艺中使用MOS工艺,到CMOS和BiCMOS工艺的蓬勃发展,集成电路逐渐具备反应速度快、驱动能力强、功耗低、集成度较高的特点。传感器作为计算机产业的基石,将外部环境翻译成计算机能够识别的机器语言,实现自然界与计算机的互动。随着第五代移动通信、飞机、汽车产业的发展以及新材料的开发,基于CMOS工艺的霍尔传感器将在原有数十亿美元的基础上迎来新的春天。为了实现对叁维空间磁场的精准探测,可以将水平和垂直霍尔器件集成在同一个芯片内。为搞清楚不同参数对霍尔传感器性能的影响,分别对十字形水平霍尔传感器、五电极和叁电极垂直霍尔传感器进行研究,从而为整个叁维器件的实现打下基础。考虑到十字形水平霍尔器件的电流相关灵敏度与几何因子相关度很高,因此研究了不同尺寸参数和长宽比对器件电流灵敏度和失调的影响,并且基于GLOBALFOUNDRIES 0.18μm BCDliterM工艺进行芯片设计与流片,通过流片实测可以发现,十字形水平霍尔器件表现出很好的重复性、一致性以及较小的失调,电流相关灵敏度最高能够达到125 V/AT。对于垂直型霍尔传感器而言,由于现代CMOS工艺中高掺杂和浅有源区的特征与器件的高灵敏度、低失调的要求相悖,因此研究中首先借助有限元分析软件COMSOL将复杂问题简单化。COMSOL中可以通过构建合适的二维、叁维器件模型,初步预测霍尔传感器的性能,然后选取部分代表性参数进行芯片设计与流片,将流片实测结果与仿真结果比较,进一步修改模型参数,优化器件几何参数、工艺参数与结构。在仿真中,当有源区深度为7 μm,有源区掺杂浓度为1.619×1016cm-3,且P型覆盖层厚度为2.5 μm时五电极垂直霍尔器件的电流相关灵敏度可以达到107 V/AT。此外基于标准工艺设计的五电极霍尔器件灵敏度也能达到16.8 V/AT。从Stop因子变化曲线可以发现,增加有源区的深度能够提高整个Stop因子曲线,不存在无限逼近某一数值的现象,因此增加有源区深度对于提高五电极垂直霍尔器件整体性能是一个行之有效的方法。对叁电极垂直霍尔器件主要研究了探测电极、P型覆盖层以及有源区深度对其电流相关灵敏度的影响。主要借助COMSOL分析内部电流密度分布,确定各个参数对器件性能造成影响的原因。借助Stop因子可发现,当有源区深度为7 μm时,Stop因子由3.168 V/AT提高到6.859 V/AT,并且增加有源区深度只能无限接近不存在探测电极时的7.440 V/AT的水平。因此对于叁电极垂直霍尔器件,更需要有源区和P型覆盖层的协同作用,才能够有效地增加器件的电流相关灵敏度。论文的主要创新点如下:1、利用了有限元分析软件COMSOL在修改器件模型参数以及提取输出性能参数的方便性,对器件上、下表面电压进行提取,从而对垂直型霍尔器件性能进行有力地预测,借助软件迭代部分代替流片迭代,降低研发成本与时间。2、扣除电流、磁场、以及磁场为0时垂直霍尔器件表面电压的影响,定义了Stop因子,不仅可以宏观的分析结构、工艺参数对器件电流灵敏度的影响,还可以借助Stop因子区分不同参数在改变器件性能中发挥作用的程度,从而在不同条件下,更有目的性地挑选改善器件性能的方法。3、重点分析了器件内部电流密度分布曲线,根据电流密度分布曲线可以清晰地分析探测电极、P型覆盖层以及有源区的深度对器件电流相关灵敏度造成影响的原因。(本文来源于《南京大学》期刊2018-04-20）
吕飞[2]（2017）在《单芯片CMOS叁维微型霍尔磁传感器研究》一文中研究指出随着社会智能化的推进,传感器作为感知层的重要组成部分,在智能系统中有着举足轻重的作用。磁传感器不仅可用来探测磁场,还可以通过一系列转换来测量压力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、电流等,在全球每年拥有数十亿美元的市场,其中霍尔效应磁传感器占据绝大部分份额。主要原因是霍尔效应磁传感器覆盖的磁感应强度范围和各种永磁材料产生的磁感应强度范围吻合,另外,霍尔效应磁传感器的最大优势是能与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)工艺无缝结合,相对其它磁传感器能以更低成本在单一芯片实现传感单元、信号调理、数字化输出等各种功能的集成。在以往CMOS叁维霍尔磁传感的研究开发中,由于研究工具及方法的脱节,器件结构、电路模型以及版图设计这几个影响传感器性能的重要环节往往不能融合,带来的问题就是研究流程很长,优化经验及数据很难传递参与设计迭代环节。本论文主要针对以上问题从器件建模、仿真优化、精确电路模型研究到版图设计、流片、性能表征,然后多次迭代验证及优化传感器设计,同时形成一套较为完整的单芯片霍尔磁传感器快速研究开发方法。本论文主要围绕如何提高3D霍尔器件的性能展开研究。第一步,对其中重要的部件水平霍尔器件做了详细研究,基于GLOBALFOUNDRIES的0.18μm BCDliteTM工艺叁次流片实现多种架构的十字形水平霍尔器件,并通过Silvaco TCAD分析实验数据,对每种结构的优缺点做了详细的分析。然后通过优化工艺参数,提高了器件灵敏度,并对器件进行变温测试,分析了不同温度下的电阻、灵敏度以及失调特性。提出了一种90°对称的水平霍尔器件的电路模型,用Verilog-A描述该模型,并集成在Spectre中仿真验证。基于2脉冲旋转电流法设计出十字形霍尔器件的调理电路;第二步,对5CVHD(5电极垂直霍尔器件)结构的垂直霍尔器件进行了研究,基于GLOBALFOUNDRIES的0.18μm BCDliteTM工艺借助COMSOL从长度、宽度、电极位置以及工艺等方面研究并改进了器件的结构,提出一种5CVHD的电路模型,通过JFET来模拟电阻和电容特性,并充分考虑了各种物理效应。该模型被描述成Verilog-A,并能够顺利在Spectre中仿真验证。根据4脉冲旋转电路法设计出适合5CVHD结构的调理电路;最后,对3D霍尔器件进行研究,提出了两种3D霍尔器件结构,第一种是借鉴两种分立器件的研究成果,采用水平霍尔器件与垂直霍尔器件相配合的多器件结构方案。第二种是单器件结构,提出了一种十字形3D霍尔单器件结构,该结构具有下列优点:面积小,为120μm2;器件集中在微小的一点,有效消除非正交误差;兼容性强。设计了十字形3D霍尔器件的电路模型,精确模拟了电阻、霍尔电压等基本特点外,还充分考虑了非线性、几何效应、温度效应以及交流特性等物理效应。借助电路模型对十字形3D霍尔器件进行分析,并设计出相应的调理电路。论文的主要创新点如下:1、通过设计流程的多次迭代,对水平霍尔器件结构进行优化,将灵敏度从81.6V/AT提高到402V/AT的同时,提取出器件灵敏度、失调以及电阻的温度系数,为后面垂直霍尔器件以及3D霍尔器件的研究做准备。在垂直霍尔器件和3D霍尔器件的研究中,基于水平霍尔器件的研究经验在COMSOL工具中建模,通过COMSOL工具迭代优化及生成对应的电路模型及优化的器件结构,来替代原来多次流片迭代优化的工作(2～3年迭代3～4次),将研发时间缩短到可按月来计。2、提出一种十字形3D霍尔器件结构,具有以下优点:面积小,为120μm2;器件集中在微小的一点,有效消除非正交误差;兼容性强。通过工艺和器件结构的优化,在提高了整体性能的基础上,平衡叁个方向的性能,x、y、z叁个方向的灵敏度分别为:90.7V/AT,90.7V/AT 以及 86.9V/AT。3、针对于十字形水平霍尔器件,5CVHD以及十字形3D型霍尔器件,设计出与之对应的高精度电路模型,叁种电路模型均具有以下优点:充分考虑了电压相关的非线性、几何效应,以及温度效应等物理效应;将有源区上下的耗尽层厚度都考虑其中,提高了模型的精度;采用JFET来模拟器件的电阻以及电容效应,提高了模型的交流特性。(本文来源于《南京大学》期刊2017-05-01）
黄海云[3]（2016）在《CMOS单片集成3D霍尔磁传感器研究与设计》一文中研究指出近些年来高可靠性、低成本、低功耗的集成霍尔磁场传感器已广泛应用于工业自动化、仪器仪表、汽车工业和消费电子等领域。目前集成霍尔磁传感器的一个重要发展方向是基于CMOS工艺将一维(1D)水平型霍尔器件和二维(2D)垂直型霍尔器件以及失调和噪声消除电路、读出和接口电路、数字信号处理电路等全部集成在同一硅衬底内构成一个单片集成叁维(3D)霍尔磁传感器,实现对空间叁维磁场的检测和处理。集成3D霍尔磁传感器将进一步在转向角度测量、系统微小位移测距、血管介入微创手术、航空器无损检测等众多应用领域发挥重要作用。然而制作CMOS霍尔器件的N阱杂质浓度高,N阱阱深较浅且N阱杂质浓度呈高斯分布,导致CMOS霍尔器件,尤其是垂直型霍尔器件的磁场灵敏度很低。同时由于存在掩膜版对准误差、有源区杂质分布不均匀、封装应力等因素影响,CMOS霍尔器件的失调电压很高。虽然旋转电流技术已成功用于水平型霍尔传感器进行霍尔失调和低频1/f噪声的消除,但由于2D垂直型霍尔传感器中需要对2轴磁场信号进行相同的放大处理,且霍尔器件和放大器的失调容易使电路不能稳定工作,2D垂直型霍尔传感器的失调消除技术还不成熟。此外,为了设计和仿真霍尔传感器的的信号调理电路,需要一个精确的电路仿真模型来模拟霍尔器件的各种性能。但现有的仿真模型结构复杂,通用性和移植性都很差,不能完全考虑霍尔器件的各种物理、工艺和几何效应,特别是霍尔器件缩小后的横向扩展效应和结场效应的影响。本论文针对设计和实现CMOS单片集成3D霍尔磁传感器存在的这些问题,在霍尔器件结构改进和版图优化、动态失调消除电路技术以及霍尔器件的仿真建模等方面进行了深入的研究,主要研究内容及成果如下：(1) CMOS集成水平型和垂直型霍尔器件优化与改进。设计了一种长接触孔的十字形霍尔片(水平型霍尔器件),接触孔长度超出了N阱区域,大大减小了接触孔在工艺制造中相对N阱发生的偏移而产生的失调电压；优化了十字形霍尔片叉指区的宽长比(W/L)和形状,同时提高了霍尔片的电压与电流相关灵敏度：采用一种结合P-保护环与N阱交迭以及接触孔之间进行P+注入的方法,有效降低了N阱有源区杂质浓度,改善了N阱杂质的高斯分布,提高了五孔垂直型器件磁场灵敏度；采用N阱局部注入的方法,利用多个局部N阱注入区的横向扩展效应大大降低了N阱有源区杂质浓度,显着地提高了五孔垂直型器件电流灵敏度,为目前纳米CMOS垂直型霍尔器件灵敏度过低的问题提供了一种解决方案。(2) CMOS集成水平型和垂直型霍尔器件电路仿真模型的研究与建立。针对微型十字形霍尔片提出了一种简化的集总式电路仿真模型。该模型全部由无源器件构成,包含8个非线性N阱电阻和4个电流控制的霍尔电压源。采用了一种结合器件模型结构与Van-der Pauw体电阻测量的新方法来计算非线性N阱电阻,避免了采用复杂的结型场效应管建模。同时该仿真模型不但考虑了非线性电导效应、几何效应、温度漂移,而且考虑了微型霍尔器件的横向扩展和结场效应,能准确模拟霍尔器件的各种物理效应和行为。仿真得到的电流相关灵敏度和输入电阻与实验结果之间的误差小于10%,验证了十字形霍尔片的简化仿真模型具有较高的仿真精度。针对五孔垂直型霍尔器件也提出了一种新的集总行为性仿真模型。根据垂直型霍尔器件内部的电流流向,建立了一个非对称的惠斯通电桥模型,它包含4个非线性电阻和4个电流控制的霍尔电压源。惠斯通电桥上的集总电阻采用保角映射原理计算,并考虑了器件横向扩展和结场效应引起的随偏压变化的非线性特性,提高了模型的仿真精度。与实验结果相比,仿真得到的电流相关灵敏度和输入电阻随偏压变化的误差小于15%。两种仿真模型均采用Verilog-A语言描述,可直接在Cadence Spectre等电路仿真器上进行仿真,具有很强的通用性和实用性。(3)霍尔传感器旋转电流动态失调消除技术研究。提出了一种新的由8个NMOS开关管和一个运算放大器构成的两相旋转电流电路,可以使旋转电流电路输出的共模电压稳定在1/2VDD,避免了因旋转电流电路共模电压偏离而影响后级放大器的静态工作点,保证了失调消除电路的可靠工作；设计了一种新的2D霍尔传感器信号调理电路,采用旋转电流调制和相关双采样解调的原理实现了对微弱霍尔信号放大和高失调信号的有效消除；同时采用信号复用技术实现了对X轴和Y轴输入的2D霍尔信号进行相同处理,避免了2轴霍尔信号之间的放大误差,大大降低了电路的功耗；采用简单的旋转电流调制和相加解调的原理,1D水平型霍尔传感器也实现了很强的消除失调和1/f噪声的能力。(4)设计并实现了单片集成3D霍尔磁传感器芯片。基于CSMC 0.8 μm高压CMOS工艺设计了一个包含水平型霍尔片、垂直型霍尔器件、失调消除电路和信号放大电路的单片集成线性输出的3D霍尔传感器芯片。流片后测试结果表明改进的十字形霍尔片的电压和电流相关灵敏度在3 V偏置电压和1 mA偏置电流下分别达到了0.034 V/VT和250 V/AT,3V偏压下失调电压小于2.5mV；在同样的偏置条件下,改进后的五孔垂直型器件的电压和电流灵敏度分别达到了0.032 V/VT和130 V/AT,失调电压小于4 mV；在5V电源下整个芯片的最大霍尔输出电压达到±2.1 V,探测磁场的线性范围为5 mT一170 mT,,霍尔输出电压的线性度达到了99%,等效残余失调小于1.15mT,静态功耗为42 mW。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-09-01）
林倩茹[4]（2016）在《基于SOI霍尔磁传感器制作与特性研究》一文中研究指出本文在SOI片上构建SOI霍尔磁传感器基本结构,该传感器由两个欧姆接触的控制电流极(VDD、VSS)和欧姆接触的霍尔输出端(VH1、VH2)构成。在SOI霍尔磁传感器基本结构与工作原理的基础上,提出霍尔输出端串联集成化结构,该结构包括两个具有相同特性的霍尔磁传感器(HD1和HD2),并对其工作原理进行讨论。根据SOI霍尔磁传感器基本结构,采用ATLAS器件仿真系统对该磁传感器二维仿真模型与叁维仿真模型进行构建。在研究SOI片对传感器特性影响的基础上,仿真分析SOI霍尔磁传感器的磁特性和温度特性。通过SOI霍尔磁传感器的理论研究和仿真分析,建立单晶硅霍尔磁传感器仿真模型,对磁特性温度特性进行比较。在仿真分析的基础上,采用L-Edit版图设计软件设计SOI霍尔磁传感器及具有串联结构SOI霍尔磁传感器芯片版图,并采用MEMS技术和CMOS工艺在SOI片上制作SOI霍尔磁传感器,芯片尺寸为2×2 mm2。应用集成电路芯片内引线压焊技术对芯片进行封装。本文采用传感器磁特性测试系统(CH-100)与高低温湿热试验箱(奥贝斯GDJS-100LG-G)对单片集成SOI霍尔磁传感器芯片进行特性测试。研究磁敏感层宽长比(W/L)、霍尔输出端形状、霍尔输出端宽度(b)和串联结构对SOI霍尔磁传感器特性的影响,优化结构参数。当VDD=5.0 V,W/L=80μm/80μm、霍尔输出端宽度b=8μm时,SOI霍尔磁传感器磁灵敏度可达到201.83 mV/T。当VDD=5.0 V,W/L=80μm/160μm、霍尔输出端宽度b=4μm时,串联结构SOI霍尔磁传感器磁灵敏度可达到159.82 mV/T。研究结果表明,SOI霍尔磁传感器比单晶硅SOI霍尔磁传感器具有更好的磁特性与温度特性,且霍尔输出端串联结构可实现磁灵敏度的提高。(本文来源于《黑龙江大学》期刊2016-03-25）
魏娜[5]（2008）在《悬臂梁MOSFET霍尔磁传感器研究》一文中研究指出霍尔传感器是目前使用最广泛的磁传感器之一。它不仅可以用来测量磁场,还可用来测量电流、速度、位置、角度和转速等物理量,在精密测量、工业自动化控制、汽车电子、家用电器等领域获得广泛应用。本课题的主要研究内容是在悬臂梁根部制作MOSFET霍尔磁传感器,MOSFET的源、漏两端相当于霍尔传感器的电流控制极,在栅区两旁稍靠近漏极的部分加有两个霍尔电压输出极,这样在垂直磁场的作用下,霍尔输出极上将产生霍尔输出电压VH,当改变磁感应强度时,霍尔输出电压也会发生变化。本文在了解国内外霍尔磁传感器发展现状的基础上,介绍了霍尔效应的基本原理,阐述了MOSFET霍尔磁传感器的工作原理,设计了悬臂梁MOSFET霍尔磁传感器的结构及制作工艺过程,并进行工艺模拟,为器件的实际工艺流程提供可靠的技术保证。采用Multisim软件对放大电路进行仿真并成功调试实际电路。对实验研制的传感器样品进行特性测试和分析,完成了线性度、迟滞、重复性、灵敏度和精度的计算,计算后得到的线性度为±0.0384%F·S,迟滞为±0.0092%F·S,重复性为±0.072%F·S,灵敏度为1.212 mV T,精度为0.0821%F·S。实验证明,本文研制的悬臂梁MOSFET霍尔磁传感器的设计方案符合要求,测试装置简单,信号处理方便,制作工艺可与集成电路工艺兼容,可实现霍尔传感器的集成化。(本文来源于《黑龙江大学》期刊2008-05-10）
陈金岳,周立伟,丁守谦,李文深[6]（1998）在《霍尔效应磁传感器的相敏特性研究》一文中研究指出检测强噪声背景中的微弱特征磁场信号，方法通过和低通滤波器相结合，利用磁传感器所产生的磁场信号和参考控制电流的相关输出，给出正比于待测磁场信号的直流输出电压。＊用计算机对霍尔传感器进行模拟。结果给出了有关噪声特性、谐波抑制和灵敏度的理论结果。＊结论由上述理论演变而成的仪器其最小可测磁场为１０－６Ｔ。除了直流输出之外，此类具有磁电相＊乘功能的传感器还可测量待测磁场信号的相位，并有良好的谐波抑制和噪声去除能力。(本文来源于《Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition)》期刊1998年01期）
程志奇[7]（1988）在《“磁传感器及其应用技术”讲座第叁讲霍尔传感器(二)》一文中研究指出目前,霍尔效应不仅应用于磁场的测量方面,而且已逐步推广到测量技术、无线电技术、计算技术和自动化技术等领域中。按霍尔器件的作用原理,霍尔传感器的应用大致可分为如下四类:①应用霍尔电势与外施磁感应强度成比例的特性,固定器件的控制电流,对磁学量以及其它可转换成磁学量的电量、机械量和非电基等进行测量和控制。属于这类应用的很多,有磁通计,电流计、逻辑演算器、位移计、速度计、加速度计、振动计、转速计、转矩计、无触点开关等。②利用霍尔电势与外施磁感应强度与器件控制电流乘积成正比的关系。其具体应用还可分为叁种,一种是利用它们有效乘积的,如功率计、阻抗计、微波可变衰减器、微波功率计、交直流功率放大器、功率继电器等;另一种是用其进行频率变换的,如频谱分析器、变频器、调制器、微波混频器等;再一种是利用它的模拟乘法特性,如开方(本文来源于《自动化仪表》期刊1988年06期）
程志奇[8]（1988）在《“磁传感器及其应用技术”讲座 第二讲 霍尔传感器(一)》一文中研究指出一、霍尔器件霍尔器件是人们发现最早的一种磁传感器,1879年美国人霍尔在研究电动机原理时发现了霍尔效应,1910年就有人用铋制成了霍尔器件并用它来测量磁场。但是,由于金属中的霍尔效应很弱,当时并没有引起人们的重视。1948年后,由于半导体技术的迅速发展,人们找到了霍尔效应较为显着的半导体材料-锗(Ge),接着,又在1958年前后,人们对化合物半导体——锑化铟(InSb)、砷化铟(InAs)等进行了大量的研究,并制成了各种霍尔器件,这时霍尔器件及用其组成的各种磁传感器,测试仪表才得以广泛的应用,受到了应有的重视。近年来,随着半导体工艺的发展,霍尔器件的性能又有了较大地提高,目前已发展到薄膜化、集成化的阶段。因此用霍尔器件构成的各种传感器已在磁场检测、仪器仪表及自动控制等领域中得到了广泛的应用。(本文来源于《自动化仪表》期刊1988年04期）
霍尔磁传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着社会智能化的推进,传感器作为感知层的重要组成部分,在智能系统中有着举足轻重的作用。磁传感器不仅可用来探测磁场,还可以通过一系列转换来测量压力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、电流等,在全球每年拥有数十亿美元的市场,其中霍尔效应磁传感器占据绝大部分份额。主要原因是霍尔效应磁传感器覆盖的磁感应强度范围和各种永磁材料产生的磁感应强度范围吻合,另外,霍尔效应磁传感器的最大优势是能与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)工艺无缝结合,相对其它磁传感器能以更低成本在单一芯片实现传感单元、信号调理、数字化输出等各种功能的集成。在以往CMOS叁维霍尔磁传感的研究开发中,由于研究工具及方法的脱节,器件结构、电路模型以及版图设计这几个影响传感器性能的重要环节往往不能融合,带来的问题就是研究流程很长,优化经验及数据很难传递参与设计迭代环节。本论文主要针对以上问题从器件建模、仿真优化、精确电路模型研究到版图设计、流片、性能表征,然后多次迭代验证及优化传感器设计,同时形成一套较为完整的单芯片霍尔磁传感器快速研究开发方法。本论文主要围绕如何提高3D霍尔器件的性能展开研究。第一步,对其中重要的部件水平霍尔器件做了详细研究,基于GLOBALFOUNDRIES的0.18μm BCDliteTM工艺叁次流片实现多种架构的十字形水平霍尔器件,并通过Silvaco TCAD分析实验数据,对每种结构的优缺点做了详细的分析。然后通过优化工艺参数,提高了器件灵敏度,并对器件进行变温测试,分析了不同温度下的电阻、灵敏度以及失调特性。提出了一种90°对称的水平霍尔器件的电路模型,用Verilog-A描述该模型,并集成在Spectre中仿真验证。基于2脉冲旋转电流法设计出十字形霍尔器件的调理电路;第二步,对5CVHD(5电极垂直霍尔器件)结构的垂直霍尔器件进行了研究,基于GLOBALFOUNDRIES的0.18μm BCDliteTM工艺借助COMSOL从长度、宽度、电极位置以及工艺等方面研究并改进了器件的结构,提出一种5CVHD的电路模型,通过JFET来模拟电阻和电容特性,并充分考虑了各种物理效应。该模型被描述成Verilog-A,并能够顺利在Spectre中仿真验证。根据4脉冲旋转电路法设计出适合5CVHD结构的调理电路;最后,对3D霍尔器件进行研究,提出了两种3D霍尔器件结构,第一种是借鉴两种分立器件的研究成果,采用水平霍尔器件与垂直霍尔器件相配合的多器件结构方案。第二种是单器件结构,提出了一种十字形3D霍尔单器件结构,该结构具有下列优点:面积小,为120μm2;器件集中在微小的一点,有效消除非正交误差;兼容性强。设计了十字形3D霍尔器件的电路模型,精确模拟了电阻、霍尔电压等基本特点外,还充分考虑了非线性、几何效应、温度效应以及交流特性等物理效应。借助电路模型对十字形3D霍尔器件进行分析,并设计出相应的调理电路。论文的主要创新点如下:1、通过设计流程的多次迭代,对水平霍尔器件结构进行优化,将灵敏度从81.6V/AT提高到402V/AT的同时,提取出器件灵敏度、失调以及电阻的温度系数,为后面垂直霍尔器件以及3D霍尔器件的研究做准备。在垂直霍尔器件和3D霍尔器件的研究中,基于水平霍尔器件的研究经验在COMSOL工具中建模,通过COMSOL工具迭代优化及生成对应的电路模型及优化的器件结构,来替代原来多次流片迭代优化的工作(2～3年迭代3～4次),将研发时间缩短到可按月来计。2、提出一种十字形3D霍尔器件结构,具有以下优点:面积小,为120μm2;器件集中在微小的一点,有效消除非正交误差;兼容性强。通过工艺和器件结构的优化,在提高了整体性能的基础上,平衡叁个方向的性能,x、y、z叁个方向的灵敏度分别为:90.7V/AT,90.7V/AT 以及 86.9V/AT。3、针对于十字形水平霍尔器件,5CVHD以及十字形3D型霍尔器件,设计出与之对应的高精度电路模型,叁种电路模型均具有以下优点:充分考虑了电压相关的非线性、几何效应,以及温度效应等物理效应;将有源区上下的耗尽层厚度都考虑其中,提高了模型的精度;采用JFET来模拟器件的电阻以及电容效应,提高了模型的交流特性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
霍尔磁传感器论文参考文献
[1].汤伟.基于CMOS工艺的霍尔磁传感器研究[D].南京大学.2018
[2].吕飞.单芯片CMOS叁维微型霍尔磁传感器研究[D].南京大学.2017
[3].黄海云.CMOS单片集成3D霍尔磁传感器研究与设计[D].大连理工大学.2016
[4].林倩茹.基于SOI霍尔磁传感器制作与特性研究[D].黑龙江大学.2016
[5].魏娜.悬臂梁MOSFET霍尔磁传感器研究[D].黑龙江大学.2008
[6].陈金岳,周立伟,丁守谦,李文深.霍尔效应磁传感器的相敏特性研究[J].JournalofBeijingInstituteofTechnology(EnglishEdition).1998
[7].程志奇.“磁传感器及其应用技术”讲座第叁讲霍尔传感器(二)[J].自动化仪表.1988
[8].程志奇.“磁传感器及其应用技术”讲座第二讲霍尔传感器(一)[J].自动化仪表.1988