[发明专利]一种CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元

权利要求书

1.一种CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于包括至少一个用于检测Z方向磁感应分量的水平霍尔器件和若干个用于检测X和Y方向磁感应分量的垂直霍尔器件，所述水平霍尔器件与垂直霍尔器件通过分布组合的方式设于CMOS片上。

2.根据权利要求1所述的CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于所述水平霍尔器件为一个，垂直霍尔器件为四个。

3.根据权利要求2所述的CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于所述水平霍尔器件包括呈正十字交叉形的水平霍尔盘、保护环、P衬底以及水平电极，所述水平霍尔盘设于P衬底上，所述保护环沿水平霍尔盘边缘分布，所述水平电极均布于水平霍尔盘上。

4.根据权利要求3所述的CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于所述水平霍尔盘设于大小为50um*50um的P衬底的中心位置，为低力度低N参杂，所述正十字叉形盘体的最长和最宽部均分为40um，盘体左右及上下的肩部距P衬底边缘缩进10um。

5.根据权利要求4所述的CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于所述保护环包括P+保护环与有源保护环，所述P+保护环沿水平霍尔盘边缘的正十字状排布，宽度为1um，用于在霍尔盘与P衬底之间形成两道反向二极管保护；所述有源保护环沿P衬底边缘排布，宽度为3 um。

6.根据权利要求5所述的CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于所述水平电极为四个多晶硅霍尔电极，分别设置于正十字叉形水平霍尔器件的左右及上下肩部，尺寸为8um*1um。

7.根据权利要求2所述的CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于所述四个垂直霍尔器件分别与所述水平霍尔器件的四个肩部对应地设置于CMOS片上，每个垂直霍尔器件包括垂直霍尔盘、保护环、P衬底以及垂直电极，所述垂直霍尔盘按双条状并联结构设于P衬底上，所述保护环沿垂直霍尔盘的边缘设置，所述电极均布于垂直霍尔盘上。

8.根据权利要求7所述的CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于两个40um*8um的高参杂深度低N参杂浓度的垂直霍尔盘设置于50um*25umP型衬底的中心位置。

9.根据权利要求7所述的CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于所述保护环包括P+保护环与有源保护环，所述有源保护环沿P型衬底边缘排布，宽度为1 um；所述P+保护环沿每个垂直霍尔盘分布宽度为0.5 um。

10.根据权利要求7所述的CMOS片上三维微型磁检测传感器的霍尔传感单元，其特征在于所述垂直电极为八个多晶硅霍尔电极，每个垂直霍尔盘均布有四个多晶硅霍尔电极。