[发明专利]一种磁场/加速度集成传感器和集成化工艺方法

权利要求书

1.一种磁场/加速度集成传感器，其特征在于，所述传感器包括设置在同一芯片上的磁场传感器和加速度传感器，以实现三维磁场和三轴加速度的同时测量；

所述磁场/加速度集成传感器以SOI片为衬底，所述SOI片包括器件层(1)、支撑硅(2)和第一二氧化硅层(3)，

所述器件层(1)为p型100晶向高阻单晶硅；

所述磁场传感器包括设置在器件层(1)上的四个呈立体结构的硅磁敏三极管和一个霍尔磁场传感器(H)，其中，

所述四个硅磁敏三极管两两结合，构成两个磁敏感单元，分别用于检测x轴方向和y轴方向的磁场；

所述霍尔磁场传感器(H)用于检测z轴方向的磁场，

所述霍尔磁场传感器的磁敏感层为掺磷纳米硅薄膜nc-Si:H(n⁺)；

在所述加速度传感器的中间位置处刻蚀有悬空结构，所述悬空结构包括位于中心位置的质量块和位于质量块两侧的四个双L型梁；

其中，所述质量块具有两个，分别为第一质量块(m₁)和第二质量块(m₂)；

每个所述双L型梁均包括两个单L型梁，四个双L型梁共有八个单L型梁，分别为第一单L型梁(L₁)，第二单L型梁(L₂)，第三单L型梁(L₃)，第四单L型梁(L₄)，第五单L型梁(L₅)，第六单L型梁(L₆)，第七单L型梁(L₇)和第八单L型梁(L₈)；

在第一质量块(m₁)和第二质量块(m₂)之间还设置有第一中间梁L₉和第二中间梁L₁₀；

在所述第一单L型梁(L₁)，第二单L型梁(L₂)，第三单L型梁(L₃)和第四单L型梁(L₄)的根部分别设置有x轴方向第一压敏电阻(R_x1)、x轴方向第二压敏电阻(R_x2)、x轴方向第三压敏电阻(R_x3)和x轴方向第四压敏电阻(R_x4)；

在所述第五单L型梁(L₅)，第六单L型梁(L₆)，第七单L型梁(L₇)和第八单L型梁(L₈)的根部分别设置有y轴方向第一压敏电阻(R_y1)、y轴方向第二压敏电阻(R_y2)、y轴方向第三压敏电阻(R_y3)和y轴方向第四压敏电阻(R_y4)；

在所述第一中间梁(L₉)与第一质量块(m₁)和第二质量块(m₂)连接处的根部，分别设置有z轴方向第一压敏电阻(R_z1)和z轴方向第二压敏电阻(R_z2)；

所述x轴、y轴和z轴方向的压敏电阻均为掺硼纳米多晶硅薄膜电阻。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，

所述器件层(1)的厚度为20～50μm，支撑硅(2)的厚度为420～550μm。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述四个硅磁敏三极管分别为第一硅磁敏三极管(SMST1)、第二硅磁敏三极管(SMST2)、第三硅磁敏三极管(SMST3)和第四硅磁敏三极管(SMST4)，

其中，所述第一硅磁敏三极管(SMST1)和第二硅磁敏三极管(SMST2)在磁场传感器芯片中心两侧沿磁场传感器的x轴对称设置，

所述第三硅磁敏三极管(SMST3)和第四硅磁敏三极管(SMST4)在磁场传感器芯片中心两侧沿磁场传感器的y轴对称设置。