霍尔磁传感器零点漂移进行补偿的方法技术

霍尔磁传感器零点漂移进行补偿的方法，目前，公知的Ｈａｌｌ磁传感器在外加磁场Ｂ＝０时，由于霍尔电极几何位置不对称、电极欧姆接触不良、电阻率不均匀、温度不均匀等因素使霍尔输出电压ＶＨ不等于零，产生零位误差ＶＨＯ。为消除零位误差，主要采用外加补偿电路对零位漂移进行补偿，该种方法不易于磁传感器向小型化、智能化方向发展。本发明专利技术是通过ＣＭＯＳ工艺制作ＭＯＳＦＥＴＨａｌｌ霍尔磁传感器的沟道四个等效电阻阻值随外加栅压而变化。本发明专利技术应用在医学、汽车等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过栅极偏置电压调整MOSFET Hall磁传感器导电沟道等效电 阻，对MOSFET Hall磁传感器进行零位补偿方法。
技术介绍
目前，公知的Hall磁传感器在外加磁场B = 0时，由于霍尔电极几何位置不对称、 电极欧姆接触不良、电阻率不均匀、温度不均匀等因素使霍尔输出电压VH不等于零，产生 零位误差VH0。为消除零位误差，主要采用外加补偿电路对零位漂移进行补偿，该种方法不 易于磁传感器向小型化、智能化方向发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种克服外加补偿电路等方法对MOSFET Hall磁传感器性能影响的零点漂移进行补偿的方法。 上述的目的通过以下的技术方案实现 ，通过CMOS工艺制作MOSFET Hall霍尔磁 传感器的沟道四个等效电阻阻值随外加栅压而变化。 ，所述的CMOS工艺包括冲洗、第一次氧 化、第一次光刻、第二次氧化、制成P型掺杂、第三次氧化、二 _五次光刻； 所述的冲洗是将厚度为450 ii m的N型双面抛光高阻(P > 100 Q "m)单晶硅片 用浓硫酸煮至冒白烟，冷却后用大量去离子水冲洗，再分别采用电子清洗液DZ-l、 DZ-2各 清洗两次，用大量去离子水冲洗，放入甩干机中甩干； 所述的第一次氧化是将清洗好的单晶硅片放入高温氧化炉中，采用热氧化工艺生 长Si02层，氧化炉温度1180°C ，生长Si02层厚度650nm ; 所述的第一次光刻是采用光刻机进行光刻，光刻工艺流程为涂胶、前烘、曝光、显 影、坚膜、腐蚀和去胶，光刻出有源区窗口，采用上述硅片清洗方法清洗硅片； 所述的第二次氧化是将清洗后硅片进行采用热氧化工艺生长Si02层，在一次光刻 的有源区窗口重新生长厚度50nm的Si02层； 制成P型掺杂是采用离子注入机注入B离子，注入能量为40KeV，注入剂量为 6. OX 1013，获得P型掺杂；采用湿法腐蚀去除厚度50nm的Si02层； 所述的第三次氧化是将该硅片采用上述清洗方法进行清洗，进行三次氧化，生长栅极氧化层，厚度50nm ;采用LPCVD生长多晶硅栅极并进行多晶硅栅极磷扩散； 所述的第二次光刻是采用上述光刻方法进行光刻，刻蚀多晶硅，形成多晶硅栅极并进行硼注入，通过多晶硅栅极自对准技术，实现MOSFET源极、漏极和两个霍尔输出端杂质掺杂； 所述的第三次光刻是通过上述光刻方法进行光刻，光刻出衬底杂质掺杂窗口 ； 采用离子注入机进行磷注入，衬底形成N+ ;通过H2+02合成氧化法进行多晶硅栅极3氧化，生长Si02层厚度200nm ; 所述的第四次光刻是刻蚀MOSFET Hall磁传感器源极、漏极、栅极、衬底和霍尔输 出端接触孔；硅片正面磁控溅射铝电极，铝电极厚度1 P m ; 所述的第五次光刻是反刻铝，分别形成源极、漏极、衬底、栅极和两个霍尔输出端 电极；将硅片放入高温真空炉中，在40(TC进行合金化处理，时间30min，使源极、漏极、衬 底、霍尔输出端等形成良好的欧姆接触。 所述的，可以采用P型衬底硅片制作 n-MOSFET Hall磁传感器，也可以采用N型衬底硅片制作p-MOSFET Hall磁传感器。 所述的，两个欧姆接触的霍尔输出端在多 晶硅栅上行程凹性结构，不位于沟道中央位置。 这个技术方案有以下有益效果 1.本专利技术实现当外加磁场等于零时，随外加栅压MOSFET Hall磁传感器沟道等效 电路桥路输出电压变化，在一定的栅压下，实现MOSFET Hall磁传感器零点漂移补偿。 2.本专利技术目的克服外加补偿电路等方法对MOSFET Hall磁传感器性能影响。 3.本专利技术通过采用MOSFET Hall磁传感器栅极偏置电压Ves调整导电沟道等效电 阻使桥臂对称的方法，使外加磁场B = 0时，磁传感器不等位电势V^接近零位输出，实现 MOSFET Hall磁传感器零位补偿智能化。附图说明 附图1是本专利技术中MOSFET Hall磁传感器掩膜光刻版图。图中分别给出MOSFET Hall磁传感器源极(S)、漏极(D)、栅极(G)、衬底(B)和霍尔输出端VH1、 VH2。 附图2是本专利技术中MOSFET Hall磁传感器沟道等效电路图。 本专利技术的具体实施例方式 实施例1 : ，通过CMOS工艺制作MOSFET Hall霍尔磁 传感器的沟道四个等效电阻阻值随外加栅压而变化。 所述的CMOS工艺包括冲洗、第一次氧化、第一次光刻、第二次氧化、制成P型掺杂、 第三次氧化、二一五次光刻。 参见附图l，厚度为450iim的N型双面抛光高阻(p > 100Q cm)单晶硅片，用 浓硫酸煮至冒白烟，冷却后用大量去离子水冲洗，再分别采用清洗液DZ-l、 DZ-2各清洗两 次，用大量去离子水冲洗，放入甩干机中甩干； 将清洗好的单晶硅片放入高温氧化炉中进行一次氧化，采用热氧化工艺生长Si02 层，氧化炉温度118(TC，生长Si02层厚度650nm ; 采用光刻机进行一次光刻，光刻工艺流程为涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀和 去胶，光刻出有源区窗口，采用上述硅片清洗方法清洗硅片； 将清洗后硅片进行二次氧化，采用热氧化工艺生长Si02层，在一次光刻的有源区 窗口重新生长厚度50nm的Si02层，以提高离子注入均匀性； 采用离子注入机注入B离子，注入能量为40KeV，注入剂量为6. 0 X 1013，获得P型 掺杂；4 采用湿法腐蚀去除厚度50nm的Si02层； 将该硅片采用上述清洗方法进行清洗，再进行三次氧化，生长栅极氧化层，厚度 50nm ; 采用LPCVD生长多晶硅栅极并进行多晶硅栅极磷扩散，以降低多晶硅栅极电阻 率； 采用上述光刻方法进行二次光刻，刻蚀多晶硅，形成多晶硅栅极并进行硼注入，通过多晶硅栅极自对准技术，实现MOSFET源极、漏极和两个霍尔输出端杂质掺杂； 通过上述光刻方法进行三次光刻，光刻出衬底杂质掺杂窗口 ； 采用离子注入机进行磷注入，衬底形成N+ ;通过H2+02合成氧化法进行多晶硅栅极氧化，生长Si02层厚度200nm，实现多多晶硅栅极保护； 通过四次光刻，刻蚀MOSFET Hal 1磁传感器源极、漏极、栅极、衬底和霍尔输出端接 触孔； 硅片正面磁控溅射铝电极，铝电极厚度1 y m ; 五次光刻，反刻铝，分别形成源极、漏极、衬底、栅极和两个霍尔输出端电极； 将硅片放入高温真空炉中，在40(TC进行合金化处理，时间30min，使源极、漏极、 衬底、霍尔输出端等形成良好的欧姆接触。 采用P型衬底硅片制作n-MOSFET Hall磁传感器，或者采用N型衬底硅片制作 p-MOSFET Hall磁传感器。 两个欧姆接触的霍尔输出端在多晶硅栅上行程凹性结构，不位于沟道中央位置。 工作原理 MOSFET Hall磁传感器源极(S)、漏极(D)和霍尔输出端VH1、VH2四个电极之间将 沟道等效为四个电阻Rl、 R2、 R3和R4。 Rl、 R2、 R3和R4随外加栅压发生变化，致使桥路输 出电压进行调整。权利要求一种，其特征是通过CMOS工艺制作MOSFET Hall霍尔磁传感器的沟道四个等效电阻阻值随外加栅压而变化。2. 根据权利要求1所述的，其特征是所述 的CMOS工艺包括冲洗、第一次氧化、第一次光刻、第二次氧化、制成P型掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种霍尔磁传感器零点漂移进行补偿的方法，其特征是：通过ＣＭＯＳ工艺制作ＭＯＳＦＥＴＨａｌｌ霍尔磁传感器的沟道四个等效电阻阻值随外加栅压而变化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓锋，温殿忠，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]