RU175590U1 - THREE-AXIS MICROSYSTEM ANALYSIS OF WEAK MAGNETIC FIELDS - Google Patents
THREE-AXIS MICROSYSTEM ANALYSIS OF WEAK MAGNETIC FIELDS Download PDFInfo
- Publication number
- RU175590U1 RU175590U1 RU2017114464U RU2017114464U RU175590U1 RU 175590 U1 RU175590 U1 RU 175590U1 RU 2017114464 U RU2017114464 U RU 2017114464U RU 2017114464 U RU2017114464 U RU 2017114464U RU 175590 U1 RU175590 U1 RU 175590U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crystal
- sensitivity
- face
- axis
- magnetoresistive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Использование: для анализа магнитного поля. Сущность полезной модели заключается в том, что трехосевая микросистема анализа слабых магнитных полей содержит размещенные на подложке кристалл двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям и кристалл одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению, причем оси чувствительности кристаллов магниторезистивных преобразователей магнитного поля направлены ортогонально друг другу, при этом между подложкой и кристаллом двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям размещен промежуточный кристалл. Технический результат: обеспечение возможности точного контроля направления вектора магнитной индукции при анализе магнитных полей. 3 фиг.Usage: for analysis of the magnetic field. The essence of the utility model consists in the fact that the three-axis microsystem for analyzing weak magnetic fields contains a crystal of a biaxial magnetoresistive transducer with sensitivity axes in the X and Y directions and a crystal of a uniaxial magnetoresistive transducer with a sensitivity axis in the Z direction, and the sensitivity axis of the crystals of magnetoresistive magnetic field transducers directed orthogonally to each other, while between the substrate and the crystal biaxial magnetoresistivity An intermediate transducer is placed with a sensitivity transducer in the X and Y directions. Effect: providing accurate control of the direction of the magnetic induction vector in the analysis of magnetic fields. 3 of FIG.
Description
Полезная модель относится к магниторезистивным датчикам магнитного поля и может быть использована для анализа магнитного поля в конструкциях таких приборов, как электронный компас, магнитометр, магнитный дефектоскоп.The utility model relates to magnetoresistive magnetic field sensors and can be used to analyze the magnetic field in the construction of devices such as an electronic compass, magnetometer, magnetic flaw detector.
Известны трехосевые датчики магнитного поля, содержащие магниторезистивные двухосевые преобразователи с осями чувствительности по Х и Y направлениям и магниторезистивный преобразователь с осью чувствительности по Z направлению, размещенные таким образом, что оси чувствительности кристаллов магниторезистивных преобразователей магнитного поля направлены ортогонально друг другу (RU 2007134110 А, опубл. 20.03.2009; JP 2004006752 А, опубл. 08.01.2004; JP 2004012156 А, опубл. 15.01.2004; US 7564237 В2, опубл. 21.07.2009; KR 20090076099 А, опубл. 13.07.2009).Known three-axis magnetic field sensors containing magnetoresistive biaxial converters with sensitivity axes in X and Y directions and a magnetoresistive converter with a sensitivity axis in Z direction, arranged in such a way that the sensitivity axes of crystals of magnetoresistive magnetic field converters are directed orthogonally to each other (RU 2007134110 A, publ. March 20, 2009; JP 2004006752 A, published January 8, 2004; JP 2004012156 A, published January 15, 2004; US 7564237 B2, published July 21, 2009; KR 20090076099 A, published July 13, 2009).
Известна микросистема контроля трех компонент вектора магнитной индукции, описанная в патенте на изобретение РФ №2470410 (МПК H01L 21/77, опубл. 20.12.2012), содержащая кристалл магниторезистивного двухосевого преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям и кристалл магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению, размещенные таким образом, что оси чувствительности кристаллов магниторезистивных преобразователей магнитного поля направлены ортогонально друг другу. Указанное устройство является наиболее близким к заявляемой полезной модели.A known microsystem for controlling the three components of the magnetic induction vector described in the patent for the invention of the Russian Federation No. 2470410 (IPC H01L 21/77, publ. 12/20/2012) containing a crystal of a magnetoresistive biaxial converter with sensitivity axes in X and Y directions and a crystal of a magnetoresistive converter with an axis sensitivity in the Z direction, arranged in such a way that the sensitivity axis of the crystals of the magnetoresistive magnetic field transducers are directed orthogonally to each other. The specified device is the closest to the claimed utility model.
Получению требуемого технического результата препятствуют конструкционные особенности устройства с размещением кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению в окне центральной области кремниевой пластины, образованном жидкостным химическим травлением и/или плазмохимическим травлением кремния.Obtaining the desired technical result is hindered by the structural features of the device with the placement of a crystal of a uniaxial magnetoresistive transducer with a sensitivity axis in the Z direction in the window of the central region of the silicon wafer formed by liquid chemical etching and / or plasma chemical etching of silicon.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, состоит в создании микросистемы контроля трех компонент вектора магнитной индукции высокой точности за счет оптимизации позиционирования кристаллов магниторезистивных преобразователей.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation of the utility model, consists in creating a microsystem for controlling the three components of the high-precision magnetic induction vector by optimizing the positioning of crystals of magnetoresistive converters.
Технический результат, получаемый при реализации заявляемой полезной модели, выражается в точности контроля направления вектора магнитной индукции при анализе магнитных полей.The technical result obtained by the implementation of the claimed utility model is expressed in the accuracy of controlling the direction of the magnetic induction vector in the analysis of magnetic fields.
Для достижения вышеуказанного технического результата трехосевая микросистема анализа слабых магнитных полей содержит размещенные на подложке кристалл двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям и кристалл одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению, размещенные таким образом, что оси чувствительности кристаллов магниторезистивных преобразователей магнитного поля направлены ортогонально друг Другу, дополнительно содержит промежуточный кристалл, одна из граней которого выполнена анизотропным травлением кремниевой пластины с кристаллографической ориентацией (100), промежуточный кристалл размещен между кремниевой пластиной и кристаллом двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям, с ориентацией грани, выполненной анизотропным травлением, по направлению к краю подложки, с расположением грани промежуточного кристалла и грани двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям в одной плоскости, причем кристалл одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению одной гранью примыкает к подложке, другой гранью к грани промежуточного кристалла и грани кристалла двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям, лежащим в одной плоскости, и с расположением противоположной грани кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению и грани подложки в одной плоскости.To achieve the above technical result, the three-axis microsystem for analyzing weak magnetic fields contains a biaxial magnetoresistive transducer crystal with sensitivity axes in the X and Y directions and a uniaxial magnetoresistive transducer crystal with the sensitivity axis in the Z direction, arranged in such a way that the sensitivity axes of the crystals of magnetoresistive magnetic transducers the fields are directed orthogonally to each other, additionally contains an intermediate a crystal, one of the faces of which is anisotropically etched on a silicon wafer with a crystallographic orientation of (100), an intermediate crystal is placed between the silicon wafer and a biaxial magnetoresistive crystal with sensitivity axes in the X and Y directions, with the orientation of the face performed by anisotropic etching towards the edge of the substrate, with the location of the face of the intermediate crystal and the face of the biaxial magnetoresistive transducer with sensitivity axes along the X and Y directions in one plane, moreover, the crystal of a uniaxial magnetoresistive transducer with the sensitivity axis in the Z direction, one face adjoins the substrate, the other face to the intermediate crystal face and the crystal face of the two-axis magnetoresistive transducer with sensitivity axes in the X and Y directions lying in the same plane, and with the location of the opposite crystal face of a uniaxial magnetoresistive transducer with the sensitivity axis in the Z direction and the face of the substrate in one plane.
В отличие от прототипа кристалл одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению вклеивается одной гранью на поверхность подложки с примыканием другой грани к грани промежуточного кристалла, которая выполнена анизотропным травлением кремниевой пластины с кристаллографической ориентацией (100). При этом обеспечивается точность позиционирования кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению в ортогональном направлении. Выполнение грани промежуточного кристалла анизотропным травлением кремниевой пластины с кристаллографической ориентацией (100) позволяет получить грань с наименьшим количеством дефектов по сравнению с гранями окон, получаемых жидкостным химическим травлением и/или плазмохимическим травлением кремния, как описано в прототипе. Расположение другой грани (обратной или лицевой стороны) кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению и грани подложки в одной плоскости позволяет применить специальную оснастку при вклеивании кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению для его точного позиционирования. За счет совокупности признаков обеспечивается точность позиционирования кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению, что обеспечивает точность контроля направления вектора магнитной индукции при анализе магнитных полей.In contrast to the prototype, a crystal of a uniaxial magnetoresistive transducer with a sensitivity axis in the Z direction is glued with one face onto the surface of the substrate with the other face adjacent to the face of the intermediate crystal, which is anisotropic etched silicon wafer with crystallographic orientation (100). This ensures the accuracy of positioning the crystal of a uniaxial magnetoresistive transducer with the sensitivity axis in the Z direction in the orthogonal direction. The execution of the face of the intermediate crystal by anisotropic etching of a silicon wafer with a crystallographic orientation (100) allows to obtain a face with the least number of defects compared to the faces of windows obtained by liquid chemical etching and / or plasma-chemical etching of silicon, as described in the prototype. The location of the other face (back or front side) of the crystal of a uniaxial magnetoresistive transducer with a sensitivity axis in the Z direction and the substrate face in one plane allows you to use special equipment when gluing a crystal of a uniaxial magnetoresistive transducer with a sensitivity axis in the Z direction for its accurate positioning. Due to the combination of features, the accuracy of positioning the crystal of a uniaxial magnetoresistive transducer with the sensitivity axis in the Z direction is ensured, which ensures the accuracy of controlling the direction of the magnetic induction vector in the analysis of magnetic fields.
Полезная модель поясняется следующими чертежами.The utility model is illustrated by the following drawings.
На Фиг. 1 показано размещение кристаллов магниторезистивных преобразователей с осями чувствительности по Х , Y , Z направлениям на подложке.In FIG. 1 shows the placement of crystals of magnetoresistive transducers with sensitivity axes along the X, Y, Z directions on the substrate.
На Фиг. 2 показано размещение кристаллов магниторезистивных преобразователей с осями чувствительности по Х , Y , Z направлениям на подложке, вид сверху.In FIG. 2 shows the arrangement of crystals of magnetoresistive transducers with sensitivity axes along the X, Y, Z directions on the substrate, top view.
На Фиг. 3 показано использование специальной оснастки при изготовлении микросистемы.In FIG. Figure 3 shows the use of special equipment in the manufacture of a microsystem.
По Фиг. 1 и Фиг. 2 трехосевая микросистема анализа слабых магнитных полей содержит размещенные на подложке 1 кристалл магниторезистивного двухосевого преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям 2 и кристалл одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению 3, причем оси чувствительности кристаллов магниторезистивных преобразователей магнитного поля направлены ортогонально друг другу. Между подложкой 1 и кристаллом двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям 2 размещен промежуточный кристалл 4. Одна из граней 5 промежуточного кристалла 4 выполнена анизотропным травлением кремниевой пластины с кристаллографической ориентацией (100). Грань 5 промежуточного кристалла и грань 6 двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям 2 расположены в одной плоскости и ориентированы по направлению к краю подложки 1. Кристалл одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению 3 размещен с примыканием одной гранью 7 к подложке 1, лицевой (или обратной) стороной 8 к грани промежуточного кристалла 5 и грани 6 кристалла двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям 2, а обратная (или лицевая) сторона 9 кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению 3 расположена с краю подложки 1 с совмещением в одной плоскости с гранью 10 подложки 1.In FIG. 1 and FIG. 2, a three-axis microsystem for analyzing weak magnetic fields contains 1 crystal of a magnetoresistive biaxial transducer with sensitivity axes in the X and
По Фиг. 3 на подложке путем приклеивания размещают промежуточный кристалл 4, на него приклеивают кристалл двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям 2. После предварительного нанесения клеевой основы устанавливают кристалл одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению 3 гранью 7 к подложке 1, совмещают грань 5 промежуточного кристалла 4 и грань 6 кристалла двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям 2 с лицевой (или обратной) стороной 8 кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению. Расстояние от края кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению 3 до места приклеивания промежуточного кристалла 4 равно длине грани 7 кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению. Подводят к краю кремниевого кристалла оснастку 11, которая своей плоскостью также соприкасается со свободной гранью кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению 3. И путем приложения усилия со стороны промежуточного кристалла 4 и кристалла двухосевого магниторезистивного преобразователя с осями чувствительности по Х и Y направлениям 2 производят приклеивание кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению 3. При этом в отличие от прототипа, где кристалл вклеивают торцом в окно, приложение усилия при вклеивании кристалла одноосевого магниторезистивного преобразователя с осью чувствительности по Z направлению 3 направлено перпендикулярно оси Z.In FIG. 3, an
Согласно полезной модели реализована микросистема контроля трех компонент вектора магнитной индукции, при этом была достигнута точность.According to a utility model, a microsystem for controlling three components of the magnetic induction vector is implemented, while accuracy is achieved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114464U RU175590U1 (en) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | THREE-AXIS MICROSYSTEM ANALYSIS OF WEAK MAGNETIC FIELDS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114464U RU175590U1 (en) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | THREE-AXIS MICROSYSTEM ANALYSIS OF WEAK MAGNETIC FIELDS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU175590U1 true RU175590U1 (en) | 2017-12-11 |
Family
ID=60719187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017114464U RU175590U1 (en) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | THREE-AXIS MICROSYSTEM ANALYSIS OF WEAK MAGNETIC FIELDS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU175590U1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004006752A (en) * | 2002-03-27 | 2004-01-08 | Yamaha Corp | Magnetic sensor and manufacturing method thereof |
RU2262777C1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-10-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов (ОАО НИИПП) | Magnetic field sensor |
RU2007134110A (en) * | 2005-03-17 | 2009-03-20 | Ямаха Корпорейшн (Jp) | THREE-AXIS MAGNETIC SENSOR AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE |
US7564237B2 (en) * | 2007-10-23 | 2009-07-21 | Honeywell International Inc. | Integrated 3-axis field sensor and fabrication methods |
US20120299587A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Honeywell International Inc. | Three-axis magnetic sensors |
RU2470410C2 (en) * | 2010-12-28 | 2012-12-20 | Федеральное Государственное Учреждение "Научно-Производственный Комплекс "Технологический Центр" Московского Государственного Института Электронной Техники" | Method of making microsystem for detecting three magnetic induction vector components |
-
2017
- 2017-04-25 RU RU2017114464U patent/RU175590U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004006752A (en) * | 2002-03-27 | 2004-01-08 | Yamaha Corp | Magnetic sensor and manufacturing method thereof |
RU2262777C1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-10-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов (ОАО НИИПП) | Magnetic field sensor |
RU2007134110A (en) * | 2005-03-17 | 2009-03-20 | Ямаха Корпорейшн (Jp) | THREE-AXIS MAGNETIC SENSOR AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE |
US7564237B2 (en) * | 2007-10-23 | 2009-07-21 | Honeywell International Inc. | Integrated 3-axis field sensor and fabrication methods |
RU2470410C2 (en) * | 2010-12-28 | 2012-12-20 | Федеральное Государственное Учреждение "Научно-Производственный Комплекс "Технологический Центр" Московского Государственного Института Электронной Техники" | Method of making microsystem for detecting three magnetic induction vector components |
US20120299587A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Honeywell International Inc. | Three-axis magnetic sensors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6525336B2 (en) | 3-axis digital compass | |
Fang et al. | A novel calibration method of magnetic compass based on ellipsoid fitting | |
US9000763B2 (en) | 3-D magnetic sensor | |
US8471557B2 (en) | Integrated triaxial magnetometer of semiconductor material manufactured in MEMS technology | |
TW201518753A (en) | Magnetoresistive sensing device | |
KR20060060666A (en) | System for using a 2-axis magnetic sensor for a 3-axis compass solution | |
Brookhuis et al. | 3D force sensor for biomechanical applications | |
JP2012247415A (en) | Three-axis magnetic sensors | |
US20130000136A1 (en) | Magnetoresistive sensor and manufacturing method thereof | |
US20150160307A1 (en) | Orthogonal fluxgate sensor | |
WO2011158856A1 (en) | Error cause determination method and device, error compensation method, three-axis magnetic sensor, sensor module, and program for determining error cause | |
CN203480009U (en) | Single-chip Z-axis linear magneto-resistor sensor | |
Zhao et al. | Research of the monolithic integrated 3-D magnetic field sensor based on MEMS technology | |
CN107390155A (en) | A kind of Magnetic Sensor calibrating installation and method | |
RU175590U1 (en) | THREE-AXIS MICROSYSTEM ANALYSIS OF WEAK MAGNETIC FIELDS | |
CN106569154A (en) | Three-shaft fluxgate sensor | |
RU2320051C1 (en) | Method for manufacturing magnetoresistive sensors | |
Wang et al. | Magnetoresistive sensor error compensation method using geometry-constraint contour scaling | |
US20150160308A1 (en) | Orthogonal fluxgate sensor | |
RU2470410C2 (en) | Method of making microsystem for detecting three magnetic induction vector components | |
RU195680U1 (en) | Three axis magnetic field transducer | |
KR20160004979A (en) | Othogonal type fluxgate sensor | |
CN212082397U (en) | Laser gyro testing device | |
KR100887737B1 (en) | Six degree of freedom - detection sensor | |
KR100777404B1 (en) | Method and Apparatus for Estimation of Angular Velocity Using 2 Linear Acceleration Sensors |