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本文采用微电子机械加工技术(MEMS)和等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法构建nc-Si:H/c-Si异质结硅磁敏三极管(SMST)基本结构,该结构采用nc-Si:H(n)/c-Si(p)异质结作为硅磁敏三极管发射结,包括基极(B)、集电极(C)和发射极(E)。通过理论分析异质结的高注入比特性,给出nc-Si:H/c-Si异质结硅磁敏三极管工作原理,理论分析给出,该nc-Si:H/c-Si异质结能够改善硅磁敏三极管磁敏特性和温度特性。在此基础上,采用ATLAS软件构建nc-Si:H/c-Si异质结硅磁敏三极管仿真结构模型,通过分析IC-VCE特性、磁敏特性和温度特性,并与同质结硅磁敏三极管相应特性进行对比,同时研究基区长度(L)、基区宽度(w)和集电结面积(SC)等因素对nc-Si:H/c-Si异质结硅磁敏三极管特性的影响,实现结构尺寸优化。在此基础上,本文在p型<100>晶向高阻(ρ>1000Ω·cm)单晶硅衬底上实现nc-Si:H/c-Si异质结硅磁敏三极管芯片设计、制作和封装。在室温条件下,采用半导体特性分析系统(KEITHLEY 4200)、磁场发生器系统(CH-100)和高低温试验箱(奥贝斯GDJS100LG-G)等仪器研究nc-Si:H/c-Si异质结硅磁敏三极管电学特性、磁敏特性以及温度特性,分析基区长度(L)对特性的影响。当VCE=5.0 V和Ib=6.0 mA时,基区长度(L)分别为140μm、180μm和200μm的nc-Si:H/c-Si异质结硅磁敏三极管的电压磁灵敏度分别为100.06mV/T、101.68 mV/T和96.98 mV/T,集电极电流的温度系数αC分别为341.7 ppm/℃、27.7 ppm/℃和355.7 ppm/℃。实验结果表明,基区长度(L)为180μm的nc-Si:H/c-Si异质结硅磁敏三极管具有较高磁灵敏度且较好温度特性。