| Modeling and testing of a CMOS compatible fluxgate sensor with a planar softmagnetic core |
Schlüsselwörter:
Magnetfeldsensor, Förstersonde, Mikrosystem, Kerr-Effekt, numerische Feldberechnung, Barkhausen-Rauschen, Wafertest, elektronischer Kompaß, integrierte Spulen, ferromagnetischer Kern
magnetic field sensor, fluxgate, microsystem, MOKE, FEM simulation, barkhausen noise, wafer test, CMOS, electronic compass, integrated coil, ferromagnetic core
Sachgruppe der DNBAbstract
This thesis describes the optimization and characterisation of an integrated fluxgate sensor. It
is fabricated with a CMOS-compatible technology for planar coils with ferromagnetic cores.
Limitations of sensor measurement range and linearity are analyzed by analytical and numerical
calculations of stray fields and demagnetizing effects in the cores coupled with signal
analysis of the calculated coil output voltage. The sensor resultion is limited by magnetic
domain effects. Based on these results the sensor layout is optimized for the compass application.
Electrical and magneto-optical methods for on wafer characterisation of the ferromagnetic
layer, the electrical and magnetical coil parameters and the sensor itself are developed and
meet production requirements.
Diese Arbeit beschreibt die Optimierung und Charakterisierung eines integrierten Fluxgatesensor.
Er wird in einer CMOS-kompatiblen Technologie zur Herstellung planarer Spulen mit ferromagneti-
schen Kernen gefertigt. Begrenzende Effekte bezüglich Meßbereich und Linearität werden mittels
analytischer und numerischer Berechnungen der Streufelder und der Entmagnetisierung in den Kernen
analysiert. Damit gekoppelt wird die Signalanalyse der berechneten Spulenausgangsspannungen.
Begrenzend für die Sensorauflösung sind magnetische Domäneneffekte. Basierend auf diesen
Ergebnissen wird das Sensorlayout für die Kompaß-Applikation optimiert. Weiterhin werden
elektrische und magneto-optische Verfahren zum Messen der ferromagnetischen Schicht,
der elektrischen und magnetischen Spulenparameter und des Sensors selbst auf dem Wafer
beschrieben, die die Erfordernisse der Massenproduktion erfüllen.
| Betreuer | Zimmer, Günter; Prof. Dr.rer.nat. |
| Gutachter | Zimmer, Günter; Prof. Dr.rer.nat. |
| Gutachter | Kubalek, Erich; Prof. Dr.-Ing. |
| Upload: | 2000-08-15 |
| URL of Theses: | http://www.ub.uni-duisburg.de/diss/diss0030/inhalt.htm |