[实用新型]基于霍尔元件的缺陷检测装置

说明书

本实用新型的实施例公开了一种基于霍尔元件的缺陷检测装置。所述缺陷检测装置包括：基板；磁传感器，所述磁传感器位于基板的一个表面并且包括成预定图案排布的至少两个霍尔元件；环形激励线圈，位于所述磁传感器的周围；信号采集模块，临近磁传感器并且位于基板的周边位置；对信号采集模块发送的信号数据进行处理分析的数据处理分析模块。本实用新型属于半导体技术领域。由于磁传感器包括成预定图案排布的至少两个霍尔元件，所述缺陷检测装置可以对被测物体的某个区域进行检测并形成缺陷的二维图像。

技术领域

本申请公开内容涉及半导体技术领域，尤其涉及一种基于霍尔元件的缺陷检测装置。

背景技术

在石油和天然气等输送中的压力管道往往采用铁磁性金属材料制成。在长时间的高温、高压环境下使用之后，具有潜在的泄漏和爆炸风险。因此，对其进行快速的检测和早期风险排除具有重大意义。

常规的无损检测方法主要有涡流检测法、磁粉检测方法、渗透检测法、超声检测法和射线检测方等。相较于其他无损检测方法，基于电磁感应原理的涡流检测法能够同时检测被测试件表面和内部缺陷，无需耦合试剂，检测速度快且灵敏度高。

脉冲涡流检测技术以其丰富的时域频域信息，被广泛应用于飞机机身结构及发动机的安全检测、核动力设施中的蒸汽管道以及石油、天然气等运输管道的可靠性检测，各种板、棒、管等金属零件生产过程中的质量监控等。

近年来，脉冲涡流检测技术逐步向定量化、可视化方向发展。人们不仅要知道被测对象是否存在缺陷，而且还要了解缺陷的形状、位置以及其他重要参数信息。然而，目前大多数方案仅能对缺陷进行定性检测，但是无法对缺陷进行定量检测，没有办法高效率地获知缺陷在被测对象中的分布以及形状等二维信息。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种基于霍尔元件的缺陷检测装置，其能够快速地对被测对象上的缺陷成像，以获得缺陷的二维图像。其中选用磁传感器替代传统的检测线圈，减小了线圈的噪声干扰，并且把磁传感器布置成预定的图案以实现对缺陷的二维成像。

根据本公开的一个方面，提供了一种基于霍尔元件的缺陷检测装置，所述缺陷检测装置包括：基板；磁传感器，所述磁传感器位于基板的一个表面并且包括成预定图案排布的至少两个霍尔元件；环形激励线圈，位于所述磁传感器的周围；信号采集模块，临近磁传感器并且位于基板的周边位置；对信号采集模块发送的信号数据进行处理分析的数据处理分析模块。

在一些实施例中，所述至少两个霍尔元件包括多个霍尔元件，所述多个霍尔元件呈线性排布、矩形排布、圆形排布、四象限分布、线阵列排布或面阵列排布。

在一些实施例中，所述数据处理分析模块位于另一带有IC电路的电路板上；或所述数据处理分析模块位于所述基板上。

在一些实施例中，所述基板是刚性的玻璃基板、金属基板、石英衬底、氧化铝衬底、氮化铝衬底或半导体Si晶圆基板。

在一些实施例中，所述基板是由聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的柔性基板。

在一些实施例中，所述磁传感器通过外延生长方式直接位于基板上。

在一些实施例中，所述磁传感器由薄膜转移工艺通过粘结层把霍尔元件的磁感应部键合在基板上。

在一些实施例中，所述霍尔元件包括InSb、GaAs、InAs、InGaAs或InGaP类型的磁感应部。

在一些实施例中，在薄膜转移工序之前，所述霍尔元件包括半导体单晶衬底、晶格缓冲牺牲层和磁感应部；在薄膜转移工序之后，所述霍尔元件包括位于粘结层上的磁感应部，移除半导体单晶衬底和晶格缓冲牺牲层的所述磁感应部的迁移率大于50000cm²/Vs且小于78000cm²/Vs，磁感应部的厚度为10nm-9μm。