[實(shí)用新型]一種集成化電場(chǎng)微傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120226024.0
• 申請(qǐng)日: 2011-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202189098U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳新安;沈浩颋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海谷昊電子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R29/12
• 分類(lèi)號(hào): G01R29/12;H01L27/04;H01L29/78
• 代理公司: 上海世貿(mào)專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 31128
• 代理人: 葉克英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種集成化電場(chǎng)微傳感器。

背景技術(shù)

???使用單個(gè)的EMOS管電場(chǎng)微傳感器測(cè)試電場(chǎng)時(shí)，由于載流子遷移率以及摻雜半導(dǎo)體的載流子濃度都會(huì)受到溫度的影響，因此測(cè)量結(jié)果會(huì)隨溫度的變化而變化，導(dǎo)致無(wú)法在實(shí)際環(huán)境溫度下測(cè)量。為了解決溫度漂移的方法，通常采用帶有屏蔽結(jié)構(gòu)的器件組成差分式或電橋的形式抑制溫度漂移，屏蔽結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了傳感器無(wú)法集成化，只能采用多個(gè)分立器件，體積大。因此亟待開(kāi)發(fā)出新型的集成化電場(chǎng)微傳感器，以解決目前利用EMOS管電場(chǎng)微傳感器測(cè)試電場(chǎng)時(shí)所存在的溫度漂移的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種抑制溫漂的集成化電場(chǎng)微傳感器。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種集成化電場(chǎng)微傳感器，其特征在于：由兩個(gè)耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管按串聯(lián)方式組成，其溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、溝道載流子濃度都相同，溝道厚度各異，兩個(gè)耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管由相同工藝集成在同一芯片上。其特征在于：第一耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的源極接地電源地（V_ss），第二耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的漏極接電源（V_dd），第一耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的漏極和第二耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的源極相連接點(diǎn)作為信號(hào)電壓的輸出端（V_out）。其特征在于：兩個(gè)耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管為耗盡型n溝道絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：（1）檢測(cè)電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)微傳感器ENMOS1和ENMOS2的溝道厚度的變化量相同，由于二者的初始溝道厚度不同，所以溝道電阻變化量不相同，輸出電壓隨檢測(cè)電場(chǎng)變化。由于電場(chǎng)微傳感器ENMOS1和ENMOS2的工藝完全相同，并且是同時(shí)制備，所以當(dāng)溫度變化時(shí)，由于溝道遷移率隨溫度變化相同，所以二者的比值不隨溫度變化，抑制了溫度漂移。（2）實(shí)現(xiàn)了電場(chǎng)微傳感器的單片集成化，并且還可以與處理電路集成在一起，組成一個(gè)電場(chǎng)微傳感器單元。

附圖說(shuō)明

附圖是本實(shí)用新型的集成化電場(chǎng)微傳感器的電路聯(lián)接圖。

具體實(shí)施方式

由兩個(gè)耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管1、2按串聯(lián)方式組成，其溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、溝道載流子濃度都相同，溝道厚度各異，兩個(gè)耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管1、2由相同工藝集成在同一芯片上。其特征在于：第一耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管1的源極3接地電源地（V_ss），第二耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管2的漏極4接電源（V_dd），第一耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的漏極5和第二耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的源極6相連接點(diǎn)作為信號(hào)電壓的輸出端（V_out）。其特征在于：兩個(gè)耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管為耗盡型n溝道絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管。

本實(shí)用新型利用耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管靜態(tài)地感應(yīng)電場(chǎng)，即利用在垂直作用在半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)，在半導(dǎo)體表面感應(yīng)出電荷，調(diào)制耗盡型絕緣體上硅電場(chǎng)直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的溝道電導(dǎo)。

一個(gè)特例，采用兩個(gè)耗盡型n溝道絕緣體上硅（SOI）直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的串聯(lián)作為電場(chǎng)微傳感器，兩個(gè)耗盡型n溝道絕緣體上硅SOI直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管由相同工藝制造集成在同一芯片上，串聯(lián)的兩個(gè)耗盡型n溝道絕緣體上硅（SOI）直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、溝道載流子濃度都相同，但溝道厚度不同。當(dāng)沒(méi)有電場(chǎng)作用時(shí)，作為信號(hào)電壓的輸出端（V_out）無(wú)輸出，有待測(cè)量電場(chǎng)存在時(shí)，兩個(gè)耗盡型n溝道絕緣體上硅SOI直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的溝道厚度的變化量相同，由于二者的初始溝道厚度不同，所以溝道電阻變化量不相同，輸出電壓隨待測(cè)電場(chǎng)變化。輸出電壓變化量只與兩個(gè)耗盡型n溝道絕緣體上硅（SOI）直接?xùn)沤饘傺趸锇雽?dǎo)體管的溝道厚度有關(guān)，而與溫度相關(guān)的載流子遷移率無(wú)關(guān)，所以當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓變化量不變，抑制了溫度漂移。

使用前，先利用垂直作用標(biāo)準(zhǔn)電場(chǎng)標(biāo)定此傳感器的輸出電壓的變化量。測(cè)量電場(chǎng)時(shí)，則通過(guò)測(cè)量傳感器的輸出電壓的變化量值，對(duì)照標(biāo)定值即可得到待測(cè)量電場(chǎng)的強(qiáng)度。

材料：?n型SOI襯底硅片。

制備工藝：

????1）介質(zhì)隔離：