[發(fā)明專利]入射電容式傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210328798.3
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102997944B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·D·豪爾;M·D·施洛夫
• 申請（專利權(quán)）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: G01D5/24
• 分類號: G01D5/24;G01T1/00;G01T1/02;G01J1/42
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 陳華成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容式傳感器，更具體地涉及入射電容式傳感器。

背景技術(shù)

電容式傳感器是一種其電容基于被測量的參數(shù)而變化的傳感器。

附圖說明

通過參考附圖，本發(fā)明可以更好地理解，其多個目的、特征以及益處對本領(lǐng)域技術(shù)人員變得非常明顯。

圖1-3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例，展示制作入射電容式傳感器器件的不同階段的部分截面圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例，展示入射電容式傳感器器件的部分截面圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的入射電容式傳感器器件的部分截面圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的傳感器陣列的頂視圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的傳感器系統(tǒng)的電路圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的流程圖，該流程圖展示操作傳感器系統(tǒng)的方法。

圖9是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的曲線圖,所述曲線圖展示施加到電容器的一個板上的各種可能電壓值。

圖10是根據(jù)本發(fā)明一個實施例，展示入射電容式傳感器器件的部分截面圖。

圖11是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的傳感器陣列的頂視圖。

不同附圖中所用的相同的參考符號表示相同的要素，除非另有說明。附圖沒有必要按比例繪制。

具體實施方式

以下內(nèi)容闡明了實施本發(fā)明一個模式的詳細描述。所述描述意圖例示本發(fā)明，而不應解釋為限制性的。

正如本發(fā)明所描述的，公開了入射電容式傳感器器件，所述電容式傳感器器件包括傳感器區(qū)域，在傳感器區(qū)域中，由于每個傳感器區(qū)域?qū)е碌碾娙菘梢元毩⑦M行測量并且用于確定穿過窗口的輻射的參數(shù)。在一些例子中，根據(jù)被測輻射的方向，頂板或其它結(jié)構(gòu)會（部分地或完全地）阻止來自傳感器的輻射。影響電容的輻射可以是可見范圍或不可見范圍中（例如，紫外線、紅外線、X射線）的波長輻射或粒子輻射（例如，阿爾法粒子或重離子）。電容測量可用于確定輻射入射角度的一個分量。

圖1-3是電容式傳感器器件在其制作的不同階段的部分截面圖。圖1是晶圓101的部分截面圖。在所示的實施例中，晶圓101包括在絕緣體配置上的半導體（SOI），其中半導體材料層105位于絕緣層103上面。在一個實施例中，層103由二氧化硅構(gòu)成，但在其它實施例中可以由其它電介質(zhì)構(gòu)成。在一些實施例中，層103可位于主體襯底層（例如硅）（未顯示）上面。在其它實施例中，晶圓101可以是體晶圓，而絕緣層103不存在。

在一個實施例中，層105由單晶硅構(gòu)成，但可以由其它半導體材料（例如硅鍺、碳化硅、氮化鎵、鎵砷化物或其它III-V族半導體材料)或其它材料類型構(gòu)成。在所示的實施例中，層105輕微摻雜導電摻雜劑。在一個實施例中，層105摻雜有P類型摻雜劑（例如，硼），所述摻雜劑具有在每立方厘米10¹⁶—10¹⁸的原子范圍的濃度，但在其它實施例中，可以以其它濃度或用其它雜質(zhì)摻雜。

在一些實施例中，層103是通過將離子植入到襯底形成的。在其它實施例中，層105沉積在層103上面。在一些實施例中，層105是從施主晶圓形成的（未顯示）。

在一些實施例中，層105的材料類型將根據(jù)電容式傳感器測量的輻射類型而定。在一些用于測量波長輻射的實施例中，層105的材料具有光子吸收截面，要被測量的期望波長輻射下的光子在所述截面被吸收以產(chǎn)生電子-空穴對。以下表格中所列的是襯底材料以及波長范圍，在所述波長范圍，入射輻射在襯底中被吸收以產(chǎn)生空穴電子對。

在一些測量粒子輻射的實施例中，碰撞材料的晶格的粒子會擾亂晶格并將能量轉(zhuǎn)移給材料的原子，從而導致產(chǎn)生電子-空穴對。在一個實施例中，所用的材料類型具有一個吸收截面，所述截面相關(guān)于被測輻射的粒子能量和/或粒子大小。在一些實施例中，在任何電子-空穴對產(chǎn)生之前，輻射可以高于特定閾值。