P型差分式電場微傳感器的製作方法

2023-07-08 18:27:41 1

專利名稱：P型差分式電場微傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電場微傳感器，尤其涉及一種在微電子機械系統中使用的P型差分式電場微傳感器。
背景技術：
使用單個的EMOS管電場微傳感器測試電場時，由於載流子遷移率以及摻雜半導體的載流子濃度都會受到溫度的影響，因此測量結果會隨溫度的變化而變化，環境噪聲也會對測量結果產生很大的影響。

發明內容
本發明提供一種抑制溫漂的N型差分式電場微傳感器。
本發明採用如下技術方案一種用於電場測試的N型差分式電場微傳感器，由p溝道電場傳感器、p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管、N型金屬氧化物半導體管電流鏡及P型金屬氧化物半導體管組成，N型金屬氧化物半導體管電流鏡由2個N型金屬氧化物半導體管組成，2個N型金屬氧化物半導體管的源極相連並接地，其柵極互連並與其中一個N型金屬氧化物半導體管的漏極連接且該N型金屬氧化物半導體管的漏極與p溝道電場傳感器的漏極連接，上述另一個N型金屬氧化物半導體管的漏極與p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管的漏極連接且該節點作為輸出端，p溝道電場傳感器的源極與p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管的源極連接並與P型金屬氧化物半導體管的漏極連接，P型金屬氧化物半導體管的源極與電源相連接，P型金屬氧化物半導體管的柵極接偏置電壓。
與現有技術相比，本發明具有如下優點(1)檢測電場時，由於有柵EPMOS』將不會受到電場的影響，而且EPMOS和EPMOS』的工藝相同，因此只有電場引起的差模信號被放大，而其他所有的共模信號，如由溫度引起的溫漂信號、環境引起的噪聲信號，都將被抑制。
(2)本發明還採用了一種特殊的p溝道電場傳感器，這一技術措施利用摻雜半導體中電荷的漂移原理(正電荷沿電場方向運動，負電荷逆電場方向運動)，靜態地感應電場，從而提高了電場檢測的可靠性；利用高寬長比的溝道以及在溝道上加微小的電流，提高了電場檢測的解析度。


圖1是本發明的電路圖。
圖2是本發明p溝道電場傳感器的截面圖。
具體實施例方式
一種用於電場測試的N型差分式電場微傳感器，由p溝道電場傳感器EPMOS1、p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管EPMOS』2、N型金屬氧化物半導體管電流鏡及P型金屬氧化物半導體管PMOS5組成，N型金屬氧化物半導體管電流鏡由2個N型金屬氧化物半導體管NMOS3、NMOS4組成，2個N型金屬氧化物半導體管NMOS3、NMOS4的源極相連並接地Vss，其柵極互連並與其中一個N型金屬氧化物半導體管NMOS3的漏極連接且該N型金屬氧化物半導體管NMOS3的漏極與p溝道電場傳感器EPMOS1的漏極連接，上述另一個N型金屬氧化物半導體管NMOS4的漏極與p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管EPMOS』2的漏極連接且該節點作為輸出端Vout，p溝道電場傳感器EPMOS1的源極與p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管EPMOS』2的源極連接並與P型金屬氧化物半導體管PMOS5的漏極連接，P型金屬氧化物半導體管PMOS5的源極與電源Vdd相連接，P型金屬氧化物半導體管PMOS5的柵極接偏置電壓Vb，本實施例可以採用如下特定的p溝道電場傳感器EPMOS1，該p溝道電場傳感器EPMOS1包括n型襯底11，在襯底11上設有共平面的兩個重摻雜的P型接觸區13，在重摻雜的P型接觸區13上為金屬引線15，在這兩個重摻雜的P型接觸區之間設有P型溝道12且分別與之相連，在P型接觸區13及P型溝道12的表面設有SiO2層14。
本發明在使用前，先利用標準電場標定此電路的輸出電流。測量電場時，則通過測量電路的輸出電流，對照標定值即可得到入射電場的強度，並可採用如下製備工藝來製備，即在n型襯底Si上離子注入得到p阱；b生長底氧，形成表面SiO2層；刻蝕場區，生長場氧；澱積Al並刻蝕，形成NMOS、PMOS、EPMOS』的柵區；離子注入溝道，形成p型溝道；離子注入，形成接觸區、NMOS和PMOS的源漏區；光刻引線孔，澱積金屬並刻蝕，形成金屬引線。
權利要求
1.一種用於電場測試的N型差分式電場微傳感器，其特徵在於由p溝道電場傳感器(EPMOS1)、p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管(EPMOS』2)、N型金屬氧化物半導體管電流鏡及P型金屬氧化物半導體管(PMOS5)組成，N型金屬氧化物半導體管電流鏡由2個N型金屬氧化物半導體管(NMOS3、NMOS4)組成，2個N型金屬氧化物半導體管(NMOS3、NMOS4)的源極相連並接地(Vss)，其柵極互連並與其中一個N型金屬氧化物半導體管(NMOS3)的漏極連接且該N型金屬氧化物半導體管(NMOS3)的漏極與p溝道電場傳感器(EPMOS1)的漏極連接，上述另一個N型金屬氧化物半導體管(NMOS4)的漏極與p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管(EPMOS』2)的漏極連接且該節點作為輸出端(Vout)，p溝道電場傳感器(EPMOS1)的源極與p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管(EPMOS』2)的源極連接並與P型金屬氧化物半導體管(PMOS5)的漏極連接，P型金屬氧化物半導體管(PMOS5)的源極與電源(Vdd)相連接，P型金屬氧化物半導體管(PMOS5)的柵極接偏置電壓(Vb)。
2.根據權利要求1所述的N型差分式電場微傳感器，其特徵在於p溝道電場傳感器(EPMOS1)包括n型襯底(11)，在襯底(11)上設有共平面的兩個重摻雜的P型接觸區(13)，在重摻雜的P型接觸區(13)上為金屬引線(15)，在這兩個重摻雜的P型接觸區之間設有P型溝道(12)且分別與之相連，在P型接觸區(13)及P型溝道(12)的表面設有SiO2層(14)。
全文摘要
N型差分式電場微傳感器，由p溝道電場傳感器、p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管、N型金屬氧化物半導體管電流鏡及P型金屬氧化物半導體管組成，N型金屬氧化物半導體管電流鏡由2個N型金屬氧化物半導體管組成，2個N型金屬氧化物半導體管的源極相連並接地，其柵極互連並與一個N型金屬氧化物半導體管的漏極連接且與p溝道電場傳感器的漏極連接，另一N型金屬氧化物半導體管的漏極與p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管的漏極連接且該節點作為輸出端，p溝道電場傳感器的源極與p溝道耗盡型金屬氧化物半導體管的源極連接並與P型金屬氧化物半導體管的漏極連接，P型金屬氧化物半導體管的源極與電源相連，P型金屬氧化物半導體管的柵極接偏置電壓。
文檔編號G01R29/12GK1710431SQ200510040658
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月22日 優先權日2005年6月22日
發明者黃慶安, 王立峰, 秦明, 茅盤松 申請人:東南大學