一種集成化電場微傳感器的製作方法
2023-10-09 07:42:39 2
專利名稱：一種集成化電場微傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種集成化電場微傳感器。
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，導致無法在實際環境溫度下測量。為了解決溫度漂移的方法，通常採用帶有屏蔽結構的器件組成差分式或電橋的形式抑制溫度漂移，屏蔽結構導致了傳感器無法集成化，只能採用多個分立器件，體積大。因此亟待開發出新型的集成化電場微傳感器，以解決目前利用EMOS管電場微傳感器測試電場時所存在的溫度漂移的問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種抑制溫漂的集成化電場微傳感器。本實用新型設計一種集成化電場微傳感器，其特徵在於由兩個耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管按串聯方式組成，其溝道長度、溝道寬度、溝道載流子濃度都相同，溝道厚度各異，兩個耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管由相同工藝集成在同一晶片上。其特徵在於第一耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的源極接地電源地(Vss)，第二耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的漏極接電源(Vdd)，第一耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的漏極和第二耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的源極相連接點作為信號電壓的輸出端(v。ut)。其特徵在於兩個耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管為耗盡型η溝道絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管。本實用新型的優點是(1)檢測電場時，電場微傳感器ENMOSl 和ENM0S2的溝道厚度的變化量相同，由於二者的初始溝道厚度不同，所以溝道電阻變化量不相同，輸出電壓隨檢測電場變化。由於電場微傳感器ENMOSl和ENM0S2的工藝完全相同， 並且是同時製備，所以當溫度變化時，由於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)實現了電場微傳感器的單片集成化，並且還可以與處理電路集成在一起，組成一個電場微傳感器單元。
附圖是本實用新型的集成化電場微傳感器的電路聯接圖。
具體實施方式
由兩個耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管1、2按串聯方式組成， 其溝道長度、溝道寬度、溝道載流子濃度都相同，溝道厚度各異，兩個耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管1、2由相同工藝集成在同一晶片上。其特徵在於第一耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管1的源極3接地電源地(Vss)，第二耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管2的漏極4接電源(Vdd)，第一耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的漏極5和第二耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的源極6相連接點作為信號電壓的輸出端(V。ut)。其特徵在於兩個耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管為耗盡型η溝道絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管。本實用新型利用耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管靜態地感應電場，即利用在垂直作用在半導體表面的電場，在半導體表面感應出電荷，調製耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的溝道電導。一個特例，採用兩個耗盡型η溝道絕緣體上矽(SOI)直接柵金屬氧化物半導體管的串聯作為電場微傳感器，兩個耗盡型η溝道絕緣體上矽SOI直接柵金屬氧化物半導體管由相同工藝製造集成在同一晶片上，串聯的兩個耗盡型η溝道絕緣體上矽(SOI)直接柵金屬氧化物半導體管的溝道長度、溝道寬度、溝道載流子濃度都相同，但溝道厚度不同。當沒有電場作用時，作為信號電壓的輸出端(V。ut)無輸出，有待測量電場存在時，兩個耗盡型η 溝道絕緣體上矽SOI直接柵金屬氧化物半導體管的溝道厚度的變化量相同，由於二者的初始溝道厚度不同，所以溝道電阻變化量不相同，輸出電壓隨待測電場變化。輸出電壓變化量只與兩個耗盡型η溝道絕緣體上矽(SOI)直接柵金屬氧化物半導體管的溝道厚度有關，而與溫度相關的載流子遷移率無關，所以當溫度發生變化時，輸出電壓變化量不變，抑制了溫度漂移。使用前，先利用垂直作用標準電場標定此傳感器的輸出電壓的變化量。測量電場時，則通過測量傳感器的輸出電壓的變化量值，對照標定值即可得到待測量電場的強度。材料η型SOI襯底矽片。製備工藝1)介質隔離a:在η型SOI襯底矽片生長一層薄氧化層；b:澱積氮化矽；c 刻蝕氮化矽、氧化層和矽層，熱生長介質隔離氧化層2)柵極氧化層a 去除氮化矽和氧化層b:生長犧牲層氧化層；c 去除犧牲層氧化層，生長柵氧化層；d:澱積氮化矽保護層。3)漏區和源區a:光刻漏區和源區；b 離子注入，形成漏區和源區的N+區。4)接觸孔光刻a 光刻漏區和源區接觸孔；5)連線和I^ad (壓焊塊)a 澱積金屬AL ；b 反刻金屬AL，形成金屬連線和三個I^ad。
權利要求1.一種集成化電場微傳感器，其特徵在於由兩個耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管按串聯方式組成，其溝道長度、溝道寬度、溝道載流子濃度都相同，溝道厚度各異，兩個耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管由相同工藝集成在同一晶片上。
2.根據權利要求1所述的一種集成化電場微傳感器，其特徵在於第一耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的源極接地電源地(Vss)，第二耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的漏極接電源(Vdd)，第一耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的漏極和第二耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管的源極相連接點作為信號電壓的輸出端(V。ut)。
3.根據權利要求1所述的一種集成化電場微傳感器，其特徵在於兩個耗盡型絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管為耗盡型η溝道絕緣體上矽電場直接柵金屬氧化物半導體管。
專利摘要本實用新型公開了一種n型集成化電場微傳感器，包括耗盡型n溝道SOI直接柵電場微傳感器ENMOS1和ENMOS2，其溝道長度、溝道寬度、溝道載流子濃度都相同，但溝道厚度不同，並將這兩個器件按串聯方式聯接。檢測電場時，電場微傳感器ENMOS1和ENMOS2的溝道厚度的變化量相同，由於二者的初始溝道厚度不同，所以溝道電阻變化量不相同，輸出電壓隨檢測電場變化。由於電場微傳感器ENMOS1和ENMOS2的工藝完全相同，並且是同時製備，所以當溫度變化時，由於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。
文檔編號H01L29/78GK202189098SQ20112022602
公開日2012年4月11日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者沈浩頲, 陳新安 申請人:上海谷昊電子科技有限公司