JP2007071846A - 静電容量型センサとその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 対向する2つの主面を有し、その一方の面に第1導電型のソース領域と第1導電型のドレイン領域が所定の間隔で設けられ、ソース領域とドレイン領域の間に位置する第2導電型の領域をチャンネル領域とする基板と、チャンネル領域に対向するゲート電極板とを備え、ゲート電極板は、チャンネル領域の表面に平行な一方向に移動可能に設けられており、チャンネル領域とゲート電極板との対向面積の変化に基づいてゲート電極板に加えられた力を検出する。
【選択図】図1
Description
S. Buschnakowski, A. Bertz, W. Brauer, S. Heinz, R. Schuberth, G. Ebest and T. Gessner: "DEVELOPMENT AND CHARACTERISATION OF A HIGH ASPECT RATIO VERTICAL FET SENSOR FOR MOTION DETECTION" TRANSDUCERS '03, Boston, June 8-12, 2003, p. 1391-1394.
また、非特許文献1に開示された静電容量型センサは、一方向に加わった圧力や一方向に受けた加速度を高い感度で検出することは可能であるが、2以上の方向の圧力や加速度は検出することが出来ないという問題があった。
また、本発明は、高い感度で、2以上の方向の圧力や加速度は検出することができる静電容量型センサを提供することを第2の目的とする。
また、異なる方向に加えられた力を検出することができる上記第1の静電容量型センサを2つ備えるか、又は上記第1の静電容量型センサと第2の静電容量型センサとを備えることにより、2以上の方向の圧力や加速度を検出することができる静電容量型センサを提供することができる。
この実施の形態の静電容量型センサでは、例えば、p型シリコン基板の上に、基板に垂直な方向であるz方向の圧力又は加速度を検出する検出部100zと、基板に平行な一方向であるx方向の圧力又は加速度を検出する検出部100xと、基板に平行でかつx方向に直交するy方向の圧力又は加速度を検出する検出部100yとが設けられている。
実施の形態の静電容量型センサにおいて、検出部100xは、p型シリコン基板10の一方の面に所定の間隔を隔てて設けられたn型のドレイン領域4xとn型のソース領域5xと、そのドレイン領域4xとソース領域5xの間の領域であるチャンネル領域6xの上方にx方向に移動可能に設けられた可動ゲート電極板1xを含んで構成されている。
尚、検出部100yにおいて、検出部100xと同様の要素には、同様の番号を付して示し、添え字としてyを付して示している。
ここでは、まず、電界効果トランジスタの動作原理を、nチャネルMOSFETを例に簡単に述べる。このMOSFETは、シリコン層の上に酸化膜を挟みゲート電極を配置し、これによってシリコン内に形成したソース・ドレイン領域間に流れる電流を制御するものである。この構造においてゲート電極、酸化膜、シリコン層の積層構造がコンデンサの様に振る舞う。まず、ゲート電極に電圧が印加されていない場合、ゲート直下の半導体層はp型で有るためn+型のソース、p型シリコン、n+ドレインとなり、ソース・ドレイン間に電流は流れない。次にゲート電極に正電荷を印加すると、ゲート部のコンデンサ構造によってゲート電極には正電荷(ホール)が蓄積される。これに伴い、シリコン領域の酸化膜界面付近に負電荷である電子が誘起される。誘起された電子の密度がp型シリコンの多数キャリアであるホールの密度を超えると半導体層の性質が逆転しn型となる。これを反転層といい、反転層が形成されることによってn+型であるソース・ドレインが導通し、電流が流れる。
従って、ゲート電圧で増幅して出力することが可能であることとあいまってさらなる小型化が可能である。
尚、以下の説明に用いる図4A〜図4Lは、図1におけるA−A’線の断面を工程順に示したものである。
尚、絶縁層であるSiO2層12は、埋め込み酸化膜を利用することができる。
具体的には、例えば、SF6:100(sccm)、C4F8:0.5(sccm)、Ar:0.5(sccm)、O2:10(sccm)の割合で混合されたエッチングガスを用いると、上下の幅の差が極めて小さいゲート電極板が形成できる。
尚、ゲート部分を形成した後は、約100μmの段差があるために、スピンコートによるレジスト塗布は困難であるが、例えば、スプレー塗布によりレジストを形成することができる。
まず、ソース領域5(x,y,z)、ドレイン領域4(x,y,z)及びゲート電極1とオーミック接続するオーミック電極41,51,31を形成するために、保護膜16の一部を除去してその除去した部分にソース領域5(x,y,z)、ドレイン領域4(x,y,z)及びゲート電極1の表面を露出させて(図4G)、その露出した部分にオーミック電極41,51,31を形成し、その後保護膜16等を除去する(図4H)。
以上のようにして、SOI基板の上部のp型Si層がゲートとなり、埋め込み酸化膜がゲート酸化膜となるMOSFETが作製される。
2x,2y:支持梁、
3x,3y,3z:固定部、
4x,4y,4z:ドレイン領域、
5x,5y,5z:ソース領域、
6x,6y,6z:チャンネル領域。
Claims (7)
- 対向する2つの主面を有し、その一方の面に第1導電型のソース領域と第1導電型のドレイン領域が所定の間隔で設けられ、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に位置する第2導電型の領域をチャンネル領域とする基板と、
前記チャンネル領域に対向するゲート電極板とを備え、
前記ゲート電極板は、前記チャンネル領域の表面に平行な一方向に移動可能に設けられており、前記チャンネル領域と前記ゲート電極板との対向面積の変化に基づいて前記ゲート電極板に加えられた力を検出することを特徴とする静電容量型センサ。 - 前記ゲート電極板は、前記一方向に直交する長軸を有し前記一方の面と所定の間隔を隔てて前記一方の面に平行に設けられた2つの支持梁によって支えられており、前記2つの支持梁はそれぞれ両端が前記一方の面に固体されている請求項1記載の静電容量型センサ。
- 前記一方の面において、前記ソース領域及び前記ドレイン領域とは別に、第1導電型の第2ソース領域と第1導電型の第2ドレイン領域が所定の間隔で設けられて前記第2ソース領域と前記第2ドレイン領域の間に第2導電型の第2チャンネル領域が形成され、その第2チャンネル領域に対向する第2ゲート電極板がさらに設けられ、
前記第2ゲート電極板は、前記一方の面に平行でかつ前記一方向と直交する方向に移動可能に設けられており、前記第2チャンネル領域と前記第2ゲート電極板との対向面積の変位に基づいて前記第2ゲート電極板に加えられた力を検出する請求項1又は2に記載の静電容量型センサ。 - 前記第2ゲート電極板は、前記一方向に長軸を有し前記一方の面と所定の間隔を隔てて前記一方の面に平行に設けられた2つの第2支持梁によって支えられており、前記2つの第2支持梁はそれぞれ両端が前記一方の面に固体されている請求項3記載の静電容量型センサ。
- 前記一方の面において、さらに第1導電型の第3ソース領域と第1導電型の第3ドレイン領域が所定の間隔で設けられて前記第3ソース領域と前記第3ドレイン領域の間に第2導電型の第3チャンネル領域が設けられて、その第3チャンネル領域に対向する第3ゲート電極板をさらに有し、
前記第3ゲート電極板は、
前記第3チャンネル領域と前記第3ゲート電極板の間隔の変化に基づいて前記第3ゲート電極板に加えられた力を検出する請求項1〜4のうちのいずれか1つに記載の静電容量型センサ。 - 対向する2つの主面を有し、その一方の面に第1導電型のソース領域と第1導電型のドレイン領域が所定の間隔で設けられ、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に位置する第2導電型の領域をチャンネル領域とする基板と、
前記チャンネル領域に所定の間隔を隔てて対向するゲート電極板とを備え、
前記チャンネル領域と前記ゲート電極板の間隔の変化に基づいて前記ゲート電極板に加えられた力を検出することを特徴とする静電容量型センサ。 - 半導体基板の一方の面から不純物を注入して、前記一方の面に第1導電型のソース領域と第1導電型のドレイン領域を所定の間隔で形成することと、
前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に位置するチャンネル領域の上に、下地層を介してゲート電極層を形成することと、
前記下地層の少なくとも一部を除去することにより、チャンネル領域とゲート電極層の間に前記下地層の厚さにほぼ等しい間隔を設けることとを含むことを特徴とする静電容量型センサの製造方法。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2060532A2 (en) | 2007-11-16 | 2009-05-20 | Seiko Epson Corporation | Micro electro mechanical device with a gate electrode |
JP2015173682A (ja) * | 2014-03-13 | 2015-10-05 | コニカミノルタ株式会社 | 音響センサー、超音波探触子及び超音波診断装置 |
CN114234781A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-25 | 中北大学 | 一种信息感知与被测部件融合的容栅式位移测试装置 |
CN112219090B (zh) * | 2018-05-08 | 2024-02-06 | 比特朗股份公司 | 电容式位置传感器和相关的操纵杆装置及控制方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06207948A (ja) * | 1993-01-12 | 1994-07-26 | Nippondenso Co Ltd | 加速度検出回路 |
JPH07253442A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-10-03 | Nippondenso Co Ltd | 加速度センサ |
JPH07307478A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-11-21 | Nippondenso Co Ltd | 半導体加速度センサ及びその製造方法 |
JPH10178182A (ja) * | 1996-12-19 | 1998-06-30 | Sony Corp | 半導体圧力感知装置とその製造方法 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06207948A (ja) * | 1993-01-12 | 1994-07-26 | Nippondenso Co Ltd | 加速度検出回路 |
JPH07253442A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-10-03 | Nippondenso Co Ltd | 加速度センサ |
JPH07307478A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-11-21 | Nippondenso Co Ltd | 半導体加速度センサ及びその製造方法 |
JPH10178182A (ja) * | 1996-12-19 | 1998-06-30 | Sony Corp | 半導体圧力感知装置とその製造方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2060532A2 (en) | 2007-11-16 | 2009-05-20 | Seiko Epson Corporation | Micro electro mechanical device with a gate electrode |
US9359189B2 (en) | 2007-11-16 | 2016-06-07 | Seiko Epson Corporation | Micro electro mechanical device, method for manufacturing the same, semiconductor device, and method for manufacturing the same |
JP2015173682A (ja) * | 2014-03-13 | 2015-10-05 | コニカミノルタ株式会社 | 音響センサー、超音波探触子及び超音波診断装置 |
CN112219090B (zh) * | 2018-05-08 | 2024-02-06 | 比特朗股份公司 | 电容式位置传感器和相关的操纵杆装置及控制方法 |
CN114234781A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-25 | 中北大学 | 一种信息感知与被测部件融合的容栅式位移测试装置 |
CN114234781B (zh) * | 2021-12-07 | 2023-08-22 | 中北大学 | 一种信息感知与被测部件融合的容栅式位移测试装置 |
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