CN1710432A - 桥式电场微传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电场测试的桥式电场微传感器，由2个n沟道电场传感器和2个p沟道电场传感器组成，其中一个n沟道电场传感器的漏极和其中一个p沟道电场传感器的源极连接并形成第一节点，其中另一个n沟道电场传感器的漏极和其中另一个p沟道电场传感器的源极连接并形成第二节点，在第一节点与第二节点之间加载电源，上述一个n沟道电场传感器的源极与上述另一个p沟道电场传感器的漏极连接并形成第四节点，上述另一个n沟道电场传感器的源极与上述一个p沟道电场传感器的漏极连接并形成第三节点，第三节点与第四节点构成输出端；本发明能够抑制温漂。
Description
技术领域
本发明涉及一种电场微传感器，尤其涉及一种在微电子机械系统中使用的桥式电场微传感器。
背景技术
使用单个的EMOS管电场微传感器测试电场时，由于载流子迁移率以及掺杂半导体的载流子浓度都会受到温度的影响，因此测量结果会随温度的变化而变化，环境噪声也会对测量结果产生很大的影响。
发明内容
本发明提供一种抑制温漂的桥式电场微传感器。
本发明采用如下技术方案：
一种用于电场测试的桥式电场微传感器，由2个n沟道电场传感器和2个p沟道电场传感器组成，其中一个n沟道电场传感器的漏极和其中一个p沟道电场传感器的源极连接并形成第一节点，其中另一个n沟道电场传感器的漏极和其中另一个p沟道电场传感器的源极连接并形成第二节点，在第一节点与第二节点之间加载电源，上述一个n沟道电场传感器的源极与上述另一个p沟道电场传感器的漏极连接并形成第四节点，上述另一个n沟道电场传感器的源极与上述一个p沟道电场传感器的漏极连接并形成第三节点，第三节点与第四节点构成输出端。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)发明利用掺杂半导体中电荷的漂移原理(正电荷沿电场方向运动，负电荷逆电场方向运动)，静态地感应电场，从而提高了本发明的可靠性。检测电场时，两个n沟道电场微传感器和两个p沟道电场微传感器的沟道电阻大小将按相反的方向变化。当n沟道电场微传感器和p沟道电场微传感器的沟道电阻的大小接近时，此电场微传感器的桥式电阻联接方式可以有效的抑制温漂。
(2)本发明进而采用了一种特殊的p沟道电场传感器，这一技术措施利用掺杂半导体中电荷的漂移原理(正电荷沿电场方向运动，负电荷逆电场方向运动)，静态地感应电场，从而提高了电场检测的可靠性；利用高宽长比的沟道以及在沟道上加微小的电流，提高了电场检测的分辨率。
(3)本发明还可采用一种特殊的n沟道电场传感器，这一技术措施也是利用掺杂半导体中电荷的漂移原理(正电荷沿电场方向运动，负电荷逆电场方向运动)，静态地感应电场，从而提高了电场检测的可靠性。利用高宽长比的沟道以及在沟道上加微小的电流，提高了电场检测的分辨率。
附图说明
图1是本发明的电路图。
图2是本发明p沟道电场传感器的截面图。
图3是本发明n沟道电场传感器的截面图。
具体实施方式
一种用于电场测试的桥式电场微传感器，由2个n沟道电场传感器ENMOS1、ENMOS1’和2个p沟道电场传感器EPMOS2、EPMOS2’组成，其中一个n沟道电场传感器ENMOS1’的漏极和其中一个p沟道电场传感器EPMOS2’的源极连接并形成第一节点3，其中另一个n沟道电场传感器ENMOS1的漏极和其中另一个p沟道电场传感器EPMOS2的源极连接并形成第二节点4，在第一节点3与第二节点4之间加载电源Vdd，上述一个n沟道电场传感器ENMOS1’的源极与上述另一个p沟道电场传感器EPMOS2的漏极连接并形成第四节点6，上述另一个n沟道电场传感器ENMOS1的源极与上述一个p沟道电场传感器EPMOS2’的漏极连接并形成第三节点5，第三节点5与第四节点6构成输出端，在本实施例中，p沟道电场传感器包括n型衬底21，在衬底21上设有共平面的两个重掺杂的P型接触区23，在重掺杂的P型接触区23上为金属引线25，在这两个重掺杂的P型接触区之间设有P型沟道22且分别与之相连，在P型接触区23及P型沟道22的表面设有SiO2层24)；n沟道电场传感器包括p型衬底11，在衬底11上设有共平面的两个重掺杂的n型接触区13，在重掺杂的n型接触区13上为金属引线15，在这两个重掺杂的n型接触区之间设有n型沟道12且分别与之相连，在n型接触区13及n型沟道12的表面设有SiO2层14。
当外界电场入射n沟道电场传感器、p沟道电场传感器时，n沟道电场传感器的沟道电流将随入射电场的增大而增大，而p沟道电场传感器则相反，其沟道电流将随入射电场的增大而减小。通过计算惠斯通电桥的电阻可以发现，当n沟道电场传感器、p沟道电场传感器的沟道电阻的大小接近时，此电场微传感器的桥式电阻联接方式可以有效的抑制温漂。本发明在使用前，先利用标准电场标定此电路的输出电流。测量电场时，则通过测量电路的输出电流，对照标定值即可得到入射电场的强度。
Claims (3)
1、一种用于电场测试的桥式电场微传感器，其特征在于由2个n沟道电场传感器(ENMOS1、ENMOS1’)和2个p沟道电场传感器(EPMOS2、EPMOS2’)组成，其中一个n沟道电场传感器(ENMOS1’)的漏极和其中一个p沟道电场传感器(EPMOS2’)的源极连接并形成第一节点(3)，其中另一个n沟道电场传感器(ENMOS1)的漏极和其中另一个p沟道电场传感器(EPMOS2)的源极连接并形成第二节点(4)，在第一节点(3)与第二节点(4)之间加载电源(Vdd)，上述一个n沟道电场传感器(ENMOS1’)的源极与上述另一个p沟道电场传感器(EPMOS2)的漏极连接并形成第四节点(6)，上述另一个n沟道电场传感器(ENMOS1)的源极与上述一个p沟道电场传感器(EPMOS2’)的漏极连接并形成第三节点(5)，第三节点(5)与第四节点(6)构成输出端。
2、根据权利要求1所述的桥式电场微传感器，其特征在于p沟道电场传感器包括n型衬底(21)，在衬底(21)上设有共平面的两个重掺杂的P型接触区(23)，在重掺杂的P型接触区(23)上为金属引线(25)，在这两个重掺杂的P型接触区之间设有P型沟道(22)且分别与之相连，在P型接触区(23)及P型沟道(22)的表面设有SiO2层(24)。
3、根据权利要求1或2所述的桥式电场微传感器，其特征在于n沟道电场传感器包括p型衬底(11)，在衬底(11)上设有共平面的两个重掺杂的n型接触区(13)，在重掺杂的n型接触区(13)上为金属引线(15)，在这两个重掺杂的n型接触区之间设有n型沟道(12)且分别与之相连，在n型接触区(13)及n型沟道(12)的表面设有SiO2层(14)。
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