JP2008082773A - 歪みセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】歪センサは、基板上に下部電極と、ペロブスカイト型構造を有する金属酸化膜と、上部電極を順次積層した積層構造を有し、検体上に実装されるキャパシタと、前記キャパシタ中、前記上部電極と下部電極の間のリーク電流を測定する測定回路とより構成される。
【選択図】図2
Description
図2は、本発明の第1の実施形態による歪センサ10の構成を示す。
GL=ΔR/R/ΔL/L
で定義される。ここでRはキャパシタの抵抗値であり、ΔRは応力印加に伴う抵抗値変化を、Lは図3に示すキャパシタ絶縁膜11Eの膜厚であり、ΔLは応力印加に伴う膜厚変化を表す。前記ゲージファクタGLは、値が大きければ大きい程、歪みにより誘起される抵抗変化(すなわちリーク電流の変化)が大きいことを意味している。
[第2の実施形態]
図6は、本発明の第2の実施形態による歪センサ20の構成を示す。
[第3の実施形態]
図7は、本発明の第3の実施形態によるキャパシタ41の構成を示す。本実施形態のキャパシタ41は、図2の歪センサ10においてキャパシタ11を代替するものである。
[第4の実施形態]
図7は、本発明の第4の実施形態による歪センサ60の構成を示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
前記キャパシタ中、前記上部電極と下部電極の間のリーク電流を測定する測定回路と、
よりなることを特徴とする歪センサ。
前記基板は、酸化物または半導体よりなることを特徴とする付記1〜4のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
前記下部電極は、Pt,Pd、Ir,Ru,Rh,Re,Osの少なくとも一つを含む金属あるいは導電性酸化物よりなることを特徴とする付記1〜6のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
前記下部電極は、Cu,Ag,Auの少なくとも一つを含む金属よりなることを特徴とする付記1〜6のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
前記基板と下部電極の間には、Pt,Ir,Zr,Ti,TiOx,PtOx,ZrOx,TiN,TiAlN,TaN,TaSiNのいずれかよりなる密着層が設けられていることを特徴とする付記1〜8のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
前記上部電極は、Pt,Pd,Ir,Ru,Rh,Reの少なくとも一つを含む金属あるいは導電性酸化物よりなることを特徴とする付記1〜9のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
前記上部電極は、Au,Ag,Cu,Ni,Crの少なくとも一つを含む金属よりなることを特徴とする付記1〜9記載の歪センサ。
前記上部電極は、多層構造を有することを特徴とする付記1〜11のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
前記測定回路は、前記キャパシタ中の前記金属酸化膜と同一組成、同一厚さでペロブスカイト型構造の金属酸化膜を有する基準キャパシタを有し、前記リーク電流を、前記基準キャパシタにおけるリーク電流と比較することにより、前記キャパシタに印加された歪みを算出することを特徴とする付記1〜12のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
前記測定回路は、前記キャパシタの無応力時におけるリーク電流の値をデータをして保持するメモリを含むことを特徴とする付記1〜12のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
前記測定回路は、前記基板とは別の基板上に形成されることを特徴とする付記1〜14のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
前記測定回路は、前記基板上に、前記キャパシタと共に集積化されることを特徴とする付記1〜14のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
2 接着剤層
3 金属膜
3A,3B 端子
4 半導体チップ
4A,4B,6A,6B、7A,7B 電極
5 熱酸化膜
6 Si膜
7 拡散領域
10,20,60 歪センサ
11,C1 歪検出キャパシタ
11A 基板
11B 酸化膜
11C 密着層
11D,24A,24B,41B 下部電極
11E,25A,25B,41C ペロブスカイト金属酸化物膜
11F,11F1,11F2。26A.26B,41D 上部電極
12 測定回路
12A,12B,12C 演算増幅器
12D,C2,41 基準キャパシタ
21A,21B,21C 素子領域
21I 素子分離領域
22 層間絶縁膜
23 SiON膜
62C 読み出し回路
62D メモリ
Claims (8)
- 基板上に下部電極と、ペロブスカイト型構造を有する金属酸化膜と、上部電極を順次積層した積層構造を有し、検体上に実装されるキャパシタと、
前記キャパシタ中、前記上部電極と下部電極の間のリーク電流を測定する測定回路と、
よりなることを特徴とする歪センサ。 - 前記金属酸化膜は、一般式ABO3−xで表される組成を有し、Aは1〜3の正電荷を有する少なくとも一つの陽イオンであり、BはTi,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Re,Cu,Ag、Auよりなる群から選ばれる少なくとも一つの陽イオンであることを特徴とする請求項1または2記載の歪センサ。
- 前記金属酸化膜は、タンタル酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、ニオブ酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ストロンチウムビスマス、ジルコン酸チタン酸鉛、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸鉛マグネシウムのいずれかであることを特徴とする請求項1または2記載の歪センサ。
- 前記基板は、酸化物または半導体よりなることを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
- 前記測定回路は、前記キャパシタ中の前記金属酸化膜と同一組成、同一厚さでペロブスカイト型構造の金属酸化膜を有する基準キャパシタを有し、前記リーク電流を、前記基準キャパシタにおけるリーク電流と比較することにより、前記キャパシタに印加された歪みを算出することを特徴とする請求項1〜4のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
- 前記測定回路は、前記キャパシタの無応力時におけるリーク電流の値をデータとして保持するメモリを含むことを特徴とする請求項1〜4のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
- 前記測定回路は、前記基板とは別の基板上に形成されることを特徴とする請求項1〜6のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
- 前記測定回路は、前記基板上に、前記キャパシタと共に集積化されることを特徴とする請求項1〜6のうち、いずれか一項記載の歪センサ。
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