JPS61222179A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS61222179A JPS61222179A JP6478285A JP6478285A JPS61222179A JP S61222179 A JPS61222179 A JP S61222179A JP 6478285 A JP6478285 A JP 6478285A JP 6478285 A JP6478285 A JP 6478285A JP S61222179 A JPS61222179 A JP S61222179A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- source
- insulating film
- integrated
- gate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Pressure Sensors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、圧力の検出に用いる半導体装置に関する。
（従来技術とその問題点）
近年マイクロコンピュータの普及に伴い、工場のロボッ
ト化や自動化システムが安価に構築できるようになり、
これらシステムの感覚器官となるべきセンサ技術の開発
が活発に行われている。なかでも触覚センサは、ロボッ
トハンドに装着し、対象物を把握した際の力の分布や強
さを測定することにより、対象物の保持力を制御したり
、あるいは、形状を認識したりするのに欠くことのでき
ないセンサの一つである。従来この種のセンサでは感圧
導電性ゴムを用いたものや圧電体を用いたものが報告さ
れている。
ト化や自動化システムが安価に構築できるようになり、
これらシステムの感覚器官となるべきセンサ技術の開発
が活発に行われている。なかでも触覚センサは、ロボッ
トハンドに装着し、対象物を把握した際の力の分布や強
さを測定することにより、対象物の保持力を制御したり
、あるいは、形状を認識したりするのに欠くことのでき
ないセンサの一つである。従来この種のセンサでは感圧
導電性ゴムを用いたものや圧電体を用いたものが報告さ
れている。
例えば、昭和５７年７月発行の１計測自動制御学会論文
集」第１８巻第７号８４頁から８９頁で石用達は感圧導
電性ゴムを用いて荷重分布の中心位置の測定例を報告し
ている。しかし、感圧導電性ゴムは、ゴム材料中に炭素
粉や金属粒子を混ぜて導電性をもたせる構造であるから
、材料の均一化や安定性に乏しいという欠点がある。ま
た、半導体基板上に作られる集積化センサのようにモノ
リシック化にはなじまず、センサ部と信号処理部とを別
途に構成することになり、圧力分布を測定する際にセン
サ部をアレイ化したりすると、配線数が非常に多くなる
という欠点を生じる。
集」第１８巻第７号８４頁から８９頁で石用達は感圧導
電性ゴムを用いて荷重分布の中心位置の測定例を報告し
ている。しかし、感圧導電性ゴムは、ゴム材料中に炭素
粉や金属粒子を混ぜて導電性をもたせる構造であるから
、材料の均一化や安定性に乏しいという欠点がある。ま
た、半導体基板上に作られる集積化センサのようにモノ
リシック化にはなじまず、センサ部と信号処理部とを別
途に構成することになり、圧力分布を測定する際にセン
サ部をアレイ化したりすると、配線数が非常に多くなる
という欠点を生じる。
一方集積化センサへの試みとして、ビー・エル・チェン
（Ｐ、 Ｌ、 Ｃｈｅｎ ）達は、ＺｎＯ圧電膜を電界
効果トランジスタのゲート絶縁膜として使用したセンサ
を１９８０年発行のウルトラソニック・シンポジュ−ム
（ｕＬＴＲＡｓｏＮｘｃｓ ＳＹＭＰＯ５ＩＵＭ ）予
稿集９４５頁から９４８頁で報告した。その基本的な構
造は、第３図に示すような、いわゆるピエゾエレクトリ
ックＦＥＴといわれるものである。すなわち第３図に於
いて、通常のＭＯ８型ＦＥＴのゲート酸化膜を圧電体３
２及びシリコン酸化膜３３．３４の３１！膜で置きかえ
たものである。その原理動作はゲート電極３１に力が加
わると、圧電体３２が分極し電荷が圧電体３２の両側面
に発生する。この分極電荷の作るポテンシャルがＦＥＴ
のチャネルＮ３５のフンダクタンスを変化させ、ゲート
電極３１に加わった力をチャネル電流の変化で測定しよ
うとするものである。この素子は、感度も高く、ダイナ
ミックレンジも広く、また集積化することも可能である
のですぐれたセンサであるが、圧電体特有の欠点がある
。すなわち、ゲート部に形成した圧電膜やあるいは、ゲ
ート部とつながった外部回路にリークがあると、力が加
わっている時に圧電膜中に発生した電荷がある時定数を
もって、消滅していくが、力が０になった瞬間に逆の符
号の電荷が発生し、ヒステリシスを持つ、この様子を模
式的に第４図に描いた。
（Ｐ、 Ｌ、 Ｃｈｅｎ ）達は、ＺｎＯ圧電膜を電界
効果トランジスタのゲート絶縁膜として使用したセンサ
を１９８０年発行のウルトラソニック・シンポジュ−ム
（ｕＬＴＲＡｓｏＮｘｃｓ ＳＹＭＰＯ５ＩＵＭ ）予
稿集９４５頁から９４８頁で報告した。その基本的な構
造は、第３図に示すような、いわゆるピエゾエレクトリ
ックＦＥＴといわれるものである。すなわち第３図に於
いて、通常のＭＯ８型ＦＥＴのゲート酸化膜を圧電体３
２及びシリコン酸化膜３３．３４の３１！膜で置きかえ
たものである。その原理動作はゲート電極３１に力が加
わると、圧電体３２が分極し電荷が圧電体３２の両側面
に発生する。この分極電荷の作るポテンシャルがＦＥＴ
のチャネルＮ３５のフンダクタンスを変化させ、ゲート
電極３１に加わった力をチャネル電流の変化で測定しよ
うとするものである。この素子は、感度も高く、ダイナ
ミックレンジも広く、また集積化することも可能である
のですぐれたセンサであるが、圧電体特有の欠点がある
。すなわち、ゲート部に形成した圧電膜やあるいは、ゲ
ート部とつながった外部回路にリークがあると、力が加
わっている時に圧電膜中に発生した電荷がある時定数を
もって、消滅していくが、力が０になった瞬間に逆の符
号の電荷が発生し、ヒステリシスを持つ、この様子を模
式的に第４図に描いた。
図中時刻工。である力が加わり、電荷Ｑ１が発生し、徐
々に消滅していき、時刻ＴＩで力がＯになると、−（Ｑ
、−Ｑ、）の電荷が圧電膜中に発生する。ピエゾエレク
トリックＦＥＴは上記のような欠点を持つため、現在の
所非常に使いづらいものとなっている。
々に消滅していき、時刻ＴＩで力がＯになると、−（Ｑ
、−Ｑ、）の電荷が圧電膜中に発生する。ピエゾエレク
トリックＦＥＴは上記のような欠点を持つため、現在の
所非常に使いづらいものとなっている。
そこで、本発明の目的は、上記のような従来の欠点を除
去し、集積化が可能で使い方が簡便な圧力検出用の半導
体装置の提供にある。
去し、集積化が可能で使い方が簡便な圧力検出用の半導
体装置の提供にある。
（問題点を解決するための手段）
前述の問題点を解決するために本発明が提供する手段は
、半導体表面に絶縁膜を介してゲート用金属電極が設け
てある電界効果トランジスタを備える半導体装置であっ
て、前記絶縁膜をなす少なくとも一部の層が弾性的な伸
縮性のある材料からなることを特徴とする。 。
、半導体表面に絶縁膜を介してゲート用金属電極が設け
てある電界効果トランジスタを備える半導体装置であっ
て、前記絶縁膜をなす少なくとも一部の層が弾性的な伸
縮性のある材料からなることを特徴とする。 。
（作用）
本発明の半導体装置では、圧力変化を容量変化に変換し
、更にその容量変化を電界効果トランジスタのチャネル
部を流れる電流変化に変換し、圧力変化を電流変化とし
て検出する。
、更にその容量変化を電界効果トランジスタのチャネル
部を流れる電流変化に変換し、圧力変化を電流変化とし
て検出する。
（実施例）
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例の製造工程に
おける半製品を示す断面図である。この実施例の製造に
おいては、まず第１図（ａ）に示すようにＰ型（１００
）シリコン基板１０に素子分離領域１１、ゲート酸化膜
１２、ソース・ドレイン領域１３を形成する。次に、同
図（ｂ）に示すように二液硬化型シリコンゴムをスピン
塗布法により約２−の膜厚に塗布し、硬化後ドライエツ
チング法により加工して、シリコンゴムでできたゲート
絶縁膜１４を作る。その後、ソース・ドレイン領域にフ
ンタクト孔明けをして、ＡＱでソース及びドレイン配線
１５、ゲート電極配線１６を形成する。第２図は上記工
程で作成した電界効果トランジスタのゲート電極に加え
た力とチャネル電流の関係を示す、力が０かも２ ｋｇ
／ ｃｍ ”の範囲では、直線性も良く、安定した動
作を示し、また経時変化もなかった。また、この実施例
は、圧電体により圧力を検出する方式ではないから、ヒ
ステリシスがなく、使い方が簡便である。
おける半製品を示す断面図である。この実施例の製造に
おいては、まず第１図（ａ）に示すようにＰ型（１００
）シリコン基板１０に素子分離領域１１、ゲート酸化膜
１２、ソース・ドレイン領域１３を形成する。次に、同
図（ｂ）に示すように二液硬化型シリコンゴムをスピン
塗布法により約２−の膜厚に塗布し、硬化後ドライエツ
チング法により加工して、シリコンゴムでできたゲート
絶縁膜１４を作る。その後、ソース・ドレイン領域にフ
ンタクト孔明けをして、ＡＱでソース及びドレイン配線
１５、ゲート電極配線１６を形成する。第２図は上記工
程で作成した電界効果トランジスタのゲート電極に加え
た力とチャネル電流の関係を示す、力が０かも２ ｋｇ
／ ｃｍ ”の範囲では、直線性も良く、安定した動
作を示し、また経時変化もなかった。また、この実施例
は、圧電体により圧力を検出する方式ではないから、ヒ
ステリシスがなく、使い方が簡便である。
なお、ゲート絶縁膜としてシリコンゴムの代りにゴム系
ネガレジストを用いた場合も同様な特性を示した。
ネガレジストを用いた場合も同様な特性を示した。
（発明の効果）
以上の実施例からも判るように、本発明によれば、集積
化が可能で、特性の直線性及び安定性に優れ、ヒステリ
シスもなく使い方が簡便な圧力検出用半導体装置が提供
できる。
化が可能で、特性の直線性及び安定性に優れ、ヒステリ
シスもなく使い方が簡便な圧力検出用半導体装置が提供
できる。
第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例の製造工程
における半製品を示す断面図、第２図はその実施例の印
加圧力対チャネル電流特性を示す図、第３図は従来の圧
力検出用の半導体装置を示す断面図、第４図は第３図の
半導体装置の特性図である。 １０・・・シリコン基板、１１・・・素子分離領域、１
２・・・シリコン酸化膜、１３・・・ソース・ドレイン
［１１４・・・シリコンゴム、１５・・・ソース・ドレ
イン配線、１６・・・ゲート電極。 代理人弁理士 本 庄 伸 介 第１図 （ｂ） 第２図 ０ １ ２にｇ／ｃｍ２ →ｊ掻１４〇九にカ 第３図 第４図 電
における半製品を示す断面図、第２図はその実施例の印
加圧力対チャネル電流特性を示す図、第３図は従来の圧
力検出用の半導体装置を示す断面図、第４図は第３図の
半導体装置の特性図である。 １０・・・シリコン基板、１１・・・素子分離領域、１
２・・・シリコン酸化膜、１３・・・ソース・ドレイン
［１１４・・・シリコンゴム、１５・・・ソース・ドレ
イン配線、１６・・・ゲート電極。 代理人弁理士 本 庄 伸 介 第１図 （ｂ） 第２図 ０ １ ２にｇ／ｃｍ２ →ｊ掻１４〇九にカ 第３図 第４図 電
Claims (1)
- 半導体表面に絶縁膜を介してゲート用金属電極が設けて
あるＭＩＳ型電界効果トランジスタを備える半導体装置
に於いて、前記絶縁膜をなす少なくとも一部の層が弾性
的な伸縮性のある材料からなることを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6478285A JPS61222179A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6478285A JPS61222179A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61222179A true JPS61222179A (ja) | 1986-10-02 |
Family
ID=13268130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6478285A Pending JPS61222179A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61222179A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02168619A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-28 | Rohm Co Ltd | シリコーンゴム膜のパターン形成方法 |
| US6154580A (en) * | 1997-07-28 | 2000-11-28 | Nec Corporation | Tactile sensor and fingerprint sensor using same |
| US7368331B2 (en) * | 2002-12-26 | 2008-05-06 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Manufacturing method of thin-film transistor, thin-film transistor sheet, and electric circuit |
| JP2011196740A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Fujitsu Ltd | 圧力センサとその製造方法 |
| US8084971B2 (en) | 2005-10-20 | 2011-12-27 | Rohm Co., Ltd. | Motor drive circuit and disc device using the same |
| JP2013016778A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-24 | Qinghua Univ | 薄膜トランジスタ及びそれを利用した圧力センサー |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61222178A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-10-02 | Sharp Corp | 電界効果型圧力センサ |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6478285A patent/JPS61222179A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61222178A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-10-02 | Sharp Corp | 電界効果型圧力センサ |
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| JPH02168619A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-28 | Rohm Co Ltd | シリコーンゴム膜のパターン形成方法 |
| US4988403A (en) * | 1988-12-21 | 1991-01-29 | Rohm Co., Ltd. | Method of forming patterned silicone rubber layer |
| US6154580A (en) * | 1997-07-28 | 2000-11-28 | Nec Corporation | Tactile sensor and fingerprint sensor using same |
| US7368331B2 (en) * | 2002-12-26 | 2008-05-06 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Manufacturing method of thin-film transistor, thin-film transistor sheet, and electric circuit |
| US7393727B2 (en) | 2002-12-26 | 2008-07-01 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Manufacturing method of thin-film transistor, thin-film transistor sheet, and electric circuit |
| US8084971B2 (en) | 2005-10-20 | 2011-12-27 | Rohm Co., Ltd. | Motor drive circuit and disc device using the same |
| JP2011196740A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Fujitsu Ltd | 圧力センサとその製造方法 |
| JP2013016778A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-24 | Qinghua Univ | 薄膜トランジスタ及びそれを利用した圧力センサー |
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