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최시영 경북대학교 센서기술연구소 1991 연차보고서 Vol.1991 No.-
PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)로 증착시킨 실리콘 질화막을 다이아프램으로 사용한 IGFET형 반도체 압력센서를 제작하여 그 특성을 조사하였다. IGFET형 반도체 압력센서는 용량형 압력센서이면서 출력신호을 전류 및 전압으로 사용가능하고, 기존의 반도체 압력센서보다 소형(소자 크기 : 1㎜ × 0.725㎜)이고, 기판과의 정전접합 및 양면 정렬 작업이 필요하지 않으며, 그리고 MOS IC 공정과 완전한 호환성을 가진다. 이러한 제조공정의 용이는 양산생산에 매우 유리하다. 그래서 IGFET형 압력센서 개발을 위한 기초연구를 하였다. 제작된 압력센서는 n-type Si 기판위의 드레인과 소오스, 그리고 게이트 영역으로 구성되어 있다. 드레인, 소오스, 및 게이트 산화막을 밀폐시키는 정사각형의 실리콘 질화막 다이아프램을 게이트 영역에 형성시켰다. 게이트 산화막과 다이아프램 사이에는 air-gap이 있다. 실리콘 질화막의 다이아프램에 압력이 인가되면, 이 다이아프램이 휘게되고 게이트 커패시턴스가 증가하게 된다. 그 결과 소오스와 드레인사이의 채널 전도도가 변하여 드레인 전류가 변하게 된다. 따라서, 압력변화에 따라 IGFET형 소자가 바로 압력센서가 된다. 이 IGFET형 압력센서의 압력증가에 따른 드레인 전류변화는 비선형적으로 나타났으나, 문턱전압의 변화는 좋은 선형적으로 나타났다. 그림 1은 IGFET형 압력센서의 개략도이다.