JPS60202343A - 相補型半導体湿度センサ - Google Patents
相補型半導体湿度センサInfo
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- JPS60202343A JPS60202343A JP5880184A JP5880184A JPS60202343A JP S60202343 A JPS60202343 A JP S60202343A JP 5880184 A JP5880184 A JP 5880184A JP 5880184 A JP5880184 A JP 5880184A JP S60202343 A JPS60202343 A JP S60202343A
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- JP
- Japan
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- humidity sensor
- gate
- field effect
- source
- gate electrode
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (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】
イ、産業上の利用分野
本発明は、絶縁ゲート型電界効果トランジスタと同様の
構造を有し、周囲湿度に応じ変化するドレイン電流から
周囲湿度を検知する湿度センサに関する。
構造を有し、周囲湿度に応じ変化するドレイン電流から
周囲湿度を検知する湿度センサに関する。
口、従来技術
絶縁性薄膜表面の一部に電極を形成し、ｖＧなる電圧を
与えると、電極の末端から距＠ｘの部分の時刻ｔの尚膜
表面の電位Ｖは に従う。ここで、Ｃは絶縁膜の防電率などにより定まり
、几は膜質、膜の表面状態、周囲の湿度による。湿度に
対し、Ｒは単調に減少することか知られているので、距
離Ｘ及びｔを定めれば、■は湿度により一意的に足まる
。従って、公知の絶縁ゲート型電界効果トランジスタに
おいて、ソースまたはドレインの一方と平面的に重なり
をもたないようにゲート電極を形成し、ゲート絶縁物末
端より距離Ｘ離れたところにソース又はドレインを形成
する不純物拡散層ケ設け°Ｃ１上記の部分を被１１ｔ！
Ｉ定雰囲気に露出させることにより、ドレイン・ソース
間電流ＩＤＳの時間変化を測定し、湿度をめることかで
きる。
与えると、電極の末端から距＠ｘの部分の時刻ｔの尚膜
表面の電位Ｖは に従う。ここで、Ｃは絶縁膜の防電率などにより定まり
、几は膜質、膜の表面状態、周囲の湿度による。湿度に
対し、Ｒは単調に減少することか知られているので、距
離Ｘ及びｔを定めれば、■は湿度により一意的に足まる
。従って、公知の絶縁ゲート型電界効果トランジスタに
おいて、ソースまたはドレインの一方と平面的に重なり
をもたないようにゲート電極を形成し、ゲート絶縁物末
端より距離Ｘ離れたところにソース又はドレインを形成
する不純物拡散層ケ設け°Ｃ１上記の部分を被１１ｔ！
Ｉ定雰囲気に露出させることにより、ドレイン・ソース
間電流ＩＤＳの時間変化を測定し、湿度をめることかで
きる。
すなわち、第１図（ａ）は従来のｎチャンネルＭＯ８Ｆ
Ｅ Ｔ型の湿度センサの断面図、同図（ｂ）は平面図
である。第１図（ａ） 、 （ｂ）において、Ｐ型基板
ｌにノース及びドレイン領域を形成するｎ型拡散層２及
び５、ゲート電極４、ゲート絶縁膜３を形成し、ゲート
電極４の端部とドレイン領域５の端部の距ｌＬ’ｌｆを
Ｘとする。この素子を第２図の回路図に示すｊうに結＋
ＩＪＩ Ｌ、時刻ｔ ＝ ０ テＶｃ ≧ＶＤＤ ＞
ＶＴ（但し、ＶＴはこの素子のしきい値電圧）なる電圧
ＶＧを与えると、ゲート電極４の端部からの距ＰｉｌＣ
ｘの時刻ｔの絶縁膜３上の電位分布Ｖ（ｘ、 ｔ ）は
式（１）に従うので、第３図のグラフのように変化する
。すると距離Ｘの位置で、Ｖ＝Ｖｔとなる１＝１（、に
、このＡｄ（ＪＳＦ’ＥＴにはＩＤＳが流れ工。５（ｔ
）はおよそ第４図のグラフに示すように変化する・２２
″″Ｃ・８は方程式ｖＴ−ｖＧ ・・ｆ°２Ｖ廓乃国の
解としてまり、一方、几が湿度依存性をもつことより、
湿度Ｍがｔｃから一意的に決められる。
Ｅ Ｔ型の湿度センサの断面図、同図（ｂ）は平面図
である。第１図（ａ） 、 （ｂ）において、Ｐ型基板
ｌにノース及びドレイン領域を形成するｎ型拡散層２及
び５、ゲート電極４、ゲート絶縁膜３を形成し、ゲート
電極４の端部とドレイン領域５の端部の距ｌＬ’ｌｆを
Ｘとする。この素子を第２図の回路図に示すｊうに結＋
ＩＪＩ Ｌ、時刻ｔ ＝ ０ テＶｃ ≧ＶＤＤ ＞
ＶＴ（但し、ＶＴはこの素子のしきい値電圧）なる電圧
ＶＧを与えると、ゲート電極４の端部からの距ＰｉｌＣ
ｘの時刻ｔの絶縁膜３上の電位分布Ｖ（ｘ、 ｔ ）は
式（１）に従うので、第３図のグラフのように変化する
。すると距離Ｘの位置で、Ｖ＝Ｖｔとなる１＝１（、に
、このＡｄ（ＪＳＦ’ＥＴにはＩＤＳが流れ工。５（ｔ
）はおよそ第４図のグラフに示すように変化する・２２
″″Ｃ・８は方程式ｖＴ−ｖＧ ・・ｆ°２Ｖ廓乃国の
解としてまり、一方、几が湿度依存性をもつことより、
湿度Ｍがｔｃから一意的に決められる。
しかしながら、上記の距離又はこのようなトランジスタ
の製造工程における寸法精度、特にゲート電極と不純物
拡散層を形成する際の重ね合わせ精度により変動し、そ
の結果、センサとし°Ｃの素子特性が大きく変動すると
いう欠点がある。その為、測定ね変向上のためには、距
離Ｘの値を、マスク重ね合せ精度をはじめとする製造上
の変動値に比べ°Ｃ十分に大きくする心数があり、集積
度及びコストの点で難点がある。
の製造工程における寸法精度、特にゲート電極と不純物
拡散層を形成する際の重ね合わせ精度により変動し、そ
の結果、センサとし°Ｃの素子特性が大きく変動すると
いう欠点がある。その為、測定ね変向上のためには、距
離Ｘの値を、マスク重ね合せ精度をはじめとする製造上
の変動値に比べ°Ｃ十分に大きくする心数があり、集積
度及びコストの点で難点がある。
ハ９発明の目的
本発明の目的は、検出感度および信頼性的に優れ、また
、製造上の特性のばらつきの少ない湿度検出センサを提
供するにある。
、製造上の特性のばらつきの少ない湿度検出センサを提
供するにある。
二１発明の構成
本発明によれば、上に述べた構造の湿度センサとなる絶
縁ゲート型電界効果トランジスタ素子を同一チップに二
組たがいに隣り合せに形成し、それぞれのゲート電極は
、隣り合せの間で互いに対称な位置で相補関係になるよ
うに形成し、２つのトランジスタ素子からの信号を用い
て製造上のばらつきによる特性変動が相殺される相補型
半導体湿度センサが得られる。
縁ゲート型電界効果トランジスタ素子を同一チップに二
組たがいに隣り合せに形成し、それぞれのゲート電極は
、隣り合せの間で互いに対称な位置で相補関係になるよ
うに形成し、２つのトランジスタ素子からの信号を用い
て製造上のばらつきによる特性変動が相殺される相補型
半導体湿度センサが得られる。
ホ、実施例
つぎに本発明を実施例により説明する。
第５図は本発明の一実施例の断面図である。第５図にお
いて、Ｐ型の半畳体基板ｌの一生面側には、第１図に示
したと同様の、湿度センサを形成する絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ素子１１゜１２が二組互いに隣り合せ
に形成されている。しかして、素子１１．１２のそれぞ
れのゲート電極４ａ 、４ｂは隣り合せの間マ゛互いに
対称な位置に配置形成されている。
いて、Ｐ型の半畳体基板ｌの一生面側には、第１図に示
したと同様の、湿度センサを形成する絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ素子１１゜１２が二組互いに隣り合せ
に形成されている。しかして、素子１１．１２のそれぞ
れのゲート電極４ａ 、４ｂは隣り合せの間マ゛互いに
対称な位置に配置形成されている。
へ０発明の効果
第６図（ａ） ｌ （ｂ）は本発明の作用効果を説明す
るための平面図である。第６図（ａ）に示す当初の設計
値であるゲート電極４ａとドレイン領域５との間の距離
ＸＱに対し、製造工程のマスク重ね合せ誤差により、設
計値ｘ６に対し、第６図（ｂ）に示すように△Ｘの寸法
誤差が生じた場合、左方のトランジスタ素子１１のｘ＝
ｘ６＋△ｘ１右方のトランジスタ素子１２のＸ ： Ｘ
Ｑ−△Ｘとなる。したがって、これら二つの素子から
のソース・ドレイン間電流ＩＤ８の流れ初めるまでの時
間Ｔｃを測定することにより△Ｘに依存する項は消去さ
れ、製造上のほらつきによる特性変動は回避される。
るための平面図である。第６図（ａ）に示す当初の設計
値であるゲート電極４ａとドレイン領域５との間の距離
ＸＱに対し、製造工程のマスク重ね合せ誤差により、設
計値ｘ６に対し、第６図（ｂ）に示すように△Ｘの寸法
誤差が生じた場合、左方のトランジスタ素子１１のｘ＝
ｘ６＋△ｘ１右方のトランジスタ素子１２のＸ ： Ｘ
Ｑ−△Ｘとなる。したがって、これら二つの素子から
のソース・ドレイン間電流ＩＤ８の流れ初めるまでの時
間Ｔｃを測定することにより△Ｘに依存する項は消去さ
れ、製造上のほらつきによる特性変動は回避される。
第１図（ａ）は従来の半導体湿度センサの断面図、同図
（ｂ）は平面図、第２図は第１図の結線図、第３図は時
間ヲハラメータとしてゲート・ドレイン間距離に対する
電位分布を示すグラフ、第４図は経過時間に対するソー
ス・ドレイン電流の変化を示すグラフ、第５図は本発明
の一実施例の断面図、第６図（ａ） Ｉ （ｂ）は本発
明の詳細な説明するための第５図に対応する平面図であ
る。 １・・・・・・Ｐ型基板、２・・・・・・ソース領域、
３・・・・・・ゲート絶縁膜、４・・・パ・ゲート電極
、５・・・・・・ドレイン領域、１１・・・・・・左側
の素子、１２・・・・・・右側の素子。 ｚ ７ 図 篤 ３ 図 ｚ ４ 図
（ｂ）は平面図、第２図は第１図の結線図、第３図は時
間ヲハラメータとしてゲート・ドレイン間距離に対する
電位分布を示すグラフ、第４図は経過時間に対するソー
ス・ドレイン電流の変化を示すグラフ、第５図は本発明
の一実施例の断面図、第６図（ａ） Ｉ （ｂ）は本発
明の詳細な説明するための第５図に対応する平面図であ
る。 １・・・・・・Ｐ型基板、２・・・・・・ソース領域、
３・・・・・・ゲート絶縁膜、４・・・パ・ゲート電極
、５・・・・・・ドレイン領域、１１・・・・・・左側
の素子、１２・・・・・・右側の素子。 ｚ ７ 図 篤 ３ 図 ｚ ４ 図
Claims (1)
- 一導電型基板の一生面側に反対導電型選択的不純物拡散
によりソースおよびドレイン領域が形成され、前記ソー
ス・ドレイン間のチャンネル上に絶縁膜を介してゲート
電極が形成された絶縁ゲート型電界効果トランジスタと
類似の構造を有し、しかし゛Ｃ１前記ゲート絶縁膜の一
部が外部雰囲気に鈷出され、さらに、前記ゲート電極の
一部は、前記ソース・ドレイン領域の一方にのみ重なり
、他方に対しては所定距離を隔てて形成された半導体湿
度センサにおいて、前記絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ素子の組が一つの基板上に隣り合せに二組形成され
、かつそれぞれの組のゲート電極は前記隣り合せの間で
互いに対称な位置に配置形成されていることを特徴とす
る相補型半導体湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5880184A JPS60202343A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 相補型半導体湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5880184A JPS60202343A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 相補型半導体湿度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202343A true JPS60202343A (ja) | 1985-10-12 |
Family
ID=13094691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5880184A Pending JPS60202343A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 相補型半導体湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202343A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03190278A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | オフセット型ｍｉｓトランジスタ装置 |
| US7493582B2 (en) | 2005-10-31 | 2009-02-17 | Fujitsu Limited | Pattern layout and layout data generation method |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP5880184A patent/JPS60202343A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03190278A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | オフセット型ｍｉｓトランジスタ装置 |
| US7493582B2 (en) | 2005-10-31 | 2009-02-17 | Fujitsu Limited | Pattern layout and layout data generation method |
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