センサ・信号処理を同一素子で可能な能動素子を用いた半導体集積化圧力センサの研究

研究使用有源元件的半导体集成压力传感器，在同一元件中实现传感器和信号处理

• 批准号: 18760299
• 负责人: 原田 知親
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760299/
• 关键词: 能動型ひずみセンサ; SOI-MOSFET; SOI基板; 弱反転動作アナログ回路; アナログ情報長期保持回路; SOI-nMOSFET; 極低電圧動作; 極低電圧センサ

本研究では、センサ検出と信号処理を同一回路で行えるひずみ検出素子の実現に向けた基礎研究として、MEMS技術によるSi加工が比較的簡単に実現できるSOI基板を用い、SOI基板上に試作したSOI-MOSFETを用いたひずみ検出素子を試作し、評価を行なった。その結果、以下のように結論できる。(1)チャネル直下の反転層のピエゾ抵抗効果を利用し、MOSFET2段にして一定方向のひずみを検出する回路として構成した結果、応力印加方向に対して選択的に検出することが可能であることが示せた。まず、チャネルに対し垂直に応力を加えた場合、2つのMOSFETに同じ応力を加えているため、応力を増加させても出力が変化しないことが確認できた。次にチャネルに平行に応力を加えた場合、2つのMOSFETに応力の差が生じるため、応力をかけない場合と比べて出力の傾きが変化した。よって、応力の有無を検出できることが確認できた。しかし、応力の大きさに応じた定量的な検出については、素子特性の不安定さから検証することができなかった。これについては、今後、安定的に検出が可能な素子構造の見直しを行い、定量的に測定できるようにする予定である。(2)チャネル直下の反転層に対してせん断応力を印加することでひずみを検出する素子を試作した。せん断応力を検出していることを検証するために、作製した素子の応力印加方向を[110]方向に印加することでせん断応力が最大になり、[010]方向に印加することでせん断応力が最小となる。[010]方向に応力を印加すると、出力電圧変化は0となるが、素子自体の形状の非対称性からくるオフセットに起因した出力変化が見られた。しかし、[110]方向に印加した場合と比べて出力電圧変化が小さいことから、せん断応力を検知できていると結論できる。また、せん断応力に比例した電圧出力が得られ、その出力はMOSFETの動作領域に依存する形で動作することが明らかとなった。(3) (1)や(2)を支える周辺回路技術として、弱反転層動作を用いたアナログ増幅回路や、アナログ情報を長期的に保持が可能なアナログ情報記憶保持回路の設計と評価を行い、有効性を確認した。

In this study, the signal system is used in the same circuit. In this study, the signal processing system is used in the same circuit. In this study, the signal processing system in the same loop is used in the same circuit. In this study, the signal processing system in the same loop is used in the same circuit. In this study, the signal processing system in the same loop is used in the same circuit. The results show that the SOI substrate is used in the comparison of the basic research and Si processing of the SOI technology, and the SOI substrate is used as the signal processing device. Review the results, and the following is a summary of the results. (1) if you want to use the MOSFET2 section in a certain direction to make sure that the loop is running in the right direction, the result of the test result, and the result of the selection of the direction of the force, you may find that it is possible to use the data in the MOSFET2 section. The vertical force is combined, the MOSFET is the same as the force, and the force is the same as that of the vertical force. The second time, the parallel force, the parallel force, the parallel force, Please confirm that you are unable to make sure that you have not been able to send a message. The quantitative analysis shows that the characteristics of vegetarian are unstable, unstable, unstable and unstable. In the future, it is possible for the general population to make a straight line, and to determine the quantity of the data. (2) if you go straight down, you will see that the force is broken, the Inca is broken, and the plain child is made. In the direction of the Inca direction [110], the Inca direction [110], the Inca direction, the maximum force, the [010] direction, the Inca direction, the direction. [010] in the direction of the force, the Inca machine, the output electricity, the non-symmetrical shape of the body, the cause of the force, the output of the electricity, and the shape of the body. In the direction of [110], the combination of Indo-Canadian equipment is much smaller than that of electrical equipment, and the power-breaking force can be used to know the results of the test. The proportion of mechanical and electrical forces is high, and the contribution of electric power to MOSFET is dependent on the shape of the action. (3) (1) (2) on the basis of the information on the technical information of the loop, the weak anti-loop action, the long-term maintenance of the loop and the situation for a long period of time, it is possible to keep track of the design of the loop, and to make sure that it is available.

项目成果

センサ情報処理向けアナログ情報記憶保持回路

用于传感器信息处理的模拟信息存储和保留电路

• 发表时间: 2008
• 作者: 本村文孝;今井康文;才本明秀;今井康文;本村文孝;楠田朋之;中島晃;本村文孝;本村文孝;本村文孝;木之下 博;大前 伸夫;木之下博;Nobuo Ohmae;Hiroshi Kinoshita;Hiroshi Kinoshita;和田剛典;高橋・原田・奥山・松下;原田・永井・高橋・奥山・松下
• 通讯作者: 原田・永井・高橋・奥山・松下

弱反転動作を用いた極低電圧アナログ増幅回路

采用弱反相操作的超低压模拟放大器电路

• 发表时间: 2008
• 作者: 本村文孝;今井康文;才本明秀;今井康文;本村文孝;楠田朋之;中島晃;本村文孝;本村文孝;本村文孝;木之下 博;大前 伸夫;木之下博;Nobuo Ohmae;Hiroshi Kinoshita;Hiroshi Kinoshita;和田剛典;高橋・原田・奥山・松下
• 通讯作者: 高橋・原田・奥山・松下

SOI-MOSFETを利用した能動型ひずみ検出素子

使用 SOI-MOSFET 的有源应变传感元件

• 发表时间: 2008
• 作者: 本村文孝;今井康文;才本明秀;今井康文;本村文孝;楠田朋之;中島晃;本村文孝;本村文孝;本村文孝;木之下 博;大前 伸夫;木之下博;Nobuo Ohmae;Hiroshi Kinoshita;Hiroshi Kinoshita;和田剛典;高橋・原田・奥山・松下;原田・永井・高橋・奥山・松下;原田・神谷・石澤・奥山・松下
• 通讯作者: 原田・神谷・石澤・奥山・松下

ボディ端子付きSOI-nMOSFETひずみセンサの作製と評価

带体端子的 SOI-nMOSFET 应变传感器的制作和评估

• 发表时间: 2007
• 作者: 本村文孝;今井康文;才本明秀;今井康文;本村文孝;楠田朋之;中島晃;本村文孝;本村文孝;本村文孝;木之下 博;大前 伸夫;木之下博;Nobuo Ohmae;Hiroshi Kinoshita;Hiroshi Kinoshita;和田剛典;高橋・原田・奥山・松下;原田・永井・高橋・奥山・松下;原田・神谷・石澤・奥山・松下;神谷・原田・奥山・松下
• 通讯作者: 神谷・原田・奥山・松下

擬似ホール効果に基づくひずみセンサの作製

基于赝霍尔效应的应变传感器的制作

• 发表时间: 2007
• 作者: 本村文孝;今井康文;才本明秀;今井康文;本村文孝;楠田朋之;中島晃;本村文孝;本村文孝;本村文孝;木之下 博;大前 伸夫;木之下博;Nobuo Ohmae;Hiroshi Kinoshita;Hiroshi Kinoshita;和田剛典;高橋・原田・奥山・松下;原田・永井・高橋・奥山・松下;原田・神谷・石澤・奥山・松下;神谷・原田・奥山・松下;石澤・原田・奥山・松下
• 通讯作者: 石澤・原田・奥山・松下