具有可活動的柵極的場效應晶體管紅外傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器和一種用于運行傳感器的方法以及一種相應的計算機程序廣品。
【背景技術(shù)】
[0002]常見的傳感器已經(jīng)提供了相當好的要檢測的物理參數(shù)的分辨率。例如，DE 100 19408 C2公開了一個場效應晶體管，尤其用于作為傳感元件或加速度傳感器，并公開了其加工方法。但是當要高精度且以小面積單元上檢測某些物理參數(shù)時，產(chǎn)生問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]出于這個背景通過在這里介紹的方案按照主權(quán)利要求建議一種傳感器和一種用于運行傳感器的方法以及最后一種相應的計算機程序產(chǎn)品。有利的擴展結(jié)構(gòu)由各從屬權(quán)利要求和下面的描述給出。
[0004]建議一種傳感器。它具有下面的特征:
-一個具有漏極接點和源極接點的載體或半導體襯底，其中，所述漏極接點通過通道區(qū)與源極接點分開；和
-一個柵極單元，它關(guān)于通道區(qū)活動地構(gòu)成和設(shè)置，其中所述柵極單元設(shè)計成，在響應接收的電磁輻射(射線)下改變柵極單元的形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離。
[0005]關(guān)于傳感器在此例如可以理解為晶體管、尤其是場效應晶體管形式的傳感器。關(guān)于通道區(qū)可以理解為漏極接點與源極接點之間的通道。關(guān)于柵極單元可以理解為一個單元，它具有至少一分元件，它作為柵電極在通道區(qū)上面起作用，并且通過在這個分元件中的電位代表對于電子的電阻或通道區(qū)的通過性。在此柵極單元的至少一部分相對于通道區(qū)的表面可活動設(shè)置地構(gòu)成。例如在柵極單元的一部分與通道區(qū)或通道區(qū)的表面之間可以存在距離，氣體例如空氣位于其中。所述柵極單元還可以設(shè)計成，改變柵極單元或柵極單元的一部分的形狀、即幾何尺寸如寬度和/或長度?？梢酝ㄟ^由柵極單元的至少(另)一部分接收的電磁輻射引起形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離的改變。
[0006]在這里建議的方案以這個知識為基礎(chǔ)，通過柵極單元的可活動的元件能夠非常精確地檢測接收的電磁輻射的參數(shù)、例如強度或類似參數(shù)。通過接收的電磁輻射可以弓I起柵極單元的形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離的變化，由此在以確定的電位加載柵極單元的這個部分時改變這個電位在電阻和/或在通道區(qū)中的電子通過性上的作用?，F(xiàn)在，這個變化的作用能夠推斷由柵極單元或柵極單元的一部分接收的電磁輻射的參數(shù)。在形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離的微小變化已經(jīng)引起在電阻或通道區(qū)的電子通過性的明顯的可測量技術(shù)地檢測的影響以后，通過評價通道區(qū)的這個電參數(shù)能夠非常精確地推斷由柵極單元接收的電磁福射。這不僅適用于確定上述參數(shù)的定量的大小，而且適用于高精度地局部地分辨上述參數(shù)。
[0007]在這里建議的方案的優(yōu)點是，通過簡單加工且成本有利地供使用的傳感器不僅可以定量而且可以局部非常精確地測量電磁輻射的參數(shù)或物理上的大小。
[0008]此外建議一種用于運行(溫度)傳感器的方法，該傳感器具有半導體或載體襯底，該襯底具有漏極接點和源極接點，其中所述漏極接點通過通道區(qū)與源極接點分開，該傳感器還具有一個柵極單元，它關(guān)于通道區(qū)可活動地構(gòu)成和設(shè)置，其中所述柵極單元設(shè)計成，響應接收的電磁輻射改變柵極單元的形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離，其中所述方法具有下面的步驟:
-通過檢測在漏極接點與源極接點之間的電參數(shù)評價柵極單元的形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離的變化。
[0009]關(guān)于在漏極接點與源極接點之間的電參數(shù)例如可以理解為在這兩個上述區(qū)域之間、尤其在通道區(qū)里面的電阻、導電能力和/或電子運動性。例如可以通過在漏極接點與源極接點之間施加電壓確定這種電參數(shù)，其中確定漏極接點與源極接點之間的電流，用于確定電參數(shù)。
[0010]在這里也建議一種用于運行溫度傳感器的裝置，該傳感器具有半導體或載體襯底，該襯底具有漏極接點和源極接點，其中所述漏極接點通過通道區(qū)與源極接點分開，該傳感器還具有一個柵極單元，它關(guān)于通道區(qū)可活動地構(gòu)成和設(shè)置，其中所述柵極單元設(shè)計成，響應接收的電磁輻射改變柵極單元的形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離，其中所述裝置具有下面的特征:
-一個單元，用于通過檢測在漏極接點與源極接點之間的電參數(shù)評價柵極單元的形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)距離的變化。
[0011]因此本發(fā)明實現(xiàn)一種裝置，它設(shè)計成，在至少一相應的裝置里面執(zhí)行或轉(zhuǎn)化在這里所建議方法的變體的步驟。通過以裝置形式的本發(fā)明的這個實施例變型可以快速且有效地解決關(guān)于本發(fā)明提出的任務(wù)。
[0012]關(guān)于裝置在此可以理解為一個電子儀器，它處理傳感器信號并且據(jù)此輸出控制和/或數(shù)據(jù)信號。所述裝置可以具有節(jié)點，它可以按照硬件和/或軟件構(gòu)成。在按照硬件的結(jié)構(gòu)中所述節(jié)點例如可以是所謂的系統(tǒng)ASIC的一部分，它包含本裝置的不同功能。但是也能夠，所述節(jié)點是自身的、集成電路或者至少部分地由分立元件組成。在按照軟件的結(jié)構(gòu)中所述節(jié)點可以是軟件模塊，它們例如在微處理器上在其它軟件模塊旁邊存在。
[0013]具有程序編碼的計算機程序產(chǎn)品也是有利的，它可以存儲在可機器讀出的載體上、例如半導體存儲器、硬盤存儲器或者光學存儲器，并且為了執(zhí)行本方法按照上述實施例使用，如果所述程序產(chǎn)品在計算機或裝置上執(zhí)行的時候。因此在此建議一種計算機程序產(chǎn)品，具有用于執(zhí)行在這里所建議方法的變型的程序編碼，如果在裝置上執(zhí)行所述程序產(chǎn)品的時候。
[0014]特別有利的本發(fā)明的實施例是，所述柵極單元設(shè)計成，響應接收的紅外輻射改變形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離。本發(fā)明的這種實施例的優(yōu)點是，紅外輻射能夠?qū)崿F(xiàn)良好的前提，用于改變柵極單元的至少一部分的材料尺寸、例如伸展長度、厚度或類似參數(shù)。通過這種方式可以非常精確地檢測形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離。
[0015]按照本發(fā)明的另一實施例，所述柵極單元可以設(shè)計成，響應接收的電磁輻射在0.5至5 μπι的波長范圍或者6至15 μm的波長范圍改變形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離。本發(fā)明的這種實施例的優(yōu)點是，在這種波長范圍形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離的變化是非常明顯的，并因此能夠非常精確地測量電磁輻射、尤其是質(zhì)量和/或接收形式的參數(shù)。
[0016]為了可以特別好地在柵極單元的一部分上接收電磁輻射，有利的是，按照本發(fā)明的實施例對于電磁輻射特別敏感的材料位于柵極單元的至少一區(qū)域上。為了實現(xiàn)形狀和/或柵極單元的至少一部分與通道區(qū)的距離的特別大的變化，尤其可以設(shè)有另一種材料，它與輻射接收層的材料不同。因此按照本發(fā)明的特別有利的實施例所述柵極單元可以具有至少一用于接收電磁輻射的輻射接收層，其中所述輻射接收層的材料與柵極單元的其它材料不同，尤其其中所述輻射接收層設(shè)置在背離通道區(qū)的柵極單元的一側(cè)上。通過使用大多也具有不同熱膨脹系數(shù)的不同材料也能夠?qū)崿F(xiàn)柵極單元或柵極單元的至少一部分的形狀和/或在柵極單元的一部分與通道區(qū)之間的距離的盡可能大的變化，由此能夠精確地測量電磁輻射的至少一參數(shù)。
[0017]按照本發(fā)明的實施例這樣設(shè)置柵極單元，柵極單元的至少一部分無接觸地搭接通道區(qū)，由此特別大地且可以在任意的環(huán)境場景上使用在通道區(qū)里面的電參數(shù)的改變。
[0018]同樣為了達到盡可能大地改變在通道區(qū)中的電參數(shù)按照本發(fā)明的另一實施例，所述柵極單元在一端上具有固定單元，利用它所述柵極單元固定在載體襯底上，其中所述柵極單元在與固定單元對置的端部上是自由活動的。關(guān)于固定單元例如可以理解為固定座，它單側(cè)地固定柵極單元并且固定在載體襯底的表面或其一部分上。
[0019]本發(fā)明的實施例還有利的是，所述柵極單元設(shè)計成，改變在搭接通道區(qū)的柵極單元的區(qū)域的形狀。本發(fā)明的這個實施例的優(yōu)點是，在接收弱的電磁輻射時也已經(jīng)大地改變在柵極單元中的柵極單元的部分與通道區(qū)之間的距離。由此本發(fā)明的這個實施例可以通過傳感器部件在結(jié)構(gòu)上的布置提供優(yōu)點，引起接收的電磁輻射的放大或盡可能大的作用，由此能夠精確地測量電磁福射的參數(shù)。
[0020]本發(fā)明的實施例還有利的是，所述柵極單元設(shè)計成，在溫度變化時改變固定單元的形狀。例如，固定單元的形狀在溫度變化時可以這樣變化，使搭接通道區(qū)的柵極單元的部分離開通道區(qū)運動。通過這種方式也在小的自然變化時在考慮杠桿效果的條件下已經(jīng)在通道區(qū)中的電參數(shù)上實現(xiàn)非常大的效應，由此能夠精確地測量電磁輻射的參數(shù)或大小。
[0021]如果按照本發(fā)明的實施例使用具有許多相互耦聯(lián)的按照在這里所建議的變型的傳感器，則可以實現(xiàn)特別有利的用于分辨局部不同的電磁輻射參數(shù)的可能性。
【附圖說明】
[0022]下面借助于附圖示例地詳細解釋本發(fā)明。附圖中:
圖1傳感器的實施例的橫剖面圖，具有用于運行按照本發(fā)明的實施例的這種傳感器的裝置的方框圖；
圖2用于描述柵極單元的至少一部分的形狀變化可能性的柵極單元俯視圖，由此也可以改