模拟浮动栅极测斜仪制造技术

本发明专利技术涉及一种模拟浮动栅极AFG测斜仪(102)，其中提供多个AFG传感器(110(N))以检测由容纳于密封微沟道(104)中的导电液滴(118)在重力下沉降导致的放电的存在。与所述AFG传感器(110(N))相关联的多个传感器端口电极(106(N)、108(N))沿着所述测斜仪(102)的弯曲密封微沟道(104)的长度放置于按对应角度倾斜校准的特定位置处。在测量期间在特定AFG传感器端口(110(i))处检测到的由于所述导电液滴(118)在重力下的移动导致的放电用于确定所测量的表面倾斜。

Simulated floating gate inclinometer

The invention relates to a simulated floating gate AFG inclinometer (102), which provides a plurality of AFG sensors (110 (N)) to detect the existence of discharge caused by the settlement of the conductive droplet (118) contained in the sealed micro channel (104) under gravity. A plurality of sensor port electrodes (106 (N) and 108 (N)) associated with the AFG sensor (110 (N)) are placed along the length of the bent sealed micro channel (104) of the inclinometer (102), and are placed at a specific location tilted at the corresponding angle. The discharge caused by the movement of the conductive droplet (118) on gravity at the specific AFG sensor port (110 (I)) during the measurement is used to determine the measured surface inclination.

【技术实现步骤摘要】
模拟浮动栅极测斜仪
本专利技术一般来说涉及半导体传感器及其制作方法的领域，且更特定来说(不具限制性)涉及一种模拟浮动栅极测斜仪及其制作。
技术介绍
测斜仪(inclinometer或clinometer)是一种用于测量物体或表面相对于重力的斜度(或倾斜)角度、仰角或俯角的仪器。通常取决于使用或应用的领域，测斜仪也称作倾斜仪、斜度计、梯度仪(gradientmeter或gradiometer)、水平计或水平仪等等。尽管机械测斜仪早已众所周知，但基于电子传感器的测斜仪及相关仪器的领域是相对近期的，在所述领域中正不断寻求性能及可靠性的改善。虽然已开发出使用基于微机电系统(MEMS)的组件(例如具有电极的检验质量块、弹簧及固定电极)的高级倾斜传感器，但仍需要以具成本效益的方式提供更好性能(举例来说，就优越的传感器零偏移及灵敏度、传感器线性度、迟滞现象、可重复性及温度漂移来说)的电子测斜仪。此外，进一步需要准许在无电力及/或低电力两种条件下快速且准确地测量倾斜借此实现在各种应用中的部署的倾斜仪器。随着集成电路设计及半导体制作的不断改进，伴随着也追求包含电子测斜仪的基于半导体的传感器技术的改善。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测斜仪，其包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底上方的电介质层，所述电介质层界定容纳导电液滴的密封弧形微沟道；位于所述密封弧形微沟道中的接入端口电极，所述接入端口电极中的每一者与在所述相应接入端口电极的接近范围内的参考电极相关联且沿着所述密封弧形微沟道的弯曲部分安置，所述接入端口电极以按角度倾斜分辨率校准的弧长度彼此间隔开；及位于所述半导体衬底中的模拟浮动栅极AFG装置，其各自对应于一或多个接入端口电极，其中所述AFG装置中的每一者包括电耦合到所述对应接入端口电极的第一导体及电耦合到与所述对应接入端口电极相关联的所述参考电极的第二导体。

【技术特征摘要】
2016.09.15 US 15/266,1191.一种测斜仪，其包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底上方的电介质层，所述电介质层界定容纳导电液滴的密封弧形微沟道；位于所述密封弧形微沟道中的接入端口电极，所述接入端口电极中的每一者与在所述相应接入端口电极的接近范围内的参考电极相关联且沿着所述密封弧形微沟道的弯曲部分安置，所述接入端口电极以按角度倾斜分辨率校准的弧长度彼此间隔开；及位于所述半导体衬底中的模拟浮动栅极AFG装置，其各自对应于一或多个接入端口电极，其中所述AFG装置中的每一者包括电耦合到所述对应接入端口电极的第一导体及电耦合到与所述对应接入端口电极相关联的所述参考电极的第二导体。2.根据权利要求1所述的测斜仪，其进一步包括耦合到所述AFG装置中的每一者的控制电路，所述控制电路经配置以进行以下操作：(i)沿着插入有所述导电液滴的在所述对应接入端口电极与所述相关联参考电极之间的导电路径检测所述AFG装置中的至少一者中的放电电流；及(ii)基于对所述AFG装置中的所述至少一者的所述放电电流的所述检测而确定角度倾斜测量。3.根据权利要求2所述的测斜仪，其中所述AFG装置中的每一者进一步包括：浮动栅极；金属氧化物半导体MOS晶体管，其具有形成于所述半导体衬底中且通过沟道区域彼此分离的源极区域及漏极区域，其中所述浮动栅极的第一部分安置于所述沟道区域上方以充当所述MOS晶体管的栅极电极；及存储电容器，其包含由所述浮动栅极的第二部分形成的第一极板及通过电介质膜与所述第一极板分离的第二极板，其中所述浮动栅极与所述第一导体电接触且所述第二导体耦合到接地参考电压节点。4.根据权利要求3所述的测斜仪，其中所述控制电路耦合到所述AFG装置中的每一者的所述漏极区域且耦合到所述AFG装置中的每一者的所述存储电容器的所述第二极板，并且经配置以在参与测量操作之前选择性地偏置所述MOS晶体管以将所述AFG装置的所述浮动栅极充电。5.根据权利要求4所述的测斜仪，其中所述控制电路进一步经配置以在所述测量操作之后施加中和脉冲以使所述AFG装置的所述浮动栅极放电。6.根据权利要求1所述的测斜仪，其中所述导电液滴经定大小以在所述导电液滴在重力下沉降于一个接入端口电极处时仅覆盖所述接入端口电极及对应参考电极。7.根据权利要求1所述的测斜仪，其中所述导电液滴经定大小以在所述导电液滴在重力下沉降时覆盖多于一个接入端口电极及对应参考电极以在其间提供相应导电路径，且进一步其中所述控制电路经配置以检测耦合到由所述导电液滴覆盖的所述相应多个接入端口电极的多个AFG装置中的放电电流且基于所述多个接入端口电极沿着所述密封弧形微沟道的所述弯曲部分的相应位置而确定角度倾斜测量。8.根据权利要求2所述的测斜仪，其进一步包括耦合到所述控制电路以传递与所述角度倾斜测量有关的信号的通信收发器。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·埃斯丘，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US