具有可活动的栅极的场效应晶体管红外传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种传感器和一种用于运行传感器的方法以及一种相应的计算机程序广品。
【背景技术】
[0002]常见的传感器已经提供了相当好的要检测的物理参数的分辨率。例如，DE 100 19408 C2公开了一个场效应晶体管，尤其用于作为传感元件或加速度传感器，并公开了其加工方法。但是当要高精度且以小面积单元上检测某些物理参数时，产生问题。
【发明内容】
[0003]出于这个背景通过在这里介绍的方案按照主权利要求建议一种传感器和一种用于运行传感器的方法以及最后一种相应的计算机程序产品。有利的扩展结构由各从属权利要求和下面的描述给出。
[0004]建议一种传感器。它具有下面的特征:
-一个具有漏极接点和源极接点的载体或半导体衬底，其中，所述漏极接点通过通道区与源极接点分开；和
-一个栅极单元，它关于通道区活动地构成和设置，其中所述栅极单元设计成，在响应接收的电磁辐射(射线)下改变栅极单元的形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离。
[0005]关于传感器在此例如可以理解为晶体管、尤其是场效应晶体管形式的传感器。关于通道区可以理解为漏极接点与源极接点之间的通道。关于栅极单元可以理解为一个单元，它具有至少一分元件，它作为栅电极在通道区上面起作用，并且通过在这个分元件中的电位代表对于电子的电阻或通道区的通过性。在此栅极单元的至少一部分相对于通道区的表面可活动设置地构成。例如在栅极单元的一部分与通道区或通道区的表面之间可以存在距离，气体例如空气位于其中。所述栅极单元还可以设计成，改变栅极单元或栅极单元的一部分的形状、即几何尺寸如宽度和/或长度。可以通过由栅极单元的至少(另)一部分接收的电磁辐射引起形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离的改变。
[0006]在这里建议的方案以这个知识为基础，通过栅极单元的可活动的元件能够非常精确地检测接收的电磁辐射的参数、例如强度或类似参数。通过接收的电磁辐射可以弓I起栅极单元的形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离的变化，由此在以确定的电位加载栅极单元的这个部分时改变这个电位在电阻和/或在通道区中的电子通过性上的作用。现在，这个变化的作用能够推断由栅极单元或栅极单元的一部分接收的电磁辐射的参数。在形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离的微小变化已经引起在电阻或通道区的电子通过性的明显的可测量技术地检测的影响以后，通过评价通道区的这个电参数能够非常精确地推断由栅极单元接收的电磁福射。这不仅适用于确定上述参数的定量的大小，而且适用于高精度地局部地分辨上述参数。
[0007]在这里建议的方案的优点是，通过简单加工且成本有利地供使用的传感器不仅可以定量而且可以局部非常精确地测量电磁辐射的参数或物理上的大小。
[0008]此外建议一种用于运行(温度)传感器的方法，该传感器具有半导体或载体衬底，该衬底具有漏极接点和源极接点，其中所述漏极接点通过通道区与源极接点分开，该传感器还具有一个栅极单元，它关于通道区可活动地构成和设置，其中所述栅极单元设计成，响应接收的电磁辐射改变栅极单元的形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离，其中所述方法具有下面的步骤:
-通过检测在漏极接点与源极接点之间的电参数评价栅极单元的形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离的变化。
[0009]关于在漏极接点与源极接点之间的电参数例如可以理解为在这两个上述区域之间、尤其在通道区里面的电阻、导电能力和/或电子运动性。例如可以通过在漏极接点与源极接点之间施加电压确定这种电参数，其中确定漏极接点与源极接点之间的电流，用于确定电参数。
[0010]在这里也建议一种用于运行温度传感器的装置，该传感器具有半导体或载体衬底，该衬底具有漏极接点和源极接点，其中所述漏极接点通过通道区与源极接点分开，该传感器还具有一个栅极单元，它关于通道区可活动地构成和设置，其中所述栅极单元设计成，响应接收的电磁辐射改变栅极单元的形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离，其中所述装置具有下面的特征:
-一个单元，用于通过检测在漏极接点与源极接点之间的电参数评价栅极单元的形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区距离的变化。
[0011]因此本发明实现一种装置，它设计成，在至少一相应的装置里面执行或转化在这里所建议方法的变体的步骤。通过以装置形式的本发明的这个实施例变型可以快速且有效地解决关于本发明提出的任务。
[0012]关于装置在此可以理解为一个电子仪器，它处理传感器信号并且据此输出控制和/或数据信号。所述装置可以具有节点，它可以按照硬件和/或软件构成。在按照硬件的结构中所述节点例如可以是所谓的系统ASIC的一部分，它包含本装置的不同功能。但是也能够，所述节点是自身的、集成电路或者至少部分地由分立元件组成。在按照软件的结构中所述节点可以是软件模块，它们例如在微处理器上在其它软件模块旁边存在。
[0013]具有程序编码的计算机程序产品也是有利的，它可以存储在可机器读出的载体上、例如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器，并且为了执行本方法按照上述实施例使用，如果所述程序产品在计算机或装置上执行的时候。因此在此建议一种计算机程序产品，具有用于执行在这里所建议方法的变型的程序编码，如果在装置上执行所述程序产品的时候。
[0014]特别有利的本发明的实施例是，所述栅极单元设计成，响应接收的红外辐射改变形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离。本发明的这种实施例的优点是，红外辐射能够实现良好的前提，用于改变栅极单元的至少一部分的材料尺寸、例如伸展长度、厚度或类似参数。通过这种方式可以非常精确地检测形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离。
[0015]按照本发明的另一实施例，所述栅极单元可以设计成，响应接收的电磁辐射在0.5至5 μπι的波长范围或者6至15 μm的波长范围改变形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离。本发明的这种实施例的优点是，在这种波长范围形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离的变化是非常明显的，并因此能够非常精确地测量电磁辐射、尤其是质量和/或接收形式的参数。
[0016]为了可以特别好地在栅极单元的一部分上接收电磁辐射，有利的是，按照本发明的实施例对于电磁辐射特别敏感的材料位于栅极单元的至少一区域上。为了实现形状和/或栅极单元的至少一部分与通道区的距离的特别大的变化，尤其可以设有另一种材料，它与辐射接收层的材料不同。因此按照本发明的特别有利的实施例所述栅极单元可以具有至少一用于接收电磁辐射的辐射接收层，其中所述辐射接收层的材料与栅极单元的其它材料不同，尤其其中所述辐射接收层设置在背离通道区的栅极单元的一侧上。通过使用大多也具有不同热膨胀系数的不同材料也能够实现栅极单元或栅极单元的至少一部分的形状和/或在栅极单元的一部分与通道区之间的距离的尽可能大的变化，由此能够精确地测量电磁辐射的至少一参数。
[0017]按照本发明的实施例这样设置栅极单元，栅极单元的至少一部分无接触地搭接通道区，由此特别大地且可以在任意的环境场景上使用在通道区里面的电参数的改变。
[0018]同样为了达到尽可能大地改变在通道区中的电参数按照本发明的另一实施例，所述栅极单元在一端上具有固定单元，利用它所述栅极单元固定在载体衬底上，其中所述栅极单元在与固定单元对置的端部上是自由活动的。关于固定单元例如可以理解为固定座，它单侧地固定栅极单元并且固定在载体衬底的表面或其一部分上。
[0019]本发明的实施例还有利的是，所述栅极单元设计成，改变在搭接通道区的栅极单元的区域的形状。本发明的这个实施例的优点是，在接收弱的电磁辐射时也已经大地改变在栅极单元中的栅极单元的部分与通道区之间的距离。由此本发明的这个实施例可以通过传感器部件在结构上的布置提供优点，引起接收的电磁辐射的放大或尽可能大的作用，由此能够精确地测量电磁福射的参数。
[0020]本发明的实施例还有利的是，所述栅极单元设计成，在温度变化时改变固定单元的形状。例如，固定单元的形状在温度变化时可以这样变化，使搭接通道区的栅极单元的部分离开通道区运动。通过这种方式也在小的自然变化时在考虑杠杆效果的条件下已经在通道区中的电参数上实现非常大的效应，由此能够精确地测量电磁辐射的参数或大小。
[0021]如果按照本发明的实施例使用具有许多相互耦联的按照在这里所建议的变型的传感器，则可以实现特别有利的用于分辨局部不同的电磁辐射参数的可能性。
【附图说明】
[0022]下面借助于附图示例地详细解释本发明。附图中:
图1传感器的实施例的横剖面图，具有用于运行按照本发明的实施例的这种传感器的装置的方框图；
图2用于描述栅极单元的至少一部分的形状变化可能性的栅极单元俯视图，由此也可以改