Abstract
The currently used semiconductor pressure sensors are piezoresistive and capacitive type. Especially, semiconductor micro pressure sensors have a great deal of attention because of their small size. However, its fabrication processes are difficult, so that its yield is poor. For the purpose of resolving the drawbacks of the existing silicon pressure sensors, we demonstrate a new type of pressure sensor using PSFET(pressure sensitive field effect transistor) and investigate its operational characteristics. We used PZT(Pb(Zr,Ti)$O_3$) as a pressure sensing material. PZT thin films were deposited on a gate oxide of MOSFET by an rf-magnetron sputtering method. To abtain the stable phase, perovskite structure, furnace annealing technique have been employed in PbO ambient. The sensitivity of the PSFET was 0.38 mV/mmHg.
현재 사용되어지는 반도체형 압력센서에는 압저항형과 용량형이 있다. 특히 반도체 마이크로 압력센서는 크기도 작고 신호처리회로를 동일칩 위에 집적화 할 수 있어 많은 관심을 모아왔다. 그러나 이러한 형태의 센서들은 제조공정이 복잡해서 생산성이 낮다. 기존의 센서들이 가지는 단점들을 극복하기 위해 새로운 형태의 FET형 압력센서(PSFET : pressure sensitive field effect transistor)를 제안하고 그 동작특성을 조사하였다. 압력 감지 물질은 PZT(Pb(Zr,Ti)$O_3$)를 사용하였다. RF 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 MOSFET의 게이트 절연막 위에 PZT 압전 박막을 증착하였다. PZT의 안정적 상태인 perovskite 구조를 형성하기 위하여 PbO 분위기에서 열처리하는 기법을 도입하였다. 제작된 PSFET의 감도는 0.38 mV/mmHg이다.