Газовый датчик на КМОП-технологии Micronas mySENS


Главная  >  Новости  >  Новости за 2011 год  >  Август 2011  >  Газовый датчик на КМОП-технологии Micronas mySENS


 9 августа 2011 



Инновационная технология обеспечивает возможность обнаружения молекул двух различных газов с одновременным контролем температуры и относительной влажности окружающей среды.

Технология анализа газовых сред Micronas mySENS основана на новейших полупроводниковых компонентах – полевых транзисторах с емкостной связью (CCFET). Такие сенсоры, способные определить изменение концентрации определенных газов в окружающей среде, подходят для широкого круга использования. КМОП-технология Micronas позволяет создавать сенсорные элементы в едином цикле с другими элементами микросхемы, поэтому в одном кристалле с сенсором дополнительно создаются контрольные и вычислительные блоки. Преимущества такого решения заключаются не только в максимальной миниатюризации, но и в доступе к новейшим технологическим разработкам.

Демонстрация работы датчика

Сенсор создан на основе современного MOSFET-транзистора с плавающим затвором, подключенным к чувствительному электроду достаточно большой площади. Электрод имеет емкостную связь с чувствительным слоем, размещенным в верхней части кристалла на подвешенном затворе, отделенном воздушным зазором. Любое изменение потенциала поверхности чувствительного слоя, связанное с попаданием в воздушный зазор молекул определенных газов, вызывает изменение тока в цепи измерительного транзистора и срабатывание соответствующих электронных цепей.

Применяя различные материалы для формирования чувствительного слоя, можно выпускать CCFET-сенсоры для определения необходимых веществ в окружающей среде. В зависимости от конечного изделия, в качестве таких материалов могут применяться в том числе и благородные металлы, оксиды металлов или органические соединения. Взаимодействие между чувствительным слоем и молекулами газов, проникающих в воздушный зазор из окружающей среды, является динамическим процессом, на ход которого непосредственно влияет изменение концентрации. Поскольку эти процессы проходят уже при комнатной температуре, для обнаружения некоторых газов даже не требуется функция дополнительного подогрева, что снижает энергопотребление изделия.

Компания Micronas представляет запатентованное схемное решение, обеспечивающее минимальный дрейф датчика и его температурную компенсацию. Текущая конфигурация сенсора для демонстрации имеет два отдельных CCFET-модуля, датчик температуры и электронную обвязку: стабилизаторы напряжения и мощности, блоки АЦП и ЦАП, цифровой интерфейс управления. Опытный образец сенсора имеет стандартный малогабаритный корпус, защищенный от проникновения твердых частиц диффузионной мембраной. Для серийного производства предусмотрено несколько корпусных исполнений.