Temperaturdioden auf Si-Wafer
Halbleiterdioden und Transistoren sind kleine preiswerte, hochempfindliche und nahezu lineare Temperatursensoren. Fertigungsbedingt kommt es immer zu einer Exemplarstreuung, was die Austauschbarkeit ohne Einzelkalibrierung verhindert.
Im CiS Forschungsinstitut wurden technologische Prozesse für Siliziumwafer (Abb. 1) entwickelt, mit denen eine reproduzierbare Empfindlichkeit dU/dT, also die Steigung der Spannung über der Temperatur erreicht werden konnte (Abb. 2).
Durch Prozesssimulationen und anschließende Versuchsreihen wurden sowohl die Implantationsparameter als auch die Geometriefaktoren dahingehend optimiert, dass die Abweichung der U/I-Kennlinie vom Idealverlauf minimiert wird.
Mit diesem Ansatz wird erstmalig eine kostenschonende und zuverlässige Einpunkt-Kalibrierung möglich.
Durch die Verwendung der SOI-Technologie und die dadurch erzielte Reduktion von Leckströmen ist es gelungen, eine hohe Stabiltät der Messung in einem Temperaturbereich bis auf 220°C zu erzielen.
Projektpräsentation zur:
COMPAMED, 16.-19. November 2015, Düsseldorf, Halle 8a, Stand H23.1
Kennlinien von 12 verschiedenen Dioden aus einer Fertigung
