Direktintegration von Feldeffekttransistoren als elektromechanische Wandler für mechanische Spannungen

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Die Detektion mit aktiven Elementen, wie Transistoren, erlaubt es die Wandlerelemente auf einige µm zu reduzieren und in einen CMOS-Prozess zu integrieren. Eine vielversprechende Methode ist die Verwendung des piezoresistiven Effektes im Kanalgebiet eines Transistors. Das grundlegende Verhalten von spannungssensitiven Transistoren mit Hinblick auf verschiedene Transistorparameter wird in dieser Arbeit untersucht. Dafür werden die Transistoren mit einem modifizierten BSIM3.3 Modell simuliert. Die Simulationergebnisse zeigen eine Erhöhung des Drainstromes um ca. 3 % bei 50 MPa Erhöhung der mechanischen Spannung, dabei ändern sich die Einsatzspannung und der Leckstrom kaum. Für die Charakterisierung wurden druckabhängige Siliziummembranen mit spannungsempfindlichen Elementen hergestellt. Erste Messungen an ausgelenkten Membranen bestätigen die Simulation.