The Operational Characteristics of a Pressure Sensitive FET Sensor using Piezoelectric Thin Films

압전박막을 이용한 감압전장효과 트랜지스터(PSFET)의 동작 특성

A new FET type semiconductor pressure sensor (PSFET : pressure sensitive field effect transistor) was fabricated and its operational characteristics were investigated. A ZnO thin film as a piezoelectric layer, $5000{\AA}$ thick, was deposited on a gate oxide of FET by RF magnetron sputtering. The deposition conditions to obtain a c-axis poling structure were substrate temperature of $300^{\circ}C$, RF power of 140watt, and working pressure of 5mtorr in Ar ambience. The fabricated PSFET device showed good linearity and stability in the applied pressure range($1{\times}10^{5}\;Pa{\sim}4{\times}10^{5}\;Pa$).

MOSFET의 전장효과와 압전물질의 압전효과를 결합한 새로운 FET형 반도체압력소자(PSFET : pressure sensitive field effect transistor)를 제조하고 동작 특성을 조사하였다. PSFET의 압전박막은 RF 마그네트론 스퍼터링으로 ZnO박막을 약 $5000{\AA}$ 게이트 위에 성막하였다. ZnO 압전박막의 최적 c-축 배향분극 구조를 얻기 위한 막 제조조건은 기판온도가 $300^{\circ}C$, RF 전력이 140W, 작업 분위기압은 5mtorr였으며, 플라즈마가스는 아르곤이었다. 제조된 PSFET는 적용된 압력범위($1{\times}10^{5}\;Pa{\sim}4{\times}10^{5}\;Pa$)에서 비록 감도는 낮으나 비교적 안정한 동작특성을 나타내었다.