[发明专利]模拟浮动栅极测斜仪

权利要求书

1.一种测斜仪，其包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底上方的电介质层，所述电介质层界定容纳导电液滴的密封弧形微沟道；

位于所述密封弧形微沟道中的接入端口电极，所述接入端口电极中的每一者与在所述相应接入端口电极的接近范围内的参考电极相关联且沿着所述密封弧形微沟道的弯曲部分安置，所述接入端口电极以按角度倾斜分辨率校准的弧长度彼此间隔开；及

位于所述半导体衬底中的模拟浮动栅极AFG装置，其各自对应于一或多个接入端口电极，其中所述AFG装置中的每一者包括电耦合到所述对应接入端口电极的第一导体及电耦合到与所述对应接入端口电极相关联的所述参考电极的第二导体。

2.根据权利要求1所述的测斜仪，其进一步包括耦合到所述AFG装置中的每一者的控制电路，所述控制电路经配置以进行以下操作：(i)沿着插入有所述导电液滴的在所述对应接入端口电极与所述相关联参考电极之间的导电路径检测所述AFG装置中的至少一者中的放电电流；及(ii)基于对所述AFG装置中的所述至少一者的所述放电电流的所述检测而确定角度倾斜测量。

3.根据权利要求2所述的测斜仪，其中所述AFG装置中的每一者进一步包括：

浮动栅极；

金属氧化物半导体MOS晶体管，其具有形成于所述半导体衬底中且通过沟道区域彼此分离的源极区域及漏极区域，其中所述浮动栅极的第一部分安置于所述沟道区域上方以充当所述MOS晶体管的栅极电极；及

存储电容器，其包含由所述浮动栅极的第二部分形成的第一极板及通过电介质膜与所述第一极板分离的第二极板，

其中所述浮动栅极与所述第一导体电接触且所述第二导体耦合到接地参考电压节点。

4.根据权利要求3所述的测斜仪，其中所述控制电路耦合到所述AFG装置中的每一者的所述漏极区域且耦合到所述AFG装置中的每一者的所述存储电容器的所述第二极板，并且经配置以在参与测量操作之前选择性地偏置所述MOS晶体管以将所述AFG装置的所述浮动栅极充电。

5.根据权利要求4所述的测斜仪，其中所述控制电路进一步经配置以在所述测量操作之后施加中和脉冲以使所述AFG装置的所述浮动栅极放电。

6.根据权利要求1所述的测斜仪，其中所述导电液滴经定大小以在所述导电液滴在重力下沉降于一个接入端口电极处时仅覆盖所述接入端口电极及对应参考电极。

7.根据权利要求2所述的测斜仪，其中所述导电液滴经定大小以在所述导电液滴在重力下沉降时覆盖多于一个接入端口电极及对应参考电极以在其间提供相应导电路径，且进一步其中所述控制电路经配置以检测耦合到由所述导电液滴覆盖的所述相应多个接入端口电极的多个AFG装置中的放电电流且基于所述多个接入端口电极沿着所述密封弧形微沟道的所述弯曲部分的相应位置而确定角度倾斜测量。

8.根据权利要求2所述的测斜仪，其进一步包括耦合到所述控制电路以传递与所述角度倾斜测量有关的信号的通信收发器。

9.根据权利要求1所述的测斜仪，其中所述电介质层界定形成圆的至少一部分以测量角度倾斜的预定最大范围的密封弧形微沟道。

10.根据权利要求9所述的测斜仪，其中圆的所述至少一部分包括半圆以测量±90度的角度倾斜，且进一步其中所述接入端口电极包括N个接入端口电极，其中N是基于所述角度倾斜分辨率而选择。

11.根据权利要求10所述的测斜仪，其中N＝181且所述N个接入端口电极以按1度的角度倾斜分辨率校准的弧长度彼此间隔开。

12.根据权利要求9所述的测斜仪，其中圆的所述至少一部分包括四分之一圆以测量±45度的角度倾斜，且进一步其中所述接入端口电极包括以按1度的角度分辨率校准的弧长度彼此间隔开的N个接入端口电极。