RU2061233C1 - Fat-based gas-sensitive detector - Google Patents
Fat-based gas-sensitive detector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2061233C1 RU2061233C1 RU93008616A RU93008616A RU2061233C1 RU 2061233 C1 RU2061233 C1 RU 2061233C1 RU 93008616 A RU93008616 A RU 93008616A RU 93008616 A RU93008616 A RU 93008616A RU 2061233 C1 RU2061233 C1 RU 2061233C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dielectric layer
- drain
- layer
- source
- gate
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в первичных преобразователях концентраций газов. The invention relates to microelectronics and can be used in primary converters of gas concentrations.
Известен газочувствительный датчик на основе полевого транзистора [1] Нагреватель датчика выполнен на одном кристалле с газочувствительным транзистором в виде слоя полупроводникового материала, изолирован от транзистора p -- n-переходом и расположен рядом с транзистором. Недостатком устройства является большая потребляемая нагревателем мощность, которая обусловлена конструкцией датчика. Known gas-sensitive sensor based on a field-effect transistor [1] The sensor heater is made on a single crystal with a gas-sensitive transistor in the form of a layer of semiconductor material, isolated from the transistor by a p - n junction and is located next to the transistor. The disadvantage of this device is the large power consumed by the heater, which is due to the design of the sensor.
Наиболее близким техническим решением к предложенному устройству является газочувствительный датчик на основе полевого транзистора [2] Известный газочувствительный датчик содержит кремниевую подложку с областями истока и стока, слой толстого диэлектрика над ними, слой подзатворного диэлектрика между ними и электрод затвора, расположенный над слоем тонкого диэлектрика. При этом в слое толстого диэлектрика выполнены отверстия для контактов к областям стока и истока. The closest technical solution to the proposed device is a gas-sensitive sensor based on a field-effect transistor [2] A known gas-sensitive sensor contains a silicon substrate with source and drain areas, a thick dielectric layer above them, a gate dielectric layer between them and a gate electrode located above the thin dielectric layer. In this case, holes for contacts to the drain and source regions are made in the thick dielectric layer.
Однако в указанном устройстве в одном элементе затворе транзистора совмещены функции нагревания, управления и газочувствительности. Это приводит к ухудшению чувствительности и быстродействия устройства. However, in the specified device in one element of the gate of the transistor combines the functions of heating, control and gas sensitivity. This leads to a deterioration in the sensitivity and performance of the device.
Технической задачей, которую должно решать изобретение, является такое конструктивное выполнение устройства, которое позволило бы повысить чувствительность и быстродействие устройства. В предложенном изобретении эта задача решается благодаря тому, что газочувствительный датчик выполнен на основе полевого транзистора, содержащего кремниевую подложку с областями стока и истока, слой толстого диэлектрика над областями стока и истока, слой тонкого диэлектрика между ними, на котором расположен затвор, причем в слое толстого диэлектрика выполнены отверстия для контактов к областям стока и истока. При этом в отличие от прототипа устройство дополнительно содержит поликремниевую пленку с нанесенным на нее слоем диоксида кремния, а указанная пленка имеет форму петли или рамки и расположена на слое тонкого диэлектрика между затвором, выполненным из каталитически активного металла, и слоем толстого диэлектрика, а ширина поликремниевой пленки не превышает расстояния от границы слоя толстого диэлектрика до границы области пространственного заряда стока и истока. The technical problem that should be solved by the invention is such a structural embodiment of the device, which would improve the sensitivity and speed of the device. In the proposed invention, this problem is solved due to the fact that the gas-sensitive sensor is based on a field-effect transistor containing a silicon substrate with drain and source regions, a thick dielectric layer above the drain and source regions, a thin dielectric layer between them, on which the gate is located, and in the layer thick dielectric holes are made for contacts to the areas of drain and source. Moreover, unlike the prototype, the device additionally contains a polysilicon film with a layer of silicon dioxide deposited on it, and the specified film has the shape of a loop or frame and is located on a thin dielectric layer between a gate made of a catalytically active metal and a thick dielectric layer, and the width is polysilicon film does not exceed the distance from the boundary of the thick dielectric layer to the boundary of the space charge region of the drain and source.
Поликремниевая пленка служит нагревателем газочувствительного датчика, ток нагрева которого подводится через контактные площадки. A polysilicon film serves as a heater for a gas-sensitive sensor, the heating current of which is supplied through the contact pads.
На фиг. 1 приведен разрез, на фиг. 2 топология фрагмента кристалла первичного преобразователя концентрации газов газочувствительного датчика на основе полевого транзистора. In FIG. 1 shows a section, in FIG. 2 is the topology of a crystal fragment of a primary converter of gas concentration of a gas-sensitive sensor based on a field-effect transistor.
Газочувствительный датчик содержит кремниевую подложку 1, области 2 истока и 3 стока, толстый диэлектрик 4, контакты 5 к областям 2, 3, подзатворный диэлектрик 6, поликремниевую пленку 7 в виде петли или рамки, слой 8 каталитического металла, слой 9 диоксида кремния, контактные площадки 10, 11, 12, 13 и 14. На кремниевой площадке 1 выполнены области 2, 3 истока и стока, покрытые слоем толстого диэлектрика 4, на котором выполнены контакты 5 к областям 2, 3 и который удален между этими областями. На место удаленного толстого диэлектрика 4 нанесен тонкий слой подзатворного диэлектрика 6, на который в местах, примыкающих к областям 2, 3 истока и стока, нанесена поликремниевая пленка 7 в виде петли или рамки, на поликремниевую пленку 7 нанесен слой 9 диоксида кремния, при этом на слой 9 и открытую часть подзатворного диэлектрика 6 нанесен слой 8 каталитического металла. Области 2, 3, истока и стока контактами 5 соединены с контактными площадками 12, 13 соответственно, поликремниевая пленка 7 с контактными площадками 10, 11, а слой 8 каталитического металла с контактной площадкой 14. The gas-sensitive sensor contains a silicon substrate 1,
Для приведения первичного преобразователя в рабочее состояние на контактные площадки 10, 11 подается напряжение, обеспечивающее заданный потенциал затвора и рабочую температуру датчика, а с контактных площадок 12, 13, 14 снимается информация о концентрации газа. To bring the primary converter into working condition, voltage is applied to the
Новая конструкция газочувствительного датчика обеспечивает гальваническую развязку нагревательного элемента от остальных элементов кристалла, разделение функций газочувствительности, управления, нагрева и благодаря этому повышение чувствительности и быстродействия. Кроме того, изолирование слоя каталитического металла от областей стока и истока обеспечивает повышение надежности, а конструктивное выполнение нагревателя уменьшение потребляемой мощности и получение необходимой величины его сопротивления в широких пределах. The new design of the gas-sensitive sensor provides galvanic isolation of the heating element from the remaining elements of the crystal, separation of the functions of gas sensitivity, control, heating, and thereby increase the sensitivity and speed. In addition, the isolation of the catalytic metal layer from the drain and source regions provides increased reliability, and the structural design of the heater reduces the power consumption and obtains the required value of its resistance over a wide range.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93008616A RU2061233C1 (en) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | Fat-based gas-sensitive detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93008616A RU2061233C1 (en) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | Fat-based gas-sensitive detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93008616A RU93008616A (en) | 1995-01-27 |
| RU2061233C1 true RU2061233C1 (en) | 1996-05-27 |
Family
ID=20137287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93008616A RU2061233C1 (en) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | Fat-based gas-sensitive detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2061233C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2169363C2 (en) * | 1998-11-02 | 2001-06-20 | Государственный научно-исследовательский институт физических проблем им. Ф.В. Лукина | Gas-sensitive sensor based on field-effect transistor and process of determination of concentration of gases |
| RU2196981C2 (en) * | 2000-11-20 | 2003-01-20 | Саито Такеши | Gas-sensitive pickup |
| RU2539677C2 (en) * | 2012-12-27 | 2015-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Fet-based probe with nanodimensional channel |
-
1993
- 1993-02-15 RU RU93008616A patent/RU2061233C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| J.Lundstrom, C.Svengson "Gas-sensitive Metal Gate Semiconductor Devices, Soliol state Shemical Sensors". Akademic Press. Inc. Sau Diego, New Jork, London, 1989, p.1 - 63. Евдокимов А.В. и др. Микроэлектронные датчики химического состава газов. - Зарубежная электронная техника, 1988, N 2, с. 26 - 27. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2169363C2 (en) * | 1998-11-02 | 2001-06-20 | Государственный научно-исследовательский институт физических проблем им. Ф.В. Лукина | Gas-sensitive sensor based on field-effect transistor and process of determination of concentration of gases |
| RU2196981C2 (en) * | 2000-11-20 | 2003-01-20 | Саито Такеши | Gas-sensitive pickup |
| RU2539677C2 (en) * | 2012-12-27 | 2015-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Fet-based probe with nanodimensional channel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0953152B1 (en) | Gas-sensing semiconductor devices | |
| US4322680A (en) | Chemically sensitive JFET transducer devices utilizing a blocking interface | |
| KR890702254A (en) | Integrated circuit trench cells | |
| KR970072395A (en) | Semiconductor devices | |
| KR970705834A (en) | Power semiconductor devices | |
| KR860003661A (en) | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit and apparatus manufactured using the same | |
| KR970003739A (en) | Biochemical Sensor Using Thin Film Transistor and Manufacturing Method Thereof | |
| JPS59214254A (en) | High output mosfet with direct connector of connecting pad tbase silicon layer | |
| KR890013796A (en) | Semiconductor device and manufacturing method | |
| KR950015755A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
| US4543596A (en) | Insulated-gate field-effect transistor (IGFET) with injector zone | |
| RU2061233C1 (en) | Fat-based gas-sensitive detector | |
| US5034790A (en) | MOS transistor with semi-insulating field plate and surface-adjoining top layer | |
| US5965921A (en) | High voltage inverter circuit | |
| JPH05218438A (en) | MOS transistor for power switching | |
| SU949469A1 (en) | Sensing element for measuring hydrogen partial pressure | |
| JP2000187016A (en) | Semiconductor ion sensor | |
| JPS57133677A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
| RU93008616A (en) | GAS SENSITIVE SENSOR BASED ON FIELD TRANSISTOR | |
| JPS6113180B2 (en) | ||
| JPS60209162A (en) | Chemical sensing field-effect transistor and manufacture thereof | |
| JPS62110145A (en) | Environment detector and manufacture thereof | |
| JP2645219B2 (en) | Conduction modulation type MOSFET | |
| JPS6239756A (en) | Semiconductor multi-biosensor | |
| JPH0936352A (en) | Semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070216 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090216 |