ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
88
рода у МДП-структур с затворами из палладия на поверхности протекает
каталитическая реакция диссоциации адсорбированных молекул водорода на
атомы, которые затем растворяются в палладии и под действием градиента
концентрации диффундируют к границе раздела Pd-SiO
2
, где вследствие ре-
акции
H
He
→
←
+
+−
образуется дипольный слой, ионы располагаются на ак-
тивных центрах границы раздела Pd - SiO
2
, а электроны остаются в палладии.
Таким образом в диэлектрике появляется дополнительный заряд, который
приводит к сдвигу ВФХ, изменению напряжения плоских зон и порогового
напряжения.
Существует несколько конструкций датчиков химического состава на
основе МДП-структур, некоторые из них приведены ниже.
Дифференциальный датчик водорода на МДП-транзисторе имеет вид,
представленный на рис.47.
На одном кристалле формируются два МДП-
транзистора, отличающиеся лишь материалом металлического затвора, на-
греватель и датчик температуры (полупроводниковый диод).
Слой SiO
2
получен термическим окислением, Si
3
N
4
(50 нм) − осаждени-
ем из газовой фазы, слои платины (50 нм) и палладия (50 нм) напыляются
через металлическую маску. Чтобы обеспечить нечувствительность одного
из МДП-транзисторов к изменению концентрации водорода в среде, сверху
палладия нанесён слой (1 мкм) металла, не поглощающего водород (Al, Ni,
Cu, Au, Ag). На выходе дифференциальной схемы измеряется величина из-
менения порогового напряжения Δ
U
пор
.
Другой конструкцией датчика химического состава является МДП-
транзистор с сеточным (перфорированным) затвором, представленый на
рис.48.
Диаметр пор в палладиевой плёнке 1.5-3.0 мкм. Слой окиси палладия
формируется либо распылением палладия в атмосфере Ar+O
2
, либо термиче-
ским окислением при температуре 473—673К. Для уменьшения водородной
чувствительности приборов на слой палладия наносят тонкий слой Al. По
сравнению с датчиками СО на основе SnO
2
резистора разработанные прибо-
ры имеют в 6 раз большую чувствительность в атмосфере СО/этанол, в 7 раз
− СО/бутан и в 12 раз − СО/метан, однако они имеют низкую скорость от-
клика (1-2 мин).
Датчики, чувствительные к NH
3
и NO
2
, могут быть изготовлены на ос-
нове МДП-транзистора с двухэлементным диэлектриком, верхний слой кото-
рого изготовлен из органически модифицированных силикатов. Для того,
чтобы обеспечить доступ исследуемого газа к слою силиката, металлический
затвор должен быть либо пористым (слой золота 10 нм), либо расщепленным
(рис.49), либо зигзагообразным. Принцип действия датчика основан на изме
-
нении диэлектрической проницаемости силиката при адсорбции газов, след-
ствием чего является сдвиг порогового напряжения МДП-транзистора.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- …
- следующая ›
- последняя »
