Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. Агеев О.А - 88 стр.

UptoLike

90
Если между двумя половинами расщеплённого затвора МДП-
транзистора поместить резистивный слой (например, полимер), то получится
прибор, называемый транзистором с растеканием заряда (charge-blow transis-
tor). Такой датчик работает в динамическом режиме. При подаче напряжения
затвор-исток сначала заряжается ёмкость под затвором, затем ёмкость под
резистивным слоем. Постоянная времени заряда емкости под резистивным
слоем зависит
от сопротивления резистивной плёнки, толщины и длины ре-
зистивной части затвора, а также от диэлектрической проницаемости и тол-
щины затворного диэлектрика. Обычно измеряют время задержки импульса
тока, при приложении прямоугольных импульсов между затвором и истоком.
Существует конструкция газового датчика, у которого в качестве ди-
электрика используется воздушный зазор (рис.50). Попадая в
зазор между
поверхностью полупроводника и поликремниевым затвором, газ может ме-
нять либо диэлектрическую проницаемость в зазоре, либо, адсорбируясь на
поверхность подложки или поликремниевого затвора, формировать диполь-
ный слой, что приводит к изменению порогового напряжения транзистора.
Данный прибор получил название транзистор с доступом к поверхно-
сти (surface-accessible transistor). Толщина поликремния должна быть
не ме-
нее 1 мкм. Оптимальная глубина зазора 4 мкм получается травлением за-
творного окисла в буферном травителе.
Главным недостатком такого прибора является низкая селективность,
т.е. реагирование на суммарное количество полярных газов в зазоре.
В другом варианте газового датчика с воздушным зазором применяют
перфорированный (сетчатый) платиновый затвор, который для повышения
чувствительности электролитически
покрывают тонким слоем металла (пал-
ладий, свинец, цинк) либо полипиролла (рис.51).
Этот прибор называется транзистор с подвешенным затвором
(suspended-gate transistor). Исследуемый газ проникает в полость под затво-
ром и взаимодействует с его внутренней поверхностью, покрытой чувстви-
тельным слоем. В результате происходит изменение работы выхода материа-
ла затвора и сдвиг порогового напряжения
. Такой прибор используется для
регистрации паров спиртов и компаундов.
4.7. Газовые датчики с барьером Шотки
Газовые датчики на основе диодов Шотки (ДШ) с контактом из палла-
дия появились одновременно с датчиками на основе МДП-структур [4]. Как
известно, ВАХ ДШ описывается выражениями:
= 1exp
0
kT
qU
II
,
=
kT
q
TAI
в
ϕ
exp
2*
0
,