021_094-015AP-TW
發佈日期 :
2009-04-29
| I269034 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 場效電晶體式氫氣感測器(全文下載) | |||||||||||||||||||||||||||||
| 2006/12/21 | |||||||||||||||||||||||||||||
| I269034 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 2005/06/30 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 094122057 | |||||||||||||||||||||||||||||
| G01N-027/00(2006.01);H01L-021/338(2006.01) | |||||||||||||||||||||||||||||
| 33-36 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 惲軼群;陳文郎 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 本發明是感測氫氣濃度的場效電晶體式氫氣感測器，包括有以半導體材料構成的基板單元、以半導體材料形成於基板單元上供電子流動的電子流動單元，及由肖特基 接觸層及與肖特基接觸層電連接之電極構成的電性控制輸出單元，電極包括以鈀形成之閘極端子與以金-鍺-鎳合金形成的源極端子與汲極端子，當氫接觸到閘極端 子時使得閘極端子的電性改變，從而調變電子流動單元中電子流動的密度，進而使得場效電晶體式氫氣感測器的電流-電壓特性產生變化，而可感測環境中氫氣的濃 度。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1.一種場效電晶體式氫氣感測器,包括: 一基板單元,以半導體材料構成; 一電子流動單元,以半導體材料形成於該基板單元上,供電子流動;及 一電性控制輸出單元,具有一以半導體材料形成於該電子流動單元上的肖特基接觸層,及一與該肖特基接觸層電連接的電極,該電極包括一閘極端子、一源極端子與一汲極端子,施加於該閘極端子的電壓對應改變該源極端子與該汲極端子間藉該肖特基接觸層電連接的電流量。 2.如申請專利範圍第1項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該基板單元包含一以半絕緣型砷化鎵為材料構成的基板,及一以未摻雜之砷化鎵為材料自該基板表面向上磊晶形成的緩衝層。 3.如申請專利範圍第2項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該緩衝層的較佳厚度介於0.1~5.0�m。 4.如申請專利範圍第1項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該電子流動單元包含一與該基板單元連結且供電子移動的通道層、一形成在該通道層上且可加速通道層中電子移動速度的隔離層,及一形成在該隔離層上且可提供電子至通道層的平面摻雜層。 5.如申請專利範圍第4項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該通道層是以未摻雜之砷化銦鎵(InxGa1-x As,其中x介於0.1~0.3)為材料形成。 6.如申請專利範圍第4或5項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該通道層的較佳厚度介於50~300。 7.如申請專利範圍第4項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該隔離層是以未摻雜之砷化鋁鎵(AlyGa1-y As,其中y介於0.1~0.4)為材料形成。 8.如申請專利範圍第4或5項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該隔離層的較佳厚度介於20~200。 9.如申請專利範圍第4項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該平面摻雜層是以矽為材料形成,且較佳的摻雜濃度介於1�1011~5�1013cm-2。 10.如申請專利範圍第1項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該肖特基接觸層是以砷化鋁鎵(AlzGa1-z As,其中z介於0.1~0.4),且較佳的摻雜濃度介於1�1016~5�1018cm-3為材料形成。 11.如申請專利範圍第1或10項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該肖特基接觸層較佳的厚度介於50~500。 12.如申請專利範圍第1項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該電性控制輸出單元更具有一形成在該肖特基接觸層與該電極之間的高摻雜帽層。 13.如申請專利範圍第12項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該高摻雜帽層是以砷化鎵,且較佳的摻雜濃度介於1�1017~15�1019cm-3為材料形成。 14.如申請專利範圍第1或13項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該高摻雜帽層較佳的厚度介於100~1�m。 15.如申請專利範圍第1項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該電性控制輸出單元更具有一氧化層,自該肖特基接觸層表面氧化而形成在該電極之閘極端子與該肖特基接觸層之間。 16.如申請專利範圍第15項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該氧化層的較佳厚度介於20-500。 17.如申請專利範圍第1項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該電極之源極端子與汲極端子是以金-鍺-鎳合金為材料形成。 18.如申請專利範圍第1或17項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該電極之源極端子與汲極端子的較佳厚度介於100~10000。 19.如申請專利範圍第1或15項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該電極之閘極端子是選自下列所構成的群組為材料形成:鈀、鉑、鎳、銠、釕、銥,及此等之組合。 20.如申請專利範圍第1或15項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該電極之閘極端子的較佳厚度介於20~5000。 21.如申請專利範圍第19項所述之場效電晶體式氫氣感測器,其中,該電極之閘極端子的較佳厚度介於20~5000。 圖式簡單說明: 圖1是一結構示意圖,說明本發明場效電晶體式氫氣感測器之一較佳實施例; 圖2是一實驗曲線圖,說明本發明場效電晶體式氫氣感測器於環境溫度30℃,不同氫氣含量濃度之環境下所測量的順向電流-電壓特性; 圖3是一實驗曲線圖,說明本發明本發明場效電晶體式氫氣感測器於環境溫度112℃,不同氫氣含量濃度之環境下所測量的順向電流-電壓特性; 圖4是一實驗曲線圖,說明本發明場效電晶體式氫氣感測器在不同氫氣含量濃度之環境下,汲極端子輸出的電流變化;及 圖5是一實驗曲線圖,說明本發明場效電晶體式氫氣感測器不同氫氣含量濃度之環境下,其所測量的汲極端子的輸出電流變化與響應時間。 |
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| 專利權異動 |
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| 申請案件狀態 |
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