第章半导体传感器 2.非电阻型半导体气敏传感器 制作机理:它是利用MOS二极管的电容一电压特性的变化以及 MOS场效应晶体管( MOSFET)的阈值电压的变化等物性而制成 的气敏元件。由于类器件的制造工艺成熟,便于器件集成化, 因而其性能稳定且价格便宜。利用特定材料还可以使器件对某 些气体特别敏感
第9章 半导体传感器 2. 制作机理： MOS二极管的电容—电压特性的变化以及 MOS场效应晶体管(MOSFET) 的阈值电压的变化等物性而制成 的气敏元件。由于类器件的制造工艺成熟，便于器件集成化， 因而其性能稳定且价格便宜。 利用特定材料还可以使器件对某 些气体特别敏感
第章半导体传感器 交(1)MOS二极管气敏器件MoS二极管气敏元件制作过程是 型半导体硅片上,利用热氧化工艺生成一层厚度为50~100nm的二 氧化硅(SiO2)层,然后在其上面蒸发一层钯(Pd的金属薄膜,作为栅电 极,如图9-5(a)所示。由于SiO2层电容C固定不变,而S和SO2界面电容 C是外加电压的函数(其等效电路如图9-5(b), M(Pd 彡s0 P—Si b (a) (C) 图95MOS二极管结构和等效电路 (a)结构;(b)等效电路;(c)C-U特性
第9章 半导体传感器 (1) MOS二极管气敏器件 MOS二极管气敏元件制作过程是 在P型半导体硅片上，利用热氧化工艺生成一层厚度为50~100 nm的二 氧化硅(SiO2 )层，然后在其上面蒸发一层钯(Pd)的金属薄膜，作为栅电 极，如图9-5(a)所示。由于SiO2层电容Ca固定不变， 而Si和SiO2界面电容 Cs是外加电压的函数(其等效电路如图9-5(b))， M(Pd) SiO2 P—S i Ca Cs C O V a b (a) (b) (c) 图 9-5 MOS二极管结构和等效电路 (a) 结构； (b) 等效电路； (c) C-U特性
第章半导体传感器 因此由等效电路可知,总电容C也是栅偏压的函数。其函数关系称为 该类MOS二极管的CU特性,如图95(c)曲线a所示。由于钯对氢气(H2 特别敏感,当钯吸附了H2以后,会使钯的功函数降低,导致MOS管的CU 特性向负偏压方向平移,如图95(c)曲线b所示。根据这一特性就可用于测 定H2的浓度。 M(Pd) 图95MOS二极管结构和等效电路 (结构;(b)等效电路;()CU特性(c)
第9章 半导体传感器 因此由等效电路可知，总电容C也是栅偏压的函数。其函数关系称为 该类MOS二极管的C-U特性，如图9-5（c）曲线a所示。由于钯对氢气(H2) 特别敏感，当钯吸附了H2以后，会使钯的功函数降低，导致MOS管的C-U 特性向负偏压方向平移，如图9-5(c)曲线b所示。根据这一特性就可用于测 定H2的浓度。 M(Pd) SiO2 P—S i Ca Cs C O V a b (a) (b) (c) 图 9-5 MOS二极管结构和等效电路 (a) 结构； (b) 等效电路； (c) C-U特性