The jonams jautrūs lauko tranzistoriai yra nauji mikroschemų elektrocheminės laboratorijos integruoti įtaisai lustų sistemose. Tai yra įprastas chemiškai jautrių lauko tranzistorių tipas, o jų struktūra yra tokia pati kaip ir bendrųjų metalo oksido puslaidininkio lauko tranzistorius . Jautri sritis reiškia tranzistoriaus vartus ir apima perdavimo būdus nuo jonų koncentracijos iki įtampos. ISFET atveju metalo oksidas ir metaliniai vartai yra bendro pobūdžio. MOSFET pakeičiamas paprastu tirpalu su etaloniniais elektrodais, esančiais giliai tirpaluose, o izoliaciniai sluoksniai skirti specifinei analitei aptikti. Izoliacinių sluoksnių pobūdis apibrėžiamas kaip ISFET jutiklio funkcionalumas ir jautrumas.
Kas yra ISFET?
ISFET santrumpa yra jonams jautrus lauko tranzistorius. Tai lauko tranzistorius , naudojami jonų tirpalų koncentracijai matuoti. Jonų koncentracija, pvz., H +, yra keičiama, nes pH yra tranzistoriaus srovės pokytis. Čia vartų elektrodas yra sprendimas, o įtampa tarp oksido paviršiaus ir pagrindo atsiranda dėl jonų apvalkalo.
ISFET
ISFET darbo principas
ISFET pH elektrodo veikimo principas yra įprasto lauko tranzistoriaus pasikeitimas ir jie naudojami daugybė stiprintuvo grandinių . ISFET paprastai įėjimas naudojamas kaip metaliniai vartai, kuriuos pakeičia jonams jautri membrana. Taigi ISFET viename įrenginyje surenka jutimo paviršių, o vienas stiprintuvas suteikia didelę srovę, mažą impedansinę išvestį ir leidžia naudoti jungiamuosius kabelius be nereikalingo ekranavimo. Šioje diagramoje parodyta ISFET pH elektrodo iliustracija.
ISFET darbo principas
Yra skirtingos mašinos pH matavimui iš tradicinio stiklo elektrodo. Matavimo principas pagrįstas srovės, tekančios tarp dviejų puslaidininkių, valdymu, jie yra nutekamieji ir šaltiniai. Šie du puslaidininkiai dedami kartu su trečiuoju elektrodu ir jis elgiasi kaip vartų gnybtas. Vartų terminalas tiesiogiai kontaktuoja su matuojamu tirpalu.
ISFET statyba
ISFET gamybos etapai
- Šis žingsnis po žingsnio rodo ISFET sukūrimą
- ISFET gaminamas naudojant CMOS technologiją ir be jokių vėlesnių apdorojimo etapų
- Visa gamyba atliekama mikro gaminių laboratorijos namuose
- Medžiaga turėtų būti 4 colių p tipo silicio plokštelė
- ISFET vartų terminalas yra paruoštas naudojant SiO2 medžiagą Si3N4, abi COMS skaičiuojamas medžiagas.
- Yra šeši maskavimo žingsniai, kurie sukuria n-duobučių, n ir p šaltinio kanalizaciją, vartus, kontaktą ir medžiagą.
- Si3N4 ir SiO2 dizainas atliekamas naudojant buferinius oksido ėsdinimo tirpalus
Šie gamybos etapai rodo standartinį MOSFET procesą ir iki silicio nitrido kaip jonus jutančios plėvelės nusėdimo. Silicio nitrido nusodinimas atliekamas naudojant plazmoje sustiprinto cheminio garų nusodinimo metodą. Plėvelės storis matuojamas elipsometru. Po nusodinimo nitridu procesas tęsiamas kontakto forma naudojant kontaktinę kaukę.
Drėgnasis cheminis ėsdinimas BHF naudojamas ėsdinimui ir pagrindinėms nitridų ir oksidų plėvelėms nuo šaltinio ir nutekėjimo srities. BHF paprotys padeda išnaikinti papildomą silicio nitrido ėsdinimo žingsnį. Paskutinis ir paskutinis žingsnis yra ISFET gaminių metalizavimas. Netoli vartų srities jonams jautrus lauko tranzistorius neturi metalinio sluoksnio, metalizacija teikiama prie šaltinio ir nutekėjimo kontaktų. Paprasti ir pagrindiniai jonams jautrių lauko tranzistorių gamybos etapai parodyti šioje diagramoje.
ISFET pH jutiklis
Šie jutiklių tipai yra pH matavimo pasirinkimas ir jis reikalingas aukštesnio lygio veikimui. Jutiklio dydis yra labai mažas, o jutikliai naudojami medicinos programoms tirti. ISFET pH jutiklis naudojamas FDA ir CE, patvirtinančiuose medicinos prietaisus. Jie taip pat yra tinkamiausi maisto produktams, nes be stiklo ir įmontuoti į zondus su mažu profiliu, kurie sumažina gaminio žalą. ISFET pH jutiklis yra pritaikomas daugelyje aplinkų, o pramoninės situacijos, kurios skiriasi esant drėgnoms ir sausoms sąlygoms, taip pat kai kuriomis fizinėmis sąlygomis, tokiomis kaip slėgis, įprasti stiklo pH elektrodai bus tinkami.
ISFET pH jutiklis
ISFET pH charakteristikos
PH ISFET bendrosios charakteristikos yra šios
- Cheminį ISFET jautrumą visiškai kontroliuoja elektrolito savybės
- Yra įvairių tipų organinių medžiagų, skirtų pH jutikliui, tokios kaip Al2O3, Si3N4, Ta2O5, pasižymi geresnėmis savybėmis nei SiO2 ir pasižymi didesniu jautrumu, mažu dreifu.
ISFET privalumai
- Reaguojama labai greitai
- Tai paprasta integracija su matavimo elektronika
- Sumažinkite zondo biologijos matmenį.
ISFET programos
Pagrindinis ISFET privalumas yra tai, kad jis gali integruotis į MOSFET ir standartinius integrinių grandinių tranzistorius.
ISFET trūkumai
- Dideliam dreifui reikia nelanksčiai apgaubti lusto kraštus ir su rišamaisiais laidais
- Nors šio prietaiso tranzistoriaus stiprinimo savybės yra labai gerai atrodančios. Cheminių medžiagų jutimo atveju izoliacinės membranos atsakomybė už ekologinį apsinuodijimą ir vėlesnį tranzistorių suskaidymą uždraudė ISFE populiarėti komercinėse rinkose.
Šiame straipsnyje aprašomas ISFET veikimo principas ir jo gamyba žingsnis po žingsnio. Pateikta straipsnyje pateikta informacija pateikia jonams jautraus lauko tranzistoriaus pagrindus ir, jei turite kokių nors klausimų apie šį straipsnį ar apie CMOS ir NMOS gaminiai komentuokite žemiau esančiame skyriuje. Štai jums klausimas, kokia yra ISFET funkcija?
Nuotraukų kreditai:
- ISFET ausmt
- ISFET darbo principas ji
- ISFET statyba viskas apie-ph
- ISFET pH jutiklis mikrofluidikai
