利用多層感測層改善酸鹼離子感測器

Abstract

離子感測器起初是由P.Bergveld 在1970年提出，所採用的原理是將金屬閘以溶液取代，則元件的電性將隨著溶液的性質而起變化。可以量測的性質隨著感應層的不同而改變，包含蛋白質的種類，pH的變化等。我們在此以酸鹼離子感測器做探討。 一個酸鹼離子感測器，感應層決定了元件的原始特性，不同材質的感應層，其化學平衡的機制不同，會直接影響到飄移速率、感應度、反應時間等元件特性。 在本研究中我們選取不同的阻擋層，看元件的特性是否隨著阻擋層的不同而有所影響。實驗結果顯示，阻擋層對於以二氧化矽為感測層的酸鹼離子感測器有很大之影響。在加入TaN阻擋層的酸鹼離子感測器中，不管是飄移速率或感應度皆獲得提升。而在加入WN及W阻擋層的酸鹼離子感測器中，飄移速率更可達到每小時1.08mV 及3.6mV 的低程度飄移。由此可知阻擋層對於酸鹼離子感測器的特性有決定性的影響。 而在此篇論文中，我們將詳述酸鹼離子感測器的製作流程及量測條件，並且在文末藉由實驗數據來解釋阻擋層在酸鹼離子感測器中所扮演之角色。