DE3504401C2

DE3504401C2 -

Info

Publication number: DE3504401C2
Application number: DE3504401A
Authority: DE
Inventors: Masanori Tenri Nara Jp Watanabe; Masaya Yamatokoriyama Nara Jp Hijikigawa
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1985-02-08
Publication date: 1988-03-24
Also published as: GB8503061D0; DE3504401A1; US4698657A; GB2156150B; GB2156150A

Description

Die Erfindung betrifft einen Feldeffekttransistor-Typ-Sensor, bestehend aus einem Feldeffekttransistor-Bauelement und einer diesem zugeordneten empfindlichen Einrichtung, die zwischen einer Gate-Isolierschicht und einer Gate-Elektrode angeordnet ist und aufgrund einer physikalischen oder chemischen Wechselwirkung mit einer zu erfassenden Größe ihre Dielektrizitätskonstante ändert.

Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben dieses Feldeffekttransistor-Typ-Sensors.

Ein derartiger Sensor ist bekannt. Dieser Sensor vom Feldeffekttransistor-Typ (im folgenden wird das Wort Feldeffekttransistor auch mit FET abgekürzt) erfaßt eine physikalische Größe als Änderung des Gate-Betriebs seines FET-Bauelements, welches Bestandteil des Sensors ist. Das FET-Bauelement enthält eine empfindliche Einrichtung, die eine elektrische Änderung, z. B. eine Änderung der elektrostatischen Kapazität, der elektrischen Leitfähigkeit, des elektrostatischen Potentials oder dergleichen, aufgrund einer physikalischen oder chemischen Wechselwirkung mit der zu erfassenden physikalischen Größe zeigt. Wenn man den Vorteil der hohen Eingangsimpedanz und der Verstärkungsfunktion des FET-Bauelementes ausnutzt, kann ein FET-Typ-Sensor ein großes Ausgangssignal liefern, obschon seine Abmessungen sehr klein sind, was beim Einsatz in der Praxis von Vorteil ist. Besonders praktisch und wirtschaftlich ist ein FET-Typ-Sensor, der so aufgebaut ist, daß er auf der Gate-Zone des FET-Bauelements eine empfindliche Einrichtung besitzt, da in diesem Fall das FET-Bauelement sehr klein ausgebildet sein kann und mehrere Bauelemente auf demselben Substrat gebildet werden können. Allerdings weist ein solcher FET-Typ-Sensor mit mehreren FET-Bauelementen im Vergleich zu einem gewöhnlichen FET-Bauelement als Einzelbauelement den Nachteil auf, daß das FET-Bauelement des Sensors nicht so stabil arbeitet.

Außerdem besitzt der Sensor im Vergleich zu einem FET- Bauelement schlechtere Eigenschaften hinsichtlich Ausgangssignal- Stabilität und Reproduzierbarkeit der Ausgangssignal-Kennlinie. Abhängig von der Art des benötigten FET-Typ-Sensors unterscheiden sich Materialien und Herstellungsverfahren der empfindlichen Einrichtung derart stark voneinander, daß die Betriebskennlinie des FET-Bauelements spürbar schwanken kann. Im Vergleich zu einem gewöhnlichen FET ergibt sich in der empfindlichen Einrichtung eine große Menge von Störstellen und/oder Ionen. Außerdem kann die empfindliche Einrichtung an der Grenzschicht zwischen ihr und der Gate-Isolierschicht während der Bildung der empfindlichen Einrichtung auf dem FET-Bauelement kontaminiert werden, was eine Instabilität nicht nur der Arbeitskennlinie des FET-Bauelementes, sondern auch der Ausgangssignal-Kennlinie des FET-Sensors mit sich bringt. Da der FET-Typ- Sensor, der zur Verwendung als Umgebungssensor, z. B. als Gas-Sensor, Feuchtigkeits-Sensor oder dergleichen ausgelegt ist, der Umgebung ausgesetzt ist, wird er von in der Atmosphäre befindlichen Verunreinigungen kontaminiert, wodurch eine Veränderung und/oder eine Verschlechterung der FET-Kennlinie und/oder eine Verschlechterung des Sensors selbst verursacht werden. Folglich muß ein FET-Typ-Sensor den Einfluß von Verunreinigungen und/oder Ionen in den die empfindliche Einrichtung bildenden Materialien oder Verunreinigungen und/oder Ionen, die die Grenzfläche zwischen der empfindlichen Einrichtung und der Gate-Isolierschicht während der Bildung der empfindlichen Einrichtung auf dem FET-Bauelement und/oder während des Betriebes des FET-Bauelementes kontaminieren, unterdrücken, um dadurch innerhalb einer langen Lebensdauer eine stabile Ausgangssignal- Kennlinie zu erhalten. Bei der Auslegung eines solchen FET-Typ-Sensors lassen sich verschiedenste Sensoren im FET-Typ-Format herstellen, z. B. Gas-Sensoren, Feuchtigkeits- Sensoren, Ionen-Sensoren, biologische Sensoren, Infrarot-Sensoren usw. FET-Typ-Gas-Sensoren, Feuchtigkeits-Sensoren, -Ionen-Sensoren und biologische Sensoren können die direkte Wechselwirkung der empfindlichen Einrichtung mit der Atmosphäre nicht vermeiden, so daß das in ihnen enthaltene Bauelement nicht von einem Gehäuse oder dergleichen abgedeckt werden kann. Daher müssen die oben aufgezeigten Probleme, die sich aus der Kontaminierung mit Verunreinigungen und/oder Ionen von außen her ergeben, bei FET-Typ-Sensoren gelöst werden. Um diese Probleme zu lösen, wurde als Gate-Isolierschicht eine Siliziumnitrit-Schicht mit einem kleinen Diffusionskoeffizienten bezüglich Ionen, Feuchtigkeit, etc. verwendet, oder es wurde eine solche Schicht zum Abdecken der Oberfläche des FET-Bauelementes verwendet. Die sich ergebenden FET-Sensoren besitzen jedoch noch innerhalb einer langen Zeitspanne eine schlechte Ausgangssignal-Stabilität.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Sensor zu schaffen, der hinsichtlich des Ausgangssignals sowie der Reproduzierbarkeit der Ausgangssignale sehr stabil arbeitet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen der Gate-Isolierschicht und der empfindlichen Einrichtung eine Hilfselektrode angeordnet ist, und daß mit der Hilfselektrode ein Widerstand verbunden ist, über den die Hilfselektrode mit einer eine Vorspannung für das Feldeffekttransistor- Bauelement bewirkenden Gleichspannung beaufschlagbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des FET-Typ-Sensors ist dadurch gekennzeichnet, daß an die Gate-Isolierschicht und an die empfindliche Einrichtung über die Gate-Elektrode einerseits und über den Widerstand und die Hilfselektrode andererseits eine Gleichspannung sowie eine dieser überlagerte Wechselspannung angelegt wird, wobei der Widerstand mit einem höheren Wert als der Wert der Wechselstrom- Impedanz der empfindlichen Einrichtung bei der Frequenz der Wechselspannung gewählt wird, und daß als Ausgangssignal eine sich aufgrund der Wechselspannung ergebende Wechselstromkomponente des Drain-Stromes des FET- Bauelementes ermittelt wird.

Die empfindliche Einrichtung kann eine feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung sein, deren elektrostatische Kapazität oder elektrische Leitfähigkeit mit der Absorption und der Desorption von Wasserdampf oder Feuchtigkeit schwankt. Die feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung ist mindestens eine aus folgender Gruppe von Schichten: Zellulosederivat-Schicht, Vinylderivat-Schicht, organische oder anorganische Festelektrolyt-Schicht und Metalloxidschicht.

Die Erfindung ermöglicht die Erzielung folgender Vorteile:

1) Es wird der Einfluß unterdrückt, der verursacht wird durch Verunreinigungen und/oder Ionen, die in der empfindlichen Einrichtung und/oder der Grenzfläche zwischen der empfindlichen Einrichtung und dem FET- Bauelement enthalten sind, oder durch Verunreinigungen und/oder Ionen, die dort eine Verunreinigung von der Umgebungsatmosphäre her beim Einsatz des Sensors verursachen, wobei der genannte Einfluß den Betrieb und/oder das Ausgangssignal des FET-Bauelementes betrifft. Hierdurch erhält man über lange Zeit eine stabile Ausgangssignal-Kennlinie.
2) Der FET-Typ-Sensor kann zum Erfassen von Feuchtigkeiten einen Feuchtigkeits-Sensor, zum Erfassen von Gasen einen Gas-Sensor, zum Erfassen von Ionen einen Ionen-Sensor, zum Feststellen organischer Substanzen einen biologischen Sensor usw. enthalten. Der Sensor zeichnet sich durch einen stabilen Betrieb und stabile Ausgangs-Kennlinien aus, und zwar über einen langen Zeitraum hinweg. Die Reproduzierbarkeit der Kennlinien ist gewährleistet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen FET-Typ-Feuchtigkeitssensors,

Fig. 2 eine äquivalente Schaltung des in Fig. 1 gezeigten FET-Typ-Feuchtigkeitssensors,

Fig. 3 eine Kennlinie, die die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal des Feuchtigkeitssensors nach Fig. 1 und der relativen Feuchtigkeit veranschaulicht,

Fig. 4 Kennlinienverläufe, wobei die Kurve A die Drift des Versuchs-Ausgangssignals des in Fig. 1 gezeigten FET-Typ-Feuchtigkeitssensors und die Kurve B die Drift des Versuchs-Ausgangssignals eines Vergleichs-Feuchtigkeitssensors vom FET-Typ ohne Sperrschicht darstellt.

Fig. 1 zeigt als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen FET-Typ-Feuchtigkeitssensor. Der Sensor besitzt ein FET-Bauelement 11, welches als Bestandteil eine feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung 9 besitzt.

Bei dem FET-Bauelement 11 handelt es sich um einen N-Kanal-MOS-FET, in welchem eine n-leitende Source 2 und ein n-leitender Drain 3 durch Phosphordiffusion auf der Oberfläche eines p-leitenden Siliziumsubstrats 1 in Form einer Reihe gebildet sind. Auf dem Siliziumsubstrat 1 wird mit einer Siliziumdioxid- Schicht 5, die mit Durchgangslöchern ausgestattet ist, Source 2 und Drain 3 bedeckt. Doppelschichten aus der Siliziumdioxid-Schicht (SiO₂) 5 und einer Siliziumnitrit-Schicht (Si₃N₄) 7, die auf dem Substrat 1 zwischen der Source 2 und dem Drain 3 gebildet sind, bilden eine Gate-Isolierschicht 100. Die Siliziumnitrit-Schicht 7, die zum Schutz des FET-Bauelements 11 dient, bedeckt die Oberseite jeder der leitenden Elektrodenschichten 6, die auf dem Siliziumsubstrat 1 und der Siliziumdioxid-Schicht 5 gebildet sind und mit ihren Enden in Kontakt stehen mit der Source 2 bzw. mit dem Drain 3. Auf der Gate-Isolierschicht 100 sind aufeinanderfolgend die feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung 9 und eine feuchtigkeitsdurchlässige Gateelektrodenschicht 10 gebildet. Eine aus leitendem Material bestehende Sperrschicht 8 befindet sich zwischen der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 und der Siliciumnitrit-Schicht 7. Die Sperrschicht 8 dient als Hilfselektrode, die an die feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung 9 eine Driftbeseitigungsspannung legt.

Die feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung 9 besteht aus Polyvinylalkohol oder Zelluloseacetat, welches durch Backen kristallisiert ist, jedoch kann auch ein anderes Material gewählt werden, z. B. eine organische oder anorganische Festelektrolyt-Schicht, eine Metalloxidschicht, wie z. B. eine Aluminiumoxid-Schicht oder dergleichen. Die feuchtigkeitsdurchlässige Gateelektrodenschicht 10 besteht aus einer aufgedampften Goldschicht mit einer Dicke von etwa 10 nm, ohne daß es jedoch als Beschränkung anzusehen ist. Die Sperrschicht 8 besteht aus einer aufgedampften Gold- oder Aluminiumschicht mit einer Dicke von etwa 200 nm, obschon auch hier eine Beschränkung auf die genannten Angaben nicht gegeben ist. Die empfindliche Einrichtung 9 muß nicht eine feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung sein, sondern es kann z. B. auch eine Gas-empfindliche Einrichtung, eine Ionen-empfindliche Einrichtung oder eine bezüglich einer anderen chemischen Substanz empfindliche Einrichtung, eine wärmeempfindliche Einrichtung, eine lichtempfindliche Einrichtung oder dergleichen sein. Als FET-Bauelement kann man einen MIS-FET verwenden.

Fig. 2 zeigt eine äquivalente Schaltung des oben erläuterten FET-Typ-Feuchtigkeitssensors, wobei die Bezugszeichen C _s und C _i elektrostatische Kapazitäten der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 bzw. der Doppelschicht-Gateisolierschicht 100 sind. R _L ist ein zu der Drain-Elektrode 3 in Reihe geschalteter Lastwiderstand. R _B ist ein zu der Sperrschicht 8 in Reihe geschalteter Widerstand.

Der erfindungsgemäße FET-Typ-Feuchtigkeitssensor arbeitet grundsätzlich wie folgt: zur Vereinfachung der Erläuterung soll zunächst der Fall beschrieben werden, daß die feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung 9 direkt auf der Gate-Isolierschicht 100 ohne die Sperrschicht 8 gebildet ist, d. h., der Widerstand R _B fehlt in der in Fig. 2 gezeigten äquivalenten Schaltung.

Bei einer an die feuchtigkeitsdurchlässige Gateelektrodenschicht 10 angelegten Spannung V _A und einer Schwellenspannung des FET-Bauelements 11 von V _th, läßt sich der Drain-Strom I _D durch folgende Gleichung (1) ausdrücken:

wobei µn die Trägerbeweglichkeit, L und W die Kanallänge bzw. -breite des FET-Bauelements, und C eine elektrostatische Kapazität für den Fall ist, daß eine elektrostatische Kapazität C _i der Gate-Isolierschicht in Reihe zu einer elektrostatischen Kapazität C _s der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 geschaltet ist, was durch folgende Gleichung (2) ausgedrückt wird:

Wenn V _A ein konstanter Wert ist, läßt sich also die Feuchtigkeit als Änderung des Drain-Stroms I _D erfassen, wobei die Änderung der elektrostatischen Kapazität C _s der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 von der Feuchtigkeit der Umgebungsatmosphäre abhängt.

Da eine DC-Potentialdifferenz zwischen beiden Seiten der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 existiert, wandern aufgrund eines elektrischen Feldes Verunreinigungen und/oder Ionen, die in der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 enthalten sind, so daß es zu einer Neuanordnung und/oder Lokalisierung kommt, die eine spürbare Wirkung auf die Bauelement-Kennlinie in der Kanalzone des Feldeffekttransistor-Bauelements haben und eine Änderung der Schwellenspannung V _th und eine Drift der Arbeits-Kennlinie des FET-Bauelements verursachen, sowie eine Drift des Ausgangssignals des Feuchtigkeitssensors verursachen. Für den Fall, daß Verunreinigungen und/oder Ionen in der Grenzschicht zwischen der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 und der feuchtigkeitsdurchlässigen Gateelektrodenschicht 10 und/oder der Grenzschicht zwischen der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 und der Gate-Isolierschicht 100 enthalten sind, ergibt sich das gleiche Phänomen. Wie oben beschrieben wurde, läßt sich die Kontaminierung durch Verunreinigungen und/oder Ionen von der äußeren Atmosphäre in das Bauelement hinein nicht vermeiden, und folglich ist die Lösung dieser Probleme von besonderer Wichtigkeit, wenn man einen zufriedenstellend arbeitenden FET-Typ-Feuchtigkeitssensor schaffen will.

Um diese Probleme zu lösen und dadurch einen FET-Typ-Feuchtigkeitssensor zu schaffen, der über einen langen Zeitraum hinweg stabil arbeiten kann, enthält ein FET-Typ- Feuchtigkeitssensor gemäß der Erfindung eine leitende Sperrschicht 8, die sich zwischen der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 und der Gate-Isolierschicht 100 befindet, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Sperrschicht 8 ist mit der feuchtigkeitsempfindlichen Gateelektrodenschicht 10 auf der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 über den Widerstand R _B verbunden, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Eine Spannung V _A, die sich zusammensetzt aus einer Gleichspannung V _A (DC) und einer Wechselspannung der Frequenz f, die der Gleichspannung überlagert ist, wird über die feuchtigkeitsdurchlässige Gateelektrodenschicht 10 und die Sperrschicht 8 an die Gate-Isolierschicht 100 und die feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung 9 angelegt, um dadurch diesen FET-Typ-Feuchtigkeitssensor zu betreiben. Ist die Gleichspannung V _A (DC) kleiner als die Stehspannung der Gate-Isolierschicht 100, und ergibt sich kein Leckstrom durch die Gate-Isolierschicht 100, so wird die an die Sperrschicht 8 angelegte Gleichspannungskomponente V _G (DC) der effektiven Gatespannung V _G gleich der Gleichspannung V _A (DC), was dazu führt, daß zwischen den Oberflächen der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 keine DC-Potentialdifferenz entsteht, so daß das oben erläuterte Phänomen des Wanderns von Verunreinigungen und/oder Ionen innerhalb der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung 9 und die damit verbundene Neuordnung und/oder Lokalisation unterdrückt werden können und zusätzlich die Diffusion dieser Verunreinigung und/oder Ionen in die Gate-Isolierschicht 100 unterdrückt werden kann mittels der Blockierschicht 8. Da die Gleichspannung V _G (DC) so groß ist wie die Gleichspannung V _A (DC), kann dieser FET-Typ-Feuchtigkeitssensor selbstverständlich nicht als Feuchtigkeitssensor betrieben werden, wenn man lediglich die Gleichspannung V _A (DC) anlegt. Die Gleichspannung V _A (DC) bewirkt eine optimale Vorspannung der I _D-V _G-Kennlinie des FET-Bauelements.

Damit der FET-Typ-Feuchtigkeitssensor tatsächlich als Feuchtigkeitssensor arbeitet, d. h., die Änderung einer elektrostatischen Kapazität C _S der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung aufgrund der Feuchtigkeit in der Atmosphäre erfaßt, ist eine Wechselspannung V _A (AC) von Bedeutung.

Wenn der Widerstand R _B, dessen Widerstandswert im Vergleich zu der Impedanz (2π fC _S)^-1 der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung bei der Frequenz f groß ist, an die Sperrschicht 8 und die feuchtigkeitsdurchlässige Gateelektrodenschicht 10 angeschlossen ist, ist der Widerstandswert von R _B vernachlässigbar, und man kann die Wechselspannungskomponente V _G (AC) der Gatespannung V _G durch folgende Gleichung (3) ausdrücken:

Dies bedeutet, daß, da V _G (AC) mit den Werten der elektrostatischen Kapazität C _s der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung bei Anlegen von V _A (AC) mit einer gegebenen Amplitude schwankt, das für einen Feuchtigkeitssensor benötigte Ausgangssignal erfaßt werden kann als die Wechselspannungsamplitude des Drain-Stroms I _D. Mithin läßt sich die Modulation eines von der Source 2 zum Drain 3 bei Anlegen von V _A (AC) an die Gateelektrodenschicht 10 fließenden elektrischen Stroms von der leitenden Elektrodenschicht 6 als Meßsignal erfassen.

Fig. 3 zeigt die Ausgangssignal/Luftfeuchtigkeits-Kennlinie, die experimentell ermittelt wurde, während der oben erläuterte FET-Typ-Feuchtigkeitssensor unter folgenden Bedingungen betrieben wurde: die feuchtigkeitsempfindliche Einrichtung 9 bestand aus einer gebackenen Zelluloseacetat- Schicht; die Werte der Fest-Widerstände R _B und R _L betrugen 10 MΩ bzw. 1 kΩ; V _A (DC) = 5 V; und V _A (AC) = 100 mV eff. (10 kHz).

Um die Ausgangssignal-Stabilität des oben erläuterten FET-Typ-Feuchtigkeitssensors darzustellen, wurde die Beziehung zwischen der Zeit, in der das FET-Bauelement der Atmosphäre einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60% ausgesetzt wurde, und dem Ausgangssignal des FET-Feuchtigkeitssensors untersucht, und wie in Fig. 4 dargestellt ist, zeigt die Kennlinie A die Drift des Ausgangssignals des die Blockierschicht 8 enthaltenden Prüf-Sensors, während die Kennlinie B die Drift des Ausgangssignals des keine Blockierschicht 8 enthaltenden Kontroll-Sensors darstellt. Beide Sensoren wurden unter gleichen Betriebs- und Meßbedingungen untersucht, und ihre Ausgangssignale wurden dargestellt durch einen relativen Wert auf der Grundlage des Anfangs-Ausgangswerts. Fig. 4 zeigt, daß die Verwendung der Sperrschicht 8 in signifikanter Weise wirksam ist zum Stabilhalten des Ausgangssignals des FET-Typ-Feuchtigkeitssensors über einen langen Zeitraum hinweg, und daß die Drainstrom-(I _D )-Drainspannungs-(V _DS )-Kennlinie, die Drainstrom-(I _D )-Gatespannungs-(V _G )-Kennlinie und dergleichen des FET-Bauelements stabil sind, keiner Drift unterliegen und eine hervorragende Reproduzierbarkeit besitzen. Im Gegensatz dazu sind bei fehlender Sperrschicht 8 gemäß Kennlinie B in Fig. 4 sowohl die I _D-V _DS-Kennlinie als auch die I _C-V _G-Kennlinie des FET-Bauelements starker Drift unterworfen und besitzen eine sehr schlechte Reproduzierbarkeit. Außerdem läßt sich feststellen, daß die I _D-I _DS-Kennlinie und/oder die I _D-V _G-Kennlinie sehr stark von der Anfangskennlinie abweichen, auch wenn das Ein-Aus-Schalten oder die Polarität beim Anlegen von V _G umgekehrt werden. Dieses Phänomen zeigt an, daß das Wandern und die Verteilung (Neuordnung) von Verunreinigungen und/oder Ionen in der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung und/oder in der Grenzfläche zwischen der feuchtigkeitsempfindlichen Einrichtung und der Gate-Isolierschicht durch die Wirkung eines elektrischen Feldes spürbare Auswirkung auf die Kennlinien des FET-Bauelements besitzen.

Claims

1. Feldeffekttransistor-Typ-Sensor, bestehend aus einem Feldeffekttransistor-Bauelement und einer diesem zugeordneten empfindlichen Einrichtung, die zwischen einer Gate-Isolierschicht und einer Gate-Elektrode angeordnet ist und aufgrund einer physikalischen oder chemischen Wechselwirkung mit einer zu erfassenden Größe ihre Dielektrizitätskonstante ändert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gate-Isolierschicht (100) und der empfindlichen Einrichtung (9) eine Hilfselektrode (8) angeordnet ist, und daß mit der Hilfselektrode (8) ein Widerstand (R _B ) verbunden ist, über den die Hilfselektrode (8) mit einer eine Vorspannung für das Feldeffekttransistor-Bauelement (11) bewirkenden Gleichspannung (V _A (DC)) beaufschlagbar ist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R _B ) in Parallelschaltung zu der empfindlichen Einrichtung (9) zwischen der Gate-Elektrode (10) und der Hilfselektrode (8) angeordnet ist.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die empfindliche Einrichtung (9) aus einem feuchtigkeitsempfindlichen Material besteht, das seine elektrostatische Kapazität mit der Absorption und Desorption von Wasserdampf oder Feuchtigkeit ändert.

4. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die empfindliche Einrichtung (9) aus einer Zellulosederivat-Schicht, einer Vinylderivat- Schicht, einer organischen oder anorganischen Festelektrolyt- Schicht und/oder einer Metalloxid-Schicht besteht.

5. Verfahren zum Betreiben des Feldeffekttransistortyp-Sensors nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Gate-Isolierschicht (100) und an die empfindliche Einrichtung (9) über die Gate-Elektrode (10) einerseits und über den Widerstand (R _B ) und die Hilfselektrode (8) andererseits eine Gleichspannung (V _A (DC)) sowie eine dieser überlagerte Wechselspannung (V _A (AC)) angelegt wird, wobei der Widerstand (R _B ) mit einem höheren Wert als der Wert der Wechselstrom-Impedanz der empfindlichen Einrichtung (9) bei der Frequenz der Wechselspannung (V _A (AC)) gewählt wird und daß als Ausgangssignal eine sich aufgrund der Wechselspannung (V _A (AC)) ergebende Wechselstromkomponente des Drainstromes des FET-Bauelementes (11) ermittelt wird.