DE69724486T2 - Chemischer Halbleitersensor - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine chemische Halbleitersensorvorrichtung und auf ein Verfahren zum Bilden eines Thermoelementes für eine solche Vorrichtung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein chemischer Sensor ist eine Vorrichtung, die die Konzentration einer gegebenen chemischen Substanz in einer Flüssigkeit oder in einem Gas überwacht. Chemische Sensoren werden z. B. verwendet, um unsichere Pegel von giftigen oder explosiven Gasen in der Arbeitsumgebung und in der häuslichen Umgebung zu detektieren.
  • Chemische Sensoren, die durch Verwenden der Hybridtechnologie gebildet werden, wie z. B. Sensoren, die auf Keramiksubstraten gebildet werden, sind gut bekannt. Es ist auch bekannt, einen chemischen Halbleitersensor auf einem Halbleitersubstrat herzustellen. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit chemischen Halbleitersensoren.
  • Typische chemische Sensoren umfassen eine empfindliche Schicht, die gegenüber bestimmten chemischen Substanzen empfindlich ist, die durch den Sensor detektiert werden sollen. Die Reaktion der empfindlichen Schicht mit der chemischen Substanz, die detektiert werden soll, resultiert in einer Veränderung der physikalischen Eigenschaften der empfindlichen Schicht, z. B. des spezifischen Widerstandes oder der Oberflächenspannung. Weil die Reaktion der empfindlichen Schicht von thermodynamischen Verhältnissen beherrscht wird, spielt die Temperatur eine wichtige Rolle beim Optimieren der Ausgabe der Sensorvorrichtung, z. B. Empfindlichkeit und Selektivität. Einige Sensoren umfassen eine Heizung zum Erhöhen der Temperatur der empfindlichen Schicht, um die Empfindlichkeit und Selektivität des Sensors zu erhöhen. In Abhängigkeit von der chemischen Substanz, die detektiert werden soll, mag es sein, dass chemische Sensoren auf recht hohe Temperaturen erhitzt werden müssen, z. B. im Bereich von 250–650°C.
  • Da die Selektivität eines chemischen Sensors von der Temperatur abhängt, auf die die empfindliche Schicht erhitzt wird, ist es Somit wünschenswert, dass die Temperatur der empfindlichen Schicht oder der Heizung über einen Temperaturbereich, wie z. B. 250–650°C, genau überwacht wird.
  • Polywiderstände und metallische Widerstände sind verwendet worden, um die Betriebstemperatur in chemischen Halbleitersensoren zu überwachen, siehe z. B. den Artikel von Wan Young Chun in Sensors and Actuators B, 20 (1994) 139–143. Solche Techniken benötigen jedoch einen beträchtlichen Platz auf dem Chip und sie können die Temperatur nur über einen großen Bereich des Chips überwachen. Daher fehlt es solchen Techniken an Genauigkeit.
  • Die US-Patentanmeldungen 5 362 975 und 4 903 106 offenbaren chemische Messvorrichtungen und Temperaturmessvorrichtungen, bieten jedoch keine Lösungen der oben genannten Probleme an.
  • Daher ist es wünschenswert, eine verbesserte chemische Halbleitersensorvorrichtung mit einem Temperaturdetektor zur Verfügung zu stellen, der nicht unter den oben erwähnten Problemen leidet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine chemische Halbleitersensorvorrichtung zur Verfügung gestellt, die eine empfindliche Schicht zum Detektieren spezifischer Chemikalien und eine Heizung zum Heizen der empfindlichen Schicht hat, wobei die Heizung durch einen Heizungsanteil einer leitenden Polysiliziumschicht in der chemischen Halbleitersensorvorrichtung gebildet wird, wobei die chemische Halbleitersensorvorrichtung weiterhin ein erstes Thermoelement zum Detektieren der Temperatur der empfindlichen Schicht umfasst, wobei das erste Thermoelement einen P/N-Übergang umfasst, der als Teil des Heizungsanteils der leitenden Polysiliziumschicht oder als Teil der an den Heizungsanteil der leitenden Polysiliziumschicht angrenzenden leitenden Polysiliziumschicht gebildet wird, so dass ein quer über den P/N-Übergang entwickeltes Signal die Temperatur der empfindlichen Schicht darstellt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine chemische Sensorvorrichtung zur Verfügung, die ein kleines Thermoelement zum Detektieren der Temperatur der empfindlichen Schicht hat, das leicht in die chemische Sensorvorrichtung integriert werden kann. Das Thermoelement kann in die Heizung oder sehr nahe bei der Heizung angeordnet werden und kann somit eine genauere Temperaturdetektion zur Verfügung stellen, die eine bessere Selektivität und Empfindlichkeit der chemischen Sensorvorrichtung sicherstellt.
  • Da das Thermoelement klein ist, kann eine Vielzahl von Thermoelementen in die chemische Sensorvorrichtung integriert werden, um so die Temperatur über einen großen Chipbereich genau und gleichmäßig zu überwachen und zu steuern.
  • Es wird ebenso ein Verfahren zum Bilden eines Thermoelementes für eine chemische Halbleitersensorvorrichtung offenbart und beansprucht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es werden nun drei chemische Halbleitersensorvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren zum Bilden eines Thermoelementes für solche chemischen Sensorvorrichtungen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • 1 eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht einer chemischen Halbleitersensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht einer chemischen Halbleitersensorvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3-6 vereinfachte schematische Querschnittsansichten der chemischen Halbleitersensorvorrichtung von 1 während verschiedener Stufen der Fertigung zeigen;
  • 7 einen vereinfachten schematischen Grundriss des Thermoelementes der chemischen Halbleitersensorvorrichtung von 1 vor der Metallisierung zeigt; und
  • 8 einen vereinfachten schematischen Grundriss eines Teils einer chemischen Halbleitersensorvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
  • Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen, darin umfasst eine chemische Halbleitersensorvorrichtung 2 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine empfindliche Schicht 4 zum Detektieren spezifischer Chemikalien und eine Heizung zum Heizen der empfindlichen Schicht 4. Die Heizung wird durch einen Heizungsanteil 6 einer leitenden Schicht 8 gebildet, die über einer Halbleiterschicht 10 gebildet ist. Die chemische Halbleitersensorvorrichtung 2 umfasst weiterhin ein Thermoelement 12 zum Detektieren der Temperatur der empfindlichen Schicht 4, wobei das Thermoelement 12 einen P/N-Übergang 14 umfasst, der angrenzend an dem Heizungsanteil 6 der leitenden Schicht 8 gebildet ist. Quer über den P/N-Übergang 14 wird ein Signal entwickelt, das die Temperatur an den P/N-Übergang 14 gemäß dem Seeback-Effekt darstellt und somit die Temperatur der empfindlichen Schicht 4 darstellt.
  • Das Thermoelement 12 umfasst einen Anteil 16 der leitenden Schicht 8, die an den Heizungsanteil 6 angrenzt und einen leitenden Bereich 18, der in der leitenden Schicht 8 gebildet ist, wobei der leitende Bereich 18 aus einem leitenden Material gebildet wird, das eine Leitfähigkeitstype hat, die zu der der leitenden Schicht 8 verschieden ist. Eine Verbindung zwischen dem Anteil 16 der leitenden Schicht 8 und dem leitenden Bereich 18 bildet den P/N-Übergang 14 des Thermoelementes 12. Ein erster Kontakt 20 erstreckt sich bis zu dem Anteil 16 der leitenden Schicht 8, und ein zweiter Kontakt 22 erstreckt sich bis zu dem leitenden Bereich 18. Ein Spannungssignal, das dem Signal quer über dem P/N-Übergang 14 und somit der Temperatur der empfindlichen Schicht 4 entspricht, wird quer über den ersten 20 und zweiten 22 Kontakt entwickelt.
  • Die leitende Schicht 8 wird vorzugsweise aus N+-dotiertem Polysilizium gebildet, das auf einer ersten Isolierschicht 24 gebildet ist, wie z. B. einer Siliziumoxidschicht, wobei die Isolierschicht auf der Halbleiterschicht 10 gebildet wird. Die Halbleiterschicht 10 kann ein Siliziumsubstrat sein. Der leitende Bereich 18 ist vorzugsweise P+-dotiertes Polysilizium, wobei eine Verbindung von Poly-P+ und Poly-N+ den P/N-Übergang 14 bildet. Wenn das N+-dotierte Polysilizium und das P+-dotierte Polysilizium stark dotiert sind, funktionieren sie als Metalle. Solch ein Verbindung erzeugt ein Spannungssignal als eine Funktion der Temperatur aufgrund des Seebeck-Effektes.
  • Eine zweite Isolierschicht 26, wie z. B. eine TEOS-Schicht oder eine Siliziumoxidschicht, stellt eine Isolierung zwischen der empfindlichen Schicht 4 und der leitenden Schicht 8 zur Verfügung. Die empfindliche Schicht 4 wird auf der zweiten Isolierschicht 26 gebildet und kann aus einer Goldschicht oder einer Gold-Palladium-Legierungsschicht zum Erfassen von Hydridgasen gebildet werden. Für eine Kohlenmonoxidsensorvorrichtung kann die empfindliche Schicht 4 eine Zinnoxidschicht umfassen. Die Art des empfindlichen Materials, das verwendet wird, um die empfindliche Schicht 4 zu bilden, kann von Metallen bis zu dotierten/zusammengesetzten Materialien variieren und hängt von den Anwendungen und der Art der Chemikalien ab, die die chemische Halbleitersensorvorrichtung 2 detektieren soll.
  • In der ersten Ausführungsform wird das Thermoelement 12 angrenzend an den Heizungsanteil 6 der leitenden Schicht 8 gebildet. Das Thermoelement kann zusätzlich oder alternativ als Teil der Heizung gebildet werden, wie in 2 gezeigt.
  • Es wird nun auf 2 Bezug genommen, darin wird eine chemische Halbleitersensorvorrichtung 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Gleiche Merkmale wie die von 1 werden durch dieselben Bezugszeichen plus einhundert gekennzeichnet.
  • Die chemische Halbleitersensorvorrichtung 200 umfasst eine empfindliche Schicht 104 zum Detektieren spezifischer Chemikalien und eine Heizung zum Heizen der empfindlichen Schicht 104. Die Heizung wird durch einen Heizungsanteil 106 einer leitenden Schicht 108 über eine Halbleiterschicht 110 gebildet. Die chemische Halbleitersensorvorrichtung 200 umfasst weiterhin ein Thermoelement 150 zum Detektieren der Temperatur der empfindlichen Schicht 104 und zum Umfassen eines P/N-Überganges 114, der in dem Heizungsanteil 106 der leitenden Schicht 108 gebildet ist. Quer über den P/N-Übergang 114 wird ein Signal entwickelt, das die Temperatur des P/N-Überganges 114 und somit der empfindlichen Schicht 4 darstellt.
  • Das Thermoelement 150 umfasst einen leitenden Bereich 118, der in dem Heizungsanteil 106 der leitenden Schicht 108 gebildet ist. Der leitende Bereich 118 wird aus einem leitenden Material gebildet, dessen Leitfähigkeitstype von der der leitenden Schicht 108 verschieden ist. Ein Kontakt 152 erstreckt sich bis zu dem leitenden Bereich 118. Quer über dem Kontakt 152 und einem Kontakt (nicht gezeigt) mit dem Heizungsanteil 106 wird ein Spannungssignal entwickelt, das dem Signal quer über dem P/N-Übergang 114 des Thermoelementes 150 entspricht. Das Spannungssignal an dem Kontakt 152 stellt somit die Temperatur der empfindlichen Schicht 104 dar.
  • Wie in der ersten Ausführungsform wird die leitende Schicht 108 vorzugsweise aus N+-dotiertem Polysilizium gebildet, das auf einer ersten Isolierschicht 124 gebildet ist, wie z. B. einer Siliziumoxidschicht, die auf der Halbleiterschicht 110 gebildet ist. Der leitende Bereich 118 ist vorzugsweise P+-dotiertes Polysilizium, wobei eine Verbindung von Poly-P+ und Poly-N+ den P/N-Übergang 114 bildet. Solch ein Übergang erzeugt ein Spannungssignal als eine Funktion der Temperatur aufgrund des Seebeck-Effektes.
  • Eine zweite Isolierschicht 126, wie z. B. eine TEOS-Schicht oder eine Siliziumoxidschicht, stellt eine Isolierung zwischen der empfindlichen Schicht 104 und der leitenden Schicht 108 zur Verfügung. Das Material aus dem die empfindliche Schicht 104 gebildet wird, hängt von den Anwendungen und der Art der Chemikalien ab, die die chemische Halbleitersensorvorrichtung 200 detektieren soll.
  • Es wird nun ein Verfahren zum Bilden eines Thermoelementes für eine chemische Halbleitersensorvorrichtung gemäß der Erfindung unter Bezug auf das Bilden des Thermoelemen tes 12 der chemischen Halbleitersensorvorrichtung 2 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und unter Bezug auf 1, 37 beschrieben.
  • Es wird eine Halbleiterschicht 10, vorzugsweise ein Siliziumsubstrat, zur Verfügung gestellt, und über dem Siliziumsubstrat 10 wird eine erste Isolierschicht 24 aus Siliziumoxid (Thermooxid) gebildet. Eine leitende Schicht 8, die vorzugsweise eine N+-dotierte Polysiliziumschicht umfasst, wird über der ersten Isolierschicht 24 aus Siliziumoxid gebildet (siehe 3). Dies sind die selben Schritte, die verwendet werden, um die Heizung der chemischen Halbleitersensorvorrichtung zu bilden.
  • Eine Maske 23, wie z. B. Photoresist, wird über der leitenden Schicht 8 gebildet, die dann bemustert und geätzt wird, um eine Öffnung 25 durch das Photoresist 23 zu der leitenden Schicht 8 zur Verfügung zu stellen (siehe 4). Bor oder eine beliebige andere P-Verbindung wird dann durch die Öffnung 25 mit einer ziemlich hohen Dosis in die leitende Schicht 8 dotiert, um die leitende N+ Polysiliziumschicht 8 mit dem P-Dotierungsstoff zu dotieren. Das Photoresist 23 wird dann entfernt. Somit wird in der leitenden Schicht 8 ein leitender Bereich 18 gebildet, der eine Leitfähigkeitstype hat, die von der der leitenden Schicht 8 verschieden ist (5); d. h. jeweils Poly P+ versus Poly N+.
  • Die leitende Schicht 8 wird dann bemustert und geätzt, um den Heizungsanteil 6 (in 6 nicht gezeigt) und den Teil 16 des Thermoelementes 12 zu bilden.
  • Dann wird eine zweite Isolierschicht 26 über der leitenden Schicht 8 und der Isolierschicht 24 gebildet. Die zweite Isolierschicht 26 wird bemustert und geätzt, um Kon taktöffnungen zu dem leitenden Bereich 18 und zu der leitenden Schicht 8 zu bilden. Dann wird eine Metallschicht in die Öffnungen aufgebracht, um den ersten 20 und zweiten 22 Kontakt zu bilden. Die Kontaktöffnungen 19, 21 können in 7 deutlicher gesehen werden, die eine perspektivische Ansicht von 6 vor der Metallisierung zeigt.
  • Die Heizung der chemischen Halbleitersensorvorrichtung gemäß der Erfindung wird aus der leitenden Schicht 8 gebildet. Somit wird aus dem oben gesagten klar, dass die Anfangsschritte des Bildens eines leitenden Bereiches 18 in einer leitenden Schicht 8 den Schritten des Bildens der Heizung entsprechen. Da nur zusätzliche Foto- und Dotier-Schritte erforderlich sind, um das Thermoelement 12 zu bilden, sind wenige Schritte erforderlich, um ein Thermoelement gemäß der vorliegendenden Erfindung in eine chemische Halbleitersensorvorrichtung zu integrieren.
  • Es ist klar, dass im Wesentlichen dasselbe Verfahren verwendet werden kann, um das Thermoelement 150 der zweiten Ausführungsform zu bilden. Die Bemusterungs- und Ätzschritte der leitenden Schicht 108 sind für die zweite Ausführungsform leicht unterschiedlich, da das Thermoelement 150 ein Teil der Heizung selbst ist.
  • Jede der chemischen Halbleitersensorvorrichtungen gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bisher so beschrieben worden, dass sie ein Thermoelement umfasst. Dies dient jedoch lediglich dem Zwecke der Darstellung. Eine chemische Sensorvorrichtung gemäß der Erfindung kann ein oder mehrere Thermoelemente umfassen. Das heißt, eine chemische Sensorvorrichtung gemäß der Erfindung kann ein oder mehrere der Thermoelemente 12 gemäß der ersten Ausführungsform oder ein oder mehrere der Ther moelemente 150 gemäß der zweiten Ausführungsform umfassen. Weiterhin kann eine chemische Sensorvorrichtung gemäß der Erfindung mindestens ein erstes und mindestens ein zweites unterschiedliches Thermoelement umfassen; das erste Thermoelement umfasst einen P/N-Übergang, der als Teil der Heizung gebildet ist, so dass ein Signal, das quer über dem P/N-Übergang entwickelt wird, die Temperatur des Heizungsanteils der leitenden Schicht darstellt; und das zweite Thermoelement umfasst einen P/N-Übergang, der angrenzend an die Heizung gebildet ist, so dass ein Signal, das quer über dem P/N-Übergang entwickelt wird, die Temperatur der empfindlichen Schicht darstellt.
  • Vorzugsweise wird die leitende Schicht aus einem ersten leitenden Material gebildet, und das erste Thermoelement umfasst einen leitenden Bereich eines zweiten leitenden Materials, das in dem Heizungsanteil der leitenden Schicht gebildet ist und einen ersten Kontakt hat, der sich bis dorthin erstreckt, wobei das zweite leitende Material eine andere Leitfähigkeitstype hat, als das erste leitende Material, wobei der P/N-Übergang des ersten Thermoelementes eine Verbindung zwischen dem leitenden Bereich und dem Heizungsanteil der leitenden Schicht umfasst und bei dem ein Spannungssignal, das an dem ersten Kontakt entwickelt wird, die Temperatur der empfindlichen Schicht darstellt.
  • Vorzugsweise umfasst das zweite Thermoelement folgendes: einen leitenden Bereich des zweiten leitenden Materials, das in der leitenden Schicht gebildet ist und einen ersten Kontakt hat, der sich bis dorthin erstreckt; und einen Teil der an den Heizungsteil der leitenden Schicht angrenzenden leitenden Schicht, der einen zweiten Kontakt hat, der sich bis dorthin erstreckt, wobei der P/N-Übergang des zweiten Thermoelementes eine Verbindung zwischen dem leitenden Bereich und dem Teil der leitenden Schicht umfasst, bei dem ein Spannungssignal, das quer über den ersten und zweiten Kontakt entwickelt wird, die Temperatur der empfindlichen Schicht darstellt.
  • Vorzugsweise wird die leitende Schicht aus N+-dotiertem Polysilizium gebildet, und die leitenden Bereiche des ersten und zweiten Thermoelementes werden aus P+-dotiertem Polysilizium gebildet.
  • Eine andere mögliche Kombination wird in 8 gezeigt, die einen schematischen Oberseitengrundriss eines Teiles einer chemischen Halbleitersensorvorrichtung 300 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • Die chemische Sensorvorrichtung 300 umfasst eine Heizung 60, die in einer leitenden Schicht, wie z. B. N+-dotiertes Polysilizium, gebildet wird, wobei die Schicht ein erstes Thermoelement 302 als Teil der Heizung und ein zweites Thermoelement 304 hat, das von der Heizung entfernt angeordnet ist, z. B. an dem Rand des chemischen Halbleitersensorvorrichtungschips. Das erste Thermoelement 302 entspricht dem oben beschriebenen Thermoelement 150, und das zweite Thermoelement 304 entspricht dem oben beschriebenen Thermoelement 12. Der Kontakt 310 ist mit dem P+-leitenden Bereich des ersten Thermoelementes 302 verbunden, das in der Heizung gebildet ist. Die Kontakte 306, 308 sind mit dem P+-leitenden Bereich und einem Teil der N+-leitenden Schicht des zweiten Thermoelementes 304 verbunden. Die Kontakte 312 und 314 sind die Heizungskontakte.
  • Aus den Spannungssignalen, die durch die Thermoelemente 302 und 304 erzeugt wird, kann der Temperaturunterschied zwischen den zwei Bereichen der chemischen Halbleitersen sorvorrichtung und auch die Temperatur am Zentrum der Heizung bestimmt werden.
  • Vorzugsweise befindet sich das zweite Thermoelement 304 an dem Rand des Chips, wo das Silizium seine maximale Dicke hat. In einer solchen Anordnung, befindet sich das zweite Thermoelement 304 an einem Standort, wo die Temperatur ungefähr gleich der Temperatur der Verpackung der chemischen Sensorvorrichtung ist. Somit entspricht die durch das zweite Thermoelement 304 gemessene Temperatur im Wesentlichen der externen Umgebungstemperatur. Solch eine Anordnung kann verwendet werden, um eine Immunität gegenüber Abweichungen von Partie ("lot") zu Partie aufgrund von Abweichungen der Polywiderstandsfähigkeit zur Verfügung zu stellen. Eine kleine Veränderung des Widerstandes erzeugt eine messbare Änderung der Temperatur. Diese kann durch Prüfen des Temperaturunterschiedes zwischen dem ersten und zweiten Thermoelement für jede Partie detektiert werden.
  • Mit zwei oder mehr Thermoelementen in der chemischen Halbleitersensorvorrichtung lässt sich somit die Temperatur gleichmäßiger und genauer überwachen und steuern.
  • Besonders nützlich ist es, zwei Thermoelemente in der Heizung zu haben, da die Temperatur quer über der Heizung ungleichmäßig sein kann. Die Temperatur der Heizung kann daher an verschiedenen Punkten überwacht und entsprechend gesteuert werden.
  • Das Thermoelement gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen P/N-Übergang, der angrenzend an der Heizung und/oder als Teil der Heizung integriert ist. Solch ein Thermoelement hat sehr kleine Dimensionen, ungefähr 30–50 Mikrometer, verglichen mit den Polywiderständen nach dem Stand der Technik, und stellt so eine gute räumliche Auflö sung auf dem Chip sicher. Die kleine Größe des Thermoelementes bedeutet, dass eine Vielzahl von Thermoelementen in der ganzen chemischen Halbleitersensorvorrichtung integriert werden kann, wodurch ein genaues Erfassen der Temperatur gewährleistet wird.
  • Wenn die Heizung aus einer polyleitenden Schicht gebildet wird, kann das Thermoelement als Teil der Heizung integriert werden. In diesem Falle wird der P/N-Übergang zwischen der Heizung selbst und einem in die Heizung dotierten leitenden Bereich gebildet.

Claims (9)

  1. Chemische Halbleitersensorvorrichtung, die eine empfindliche Schicht zum Detektieren von Chemikalien und eine Heizung zum Heizen der empfindlichen Schicht hat, wobei die Heizung durch einen Heizungsanteil einer leitenden Polysiliziumschicht in der chemischen Halbleitersensorvorrichtung gebildet wird, wobei die chemische Halbleitersensorvorrichtung weiterhin ein erstes Thermoelement zum Detektieren der Temperatur der empfindlichen Schicht umfasst, wobei das erste Thermoelement einen P/N-Übergang umfasst, der als Teil des Heizungsanteils der leitenden Polysiliziumschicht oder als Teil der an dem Heizungsanteil der leitenden Polysiliziumschicht angrenzenden leitenden Polysiliziumschicht gebildet ist, so dass ein quer über dem P/N-Übergang entwickeltes Signal die Temperatur der empfindlichen Schicht darstellt.
  2. Chemische Halbleitersensorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die leitende Polysiliziumschicht aus einem Polysiliziummaterial gebildet wird, das eine erste Art von Leitfähigkeit hat, und das erste Thermoelement einen leitenden Bereich umfasst, der in der leitenden Polysiliziumschicht gebildet ist und aus einem Polysiliziummaterial gebildet ist, das eine zweite Art von Leitfähigkeit hat, wobei der leitende Bereich einen ersten Kontakt hat, der sich bis dorthin erstreckt, wobei der P/N-Übergang des ersten Thermoelementes eine Verbindung zwischen dem leitenden Bereich und der leitenden Polysiliziumschicht umfasst, und wobei ein Spannungssignal, das an dem ersten Kontakt entwickelt wird, die Temperatur der empfindlichen Schicht darstellt.
  3. Chemische Halbleitersensorvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der leitende Bereich in dem Heizungsanteil der leitenden Polysiliziumschicht gebildet wird.
  4. Chemische Halbleitersensorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die leitende Polysiliziumschicht aus einem Polysiliziummaterial gebildet wird, das eine erste Art von Leitfähigkeit hat, und das erste Thermoelement folgendes umfasst: einen leitenden Bereich, der in der leitenden Polysiliziumschicht angrenzend an dem Heizungsanteil gebildet ist und aus einem Polysiliziummaterial gebildet ist, das eine zweite Art von Leitfähigkeit hat, wobei der leitende Bereich einen ersten Kontakt hat, der sich bis dorthin erstreckt; und einen Anteil der leitenden Polysiliziumschicht, der angrenzend an dem leitenden Bereich und angrenzend an dem Heizungsanteil angeordnet ist, der einen zweiten Kontakt hat, der sich bis dorthin erstreckt, wobei der P/N-Übergang des ersten Thermoelementes eine Verbindung zwischen dem leitenden Bereich und dem Anteil der leitenden Polysiliziumschicht umfasst, wobei ein über den ersten und zweiten Kontakt entwickeltes Spannungssignal die Temperatur der empfindlichen Schicht darstellt.
  5. Chemische Halbleitersensorvorrichtung gemäß den Ansprüchen 2, 3 oder 4, wobei die leitende Polysiliziumschicht aus N+-dotiertem Polysilizium und der leitende Bereich aus P+-dotiertem Polysilizium gebildet wird.
  6. Chemische Halbleitersensorvorrichtung eines beliebigen vorhergehenden Anspruches, die weiterhin umfasst: ein zweites Thermoelement zum Detektieren der Temperatur der empfindlichen Schicht, wobei das zweite Thermoelement einen P/N-Übergang umfasst, der angrenzend an dem Heizungsanteil der leitenden Polysiliziumschicht gebildet ist, so dass ein über den P/N-Übergang entwickeltes Signal die Temperatur der empfindlichen Schicht darstellt.
  7. Chemische Halbleitersensorvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das zweite Thermoelement folgendes umfasst: einen leitenden Bereich, der in der leitenden Polysiliziumschicht angrenzend an den Heizungsanteil gebildet ist und aus einem Polysiliziummaterial gebildet ist, das eine zweite Art von Leitfähigkeit hat, wobei der leitende Bereich einen ersten Kontakt hat, der sich bis dorthin erstreckt; und einen Anteil der leitenden Polysiliziumschicht, angrenzend an den leitenden Bereich und angrenzend an den Heizungsanteil der leitenden Polysiliziumschicht, der einen zweiten Kontakt hat, der sich bis dorthin erstreckt, wobei der P/N-Übergang des zweiten Thermoelementes eine Verbindung zwischen dem leitenden Bereich und dem Anteil der lei tenden Polysiliziumschicht umfasst, wobei ein über den ersten und zweiten Kontakt entwickeltes Spannungssignal die Temperatur der empfindlichen Schicht darstellt.
  8. Chemische Halbleitersensorvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die leitende Polysiliziumschicht aus N+-dotiertem Polysilizium und die leitenden Bereiche des ersten und zweiten Thermoelementes aus P+-dotiertem Polysilizium gebildet werden.
  9. Chemische Halbleitersensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin umfasst: ein weiteres Thermoelement zum Detektieren der Temperatur eines von der Heizung entfernten Bereiches der chemischen Halbleitersensorvorrichtung, wobei das weitere Thermoelement einen P/N-Übergang umfasst, der in einer leitenden Schicht gebildet ist, so dass ein über den P/N-Übergang entwickeltes Signal die Temperatur des von der Heizung entfernten Bereiches der chemischen Halbleitersensorvorrichtung darstellt.
DE69724486T 1996-03-04 1997-01-23 Chemischer Halbleitersensor Expired - Lifetime DE69724486T2 (de)

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