JPH0415902B2 - - Google Patents
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- JPH0415902B2 JPH0415902B2 JP59023598A JP2359884A JPH0415902B2 JP H0415902 B2 JPH0415902 B2 JP H0415902B2 JP 59023598 A JP59023598 A JP 59023598A JP 2359884 A JP2359884 A JP 2359884A JP H0415902 B2 JPH0415902 B2 JP H0415902B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
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Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は、MOS型或はMIS型等の電界効果ト
ランジスター（以下単にFETと略す）のゲート
絶縁膜上に外的要因によつて電気的特性の変化す
る感応体を形成し、該感応体で外的要因の変化を
FETのゲート作用変化として把えるいわゆる
FET型センサに関するものである。
ランジスター（以下単にFETと略す）のゲート
絶縁膜上に外的要因によつて電気的特性の変化す
る感応体を形成し、該感応体で外的要因の変化を
FETのゲート作用変化として把えるいわゆる
FET型センサに関するものである。
＜発明の背景＞
検出しようとする物理的との化学的或は物理的
相互作用によつて静電容量や電気伝導度或は静電
電位等の電気的変化を生ずる感応体とFET素子
とを組み合せて、検出しようとする物理量を
FET素子のゲート作用変化として把えるいわゆ
るFET型センサは、FET素子の有する高い入力
インピーダンスとその増幅作用を巧みに利用する
ことにより高出力でかつ小形のセンサとなるもの
であり、実用上好ましいセンサである。特に、
FET素子のゲート部の上に感応体を形成した構
造からなるFET型センサは、素子寸法も小さく
設定することができかつ同一基板上に極めて多く
の素子を形成することが可能であるため、実用上
も、コスト面でも好ましい形態である。しかしこ
の場合通常の単体FET素子の場合以上にFET素
子の動作安定性ひいてはFET型センサとしての
出力の安定性や特性の再現性の確保に留意する必
要がある。即ち、目的とするセンサの種類によつ
て、感応体の材料は勿論作製方法も大きく異なる
ために、通常の単体FET素子の形体とは違つた
配慮が必要であり、FET素子の動作特性も感応
体材料及びその作製方法によつて大幅に変化す
る。特に、感応体材料によつては、多量の不純物
やイオン含有していることあるいはFET素子上
に感応体を形成する工程において感応体とゲート
絶縁膜等の界面に不純物やイオンを混入する可能
性が通常の単体FET素子を形成する場合に比べ
て極めて高いことなどが原因となつて、FET素
子の動作特性更にはFET型センサの出力特性が
不安定となり易い。更に、ガスセンサや湿度セン
サ等のいわゆる雰囲気センサをFET型センサと
して構成する場合には、外雰囲気に直接センサ素
子がさらされることから、外雰囲気からの不純物
の混入や拡散によつても、FET特性の変動や劣
化を招く。このように感応体材料中の不純物やイ
オン或は作製工程中もしくは使用中に混入する不
純物やイオンがFET素子の動作特性やセンサ出
力に与える影響を抑制し、長期間安定した出力特
性を呈するFET型センサとすることは、ガスセ
ンサ、湿度センサ、イオンセンサ、バイオセンサ
または赤外線センサ等々の各種センサのFET化
における共通課題である。特に、FET型のガス
センサ、湿度センサ、イオンセンサ及びバイオセ
ンサにおいては、感応体との直接的な相互作用が
必要であるためパツケージ等によつてセンサ素子
を覆うことができないだけに、上記問題の解決は
極めて重要である。上記問題の解決策の１つとし
てイオンや水分の拡散係数の小さい窒化シリコン
膜をゲート絶縁膜として使用したりFET素子表
面を窒化シリコン膜で被覆する等の素子構造が開
発されているが、長期間の安定性の点で問題があ
り、必ずしも充分ではない。
相互作用によつて静電容量や電気伝導度或は静電
電位等の電気的変化を生ずる感応体とFET素子
とを組み合せて、検出しようとする物理量を
FET素子のゲート作用変化として把えるいわゆ
るFET型センサは、FET素子の有する高い入力
インピーダンスとその増幅作用を巧みに利用する
ことにより高出力でかつ小形のセンサとなるもの
であり、実用上好ましいセンサである。特に、
FET素子のゲート部の上に感応体を形成した構
造からなるFET型センサは、素子寸法も小さく
設定することができかつ同一基板上に極めて多く
の素子を形成することが可能であるため、実用上
も、コスト面でも好ましい形態である。しかしこ
の場合通常の単体FET素子の場合以上にFET素
子の動作安定性ひいてはFET型センサとしての
出力の安定性や特性の再現性の確保に留意する必
要がある。即ち、目的とするセンサの種類によつ
て、感応体の材料は勿論作製方法も大きく異なる
ために、通常の単体FET素子の形体とは違つた
配慮が必要であり、FET素子の動作特性も感応
体材料及びその作製方法によつて大幅に変化す
る。特に、感応体材料によつては、多量の不純物
やイオン含有していることあるいはFET素子上
に感応体を形成する工程において感応体とゲート
絶縁膜等の界面に不純物やイオンを混入する可能
性が通常の単体FET素子を形成する場合に比べ
て極めて高いことなどが原因となつて、FET素
子の動作特性更にはFET型センサの出力特性が
不安定となり易い。更に、ガスセンサや湿度セン
サ等のいわゆる雰囲気センサをFET型センサと
して構成する場合には、外雰囲気に直接センサ素
子がさらされることから、外雰囲気からの不純物
の混入や拡散によつても、FET特性の変動や劣
化を招く。このように感応体材料中の不純物やイ
オン或は作製工程中もしくは使用中に混入する不
純物やイオンがFET素子の動作特性やセンサ出
力に与える影響を抑制し、長期間安定した出力特
性を呈するFET型センサとすることは、ガスセ
ンサ、湿度センサ、イオンセンサ、バイオセンサ
または赤外線センサ等々の各種センサのFET化
における共通課題である。特に、FET型のガス
センサ、湿度センサ、イオンセンサ及びバイオセ
ンサにおいては、感応体との直接的な相互作用が
必要であるためパツケージ等によつてセンサ素子
を覆うことができないだけに、上記問題の解決は
極めて重要である。上記問題の解決策の１つとし
てイオンや水分の拡散係数の小さい窒化シリコン
膜をゲート絶縁膜として使用したりFET素子表
面を窒化シリコン膜で被覆する等の素子構造が開
発されているが、長期間の安定性の点で問題があ
り、必ずしも充分ではない。
＜発明の目的＞
本発明は、以上のような背景に基づいてなされ
たものであり、感応体や感応体とFET素子との
界面に含有される不純物やイオンあるいは使用中
に素子部から混入する不純物やイオンがFET素
子の動作や出力に与える影響を抑制し、長期間安
定した出力特性が得られるFET型センサを提供
することを目的とするものである。
たものであり、感応体や感応体とFET素子との
界面に含有される不純物やイオンあるいは使用中
に素子部から混入する不純物やイオンがFET素
子の動作や出力に与える影響を抑制し、長期間安
定した出力特性が得られるFET型センサを提供
することを目的とするものである。
＜実施例＞
第１図は本発明の１実施例を示すFET型湿度
センサの構造断面図である。第２図は同センサの
動作原理を説明するための等価回路図である。
センサの構造断面図である。第２図は同センサの
動作原理を説明するための等価回路図である。
本実施例におけるFET素子は、MOS型のｎチ
ヤンネルFETで、ｐ型のシリコン基板１表面付
近に燐を拡散することによつてｎ型のソース２と
ドレイン３を並設して形成している。シリコン基
板１上にはソース２及びドレイン３でスルホール
を有する二酸化シリコン膜５が被覆されている。
ゲート絶縁膜は、ソース２とドレイン３を結ぶシ
リコン基板１上に堆積された二酸化シリコン膜
（SiO2）５と窒化シリコン膜（Si3N4）７との２
重積層膜からなり、窒化シリコン膜７は更にソー
ス２及びドレイン３に片端が接触してシリコン基
板１及び二酸化シリコン膜５上に堆積された電極
用導体膜６の上面をも被覆し、FET素子の保護
膜としての機能も兼ねている。ゲート絶縁膜５，
７上には感湿体９と透湿性のゲート電極膜１０が
積層されるが、ここで感湿体９と窒化シリコン膜
７との界面には導電性膜から成るブロツキング膜
８を挿入した構造となつている。ブロツキング膜
８は感湿体９に対して後述するドリフト解除用の
電圧を印加する補助電極となるものである。本実
施例に於いては感湿体９を熱焼成によつて結晶化
したポリビニルアルコール膜又はアセチルセルロ
ース膜で形成したが有機若しくは無機の固体電解
質または酸化アルミニウム等の金属酸化膜を用い
てもよい。また透湿性ゲート電極膜１０としては
厚さ約100Åの金蒸着膜を、またブロツキング膜
８としては厚さ約2000Åの金又はアルミニウム蒸
着膜を用いた。但し、これらの素子構成材料は必
ずしも上述のものに限定されるものではなく、そ
の他の適当な材料に代替することは当然に可能で
ある。また感湿体９以外にも感ガス体、感イオン
体、その他化学物質や熱・光等に感応するものを
使用できFET素子はMOS型以外のMIS型等を使
用することもできる。
ヤンネルFETで、ｐ型のシリコン基板１表面付
近に燐を拡散することによつてｎ型のソース２と
ドレイン３を並設して形成している。シリコン基
板１上にはソース２及びドレイン３でスルホール
を有する二酸化シリコン膜５が被覆されている。
ゲート絶縁膜は、ソース２とドレイン３を結ぶシ
リコン基板１上に堆積された二酸化シリコン膜
（SiO2）５と窒化シリコン膜（Si3N4）７との２
重積層膜からなり、窒化シリコン膜７は更にソー
ス２及びドレイン３に片端が接触してシリコン基
板１及び二酸化シリコン膜５上に堆積された電極
用導体膜６の上面をも被覆し、FET素子の保護
膜としての機能も兼ねている。ゲート絶縁膜５，
７上には感湿体９と透湿性のゲート電極膜１０が
積層されるが、ここで感湿体９と窒化シリコン膜
７との界面には導電性膜から成るブロツキング膜
８を挿入した構造となつている。ブロツキング膜
８は感湿体９に対して後述するドリフト解除用の
電圧を印加する補助電極となるものである。本実
施例に於いては感湿体９を熱焼成によつて結晶化
したポリビニルアルコール膜又はアセチルセルロ
ース膜で形成したが有機若しくは無機の固体電解
質または酸化アルミニウム等の金属酸化膜を用い
てもよい。また透湿性ゲート電極膜１０としては
厚さ約100Åの金蒸着膜を、またブロツキング膜
８としては厚さ約2000Åの金又はアルミニウム蒸
着膜を用いた。但し、これらの素子構成材料は必
ずしも上述のものに限定されるものではなく、そ
の他の適当な材料に代替することは当然に可能で
ある。また感湿体９以外にも感ガス体、感イオン
体、その他化学物質や熱・光等に感応するものを
使用できFET素子はMOS型以外のMIS型等を使
用することもできる。
次に第２図の等価回路図に従つて上記構成を有
するFET型湿度センサの動作原理と特徴を説明
する。等価回路図に於いて、容量Cs及びCiは
夫々第１図に於ける感湿体９と２層ゲート絶縁膜
５，７の静電容量を示す。又、RLはドレイン電
極６と直列に結合したロード抵抗を示し、RBは
ブロツキング膜８と直列に結合した抵抗を示す。
まず、FET型湿度センサの基本動作に関する説
明を容易にするために、ブロツキング膜８が無く
感湿体９が直接ゲート絶縁膜５，７に接して形成
されている場合、即ち等価回路図に於いて抵抗体
RBがない場合について述べる。
するFET型湿度センサの動作原理と特徴を説明
する。等価回路図に於いて、容量Cs及びCiは
夫々第１図に於ける感湿体９と２層ゲート絶縁膜
５，７の静電容量を示す。又、RLはドレイン電
極６と直列に結合したロード抵抗を示し、RBは
ブロツキング膜８と直列に結合した抵抗を示す。
まず、FET型湿度センサの基本動作に関する説
明を容易にするために、ブロツキング膜８が無く
感湿体９が直接ゲート絶縁膜５，７に接して形成
されている場合、即ち等価回路図に於いて抵抗体
RBがない場合について述べる。
透湿性のゲート電極膜１０に印加する電圧を
VAとし、FET素子の閾値電圧をVthとすると、
ドレイン電流IDは次式によつて与えられる。
VAとし、FET素子の閾値電圧をVthとすると、
ドレイン電流IDは次式によつて与えられる。
ID＝β／２（VA−Vth）2、β＝μoCW／Ｌ…(1)
但し、(1)式に於いてμoはキヤリア移動度、Ｌ及び
Ｗは夫々FETのチヤンネル長及びチヤンネル幅
を示す。また、Ｃはゲート絶縁膜の静電容量Ciと
感湿体９の静電容量Csを直列結合した場合の静
電容量であり、 Ｃ＝CsCi／Cs＋Ci …(2) と書き表わされる。従つて、感湿体９の静電容量
Csが外雰囲気中の湿度に応じて変化することに
よつて、VA一定の条件で、ドレイン電流ID変化
として湿度を検知することができる。
Ｗは夫々FETのチヤンネル長及びチヤンネル幅
を示す。また、Ｃはゲート絶縁膜の静電容量Ciと
感湿体９の静電容量Csを直列結合した場合の静
電容量であり、 Ｃ＝CsCi／Cs＋Ci …(2) と書き表わされる。従つて、感湿体９の静電容量
Csが外雰囲気中の湿度に応じて変化することに
よつて、VA一定の条件で、ドレイン電流ID変化
として湿度を検知することができる。
以上がFET型湿度センサの基本的な動作原理
である。しかしながら、上述の動作に於いては当
然のことながら感湿体９の両面に直流的な電位差
が存在するために、特に感湿体９中になんらかの
不純物イオンが存在している場合には、電界によ
つてこれら不純物イオンの移動、再配列並びに局
存化が生じる。その結果、FET素子のチヤンネ
ル部に素子特性面で顕著な影響を与え、閾値電圧
Vthの変動を引き起し、FET素子の動作特性ひい
ては湿度センサとしての出力信号の経時変化（ド
リフト）の大きな原因となる。感湿体９と透湿性
ゲート電極膜１０との界面及びゲート絶縁膜５，
７との界面に不純物イオンが存在する場合に於い
ても同様な現象が生じる。しかも、先に述べた様
に、外雰囲気からの不純物イオンの混入も避ける
ことが困難であり、従つて上記問題を解決するこ
とはFET型湿度センサに於いては極めて重要な
課題である。
である。しかしながら、上述の動作に於いては当
然のことながら感湿体９の両面に直流的な電位差
が存在するために、特に感湿体９中になんらかの
不純物イオンが存在している場合には、電界によ
つてこれら不純物イオンの移動、再配列並びに局
存化が生じる。その結果、FET素子のチヤンネ
ル部に素子特性面で顕著な影響を与え、閾値電圧
Vthの変動を引き起し、FET素子の動作特性ひい
ては湿度センサとしての出力信号の経時変化（ド
リフト）の大きな原因となる。感湿体９と透湿性
ゲート電極膜１０との界面及びゲート絶縁膜５，
７との界面に不純物イオンが存在する場合に於い
ても同様な現象が生じる。しかも、先に述べた様
に、外雰囲気からの不純物イオンの混入も避ける
ことが困難であり、従つて上記問題を解決するこ
とはFET型湿度センサに於いては極めて重要な
課題である。
上述した問題を基本的に解決し、長期間安定し
たFET型湿度センサを得るために、本実施例の
FET型湿度センサの構造的な特徴は第１図に示
した様に、感湿体９とゲート絶縁膜５，７との間
に導電性ブロツキング膜８を介設したことにあ
る。そして第２図の等価回路図に示すようにブロ
ツキング膜８と感湿体９の表面に被着した透湿性
ゲート電極膜１０とを抵抗RBを介して結合し、
印加電圧VAを直流電圧VA（DC）とこれに重畳す
る周波数の交流電圧VA（AC）とすることによ
つて、FET素子の駆動を行なう。直流の印加電
圧VA（DC）がゲート絶縁膜の耐圧より充分小さ
く、ゲート絶縁膜によるリーク電流がない場合に
は、ブロツキング膜８にかかる実効的なゲート電
圧VGの直流成分VG（DC）はVA（DC）と等しくな
つて感湿体９の両面に直流的な電位差は生じな
い。このために先に述べた不純物イオンの移動、
再配列、局在化等の現象は抑止され更にブロツキ
ング膜８の存在によつてこれら不純物イオンのゲ
ート絶縁膜中への拡散が阻止される。しかしこの
場合、常にVG（DC）はVA（DC）に等しいため、
VA（DC）のみによつては湿度センサとして動作
しないことは勿論である。直流印加電圧VA（DC）
は、FET素子のID−VG特性において最適バイア
ス電圧を与える機能を果す。湿度センサとして、
駆動するため即ち感湿体の静電容量Csの湿度に
よる変化を検知するためには交流の印加電圧VA
（AC）を必要とする。
たFET型湿度センサを得るために、本実施例の
FET型湿度センサの構造的な特徴は第１図に示
した様に、感湿体９とゲート絶縁膜５，７との間
に導電性ブロツキング膜８を介設したことにあ
る。そして第２図の等価回路図に示すようにブロ
ツキング膜８と感湿体９の表面に被着した透湿性
ゲート電極膜１０とを抵抗RBを介して結合し、
印加電圧VAを直流電圧VA（DC）とこれに重畳す
る周波数の交流電圧VA（AC）とすることによ
つて、FET素子の駆動を行なう。直流の印加電
圧VA（DC）がゲート絶縁膜の耐圧より充分小さ
く、ゲート絶縁膜によるリーク電流がない場合に
は、ブロツキング膜８にかかる実効的なゲート電
圧VGの直流成分VG（DC）はVA（DC）と等しくな
つて感湿体９の両面に直流的な電位差は生じな
い。このために先に述べた不純物イオンの移動、
再配列、局在化等の現象は抑止され更にブロツキ
ング膜８の存在によつてこれら不純物イオンのゲ
ート絶縁膜中への拡散が阻止される。しかしこの
場合、常にVG（DC）はVA（DC）に等しいため、
VA（DC）のみによつては湿度センサとして動作
しないことは勿論である。直流印加電圧VA（DC）
は、FET素子のID−VG特性において最適バイア
ス電圧を与える機能を果す。湿度センサとして、
駆動するため即ち感湿体の静電容量Csの湿度に
よる変化を検知するためには交流の印加電圧VA
（AC）を必要とする。
周波数における感湿体のインピーダンス；
（2π（Cs）-1に比べて充分大きな抵抗値を有する
抵抗RBをブロツキング膜８と透湿性ゲート電極
膜１０との間に結合した場合には、RBは無視す
ることができ、VGの交流成分VG（AC）は次式に
よつて与えられる。
（2π（Cs）-1に比べて充分大きな抵抗値を有する
抵抗RBをブロツキング膜８と透湿性ゲート電極
膜１０との間に結合した場合には、RBは無視す
ることができ、VGの交流成分VG（AC）は次式に
よつて与えられる。
VG（AC）＝Cs／Cs＋CiVA（AC） …(3)
即ち、一定の振幅をもつたVA（AC）の印加条件
下に於いて、VG（AC）は、感湿体の静電容量Cs
の値によつて変化するため、湿度センサとしての
出力信号をドレイン電流IDの交流振幅として取り
出すことができる。
下に於いて、VG（AC）は、感湿体の静電容量Cs
の値によつて変化するため、湿度センサとしての
出力信号をドレイン電流IDの交流振幅として取り
出すことができる。
第３図に上記実施例のFET型湿度センサの出
力対相対湿度特性を示す。尚、第３図は感湿体９
として熱焼成したアセチルセルロース膜を用い、
固定抵抗RB及びRLを夫々10MΩ、IKΩとし、VA
（DC）＝5V、VA（AC）＝100m Vrms（10KHz）で
駆動した時の室温での出力対相対湿度特性の実測
例である。
力対相対湿度特性を示す。尚、第３図は感湿体９
として熱焼成したアセチルセルロース膜を用い、
固定抵抗RB及びRLを夫々10MΩ、IKΩとし、VA
（DC）＝5V、VA（AC）＝100m Vrms（10KHz）で
駆動した時の室温での出力対相対湿度特性の実測
例である。
次に、本実施例になるFET型湿度センサの出
力安定性を示す実験例として室内放置した素子の
放置時間と相対湿度60％におけるセンサ出力との
関係を実測し第４図に示す。尚、第４図には比較
のためにブロツキング膜８を用いた場合(A)とブロ
ツキング膜８を用いずに感湿体（アセチルセルロ
ース膜）９を直接ゲート絶縁膜７の上に形成した
場合(B)の夫々について放置時間対出力の関係を示
した。但し、両素子の駆動条件及び測定条件は同
一とし、夫々のセンサ出力は、初期値を規準とし
た。第４図に見られる如く、ブロツキング膜８の
効果は極めて大きく、センサ出力は長期間安定に
保たれることが実証された。又FET素子の特性、
例えばドレイン電流（ID）対ドレイン電圧（VDS）
特性やドレイン電流（ID）対ゲート電圧（VG）特
性についても、経時変化がなく特性の再現性も極
めていることが確認された。一方、ブロツキング
膜８を用いない場合、即ち第４図の(B)の場合には
FET素子のID−VDS特性及びID−VG特性共に大き
な経時変化を生じ、特性の再現性も極めて悪いも
のであつた。しかも、VGのON−OFF或はVGの
極性をいつたん逆に印加するなどの操作を行うこ
とによつてもFETのID−VDS特性或はID−VG特性
は、初期特性と大幅に異なる現象が観測されるこ
とから、感湿体中或は感湿体とゲート絶縁膜界面
に存在する不純物イオンの電界による移動や再分
布（再配列）の効果がFET素子の特性に顕著な
影響を与えているものと解釈される。
力安定性を示す実験例として室内放置した素子の
放置時間と相対湿度60％におけるセンサ出力との
関係を実測し第４図に示す。尚、第４図には比較
のためにブロツキング膜８を用いた場合(A)とブロ
ツキング膜８を用いずに感湿体（アセチルセルロ
ース膜）９を直接ゲート絶縁膜７の上に形成した
場合(B)の夫々について放置時間対出力の関係を示
した。但し、両素子の駆動条件及び測定条件は同
一とし、夫々のセンサ出力は、初期値を規準とし
た。第４図に見られる如く、ブロツキング膜８の
効果は極めて大きく、センサ出力は長期間安定に
保たれることが実証された。又FET素子の特性、
例えばドレイン電流（ID）対ドレイン電圧（VDS）
特性やドレイン電流（ID）対ゲート電圧（VG）特
性についても、経時変化がなく特性の再現性も極
めていることが確認された。一方、ブロツキング
膜８を用いない場合、即ち第４図の(B)の場合には
FET素子のID−VDS特性及びID−VG特性共に大き
な経時変化を生じ、特性の再現性も極めて悪いも
のであつた。しかも、VGのON−OFF或はVGの
極性をいつたん逆に印加するなどの操作を行うこ
とによつてもFETのID−VDS特性或はID−VG特性
は、初期特性と大幅に異なる現象が観測されるこ
とから、感湿体中或は感湿体とゲート絶縁膜界面
に存在する不純物イオンの電界による移動や再分
布（再配列）の効果がFET素子の特性に顕著な
影響を与えているものと解釈される。
＜発明の効果＞
以上実施例にて詳説した如く、本発明は感応体
中或は感応体とFET素子との界面に存在する不
純物やイオン及び使用中に外雰囲気から混入する
不純物やイオンがFET素子並びにFET型センサ
としての出力特性に与える影響を顕著に抑制する
効果を有するため、湿度検知の場合のみならずガ
スやイオンの検知更には有機物検知を対象とする
バイオセンサなどの各種のFET型センサの動作
特性及び出力特性の長期安定性並びに特性再現性
に多大な効果をもたらすものである。
中或は感応体とFET素子との界面に存在する不
純物やイオン及び使用中に外雰囲気から混入する
不純物やイオンがFET素子並びにFET型センサ
としての出力特性に与える影響を顕著に抑制する
効果を有するため、湿度検知の場合のみならずガ
スやイオンの検知更には有機物検知を対象とする
バイオセンサなどの各種のFET型センサの動作
特性及び出力特性の長期安定性並びに特性再現性
に多大な効果をもたらすものである。
第１図及び第２図は夫々本発明の実施例を示す
FET型湿度センサの構造断面図と等価回路図で
ある。 第３図は第１図に示す湿度センサの出力対相対
湿度特性図、第４図は出力の経時変化を示す特性
図である。図中の曲線Ａは第１図のFET型湿度
センサについての実測値を示し、曲線Ｂは比較の
ために、ブロツキング膜を用いない場合のFET
型湿度センサの実測値を示す。 １…シリコン基板、２…ソース、３…ドレイ
ン、５…二酸化シリコン膜、７…窒化シリコン
膜、８…ブロツキング膜、９…感湿体、１０…ゲ
ート電極膜。
FET型湿度センサの構造断面図と等価回路図で
ある。 第３図は第１図に示す湿度センサの出力対相対
湿度特性図、第４図は出力の経時変化を示す特性
図である。図中の曲線Ａは第１図のFET型湿度
センサについての実測値を示し、曲線Ｂは比較の
ために、ブロツキング膜を用いない場合のFET
型湿度センサの実測値を示す。 １…シリコン基板、２…ソース、３…ドレイ
ン、５…二酸化シリコン膜、７…窒化シリコン
膜、８…ブロツキング膜、９…感湿体、１０…ゲ
ート電極膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検知体との物理的或は化学的相互作用によ
つて電気的変化を生ずる感応体と電界効果型トラ
ンジスタ（FET）素子とを一体的に結合させて
なるFET型センサにおいて、 上記FET素子のゲート絶縁膜と感応体の界面
に、前記感応体のドリフト解除用電圧を印加する
補助電極を介設すると共に、該感応体の他方の面
にゲート電極を配設し、 上記感応体を水蒸気或は水分の吸脱着によつて
静電容量または電気伝導度が変化する感湿体で構
成してなることを特徴とするFET型センサ。 ２ 前記感湿体としてセルロース系膜、ビニール
系膜、有機もしくは無機の固体電解質膜または金
属酸化膜を用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のFET型センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59023598A JPS60168043A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | Ｆｅｔ型センサ |
| US06/697,640 US4698657A (en) | 1984-02-10 | 1985-02-04 | FET type sensor and a method for driving the same |
| GB08503061A GB2156150B (en) | 1984-02-10 | 1985-02-07 | Fet with an auxiliary electrode at a sensitive layer |
| DE19853504401 DE3504401A1 (de) | 1984-02-10 | 1985-02-08 | Feldeffekttransistortyp-sensor und verfahren zu dessen betrieb |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59023598A JPS60168043A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | Ｆｅｔ型センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60168043A JPS60168043A (ja) | 1985-08-31 |
| JPH0415902B2 true JPH0415902B2 (ja) | 1992-03-19 |
Family
ID=12115033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59023598A Granted JPS60168043A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | Ｆｅｔ型センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60168043A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004019604A1 (de) * | 2004-04-22 | 2005-11-17 | Siemens Ag | Verfahren zur Minimierung von Querempfindlichkeiten bei FET-basierten Gassensoren |
| US9103773B2 (en) * | 2010-05-06 | 2015-08-11 | Seoul National University R&D Foundation | Capacitive element sensor and method for manufacturing same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54141699A (en) * | 1978-04-26 | 1979-11-05 | Olympus Optical Co Ltd | Chemically responding element |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP59023598A patent/JPS60168043A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54141699A (en) * | 1978-04-26 | 1979-11-05 | Olympus Optical Co Ltd | Chemically responding element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60168043A (ja) | 1985-08-31 |
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