一种化学场效应晶体管气敏传感器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种化学场效应晶体管气敏传感器及其制造方法，所述气敏传感器具有至少一个场效应晶体管，其包括：半导体衬底；形成在半导体衬底上的源区、漏区；形成在源区与漏区之间的衬底表面上的沟道区；形成在沟道区上的绝缘层；以及形成在绝缘层上的敏感层，其作为栅极。以及将相同和/或不同栅区氧化层面积、形状、沟道宽长比和/或栅氧化层厚度的多个场效应晶体管组成传感器阵列。与普通MOSFET化学场效应管相比，本发明专利技术中的化学场效应管将金属或多晶硅栅极去掉，通过器件的开关状态变化分辨气体种类并测量气体浓度，具有灵敏度高、制造成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
201510531987

【技术保护点】
一种化学场效应晶体管气敏传感器，具有至少一个场效应晶体管，其包括：半导体衬底；形成在半导体衬底上的源区、漏区；形成在源区与漏区之间的衬底表面上的沟道区；形成在沟道区上的绝缘层；以及形成在绝缘层上的敏感层，其作为栅极。

【技术特征摘要】
1.一种化学场效应晶体管气敏传感器，具有至少一个场效应晶体管，
其包括：
半导体衬底；
形成在半导体衬底上的源区、漏区；
形成在源区与漏区之间的衬底表面上的沟道区；
形成在沟道区上的绝缘层；以及
形成在绝缘层上的敏感层，其作为栅极。
2.根据权利要求1所述的化学场效应晶体管气敏传感器，其特征在于：
沟道的掺杂使开启电压调整到任意需要的负电压、零电压或者正电压。
3.根据权利要求1所述的化学场效应晶体管气敏传感器，其特征在于：
绝缘层为自下至上二氧化硅层/氮化硅层双层结构，或者为二氧化硅层单层
结构。
4.根据权利要求1所述的化学场效应晶体管气敏传感器，其特征在于：
敏感层在绝缘层上，通过敏感层功函数变化影响场效应管阈值电压变化。
5.根据权利要求1所述的化学场效应晶体管气敏传感器，其特征在于：
场效应晶体管根据阈值电压变化及一定源漏电压下的源漏电流变化实现对
待测气体种类以及浓度的检测。
6.根据权利要求1所述的化学场效应晶体管气敏传感器，其特征在于：
将相同和/或不同栅区面积、形状、沟道宽长比和/或栅区之下的绝缘层厚度的
多个场效应晶体管组成传感器阵列。
7.根据权利要求6所述的化学场效应晶体管气敏传感器，其特征在于：
气体富集器单元制作于基板之上，基板可以是绝缘材料如玻璃、陶瓷，也
可以是导体材料如金属，气体富集器单元由导气槽、导气孔组成，封装时

\t导气孔与传感器阵列的栅膜区相连形成气室，传感器阵列烧结或者粘结在
基板上。
8.根据权利要求7所述的化学场效应晶体管气敏传感器，其特征在于：
气体富集器单元具有多个导气孔和导气槽；多个导气孔呈阵列排布，导气
孔的外部与导气槽相连；导气孔的每个角各通过一根导气槽与相邻导气孔
相连。
9.根据权利要求6所述的化学场效应晶体管气敏传感器，其特征在于：
传感器阵列中，漏区与源区分别呈矩阵排列，每四个相邻漏区连线构成的
矩形的中心位置设置一个源区，每四个相邻源区连线构成的矩形的中心位
置设置一个漏区；每一列或行的源区分别通过金属引线电性连接构成源极
列或行；每一列或行的漏区也分别通过金属引线电性连接构成漏极列或行；
以及在相邻的源极列或行与漏极列或行之间沟道区上形成栅膜区。
10.根据权利要求6所述的化学场效应晶体管气敏传感器，其特征在
于：对传感器阵列输出敏感信息的识别通过算法实现，算法包括但不限于
两层以上的自学习神经网络自学习算法和模拟退火算法。
11.一种化学场效应晶体管气敏传感器的制造方法，包括以下步骤：
(1)在半导体衬底上生长场氧化层；
(2)光刻隔离环；
(3)磷扩散形...

【专利技术属性】
技术研发人员：索武生，
申请(专利权)人：索武生，
类型：发明
国别省市：重庆;85