Тхе јонски осетљиви транзистори са ефектом поља су нови интегрисани уређаји у микро електрохемијској лабораторији на системима чипова. То су уобичајени тип хемијски осетљивих транзистора са ефектом поља, а структура је иста као и општа метални оксидни полупроводнички транзистор са ефектом поља . Осетљиво подручје представља транзисторску капију и укључује средства за трансдукцију од концентрације јона до напона. У случају ИСФЕТ-а, метални оксид и металне капије су општег МОСФЕТ-а замењени су једноставним решењем са референтним електродама дубоко у растворима, а изолациони слојеви су за откривање одређеног аналита. Природа изолационих слојева дефинише се као функционалност и осетљивост ИСФЕТ сензора.
Шта је ИСФЕТ?
Скраћеница ИСФЕТ-а је Ион Сенситиве Фиелд Еффецт Трансистор. То је транзистор са пољским ефектом , који се користи за мерење концентрације јонских раствора. Концентрација јона попут Х + се мења са пХ, што доводи до промене струје кроз транзистор. Овде је електрода капије решење, а напон између површине оксида и подлоге је последица јонског омотача.
ИСФЕТ
Принцип рада ИСФЕТ-а
Принцип рада ИСФЕТ пХ електроде је промена транзистора са ефектом нормалног поља и они се користе у многи кругови појачала . У ИСФЕТ-у се улаз обично користи као металне капије, које су замењене мембраном осетљивом на јоне. Стога ИСФЕТ окупља у једном уређају сензорску површину, а једно појачало даје високу струју, малу импедансу и омогућава употребу повезујућих каблова без непотребног оклопа. Следећи дијаграм приказује илустрацију ИСФЕТ пХ електроде.
Принцип рада ИСФЕТ-а
Постоје различите машине за мерење пХ вредности од традиционалних стаклених електрода. Принцип мерења заснован је на контроли струје која тече између два полупроводника, они су одвод и извор. Ова два полупроводника су постављена заједно на трећу електроду и она се понаша попут терминала. Стезаљка капије је директно у контакту са раствором који се мери.
Изградња ИСФЕТ-а
Кораци израде за ИСФЕТ
- Следећи корак по корак поступак приказује израду ИСФЕТ-а
- ИСФЕТ се производи уз помоћ ЦМОС технологије и без икаквих корака накнадне обраде
- Сва израда се врши у кући у лабораторији за микро израдбу
- Материјал треба да буде 4-инчна силиконска плочица п-типа
- У ИСФЕТ-у терминал за врата је припремљен од материјала СиО2, Си3Н4, оба ЦОМС прорачуната материјала.
- Постоји шест корака маскирања који су стварање одвода из н-бунара, н и п извора, врата, контакта и материјала.
- Дизајн Си3Н4 и СиО2 се врши помоћу раствора за нагризање пуферским оксидом
Следећи кораци израде показују стандардни МОСФЕТ поступак и до времена таложења силицијум нитрида као филма осетљивог на јоне. Извођење наношења силицијум нитрида врши се помоћу плазме побољшане методе хемијског наношења пара. Дебљина филма мери се елипсометром. Након таложења нитрида, наставља се контактни облик помоћу контактне маске.
Влажно хемијско нагризање БХФ се користи за нагризање и подлоге нитридних и оксидних филмова из извора и одвода. Обичај БХФ помаже у искорењивању додатног корака нагризања силицијум нитрида. Последњи и последњи корак је метализација у ИСФЕТ измишљотинама. Близу врата, јонски осетљиви транзистор на ефекат поља нема метални слој, метализација је обезбеђена на извору и одводним контактима. Једноставни и главни кораци израде транзистора на пољски ефекат осетљивих на јоне приказани су на следећем дијаграму.
ИСФЕТ пХ сензор
Ове врсте сензора су избор за мерење пХ и потребан је за перформансе вишег нивоа. Величина сензора је врло мала и сензори се користе за проучавање медицинских примена. ИСФЕТ пХ сензор се користи у ФДА и ЦЕ који одобравају медицинске уређаје, а такође су и најбољи за прехрамбену употребу, јер се стакло не уграђује у сонде уз помоћ малог профила који минимализују штету која се може произвести. ИСФЕТ пХ сензор је применљив у многим срединама, а индустријске ситуације које се разликују за влажне и суве услове, а такође иу неким физичким условима попут притиска чине конвенционалне стаклене пХ електроде одговарајућим.
ИСФЕТ пХ сензор
Карактеристике пХ вредности ИСФЕТ
Опште карактеристике пХ ИСФЕТ-а су следеће
- Хемијска осетљивост ИСФЕТ-а у потпуности се контролише својствима електролита
- Постоје различите врсте органских материјала за пХ сензоре попут Ал2О3, Си3Н4, Та2О5 који имају боља својства од СиО2 и са већом осетљивошћу, малим заношењем.
Предности ИСФЕТ-а
- Одговор је врло брз
- То је једноставна интеграција са мерном електроником
- Смањите димензију биологије сонде.
Примене ИСФЕТ-а
Главна предност ИСФЕТ-а је што се може интегрисати са МОСФЕТ-ом и стандардним транзисторима интегрисаних кола.
Мане ИСФЕТ-а
- Велики нанос захтева нефлексибилно затварање ивица ивера и везне каблове
- Иако су својства појачања транзистора овог уређаја врло лепа. За осетљивост хемикалија, одговорност изолационе мембране за еколошко тровање и накнадни квар транзистора забранио је ИСФЕ-у да стекне популарност на комерцијалним тржиштима.
Овај чланак описује принцип рада ИСФЕТ-а и поступак његове фазне израде. Дате информације у чланку дају основе транзистора са осетљивим на јоне поља и ако их имате у вези са овим чланком или ЦМОС и НМОС измишљотине молимо вас да коментаришете у одељку испод. Ево питања за вас, која је функција ИСФЕТ-а?
Фото кредити:
- ИСФЕТ аусмт
- Принцип рада ИСФЕТ-а она
- Изградња ИСФЕТ-а све-о-пх
- ИСФЕТ пХ сензор микрофлуидици
