அயன் சென்சிடிவ் புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர் - ISFET செயல்படும் கொள்கை

தி அயன் உணர்திறன் புலம் விளைவு டிரான்சிஸ்டர்கள் சிப் அமைப்புகளில் மைக்ரோ எலக்ட்ரோ கெமிக்கல் ஆய்வகத்தில் நாவல் ஒருங்கிணைந்த சாதனங்கள். இவை வேதியியல் ரீதியாக உணர்திறன் வாய்ந்த புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர்களின் பொதுவான வகை, மற்றும் கட்டமைப்பு பொதுவானது மெட்டல் ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி புலம் விளைவு டிரான்சிஸ்டர் . உணர்திறன் பகுதி ஒரு டிரான்சிஸ்டர் வாயிலைக் குறிக்கிறது மற்றும் அயனி செறிவிலிருந்து மின்னழுத்தத்திற்கு கடத்தும் வழிமுறைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது. ISFET ஐப் பொறுத்தவரையில், மெட்டல் ஆக்சைடு மற்றும் உலோக வாயில்கள் பொதுவானவை MOSFET ஆனது எளிய தீர்வால் மாற்றப்படுகின்றன, அவை குறிப்பு மின்முனைகளுடன் ஆழமானவை மற்றும் குறிப்பிட்ட பகுப்பாய்வைக் கண்டறிவதற்கான இன்சுலேடிங் அடுக்குகள். ISFET சென்சார் என்றால் இன்சுலேடிங் லேயர்களின் தன்மை செயல்பாடு மற்றும் உணர்திறன் என வரையறுக்கப்படுகிறது.

ISFET என்றால் என்ன?

ISFET இன் சுருக்கமானது அயன் சென்சிடிவ் ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர் ஆகும். இது ஒரு புலம் விளைவு டிரான்சிஸ்டர் , அயன் கரைசல்களின் செறிவை அளவிட பயன்படுகிறது. H + போன்ற அயனி செறிவு pH ஆக மாற்றப்படுகிறது, இதன் விளைவாக டிரான்சிஸ்டர் மூலம் மின்னோட்டத்தில் மாற்றம் ஏற்படுகிறது. இங்கே கேட் எலக்ட்ரோடு தீர்வு மற்றும் ஆக்சைடு மேற்பரப்புக்கும் அடி மூலக்கூறுக்கும் இடையிலான மின்னழுத்தம் அயன் உறை காரணமாக உள்ளது.

ISFET

ISFET இன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை

ஒரு ISFET pH மின்முனையின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை சாதாரண புல விளைவு டிரான்சிஸ்டரின் மாற்றமாகும், அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன பல பெருக்கி சுற்றுகள் . ISFET இல் பொதுவாக உள்ளீடு உலோக வாயில்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவை அயன்-உணர்திறன் சவ்வு மூலம் மாற்றப்படுகின்றன. எனவே ISFET ஒரு சாதனத்தில் உணர்திறன் மேற்பரப்பில் சேகரிக்கிறது மற்றும் ஒரு பெருக்கி அதிக மின்னோட்ட, குறைந்த மின்மறுப்பு வெளியீட்டைக் கொடுக்கிறது மற்றும் இது தேவையற்ற கவசம் இல்லாமல் கேபிள்களை இணைக்க அனுமதிக்கிறது. பின்வரும் வரைபடம் ISFET pH மின்முனையின் விளக்கத்தைக் காட்டுகிறது.

ISFET இன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை

பாரம்பரிய கண்ணாடி மின்முனையிலிருந்து pH ஐ அளவிட வெவ்வேறு இயந்திரங்கள் உள்ளன. அளவீட்டு கொள்கை இரண்டு குறைக்கடத்திகளுக்கு இடையில் பாயும் மின்னோட்டத்தின் கட்டுப்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது, அவை வடிகால் மற்றும் மூலமாகும். இந்த இரண்டு குறைக்கடத்திகள் மூன்றாவது மின்முனையுடன் ஒன்றாக வைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அது ஒரு வாயில் முனையத்தைப் போன்றது. அளவிட வேண்டிய தீர்வுக்கு கேட் முனையம் நேரடியாக தொடர்பு கொள்ளப்படுகிறது.

ISFET இன் கட்டுமானம்

ISFET க்கான ஃபேப்ரிகேஷன் படிகள்

• பின்வரும் படிப்படியான செயல்முறை ISFET இன் புனையலைக் காட்டுகிறது
• CMOS தொழில்நுட்பத்தின் உதவியுடன் மற்றும் எந்த பிந்தைய செயலாக்க நடவடிக்கைகளும் இல்லாமல் ISFET புனையப்பட்டுள்ளது
• அனைத்து புனையல்களும் மைக்ரோ ஃபேப்ரிகேஷன் லேபில் உள்ள வீட்டிலேயே செய்யப்படுகின்றன
• பொருள் 4 இன்ச் பி-வகை சிலிக்கான் செதிலாக இருக்க வேண்டும்
• ISFET இல், வாயில் முனையம் SiO2, Si3N4, COMS கணக்கிடக்கூடிய இரண்டு பொருட்களுடன் தயாரிக்கப்படுகிறது.
• ஆறு மறைத்தல் படிகள் உள்ளன, அவை n- கிணறு, n மற்றும் p மூல வடிகால்கள், வாயில், தொடர்பு மற்றும் பொருள் ஆகியவற்றின் உருவாக்கம் ஆகும்.
• Si3N4 மற்றும் SiO2 இன் வடிவமைப்பு பஃபர் ஆக்சைடு எட்ச் தீர்வுகள் மூலம்

பின்வரும் புனைகதை படிகள் நிலையான MOSFET செயல்முறையையும் சிலிக்கான் நைட்ரைடை அயனி உணர்திறன் படமாக வைக்கும் நேரம் வரை காட்டுகின்றன. சிலிக்கான் நைட்ரைட்டின் படிவு செயல்திறன் பிளாஸ்மா மேம்படுத்தப்பட்ட ரசாயன நீராவி படிவு முறையின் உதவியுடன் உள்ளது. படத்தின் தடிமன் எலிப்சோமீட்டருடன் அளவிடப்படுகிறது. நைட்ரைடு படிவுக்குப் பிறகு, தொடர்பு முகமூடியைப் பயன்படுத்தி செயல்முறை படிவத்தைத் தொடர்கிறது.

ஈரமான இரசாயன எட்ச் பி.எச்.எஃப் பொறித்தல் மற்றும் அடிப்படை நைட்ரைடு மற்றும் ஆக்சைடு படங்களுக்கு மூல மற்றும் வடிகால் பகுதியிலிருந்து பயன்படுத்தப்படுகிறது. BHF இன் வழக்கம் சிலிக்கான் நைட்ரைடுக்கான கூடுதல் பொறிப்பு படியை அழிக்க உதவுகிறது. கடைசி மற்றும் இறுதி கட்டம் ISFET புனைகதைகளில் உலோகமயமாக்கல் ஆகும். கேட் பகுதிக்கு அருகில் அயன் சென்சிடிவ் ஃபீல்ட்-எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டருக்கு உலோக அடுக்கு இல்லை, மூலப்பொருள் மற்றும் வடிகால் தொடர்புகளில் உலோகமயமாக்கல் வழங்கப்படுகிறது. அயன் சென்சிடிவ் ஃபீல்ட்-எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர் புனைகதைகளின் எளிய மற்றும் முக்கிய படிகள் பின்வரும் வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன.

ISFET pH சென்சார்

இவை சென்சார்கள் வகைகள் pH அளவீட்டுக்கான தேர்வு மற்றும் உயர் மட்ட செயல்திறனுக்கு இது தேவைப்படுகிறது. சென்சாரின் அளவு மிகவும் சிறியது மற்றும் மருத்துவ பயன்பாடுகளின் ஆய்வுக்கு சென்சார்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ISFET pH சென்சார் FDA மற்றும் CE இல் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது மருத்துவ சாதனங்களை அங்கீகரிக்கிறது, மேலும் அவை உணவு பயன்பாடுகளுக்கும் சிறந்தவை, ஏனென்றால் கண்ணாடி இலவசமாகவும், சிறிய சுயவிவரத்தின் உதவியுடன் ஆய்வுகளில் பொருத்தப்பட்டிருப்பதால் உற்பத்தி செய்யக்கூடிய சேதத்தை குறைக்கிறது. ISFET pH சென்சார் பல சூழல்களில் பொருந்தும், மற்றும் ஈரமான மற்றும் வறண்ட நிலைமைகளுக்கு மாறுபடும் தொழில்துறை சூழ்நிலைகள் மற்றும் அழுத்தம் போன்ற சில உடல் நிலைகளிலும் வழக்கமான கண்ணாடி pH மின்முனைகள் பொருத்தமாக இருக்கும்.

ISFET pH சென்சார்

ISFET pH இன் பண்புகள்

PH ISFET இன் பொதுவான பண்புகள் பின்வருமாறு

• ISFET இன் வேதியியல் உணர்திறன் எலக்ட்ரோலைட்டின் பண்புகளால் முற்றிலும் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது
• Al2O3, Si3N4, Ta2O5 போன்ற pH சென்சாருக்கான பல்வேறு வகையான கரிம பொருட்கள் SiO2 ஐ விட சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அதிக உணர்திறன், குறைந்த சறுக்கல்.

ISFET இன் நன்மைகள்

• பதில் மிக வேகமாக உள்ளது
• இது அளவீட்டு மின்னணுவியலுடன் ஒரு எளிய ஒருங்கிணைப்பு ஆகும்
• ஆய்வு உயிரியலின் பரிமாணத்தைக் குறைக்கவும்.

ISFET இன் பயன்பாடுகள்

ISFET இன் முக்கிய நன்மை என்னவென்றால், இது MOSFET மற்றும் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளின் நிலையான டிரான்சிஸ்டர்களுடன் ஒருங்கிணைக்க முடியும்.

ISFET இன் தீமைகள்

• பெரிய சறுக்கலுக்கு சில்லு விளிம்புகளின் நெகிழ்வான இணைத்தல் மற்றும் பிணைப்பு தடங்கள் தேவை
• இந்த சாதனத்தின் டிரான்சிஸ்டரின் பெருக்க பண்புகள் மிகவும் அழகாக இருந்தாலும். ரசாயனங்களை உணர, சுற்றுச்சூழல் விஷம் மற்றும் அடுத்தடுத்த டிரான்சிஸ்டர் முறிவுக்கு இன்சுலேடிங் மென்படலத்தின் பொறுப்பு ISFE வர்த்தக சந்தைகளில் பிரபலமடைவதைத் தடைசெய்தது.

இந்த கட்டுரை ISFET இன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை மற்றும் படிப்படியான செயல்முறை மூலம் அதன் புனைகதை பற்றி விவரிக்கிறது. கட்டுரையில் கொடுக்கப்பட்ட தகவல்கள் அயன் சென்சிடிவ் ஃபீல்ட்-எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டரின் அடிப்படைகளை வழங்கியுள்ளன, மேலும் இந்த கட்டுரை குறித்து அல்லது ஏதேனும் இருந்தால் CMOS மற்றும் NMOS புனைகதைகள் தயவுசெய்து கீழே உள்ள பகுதியில் கருத்து தெரிவிக்கவும். உங்களுக்கான கேள்வி இங்கே, ISFET இன் செயல்பாடு என்ன?

புகைப்பட வரவு:

• ISFET ausmt
• ISFET இன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை அவள்
• ISFET இன் கட்டுமானம் all-about-ph
• ISFET pH சென்சார் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக்ஸ்