发明名称 具有非晶形矽氢感测膜之ISFET的迟滞与时漂量的量测方法及其装置
摘要 本发明系揭露了一种具有非晶形矽氢感测膜之ISFET的迟滞与时漂量的量测方法及其装置,系利用一电压-时间记录器分别量测并计算出元件之迟滞与时漂量,并针对实验结果建立出一套属于具有非晶形矽氢感测膜之ISFET之迟滞与时漂的模型及量测装置,以便于对一般实验之输出做反向补偿,因此可得到更接近准确值之量测结果。
申请公布号 TW468233 申请公布日期 2001.12.11
申请号 TW089119028 申请日期 2000.09.16
申请人 国立云林科技大学 发明人 周荣泉;蔡轩名
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种具有非晶形矽氢感测膜之ISFET的迟滞量的量测方法,包括下列步骤:(al)利用一恒压恒流电路固定该具有非晶形矽氢感测膜之ISFET之汲/源电流与汲/源电压;(a2)让该非晶形矽氢感测膜与一缓冲溶液接触;(a3)以一电压一时间记录器记录该具有非晶形矽氢感测膜之ISFET的闸/源极输出电压;以及(a4)改变该缓冲溶液之pH値,分别重复步骤(a2)~(a3),以量出该具有非晶形矽氢感测膜之ISFET之迟滞量。2.一种具有非晶形矽氢感测膜之ISFET的时漂量的量测方法,包括下列步骤:(b1)利用一恒压恒流电路固定该具有非晶形矽氢感测膜之ISFET之汲/源电流与汲/源电压;(b2)让该非晶形矽氢感测膜与一缓冲溶液接触;以及(b3)在一段时间之内,以一电压一时间记录器记录该具有非晶形矽氢感测膜之ISFET的闸/源极输出电压,以量测得该具有非晶形矽氢感测膜之时漂量。3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中,更包括改变该缓冲液之pH値,以求出在各pH値下之具有非晶形矽氢感测膜之时漂量。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中,该迟滞量系为同一pH値下,最初与最末量测点之闸/源极输出电压之变化量。5.如申请专利范围第3项所述之方法,其中,该时漂量系为单位时间内闸/源极输出压之改变量。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中,该汲源电流系固定在50A,且该汲源电压系固定在0.2V。7.如申请专利范围第2项所述之方法,其中,该汲源电流系固定在50A,且该汲源电压系固定在0.2V。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中,在步骤(a2)之前更包括将该具有非晶形矽氢感测膜之ISFET放于一基准溶液中以保持稳定。9.如申请专利范围第2项所述之方法,其中,在步骤(b2)之前更包括将具有非晶形矽氢感测膜之ISFET放于一基准溶液中以保持稳定。10.如申请专利范围第8项所述之方法,其中,该缓冲溶液之pH値改变顺序系为pH4→pH1→pH4→pH7→pH4。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,该缓冲溶液之各pH値系待续固定4分钟。12.如申请专利范围第9项所述之方法,其中,量测该具有非晶形矽氢感测膜之ISFET的闸/源极输出电压的时间维持12小时以上。13.一种量测具有非晶形氢感测膜之ISFET的迟滞与时漂量的装置,包括:一ISFET,形成于一半导体基板中,且于该半导体基板内系形成有一对互为相隔之源极与汲极,以及一以非晶形矽氢形成之感测膜,系绝缘的设置于该半导体基板之表面;一缓冲溶液,用以与该非晶形矽氢感测膜接触;一光隔绝容器,用以隔绝光线并盛载所需之设备;一加热器,用以对该缓冲溶液进行加热;一恒压恒流电路,连接于该ISFET之该源极与该汲极;一电流/电压量测装置,连接于该恒压恒流电路;以及一电压一时间记录器,连接于该恒压恒流电路。14.如申请专利范围第13项所述之装置,其中,更包括一参考电极,其中一端与该缓冲溶液接触,另一端则与该恒压恒流电路相连。15.如申请专利范围第14项所述之装置,其中,更包括一温度计,其一端与该缓冲溶液接触,另一端则与该温度控制器相连。16.如申请专利范围第15项所述之装置,其中,该温度控制器系将缓冲液之温度控制在25℃。17.如申请专利范围第16项所述之装置,其中,该恒压恒流电路系为一负回授电路。18.如申请专利范围第17项所述之装置,其中,该电流/电压量测装置系为一数位式三用电表。19.如申请专利范围第18项所述之装置,其中,该ISFET之非晶形矽氢盛测膜,系透过一氧化矽层而绝缘的设置于该半导体基板之表面。20.如申请专利范围第19项所述之装置,其中,该恒压恒流电路系经由一金属铝接触层及金属接线而与该ISFET之源/汲极相连。图式简单说明:第一图系显示依据本发明实施例之系统架构图;第二图系显示于本实施例中所使用之恒压恒流电路图;第三图系显示于本实施例中所使用之具有非晶形矽氢盛测膜之ISFET元件结构剖面图;第四图系显示于本实施例中利用具有非晶形矽氢感测膜之ISFET元件在迟滞量测时之pH値与时间的关系;第五图系显示于本实施中所量得之具有非晶形矽氢感测膜之ISFET元件以pH=4为起始量测点的迟滞曲线图形;第六图系显示于本实施例中所测量之闸/源输出电压与量测时间在pH=6与pH=7的关系曲线;以及第七图系显示于本实施例中利用具有非晶形矽氢感测膜之ISFET元件在不同pH値下(pH=2.4.6.7)所测得的时漂値曲线。
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