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1.一种酸硷度感测器之制备方法,该酸硷度感测器 系一延伸式闸极离子感测场效电晶体结构,该方法 包括以下步骤: 提供一延伸式闸极离子感测场效电晶体,其具有一 延伸闸极区域; 以射频溅镀法于该延伸闸极区域上形成一氮化钛 层,以得到一酸硷度感测器; 其中该射频溅镀法系于流量为60至90 SCCM之1:2至1:5 比例之氩气与氮气之混合气体存在下,于溅镀压力 为0.01至0.04托耳下,以射频功率85至120瓦特(W),将钛 靶材溅镀,而形成该氮化钛层于该延伸闸极区域上 。 2.如申请专利范围第1项所述之酸硷度感测器之制 备方法,其中该氩气与氮气之比例为1:5。 3.如申请专利范围第1项所述之酸硷度感测器之制 备方法,其中该氩气与氮气之混合气体的流量为60 SCCM。 4.如申请专利范围第1项所述之酸硷度感测器之制 备方法,其中该溅镀压力为0.02托耳。 5.如申请专利范围第1项所述之酸硷度感测器之制 备方法,其中该射频功率为100瓦特。 6.一种酸硷度感测器,其系一延伸式闸极场效电晶 体结构,包括: 一金氧半场效电晶体; 一延伸式闸极感测元件,其包括一半导体基底,以 及一氮化钛感测薄膜位于该半导体基底上; 一导线,连接该金氧半场效电晶体与该延伸式闸极 感测元件;以及 一密封层,覆盖该导线,并露出该氮化钛感测薄膜 。 7.如申请专利范围第6项所述之酸硷度感测器,其中 该金氧半场效电晶体系N型通道金氧半场效电晶体 。 8.如申请专利范围第6项所述之酸硷度感测器,其中 该延伸式闸极感测元件之半导体基底之晶向为(100 )。 9.如申请专利范围第6项所述之酸硷度感测器,其中 该延伸式闸极感测元件之半导体基底的电阻系数 为8至12cm。 10.如申请专利范围第6项所述之酸硷度感测器,其 中该延伸式闸极感测元件之半导体基底的大小为0 .50.5cm2。 11.如申请专利范围第6项所述之酸硷度感测器,其 中该导线系铝金属。 12.如申请专利范围第6项所述之酸硷度感测器,其 中该密封层系环氧树脂。 13.一种测量一溶液中酸硷度之系统,其包括: 一如申请专利范围第6项之酸硷度感测器; 一参考电极以提供稳定电位; 一半导体特性量测仪,其分别与该酸硷度感测器及 该参考电极连接; 一温度控制器以控制感测元件之温度,其具有一温 度控制中枢、一热耦合器、及一加热器,其中该热 耦合器与该加热器分别与该控制中枢连接;以及 一光隔绝容器以避免感测元件受到光敏效应影响; 其中测量一溶液中之酸硷度时,将该溶液置于该光 隔绝容器中,将酸硷度感测器、参考电极及热耦合 器浸入该溶液中,且在热耦合器测得溶液温度变化 时由温度控制中枢控制加热器调节该溶液之温度, 酸硷度感测器与参考电极之感测値可传送至该半 导体特性量测仪,由此读出该感测元件之电流-电 压(I-V)値以得到该溶液中之酸硷度。 14.如申请专利范围第13项所述之测量一溶液中酸 硷度之系统,其中该半导体特性量测仪为Keithley 236 。 15.如申请专利范围第13项所述之测量一溶液中酸 硷度之系统,其中该温度控制器系控制于室温25℃ 。 16.如申请专利范围第13项所述之测量一溶液中酸 硷度之系统,其中该参考电极系银/氯化银(Ag/AgCl) 参考电极。 17.如申请专利范围第13项所述之测量一溶液中酸 硷度之系统,其中该光隔绝容器系一暗箱。 18.一种酸硷度感测器之感测度(sensitivity)的量测方 法,其系采用如申请专利范围第13项之系统,且其步 骤包括: (a)将该酸硷度感测器之氮化钛感测薄膜与一酸硷 溶液接触; (b)在一固定温度下,改变该酸硷溶液之酸硷値,并 以该半导体特性量测仪测量,记录该酸硷度感测器 之源/汲极电流对闸极电压的曲线;以及 (c)利用该源/汲极电流对闸极电压之曲线,取一固 定电流以求出在该固定温度下该酸硷度感测器之 感测度。 19.如申请专利范围第18项所述之酸硷度感测器之 感测度的量测方法,其中该酸硷溶液之酸硷値系由 pH 1至pH 13。 20.如申请专利范围第18项所述之酸硷度感测器之 感测度的量测方法,其中该半导体特性量测仪对于 该酸硷度感测器之延伸式闸极供应电压系由0伏特 (V)至6伏特(V)。 21.如申请专利范围第18项所述之酸硷度感测器之 感测度的量测方法,其中该半导体特性量测仪对于 该酸硷度感测器之金氧半场效电晶体源/汲端电压 固定为0.2伏特(V)。 22.如申请专利范围第18项所述之酸硷度感测器之 感测度的量测方法,其中该温度控制器控制于室温 25℃。 23.如申请专利范围第18项所述之酸硷度感测器之 感测度的量测方法,其中该参考电极系银/氯化银( Ag/AgCl)参考电极。 图式简单说明: 第1图系显示传统离子感测场效电晶体结构之截面 图。 第2图系显示本发明所采用之氮化钛延伸式闸极离 子感测场效电晶体截面图。 第3图系依据本发明一较佳实施例之电流-电压测 量系统之架构图。 第4图系显示依据本发明一较佳实施例之具有氮化 钛感测膜的延伸式闸极离子感测场效电晶体于25 ℃下操作时,汲极电流-闸极电压曲线。 第5图系显示依据本发明一较佳实施例之具有氮化 钛感测膜的离子感测场效电晶体于25℃下操作时, 闸极电压与pH値关系图。 |
