| 主权项 |
1.一种PbTiO3/SiO2闸极ISFET装置,包括: 一半导体基材; 一闸极氧化层,位于该半导体基材上; 一PbTiO3层,位于该闸极氧化层上而形成PbTiO3闸极; 一对源/汲极区域,相对及邻接于该PbTiO3闸极而位 于该半导体基材中; 一对金属线,位于该源/汲极区域上;及 一密封层,位于该等金属线上,及露出该PbTiO3层。 2.如申请专利范围第1项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET装 置,其中该ISFET之通道宽度、通道长度、及通道的 宽度对长度之比分别为1000m、50m、及20。 3.如申请专利范围第1项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET装 置,其中该半导体基材为P型。 4.如申请专利范围第1项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET装 置,其中该半导体基材之电阻率范围为8至12cm 。 5.如申请专利范围第1项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET装 置,其中该半导体之晶格方向为(1, 0, 0)。 6.如申请专利范围第1项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET装 置,其中该闸极氧化层厚度为1000。 7.如申请专利范围第1项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET装 置,其中该金属线包括铝。 8.如申请专利范围第1项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET装 置,其中该密封层包括环氧树脂。 9.如申请专利范围第1项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET装 置,其中该源极/汲极为N型。 10.如申请专利范围第1项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET 装置,其中该PbTiO3层系藉由旋涂而形成于闸极氧化 层上。 11.如申请专利范围第10项所述之PbTiO3/SiO2闸极ISFET 装置,其中该源极/汲极区域内之N型杂质包括磷。 12.一种形成感测膜的方法,包括下列步骤: 将醋酸铅粉末及1,3-丙二醇作溶剂以1:5之莫耳比混 合以形成溶液; 将该溶液加热及将该溶液冷却而形成粉末; 将二异丙氧基二乙醯丙酮钛与醋酸铅粉末剂以莫 耳比为1:1之量添加至粉末中以形成混合物,将该混 合物加热,及将该混合物冷却,藉以获得均匀之混 合物; 使该混合物回流及将该混合物冷却;及 使该混合物在一基材上形成膜及对该膜进行热溶 胶(pyrosol)方法,以形成PbTiO3薄膜。 13.如申请专利范围第12项所述之形成感测膜的方 法,其中使该混合物于一基材上形成膜及对该膜进 行热溶胶(pyrosol)方法之步骤重覆至少一次。 14.如申请专利范围第12项所述之形成感测膜的方 法,其中该基材之表面为矽表面或二氧化矽表面。 15.如申请专利范围第12项所述之形成感测膜的方 法,其中使该混合物在一基材上形成膜之步骤系藉 由旋涂进行。 16.如申请专利范围第12项所述之形成感测膜的方 法,其中将该溶液加热及将该溶液冷却之步骤系于 115至125℃下加热55至65分钟及冷却至75至85℃。 17.如申请专利范围第12项所述之形成感测膜的方 法,其中将该混合物加热及将该混合物冷却系于115 至125℃下加热55至65分钟及冷却至75至85℃。 18.如申请专利范围第12项所述之形成感测膜的方 法,其中将该混合物回流之步骤系于75至85℃下进 行115至125分钟。 19.如申请专利范围第12项所述之形成感测膜的方 法,其中该热溶胶方法系于345至355℃下进行。 20.一种制造PbTiO3/SiO2闸极ISFET装置的方法,包括下 列步骤: 提供一半导体基材,该半导体基材上具有闸极氧化 层,及形成于半导体基材中相对及邻接于该闸极氧 化层之一对源/汲极区域; 将一胶于闸极氧化层上形成膜及对该膜进行热溶 胶方法,以形成PbTiO3层做为PbTiO3闸极,其中该胶系 藉由下列步骤所获得: 将醋酸铅粉末及1,3-丙二醇作溶剂以1:5之莫耳比混 合以形成溶液; 将该溶液加热及将该溶液冷却而形成粉末; 将二异丙氧基二乙醯丙酮钛与醋酸铅粉末剂以莫 耳比为1:1之量添加至该粉末中以形成混合物,将该 混合物加热,及将该混合物冷却,藉以获得均匀之 混合物;及 使该混合物回流及将该混合物冷却以形成胶; 于该源极/汲极区域上连接金属线;及 于金属线上形成密封层以将该装置密封,但使PbTiO3 闸极露出。 21.如申请专利范围第20项所述之制造PbTiO3/SiO2闸极 ISFET装置的方法,其中将一胶于闸极氧化层上形成 膜及对该膜进行热溶胶方法之步骤重覆至少一次 。 22.如申请专利范围第20项所述之制造PbTiO3/SiO2闸极 ISFET装置的方法,其中将一胶于闸极氧化层上形成 膜之步骤系藉由旋涂所进行。 23.如申请专利范围第20项所述之制造PbTiO3/SiO2闸极 ISFET装置的方法,其中将该溶液加热及将该溶液冷 却之步骤系于115至125℃下加热55至65分钟及冷却至 75至85℃。 24.如申请专利范围第20项所述之制造PbTiO3/SiO2闸极 ISFET装置的方法,其中将该混合物加热及将该混合 物冷却系于115至125℃下加热55至65分钟及冷却至75 至85℃ 25.如申请专利范围第20项所述之制造PbTiO3/SiO2闸极 ISFET装置的方法,其中将该混合物回流之步骤系于 75至85℃下进行115至125分钟。 26.如申请专利范围第20项所述之制造PbTiO3/SiO2闸极 ISFET装置的方法,其中该热溶胶方法系于345至355℃ 下进行。 图式简单说明: 第1图显示依据本发明之PbTiO3 ISFET之剖面示意图。 第2图显示依据本发明之电流-电压系统结构图。 第3图显示依据本发明之迟滞系统结构图。 第4图显示依据本发明之恒定电压/电流电路之示 意图。 第5图显示于pH=1、3、5、7、9、11时之PbTiO3/SiO2闸极 ISFET之电流-电压曲线。 第6图显示于pH=1、3、5、7、9、11时之PbTiO3/SiO2闸极 ISFET之灵敏度。 第7图显示于pH=2、4、6、8、10、12时PbTiO3/SiO2闸极 ISFET之电流-电压曲线。 第8图显示于pH=2、4、6、8、10、12时PbTiO3/SiO2闸极 ISFET之灵敏度。 第9图显示PbTiO3/SiO2闸极ISFET于1020秒之迟滞量测时 间(loop time)的残余回归图。 第10图显示当pH値为7时闸极/源极输出电压对时间 之曲线。 第11图显示时漂値对pH値之曲线。 |
