[發明專利]具有保護柵極電介質的阻擋層的基于FET的濕度傳感器

有效

• 申請號: 201710333712.9
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107449811B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: C.科比亞努;R.戴維斯;A.斯特拉圖拉特;B.塞爾班;O.比尤;C.G.博斯坦;M.布雷茲努;S.D.科斯蒂
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙蘇林;李炳愛

說明性濕度傳感器可以包括具有源極和漏極的襯底，其中所述漏極與源極橫向隔開。在所述源極和漏極之間的空間中設置有柵極堆疊，以形成晶體管。柵極堆疊可以包括位于所述襯底上的柵極絕緣體，以形成柵極絕緣體/襯底界面。柵極堆疊可以進一步包括所述柵極絕緣體上方的阻擋層。所述阻擋層可以被構造成充當對移動電荷、濕氣和/或其他污染物的屏障，并且可以幫助防止這樣的污染物到達所述柵極絕緣體/襯底界面。柵極堆疊可以進一步包括所述阻擋層上方的濕度傳感層。當暴露于濕氣時，所述濕度傳感層可以調節在所述柵極絕緣體下方并且在所述源極和漏極之間的襯底中的導電溝道。在一些情況下，濕度水平可以通過監測在源極和漏極之間流動的電流來確定。

本申請要求于2016年5月13日提交的標題為“具有保護柵極電介質的阻擋層的基于FET的濕度傳感器”的歐洲專利申請序列16169738.8的優先權，如同將其全部復制一樣將其通過引用并入本文。

技術領域

本公開內容涉及傳感器，并且更具體地涉及濕度傳感器。

背景技術

電容型濕度傳感器和電阻型濕度傳感器依賴于傳感材料快速吸收和解吸水分子的能力。被吸收的水分通常改變傳感材料的物理性質，并且這種改變可用于檢測濕度變化。

發明內容

本公開內容涉及傳感器，并且更具體地涉及濕度傳感器。說明性濕度傳感器可以是基于FET的濕度傳感器，其具有形成在襯底中的FET源極和漏極，其中所述漏極與所述源極橫向隔開。在所述源極和漏極之間的空間中設置有柵極堆疊，以形成FET晶體管。所述柵極堆疊可以包括位于所述襯底上的柵極絕緣體，以形成柵極絕緣體/襯底界面。所述柵極堆疊可以進一步包括所述柵極絕緣體上方的阻擋層。所述阻擋層可以被構造成充當對移動電荷、濕氣和/或其他污染物的屏障，并且可以幫助防止這樣的污染物到達所述柵極絕緣體/襯底界面。所述柵極堆疊可以進一步包括所述阻擋層上方的濕度傳感層。當暴露于濕氣時所述濕度傳感層可以調節所述柵極絕緣體下方所述源極和漏極之間的襯底中的導電溝道（conduction channel）。在一些情況下，濕度水平可以通過監測在所述源極和漏極之間流動的電流來確定。在一些情況下，所述襯底可以包括硅，所述柵極絕緣體可以包括SiO₂，所述阻擋層可以包括Ta₂O₅、Al₂O₃、HfO₂和氮化硅(Si₃N₄)中的一種或多種，并且所述濕度傳感層可以包括聚酰亞胺和聚砜中的一種或多種。預期可以使用其他合適的材料和/或材料組合。

提供前述概述以便于理解本公開內容的一些特征，并不旨在成為完整的描述。通過將整個說明書、權利要求書、附圖和摘要作為一個整體，可以充分了解本公開內容。

附圖說明

結合附圖考慮對本公開內容的各種說明性實施方案的以下描述，可以更全面地理解本公開內容，在所述附圖中：

圖1是說明性濕度傳感器的示意性橫截面側視圖；并且

圖2是與圖1的說明性濕度傳感器一起使用的說明性傳感電路的示意圖。

盡管本公開內容適用于各種修改和替代形式，其細節已經通過附圖中的實例示出并且將被詳細描述。然而，應當理解，其意圖不是將本公開內容限制于本文描述的具體說明性實施方案。相反，其意圖是涵蓋落入本公開內容的精神和范圍內的所有修改、等同物和替代物。

具體實施方式

在本文描述和/或示出的實施中，本發明的系統和方法可以包括一個或多個處理器、計算機、控制器、用戶界面、無線連接和/或有線連接等。

該描述可以提供實施本發明的系統和方法的一個或多個說明性和具體的實例或方式。可能還有許多其他實施所述系統和方法的實例或方式。