Ang ion sensitibo patlang epekto transistors ay ang mga nobelang pinagsamang aparato sa micro electrochemical lab sa mga chip system. Ito ang karaniwang uri ng mga chemist na sensitibo sa patlang na epekto ng mga transistors, at ang istraktura ay kapareho ng pangkalahatan metal oxide semiconductor field effect transistor . Ang sensitibong lugar ay kumakatawan sa isang transistor gate at isinasama ang mga paraan ng transduction mula sa isang konsentrasyon ng ion patungo sa isang boltahe. Sa kaso ng ISFET ang metal oksido at ang mga pintuang metal ay pangkalahatang MOSFET ay pinalitan ng simpleng solusyon sa mga sanggunian na electrode na malalim sa mga solusyon at ang mga insulate layer ay para sa pagtuklas ng tukoy na analit. Ang likas na katangian ng mga layer ng pagkakabukod ay tinukoy bilang pag-andar at pagiging sensitibo kung ang ISFET sensor.
Ano ang ISFET?
Ang pagpapaikli ng ISFET ay Ion Sensitive Field Effect Transistor. Ito ay isang transistor ng epekto sa patlang , ginagamit para sa pagsukat ng konsentrasyon ng mga solusyon sa ion. Ang konsentrasyon ng ion tulad ng H + ay binago bilang PH pagkatapos mayroong isang pagbabago sa kasalukuyang sa pamamagitan ng transistor dahil dito. Dito ang gate electrode ay ang solusyon at ang boltahe sa pagitan ng ibabaw ng oksido at ang substrate ay dahil sa ion sheath.
ISFET
Nagtatrabaho na Prinsipyo ng ISFET
Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng isang ISFET pH electrode ay isang pagbabago ng normal na field effect transistor at ginagamit ang mga ito sa maraming mga circuit ng amplifier . Sa ISFET nang normal ang input ay ginagamit bilang mga metal gate, na pinalitan ng ion-sensitive membrane. Samakatuwid ang ISFET ay natipon sa isang aparato ang pang-ibabaw na pakiramdam at isang solong amplifier ay nagbibigay ng mataas na kasalukuyang, mababang impedance output at pinapayagan ang paggamit ng mga kumokonekta na mga kable nang hindi kinakailangang proteksyon. Ipinapakita ng sumusunod na diagram ang paglalarawan ng ISFET pH electrode.
Nagtatrabaho na Prinsipyo ng ISFET
Mayroong iba't ibang mga machine para sa pagsukat ng ph mula sa tradisyunal na elektrod na salamin. Ang prinsipyo ng pagsukat ay batay sa kontrol ng kasalukuyang dumadaloy sa pagitan ng dalawang semiconductors, sila ay alisan ng tubig at mapagkukunan. Ang dalawang semiconductors na ito ay nakalagay magkasama sa isang ikatlong elektrod at kumikilos ito ay tulad ng isang terminal ng gate. Ang terminal ng gate ay direktang nakipag-ugnay sa solusyon na susukat.
Pagtatayo ng ISFET
Mga Hakbang sa Pag-gawa para sa ISFET
- Ang sumusunod na proseso ng hakbang na hakbang ay ipinapakita ang katha ng ISFET
- Ang ISFET ay gawa-gawa sa tulong ng teknolohiya ng CMOS at walang anumang mga hakbang sa pagpoproseso ng post
- Ang lahat ng katha ay tapos na sa bahay sa micro katha Lab
- Ang materyal ay dapat na 4inch p-type na silicon wafer
- Sa ISFET ang terminal ng gate ay handa sa materyal ng SiO2, Si3N4, parehong COMS computable na materyales.
- Mayroong anim na mga hakbang sa masking na kung saan ay isang paglikha ng mga n-well, n at p na mga drains ng mapagkukunan, gate, contact at materyal.
- Ang disenyo ng Si3N4 at SiO2 ay sa pamamagitan ng mga buffer oxide etch solution
Ang mga sumusunod na hakbang sa paggawa ay nagpapakita ng karaniwang proseso ng MOSFET at hanggang sa oras ng pagtitiwalag ng silicon nitride bilang isang ion sensing film. Ang pagganap ng pagtitiwalag ng silicon nitride ay sa tulong ng plasma na pinahusay na pamamaraan ng paglalagay ng singaw ng kemikal. Ang kapal ng pelikula ay sinusukat sa ellipsometer. Matapos ang pagdeposito ng nitride, ang proseso ay patuloy na makipag-ugnay sa form sa pamamagitan ng paggamit ng contact mask.
Ang basa na kemikal na etch na BHF ay ginagamit para sa pag-ukit at pinagbabatayan ng mga pelikulang nitride at oxide mula sa pinagmulan at kanal na rehiyon. Ang kaugalian ng BHF ay nakakatulong upang puksain ang karagdagang hakbang sa pag-ukit para sa silicon nitride. Ang huli at huling hakbang ay ang paggawa ng metal sa mga gawa-gawa ng ISFET. Malapit sa rehiyon ng gate ang Ion Sensitive Field-Effect Transistor ay walang metal layer, ang metallization ay ibinibigay sa mga contact ng pinagmulan at alisan ng tubig. Ang simple at pangunahing mga hakbang ng mga gawa-gawa ng Ion Sensitive Field-Effect Transistor ay ipinapakita sa sumusunod na diagram.
ISFET pH Sensor
Ang mga ito mga uri ng sensor ang pagpipilian para sa pagsukat ng ph at kinakailangan ito para sa mas mataas na antas ng pagganap. Ang laki ng sensor ay napakaliit at ginagamit ang mga sensor para sa pag-aaral ng mga medikal na aplikasyon. Ang ISFET pH sensor ay ginagamit sa FDA at CE na inaprubahan ang mga aparatong medikal at pinakamahusay din sila para sa mga application ng pagkain dahil libre ang baso at nilagyan ng mga probe sa tulong ng maliit na profile na nagbabawas ng pinsala upang mabuo. Ang ISFET pH sensor ay naaangkop sa maraming mga kapaligiran, at mga pang-industriya na sitwasyon na nag-iiba para sa basa at tuyong kondisyon at gayundin sa ilang mga kondisyong pisikal tulad ng presyon na gumagawa ng maginoo na mga ph electrode na salamin ay babagay.
ISFET pH Sensor
Mga Katangian ng ISFET pH
Ang mga pangkalahatang katangian ng ph ISFET ay ang mga sumusunod
- Ang pagiging sensitibo ng kemikal ng ISFET ay ganap na kinokontrol ng mga katangian ng electrolyte
- Mayroong iba't ibang mga uri ng mga organikong materyales para sa sensor ng pH tulad ng Al2O3, Si3N4, Ta2O5 na may mas mahusay na mga katangian kaysa sa SiO2 at may higit na pagiging sensitibo, mababang naaanod.
Mga kalamangan ng ISFET
- Napakabilis ng tugon
- Ito ay isang simpleng pagsasama sa mga electronics ng pagsukat
- Bawasan ang sukat ng probe biology.
Mga aplikasyon ng ISFET
Ang pangunahing bentahe ng ISFET ay, maaari itong isama sa MOSFET at ang karaniwang mga transistor ng mga integrated circuit.
Mga disadvantages ng ISFET
- Ang malaking drift ay nangangailangan ng hindi nababaluktot na encapsulation ng mga gilid ng maliit na tilad at may mga nagbubuklod na lead
- Kahit na ang mga katangian ng amplification ng transistor ng aparatong ito ay napakahusay na hitsura. Para sa pandama ng mga kemikal, ang pananagutan ng insulate membrane sa pagkalason ng ekolohiya at kasunod na pagkasira ng transistor ay nagbawal sa ISFE na makakuha ng katanyagan sa mga komersyal na merkado.
Inilalarawan ng artikulong ito ang tungkol sa nagtatrabaho prinsipyo ng ISFET at ang paggawa nito sunud-sunod na proseso. Ang ibinigay na impormasyon sa artikulo ay nagbigay ng mga pangunahing kaalaman ng Ion Sensitive Field-Effect Transistor at kung mayroon kang anumang tungkol sa artikulong ito o tungkol sa ang mga katha ng CMOS at NMOS mangyaring magkomento sa seksyon sa ibaba. Narito ang tanong para sa iyo, ano ang pagpapaandar ng ISFET?
Mga Kredito sa Larawan:
- ISFET ausmt
- Nagtatrabaho prinsipyo ng ISFET siya
- Pagtatayo ng ISFET all-about-ph
- ISFET pH Sensor microfluidics
