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題名 | 原子層沉積之二氧化鉿感測薄膜於生醫感測器之應用=Hafnium Oxide Sensing Membrane by Atomic Layer Deposition for Biosensor Application |
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作者 | 楊家銘; 呂增富; 呂承恩; 王義舜; 賴朝松; | 書刊名 | 真空科技 |
卷期 | 26:1 2013.03[民102.03] |
頁次 | 頁27-33 |
分類號 | 448.552 |
關鍵詞 | 二氧化鉿; 感測薄膜; 射頻濺鍍; 原子層沉積; 電漿; 尿素感測器; Hafnium oxide; HfO₂; Sensing membrane; Radio frequency sputter; Atomic layer deposition; ALD; Plasma; Urea sensor; |
語文 | 中文(Chinese) |
中文摘要 | 在本研究中,二氧化鉿(HfO2) 被用來當作場效感測元件的感測薄膜,應用在電解溶液-絕緣層- 半導體層與離子感應場效電晶體上,二氧化鉿感測薄膜也分別利用反應式射頻濺鍍與原子層沉積兩種方式進行感測特性的比較研究,加上適當的快速熱退火處理,3.5 奈米的原子層沉積二氧化鉿可以得到相當高的感測度(59.6 mV/pH)、低的時漂係數(>1 mV/h) 與低的遲滯係數(5 mV),如此的表現足以作為產品化的選擇之一。此外,CF4 電漿處理也可以用來增加對鈉離子的感測度,氨氣電漿處理使用在原子層沉積的二氧化鉿,則可以取代原本APTES 的表面改質,應用在尿素感測器上,亦可得到相當好的結果,得以驗證利用原子層沉積技術所得到的超薄感測薄膜在生醫感測器應用的可行性。 |
英文摘要 | In this study, Hafnium oxide (HfO2) was used as a sensing membrane in field effect sensing devices including electrolyte-insulator-semiconductor (EIS) and ion-sensitive field-effect transistor (ISFET). For comparison, HfO2 sensing membranes were prepared by reactive radio frequency (r.f.) sputter and atomic layer deposition (ALD) to investigate the sensing performance. After rapid thermal annealing (RTA), 3.5-nm ALD-HfO2 layer has high sensitivity (59.6 mV/pH), low drift coefficient (1 mV/h) and small hysteresis (5mV), which could be a potential candidate for commercial products. In addition, CF4 plasma treatment can be processed to increase the sensitivity to sodium (Na^+) ions. To verify biosensor applications, NH3 plasma treatment was applied to ALD-HfO2 to replace traditional APTES treatment in urea sensor with acceptable performance. |
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