Journal of Sensor Science and Technology (센서학회지)

The Korean Sensors Society (한국센서학회)
권호 표지

pH-Drift Characteristics of Sol-Gel-Deposited $Ta_{2}O_{5}$-Gate ISFET

Sol-Gel 법으로 형성한 $Ta_{2}O_{5}$ 게이트 ISFET의 pH 드리프트 특성

  • Kwon, Dae-Hyuk (Dept. of Electronic Eng., Kyungpook Sanup University) ;
  • Cho, Byung-Woog (Dept. of Electronic Eng., Kyungpook National University) ;
  • Kim, Chang-Soo (Sensor Technology Research Center, Kyungpook National University) ;
  • Sohn, Byung-Ki (Sensor Technology Research Center, Kyungpook National University)
  • 권대혁 (경북산업대학교 전자공학과) ;
  • 조병욱 (경북대학교 전자공학과) ;
  • 김창수 (경북대학교 센서기술연구소) ;
  • 손병기 (경북대학교 센서기술연구소)
  • Published : 1996.03.30
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Abstract

The diffusion of hydrogen ions into a sensing membrane causes the output voltage of pH-ISFET to vary with time, which might be considered to be drift in this sensor. We tried to deposit ultra-thin film for minimizing tile drift that has been considered to be main obstacle for putting pH-ISFET to practical use. In this paper, tantalum pentoxide, known as a good pH sensing membrane, was formed to about $70{\AA}$ thick by sol-gel method on $Si_{3}N_{4}/SiO_{2}$-gate of pH-ISFET. The fabricated $Ta_{2}O_{5}$-gate pH-ISFET showed good sensitivity(about 59mV/ pH) and good lineality in the range of pH $3{\sim}11$, and had relatively small average pH drift of about 0.06 pH/day.

감지막 내부로의 수소이온 확산은 pH-ISFET에서 드리프트로 작용하므로 초박막화된 감지막은 드리프트 시간을 최소화할 것이라는 새로운 인식을 가지고 pH-ISFET의 최대 단점인 드리프트 특성을 개선하기 위하여 sol-gel법으로 $Ta_{2}O_{5}$ 수소이온 감지막을 약 $70{\AA}$정도로 초박막화시킨 ISFET를 제조하고 그 동작특성을 조사하였다. 제조한 $Ta_{2}O_{5}$ 게이트 pH-ISFET는 약 59 mV/pH의 높은 감도를 나타내었고, pH $3{\sim}11$ 범위에서 pH에 따른 ISFET의 출력전압변화는 우수한 선형성을 나타내었으며, 또한 출력전압의 변동에 의한 평균 pH 드리프트는 약 0.06 pH/day로서 비교적 작은 값을 나타내었다.

Keywords