Diese Arbeit zeigt einen kleinen Ausschnitt des Einsatzspektrums von Metalloxiden. Sie beleuchtet zum einen die Eigenschaften von Cobaltoxid und Chrom-Titanoxid (CTO) als gasempfindliche Schichten in Austrittsarbeits- und Leitfähigkeitstransducern. Zum anderen zeigt sie, wie das sehr gut leitfähige und transparente Indium-Zinnoxid (ITO) als Gate in einem FotoFET zu einem optischen Gassensor integriert werden kann, der die Schwankungen der Lichtintensität in ein elektrisches Signal umwandelt, das vom FET sofort verstärkt wird. Die Austrittsarbeitsmessungen erfolgten mit einer Kelvin-Sonde oder einem GasFET in Ausführung als Hybrid Suspended Gate FET (HSGFET). Für die Leitfähigkeitsmessungen diente eine Stuktur aus zwei kammartig angeordneten Platin-Elektroden, sog. Interdigitalkontakte (IDK), auf einem oxidierten Silizium-Wafer. Die Auswirkung von Feuchte auf den HSGFET wurde untersucht. Ein Modell wurde entwickelt, das diesen Effekt beschreibt und auch für den Floating Gate FET (FGFET) halten sollte. Feuchte führt zur Adsorption von Wasser auf der Oberfläche des FETs und zur Ausbildung eines Wasserfilms, der den Ladungstransport ermöglicht und eine Signaldrift zur Folge hat. Es konnte gezeigt werden, dass hohe Betriebstemperaturen diese Signaldrift unterdrücken, weil die Ladungen mangels Wassers immobilisiert wurden. Bei Umgebungstemperatur war es möglich, diesen Ladungstransport mit dem Guard-Ring zu kontrollieren und sogar den FET zu steuern. Insbesondere wurde mit dem Guard-Ring dieser Transport minimiert und somit die Basislinie des Signals stabilisiert. Auch die ersten Anzeichen für elektrochemische Prozesse am Guard-Ring wurden beobachtet. Es konnten erstmals die bei der Adsorption von Gasen auf der Passivierungsschicht des FETs auftretenden Signalbeiträge bestimmt und quantifiziert werden. Ein Modell wurde entwickelt, das den Einfluss der Temperatur auf die Kennlinien beider GasFET-Typen beschreibt. Insbersondere wird die Existenz eines isothermen Arbeitspunkts deutlich, in dem der Temperaturgang des FETs minimal ist.    «

Diese Arbeit zeigt einen kleinen Ausschnitt des Einsatzspektrums von Metalloxiden. Sie beleuchtet zum einen die Eigenschaften von Cobaltoxid und Chrom-Titanoxid (CTO) als gasempfindliche Schichten in Austrittsarbeits- und Leitfähigkeitstransducern. Zum anderen zeigt sie, wie das sehr gut leitfähige und transparente Indium-Zinnoxid (ITO) als Gate in einem FotoFET zu einem optischen Gassensor integriert werden kann, der die Schwankungen der Lichtintensität in ein elektrisches Signal umwandelt, d...    »