Simulación de FDSOI-ISFET con sensibilidad ajustable por temperatura y estructura de doble compuerta
Autores: Wang, Hanbin; Bi, Jinshun; Liu, Mengxin; Han, Tingting
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Simulación de FDSOI-ISFET con sensibilidad ajustable por temperatura y estructura de doble compuerta
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Investiga
Transistor de efecto de campo sensible a iones
Silicio sobre aislante completamente agotado
Diseño asistido por computadora
Sensibilidad
Estructura de doble compuerta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo investiga las diferentes sensibilidades de un transistor de efecto de campo sensible a iones (ISFET) basado en silicio sobre aislante completamente agotado (FDSOI). Utilizando herramientas de diseño asistido por computadora (TCAD), se determina la sensibilidad de un ISFET basado en FDSOI de una puerta (FDSOI-ISFET) a diferentes temperaturas y los efectos de la estructura de doble puerta planar en la sensibilidad. Se encontró que la sensibilidad aumenta linealmente con la temperatura, alcanzando 890 mV/pH a 75 grados Celsius. Al utilizar una estructura de doble puerta y ajustar el voltaje de la puerta de control, la sensibilidad puede reducirse de 750 mV/pH a 0 V de voltaje de puerta de control a 540 mV/pH a 1 V de voltaje de puerta de control. Los cambios de sensibilidad mencionados se producen porque el límite de Nernst cambia con la temperatura o el campo eléctrico generado por diferentes voltajes de puerta de control provoca cambios en el movimiento de portadores. Se demuestra que un solo FDSOI-ISFET puede tener una sensibilidad ajustable mediante el ajuste de la temperatura de funcionamiento o el voltaje de puerta de control del dispositivo de doble puerta.
Descripción
Este trabajo investiga las diferentes sensibilidades de un transistor de efecto de campo sensible a iones (ISFET) basado en silicio sobre aislante completamente agotado (FDSOI). Utilizando herramientas de diseño asistido por computadora (TCAD), se determina la sensibilidad de un ISFET basado en FDSOI de una puerta (FDSOI-ISFET) a diferentes temperaturas y los efectos de la estructura de doble puerta planar en la sensibilidad. Se encontró que la sensibilidad aumenta linealmente con la temperatura, alcanzando 890 mV/pH a 75 grados Celsius. Al utilizar una estructura de doble puerta y ajustar el voltaje de la puerta de control, la sensibilidad puede reducirse de 750 mV/pH a 0 V de voltaje de puerta de control a 540 mV/pH a 1 V de voltaje de puerta de control. Los cambios de sensibilidad mencionados se producen porque el límite de Nernst cambia con la temperatura o el campo eléctrico generado por diferentes voltajes de puerta de control provoca cambios en el movimiento de portadores. Se demuestra que un solo FDSOI-ISFET puede tener una sensibilidad ajustable mediante el ajuste de la temperatura de funcionamiento o el voltaje de puerta de control del dispositivo de doble puerta.