Universidade Estadual de Campinas Instituto de Qu´ımica ...

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Assim sabendo-se que o valor da permitividade do vácuo (ε0) é 8,854 x 10 −14 F/cm, e que a constante dielétrica do SiO2 é 3,9, sendo ainda tox sua espessura, determinou-se a seguinte razão Cox A = ε0εox tox =6, 2 x 10 −8 F.cm −2 (Eq.34) Os resultados de todos estes parâmetros são apresentados na Tabela 3.6. Conforme os resultados destes e também de observação dos respectivos gráficos, verifica-se que os transistores produzidos apresentam as características esperadas. No entanto, os valores de VT e gm determinados estão ainda fora da faixa esperada, ou seja, enquanto os valores de VT deveriam ser cerca de 10 vezes menores, os valores de gm deveriam ser cerca de aproximadamente 10 vezes maiores. Esta diferença é no entanto aceitável, tendo em vista que os respectivos dispositivos não foram ainda sinterizados. A sinterização destes tende a diminuir a resistência de contato, melhorando assim as características observadas, além ainda de ativar eletricamente alguns dopantes, tornando a superfície da porta mais sensível ao efeito de campo. Tabela 3.6: Características elétricas gerais dos transistores controle (MOSFETs). NMOS(curto) NMOS(longo) L(µm) 10 50 W(µm) 50 50 gm (µS) 8 0.09 VT (V) 7 10 Ioff (pA) 98 87 µn (cm 2 /V.s) 725 140 Os valores de mobilidade encontrados também refletiram o efeito da razão W/L, isto 139
é, quanto maior esta, maior mobilidade pode ser esperada no canal de condução. E como visto através dos valores, transistores com W/L = 5 demonstram um valor de mobilidade cerca de 5 vezes maior do que aqueles com W/L = 1. As dosagens de dopantes e o ajuste de tensão limiar refletem também os resultados observados. Embora, as curvas de ID xVDS apresentam-se ainda um pouco inclinadas, sugerindo assim, possíveis defeitos no óxido, como por exemplo cargas presas na inter- face óxido/semicondutor, mesmo após os processos de passivação. A determinação destes não reflete a mesma situação nos ISFETs, porém fornece uma base para um controle de processo geral sobre as características elétricas de todos os dispositivos produzidos, sendo estas de extrema importância ao se avaliar as características como sensibilidade dos sensores. 3.2.6 Primeiras medidas de pH utilizando os ISFETs produzidos A avaliação inicial dos ISFETs produzidos foi realizada mediante medidas de ID - VDS para diferentes valores de pH, utilizando em princípio apenas os transistores com dimensão de porta de 10 x 50 µm. Os resultados destes para os dispositivos contendo somente alumina na porta, alumina com nanofios de Ag e alumina com nanofios de Au, são mostrados na Figura 3.31. Observando-se estas verifica-se que os ISFETs produzidos, apresentam de uma maneira geral o comportamento elétrico esperado, isto é, quando solução tampão pH 2 recobriu a porta dos transistores, um valor maior de corrente no dreno (ID) foi obtido. Este todavia, diminuiu a medida que valores maiores de pH foram adicionados. 140
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Agradecimentos Ao Instituto de Qu
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