[发明专利]具有保护栅极电介质的阻挡层的基于FET的湿度传感器

权利要求书

1.湿度传感器，其包括：

具有源极(122)和漏极(124)的衬底(110)，其中所述漏极(124)与所述源极(122)横向隔开；

栅极堆叠，其包括：

位于所述源极(122)和所述漏极(124)之间的空间中的栅极绝缘体(126)；

位于所述栅极绝缘体(126)上方的阻挡层(128)；

位于所述阻挡层(128)上方的传感聚合物(140)；

电耦合至所述源极(122)的源极电极(142)；

电耦合至所述漏极(124)的漏极电极(144)；

位于所述传感聚合物(140)上方的多孔栅极电极(146)；

在所述多孔栅极电极(146)上方延伸的保护性多孔聚合物层(162)；和

限定栅极堆叠的横向边缘以及源极和漏极区域的二氧化硅层(160)。

2.权利要求1的湿度传感器，其中：

所述衬底(110)包括硅；

所述栅极绝缘体(126)包括SiO₂；和

所述阻挡层(128)包括Ta₂O₅、Al₂O₃、HfO₂和氮化硅(Si₃N₄)中的一种或多种。

3.权利要求1-2中任一项的湿度传感器，其中所述传感聚合物(140)包括聚酰亚胺和聚砜中的一种或多种。

4.权利要求1-2中任一项的湿度传感器，其中所述传感聚合物(140)包括聚酰亚胺和聚砜中的至少一种，其已经使用下列成员之一进行交联：

2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1,6-己二醇；

1,5-戊二醇；

1,10-癸二醇；和

1,4-苯二甲醇。

5.权利要求1-2中任一项的湿度传感器，其中所述传感聚合物(140)包括聚砜与双(频哪醇合)二硼和二叔丁基联吡啶在铱催化剂的存在下、然后在钯催化剂的存在下与4-甲酰基-4'-溴联苯反应、然后进行温和氧化并采用八氟己二醇交联的反应产物。

6.权利要求1的湿度传感器，其进一步包括在所述保护性多孔聚合物层(162)的一部分上方的钝化层(164)，所述钝化层(164)不在所述多孔栅极电极(146)上方的所述保护性多孔聚合物层(162)的至少一部分上方延伸。

7.权利要求6的湿度传感器，其中所述钝化层(164)包括SiO₂、Ta₂O₅、Al₂O₃、HfO₂或氮化硅(Si₃N₄)。

8.权利要求1的湿度传感器，其进一步包括：

形成在所述衬底(110)上的参比场效应晶体管(130)。

9.权利要求8的湿度传感器，其中所述参比场效应晶体管(130)包括：

形成在所述衬底(110)上的第二源极(132)和第二漏极(134)，其中所述第二漏极(134)与所述第二源极(132)横向隔开；

第二栅极堆叠，其包括：

位于所述第二源极(132)和所述第二漏极(134)之间的空间中的第二栅极绝缘体(136)；

位于所述第二栅极绝缘体(136)上方的第二阻挡层(138)；

位于所述第二阻挡层(138)上方的第二传感聚合物(150)；

电耦合至所述第二源极(132)的第二源极电极(152)；

电耦合至所述第二漏极(134)的第二漏极电极(154)；和

位于所述第二传感聚合物(150)上方的金属层(156)。

10.权利要求9的湿度传感器，其中所述金属层(156)被构造成防止所述第二传感聚合物(150)暴露于环境。