[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

说明书

说明性湿度传感器可以包括具有源极和漏极的衬底，其中所述漏极与源极横向隔开。在所述源极和漏极之间的空间中设置有栅极堆叠，以形成晶体管。栅极堆叠可以包括位于所述衬底上的栅极绝缘体，以形成栅极绝缘体/衬底界面。栅极堆叠可以进一步包括所述栅极绝缘体上方的阻挡层。所述阻挡层可以被构造成充当对移动电荷、湿气和/或其他污染物的屏障，并且可以帮助防止这样的污染物到达所述栅极绝缘体/衬底界面。栅极堆叠可以进一步包括所述阻挡层上方的湿度传感层。当暴露于湿气时，所述湿度传感层可以调节在所述栅极绝缘体下方并且在所述源极和漏极之间的衬底中的导电沟道。在一些情况下，湿度水平可以通过监测在源极和漏极之间流动的电流来确定。

本申请要求于2016年5月13日提交的标题为“具有保护栅极电介质的阻挡层的基于FET的湿度传感器”的欧洲专利申请序列16169738.8的优先权，如同将其全部复制一样将其通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及传感器，并且更具体地涉及湿度传感器。

背景技术

电容型湿度传感器和电阻型湿度传感器依赖于传感材料快速吸收和解吸水分子的能力。被吸收的水分通常改变传感材料的物理性质，并且这种改变可用于检测湿度变化。

发明内容

本公开内容涉及传感器，并且更具体地涉及湿度传感器。说明性湿度传感器可以是基于FET的湿度传感器，其具有形成在衬底中的FET源极和漏极，其中所述漏极与所述源极横向隔开。在所述源极和漏极之间的空间中设置有栅极堆叠，以形成FET晶体管。所述栅极堆叠可以包括位于所述衬底上的栅极绝缘体，以形成栅极绝缘体/衬底界面。所述栅极堆叠可以进一步包括所述栅极绝缘体上方的阻挡层。所述阻挡层可以被构造成充当对移动电荷、湿气和/或其他污染物的屏障，并且可以帮助防止这样的污染物到达所述栅极绝缘体/衬底界面。所述栅极堆叠可以进一步包括所述阻挡层上方的湿度传感层。当暴露于湿气时所述湿度传感层可以调节所述栅极绝缘体下方所述源极和漏极之间的衬底中的导电沟道（conduction channel）。在一些情况下，湿度水平可以通过监测在所述源极和漏极之间流动的电流来确定。在一些情况下，所述衬底可以包括硅，所述栅极绝缘体可以包括SiO₂，所述阻挡层可以包括Ta₂O₅、Al₂O₃、HfO₂和氮化硅(Si₃N₄)中的一种或多种，并且所述湿度传感层可以包括聚酰亚胺和聚砜中的一种或多种。预期可以使用其他合适的材料和/或材料组合。

提供前述概述以便于理解本公开内容的一些特征，并不旨在成为完整的描述。通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为一个整体，可以充分了解本公开内容。

附图说明

结合附图考虑对本公开内容的各种说明性实施方案的以下描述，可以更全面地理解本公开内容，在所述附图中：

图1是说明性湿度传感器的示意性横截面侧视图；并且

图2是与图1的说明性湿度传感器一起使用的说明性传感电路的示意图。

尽管本公开内容适用于各种修改和替代形式，其细节已经通过附图中的实例示出并且将被详细描述。然而，应当理解，其意图不是将本公开内容限制于本文描述的具体说明性实施方案。相反，其意图是涵盖落入本公开内容的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

具体实施方式

在本文描述和/或示出的实施中，本发明的系统和方法可以包括一个或多个处理器、计算机、控制器、用户界面、无线连接和/或有线连接等。

该描述可以提供实施本发明的系统和方法的一个或多个说明性和具体的实例或方式。可能还有许多其他实施所述系统和方法的实例或方式。