DE102008042859A1

DE102008042859A1 - Elektronisches Bauelement

Info

Publication number: DE102008042859A1
Application number: DE102008042859A
Authority: DE
Inventors: Richard Fix; Andreas Krauss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-04-22
Also published as: US20100090255A1; US8487353B2; JP2010096762A; FR2937135B1; FR2937135A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement, umfassend mindestens eine Elektrode (5) und mindestens einen gassensitiven Bereich (3) auf einem Substrat, wobei der gassensitive Bereich (3) mit mindestens einer elektrisch leitfähigen, gassensitiven Schicht belegt ist und die Elektrode (5) die gassensitive Schicht kontaktiert. Mindestens ein Teil der mindestens einen Elektrode (5) überdeckt einen Teil des gassensitiven Bereichs (3).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektronischen Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Elektronische Bauelemente, die mindestens eine Elektrode und mindestens einen gassensitiven Bereich aufweisen, der mit mindestens einer gassensitiven Schicht belegt ist, sind zum Beispiel gassensitive Feldeffekttransistoren. Diese werden eingesetzt, um in einem Gasstrom bestimmte Gasspezies zu detektieren. Hierzu ist die mindestens eine gassensitive Schicht so ausgewählt, dass möglichst spezifische Gasreaktionen erreicht werden. Die gassensitiven Schichten enthalten dazu im Allgemeinen metallische Komponenten, die teilweise katalytisch aktiv sind und teilweise in nanokristalliner Form vorliegen. Um eine schnelle Gasreaktion zu ermöglichen, sind die gassensitiven Schichten im Allgemeinen sehr dünn und zumindest zum Teil porös. Durch die Porosität wird eine große spezifische Oberfläche erzielt, durch die die Gasreaktion beschleunigt werden kann.
Um einen Arbeitspunkt für den als Signalgeber arbeitenden Feldeffekttransistor einstellen zu können, ist es notwendig, die mindestens eine gassensitive Schicht elektrisch zu kontaktieren. Durch die Gasreaktion an der gassensitiven Schicht ändert sich dann das auf den Kanal des Feldeffekttransistors einwirkende resultierende Potential und damit der Strom durch den Transistor. Um eine möglichst große Gasreaktion und damit eine möglichst große Änderung des resultierenden Potentials zu erreichen, wird bei den aus dem Stand der Technik bekannten Feldeffekttransistoren möglichst der gesamte gassensitive Bereich mit der gassensitiven Schicht belegt und die Elektroden werden außerhalb des gassensitiven Bereiches platziert.
Bei derzeit hergestellten gassensitiven Feldeffekttransistoren werden die Elektroden zur elektrischen Anbindung des gassensitiven Materials der gassensitiven Schicht bereits bei der Prozessierung des Signalgebers aufgebracht. Im Allgemeinen weisen diese eine andere Zusammensetzung und einen anderen Aufbau auf als das gassensitive Material. Dies kann zu Problemen, zum Beispiel durch Kantenabrisse an den Kontaktierungsstellen zwischen der Elektrode und der gassensitiven Schicht, bei thermisch hoch belasteten Bauteilen führen.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Ein erfindungsgemäß ausgebildetes elektronisches Bauelement umfasst mindestens eine Elektrode und mindestens einen gassensitiven Bereich, der mit mindestens einer elektrisch leitfähigen, gassensitiven Schicht belegt ist. Die Elektrode kontaktiert die gassensitive Schicht. Mindestens ein Teil der mindestens einen Elektrode überdeckt einen Teil des gassensitiven Bereichs.
Durch das Überdecken eines Teils des gassensitiven Bereichs durch die mindestens eine Elektrode wird eine dauerhafte, zuverlässige und überprüfbare Kontaktierung der gassensitiven Schicht erzielt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten elektronischen Bauelementes ist, dass bereits bei der Herstellung ein Funktionstest durchgeführt werden kann, bevor die gassensitive Schicht aufgebracht wird. Dies ist dadurch möglich, dass die mindestens eine Elektrode einen Teil des gassensitiven Bereichs, der als Gate-Bereich wirkt, überdeckt, und so, anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Feldeffekttransistoren, den gassensitiven Bereich, der als Gate-Bereich wirkt, direkt kontaktiert.
Das Material, aus dem die mindestens eine Elektrode gefertigt ist, ist vorzugsweise ein Edelmetall, beispielsweise Palladium, Platin, Gold, Rhenium, Ruthenium sowie Legierungen daraus, oder ein elektrisch leitfähiges und chemisch beständiges Material wie Titan, Titannitrid oder Tantalnitrid. Um die Haftung von Edelmetallen als Material für die Elektrode auf Halbleitern, beispielsweise Galliumnitrid oder Siliciumcarbid zu verbessern, werden oftmals Titan, Zirkon, Titannitrid, Tantalsilizid, Nickel-Chrom-Legierungen und deren korrespondierende Oxide eingesetzt.
Als Material für den als Gate-Bereich dienenden gassensitiven Bereich eignen sich isolierende Materialien, zum Beispiel Oxide wie Siliciumoxid (SiO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Zirkonoxid (ZrO₂) oder Hafniumoxid (HfO₂), Nitride wie Siliciumnitrid (Si₃N₄) oder Bornitrid (BN), Carbide wie Siliciumcarbid (SiC) sowie Silizide wie Tantalsilicid (TaSi₂) oder Wolframsilicid (WSi₂) oder Diamant.
Das Material, aus dem die mindestens eine gassensitive Schicht gefertigt ist, ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Edelmetallen wie Palladium, Platin, Gold, Rhenium, Rhodium oder Ruthenium sowie Legierungen daraus und Nanostrukturen aus Edelmetallen und/oder Metallen, Metalloxiden und/oder weitere Oxide oder Carbide.
Das Aufbringen der Elektroden erfolgt zum Beispiel durch Aufdampfen, Sputtern oder andere dem Fachmann bekannte Dünnschichttechnologien. Bevorzugt wird die mindestens eine Elektrode durch Aufdampfen oder Sputtern aufgebracht. Weiterhin ist es möglich, durch mehrfaches Aufbringen einer dünnen gassensitiven Schicht in bestimmten Bereichen eine dickere Elektrodenfläche zu schaffen, die mit einem geringeren Flächenwiderstand eine niederohmige elektrische Anbindung der gassensitiven Schicht ermöglicht. Dieses Verfahren erlaubt auch die Ausformung von abgerundeten Kanten zwischen der gassensitiven Schicht und den Elektroden.
Das Aufbringen der mindestens einen gassensitiven Schicht erfolgt ebenfalls vorzugsweise durch Aufdampfen oder Aufsputtern. Alternativ kann die gassensitive Schicht auch als Materialien aufgebaut werden, die sich in einem flüssigen, gasförmigen oder plasmaartigen Medium befinden und die nach Trocknung oder Abscheidung eine feste, kompakte oder perkolierende sensitive Schicht bilden.
Um zu vermeiden, dass Kantenabrisse im Kontaktierungsbereich der Elektrode mit der gassensitiven Schicht auftreten, ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Elektrode aus dem gleichen Material gefertigt ist, wie die mindestens eine gassensitive Schicht. Alternativ ist es auch möglich, die mindestens eine Elektrode aus einem Material zu fertigen, das gleiche oder ähnliche Eigenschaften aufweist wie das Material der gassensitiven Schicht. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das Material der Elektrode und das Material der gassensitiven Schicht einen im Wesentlichen gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dies führt dazu, dass die Temperaturausdehnung der gassensitiven Schicht und der Elektrode im Wesentlichen gleich ist, so dass kein Kantenabriss an der Grenzfläche zwischen der gassensitiven Schicht und der Elektrode auftritt.
Um einen möglichst guten Kontakt zwischen der Elektrode und der gassensitiven Schicht zu erzielen, ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Elektrode eine Struktur mit Einbuchtungen und Vorsprüngen aufweist. Durch die Einbuchtungen und Vorsprünge wird eine Vergrößerung der Oberfläche erzielt, woraus sich ein größerer Kontaktbereich zwischen der Elektrode und der gassensitiven Schicht ergibt. Dies hat den Vorteil, dass selbst bei einem Kantenabriss in einem Bereich der Elektrode andere Bereiche weiterhin die gassensitive Schicht kontaktieren und es so nicht zu einem Funktionsverlust des elektronischen Bauelementes kommt.
In einer Ausführungsform der Erfindung kontaktieren mindestens zwei Elektroden die gassensitive Schicht, wobei jede Elektrode mindestens einen Teil des gassensitiven Bereichs überdeckt.
Bei mindestens zwei Elektroden, die die gassensitive Schicht kontaktieren, ist es möglich, die elektrische Kontaktierung der sensitiven Schicht sowie die Eigenschaften der sensitiven Schicht, zum Beispiel eine Konstanz des Schichtwiderstands, zu messen. Die Messung kann zum Beispiel über eine Vierpunktmessung erfolgen. Durch die Möglichkeit der Messung der Eigenschaften der gassensitiven Schicht ist es möglich, mögliche Veränderungen oder auch eine Ablösung der gassensitiven Schicht frühzeitig zu detektieren. Auf diese Weise ist ein rechtzeitiger Austausch des elektronischen Bauelementes vor einem Ausfall der Funktion möglich.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kontaktieren zwei Elektroden die gassensitive Schicht und die Struktur der Elektroden ist eine Interdigitalstruktur. Bei einer Interdigitalstruktur weist jede Elektrode Vorsprünge in Form von Fingern auf, wobei die Vorsprünge jeweils kammartig ineinander greifen. Ein direkter Kontakt der Elektroden wird dabei jedoch vermieden. Der Bereich zwischen den Elektroden wird von dem Material der gassensitiven Schicht vollständig oder teilweise ausgefüllt. Die gassensitive Schicht kann alternativ den gesamten Sensorbereich inklusive der Elektroden abdecken.
Im Allgemeinen umfasst das elektronische Bauelement mindestens eine weitere Elektrode, die den gassensitiven Bereich nicht kontaktiert. Wenn das elektronische Bauelement ein Feldeffekttransistor ist, so sind im Allgemeinen mindestens zwei weitere Elektroden umfasst, die den gassensitiven Bereich nicht kontaktieren. Die zwei Elektroden dienen dabei als Source-Elektrode und als Drain-Elektrode.
Wenn das elektronische Bauelement mindestens eine weitere Elektrode umfasst, die den gassensitiven Bereich nicht kontaktiert, ist es möglich, über die Elektroden einen Funktionstest während des Betriebes durchzuführen. Hierzu werden zweckmäßigerweise alle Elektroden, die die gassensitive Schicht kontaktieren, auf ein definiertes Potential gelegt. Elektroden, die die gassensitive Schicht nicht kontaktieren, werden im Potential verändert.
Die Elektroden, die den gassensitiven Bereich nicht kontaktieren, sind zum Beispiel solche, die unter oder neben der gassensitiven Schicht parallel zum Kanal oder orthogonal zum Kanal liegen.
Durch die Elektrodenflächen, die die gassensitive Schicht nicht kontaktieren, können Veränderungen am Kanal des Signalgebers gemessen werden. Insbesondere können auf diese Weise Änderungen an der Isolation zwischen dem Gate-Bereich und dem Kanal detektiert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der gassensitive Bereich des elektronischen Bauelementes ein Gate-Bereich eines gassensitiven Feldeffekttransistors. In Abhängigkeit von dem Material der gassensitiven Schicht, die auf den gassensitiven Bereich aufgebracht ist, können unterschiedliche Gase detektiert werden. Um zum Beispiel mehrere unterschiedliche Gase mit einem gassensitiven Feldeffekttransistor zu detektieren, ist es zum Beispiel möglich, mehrere gassensitive Schichten auf den gassensitiven Bereich aufzubringen. In diesem Fall ist es zum Beispiel möglich, dass mit jeder gassensitiven Schicht ein anderes Gas oder andere Bestandteile eines Gases detektiert werden können.
Wenn der gassensitive Bereich ein Gate-Bereich eines gassensitiven Feldeffekttransistors ist, so ist vorzugsweise die mindestens eine Elektrode, die die Schicht aus dem gassensitiven Material kontaktiert und die einen Teil des gassensitiven Bereichs überdeckt, eine Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors.
Bei Verwendung des gleichen oder eines ähnlichen Materials für die Elektrode und die gassensitive Schicht ist es zum Beispiel möglich, das Material der Elektrode derart zu modifizieren, dass dieses einen geringeren spezifischen Widerstand aufweist als das Material der gassensitiven Schicht. Dies hat den Vorteil, dass mögliche gasabhängige Widerstandsänderungen überwiegend in definierten Bereichen außerhalb der Elektroden stattfinden, so dass sich die elektrische Anbindung des Sensorbereichs nur unwesentlich ändert.
Weiterhin ist es zum Beispiel auch möglich, dass das Material, aus dem die Elektrode gefertigt wird, in einer größeren Schichtdicke als das Material für die gassensitive Schicht aufgetragen wird. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass mehrere Schichten des Materials für die Elektrode aufgebracht werden. Durch die größere Schichtdicke der Elektrode oder die Modifikation des Materials für die Elektrode, zum Beispiel den geringeren spezifischen Widerstand, ist es möglich, einen Kantenabriss an der Grenzfläche zwischen der gassensitiven Schicht und der Elektrode zum Beispiel unter thermischem Stress zu vermeiden.
Bei Aufbringung mehrerer Schichten kann zudem eine gegen Kantenabriss optimierte Kantenform, beispielsweise eine Abrundung, erreicht werden.
Neben dem Einsatz als gassensitiver Feldeffektor können die hier beschriebenen Elektrodenanordnungen auch in weiteren chemischen Gassensoren zum Beispiel in Form einer CV-Struktur oder einer Schottkydiode eingesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes elektronisches Bauelement in einer ersten Ausführungsform,
2 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes elektronisches Bauelement in einer zweiten Ausführungsform,
3.1 bis 3.5 alternative Ausführungsformen zur Ankontaktierung der Gate-Beschichtung eines Feldeffekttransistors.
Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes elektronisches Bauelement in einer ersten Ausführungsform dargestellt.
Ein elektronisches Bauelement 1, das zum Beispiel als Signalgeber zur Detektion von Gasen eingesetzt wird, umfasst einen gassensitiven Bereich 3.
Wenn das elektronische Bauelement ein gassensitiver Feldeffekttransistor ist, so ist der gassensitive Bereich 3 im Allgemeinen der Gate-Bereich des Feldeffekttransistors. Der gassensitive Bereich 3 kann zum Beispiel mit unterschiedlichen gassensitiven Schichten belegt werden. Durch die unterschiedlichen gassensitiven Schichten können möglichst spezifische Gasreaktionen erreicht werden. Im Allgemeinen enthalten die gassensitiven Schichten metallische Komponenten. Diese können zumindest teilweise katalytisch aktiv sein. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, dass die gesamte gassensitive Schicht aus einem katalytisch aktiven Material gefertigt ist.
Im Allgemeinen liegen die metallischen Komponenten der gassensitiven Schicht zumindest teilweise in nanokristalliner Form vor. Durch die nanokristalline Form kann eine schnelle Gasreaktion an bzw. in der gassensitiven Schicht realisiert werden, da diese vorzugsweise sehr dünn und im Allgemeinen zumindest teilweise porös ist. Die Schichtdicken der gassensitiven Schicht können dabei im Allgemeinen in Bereichen von 10 nm bis 10 μm liegen.
Als Material für die gassensitiven Schichten eignen sich – in Abhängigkeit vom zu detektierenden Gas oder zu detektierenden Bestandteil eines Gases – zum Beispiel Edelmetalle wie Palladium, Platin, Gold, Rhenium, Rhodium oder Ruthenium sowie Legierungen daraus und Nanostrukturen aus Edelmetallen und/oder Metallen, Metalloxiden und/oder weitere Oxide oder Carbide. Die das jeweils für die zu detektierende Spezies geeignete Material ist dem Fachmann bekannt.
Um ein definiertes Potential und damit einen Arbeitspunkt für den Signalgeber einstellen zu können, ist es notwendig, die gassensitiven Schichten elektrisch zu kontaktieren. Die elektrische Kontaktierung der gassensitiven Schichten erfolgt dabei durch mindestens eine Elektrode 5. Wenn das elektronische Bauelement 1 ein Feldeffekttransistor ist, handelt es sich bei den Elektroden 5 um Gate-Elektroden. Die elektrische Kontaktierung der Elektroden 5 erfolgt jeweils über einen elektrischen Anschluss 7. Der elektrische Anschluss 7 der Elektroden 5 kann dabei auf jede beliebige, dem Fachmann bekannte Art erfolgen.
Erfindungsgemäß ist die Elektrode 5 so ausgebildet, dass ein Teil der Elektrode 5 den gassensitiven Bereich 3 überdeckt. In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Elektroden 5 hierzu L-förmig ausgebildet, wobei ein erster Schenkel 9 der Elektrode außerhalb des gassensitiven Bereichs 3 angeordnet ist und ein zweiter Schenkel 11 am Rand des gassensitiven Bereichs 3 auf dem gassensitiven Bereich 3 aufliegt. Eine Überdeckung des gassensitiven Bereichs 3 durch die Elektrode 5 erfolgt somit am zweiten Schenkel 11.
Die Fläche des gassensitiven Bereichs 3, die nicht von der Elektrode 5 überdeckt ist, wird von der mindestens einen gassensitiven Schicht belegt. Die gassensitive Schicht grenzt dabei an die Elektroden 5 an. Es bildet sich eine Grenzfläche zwischen der Elektrode 5 und der gassensitiven Schicht aus. Diese Grenzfläche dient gleichzeitig als elektrischer Kontakt zwischen Elektrode 5 und gassensitiver Schicht.
Um zu vermeiden, dass an der Grenzfläche zwischen Elektrode 5 und gassensitiver Schicht bei Auftreten von thermischen Spannungen ein Kantenabriss erfolgt, ist es vorteilhaft, die Elektroden 5 und die gassensitive Schicht aus dem gleichen Material auszubilden. Alternativ ist es auch möglich, zum Beispiel Elektroden 5 und die gassensitive Schicht aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen auszubilden, wobei diese einen im Wesentlichen gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen.
Wenn die Elektroden 5 und die gassensitive Schicht das gleiche Material enthalten, so ist es möglich, die Elektroden 5 zum Beispiel in einer größeren Schichtdicke als die gassensitive Schicht auszubilden. Die größere Schichtdicke kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass ein mehrfacher Auftrag von Material auf die Elektrodenbereiche erfolgt. Wenn die Elektroden und die gassensitive Schicht aus dem gleichen Material gefertigt sind, so können die Elektroden und die gassensitive Schicht zum Beispiel im gleichen Arbeitsgang gefertigt werden. Weiterhin ist es auch möglich, das Material der Elektroden 5 zum Beispiel leicht zu modifizieren, um an den Elektroden beispielsweise einen geringeren Widerstand zu erzielen. Die Modifikation des Materials für die Elektroden 5 erfolgt dabei zum Beispiel durch Zugabe von gut elektrisch leitfähigem Material. Dieses kann dann zum Beispiel in Form einer Legierung mit dem Material, aus dem auch die gassensitive Schicht gebildet ist, vorliegen.
Das als Feldeffekttransistor ausgebildete elektronische Bauelement 1 umfasst weiterhin einen Kanalbereich 13. Der Kanalbereich 13 umfasst im Allgemeinen den Source- und dem Drain-Anschluss des Feldeffekttransistors. Der Source-Anschluss und der Drain-Anschluss weisen im Allgemeinen keinen direkten Kontakt mit der gassensitiven Schicht, die durch die Elektroden 5 kontaktiert wird, auf.
Im Allgemeinen sind der Kanalbereich 13 mit dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss, die Elektroden 5 und der gassensitive Bereich 3 mit den entsprechenden gassensitiven Schichten auf einem Halbleitermaterial als Substrat aufgebracht. Als Halbleitermaterial für das Substrat werden üblicherweise Si, SiC oder (Al) GaN oder weitere Halbleiter mit einer Bandlücke größer als 2 eV eingesetzt.
Dadurch, dass die Elektroden 5 den gassensitiven Bereich 3 zum Teil überdecken, ist ein Funktionstest zum Beispiel schon während der Produktion des Signalgebers möglich. Insbesondere lässt sich ein Funktionstest bereits durchführen, bevor die gassensitive Schicht auf den gassensitiven Bereich 3 aufgebracht ist. Auch während des Betriebes kann ein Funktionstest mit dem elektronischen Bauelement 1 durchgeführt werden. Hierzu werden zum Beispiel die Elektroden 5, die die gassensitive Schicht kontaktieren, auf ein definiertes Potential gelegt. Die im Kanalbereich 13 angeordnete Source-Elektrode und Drain-Elektrode, die zum Beispiel parallel zum Kanal 13 oder orthogonal zum Kanal liegen, werden im Potential verändert. Durch die Elektrodenflächen ohne Verbindung zur gassensitiven Schicht können Veränderungen am Kanal 13 des Signalgebers gemessen werden. Insbesondere können Änderungen an der Isolation zwischen dem Gate-Bereich und dem Kanalbereich 13 detektiert werden.
Bei mindestens zwei Elektroden 5, wie dies auch in 1 dargestellt ist, ist es weiterhin möglich, die elektrische Kontaktierung der gassensitiven Schicht sowie deren Eigenschaften, zum Beispiel eine Konstanz des Schichtwiderstands, zu messen. Die Messung erfolgt dann beispielsweise über eine Vierpunktmessung. Auf diese Weise können mögliche Veränderungen oder eine Ablösung der Schicht frühzeitig detektiert werden. Ein rechtzeitiger Austausch des elektronischen Bauelementes 1 ist dadurch möglich.
In 2 ist ein elektronisches Bauelement 1 in einer zweiten Ausführungsform dargestellt.
Das in 2 dargestellte elektronische Bauelement 1 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten elektronischen Bauelement 1 durch die Gestalt der Elektroden 5. Im Unterschied zu den L-förmigen Elektroden 5, wie diese in 1 dargestellt sind, weisen die Elektroden 5 gemäß 2 jeweils fingerartige Vorsprünge 15 auf. Zwischen den fingerartigen Vorsprüngen 15 sind jeweils Einbuchtungen 17 ausgebildet. Auf dem gassensitiven Bereich 3 liegen zwei Elektroden 5 auf, wobei die Vorsprünge 15 der einen Elektrode jeweils in die Einbuchtungen 17 der anderen Elektrode 5 eingreifen. Hierdurch entsteht eine Interdigitalstruktur der Elektroden 5. Durch die Interdigitalstruktur kann ein guter Kontakt der Elektroden 5 mit dem gassensitiven Bereich 3 und der gassensitiven Schicht erzielt werden und es können kleine Widerstände im Übergang erreicht werden. Zudem weisen die Elektroden aufgrund ihrer Struktur, wie diese in 2 dargestellt ist, eine sehr viel größere Grenzfläche zur gassensitiven Schicht auf, als dies zum Beispiel bei den Elektroden gemäß 1 der Fall ist. Hierdurch kann ein Kantenabriss, der beispielsweise an einem Teil der Elektrode auftritt, durch den Kontakt in anderen Bereichen kompensiert werden.
Neben den in 1 und 2 dargestellten Strukturen der Elektroden 5 können die Elektroden 5 jedoch auch jede beliebige andere Gestalt annehmen. Durch die beliebige Gestaltung der Elektroden 5 ist es möglich, den gassensitiven Bereich 3, der von der gassensitiven Schicht bedeckt wird, in einer beliebigen, gewünschten Form zu gestalten. Auf diese Weise kann ein genau definierter Bereich geschaffen werden, in dem die gassensitive Schicht aufgebracht wird. Bei der Gestaltung der Elektroden 5 ist dabei jeweils lediglich darauf zu achten, dass diese einen Teil des gassensitiven Bereichs 3 überdecken.
In den 3.1 bis 3.5 sind Draufsichten auf alternative Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Ankontaktierung der Gate-Beschichtung dargestellt.
In 3.1 ist die Elektrode 5 zur elektrischen Kontaktierung der gassensitiven Schicht 3 ringförmig ausgebildet. Hierbei liegt die Elektrode zumindest teilweise auf der gassensitiven Schicht auf. Die Elektrode 5 kann dabei entweder vollständig auf der gassensitiven Schicht aufliegen, wobei die äußeren Abmessungen der gassensitiven Schicht und der Elektrode 5 gleich sind oder die Elektrode 5 überlappt den gassensitiven Bereich 3.
In der in 3.2 dargestellten Ausführungsform sind die Elektroden 5 so ausgebildet, dass diese jeweils ungefähr ein Drittel des gassensitiven Bereichs 3 überdecken. Die Elektroden 5 sind dabei rechteckförmig ausgebildet.
Eine Ausführungsform mit L-förmigen Elektroden 5 ist in 3.3 dargestellt. Im Wesentlichen entspricht die in 3.3 dargestellte Ausführungsform der in 1 dargestellten Ausführungsform. Jedoch ist aufgrund der rechteckigen Gestaltung des gassensitiven Bereichs 3 die nicht von den Elektroden 5 überdeckte Fläche des gassensitiven Bereichs 3 kleiner als bei der in 1 dargestellten Ausführungsform.
Zwei weitere alternative Ausführungsformen sind in den 3.4 und 3.5 dargestellt. Hierbei sind die Elektroden jeweils in Form einer Interdigitalstruktur auf einem rechteckförmigen gassensitiven Bereich 3 ausgebildet, bei der die Elektroden 5 jeweils mit fingerartigen Vorsprüngen ineinander greifen. Die Vorsprünge sind dabei einmal wie in 3.4 dargestellt in Richtung der elektrischen Anschlüsse 7 ausgebildet und einmal, wie in 3.5 dargestellt, quer zur Richtung der elektrischen Anschlüsse 7. Das heißt, dass bei der in 3.4 dargestellten Ausführungsform der Stromfluss des Feldeffekttransistors im Gate-Bereich quer zu den Fingern der Elektroden 5 verläuft und in 3.5 in Richtung der Finger der Elektroden 5.

Claims

Elektronisches Bauelement, umfassend mindestens eine Elektrode (5) und mindestens einen gassensitiven Bereich (3) auf einem Substrat, wobei der gassensitive Bereich (3) mit mindestens einer elektrisch leitfähigen, gassensitiven Schicht belegt ist und die Elektrode (5) die gassensitive Schicht kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der mindestens einen Elektrode (5) einen Teil des gassensitiven Bereichs (3) überdeckt.
Elektronisches Bauelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem die mindestens eine Elektrode (5) gefertigt ist, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Platin, Gold, Rhenium, Rhodium, Ruthenium sowie Legierungen daraus, Titan, Titannitrid und Tantalnitrid.
Elektronisches Bauelement gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem die mindestens eine gassensitive Schicht gefertigt ist, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Platin, Gold, Rhenium, Rhodium, Ruthenium sowie Legierungen daraus und Nanostrukturen aus Edelmetallen und/oder Metallen und/oder Metalloxiden.
Elektronisches Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (5) aus dem gleichen Material gefertigt ist wie die mindestens eine gassensitive Schicht.
Elektronisches Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) eine Struktur mit Einbuchtungen (17) und Vorsprüngen (15) aufweist, um eine große Kontaktfläche zu der gassensitiven Schicht zu erhalten.
Elektronisches Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Elektroden (5) die gassensitive Schicht kontaktieren und jede Elektrode (5) mindestens einen Teil des gassensitiven Bereichs (3) überdeckt.
Elektronisches Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektroden (5) die gassensitive Schicht kontaktieren und die Struktur der Elektroden (5) eine Interdigitalstruktur ist.
Elektronisches Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Elektrode umfasst ist, die den gassensitiven Bereich (3) nicht kontaktiert.
Elektronisches Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gassensitive Bereich (3) ein Gatebereich eines gassensitiven Feldeffekttransistors ist.
Elektronisches Bauelement gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (5), die die Schicht aus dem gassensitiven Material kontaktiert, eine Gateelektrode ist.
Elektronisches Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Elektrode (5) derart modifiziert ist, dass dieses einen geringeren spezifischen Widerstand aufweist als das Material der gassensitiven Schicht.