[发明专利]有配置为维持ISFET管芯压电电阻的基底或结合层的pH传感器

摘要

本文公开了有配置为维持ISFET管芯压电电阻的基底或结合层的pH传感器。这里描述的实施例提供了配置用于在压力和温度范围上使用的pH传感器。pH传感器的ISFET管芯用结合层结合到pH传感器的基底，结合层设置在基底和ISFET管芯之间。跨压力和温度范围的压力和温度改变在pH传感器内生成环境力。此外，基底或结合层或二者在压力和温度范围上改变体积，并且基底或结合层或二者被配置使得体积改变引起抵消力，所述抵消力与环境力的至少一部分对立。抵消力被配置为在压力和温度范围上将ISFET管芯从漏极到源极的压电电阻的改变维持为小于0.5％。

主权项

1.一种配置用于在压力和温度范围上使用的pH传感器（2），所述pH传感器包括：基底（70）；离子敏感场效应晶体管（ISFET）管芯（10），其包括响应pH的离子感测部分（12），其中离子敏感场效应晶体管管芯结合到基底，其中离子敏感场效应晶体管管芯的离子感测部分被配置为暴露于介质，并且其中离子感测部分输出与介质的pH水平相关的信号；结合层（20），其设置在基底和离子敏感场效应晶体管管芯之间，结合层结合到基底和离子敏感场效应晶体管管芯，并且其中结合层包括第一成分的结合剂材料；其中跨压力和温度范围的压力和温度改变在pH传感器内生成环境力；并且其中结合层或基底中的至少一个由被配置为具有以下中的至少一个的材料组成：在第一方向上的热膨胀系数（CTE）、在一个方向上的弹性模数以及在一个方向上的泊松比，在第一方向上的热膨胀系数（CTE）与在第二方向上的热膨胀系数不同，在所述一个方向上的弹性模数与其在第二方向上的弹性模数不同，在所述一个方向上的泊松比与在第二方向上的泊松比不同；其中在不同方向上的材料的热膨胀系数的差异、在不同方向上的材料的弹性模数的差异或在不同方向上的材料的泊松比的差异导致在压力和温度范围上的体积改变，而引起抵消力，所述抵消力与环境力的至少一部分对立，并且其中抵消力被配置为在压力和温度范围上将离子敏感场效应晶体管管芯从漏极到源极的压电电阻的改变维持为小于0.5%。