Capacitor mos como sensor de potássio (K+) em soluções aquosas

Abstract

Este trabalho mostra como as características elétricas de capacitores MOS (Metal-Óxido-Semicondutor) podem ser influenciadas quando estes são submetidos à presença de potássio presente em uma solução. O estudo e entendimento dos efeitos decorrentes dos experimentos visam propor um primeiro passo para a confecção e caracterização de dispositivos sensores deste composto através de tais efeitos. Durante os experimentos é notável o pronunciamento de uma característica conhecida como “injeção lateral de elétrons”, que influencia no valor de capacitância mínima do dispositivo. Durante as medidas, constata-se que este efeito pode ser um caminho de estudo bastante interessante no que diz respeito à influência que os íons de potássio exercem na estrutura quando estes são inseridos no óxido, interagindo de maneira significativa na interface óxido-silício. O trabalho explora como os efeitos da temperatura, tempo de exposição e concentração da solução podem influenciar na difusão dos íons nas amostras, assim como confrontar os resultados para diferentes dimensões e geometrias dos dispositivos. Ao fim deste é possível observar que estruturas menores em termos de dimensão apresentam maior confiabilidade.

This work shows how the electrical characteristics of MOS (Metal-OxideSemiconductor) capacitors can be influenced when they are subjected to the presence of potassium present in a solution. The study and understanding of the effects resulting from the experiments aim to propose a first step for the manufacture and characterization of sensing devices since this compound through such effects. During the experiments, the pronouncement of a characteristic known as “lateral electron injection”, which influences the minimum capacitance value of the device, is remarkable. During the measurements, it appears that this effect can be a very interesting study path with regard to the influence that potassium ions have on the structure when they are inserted in the oxide, interacting significantly in the oxidesilicon interface. The work explores how the effects of temperature, exposure time and solution concentration can influence the diffusion of ions in the samples, as well as compare the results for different dimensions and geometries of the devices. At the end of this it is possible to observe that smaller structures in terms of dimension have greater reliability.