[发明专利]气体传感器

权利要求书

1.一种用于在包括氢或含氢物质的气体中检测至少一种非含氢物质的场效应气体传感器，所述场效应气体传感器包括：

-半导体层，其具有一个表面；

-至少一个欧姆接触，其接触所述半导体；

-第一电子绝缘层，其覆盖所述半导体层的所述表面的至少一部分；

-第二绝缘层，其包括一种对氢或含氢物质基本呈化学惰性的材料，所述第二绝缘层接触所述第一电子绝缘层和所述半导体层至少之一；

-至少一个电气接触，其接触所述第二绝缘材料且包括一个导电、半导电和/或离子传导层；

其中所述场效应气体传感器被配置为使得所述至少一种非含氢物质与所述至少一个电气接触的至少一部分的相互作用影响所述导电、半导电和/或离子传导层的功函以及/或者所述半导体层中的电场，由此所述场效应气体传感器的电流-电压(I-V)或电容-电压(C-V)特性被改变，其中I-V或C-V特性的改变提供了关于所述至少一种非含氢物质在所述气体中的存在的信息。

2.根据权利要求1所述的场效应气体传感器，其中所述I-V或所述C-V特性被改变，使得施加至所述至少一个欧姆接触的电压——其用于保持穿过所述半导体层的电流恒定或者所述半导体层上的电压恒定——增大或减小，其中所述增大或减小提供了关于所述至少一种非含氢物质在所述气体中的存在的信息。

3.根据权利要求1或2所述的场效应气体传感器，其中所述场效应气体传感器选自：MIS/MOS(金属绝缘体半导体/金属氧化物半导体)电容器、肖特基二极管和场效应晶体管。

4.根据权利要求3所述的场效应气体传感器，其中所述场效应晶体管选自：金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、金属绝缘体半导体场效应晶体管(MISFET)、金属半导体场效应晶体管(MESFET)、异质结构场效应晶体管(HFET)和金属绝缘体半导体异质结构场效应晶体管(MISHFET)。

5.根据前述权利要求中任一所述的场效应气体传感器，其中所述至少一种非含氢物质选自：CO、CO₂、NO、NO₂、N₂O、SO₂、SO₃和O₂，或其任意组合。

6.根据前述权利要求中任一所述的场效应气体传感器，其中所述半导体层包括宽带隙半导体。

7.根据权利要求6所述的场效应气体传感器，其中所述宽带隙半导体选自SiC、III族氮化物和III族氮化物合金，诸如：GaN、Al_xGa_1-xN、AIN、InN、In_xGa_1-xN和ZnO，或其任意组合。

8.根据前述权利要求中任一所述的场效应气体传感器，其中所述第一电子绝缘层包括如下的材料，该材料选自：SiO₂、Al₂O₃、Ta₂O₅和V₂O₅，或其任意组合。

9.根据前述权利要求中任一所述的场效应气体传感器，其中所述对氢基本呈化学惰性的材料包括MgO。

10.根据前述权利要求中任一所述的场效应气体传感器，其中所述电气接触的所述导电、半导电和/或离子传导层传导所述至少一种非含氢物质的离子。

11.根据前述权利要求中任一所述的场效应气体传感器，其中所述导电、半导电和/或离子传导层包括如下的材料，该材料选自：Pt、Ir、Ru、Rh、RuO₂、IrO₂、La_1-xBa_xCoO₃、CeO₂、SnO₂、WO₃、TiO和导电陶瓷，或其任意组合。

12.根据前述权利要求中任一所述的场效应气体传感器，其中所述至少一种非含氢物质与所述至少一个电气接触的至少一部分的所述相互作用选自：所述至少一种非含氢物质被吸收在所述电气接触上，所述至少一种非含氢物质被吸收至所述电气接触中，以及所述电气接触上的涉及所述至少一种非含氢物质的化学反应，或其任意组合。