Entwicklung eines integrierten CMOS-kompatiblen Sensorsystems zur Messung der elektrolytischen Leitfähigkeit

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der mikroelektronischen Realisierung von Leitfähigkeitssensoren. Dabei werden sowohl die Meßfühler (Elektroden) als auch sämtliche elektronischen Komponenten auf einem gemeinsamen Siliziumsubstrat hergestellt. Unter der Randbedingung dieser vollständig monolithischen Integration werden dabei zwei Ansätze verfolgt: Neben einem direkten galvanischen Kontakt durch integrierte Platinelektroden werden solche mit kapazitiver Kopplung vorgestellt. Beide Elektrodenarten lassen sich kompatibel zur CMOS-Technologie planar auf der Siliziumoberfläche herstellen. Ihre elektrischen Eigenschaften werden anhand von Messungen erläutert sowie Modelle zur Beschreibung des Verhaltens im Zeit- und im Frequenzbereich angegeben. Die geringe Größe der integrierten Elektroden führt zu stark ausgeprägtem nichtidealen Verhalten bezüglich der auftretenden Übergangsimpedanzen. Es wird ein Meßverfahren vorgestellt, das diesen speziellen Eigenschaften Rechnung trägt.