4-3-2-2 蕭特基奈米線經過表面修飾後的電性圖
Id=1.1391164e-6(A )@ V bg=3V Id=1.06289055e-6(A )@ V bg=3V Id=6.45635987e-8(A )@ V bg=3V
Id=5.53709524e-13(A )@ V bg=3V Id=2.628457e-13(A )@ V bg=3V Id=1.9832856e-14(A )@ V bg=3V
圖4-15、蕭特基奈米線個別經過 AEAPTMS 和金奈米粒子表面修飾後和無任何 修飾的通道電流比較圖。
圖（4-15）模擬的結構條件為最佳化後之條件：
L=1 µm，W=50 nm，H=35 nm，ND=1e15 cm-3:
¾ Forward Bias(順向偏壓情況) Positive Charge: (C=1e12 q/cm2)
△G =[Adding Positive Charge (I)]-[ No Charge (I)]= 0.071715615
參雜濃度 1e15 cm-3，通道長度為1 µm，寬度為 50 nm 的最佳化的情況下，
加上相當於正電荷濃度為1e12 q/cm2後的電導值變化量為0.071715615。
z Negative charge: (C=-1e12 q/cm2)
△G =[Adding Negative Charge (I)]-[ No Charge (I)]= 0.937475349
參雜濃度 1e15 cm-3，通道長度為1 µm，寬度為 50 nm 的最佳化的情況下，
加上相當於負電荷濃度為1e12 q/cm2後的電導值變化量為0.937475349。
¾ Reverse Bias(逆向偏壓情況) z Positive Charge: (C=1e12 q/cm2)
△G =[Adding Positive Charge (I)]-[ No Charge (I)]= 12.25237767
參雜濃度 1e15 cm-3，通道長度為1 µm，寬度為 50 nm 的最佳化的情況下，
加上相當於正電荷濃度為1e12 q/cm2後的電導值變化量為12.25237767。
z Negative charge: (C=-1e12 q/cm2)
△G=[Adding Negative Charge (I)]-[ No Charge (I)]= 1.106594969
參雜濃度 1e15 cm-3，通道長度為1 µm，寬度為 50 nm 的最佳化的情況下，
加上相當於負電荷濃度為1e12 q/cm2後的電導值變化量為1.106594969。
由此又可驗證，在通道加上等量正負電荷的分子數，操作在逆偏的電導值 改變量(△G)比操作在順偏的還顯著。在此特別說明，蕭特基奈米線並無計算靈 敏度(S)此項數值量，蕭特基奈米線 G0尚未切確被定義出(此奈米線為金屬/矽接 面)，先以基本的電導值變化(△G)量來觀察和比較。
4-3-3 矽奈米線場效電晶體和蕭特基奈米線應用於分子偵測之比較
表(4-1)為矽奈米線場效電晶體和蕭特基奈米線應用於分子偵測之電導值改 變量(△G)比較圖。
表 4-1、矽奈米線場效電晶體和蕭特基奈米線應用於分子偵測之電導值改變量 (△G)比較圖。
SiNW FET SBNW forward bias
SBNW reverse bias Positive Charge 2.740196078 0.07175615 12.25237767 Negative Charge 0.924016862 0.93747349 1.10659496
兩種元件(三種操作機制下)，以外加正電荷來比較，(△G)變化是以蕭特基接面奈 米線之逆偏操作最明顯。
兩種元件(三種操作機制下)，以外加負電荷來比較，(△G)變化是以蕭特基接 面奈米線之逆偏操作最明顯。
第五章 結論
由以上之實驗結果與討論，可以歸納出以下之結論:
1.成功利用 TCAD 模擬出矽奈米場效電晶體的特性，探討不同通道濃度，尺寸長 度，寬度，驗證在低濃度(1e15 cm-3/1e16 cm-3)、小尺寸下，閘極效應最為明顯，
電導值改變量最多，適合用於生物分子偵測，且當表面修飾不同帶電分子時，
也驗證此項趨勢，並計算出靈敏度(Sensitivity)，預測靈敏度極限(Sensitivity Limit)，提供實際實驗參考用。
2.成功利用 TCAD 模擬出蕭特基二極體的基本特性，並驗證蕭特基二極體逆向偏 壓電流之閘極效應較順向偏壓電流明顯，且當表面修飾不同帶電分子時，逆向 偏壓電流之改變亦較為明顯。因此，逆向偏壓電流為蕭特基二極體生物感測器 之主要感測機制。
3.成功驗證上述兩項結論後，再比較此兩種元件，得到:蕭特基二極體奈米線在小 尺寸(矽奈米線部分通道長 1 µm;通道寬度 50 nm ~ 100 nm)低濃度參雜(1e15 cm-3/1e16 cm-3)的逆偏電壓操作下，可達到比順偏操作和矽奈米線場效電晶體 更顯著的閘極效應。由以上所得到之結果，我們預測在未來，蕭特基二極體之 生物感測器可能超越場效電晶體，成為未來應用於生物分子感測之主要元件。
4.藉由上述幾項成功驗證，也利用 TCAD 建立了所探討設計之目標元件之物理模 型，也對於仿效生物分子帶電荷數量與電性結合元件的操作下，展現合理的趨 勢，建立近似對於將來實驗提供正確可靠的參考平台。