DE3308656C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3308656C2 DE3308656C2 DE19833308656 DE3308656A DE3308656C2 DE 3308656 C2 DE3308656 C2 DE 3308656C2 DE 19833308656 DE19833308656 DE 19833308656 DE 3308656 A DE3308656 A DE 3308656A DE 3308656 C2 DE3308656 C2 DE 3308656C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solution
- spin coating
- layer
- aluminum
- annealing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/333—Ion-selective electrodes or membranes
- G01N27/3335—Ion-selective electrodes or membranes the membrane containing at least one organic component
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer für
Natriumionen sensitiven Schicht nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Schicht, die bei
einem ionensensitiven Feldeffekttransistor, der auch ISFET
genannt wird, anwendbar ist.
Der ionensensitive Feldeffekttransistor (ISFET) ist ein
Halbleiterbauelement zur Messung von Ionen in wässerigen
Lösungen. Es besteht aus einem Feldeffekttransistor,
dessen Gatemetallisierung durch eine Elektrolytlösung und
eine darin eintauchende Bezugselektrode ersetzt ist.
Werden ionensensitive Materialien als dünne Schicht auf
die Gateflächen des Transistors aufgebracht, so reagiert
dieser selektiv auf bestimmte Ionen. Aus der Zeitschrift
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, BME-25 (1981),
Seiten 184 bis 191, ist eine Natrium(Na)ionen-sensitive
Schicht bekannt, zu deren Herstellung eine Lösung verwendet
wird, die Orthokieselsäuretetraethylester, Aluminiumtributylat
und Natriummethylat enthält. Diese Lösung wird
durch Aufschleudern ("spin-on-Verfahren") auf ein entsprechendes
ISFET-Halbleiterbauelement aufgebracht. Diese
Lösung hat den Nachteil, daß die erwähnten chemischen
Bestandteile so stark hygroskopisch sind, daß deren gewerblicher
Einsatz unwirtschaftliche Sicherheit- und/oder
Vorsichtsmaßnahmen erfordert. Aus der Zeitschrift Biophys.
Journal, Vol. 2, (1962), Seiten 259 bis 323, sind weiterhin
Natrium-Aluminium-Silikatgläser bekannt, deren Selektivität
gegenüber Natrium zunimmt, wenn der Aluminiumgehalt
des Glases steigt, bei gleichbleibendem Si-Gehalt. Eine
dort angegebene vorteilhafte Na-sensitive Schicht enthält
25 Gew.-% Na, 25 Gew.-% Al und 50 Gew.-% Si. Eine derartig
zusammengesetzte Schicht ist jedoch nicht herstellbar aus
einer Lösung, die in einem Aufschleuderverfahren für
Halbleiterbauelemente anwendbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes
Verfahren dahingehend zu verbessern, daß eine wirtschafliche
Herstellung einer für Na⁺-Ionen empfindlichen Schicht
ermöglicht, die insbesondere auf einem Halbleiterbauelement
(ISFET) angebracht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den
Unteransprüchen entnehmbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
Die Erfindung beruht auf einem Silizium-Aluminium-Ester
mit der allgemeinen Form
bei der R, R′ Alkylgruppen bedeuten. Die angegebene Form
des Esters bezeichnet lediglich eine durchschnittliche
Zusammensetzung, da der Ester im allgemeinen nicht als
einheitliche Substanz vorliegt. Es ist jedoch ein Verhältnis
von Al zu Si von ungefähr 1 : 1 vorgegeben. Der Ester
ist so stark hygroskopisch, daß die in der allgemeinen
Raumluft vorhandene Luftfeuchtigkeit von ungefähr 50%
relativer Feuchte ausreicht, um bei einem in der Halbleitertechnologie
geläufigem Aufschleudervorgang ("spin-on-Verfahren")
eine Schichtbildung zu bewirken. Diese Eigenschaften
des Esters ermöglichen eine kostengünstige Herstellung
einer Na⁺-ionensensitiven Schicht für einen ISFET
mit einer aufschleuderbaren Lösung (spin-on-Lösung), die
beispielsweise mit folgenden Substanzen angesetzt wird:
5 ml Al-Si-Ester mit R=C₂H₅
R′=C₄H₉ (sek)
R′=C₄H₉ (sek)
0,13 g Natrium
30 g Ethanol
1 ml Polypropylenglycol
30 g Ethanol
1 ml Polypropylenglycol
Dabei dient das schwerflüchtige Lösungsmittel Polypropylenglycol
als Weichmacher, der eine Verkrustung der aufgeschleuderten
Schicht vermeidet. Nach dem Aufschleudern
bei ungefähr 6000 U/min und einer Temperung bei ungefähr
1000°C entsteht auf einem Halbleiterbauelement (ISFET)
eine ungefähr 75 nm dicke Schicht, die ungefähr 22 Gewichtsprozent
(Gew.-%) Na₂O, 33 Gew.-% Al₂O₃ und 45 Gew.-% SiO₂
enthält. Diese Zusammensetzung entspricht ungefähr dem
Kationenverhältnis der angesetzten Lösung.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung einer für Natriumionen sensitiven
Schicht, die insbesondere auf einen ionensensitiven Feldeffekttransistor
angebracht wird durch Aufschleudern einer
Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lösung mindestens
ein Aluminium-Silizium-Ester verwendet wird, welcher
der Formel (RO)₃Si-O-Al(OR′)₂ entspricht, in der R, R′
voneinander verschiedene Alkylgruppen bedeuten, daß die
Lösung Natriumionen enthält und daß nach dem Aufschleudern
eine Temperung vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Aluminium-Silizium-Ester mit den Alkylgruppen R=C₂H₅
und R′=C₄H₉ (sek) verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Natriummetall in wasserfreiem Alkohol
gelöst wird, um Wasser in der Lösung zu vermeiden, daß die
Lösung in einem wasserfreien Zustand gelagert wird und daß
der Lösung während des Aufschleuderns dampfförmiges Wasser
zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung ein schwerflüchtiges
Lösungsmittel enthält, so daß eine Verkrustung der
während des Aufschleuderns abgeschiedenen Schicht vermieden
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das schwerflüchtige Lösungsmittel Polypropylenglycol
enthält.
6. Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschleudern bei Raumtemperatur
vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufschleudern durch
Temperung in einem Temperaturbereich von 800°C bis 1200°C
eine Schicht erzeugt wird, die ungefähr 22 Gew.-% Na₂O, 33 Gew.-%
Al₂O₃ und 45 Gew.-% SiO₂ enthält.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einem ISFET eine Schicht
erzeugt wird, deren Dicke im Bereich von 20 nm bis 200 nm
liegt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833308656 DE3308656A1 (de) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | Verfahren zur herstellung einer natriumionen sensitiven schicht |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833308656 DE3308656A1 (de) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | Verfahren zur herstellung einer natriumionen sensitiven schicht |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3308656A1 DE3308656A1 (de) | 1984-09-13 |
DE3308656C2 true DE3308656C2 (de) | 1992-02-13 |
Family
ID=6193159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833308656 Granted DE3308656A1 (de) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | Verfahren zur herstellung einer natriumionen sensitiven schicht |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3308656A1 (de) |
-
1983
- 1983-03-11 DE DE19833308656 patent/DE3308656A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3308656A1 (de) | 1984-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2631628C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von kolloidalen Vanadiumpentoxidlösungen, die zur Erzeugung einer antistatischen Schicht auf hydrophoben Oberflächen verwendet werden | |
DE69109083T2 (de) | Glasfaserzusammensetzungen. | |
DE69201707T2 (de) | Chromfreies Verfahren und Zusammensetzung zum Schutz von Aluminium. | |
DE3434983C2 (de) | Gelbildendes organophiles Schichtsilikat, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung | |
DE2635140A1 (de) | Brillenlinse mit hoher mechanischer festigkeit | |
DE3730410A1 (de) | Substrat zur verwendung bei einem elektronischen anzeigegeraet, einer solarzelle und dergleichen mit duennem film | |
DE69807036T2 (de) | Seltenerd Dauermagnet mit hohem Korrosionswiderstand | |
DE4035418C2 (de) | Wolframoxid/Zinnoxid-Verbundsol sowie Metalloxidsol und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE3032771C2 (de) | ||
EP3473604B1 (de) | Gläser mit verbesserter hydrolytischer und laugenbeständigkeit | |
DE3735817A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer ueberzugsloesung aus hydroxysilan und/oder einem oligomer davon | |
DE2722900A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer eine fluessigkristallschicht homoeotrop orientierenden schicht | |
DE69223874T2 (de) | Gläser für elektronische Substrate und daraus hergestellte Produkte | |
EP0204240A2 (de) | Gelbildendes organophiles Schichtsilikat, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung | |
DE3308656C2 (de) | ||
DE3443624A1 (de) | Verfahren zur erhoehung der waermestossfestigkeit von phosphatlaserglas | |
DE68921139T2 (de) | Polarisationsfilter. | |
DE2235814B2 (de) | Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Glasformkörpern durch Aufbringen / einer wäßrigen, Aluminiumphosphat enthaltenden Lösung auf die erhitzte Glasoberfläche und Lösung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE1622934B2 (de) | Farbphotographisches silberhalogenidhaltiges aufzeichnungsmaterial | |
DE2900116C2 (de) | Verfahren zur Erhöhung der chemischen Beständigkeit von Glasfasern | |
DE2925370B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von kolloidalen Vanadiumpentoxidlösungen, die zur Erzeugung einer antistatischen Schicht auf hydrophoben Oberflächen verwendet werden | |
DE874047C (de) | Verfahren zur Herstellung einer mit einer Oxydschicht bedeckten Elektrode fuer Elektrolyt- oder Metalloxydkondensatoren | |
DE1596759B1 (de) | Verfahren zur herabsetzung der schaedigung von glasober flaechen bei der behandlung in einem alkalisalzschmelz bad insbesondere zum zwecke der oberflaechenverfestigung | |
DE1281183B (de) | Elektrode zur Messung von Ionen-Potentialen und Verfahren zur Oberflaechenbehandlungeiner kationenempfindlichen Membran | |
DE940139C (de) | Verfahren zur Herstellung reflexmindernder Schichten auf optisch wirksamen Flaechen,z. B. Glasflaechen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER-BENZ AKTIENGESELLSCHAFT, 70567 STUTTGART, |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |