JP2001147215A - 有機材料に基づいてサンプル中の被分析物を検出するための装置 - Google Patents
有機材料に基づいてサンプル中の被分析物を検出するための装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サンプル中の被分析物を検出する。
【解決手段】 少なくとも誘電体材料を備えた活性層
と、ソース電極と、ドレイン電極と、ソースとドレイン
の間で電流の通過路として動作する半導体基板とを備え
た装置を提供する。上記半導体の層のコンダクタンス
は、検出するべき被分析物を含んだサンプルと、上記活
性層の相互作用によって影響されることができる。価格
の低さ、使い捨てできること、装置のドリフトの減少及
び生物医学や薬学へのアプリケーションへの好適さが得
られるように装置は製造される。これらの要求を満たす
ために、このアプリケーションで記述された装置は、有
機物を含む材料に基づく。
と、ソース電極と、ドレイン電極と、ソースとドレイン
の間で電流の通過路として動作する半導体基板とを備え
た装置を提供する。上記半導体の層のコンダクタンス
は、検出するべき被分析物を含んだサンプルと、上記活
性層の相互作用によって影響されることができる。価格
の低さ、使い捨てできること、装置のドリフトの減少及
び生物医学や薬学へのアプリケーションへの好適さが得
られるように装置は製造される。これらの要求を満たす
ために、このアプリケーションで記述された装置は、有
機物を含む材料に基づく。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生物医学及び工業
のアプリケーションに対して特に重要である化学感応性
を有する電界効果トランジスタ（ＣＨＥＭＦＥＴ（Chem
ically SensitiveField-Effect Transistor））として
知られる装置のクラスに属するサンプル中の被分析物を
検出するための装置に関する。
のアプリケーションに対して特に重要である化学感応性
を有する電界効果トランジスタ（ＣＨＥＭＦＥＴ（Chem
ically SensitiveField-Effect Transistor））として
知られる装置のクラスに属するサンプル中の被分析物を
検出するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】あるサンプルの化学的特性を検出し、測
定しかつモニタするための方法にはかなりの重要性が存
在する。サンプルは、固体、溶液、ガス、蒸気又はそれ
らの混合物であることができる。上記サンプルの化学的
特性は、サンプル中に存在する被分析物によって決定さ
れ、被分析物は、例えば、電解質、生体分子、又は中性
分子であることができる。
定しかつモニタするための方法にはかなりの重要性が存
在する。サンプルは、固体、溶液、ガス、蒸気又はそれ
らの混合物であることができる。上記サンプルの化学的
特性は、サンプル中に存在する被分析物によって決定さ
れ、被分析物は、例えば、電解質、生体分子、又は中性
分子であることができる。
【０００３】化学感応性を有する電界効果トランジスタ
（ＣＨＥＭＦＥＴ）として知られる装置のクラスに属す
る化学センサーは、生物医学及び工業のアプリケーショ
ンに対して特に重要である。化学感応性を有する電界効
果トランジスタは、装置がさらされているサンプルの化
学的特性を測定する。ＣＨＥＭＦＥＴにおいて、ゲート
誘電体の表面における変化は、電界効果トランジスタの
チャネルの中の電場の変調を介して検出される。そのよ
うな化学的変化は、例えば水溶液中にイオンが存在する
ことによって誘発することができ、また、電気的に不活
性な有機化合物の、電界効果トランジスタのゲートに接
触した生物学的な検出素子との相互作用によって誘発す
ることもできる。この方法で、水溶液中のイオン又は有
機物の生体分子（例えばグルコース、コレステロールな
ど）の濃度を測定することができる。このタイプの装置
について１つの将来有望なアプリケーションは、基礎的
調査又は薬物の特性の研究のための細胞の代謝のモニタ
リングに関係している。
（ＣＨＥＭＦＥＴ）として知られる装置のクラスに属す
る化学センサーは、生物医学及び工業のアプリケーショ
ンに対して特に重要である。化学感応性を有する電界効
果トランジスタは、装置がさらされているサンプルの化
学的特性を測定する。ＣＨＥＭＦＥＴにおいて、ゲート
誘電体の表面における変化は、電界効果トランジスタの
チャネルの中の電場の変調を介して検出される。そのよ
うな化学的変化は、例えば水溶液中にイオンが存在する
ことによって誘発することができ、また、電気的に不活
性な有機化合物の、電界効果トランジスタのゲートに接
触した生物学的な検出素子との相互作用によって誘発す
ることもできる。この方法で、水溶液中のイオン又は有
機物の生体分子（例えばグルコース、コレステロールな
ど）の濃度を測定することができる。このタイプの装置
について１つの将来有望なアプリケーションは、基礎的
調査又は薬物の特性の研究のための細胞の代謝のモニタ
リングに関係している。
【０００４】ＣＨＥＭＦＥＴ装置の間で、イオン感応性
を有する電界効果トランジスタは最もよく知られてい
る。イオン感応性を有する電界効果トランジスタ（ＩＳ
ＦＥＴ（ion sensitive field-effect transistor））
の概念は１９７０年にP. Bergveldによって導入された
［P. Bergveld, IEEE Trans. Biomed. Eng., BME-17, 1
970, pp. 70］。通常のＭＯＳＦＥＴの金属のゲートを
省き、誘電体の層を電解液にさらすとき、トランジスタ
の特性は電解液のイオン活性度に影響されるということ
が立証された。古典的なＩＳＦＥＴの概略図が図１に図
示されている。装置のシリコン基板（１）は、ソース領
域（３）とドレイン領域（２）の間で電流の通過路とし
て動作する。双方の領域は金属の電極（５）によって接
触されている。誘電体の層（４）は、溶液（７）にさら
されたイオン選択性の膜（６）によって覆われている。
装置は封止材料（encapsulating material）（９）によ
って封止されている。オプションで、基準電極（８）を
備えることができる。ＩＳＦＥＴは初め、水溶液中のｐ
Ｈ及びＮａ+活性度の検出のために開発された（C. D. F
ung, P. W. Cheung and W. H. Ko, IEEE Trans. El. De
v., Vol. ED-33, No. 1,1986, pp.8-18）。装置のカチ
オン感応性は、ゲート誘電体の表面上における表面水酸
基のイオン化及び錯体化によって決定される。Ｃａ2+，
Ｋ+活性度のモニタリングのためのＩＳＦＥＴ装置もま
た製造された。これらのイオンに対する感応性は、ゲー
ト誘電体と接触した感応プラスチック膜（ＰＶＣ）を組
み込むことによって達成された。ゆえに、これらのセン
サは膜の電荷における、又は膜内外のポテンシャルにお
ける変化を検出する。イオンの測定のためのＣＨＥＭＦ
ＥＴ装置（ＩＳＦＥＴ）の使用に加えて、またＣＨＥＭ
ＦＥＴは有機分子の検出のための酵素感応性（enzyme-s
ensitive）を有するＦＥＴ（ＥＮＦＥＴ）として、又は
免疫化学薬品（抗原、抗体）のモニタリングのための免
疫感応性（immuno-sensitive）を有するＦＥＴ（ＩＭＦ
ＥＴ）として使用された。
を有する電界効果トランジスタは最もよく知られてい
る。イオン感応性を有する電界効果トランジスタ（ＩＳ
ＦＥＴ（ion sensitive field-effect transistor））
の概念は１９７０年にP. Bergveldによって導入された
［P. Bergveld, IEEE Trans. Biomed. Eng., BME-17, 1
970, pp. 70］。通常のＭＯＳＦＥＴの金属のゲートを
省き、誘電体の層を電解液にさらすとき、トランジスタ
の特性は電解液のイオン活性度に影響されるということ
が立証された。古典的なＩＳＦＥＴの概略図が図１に図
示されている。装置のシリコン基板（１）は、ソース領
域（３）とドレイン領域（２）の間で電流の通過路とし
て動作する。双方の領域は金属の電極（５）によって接
触されている。誘電体の層（４）は、溶液（７）にさら
されたイオン選択性の膜（６）によって覆われている。
装置は封止材料（encapsulating material）（９）によ
って封止されている。オプションで、基準電極（８）を
備えることができる。ＩＳＦＥＴは初め、水溶液中のｐ
Ｈ及びＮａ+活性度の検出のために開発された（C. D. F
ung, P. W. Cheung and W. H. Ko, IEEE Trans. El. De
v., Vol. ED-33, No. 1,1986, pp.8-18）。装置のカチ
オン感応性は、ゲート誘電体の表面上における表面水酸
基のイオン化及び錯体化によって決定される。Ｃａ2+，
Ｋ+活性度のモニタリングのためのＩＳＦＥＴ装置もま
た製造された。これらのイオンに対する感応性は、ゲー
ト誘電体と接触した感応プラスチック膜（ＰＶＣ）を組
み込むことによって達成された。ゆえに、これらのセン
サは膜の電荷における、又は膜内外のポテンシャルにお
ける変化を検出する。イオンの測定のためのＣＨＥＭＦ
ＥＴ装置（ＩＳＦＥＴ）の使用に加えて、またＣＨＥＭ
ＦＥＴは有機分子の検出のための酵素感応性（enzyme-s
ensitive）を有するＦＥＴ（ＥＮＦＥＴ）として、又は
免疫化学薬品（抗原、抗体）のモニタリングのための免
疫感応性（immuno-sensitive）を有するＦＥＴ（ＩＭＦ
ＥＴ）として使用された。
【０００５】ＣＨＥＭＦＥＴは、従来の化学選択性の電
極に対して重要な利点を示す。通常、ＣＨＥＭＦＥＴ
は、小型化と大量生産の利点を提供する標準的なＣＭＯ
Ｓ技術を用いて製造される。生物医学の分野では、小型
化されたセンサのアプリケーションに対するとくに重要
な領域が存在する。上記センサは留置カテーテルのチッ
プに装着され、それを通じて血液の電解質及びパラメー
タをモニタリングすることに対するそれらの実現可能性
が立証される。
極に対して重要な利点を示す。通常、ＣＨＥＭＦＥＴ
は、小型化と大量生産の利点を提供する標準的なＣＭＯ
Ｓ技術を用いて製造される。生物医学の分野では、小型
化されたセンサのアプリケーションに対するとくに重要
な領域が存在する。上記センサは留置カテーテルのチッ
プに装着され、それを通じて血液の電解質及びパラメー
タをモニタリングすることに対するそれらの実現可能性
が立証される。
【０００６】上記製造方法は、マルチイオンセンサの製
造と、複数のスマートセンサ及びセンサアレーの集積と
の付加的な利点を提供する。ＣＨＥＭＦＥＴを使用する
ことの別の利点は、被分析物の濃度の関数におけるポテ
ンシャルの対数的な応答であり、このタイプの応答は広
い濃度の範囲が調査されているときは興味深い。ＣＨＥ
ＭＦＥＴ装置の応答は電界効果によって開始されるの
で、この応答は従来の化学感応性を有する電極と比較し
て非常に速い。現在では、全てのＣＨＥＭＦＥＴ装置は
シリコン、又はシリコンに基づいた材料に基づいてい
る。
造と、複数のスマートセンサ及びセンサアレーの集積と
の付加的な利点を提供する。ＣＨＥＭＦＥＴを使用する
ことの別の利点は、被分析物の濃度の関数におけるポテ
ンシャルの対数的な応答であり、このタイプの応答は広
い濃度の範囲が調査されているときは興味深い。ＣＨＥ
ＭＦＥＴ装置の応答は電界効果によって開始されるの
で、この応答は従来の化学感応性を有する電極と比較し
て非常に速い。現在では、全てのＣＨＥＭＦＥＴ装置は
シリコン、又はシリコンに基づいた材料に基づいてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の装置の商業的なアプリケーションをある程度阻害した
いくつかの問題が存在する。ＣＨＥＭＦＥＴの最も重要
な問題は装置のドリフトである。ドリフトは、典型的に
は、ＦＥＴのしきい値電圧における相対的にゆっくりと
した、単調な、一時的な変化として特徴付けられる。結
果として、サンプルの化学的特性（例えばイオン活性
度）の正しくない評価値が測定される。この問題は、例
えば、高い正確さが要求される、生理学的なイオンの活
性度又は濃度の測定（例えば血液の電解質のモニタリン
グ）に対してより著しい。ゆえに、この種のアプリケー
ションにおけるシリコンに基づいたＣＨＥＭＦＥＴの使
用は非常に限定される。ＣＨＥＭＦＥＴ装置を使用する
ことに対する別の限定要素は、これらの装置の高い製造
コストである。医学へのアプリケーションに対しては、
使い捨て装置に主として関心が持たれ、このことは非常
に安価な装置を意味する。医学及び薬学へのアプリケー
ションに対して、プラスチックの材料の中に集積化する
ことができる装置が最も好適である。
の装置の商業的なアプリケーションをある程度阻害した
いくつかの問題が存在する。ＣＨＥＭＦＥＴの最も重要
な問題は装置のドリフトである。ドリフトは、典型的に
は、ＦＥＴのしきい値電圧における相対的にゆっくりと
した、単調な、一時的な変化として特徴付けられる。結
果として、サンプルの化学的特性（例えばイオン活性
度）の正しくない評価値が測定される。この問題は、例
えば、高い正確さが要求される、生理学的なイオンの活
性度又は濃度の測定（例えば血液の電解質のモニタリン
グ）に対してより著しい。ゆえに、この種のアプリケー
ションにおけるシリコンに基づいたＣＨＥＭＦＥＴの使
用は非常に限定される。ＣＨＥＭＦＥＴ装置を使用する
ことに対する別の限定要素は、これらの装置の高い製造
コストである。医学へのアプリケーションに対しては、
使い捨て装置に主として関心が持たれ、このことは非常
に安価な装置を意味する。医学及び薬学へのアプリケー
ションに対して、プラスチックの材料の中に集積化する
ことができる装置が最も好適である。
【０００８】シリコンに基づいたＣＨＥＭＦＥＴに対し
ては、プラスチック材料への集積化は容易ではない。
ては、プラスチック材料への集積化は容易ではない。
【０００９】従来技術において、有機材料に基づく薄い
フィルムトランジスタが製造された。Garnier（Garnier
F., Hajlaoui R., Yassar A., Srivastava P., Scienc
e, 1994, Vol. 265, p 1684）は、薄いフィルムトラン
ジスタにポリマー材料を使用することを提案している。
ポリマー材料の選択は装置のアプリケーション、すなわ
ちトランジスタとしてのアプリケーションによって決定
される。有機材料、及びより特別にポリマー材料は、す
でに、ソリッドステートトランスデューサ（無機材料）
と協働して検出部品（sensitive parts）として使用さ
れ、又は特定の相互作用のために生体分子（例えば酵
素）を固定するための膜として使用された（G. Harsany
i, Polymer Films in Sensor Applications - Technolo
gy, Materials, Devices and Their Characteristics,
TECHNOMIC Publishing Co. Inc. Lancaster-Basel, 199
5, p 53-92 and p 149-155; G. Bidan, Sensors and Ac
tuators B, Vol 6, 1992, pp. 45-56）。電気伝導性の
共役ポリマーに基づいた（ＥＣＰ（electroconducting
conjugated polymers）に基づいた）化学センサにおい
て、ＥＰＣ層と検出される被分析物の間に直接の相互作
用が存在する。検出機構はＥＣＰ層とサンプルとの間の
イオン交換に基づく。ゆえに、ドープされたＥＣＰ層が
必要とされる。主な不都合な点は、導体層に必要とされ
る電気化学的堆積であるが、なぜならば、この堆積技術
は制御することがやや困難であり、結果として上記層の
堆積の均一さと再現可能性が低くなるからである。さら
に、ドープされた共役ポリマー層の電着も、より複雑
な、マルチステップの処理を意味する。これに加えて、
電気重合（electropolymerization）反応のために、電
気伝導性の共役ポリマー層は常にｐ−ドープされ、この
ことはアニオンのみを検出できることを意味する。さら
に、堆積プロセスは電極が金属材料又はガラス状の炭素
（glassy carbon）からできていることを必要とする。
フィルムトランジスタが製造された。Garnier（Garnier
F., Hajlaoui R., Yassar A., Srivastava P., Scienc
e, 1994, Vol. 265, p 1684）は、薄いフィルムトラン
ジスタにポリマー材料を使用することを提案している。
ポリマー材料の選択は装置のアプリケーション、すなわ
ちトランジスタとしてのアプリケーションによって決定
される。有機材料、及びより特別にポリマー材料は、す
でに、ソリッドステートトランスデューサ（無機材料）
と協働して検出部品（sensitive parts）として使用さ
れ、又は特定の相互作用のために生体分子（例えば酵
素）を固定するための膜として使用された（G. Harsany
i, Polymer Films in Sensor Applications - Technolo
gy, Materials, Devices and Their Characteristics,
TECHNOMIC Publishing Co. Inc. Lancaster-Basel, 199
5, p 53-92 and p 149-155; G. Bidan, Sensors and Ac
tuators B, Vol 6, 1992, pp. 45-56）。電気伝導性の
共役ポリマーに基づいた（ＥＣＰ（electroconducting
conjugated polymers）に基づいた）化学センサにおい
て、ＥＰＣ層と検出される被分析物の間に直接の相互作
用が存在する。検出機構はＥＣＰ層とサンプルとの間の
イオン交換に基づく。ゆえに、ドープされたＥＣＰ層が
必要とされる。主な不都合な点は、導体層に必要とされ
る電気化学的堆積であるが、なぜならば、この堆積技術
は制御することがやや困難であり、結果として上記層の
堆積の均一さと再現可能性が低くなるからである。さら
に、ドープされた共役ポリマー層の電着も、より複雑
な、マルチステップの処理を意味する。これに加えて、
電気重合（electropolymerization）反応のために、電
気伝導性の共役ポリマー層は常にｐ−ドープされ、この
ことはアニオンのみを検出できることを意味する。さら
に、堆積プロセスは電極が金属材料又はガラス状の炭素
（glassy carbon）からできていることを必要とする。
【００１０】本発明の１つの目的は、サンプル中の被分
析物を検出するための改良された装置を記述することで
あり、上記改良された装置は、低価格、使い捨てできる
こと、装置の減少されたドリフト、及び医学及び薬学の
アプリケーションへの好適さのような有利な特性と、既
存のＣＨＥＭＦＥＴ装置の利点を組合わせる。
析物を検出するための改良された装置を記述することで
あり、上記改良された装置は、低価格、使い捨てできる
こと、装置の減少されたドリフト、及び医学及び薬学の
アプリケーションへの好適さのような有利な特性と、既
存のＣＨＥＭＦＥＴ装置の利点を組合わせる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様にお
いて、少なくとも１つの誘電体材料を備えた活性層と、
ソース電極と、ドレイン電極と、上記ソース電極と上記
ドレイン電極の間に電流の通過路を提供する半導体の層
とを備え、サンプル中の被分析物を検出するための装置
が開示され、上記半導体基板は有機物を含む半導体材料
からなり、上記活性層の上記誘電体材料は十分に上記半
導体の層と接触している。上記装置は、上記活性層が上
記サンプルと接触し、上記活性層が上記検出するための
被分析物を含む上記サンプルと接触しているとき、上記
半導体の層の導電率に影響するように設けられることを
特徴とする。上記被分析物は、ここで用いられるよう
に、酵素、免疫化学薬品、ホルモン及び還元可能なガス
（reducible gas）のような複数のイオン、複数の中性
分子及び複数の生体分子を備えるがこれらに制限されな
い、任意の化学的な分子、原子又はイオンとして理解さ
れる。サンプルは、ここで用いられるように、固体、溶
液、気体、蒸気、又は少なくとも被分析物を備えたそれ
らの混合物として理解される。本発明の目的に関して、
検出することは、サンプル中に存在する少なくとも１つ
の被分析物を、決定すること、識別すること、濃度又は
活性度を測定すること、濃度又は活性度の変化を測定す
ることを意味する。
いて、少なくとも１つの誘電体材料を備えた活性層と、
ソース電極と、ドレイン電極と、上記ソース電極と上記
ドレイン電極の間に電流の通過路を提供する半導体の層
とを備え、サンプル中の被分析物を検出するための装置
が開示され、上記半導体基板は有機物を含む半導体材料
からなり、上記活性層の上記誘電体材料は十分に上記半
導体の層と接触している。上記装置は、上記活性層が上
記サンプルと接触し、上記活性層が上記検出するための
被分析物を含む上記サンプルと接触しているとき、上記
半導体の層の導電率に影響するように設けられることを
特徴とする。上記被分析物は、ここで用いられるよう
に、酵素、免疫化学薬品、ホルモン及び還元可能なガス
（reducible gas）のような複数のイオン、複数の中性
分子及び複数の生体分子を備えるがこれらに制限されな
い、任意の化学的な分子、原子又はイオンとして理解さ
れる。サンプルは、ここで用いられるように、固体、溶
液、気体、蒸気、又は少なくとも被分析物を備えたそれ
らの混合物として理解される。本発明の目的に関して、
検出することは、サンプル中に存在する少なくとも１つ
の被分析物を、決定すること、識別すること、濃度又は
活性度を測定すること、濃度又は活性度の変化を測定す
ることを意味する。
【００１２】本発明の１つの実施形態において、活性層
は誘電体の層を備える。
は誘電体の層を備える。
【００１３】この発明の１つの実施形態において、誘電
体の層は３よりも高い比誘電率を有する材料からなる。
ソースとドレインの間の電流の流れを最大化するために
は、比誘電率の値は可能な限り高くなければならない。
さらに、高い比誘電率の値を有する誘電体材料は、装置
の動作電圧を低減させる。
体の層は３よりも高い比誘電率を有する材料からなる。
ソースとドレインの間の電流の流れを最大化するために
は、比誘電率の値は可能な限り高くなければならない。
さらに、高い比誘電率の値を有する誘電体材料は、装置
の動作電圧を低減させる。
【００１４】化学選択性の誘電体の層は、誘電体の層の
材料がサンプルに対して本質的に不活性であるように、
選択されることができる。不活性であることは、少なく
ともアプリケーションの目的のために、機能化されない
誘電体の層のキャパシタンスが実質的に一定であること
を意味するものとする。従って、装置のドリフトに関連
した問題を除去することができる。シリコンの層はサン
プルにさらされたとき変成することができ、その結果誘
電体の層のキャパシタンスが変化するので、ドリフト現
象は典型的にはシリコンに基づいた装置に対して観察さ
れる。このことにより、結果的に、しきい値電圧はゆっ
くりと一時的に変化し、そのことは被分析物の検出の正
しくない評価を意味する。
材料がサンプルに対して本質的に不活性であるように、
選択されることができる。不活性であることは、少なく
ともアプリケーションの目的のために、機能化されない
誘電体の層のキャパシタンスが実質的に一定であること
を意味するものとする。従って、装置のドリフトに関連
した問題を除去することができる。シリコンの層はサン
プルにさらされたとき変成することができ、その結果誘
電体の層のキャパシタンスが変化するので、ドリフト現
象は典型的にはシリコンに基づいた装置に対して観察さ
れる。このことにより、結果的に、しきい値電圧はゆっ
くりと一時的に変化し、そのことは被分析物の検出の正
しくない評価を意味する。
【００１５】本発明の１つの実施形態において、活性層
は本質的に誘電体の層からなる。上記誘電体の層は、上
記装置が上記被分析物を含む上記サンプルにさらされた
ときに、上記被分析物に選択的に反応するように設けら
れた活性材料からなる。アプリケーションに依存して、
サンプルにさらされた誘電体の層は、被分析物と変成さ
れた誘電体材料の間に相互作用が存在するように変成す
ることができる。
は本質的に誘電体の層からなる。上記誘電体の層は、上
記装置が上記被分析物を含む上記サンプルにさらされた
ときに、上記被分析物に選択的に反応するように設けら
れた活性材料からなる。アプリケーションに依存して、
サンプルにさらされた誘電体の層は、被分析物と変成さ
れた誘電体材料の間に相互作用が存在するように変成す
ることができる。
【００１６】本発明の１つの実施形態において、誘電体
の層は有機物の誘電体材料を備える。本発明の別の実施
形態において、誘電体の層は無機物を含む材料を備え
る。誘電体のキャパシタンスの値は可能な限り高いこと
が好ましい。誘電体材料の比誘電率の値εは、３よりも
高く、好ましくは５よりも高く、好ましくは１０よりも
高く、１００よりも高いことが好ましい。
の層は有機物の誘電体材料を備える。本発明の別の実施
形態において、誘電体の層は無機物を含む材料を備え
る。誘電体のキャパシタンスの値は可能な限り高いこと
が好ましい。誘電体材料の比誘電率の値εは、３よりも
高く、好ましくは５よりも高く、好ましくは１０よりも
高く、１００よりも高いことが好ましい。
【００１７】本発明の別の実施形態において、活性層は
さらに誘電体の層と膜層とを備えることができる。上記
膜層は活性材料からなり、装置が被分析物を含むサンプ
ルにさらされたときに、上記被分析物に選択的に反応す
るように設けられる。好ましくは、化学感応性を有する
膜は共役オリゴマーか、又はポリマーである。
さらに誘電体の層と膜層とを備えることができる。上記
膜層は活性材料からなり、装置が被分析物を含むサンプ
ルにさらされたときに、上記被分析物に選択的に反応す
るように設けられる。好ましくは、化学感応性を有する
膜は共役オリゴマーか、又はポリマーである。
【００１８】本発明の第１の態様の別の実施形態におい
て、ソース及びドレイン電極は、上記電極の表面抵抗が
１００Ω／ｓｑよりも低いことで特徴付けられる有機物
を含む材料を備える。ソース及びドレイン電極は互いに
指状突起形状を有することができる。
て、ソース及びドレイン電極は、上記電極の表面抵抗が
１００Ω／ｓｑよりも低いことで特徴付けられる有機物
を含む材料を備える。ソース及びドレイン電極は互いに
指状突起形状を有することができる。
【００１９】この発明の別の実施形態において、装置
は、上記ソース電極と上記ドレイン電極の間の電流の通
過路を保護するための封止層（encapsulating layer）
と、支持層（support layer）とを付加的に備えること
ができ、上記封止層と上記支持層とは有機物を含む材料
からなる。
は、上記ソース電極と上記ドレイン電極の間の電流の通
過路を保護するための封止層（encapsulating layer）
と、支持層（support layer）とを付加的に備えること
ができ、上記封止層と上記支持層とは有機物を含む材料
からなる。
【００２０】この発明の第２の態様において、この発明
の第１の態様において記述された装置と、基準電界効果
トランジスタとを備え、サンプル中の被分析物を検出す
るためのシステムが開示されている。
の第１の態様において記述された装置と、基準電界効果
トランジスタとを備え、サンプル中の被分析物を検出す
るためのシステムが開示されている。
【００２１】
【発明の実施の形態】添付された図面に関連して、本発
明は以下に詳細に記述される。いくつかの実施形態が開
示されている。しかしながら、本発明を実施することに
関するいくつかの他の等価な実施形態又は他の方法を当
業者が想像でき、その意図と範囲は添付された請求項の
記述によってのみ制限されることは明らかである。
明は以下に詳細に記述される。いくつかの実施形態が開
示されている。しかしながら、本発明を実施することに
関するいくつかの他の等価な実施形態又は他の方法を当
業者が想像でき、その意図と範囲は添付された請求項の
記述によってのみ制限されることは明らかである。
【００２２】サンプル中の被分析物を検出するための、
有機物の材料に基づいた装置が記述されている。上記装
置は、化学感応性を有する電界効果トランジスタ（ＣＨ
ＥＭＦＥＴ）である。上記装置は薄いフィルムトランジ
スタであり、上記トランジスタにおいてはゲート電極は
取り除かれ、かつ上記トランジスタは活性層を備える。
上記活性層は少なくとも１つの誘電体の層を備え、上記
誘電体の層は被分析物を備えたサンプルにさらされ、上
記被分析物を備えたサンプルは直接に、又は特定の認識
機能を備えた層を介して調査される。上記装置は、例え
ば、サンプル中に存在する化学種（被分析物）の濃度及
び活性度の検出及び測定のために用いることができる。
被分析物は、ここで用いられるように、酵素、免疫化学
薬品、ホルモン、及び還元可能なガスのような複数のイ
オン、複数の中性分子及び複数の生体分子を備えるがこ
れらに制限されない、任意の化学的な分子、原子又はイ
オンとして理解される。サンプルは、ここで用いられる
ように、溶液、固体、気体、蒸気、又は少なくとも被分
析物を備えたそれらの混合物として理解される。本発明
の目的に関して、検出することは、サンプル中に存在す
る少なくとも１つの被分析物を、決定すること、識別す
ること、濃度又は活性度を測定すること、濃度又は活性
度の変化を測定することを意味する。特に、上記装置は
生物化学及び薬学の分野においてサンプル中の被分析物
の検出のために用いることができる。さらに、上記装置
は特定の被分析物を含むサンプル、例えば蒸気、にお
い、気体の検出のために用いることができる。
有機物の材料に基づいた装置が記述されている。上記装
置は、化学感応性を有する電界効果トランジスタ（ＣＨ
ＥＭＦＥＴ）である。上記装置は薄いフィルムトランジ
スタであり、上記トランジスタにおいてはゲート電極は
取り除かれ、かつ上記トランジスタは活性層を備える。
上記活性層は少なくとも１つの誘電体の層を備え、上記
誘電体の層は被分析物を備えたサンプルにさらされ、上
記被分析物を備えたサンプルは直接に、又は特定の認識
機能を備えた層を介して調査される。上記装置は、例え
ば、サンプル中に存在する化学種（被分析物）の濃度及
び活性度の検出及び測定のために用いることができる。
被分析物は、ここで用いられるように、酵素、免疫化学
薬品、ホルモン、及び還元可能なガスのような複数のイ
オン、複数の中性分子及び複数の生体分子を備えるがこ
れらに制限されない、任意の化学的な分子、原子又はイ
オンとして理解される。サンプルは、ここで用いられる
ように、溶液、固体、気体、蒸気、又は少なくとも被分
析物を備えたそれらの混合物として理解される。本発明
の目的に関して、検出することは、サンプル中に存在す
る少なくとも１つの被分析物を、決定すること、識別す
ること、濃度又は活性度を測定すること、濃度又は活性
度の変化を測定することを意味する。特に、上記装置は
生物化学及び薬学の分野においてサンプル中の被分析物
の検出のために用いることができる。さらに、上記装置
は特定の被分析物を含むサンプル、例えば蒸気、にお
い、気体の検出のために用いることができる。
【００２３】この発明において、半導体の層、ソース電
極、ドレイン電極、及び活性層を備え、サンプル中の被
分析物を検出するための装置が開示されている。上記活
性層は少なくとも誘電体材料を備える。上記半導体の層
は、ソースとドレイン電極の間の電流の通過路として動
作するように選択することができる。装置のチャネルに
おける電界は、上記活性層の、サンプル中の被分析物と
の相互作用によって修正される。上記半導体材料の選択
は、さらに、材料の導電性、材料の安定性、それらの利
用可能性、集積回路を製造するときに用いられる標準的
な処理ステップとのそれらの互換性、それらの堆積特性
及びそれらの費用価格に基づくことができる。
極、ドレイン電極、及び活性層を備え、サンプル中の被
分析物を検出するための装置が開示されている。上記活
性層は少なくとも誘電体材料を備える。上記半導体の層
は、ソースとドレイン電極の間の電流の通過路として動
作するように選択することができる。装置のチャネルに
おける電界は、上記活性層の、サンプル中の被分析物と
の相互作用によって修正される。上記半導体材料の選択
は、さらに、材料の導電性、材料の安定性、それらの利
用可能性、集積回路を製造するときに用いられる標準的
な処理ステップとのそれらの互換性、それらの堆積特性
及びそれらの費用価格に基づくことができる。
【００２４】上記半導体の層は、活性層に隣接すること
ができ、又は活性層に隣接しないことができる。
ができ、又は活性層に隣接しないことができる。
【００２５】半導体の層の被分析物との直接の相互作用
は無視できることが好ましい。この発明において、半導
体の層は、有機物を含む半導体材料を備える。有機物を
含む半導体材料は、その中性の（ドープされていない）
状態において用いることができ、ｐ−型半導体又はｎ−
型半導体であることができるが、ｐ−型半導体であるこ
とが好ましい。上記有機物を含む半導体材料は有機ポリ
マー、例えば共役ポリマーであることができる。上記共
役ポリマーは、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリ（ｐ−フ
ェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレ
ン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−チオフェンビニレン）
（ＰＴＶ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、又はＣ60−バッ
クミンスターフラーレンであることができるが、しかし
それらに制限されない。有機物を含む半導体の層は導電
性のオリゴマーの層であることができ、上記オリゴマー
の層はα−ヘキシルチオフェン（α−６Ｔ）、ペンタセ
ン、及びオリゴ−フェニレンビニレンであることができ
るが、しかしそれらに制限されない。
は無視できることが好ましい。この発明において、半導
体の層は、有機物を含む半導体材料を備える。有機物を
含む半導体材料は、その中性の（ドープされていない）
状態において用いることができ、ｐ−型半導体又はｎ−
型半導体であることができるが、ｐ−型半導体であるこ
とが好ましい。上記有機物を含む半導体材料は有機ポリ
マー、例えば共役ポリマーであることができる。上記共
役ポリマーは、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリ（ｐ−フ
ェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレ
ン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−チオフェンビニレン）
（ＰＴＶ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、又はＣ60−バッ
クミンスターフラーレンであることができるが、しかし
それらに制限されない。有機物を含む半導体の層は導電
性のオリゴマーの層であることができ、上記オリゴマー
の層はα−ヘキシルチオフェン（α−６Ｔ）、ペンタセ
ン、及びオリゴ−フェニレンビニレンであることができ
るが、しかしそれらに制限されない。
【００２６】有機物を含む半導体の層の堆積は、スピン
コーティングによって、キャスティングによって、又は
処理に適した長い鎖のポリマー又はオリゴマーの蒸発で
ある、溶液の蒸発によって実行することができる。電気
伝導性のポリマーの堆積に関連して従来技術において言
及された問題は、上で言及された堆積技術を用いること
によって取り除かれる。
コーティングによって、キャスティングによって、又は
処理に適した長い鎖のポリマー又はオリゴマーの蒸発で
ある、溶液の蒸発によって実行することができる。電気
伝導性のポリマーの堆積に関連して従来技術において言
及された問題は、上で言及された堆積技術を用いること
によって取り除かれる。
【００２７】この発明において、半導体の層、ソース電
極、ドレイン電極及び活性層を備え、サンプル中の被分
析物を検出するための装置が開示されている。
極、ドレイン電極及び活性層を備え、サンプル中の被分
析物を検出するための装置が開示されている。
【００２８】上記活性層は、それが電界効果の発生と、
それによるトランジスタのチャネルにおける電流の流れ
とを保証するように選択される。上記活性層は少なくと
も誘電体材料を備える。好ましくは、上記活性層は誘電
体の層、又は被分析物に対して特性を有する膜で覆われ
た誘電体の層からなる。ソースとドレインの間の電流の
流れを最大化するために、誘電体のキャパシタンスは可
能な限り高くすることが好ましい。このことは、誘電体
材料を非常に薄い複数の層に堆積することによって、及
び高い比誘電率を有する材料を用いることによって達成
することができる。上記層の厚さは典型的には０．１μ
から０．５μまでである。誘電体材料の比誘電率εは、
３より高く、好ましくは５より高く、好ましくは１０よ
り高く、１００より高いことが好ましい。上記活性層の
吸水性は、可能な限り低いことが好ましく、無視できる
ことが好ましい。
それによるトランジスタのチャネルにおける電流の流れ
とを保証するように選択される。上記活性層は少なくと
も誘電体材料を備える。好ましくは、上記活性層は誘電
体の層、又は被分析物に対して特性を有する膜で覆われ
た誘電体の層からなる。ソースとドレインの間の電流の
流れを最大化するために、誘電体のキャパシタンスは可
能な限り高くすることが好ましい。このことは、誘電体
材料を非常に薄い複数の層に堆積することによって、及
び高い比誘電率を有する材料を用いることによって達成
することができる。上記層の厚さは典型的には０．１μ
から０．５μまでである。誘電体材料の比誘電率εは、
３より高く、好ましくは５より高く、好ましくは１０よ
り高く、１００より高いことが好ましい。上記活性層の
吸水性は、可能な限り低いことが好ましく、無視できる
ことが好ましい。
【００２９】装置のドリフトは、発明の背景において言
及されたように、サンプルに対して不活性な誘電体の層
を用いることによって防止することができるか、少なく
とも減少させることができる。不活性であることは、少
なくともこのアプリケーションの目的のためには、機能
化しない誘電体の層のキャパシタンスが実質的に一定で
あることを意味するものとする。さらに、有機物を含む
半導体材料がバンドギャップにおいて高密度のトラッピ
ングレベルを有することを考慮に入れると、高いεの値
を有する誘電体材料は動作電圧を減少させる。このこと
は、ＣＨＥＭＦＥＴ装置のような特定の検出機能を有す
る装置に対して、従来技術と比較して非常に有利であ
る。
及されたように、サンプルに対して不活性な誘電体の層
を用いることによって防止することができるか、少なく
とも減少させることができる。不活性であることは、少
なくともこのアプリケーションの目的のためには、機能
化しない誘電体の層のキャパシタンスが実質的に一定で
あることを意味するものとする。さらに、有機物を含む
半導体材料がバンドギャップにおいて高密度のトラッピ
ングレベルを有することを考慮に入れると、高いεの値
を有する誘電体材料は動作電圧を減少させる。このこと
は、ＣＨＥＭＦＥＴ装置のような特定の検出機能を有す
る装置に対して、従来技術と比較して非常に有利であ
る。
【００３０】誘電体の層は、検出又は測定されなければ
ならない化学種に対してそれが特定の感応性を有するよ
うに選択することができる。誘電体の層は、有機物を含
む誘電体材料、又は無機物を含む誘電体材料を備えるこ
とができる。
ならない化学種に対してそれが特定の感応性を有するよ
うに選択することができる。誘電体の層は、有機物を含
む誘電体材料、又は無機物を含む誘電体材料を備えるこ
とができる。
【００３１】誘電体の層が有機物を含んだ材料を備え、
特定の化学感応性を達成する目的を有するとき、誘電体
の層の表面は機能化されなければならない。機能化する
こととは、被分析物と変成された誘電体材料との間で相
互作用が存在するように、サンプルに接した誘電体材料
の化学的特性を変成することである。上記機能化は、検
出するべき被分析物の性質に依存する。検出されるべき
被分析物は、イオン、有機物の生体分子、又は代謝生体
分子であることができるが、しかしそれらに制限されな
い。被分析物がイオンであるとき、例えばポリマー又は
オリゴマー上に、イオン選択性の複数の基が合成され
る。Ｎａ+，Ｋ+，Ｃａ2+，Ｍｇ2+，Ｃｌ-のようなイオ
ン、又は他の任意のイオンの検出のために、イオン選択
性を有する複数の基は、例えば、クラウンエーテル、ク
リプタンド、又は化学基を形成する他の任意のイオン複
合体（ion complex）を備えたグループから選択するこ
とができる。有機物の生体分子は、例えばｐＨの変化を
もたらす、例えば酵素反応を介して検出することができ
る。このｐＨの変化は酵素反応の検出及び測定のために
用いられる。同一の原理が、酵素の層が複数の細胞の層
によって置換されたときに、細胞の代謝をモニタリング
するために用いられる。また、認識分子を誘電体材料の
マトリクスにエントラップすることができる。
特定の化学感応性を達成する目的を有するとき、誘電体
の層の表面は機能化されなければならない。機能化する
こととは、被分析物と変成された誘電体材料との間で相
互作用が存在するように、サンプルに接した誘電体材料
の化学的特性を変成することである。上記機能化は、検
出するべき被分析物の性質に依存する。検出されるべき
被分析物は、イオン、有機物の生体分子、又は代謝生体
分子であることができるが、しかしそれらに制限されな
い。被分析物がイオンであるとき、例えばポリマー又は
オリゴマー上に、イオン選択性の複数の基が合成され
る。Ｎａ+，Ｋ+，Ｃａ2+，Ｍｇ2+，Ｃｌ-のようなイオ
ン、又は他の任意のイオンの検出のために、イオン選択
性を有する複数の基は、例えば、クラウンエーテル、ク
リプタンド、又は化学基を形成する他の任意のイオン複
合体（ion complex）を備えたグループから選択するこ
とができる。有機物の生体分子は、例えばｐＨの変化を
もたらす、例えば酵素反応を介して検出することができ
る。このｐＨの変化は酵素反応の検出及び測定のために
用いられる。同一の原理が、酵素の層が複数の細胞の層
によって置換されたときに、細胞の代謝をモニタリング
するために用いられる。また、認識分子を誘電体材料の
マトリクスにエントラップすることができる。
【００３２】また、誘電体材料は無機物を含む材料を備
えることができる。上記無機物を含む材料は、無機酸化
物、無機窒化物又は無機酸窒化物を備えることができ
る。上記無機物を含む材料は、ＴｉＯ2，ＢａＴｉＯ3，
ＢａxＳｒ1-xＴｉＯ3，Ｐｂ（ＺｒxＴ1-x）Ｏ3，Ｔａ2
Ｏ5，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＺｒＯ3，ＰｂＴｉＯ3，ＬｉＴ
ａＯ3などを備えたグループから選択されたアモルファ
ス金属材料を備えることができる。無機物を含む材料が
被分析物に対して特定の認識機能を有するときは、誘電
体の層は被分析物に対して直接にさらされる。例えば無
機酸化物に対して、誘電体の層を被分析物を含むサンプ
ルに直接にさらすことによって、陽子、又は陽子の濃度
を検出又は測定することができる。
えることができる。上記無機物を含む材料は、無機酸化
物、無機窒化物又は無機酸窒化物を備えることができ
る。上記無機物を含む材料は、ＴｉＯ2，ＢａＴｉＯ3，
ＢａxＳｒ1-xＴｉＯ3，Ｐｂ（ＺｒxＴ1-x）Ｏ3，Ｔａ2
Ｏ5，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＺｒＯ3，ＰｂＴｉＯ3，ＬｉＴ
ａＯ3などを備えたグループから選択されたアモルファ
ス金属材料を備えることができる。無機物を含む材料が
被分析物に対して特定の認識機能を有するときは、誘電
体の層は被分析物に対して直接にさらされる。例えば無
機酸化物に対して、誘電体の層を被分析物を含むサンプ
ルに直接にさらすことによって、陽子、又は陽子の濃度
を検出又は測定することができる。
【００３３】また、有機物又は無機物を含む誘電体の層
は、被分析物に対して特定の認識特性を示さないことが
できる。ゆえに、被分析物に対して特性を有する膜が誘
電体の層の上に堆積される。上記膜層は活性材料からな
る。上記被分析物に対して特性を有する膜は、特定の認
識分子を含むポリマーマトリクスであることができる。
可能なポリマー材料及び特定の認識分子は、G. Harsany
i, Polymer Films inSensor Applications - Technolog
y, Materials, Devices and Their Characteristics, T
ECNOMIC Publishing Co. Inc. Lancaster-Basel, 1995,
pp.2. 及びW.Gopel, J. Hasse, J. N. Zemel, Sensor
s: A Comprehensive Survey, Vol.2, Part.I, 1991, p
p.467-528 において与えられている。被分析物に対して
特性を有する膜は、ＰＶＣマトリクス、ポリシロキサン
に基づく膜及びラングミュア−ブロジェット（Langmuir
- Blodgett）フィルムであることができるが、しかし
それらに制限されない。上記特定の認識分子は、Ｋ+の
検出のためのバリノマイシン、有機物の不活性種の検出
のための特定の酵素（グルコース、コレステロール）で
あることができるが、しかしそれらに制限されない。
は、被分析物に対して特定の認識特性を示さないことが
できる。ゆえに、被分析物に対して特性を有する膜が誘
電体の層の上に堆積される。上記膜層は活性材料からな
る。上記被分析物に対して特性を有する膜は、特定の認
識分子を含むポリマーマトリクスであることができる。
可能なポリマー材料及び特定の認識分子は、G. Harsany
i, Polymer Films inSensor Applications - Technolog
y, Materials, Devices and Their Characteristics, T
ECNOMIC Publishing Co. Inc. Lancaster-Basel, 1995,
pp.2. 及びW.Gopel, J. Hasse, J. N. Zemel, Sensor
s: A Comprehensive Survey, Vol.2, Part.I, 1991, p
p.467-528 において与えられている。被分析物に対して
特性を有する膜は、ＰＶＣマトリクス、ポリシロキサン
に基づく膜及びラングミュア−ブロジェット（Langmuir
- Blodgett）フィルムであることができるが、しかし
それらに制限されない。上記特定の認識分子は、Ｋ+の
検出のためのバリノマイシン、有機物の不活性種の検出
のための特定の酵素（グルコース、コレステロール）で
あることができるが、しかしそれらに制限されない。
【００３４】この発明において、ソース電極、ドレイン
電極、半導体の層及び活性層を備え、サンプル中の被分
析物を検出するための装置が開示されている。
電極、半導体の層及び活性層を備え、サンプル中の被分
析物を検出するための装置が開示されている。
【００３５】上記ソース電極及び上記ドレイン電極は、
有機物を含む材料から作ることができる。上記有機物を
含む材料は材料の導電性が金属の領域にあるように選択
することができる。上記電極の表面抵抗は１００Ω／ｓ
ｑよりも低いことが好ましい。有機物を含む材料からな
る電極は好適であるが、それはこのことが結果として、
電極と有機物を含む半導体の層との間の接触の最適な性
能をもたらすからである。上記有機物を含む材料はポリ
マー又はオリゴマーであることができる。上記ポリマー
はショウノウスルホン酸（camphor sulphonic acid）を
ドープされたポリアニリン（polyaniline）であること
ができるが、しかしそれに制限されない。また、ソース
とドレイン電極は、有機物の半導体においてＨＯＭＯ及
びＬＵＭＯエネルギーレベルに依存する、金、白金又は
アルミニウムのような金属から作ることができる。ソー
ス電極及びドレイン電極は、好ましくはリソグラフィー
によってパターン化されて作られる。ソース電極及びド
レイン電極は、トランジスタのチャネルに流れ込む電流
の最大化を達成するために、図３に図示されているよう
に互いに指状突起形状を有することができる。チャネル
幅（１）の長さ（２）に対する比と、互い違いに組合わ
されている指状電極の本数とは、出力電流に対して所望
のレベルを達成するために最適化されなければならな
い。有機物を含む半導体材料の低いコンダクタンスのた
めに、この構成は好適である。
有機物を含む材料から作ることができる。上記有機物を
含む材料は材料の導電性が金属の領域にあるように選択
することができる。上記電極の表面抵抗は１００Ω／ｓ
ｑよりも低いことが好ましい。有機物を含む材料からな
る電極は好適であるが、それはこのことが結果として、
電極と有機物を含む半導体の層との間の接触の最適な性
能をもたらすからである。上記有機物を含む材料はポリ
マー又はオリゴマーであることができる。上記ポリマー
はショウノウスルホン酸（camphor sulphonic acid）を
ドープされたポリアニリン（polyaniline）であること
ができるが、しかしそれに制限されない。また、ソース
とドレイン電極は、有機物の半導体においてＨＯＭＯ及
びＬＵＭＯエネルギーレベルに依存する、金、白金又は
アルミニウムのような金属から作ることができる。ソー
ス電極及びドレイン電極は、好ましくはリソグラフィー
によってパターン化されて作られる。ソース電極及びド
レイン電極は、トランジスタのチャネルに流れ込む電流
の最大化を達成するために、図３に図示されているよう
に互いに指状突起形状を有することができる。チャネル
幅（１）の長さ（２）に対する比と、互い違いに組合わ
されている指状電極の本数とは、出力電流に対して所望
のレベルを達成するために最適化されなければならな
い。有機物を含む半導体材料の低いコンダクタンスのた
めに、この構成は好適である。
【００３６】本発明の別の実施形態において、上記装置
はさらに支持層を備える。上記支持層は、それが複数の
活性層の堆積を保証し、それが装置の平坦さを保持する
ように選択される。上記支持部（support）は、さらな
る複数の堆積ステップによって決定される高い化学的な
耐性と温度特性とを有するポリマー材料から作ることが
できる。上記支持層の高い方の動作温度は、摂氏１００
度よりも高く、１５０度よりも高く、摂氏１５０度より
も高く、摂氏３００度よりも高いことが好ましい。その
ような材料は、例えばポリ二弗化ビニル、高密度ポリエ
チレン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（テ
フロン 登録商標）、ポリプロピレン又は上述の特性を
満たす他の任意の材料であることができる。
はさらに支持層を備える。上記支持層は、それが複数の
活性層の堆積を保証し、それが装置の平坦さを保持する
ように選択される。上記支持部（support）は、さらな
る複数の堆積ステップによって決定される高い化学的な
耐性と温度特性とを有するポリマー材料から作ることが
できる。上記支持層の高い方の動作温度は、摂氏１００
度よりも高く、１５０度よりも高く、摂氏１５０度より
も高く、摂氏３００度よりも高いことが好ましい。その
ような材料は、例えばポリ二弗化ビニル、高密度ポリエ
チレン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（テ
フロン 登録商標）、ポリプロピレン又は上述の特性を
満たす他の任意の材料であることができる。
【００３７】さらに、上記装置は封止層によって封止す
ることができる。上記半導体の層と複数の電極とは、半
導体の層におけるソースとドレイン電極の間の電流の通
過路が空気とサンプルとから保護されるように封止され
る。上記封止層は、エポキシ樹脂（マスター・ボンド・
インコーポレイテッド（Master Bond Inc.）から購入さ
れたＥＰ４２ＨＴのような）又はパリレンから作ること
ができるが、しかしそれらに制限されない。
ることができる。上記半導体の層と複数の電極とは、半
導体の層におけるソースとドレイン電極の間の電流の通
過路が空気とサンプルとから保護されるように封止され
る。上記封止層は、エポキシ樹脂（マスター・ボンド・
インコーポレイテッド（Master Bond Inc.）から購入さ
れたＥＰ４２ＨＴのような）又はパリレンから作ること
ができるが、しかしそれらに制限されない。
【００３８】本発明の一実施形態が図２Ｂにおいて与え
られている。
られている。
【００３９】図２Ｂは、本発明に係るサンプル中の被分
析物を検出するための装置を表現している。上記装置は
化学選択性の電界効果トランジスタであることができ
る。ＣＨＥＭＦＥＴの構造のほかに、単一のセンサ、又
は複数のセンサのアレーを製造するために用いることが
できる方法が開示されている。そのようなセンサアレー
は、各検出サイト（sensing site）が１つのセンサであ
る多数の検出サイトを有する。好ましい実施形態におい
て、不活性な支持層がアレーの共通の支持層である。
析物を検出するための装置を表現している。上記装置は
化学選択性の電界効果トランジスタであることができ
る。ＣＨＥＭＦＥＴの構造のほかに、単一のセンサ、又
は複数のセンサのアレーを製造するために用いることが
できる方法が開示されている。そのようなセンサアレー
は、各検出サイト（sensing site）が１つのセンサであ
る多数の検出サイトを有する。好ましい実施形態におい
て、不活性な支持層がアレーの共通の支持層である。
【００４０】支持基板（２１）は、集積回路の製造で知
られるような別の処理ステップに従って選択された。次
のステップにおいて、誘電体の層（２２）は上記支持層
の上に堆積される。誘電体材料は無機酸化物であり、上
述の無機酸化物から選択することができる。誘電体の層
は、摂氏５度から摂氏５０度までの範囲であって、好ま
しくは室温におけるＲＦスパッタリングによって堆積さ
れる。誘電体の層の厚さは、約０．１μであることが好
ましい。次のステップにおいて、ソース及びドレイン電
極が堆積される。最初に、有機物を含む材料、例えばシ
ョウノウスルホン酸でドープされたポリアナリン（poly
analine）の層が、誘電体の層の上に堆積される。続い
て、ソース電極（２３）及びドレイン電極（２４）が形
成されるように、層がリソグラフィー的にパターン化さ
れる。次いで、有機物を含む半導体の層（２５）が、複
数の電極の上と、残りの誘電体の層の上とに堆積され
る。上記半導体の層は好ましくは０．１と０．５μｍの
間の厚さを有し、スピンコーティングによって堆積され
る。ソース電極とドレイン電極と半導体の層とが空気及
びサンプルから保護されるように、封止層が形成され
る。最後のステップにおいて、被分析物に対して特性を
有する膜（２６）が誘電体の層の上に堆積され、支持層
に形成された複数の穴に隣接する。上記膜の組成は検出
するべき被分析物の性質に依存する。
られるような別の処理ステップに従って選択された。次
のステップにおいて、誘電体の層（２２）は上記支持層
の上に堆積される。誘電体材料は無機酸化物であり、上
述の無機酸化物から選択することができる。誘電体の層
は、摂氏５度から摂氏５０度までの範囲であって、好ま
しくは室温におけるＲＦスパッタリングによって堆積さ
れる。誘電体の層の厚さは、約０．１μであることが好
ましい。次のステップにおいて、ソース及びドレイン電
極が堆積される。最初に、有機物を含む材料、例えばシ
ョウノウスルホン酸でドープされたポリアナリン（poly
analine）の層が、誘電体の層の上に堆積される。続い
て、ソース電極（２３）及びドレイン電極（２４）が形
成されるように、層がリソグラフィー的にパターン化さ
れる。次いで、有機物を含む半導体の層（２５）が、複
数の電極の上と、残りの誘電体の層の上とに堆積され
る。上記半導体の層は好ましくは０．１と０．５μｍの
間の厚さを有し、スピンコーティングによって堆積され
る。ソース電極とドレイン電極と半導体の層とが空気及
びサンプルから保護されるように、封止層が形成され
る。最後のステップにおいて、被分析物に対して特性を
有する膜（２６）が誘電体の層の上に堆積され、支持層
に形成された複数の穴に隣接する。上記膜の組成は検出
するべき被分析物の性質に依存する。
【００４１】有機物を含む材料はほとんどの処理ステッ
プにおいて関係しているので、全ての処理ステップに対
する温度の範囲を可能な限り低くし、好ましくは３００
Ｃよりも低くする。
プにおいて関係しているので、全ての処理ステップに対
する温度の範囲を可能な限り低くし、好ましくは３００
Ｃよりも低くする。
【００４２】この発明の別の実施形態において、図２Ａ
において表現されているような構造が開示されている。
において表現されているような構造が開示されている。
【００４３】開示されている装置は、基準電極を備え
て、又は備えないで用いることができる。測定方法に依
存して、基準電極又は基準ＦＥＴを用いることができ
る。例えば、固定されたゲート電圧のモードにおいて、
化学的環境（例えば水溶液）は、センサのソース電極に
関連して固定されたポテンシャルに保たれ、ソース電極
とドレイン電極の間を流れる電流は、センサの化学的環
境における変化の関数として記録される。このことは、
（通例は接地されている）ソース電極と、基準電極又は
基準ＦＥＴとの間の電圧降下を調整することによって実
現される。また、一定のドレイン電流のモードにおいて
は、ソースとドレインの間の電流は、基準電極又は基準
ＦＥＴとソース電極との間の電圧降下ＶGSを調整するこ
とによって一定に保たれる。センサの応答は、化学的環
境における変化の関数としての、この電圧降下ＶGSの変
動である。
て、又は備えないで用いることができる。測定方法に依
存して、基準電極又は基準ＦＥＴを用いることができ
る。例えば、固定されたゲート電圧のモードにおいて、
化学的環境（例えば水溶液）は、センサのソース電極に
関連して固定されたポテンシャルに保たれ、ソース電極
とドレイン電極の間を流れる電流は、センサの化学的環
境における変化の関数として記録される。このことは、
（通例は接地されている）ソース電極と、基準電極又は
基準ＦＥＴとの間の電圧降下を調整することによって実
現される。また、一定のドレイン電流のモードにおいて
は、ソースとドレインの間の電流は、基準電極又は基準
ＦＥＴとソース電極との間の電圧降下ＶGSを調整するこ
とによって一定に保たれる。センサの応答は、化学的環
境における変化の関数としての、この電圧降下ＶGSの変
動である。
【００４４】好ましい実施形態において、図４に図示さ
れたような装置が開示されている。
れたような装置が開示されている。
【００４５】６５０μｍの厚さを有するシリコンウェハ
ー（５１）が、装置のための支持部として用いられる。
これは単に機械的な支持構造であって、装置の動作にお
いて動的な役割は果たさない。シリコン酸化物（４７０
ｎｍ）（５３）とシリコン窒化物（１５０ｎｍ）（５
２）の２つの層が、図４から分かるように、それぞれシ
リコンウェハーの両方の面に堆積された。これらの２つ
の層の厚さは、膜への機械的なストレスを減少させるよ
うに選択された。シリコンの酸化物の層は機械的なスト
レスを減少させる機能を有する。シリコン窒化物の層
は、この場合、二重の役割を実行する。それは（誘電体
の感応性を有するゲートである）活性層を表し、それと
同時に、それは異方性のＫＯＨエッチングを停止させる
ための層である。
ー（５１）が、装置のための支持部として用いられる。
これは単に機械的な支持構造であって、装置の動作にお
いて動的な役割は果たさない。シリコン酸化物（４７０
ｎｍ）（５３）とシリコン窒化物（１５０ｎｍ）（５
２）の２つの層が、図４から分かるように、それぞれシ
リコンウェハーの両方の面に堆積された。これらの２つ
の層の厚さは、膜への機械的なストレスを減少させるよ
うに選択された。シリコンの酸化物の層は機械的なスト
レスを減少させる機能を有する。シリコン窒化物の層
は、この場合、二重の役割を実行する。それは（誘電体
の感応性を有するゲートである）活性層を表し、それと
同時に、それは異方性のＫＯＨエッチングを停止させる
ための層である。
【００４６】処理ステップが図４に図示されている。最
初に、従来のリソグラフィー及びドライエッチングの手
段によってマスクがパターンされ、酸化物及び窒化物の
層の裏面に、容易な劈開に対して用いられた活性領域
（５７）及び複数の“Ｖ字形状”の溝（５８）を決定す
る（図４−ステップ１を参照）。続いて、１００ｎｍの
厚さを有する金のソース（５４）及びドレイン（５５）
の指状突起形状を有する電極が熱蒸着（thermal evapor
ation）によって堆積され、リフトオフ（lift-off）技
術によってパターン化された（図４−ステップ２）。次
のステップにおいて、Ｐ３ＨＴ（ポリ−３−ヘキシルチ
オフェン）の半導体の層（５６）が、０．８重量％濃度
のクロロホルム溶液から、複数の電極上にスピンコート
された（図４−ステップ３）。感応性を有する領域を決
定する窓は、４０℃のＫＯＨの３５重量％濃度の水溶液
においてシリコンを完全にエッチングすることによって
作られた（図４−ステップ４）。このことは、シリコン
窒化物の表面上に１ｍｍ×１ｍｍの活性領域を定める。
初に、従来のリソグラフィー及びドライエッチングの手
段によってマスクがパターンされ、酸化物及び窒化物の
層の裏面に、容易な劈開に対して用いられた活性領域
（５７）及び複数の“Ｖ字形状”の溝（５８）を決定す
る（図４−ステップ１を参照）。続いて、１００ｎｍの
厚さを有する金のソース（５４）及びドレイン（５５）
の指状突起形状を有する電極が熱蒸着（thermal evapor
ation）によって堆積され、リフトオフ（lift-off）技
術によってパターン化された（図４−ステップ２）。次
のステップにおいて、Ｐ３ＨＴ（ポリ−３−ヘキシルチ
オフェン）の半導体の層（５６）が、０．８重量％濃度
のクロロホルム溶液から、複数の電極上にスピンコート
された（図４−ステップ３）。感応性を有する領域を決
定する窓は、４０℃のＫＯＨの３５重量％濃度の水溶液
においてシリコンを完全にエッチングすることによって
作られた（図４−ステップ４）。このことは、シリコン
窒化物の表面上に１ｍｍ×１ｍｍの活性領域を定める。
【００４７】劈開の後で結果として得られる装置は、厚
いフィルムのアルミナ基板上にワイヤボンディングさ
れ、マスターボンドインコーポレイテッドから購入され
た室温で硬化する２成分のエポキシである、ＥＰ４２Ｈ
Ｔによって封止されている。
いフィルムのアルミナ基板上にワイヤボンディングさ
れ、マスターボンドインコーポレイテッドから購入され
た室温で硬化する２成分のエポキシである、ＥＰ４２Ｈ
Ｔによって封止されている。
【図１】 ＣＭＯＳ技術によって製造されたイオン感応
性を有する電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）の図で
ある（H. H. van Vlekkert et. al., Proc.2nd Int. Me
eting on Chemical Sensors, Bordeaux, France, 1986,
pp. 462）。
性を有する電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）の図で
ある（H. H. van Vlekkert et. al., Proc.2nd Int. Me
eting on Chemical Sensors, Bordeaux, France, 1986,
pp. 462）。
【図２】 ａ−ｂ：本発明に係る装置の構成を表す図で
ある。
ある。
【図３】 互いに指状突起形状を有するソース−ドレイ
ン電極の構成を表す図である。
ン電極の構成を表す図である。
【図４】 本発明の好ましい実施形態に係るプロセスフ
ロー及び装置構成を表す図である。
ロー及び装置構成を表す図である。
１…シリコン基板、 ２，２４，５５…ドレイン領域、 ３，２３，５４…ソース領域、 ４，２２…誘電体の層、 ５…金属電極、 ６…イオン選択性の膜、 ７…溶液、 ８…基準電極、 ９…封止材料、 ２１…支持基板、 ２５…有機物を含む半導体の層、 ２６…被分析物に対して特性を有する膜、 ５１…シリコンウェハー、 ５２…シリコン窒化物、 ５３…シリコン酸化物、 ５６…半導体の層、 ５７…活性領域、 ５８…“Ｖ字形状”の溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 27/30 ３０１Ｇ 27/46 ３３８ (72)発明者 カルメン・バルティック ルーマニア6600ヤーシ、アーペー６、セー チェー・デー、ベーレー・デー１、ストラ ダー・ヴァシレ・ルプ83番 (72)発明者 イェフ・ポールトマンス ベルギー3010ルーヴァン、オーフェルウィ ニングストラート51番 (72)発明者 クリス・ベールト ベルギー3001ルーヴァン、シント−ヨーリ スラーン９番
Claims (19)
- 【請求項１】 サンプル中の被分析物を検出するための
装置であって、 少なくとも１つの誘電体材料を備えた活性層と、 ソース電極及びドレイン電極と、 上記ソース電極と上記ドレイン電極の間に電流の通過路
を提供する半導体の層とを備え、 上記半導体の層は本質的に有機物を含む半導体材料から
なり、上記活性層の上記誘電体材料は実質的に上記半導
体の層と接触し、上記活性層は上記サンプルに接触し、
上記活性層が上記被分析物を含む上記サンプルに接触す
るとき、上記活性層は上記半導体の層のコンダクタンス
に対して影響を与えるように設けられたことを特徴とす
る装置。 - 【請求項２】 上記活性層は誘電体の層を備えた請求項
１記載の装置。 - 【請求項３】 上記活性層は本質的に誘電体の層からな
る請求項１又は２記載の装置。 - 【請求項４】 上記装置が上記被分析物を含む上記サン
プルにさらされたとき、上記誘電体の層は上記被分析物
に選択的に反応するように設けられた活性材料からなる
請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 上記誘電体材料は３よりも高い比誘電率
を有する材料からなる請求項１乃至４記載の装置。 - 【請求項６】 上記誘電体材料は有機物を含む材料であ
る請求項１乃至５記載の装置。 - 【請求項７】 上記有機物を含む材料の上記比誘電率は
８よりも高い値を有する請求項６記載の装置。 - 【請求項８】 上記誘電体の層は無機物を含む材料であ
る請求項１乃至５記載の装置。 - 【請求項９】 上記有機物を含む材料の上記比誘電率は
１０よりも高い値を有する請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 上記誘電体の層は、ＴｉＯ2，ＢａＴ
ｉＯ3，ＢａxＳｒ1-xＴｉＯ3，Ｐｂ（ＺｒxＴ1-x）
Ｏ3，Ｔａ2Ｏ5，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＺｒＯ3，ＰｂＴｉ
Ｏ3，ＬｉＴａＯ3からなるグループから選択されたアモ
ルファス金属材料を備えた請求項８記載の装置。 - 【請求項１１】 上記活性層は本質的に上記誘電体の層
と膜層からなる請求項１乃至１０記載の装置。 - 【請求項１２】 上記装置が上記被分析物を含む上記サ
ンプルにさらされたとき、上記膜層は上記被分析物に選
択的に反応するように設けられた活性材料からなる請求
項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 上記有機物を含む半導体材料は共役オ
リゴマー又はポリマーを備えた請求項１乃至１２記載の
装置。 - 【請求項１４】 上記有機物を含む半導体材料は、ポリ
チオフェン（ＰＴ）、ポリ（ｐ−フェニレン）（ＰＰ
Ｐ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポ
リ（２，５−チオフェンビニレン）（ＰＴＶ）、ポリピ
ロール（ＰＰｙ）を備えた請求項１乃至１３記載の装
置。 - 【請求項１５】 上記ソース電極及び上記ドレイン電極
は、上記ソース電極及び上記ドレイン電極の上記表面抵
抗が１００Ω／ｓｑよりも低いことを特徴とする有機物
を含む材料を備えた請求項１乃至１４記載の装置。 - 【請求項１６】 上記ソース電極及び上記ドレイン電極
は、互いに指状突起形状を有する請求項１乃至１５記載
の装置。 - 【請求項１７】 上記ソース電極と上記ドレイン電極の
間の電流の通過路を保護する封止層と、 支持層とをさらに備え、 上記封止層と上記支持層とは有機物を含む材料からなる
請求項１乃至１６記載の装置。 - 【請求項１８】 請求項１乃至１７記載の装置と、基準
電界効果トランジスタとを備えたサンプル中の被分析物
を検出するための装置。 - 【請求項１９】 請求項１乃至１８記載の少なくとも１
つの装置を備えた複数の上記装置のアレー。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99870186A EP1085320A1 (en) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | A device for detecting an analyte in a sample based on organic materials |
| US15442699P | 1999-09-17 | 1999-09-17 | |
| US60/154426 | 1999-09-17 | ||
| US99870186-6 | 1999-09-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001147215A true JP2001147215A (ja) | 2001-05-29 |
| JP4587539B2 JP4587539B2 (ja) | 2010-11-24 |
Family
ID=26153853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000278114A Expired - Fee Related JP4587539B2 (ja) | 1999-09-13 | 2000-09-13 | 有機材料に基づいてサンプル中の被分析物を検出するための装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4587539B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004309483A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Lucent Technol Inc | 選択された種の電気検出 |
| JP2006510025A (ja) * | 2002-12-11 | 2006-03-23 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | プローブ分子と標的生体分子との間の少なくとも１つの特異的相互作用を電子的に検出する方法 |
| JP2006242900A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | センサユニット及び反応場セルユニット並びに分析装置 |
| CN100434909C (zh) * | 2006-10-24 | 2008-11-19 | 东北电力大学 | 一种全固态t1离子选择电极及其制备方法 |
| CN100454014C (zh) * | 2006-10-24 | 2009-01-21 | 东北电力大学 | 一种全固态Pb离子选择电极及其制备方法 |
| WO2014188563A1 (ja) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | 株式会社日立製作所 | 半導体ガスセンサ |
| WO2018009795A1 (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | e-SENS, Inc. | Sensor with a membrane having full circumferential adhesion |
| JP2019525200A (ja) * | 2016-06-30 | 2019-09-05 | グラフウェア テクノロジーズ インコーポレイテッド | 極性流体がゲートの電界効果デバイス |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997039145A1 (en) * | 1996-04-17 | 1997-10-23 | Motorola Inc. | Transistor-based molecular detection apparatus and method |
| WO1999010939A2 (en) * | 1997-08-22 | 1999-03-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A method of manufacturing a field-effect transistor substantially consisting of organic materials |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61280558A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-12-11 | Toko Inc | イオン高感度電界効果トランジスタの製造方法 |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000278114A patent/JP4587539B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997039145A1 (en) * | 1996-04-17 | 1997-10-23 | Motorola Inc. | Transistor-based molecular detection apparatus and method |
| WO1999010939A2 (en) * | 1997-08-22 | 1999-03-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A method of manufacturing a field-effect transistor substantially consisting of organic materials |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006510025A (ja) * | 2002-12-11 | 2006-03-23 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | プローブ分子と標的生体分子との間の少なくとも１つの特異的相互作用を電子的に検出する方法 |
| JP2004309483A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Lucent Technol Inc | 選択された種の電気検出 |
| JP4625266B2 (ja) * | 2003-04-02 | 2011-02-02 | アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド | 選択された種の電気検出 |
| JP2006242900A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | センサユニット及び反応場セルユニット並びに分析装置 |
| CN100434909C (zh) * | 2006-10-24 | 2008-11-19 | 东北电力大学 | 一种全固态t1离子选择电极及其制备方法 |
| CN100454014C (zh) * | 2006-10-24 | 2009-01-21 | 东北电力大学 | 一种全固态Pb离子选择电极及其制备方法 |
| US9857322B2 (en) | 2013-05-23 | 2018-01-02 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor gas sensor |
| JPWO2014188563A1 (ja) * | 2013-05-23 | 2017-02-23 | 株式会社日立製作所 | 半導体ガスセンサ |
| WO2014188563A1 (ja) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | 株式会社日立製作所 | 半導体ガスセンサ |
| JP2019525200A (ja) * | 2016-06-30 | 2019-09-05 | グラフウェア テクノロジーズ インコーポレイテッド | 極性流体がゲートの電界効果デバイス |
| JP2022121664A (ja) * | 2016-06-30 | 2022-08-19 | グラフウェア テクノロジーズ インコーポレイテッド | 極性流体がゲートの電界効果デバイス |
| JP7129405B2 (ja) | 2016-06-30 | 2022-09-01 | グラフウェア テクノロジーズ インコーポレイテッド | 極性流体がゲートの電界効果デバイス |
| JP7449333B2 (ja) | 2016-06-30 | 2024-03-13 | グラフウェア テクノロジーズ インコーポレイテッド | 極性流体がゲートの電界効果デバイス |
| WO2018009795A1 (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | e-SENS, Inc. | Sensor with a membrane having full circumferential adhesion |
| US10359391B2 (en) | 2016-07-07 | 2019-07-23 | e-SENS, Inc. | Sensor with a membrane having full circumferential adhesion |
| US11674924B2 (en) | 2016-07-07 | 2023-06-13 | e-SENS, Inc. | Sensor with a membrane having full circumferential adhesion |
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