JP2001296270A - Measuring method and apparatus for semiconductor depletion layer capacity - Google Patents

Measuring method and apparatus for semiconductor depletion layer capacity

Info

Publication number
JP2001296270A
JP2001296270A JP2000112982A JP2000112982A JP2001296270A JP 2001296270 A JP2001296270 A JP 2001296270A JP 2000112982 A JP2000112982 A JP 2000112982A JP 2000112982 A JP2000112982 A JP 2000112982A JP 2001296270 A JP2001296270 A JP 2001296270A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
depletion layer
bulk
measurement
electrolytes
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.)
Granted
Application number
JP2000112982A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3816296B2 (en
Inventor
Yutaka Iwasaki
裕 岩崎
Bakaru Ismail Abu
バカル イスマイル アブ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Corp filed Critical Japan Science and Technology Corp
Priority to JP2000112982A priority Critical patent/JP3816296B2/en
Publication of JP2001296270A publication Critical patent/JP2001296270A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3816296B2 publication Critical patent/JP3816296B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple semiconductor depletion layer capacity measuring method having a low noise and a low background, and to provide its device. SOLUTION: In this semiconductor depletion layer capacity measuring method, a sensor, having a structure comprising first and second electrolytes 3,5-insulator layer 2-bulk semiconductor 1 is set, and a bias voltage is applied to a depletion layer 1A of the semiconductor bulk 1, and the first and second electrolytes 3 and 5 are irradiated with two optical pulses 9 and 10 having shifted phases corresponding respectively to the back of the semiconductor bulk 1. The outputs from electrodes 4 and 6 connected to the first and second electrolytes 3 and 5 are led out, and photoelectric current detection having a low noise and a low background is executed by differential detection method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化学センサーに係
り、特に半導体空乏層容量の測定装置であるLAPS
(Light Addreessable Poten
tiometricSensor)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical sensor, and more particularly, to a LAPS which is an apparatus for measuring the capacitance of a semiconductor depletion layer.
(Light Addressable Poten
tiometricSensor).

【0002】[0002]

【従来の技術】ここで、空乏層(depletion
layer)とは、半導体のpn接合面やMOS構造の
半導体の内部で伝導電子も正孔もほとんど存在しない薄
層をいう。加えた電圧によって空乏層の厚さが敏感に変
化するので、ダイオードやトランジスターの特性を支配
する。
2. Description of the Related Art Here, a depletion layer (depletion layer) is used.
The term “layer” refers to a thin layer in which conduction electrons and holes hardly exist in a pn junction surface of a semiconductor or inside a semiconductor having a MOS structure. Since the thickness of the depletion layer changes sensitively with the applied voltage, it governs the characteristics of the diode and the transistor.

【0003】ここで、半導体空乏層容量の測定とは、実
際上は、空乏層容量に対応するpHなど化学種の測定、
生体表面などの表面電位の測定、半導体の欠陥の検出測
定のことである。
Here, the measurement of the semiconductor depletion layer capacitance is actually a measurement of chemical species such as pH corresponding to the depletion layer capacitance,
It refers to the measurement of the surface potential of the surface of a living body or the like, and the detection and measurement of semiconductor defects.

【0004】近年、化学や生物学の各方面においてLA
PSに基づいたバイオセンサー[T.Yoshino
bu,H.Iwasaki,M.Nakao,S.No
mura,T.Nakanishi,S.Takama
tsu and K.Tomita,Bioimage
s,“Visualization of pH ch
ange of E.Coli with a nov
el pH imaging microscop
e”,5(1997),pp143−147、G.G
ehring,D.L.Patterson,and
S.Tu,“Useof light address
able potentiometricsensor
for the detection of Esc
herichia coli O157:H7”,An
al.Biochem.,258(2)(1998),
pp293−298.、J.J.Valdes,M.
T.Goode,R.R.Brubaker,V.L.
Motin,W.H.Boyleston,and
J.P.Chambers,“Detectionof
bacterial DNA sequences
via oligonucleotide−based
biosensors”,Proc.Int.Sym
p.Int.Soc.Environ.Biotech
nol.,3rd(1997),pp341−345]
の応用が盛んになっている。
In recent years, LA has been used in various fields of chemistry and biology.
Biosensor based on PS [T. Yoshino
bu, H .; Iwasaki, M .; Nakao, S .; No
mura, T .; Nakanishi, S .; Takama
tsu and K. Tomita, Bioimage
s, “Visualization of pH ch
angle of E. Coli with a nov
el pH imaging microscopic
e ", 5 (1997), pp 143-147, GG
ehring, D.E. L. Patternson, and
S. Tu, “Useof right address
able potentiometric sensor
for the detection of Esc
herichia coli O157: H7 ″, An
al. Biochem. , 258 (2) (1998),
pp 293-298. J. J. Valdes, M .;
T. Goode, R .; R. Brubaker, V .; L.
Motin, W.C. H. Boyleston, and
J. P. Chambers, "Detectionof.
Bacterial DNA sequences
via oligonucleotide-based
biosensors ", Proc. Int. Sym
p. Int. Soc. Environ. Biotech
nol. , 3rd (1997), pp 341-345].
The application of is becoming popular.

【0005】これらの応用においては、環境中のpHや
イオン類の変化を検出するのが一般的である。LAPS
による従来の測定手法では、LAPSの光応答特性につ
いていくつかの操作を行わなければならないため、pH
の定量測定には時間がかかった。また、ニューロンの電
気活性を検出し測定するような、生体と半導体とのイン
ターフェイスの場合にあっては、神経活動電位が非常に
強い光電流(バックグラウンド)信号によって変調され
るため、その微弱な細胞外部電位の減衰シグナルを拾い
出すことは困難であった。LAPSの測定技術を改良す
ることは非常に重要なことであるが、これまではわずか
な数の報告が見られるだけであった[Luc J.B
ousse S.Mostarshed and D.
Hafeman,“A combined measu
rement of surface potenti
al and zeta potential of
an electrolyte/insulator
interface ofLAPS”,Sensors
and Actuators B:10(199
2),pp67−71、M.Adami M.Sar
tore,E.Baldini,A.Rossi an
d C.Nicolini,,“New measur
ing principle for LAPS”,S
ensorsand Actuators B:9(1
992),pp25−31、Y.Sasaki,Y.
Kanai,H.Uchida,and T.Kats
ube,“Highly sensitive tas
te sensors with a new dif
ferential LAPS method”,Se
nsors and Actuators B:24−
25(1995),pp819−822]。
[0005] In these applications, it is common to detect changes in pH and ions in the environment. LAPS
According to the conventional measurement method according to the present invention, several operations must be performed on the light response characteristics of LAPS,
It took time to quantitatively measure. In the case of an interface between a living body and a semiconductor that detects and measures the electrical activity of a neuron, the nerve action potential is modulated by a very strong photocurrent (background) signal. It was difficult to pick up the decay signal of the extracellular potential. While improving LAPS measurement techniques is of great importance, only a few reports so far have been reported [Luc J. et al. B
ouse S. Mostarshed and D.M.
Hafeman, "A combined measu
rement of surface potenti
al and zeta potential of
an electoryte / insulator
interface of LAPS ", Sensors
and Actuators B: 10 (199
2), pp 67-71; Adami M. Sar
tore, E. Baldini, A .; Rossi an
d C.I. Nicolini ,, “New measure
ing principal for LAPS ", S
sensorand Actuators B: 9 (1
992), pp 25-31; Sasaki, Y .;
Kanai, H .; Uchida, and T.W. Kats
ube, “Highly Sensitive Tas
te sensors with a new dif
ferential LAPS method ", Se
nsors and Actuators B: 24-
25 (1995), pp 819-822].

【0006】Bousseら(1992)は、二つのセ
ンサーと二つのLEDを使い、LED1とLED2との
アウトプット電位差を経時的に測定して、表面電位とゼ
ータ電位とを組み合わせて測定することを研究した。A
damiら(1992)も、二つのセンサーと二つのL
EDを使い、それに比較器(コンパレーター)を加え
て、LAPSによる示差測定を検討した。
[0006] Bousse et al. (1992) studied using two sensors and two LEDs to measure the output potential difference between LED1 and LED2 over time, and to measure the combined surface potential and zeta potential. did. A
(1992) also reported that two sensors and two L
The differential measurement by LAPS was examined using an ED and a comparator.

【0007】そこで、従来の化学センサーLAPSの概
略構成は、図10に示すようになる。
Therefore, a schematic configuration of a conventional chemical sensor LAPS is as shown in FIG.

【0008】図10は従来の化学センサーLAPSの概
略構成図、図11はその化学センサーLAPSの各部の
波形図であり、図11(a)は照射光パルスの波形図、
図11(b)はコンパレーターからの光電流出力波形図
である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a conventional chemical sensor LAPS, FIG. 11 is a waveform diagram of each part of the chemical sensor LAPS, FIG.
FIG. 11B is a waveform diagram of a photocurrent output from the comparator.

【0009】これらの図に示すように、バルク半導体
(Si)101上に絶縁体層102を形成し、その上に
測定試料である単一の電解質103を設ける。バルク半
導体101には交流電圧源(電圧値可変)105の電圧
Vを印加し、その交流電圧源105の一端を増幅器(ア
ンプ)106の第1入力端子に入力し、上記電解質10
3には電極104を接触させ、その出力は、比較器10
6の第2入力端子に入力する。
As shown in these figures, an insulator layer 102 is formed on a bulk semiconductor (Si) 101, and a single electrolyte 103 as a measurement sample is provided thereon. A voltage V of an AC voltage source (variable voltage value) 105 is applied to the bulk semiconductor 101, one end of the AC voltage source 105 is input to a first input terminal of an amplifier (amplifier) 106, and the
3 is brought into contact with an electrode 104, the output of which is
6 to the second input terminal.

【0010】一方、バルク半導体(Si)101の裏面
からは、図11(a)に示すような照射光パルス107
を照射する。
On the other hand, from the back surface of the bulk semiconductor (Si) 101, an irradiation light pulse 107 as shown in FIG.
Is irradiated.

【0011】このように構成したので、空乏層101A
にバイアス電圧を印加すると、空乏層101Aの厚さは
その部分の表面電位と相関し、LAP・pHセンサーに
おいては、この表面電位は電解質103のpH値に依存
する。空乏キャパシタンスの局部値は、振幅変調した光
源をバルク半導体(Si)101に照射したときに発生
する、図11(b)に示すような、AC光電流Iout
読み取ることができる。
With this configuration, the depletion layer 101A
When a bias voltage is applied to the LAP / pH sensor, the thickness of the depletion layer 101A is correlated with the surface potential of the depletion layer 101A. Depletion local value of the capacitance generated when irradiated with light sources amplitude modulation bulk semiconductor (Si) 101, as shown in FIG. 11 (b), can be read by the AC photocurrent I out.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の化学センサーLAPSの構成では、図11
(b)に示すように、高いバックグラウンドを有してお
り、ノイズも高くなり、正確な光電流波形を得ることが
できないといった問題があった。
However, in the configuration of the conventional chemical sensor LAPS described above, FIG.
As shown in (b), there is a problem that a high background is obtained, noise is increased, and an accurate photocurrent waveform cannot be obtained.

【0013】本発明は、上記状況に鑑みて、簡単で、低
ノイズ・低バックグラウンドの半導体空乏層容量測定方
法及びその装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a method and an apparatus for simply measuring the capacitance of a semiconductor depletion layer with low noise and low background.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕半導体空乏層容量測定方法において、第1及び第
2の電解質−絶縁体層−半導体バルク構造からなるセン
サーをセットし、前記半導体バルクの空乏層にバイアス
電圧を印加し、前記半導体バルクの裏面に前記第1及び
第2の電解質にそれぞれ対応する二つの位相をずらした
光パルスを照射し、前記第1及び第2の電解質に接続さ
れる電極からの出力を導出し、示差検出的な方法によっ
て低ノイズ・低バックグラウンドの光電流検出を行うこ
とを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for measuring a capacitance of a semiconductor depletion layer, comprising: a sensor having a first and a second electrolyte-insulator layer-semiconductor bulk structure; And applying a bias voltage to a depletion layer of the semiconductor bulk, and irradiating a back surface of the semiconductor bulk with light pulses of two phases shifted respectively corresponding to the first and second electrolytes, And output from an electrode connected to the second electrolyte is derived, and photocurrent detection with low noise and low background is performed by a differential detection method.

【0015】〔2〕上記〔1〕記載の半導体空乏層容量
測定方法において、前記電解質のpHの測定を行うこと
を特徴とする。
[2] The method for measuring the capacity of a semiconductor depletion layer according to the above [1], wherein the pH of the electrolyte is measured.

【0016】〔3〕半導体空乏層容量測定装置におい
て、第1及び第2の電解質−絶縁体層−半導体バルク構
造からなるセンサーと、前記半導体バルクの空乏層にバ
イアス電圧を印加する手段と、前記半導体バルクの裏面
に前記第1及び第2の電解質にそれぞれ対応する二つの
位相をずらした光パルスを照射する手段と、前記第1及
び第2の電解質に接続される電極からの出力を示差検出
的な方法によって導出し、低ノイズ・低バックグラウン
ドの光電流検出を行う手段とを具備することを特徴とす
る。
[3] In the semiconductor depletion layer capacitance measuring device, a sensor having a first and second electrolyte-insulator layer-semiconductor bulk structure, means for applying a bias voltage to the depletion layer of the semiconductor bulk, Means for irradiating the back surface of the semiconductor bulk with two out-of-phase light pulses respectively corresponding to the first and second electrolytes, and differential detection of the output from the electrodes connected to the first and second electrolytes And a means for deriving the photocurrent with low noise and low background by a simple method.

【0017】〔4〕上記〔3〕記載の半導体空乏層容量
測定装置において、前記絶縁体層がSi3 4 /SiO
2 、前記半導体バルクがSiバルクであることを特徴と
する。
[4] In the semiconductor depletion layer capacitance measuring device according to the above [3], the insulator layer is made of Si 3 N 4 / SiO
2. The semiconductor bulk is a Si bulk.

【0018】〔5〕上記〔3〕記載の半導体空乏層容量
測定装置において、前記光パルスは10kHz〜30k
Hzのレーザー光であることを特徴とする。
[5] In the semiconductor depletion layer capacitance measuring apparatus according to the above [3], the light pulse is 10 kHz to 30 kHz.
Hz laser light.

【0019】〔6〕上記〔3〕記載の半導体空乏層容量
測定装置において、前記第1及び第2の電解質は測定セ
ルと対照セルであることを特徴とする。
[6] In the semiconductor depletion layer capacitance measuring device according to the above [3], the first and second electrolytes are a measuring cell and a control cell.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0021】図1は本発明の実施例を示す半導体空乏層
容量測定システムの概略構成図、図2はその半導体空乏
層容量測定システムの各部の波形を示す図であり、図2
(a)は第1の照射光パルスの波形図、図2(b)は第
2の照射光パルスの波形図で、図2(c)は増幅器に入
力される波形(相殺される)図、図2(d)は増幅器か
らの光電流出力波形図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor depletion layer capacitance measuring system showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing waveforms at various parts of the semiconductor depletion layer capacitance measuring system.
2A is a waveform diagram of the first irradiation light pulse, FIG. 2B is a waveform diagram of the second irradiation light pulse, FIG. 2C is a waveform (cancelled) input to the amplifier, FIG. 2D is a waveform diagram of a photocurrent output from the amplifier.

【0022】これらの図において、1はバルク半導体
(Si)、2は絶縁体層、3は絶縁体層2上に形成され
る測定試料としての第1の電解質(測定セル)、4はそ
の第1の電解質3の電極、5は絶縁体層2上に形成され
る対照試料としての第2の電解質(対照セル)、6はそ
の第2の電解質5の電極、7はDC電圧源(電圧値可
変)、8は第1の電解質3及び第2の電解質5に接続さ
れるとともに、DC電圧源7に接続される増幅器であ
る。9は第1の照射光パルス、10は第2の照射光パル
スであり、これらのパルスは二つの位相をずらしたもの
(out−of−phase)となっている。
In these figures, 1 is a bulk semiconductor (Si), 2 is an insulator layer, 3 is a first electrolyte (measurement cell) as a measurement sample formed on the insulator layer 2, and 4 is its first electrolyte. Reference numeral 1 denotes an electrode of the electrolyte 3, 5 denotes a second electrolyte (control cell) as a control sample formed on the insulator layer 2, 6 denotes an electrode of the second electrolyte 5, and 7 denotes a DC voltage source (voltage value). Variable) and 8 are amplifiers connected to the first electrolyte 3 and the second electrolyte 5 and to the DC voltage source 7. Reference numeral 9 denotes a first irradiation light pulse, and reference numeral 10 denotes a second irradiation light pulse. These pulses have two phases shifted (out-of-phase).

【0023】このように構成したので、LAPSはEI
S〔第1、第2の電解質3、5−絶縁体(Si3 4
SiO2 )層2−バルク半導体(Si)1〕構造からな
る。この構造の空乏層1AにDC電圧源7によるバイア
ス電流を印加すると、空乏層1Aの厚さはその部分の表
面電位と相関し、LAP・pHセンサーにおいては、こ
の表面電位は電解質のpH値に依存する。空乏キャパシ
タンスの局部値は、振幅変調した照射光パルスをバルク
半導体(Si)1に照射したときに発生するAC光電流
で読み取ることができる。
With such a configuration, LAPS is EI
S [first and second electrolytes 3, 5 -insulator (Si 3 N 4 /
SiO 2 ) layer 2—bulk semiconductor (Si) 1] structure. When a bias current from the DC voltage source 7 is applied to the depletion layer 1A having this structure, the thickness of the depletion layer 1A correlates with the surface potential of that portion, and in a LAP / pH sensor, this surface potential depends on the pH value of the electrolyte. Dependent. The local value of the depletion capacitance can be read by the AC photocurrent generated when the amplitude-modulated irradiation light pulse is irradiated on the bulk semiconductor (Si) 1.

【0024】本発明では、LAPS測定において、一つ
の照射光パルスではなく、二つの位相をずらした(ou
t−of−phase)第1、第2の照射光パルス9、
10を使用し、一種の示差検出的な手法によって、低ノ
イズ・低バックグラウンドの結果を得ることができる。
According to the present invention, in LAPS measurement, two phases are shifted (out) instead of one irradiation light pulse.
t-of-phase) first and second irradiation light pulses 9,
10, a low noise / low background result can be obtained by a kind of differential detection method.

【0025】より詳細に述べると、ヘテロ構造(Si3
4 /SiO2 /Si)のSi層は、二つの異なった箇
所において第1、第2の照射光パルス9、10(レーザ
ー9およびレーザー10)によって照射される。測定セ
ル3と対照セル4は、照射点の直上のSi3 4 表面に
設置する。第1、第2の照射光パルス9、10の強度は
図2(a)および図2(b)に示すように、同一周波数
で位相がずれる(out−of−phase)ように変
調する。照射光パルスの強度、光束の直径、セル面積、
電解質体積、その他のパラメータが同一であれば、二つ
のセルで発生する光電流は、同一で位相が逆になってい
る。
More specifically, the heterostructure (Si 3
The Si layer (N 4 / SiO 2 / Si) is irradiated at two different locations by first and second irradiation light pulses 9, 10 (laser 9 and laser 10). The measurement cell 3 and the control cell 4 are placed on the Si 3 N 4 surface immediately above the irradiation point. As shown in FIGS. 2A and 2B, the intensities of the first and second irradiation light pulses 9 and 10 are modulated such that the phases are shifted (out-of-phase) at the same frequency. Irradiation light pulse intensity, luminous flux diameter, cell area,
If the electrolyte volume and other parameters are the same, the photocurrents generated in the two cells are the same and opposite in phase.

【0026】以下、具体例について説明する。Hereinafter, a specific example will be described.

【0027】図3は本発明の具体例を示す半導体空乏層
容量測定システムの構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a semiconductor depletion layer capacitance measuring system showing a specific example of the present invention.

【0028】この図において、11はバルク半導体(S
i)とその上に形成される絶縁体(Si3 4 /SiO
2 )層からなるセンサ、12は測定セル、13はその測
定セルに接続されるAg/AgClのロッドからなる電
極、14はこの電極13に印加されるバイアス電圧源
(可変電圧印加)、15はアース、16は対照セル、1
7はその対照セル16に接続されるAg/AgClのロ
ッドからなる電極、18は対照バイアス電圧源(可変電
圧印加)、19はアース、20はセンサ11の裏面に接
触する金属コンタクトであり、この金属コンタクト20
は増幅器(プリ・アンプ)23の第1の入力端子に接続
される。また、増幅器23の第2の入力端子はアース2
4に接続される。
In this figure, reference numeral 11 denotes a bulk semiconductor (S
i) and an insulator (Si 3 N 4 / SiO) formed thereon
2 ) A sensor composed of layers, 12 is a measuring cell, 13 is an electrode made of an Ag / AgCl rod connected to the measuring cell, 14 is a bias voltage source (variable voltage application) applied to this electrode 13, and 15 is Earth, 16 is a control cell, 1
Reference numeral 7 denotes an electrode made of an Ag / AgCl rod connected to the control cell 16, reference numeral 18 denotes a control bias voltage source (variable voltage application), reference numeral 19 denotes ground, and reference numeral 20 denotes a metal contact that contacts the back surface of the sensor 11. Metal contact 20
Is connected to a first input terminal of an amplifier (pre-amplifier) 23. The second input terminal of the amplifier 23 is connected to the ground 2
4 is connected.

【0029】一方、センサ11の裏面には、例えば、1
0kHz〜30kHzの第1のレーザー光21とと、移
相回路25によって、同一周波数で位相がずれる第2の
レーザー光22をそれぞれ照射する。
On the other hand, for example, 1
A first laser beam 21 of 0 kHz to 30 kHz and a second laser beam 22 whose phase is shifted by the same frequency by the phase shift circuit 25 are irradiated.

【0030】図4はその半導体空乏層容量測定装置のL
APS信号のタイムシーケンスであり、図4(a)は第
1のレーザー光による光電流特性を示す図、図4(b)
は第2のレーザー光による光電流特性を示す図、図4
(c)は第1のレーザー光と第2のレーザー光が合わせ
られたことによる光電流特性図である。
FIG. 4 shows L of the semiconductor depletion layer capacitance measuring device.
4A is a time sequence of an APS signal, and FIG. 4A is a diagram showing a photocurrent characteristic by a first laser beam, and FIG.
FIG. 4 shows a photocurrent characteristic by the second laser beam,
(C) is a photocurrent characteristic diagram due to the combination of the first laser light and the second laser light.

【0031】このように、センサ11の共通の裏面コン
タクトに二つの位相をずらした電圧を印加すると、図2
(c)に示したように、相互のノイズや基底要素が相殺
されるため、図4(c)にプロットしたように、低ノイ
ズ・低バックグラウンドとなる。電解質のpH値や一つ
のセルの表面電位が変化すると、そのセルの光電流も変
化するため、その変化に比例した差信号が出力される。
As described above, when voltages having two phases shifted from each other are applied to the common back contact of the sensor 11, FIG.
As shown in FIG. 4C, since the mutual noise and the basis element are canceled, the noise and the background are low as plotted in FIG. When the pH value of the electrolyte or the surface potential of one cell changes, the photocurrent of that cell also changes, so that a difference signal proportional to the change is output.

【0032】この測定方法をpH測定に用いた。従っ
て、センサーの校正値さえ得ておけば、pHは差信号か
ら直接測定することができる。
This measuring method was used for pH measurement. Therefore, the pH can be measured directly from the difference signal if only the calibration value of the sensor is obtained.

【0033】従って、この場合、検出データをスムージ
ングしたり2度にわたって差を求めたりする操作が必要
ないため、従来法よりも測定は迅速になる。
Therefore, in this case, since there is no need to perform an operation of smoothing the detected data or finding the difference twice, the measurement is quicker than the conventional method.

【0034】LAPSを使い、通常の方法で、LAPS
の光電流応答のバイアス・シフト量から電解質のpHを
測定した。光電流応答の電圧方向のシフト量は、測定p
Hバッファーと対照pHバッファー(対照に何を選んだ
としても)との変曲点電位の差として求められる。LA
PSに関して言えば、変曲点電位は、応答光電流の二次
微分がゼロ値を横切るときのバイアス電圧である。
Using LAPS, in the usual way, LAPS
The pH of the electrolyte was measured from the amount of the bias shift of the photocurrent response. The shift amount of the photocurrent response in the voltage direction is measured p
It is determined as the difference between the inflection point potentials of the H buffer and the control pH buffer (regardless of the choice of control). LA
Regarding PS, the inflection point potential is the bias voltage when the second derivative of the response photocurrent crosses zero.

【0035】図5はLAPSのバイアス/Vに対する応
答光電流/V特性図、図6はその変曲点電位の求め方を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the response photocurrent / V characteristic with respect to the bias / V of LAPS, and FIG. 6 is a diagram showing how to find the inflection point potential.

【0036】測定データの変曲点P電位を求める作業
は、測定データのノイズの影響を受けるため、予めその
曲線をフィルタリングにより滑らかにしておかなければ
ならない。それに、曲線の勾配が急になるほど、計算精
度は上がる。勾配が急であればゼロ値を横切る点がより
正確に求められ、pH測定の精度が良くなるためである
[M.Sartore,M.Adami,and
C.Nicolini,“Computer simu
lation and optimizationof
a light−addressable pote
ntiometric sensor”,Biosen
sors Bioelectronics.,7(19
92)57−64]。
Since the work of obtaining the inflection point P potential of the measurement data is affected by noise of the measurement data, the curve must be previously smoothed by filtering. In addition, the steeper the curve, the higher the calculation accuracy. This is because if the gradient is steep, the point crossing the zero value is more accurately determined, and the accuracy of the pH measurement is improved [M. Sartore, M .; Adami, and
C. Nicolini, "Computer simu
ration and optimization of
a light-addressable pote
ntiometric sensor ”, Biosen
sors Bioelectronics. , 7 (19
92) 57-64].

【0037】この方法では、まず、最初に両バイアスを
調節して、たとえば測定セルのバイアス電圧がVmiであ
ったときの、二つのセル中の対照溶液(この場合pH−
4.55)の「最少差異」信号(vr )を求める。
[0037] In this method, first, first to adjust both the bias, for example when the bias voltage of the measurement cell was V mi, control solution in the two cells (in this case pH-
Determine the "minimum difference" signal (v r) of 4.55).

【0038】次いで、「測定セル」中のpHバッファー
を変えて、新たなpH値に対応する差信号(vmpH )を
求める。そして、「測定セル」のバイアス電圧を変え
て、変えたバイアス電圧VmpH に対する「最少差異」信
号を求める。ここでの測定セルのバイアス電圧の変化
が、使用しているLAPSのSi3 4 層のpH感度と
なる。差信号とバイアス変化のどちらか一方または両方
を使ってpHの定量値を計算する。バイアス走査にパソ
コンを使えば、pH測定を自動的に、迅速に行うことが
できる。
Next, by changing the pH buffer in the "measurement cell", a difference signal ( vmpH ) corresponding to a new pH value is obtained . Then, the bias voltage of the "measurement cell" is changed, and a "minimum difference" signal for the changed bias voltage VmpH is obtained. The change in the bias voltage of the measurement cell here becomes the pH sensitivity of the Si 3 N 4 layer of the LAPS used. One or both of the difference signal and the bias change are used to calculate a quantitative value of pH. If a personal computer is used for bias scanning, pH measurement can be performed automatically and quickly.

【0039】以下、実験例について、図3を参照しなが
ら説明する。
Hereinafter, an experimental example will be described with reference to FIG.

【0040】センサー11は、〈100〉配向のn−タ
イプSi(1〜10Ω・cm、厚み180μm)による
Au/Si/SiO2 /Si3 4 層からなるヘテロ構
造である。二つの赤外レーザー(λ=830nm)は第
1のレーザー21と第2のレーザー22で、センサー1
1の裏面から照射する。二つのレーザーは周波数10k
Hz〜30kHzであり、移相回路25によって互いに
〜180°位相をずらしてある。最少差異の光電流信号
を得るために、ときには移相回路25によって位相の微
調整を行う必要がある。
The sensor 11 has a hetero structure composed of an Au / Si / SiO 2 / Si 3 N 4 layer of n-type Si (1 to 10 Ω · cm, thickness 180 μm) of <100> orientation. The two infrared lasers (λ = 830 nm) are a first laser 21 and a second laser 22,
Irradiation is performed from the back side of No. 1. The two lasers have a frequency of 10k
Hz to 30 kHz, and the phases are shifted by 180 ° from each other by the phase shift circuit 25. In order to obtain the photocurrent signal with the minimum difference, it is sometimes necessary to finely adjust the phase by the phase shift circuit 25.

【0041】二つのセル12、16は25mm離して、
照射点の直上のSi3 4 表面に設置されている。いず
れのセルも直径8mmと小さく、シリコーンゴムのシー
ルを用い、電解質に接触している。片方のセルが対照バ
ッファー、他方が測定バッファーに使われる。二つのセ
ル12、16にはそれぞれAg/AgClロッドの電極
13、17を用い、DC電源18により規定の対照電圧
を電解質16に加えるための電極とする。Ag/AgC
lロッドの電極13、17は、実験室でAgロッドにA
gClを厚く電着して調製した。10MΩの抵抗と、1
00μFのコンデンサを並列にしたものを電源に直列に
接続してDC電流の漏洩を防いだ。光電流の差信号は、
裏面の金属コンタクト20によって受けて、106 倍に
増幅し、プリ・アンプ(比較器)23で電圧に変換し
た。読み取りにはオッシロスコープ(図示なし)を使っ
た。
The two cells 12, 16 are separated by 25 mm.
It is installed on the surface of Si 3 N 4 just above the irradiation point. Each cell is as small as 8 mm in diameter, uses a silicone rubber seal, and is in contact with the electrolyte. One cell is used as a control buffer and the other as a measurement buffer. Ag / AgCl rod electrodes 13 and 17 are used for the two cells 12 and 16, respectively, and serve as electrodes for applying a specified control voltage to the electrolyte 16 by the DC power supply 18. Ag / AgC
The electrodes 13 and 17 of the 1 rod are connected to the Ag rod in the laboratory
It was prepared by thick electrodeposition of gCl. 10MΩ resistance and 1
A parallel connection of a 00 μF capacitor was connected in series to the power supply to prevent leakage of DC current. The difference signal of the photocurrent is
The signal was received by the metal contact 20 on the rear surface, amplified by a factor of 10 6 , and converted into a voltage by a preamplifier (comparator) 23. An oscilloscope (not shown) was used for reading.

【0042】この半導体空乏層容量測定装置による測定
にはpH−3.55からpH−5.65の範囲の種々の
バッファーを使用した。バッファーは実験室で調製し、
それぞれのpH値を常に実験直前に測定した。まず、初
めに測定セル12および対照セル16に、対照溶液とし
てpH−4.55のバッファーを充填した。第1のレー
ザー21のみ照射、第2のレーザー22のみ照射、それ
に第1のレーザー21と第2のレーザー22を同時に照
射して、応答光電流を測定した。
Various buffers in the range of pH-3.55 to pH-5.65 were used for the measurement by the semiconductor depletion layer capacitance measuring device. Buffers are prepared in the lab,
Each pH value was always measured immediately before the experiment. First, the measurement cell 12 and the control cell 16 were filled with a buffer of pH -4.55 as a control solution. The response photocurrent was measured by irradiating only the first laser 21, irradiating only the second laser 22, and simultaneously irradiating the first laser 21 and the second laser 22.

【0043】次いで、図7のバイアス/Vに対する変換
された光電流/Vの特性図に示すように、測定しようと
するpHの最高値においても光電流が飽和に達していな
いところを慎重に選んで、pH測定の操作点とした。強
く反転した場合には、両セルの光電流は同じ値にならな
い。これはおそらく、両方のセルのセンシング表面の不
均一性、レーザーの強度や光束直径のミスマッチなどに
起因すると思われる。
Next, as shown in the characteristic diagram of the converted photocurrent / V with respect to the bias / V in FIG. 7, a point where the photocurrent does not reach saturation even at the highest pH value to be measured is carefully selected. Was used as the operating point for pH measurement. When strongly inverted, the photocurrents of both cells do not become the same value. This is probably due to non-uniformities in the sensing surfaces of both cells, mismatches in laser intensity and beam diameter.

【0044】また、最少差異信号(vr )を得るため
に、両セルのDCバイアスは操作点の近くに調整した。
この実験では、測定セル12と対照セル16につき、そ
れぞれ1.390V(Vbi)及び1.445V(Vmi
に調整し、最少差異信号(vr)は、13.3mVp−
pであった。測定セル21及び対照セル16のベース光
電流信号はそれぞれ211mVp−p及び210mVp
−pであった。両レーザー間の位相シフトは、最少差異
信号を得るために、180°近辺に調整した。ここで、
一例として、対照セル16のバッファーをpH−4.5
5のままにして測定セル12のバッファーをpH−3.
55に変えてみる。pH値の変化によって、測定セル1
2の表面電位と光電流の振幅が変わり、差異信号(v
mpH )は25.3mVp−pとなった。pH変化による
光電流の変化は、この二つの差異信号の電圧差、すなわ
ち(vmpH −vr )として計算される。
[0044] In order to obtain a minimum difference signal (v r), DC bias of both cells was adjusted to close to the operating point.
In this experiment, 1.390 V (V bi ) and 1.445 V (V mi ) were measured for the measurement cell 12 and the control cell 16, respectively.
Was adjusted to a minimum difference signal (v r) is, 13.3MVp-
p. The base photocurrent signals of the measurement cell 21 and the control cell 16 are 211 mVp-p and 210 mVp, respectively.
-P. The phase shift between the two lasers was adjusted around 180 ° to obtain the minimum difference signal. here,
As an example, the buffer of the control cell 16 is adjusted to pH-4.5
5 and the buffer of the measuring cell 12 is adjusted to pH-3.
Change it to 55. Due to the change in the pH value, the measurement cell 1
2 and the amplitude of the photocurrent change, and the difference signal (v
mpH ) was 25.3 mVp-p. change in photocurrent by pH changes, the voltage difference between the two difference signals, that is, calculated as (v mpH -v r).

【0045】図8に、種々のpHバッファーについての
差異信号を示す。電圧差は、pH値が増加すると対照p
Hバッファーに対してプラスになり、pH値が減少する
とマイナスになるものとした。
FIG. 8 shows the difference signals for the various pH buffers. As the pH value increases, the voltage difference
It was assumed to be positive for the H buffer and negative when the pH value decreased.

【0046】概念的には、光電流の変化は、バッファー
のpHに敏感な絶縁体表面電位の変化によるものであ
る。ここで、測定セル12のDCバイアスを増加させる
と、そのセルの光電流は増加し、vmpH (差異信号)は
減少して、新たなバイアスの1504.5mV
(VmpH )におけるvr (最少差異信号)にまで減少す
る。測定セルにおける初めのバイアス(Vmi)と新たな
バイアス(VmpH )の差が、センサー11のpH感度
(mV/pH)そのものである。測定バッファーのpH
値が対照バッファーのpH値よりも高いときには、測定
セル12のバイアスを減少させて、最少差異信号
(vr )を得る。
Conceptually, the change in photocurrent is due to a change in the insulator surface potential that is sensitive to the pH of the buffer. Here, when the DC bias of the measurement cell 12 is increased, the photocurrent of the cell increases, v mpH (difference signal) decreases, and a new bias of 1504.5 mV is applied.
(V mpH ) to v r (minimum difference signal). The difference between the initial bias (V mi ) and the new bias (V mpH ) in the measurement cell is the pH sensitivity (mV / pH) of the sensor 11 itself. Measurement buffer pH
Value is at higher than the pH value of the control buffer, decrease the bias of the measuring cell 12, to obtain a minimum difference signal (v r).

【0047】図9に示すように、種々のpH値に対し
て、対照pHバッファーのバイアスとのバイアスの差を
プロットすると、pH感度が得られる。実験したpH範
囲におけるpH感度の平均値は57.6mV/pHで、
これはNernst値に非常に近かった。この測定シス
テムにはpHの測定範囲にある程度の限界がある。
As shown in FIG. 9, plotting the difference between the bias of the control pH buffer and the bias for various pH values gives the pH sensitivity. The average value of pH sensitivity in the tested pH range was 57.6 mV / pH,
This was very close to the Nernst value. This measurement system has some limitations on the pH measurement range.

【0048】図7に見られたように、表面電位変化がわ
ずか350mV変化するだけで、センサーが累積から反
転へと切り替わるのである。この実験で得られたよう
に、感度が58mV/pH近辺である場合には、安全に
測定できるpH範囲は6pH(たとえばpH−4からp
H−10)ということになる。pH測定の全行程は、デ
ータ収集および測定バッファーにおけるバイアス走査に
パソコンを使うことによって、自動化できる。
As can be seen from FIG. 7, the sensor switches from accumulation to inversion with only a 350 mV change in surface potential. When the sensitivity is around 58 mV / pH, as obtained in this experiment, the pH range that can be safely measured is 6 pH (eg, pH-4 to p-p).
H-10). The entire process of pH measurement can be automated by using a personal computer for data collection and bias scanning in the measurement buffer.

【0049】上記したように、LAPSについての一般
的な測定方法を示した。原理的に、ここに示した測定シ
ステムは、LAPSをバイオセンサーに応用する場合
に、低ノイズ・低バックグラウンドに向けての手だてと
なる。新たな測定システムの応用の一つとして、pH測
定を検討した。pH−3.55からpH−5.65の範
囲において、pH感度は57.9mV/pHであり、こ
れはNernst値に非常に近いものであった。ポテン
ショスタットやロックイン増幅器のような高価な装置を
使わずに、直接、迅速に高感度でpHを測定できる計測
装置を提供することができた。
As described above, a general measurement method for LAPS has been described. In principle, the measurement system described here provides a means for low noise and low background when applying LAPS to biosensors. As one of the applications of the new measurement system, pH measurement was studied. In the pH range from 3.55 to pH 5.65, the pH sensitivity was 57.9 mV / pH, which was very close to the Nernst value. A measuring device capable of directly and quickly measuring pH with high sensitivity without using an expensive device such as a potentiostat or a lock-in amplifier could be provided.

【0050】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0052】(A)簡単で、低ノイズ・低バックグラウ
ンドの半導体空乏層容量測定を行うことができる。
(A) A simple and low-noise, low-background semiconductor depletion layer capacitance measurement can be performed.

【0053】(B)新たな、迅速で高感度なpHの直接
測定を行うことができる。
(B) A new, rapid and highly sensitive direct measurement of pH can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示す半導体空乏層容量測定シ
ステムの概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor depletion layer capacitance measurement system showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を示す半導体空乏層容量測定シ
ステムの各部の波形を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing waveforms at various parts of a semiconductor depletion layer capacitance measuring system according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の具体例を示す半導体空乏層容量測定シ
ステムの構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a semiconductor depletion layer capacitance measurement system showing a specific example of the present invention.

【図4】本発明の具体例を示す半導体空乏層容量測定装
置のLAPS信号のタイムシーケンスである。
FIG. 4 is a time sequence of a LAPS signal of a semiconductor depletion layer capacitance measuring device showing a specific example of the present invention.

【図5】本発明の具体例を示すLAPSのバイアス/V
に対する応答光電流/V特性図である。
FIG. 5 shows bias / V of LAPS showing an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a response photocurrent / V characteristic diagram for the response to the following.

【図6】本発明の具体例を示すLAPSのバイアス/V
に対する応答光電流/Vの変曲点電位の求め方を示す図
である。
FIG. 6 shows a bias / V of LAPS showing an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a method of obtaining an inflection point potential of a response photocurrent / V with respect to the following.

【図7】本発明の具体例を示すLAPSのバイアス/V
に対する変換された光電流/Vの特性図である。
FIG. 7 shows LAPS bias / V showing an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a characteristic diagram of converted photocurrent / V with respect to FIG.

【図8】本発明の具体例を示すLAPSの種々のpHバ
ッファーについての差異信号を示す図である。
FIG. 8 shows difference signals for various pH buffers of LAPS illustrating an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の具体例を示すLAPSの種々のpH値
に対して、対照pHバッファーのバイアスとのバイアス
の差をプロットした図である。
FIG. 9 is a plot of the difference between the bias of the control pH buffer and the bias for various pH values of LAPS showing an embodiment of the present invention.

【図10】従来の化学センサーLAPSの概略構成図で
ある。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a conventional chemical sensor LAPS.

【図11】従来の化学センサーLAPSの各部の波形図
である。
FIG. 11 is a waveform diagram of each part of a conventional chemical sensor LAPS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バルク半導体(Si) 1A 空乏層 2 絶縁体層 3 第1の電解質(測定セル) 4 第1の電解質の電極 5 第2の電解質(対照セル) 6 第2の電解質の電極 7 DC電圧源(電圧値可変) 8,23 増幅器 9 第1の照射光パルス 10 第2の照射光パルス 11 センサー 12 測定セル 13,17 電極(Ag/AgClのロッド) 14,18 バイアス電圧源(可変電圧印加) 15,19,24 アース 16 対照セル 20 金属コンタクト 21 第1のレーザー光 22 第2のレーザー光 25 移相回路 Reference Signs List 1 bulk semiconductor (Si) 1A depletion layer 2 insulator layer 3 first electrolyte (measurement cell) 4 electrode of first electrolyte 5 second electrolyte (control cell) 6 electrode of second electrolyte 7 DC voltage source ( 8, 23 Amplifier 9 First irradiation light pulse 10 Second irradiation light pulse 11 Sensor 12 Measurement cell 13, 17 Electrode (Ag / AgCl rod) 14, 18 Bias voltage source (Variable voltage application) 15 , 19,24 Earth 16 Control cell 20 Metal contact 21 First laser beam 22 Second laser beam 25 Phase shift circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体空乏層容量測定方法において、
(a)第1及び第2の電解質−絶縁体層−半導体バルク
構造からなるセンサーをセットし、(b)前記半導体バ
ルクの空乏層にバイアス電圧を印加し、(c)前記半導
体バルクの裏面に前記第1及び第2の電解質にそれぞれ
対応する二つの位相をずらした光パルスを照射し、
(d)前記第1及び第2の電解質に接続される電極から
の出力を導出し、示差検出的な方法によって低ノイズ・
低バックグラウンドの光電流検出を行うことを特徴とす
る半導体空乏層容量測定方法。
In a semiconductor depletion layer capacitance measuring method,
(A) setting a sensor having a first and second electrolyte-insulator layer-semiconductor bulk structure; (b) applying a bias voltage to a depletion layer of the semiconductor bulk; and (c) applying a bias voltage to a back surface of the semiconductor bulk. Irradiating two phase-shifted light pulses respectively corresponding to the first and second electrolytes,
(D) deriving the output from the electrodes connected to the first and second electrolytes and using a differential detection method to reduce the noise
A method of measuring a semiconductor depletion layer capacitance, comprising detecting a low background photocurrent.
【請求項2】 請求項1記載の半導体空乏層容量測定方
法において、前記電解質のpHの測定を行うことを特徴
とする半導体空乏層容量測定方法。
2. The semiconductor depletion layer capacitance measurement method according to claim 1, wherein the pH of the electrolyte is measured.
【請求項3】 半導体空乏層容量測定装置において、
(a)第1及び第2の電解質−絶縁体層−半導体バルク
構造からなるセンサーと、(b)前記半導体バルクの空
乏層にバイアス電圧を印加する手段と、(c)前記半導
体バルクの裏面に前記第1及び第2の電解質にそれぞれ
対応する二つの位相をずらした光パルスを照射する手段
と、(d)前記第1及び第2の電解質に接続される電極
からの出力を示差検出的な方法によって導出し、低ノイ
ズ・低バックグラウンドの光電流検出を行う手段とを具
備することを特徴とする半導体空乏層容量測定装置。
3. A semiconductor depletion layer capacitance measuring device,
(A) a sensor having a first and second electrolyte-insulator layer-semiconductor bulk structure; (b) means for applying a bias voltage to a depletion layer of the semiconductor bulk; and (c) a back surface of the semiconductor bulk. Means for irradiating two phase-shifted light pulses respectively corresponding to the first and second electrolytes, and (d) differentially detecting the output from the electrodes connected to the first and second electrolytes. Means for deriving a photocurrent with low noise and low background derived by a method.
【請求項4】 請求項3記載の半導体空乏層容量測定装
置において、前記絶縁体層がSi3 4 /SiO2 、前
記半導体バルクがSiバルクであることを特徴とする半
導体空乏層容量測定装置。
4. The semiconductor depletion layer capacitance measuring device according to claim 3, wherein said insulator layer is Si 3 N 4 / SiO 2 , and said semiconductor bulk is Si bulk. .
【請求項5】 請求項3記載の半導体空乏層容量測定装
置において、前記光パルスは10kHz〜30kHzの
レーザー光であることを特徴とする半導体空乏層容量測
定装置。
5. The semiconductor depletion layer capacitance measuring device according to claim 3, wherein the light pulse is a laser beam of 10 kHz to 30 kHz.
【請求項6】 請求項3記載の半導体空乏層容量測定装
置において、前記第1及び第2の電解質は測定セルと対
照セルであることを特徴とする半導体空乏層容量測定装
置。
6. The semiconductor depletion layer capacitance measuring device according to claim 3, wherein the first and second electrolytes are a measurement cell and a reference cell.
JP2000112982A 2000-04-14 2000-04-14 Semiconductor depletion layer capacitance measuring method and apparatus Expired - Fee Related JP3816296B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000112982A JP3816296B2 (en) 2000-04-14 2000-04-14 Semiconductor depletion layer capacitance measuring method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000112982A JP3816296B2 (en) 2000-04-14 2000-04-14 Semiconductor depletion layer capacitance measuring method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001296270A true JP2001296270A (en) 2001-10-26
JP3816296B2 JP3816296B2 (en) 2006-08-30

Family

ID=18625037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000112982A Expired - Fee Related JP3816296B2 (en) 2000-04-14 2000-04-14 Semiconductor depletion layer capacitance measuring method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3816296B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004019024A1 (en) * 2002-08-23 2004-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Base sequencing electrode, base sequencing device, and base sequencing method
CN100434910C (en) * 2006-10-24 2008-11-19 东北电力大学 Array filmsensor for simultaneously detecting Cu2+, Pb2+, Cd2+ and its preparing method
CN102221572A (en) * 2011-03-07 2011-10-19 桂林电子科技大学 Bionic taste perception light addressable potentiometric sensor detection device
CN110715964A (en) * 2019-09-27 2020-01-21 西北工业大学 Differential type optical addressing potential sensor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004019024A1 (en) * 2002-08-23 2004-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Base sequencing electrode, base sequencing device, and base sequencing method
US7097751B2 (en) 2002-08-23 2006-08-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Base sequence detecting electrode, base sequence detecting device and base sequence detecting method
US7718048B2 (en) 2002-08-23 2010-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Base sequence detecting electrode, base sequence detecting device and base sequence detecting method
CN100434910C (en) * 2006-10-24 2008-11-19 东北电力大学 Array filmsensor for simultaneously detecting Cu2+, Pb2+, Cd2+ and its preparing method
CN102221572A (en) * 2011-03-07 2011-10-19 桂林电子科技大学 Bionic taste perception light addressable potentiometric sensor detection device
CN102221572B (en) * 2011-03-07 2016-07-20 桂林电子科技大学 A kind of LAPS detection device for taste bionic perception
CN110715964A (en) * 2019-09-27 2020-01-21 西北工业大学 Differential type optical addressing potential sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3816296B2 (en) 2006-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Macchia et al. About the amplification factors in organic bioelectronic sensors
US9568450B2 (en) Measuring arrangement and method for registering an analyte concentration in a measured medium
Yoshinobu et al. Portable light-addressable potentiometric sensor (LAPS) for multisensor applications
TWI279538B (en) Drift calibration method and device for the potentiometric sensor
US9279781B2 (en) Measuring arrangement and method for registering an analyte concentration in a measured medium
JP2010528297A (en) System and method for integrated electrochemical detection and electrical detection
Yoshinobu et al. Constant‐Current‐Mode LAPS (CLAPS) for the Detectionof Penicillin
Ismail et al. Investigation of pulsed laser-deposited Al2O3 as a high pH-sensitive layer for LAPS-based biosensing applications
CN113588753A (en) Ion selective electrode current detection method
US10520460B2 (en) Method for determining diffusion
RU2564516C2 (en) Capacitance measurement method and its application
JP2001296270A (en) Measuring method and apparatus for semiconductor depletion layer capacity
Adami et al. New measuring principle for LAPS devices
US9588075B2 (en) Sensor for detecting hydrogen ions in an aqueous solution
Schöning et al. A novel silicon-based sensor array with capacitive EIS structures
CN110411951A (en) A kind of preparation method of the Photoelectrochemistrbiosensor biosensor for the double Applications of Cardiac Markers of detection simultaneously
Miyamoto et al. Constant-phase-mode operation of the light-addressable potentiometric sensor
Zhang et al. Light-addressable potentiometric sensor based on precise light intensity modulation for eliminating measurement error caused by light source
WO2021148058A2 (en) Method and apparatus for using optical modulation to improve signal-to-noise ratio in silicon nanowire sensor
Lacina et al. Bipolar transistor amplifier for transduction of electrochemical response to visual perception
Schoening et al. Semiconductor-based field-effect structures for chemical sensing
Anand Raj et al. Research insights on the development of biosensors
Ismail et al. A novel low-noise measurement principle for LAPS and its application to faster measurement of pH
US20090194427A1 (en) Using polypyrrole as the contrast ph detector to fabricate a whole solid-state ph sensing device
Sakly et al. Platinum electrode functionalized with calix [4] arene thin films for impedimetric detection of sodium ions

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060425

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060509

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060607

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100616

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees