JP2007278760A - 化学・物理現象検出装置 - Google Patents
化学・物理現象検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007278760A JP2007278760A JP2006103253A JP2006103253A JP2007278760A JP 2007278760 A JP2007278760 A JP 2007278760A JP 2006103253 A JP2006103253 A JP 2006103253A JP 2006103253 A JP2006103253 A JP 2006103253A JP 2007278760 A JP2007278760 A JP 2007278760A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chemical
- floating diffusion
- physical phenomenon
- jfet
- phenomenon detection
- 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
Links
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
【解決手段】 センシング部の電荷をフローティングディフュージョン部へ移動した後にフローティングディフュージョンの電位変化を、FETを用いて読み出す。このFETに、より低雑音なJFET(接合型電界効果トランジスタ)を用いることを特徴とする。さらにフローティングディフュージョン領域とJFETのゲート電極を兼ね合わせた構造とし、小型化と更なる低雑音化を図る。
【選択図】 図4
Description
例えばイオン濃度を測定するためにこの化学・物理現象検出装置を利用する例を図1に示す。
シリコン基板10にはn+型ドープ領域11、13とp型ドープ領域15が形成されている。p型ドープ領域15にはゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜19が積層されている。このシリコン酸化膜19の上に2つのゲート電極22及び24が設けられている。図中の符号23はシリコン窒化膜である。シリコン窒化膜23の上に液槽21が設けられ、その中にイオン濃度(pH)の測定対象となる水溶液32が充填される。符号26は参照電極であり、一定の電位に保たれている。
基板のn+領域11、ゲート電極22、ゲート電極24及びn+領域13はそれぞれ、端子ID、ICG、TG及びFDに接続され、所定の電位が所定のタイミングで印加される。その結果、基板のn+領域11が電荷供給部1となり、ゲート電極22に対応する部分が電荷注入調節部2となり、シリコン窒化膜23に対応する部分がセンシング部3となり、ゲート電極24に対応する部分が障壁部4となり、n+型領域13がフローティングディフュージョン部5となる。
スタンバイ状態S1においてフローティングディフュージョン部5には電荷が蓄積されている。この電荷は前回までの単位検出動作により蓄積されたものである。このとき、溶液32のイオン濃度に対応してセンシング部3のポテンシャルが変化している。
次に、電荷供給部1に印加する電位を下げることによってセンシング部3へ電荷をチャージする(ステップ3)。その後、電荷供給部1の電位を上げることによって、電荷注入調節部2によりすり切られた電荷がセンシング部3に残される(ステップ5)。そして、ステップ7においてこの残された電荷をフローティングディフュージョン部5へ蓄積する。
ステップ1〜ステップ7で示される単位検出動作を繰返すことによりフローティングディフュージョン部5に電荷が累積される。これにより、図3に示すように、検出の感度が高くなる。
しかしながらこれまでの発明ではフローティングディフュージョン領域の電位を検出するために金属−酸化膜−半導体型電界効果トランジスタ(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor: MOSFET) のゲート電極にフローティングディフュージョンが接続され、ソースフォロア回路でフローティングディフュージョン領域の電位を読み出していた。
(1)センシング部の電荷をフローティングディフュージョン部へ累積させ、該フローティングディフュージョン部に蓄積された電荷に基づく出力信号から化学・物理量を特定する化学・物理現象をセンシングする装置であって、該フローティングディフュージョン部の電位変化を接合型電界効果トランジスタ(Junction Field-Effect Transistor:JFET)で検出することを特徴とする化学・物理現象検出装置。
フローティングディフュージョン領域はJFETのゲート電極に配線材料でつながれている。JFETのゲート電極はn型ドーピングされた拡散層で作製されている。もちろん、JFETのゲート電極とフローティングディフュージョン領域はn型拡散層で作製できるため、両者をかねることで、配線材料を用いなくても良い。
チャンネルはp型シリコン拡散層で構成され、基板はn型シリコン基板を用いる。
また、図11には実施例の装置を縦32個、横32個並べ、かつ縦方向及び横方向にそれぞれシフトレジスタを付加したアレイセンサを示す。
2 電荷注入制御部
3 センシング部
4 障壁部
5 フローティングディフュージョン部
10 基板
11、13 n+領域
15 p領域
19 シリコン酸化膜
22、24、62 電極
23 シリコン窒化膜
26 参照電極
32 水溶液
50 pチャネルJFET
51 pチャネルJFETで作製した負荷部
52 出力
Claims (4)
- センシング部の電荷をフローティングディフュージョン部へ累積させ、該フローティングディフュージョン部に蓄積された電荷に基づく出力信号から化学・物理量を特定する化学・物理現象検出方法であって、該フローティングディフュージョン部の電位変化を接合型電界効果トランジスタ(Junction Field-Effect Transistor:JFET)で検出することを特徴とする化学・物理現象検出装置。
- 前記化学・物理量はイオン濃度であることを特徴とする請求項1に記載の化学・物理現象検出装置。
- フローティングディフュージョンの部の電位変化を接合型電界効果トランジスタのゲートに入力して検出することを特徴とする、請求項1または2に記載の化学・物理現象検出装置。
- フローティングディフュージョンの部がJFETのゲート電極を兼ねていることを特徴とする、請求項1または2に記載の化学・物理現象検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006103253A JP4852752B2 (ja) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | 化学・物理現象検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006103253A JP4852752B2 (ja) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | 化学・物理現象検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007278760A true JP2007278760A (ja) | 2007-10-25 |
JP4852752B2 JP4852752B2 (ja) | 2012-01-11 |
Family
ID=38680355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006103253A Active JP4852752B2 (ja) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | 化学・物理現象検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4852752B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013502563A (ja) * | 2009-08-18 | 2013-01-24 | ウニヴェルズィテート・ウルム | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
US10031101B2 (en) | 2014-10-20 | 2018-07-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Chemical/physical phenomenon detecting device and method of producing the same |
US10073052B2 (en) | 2015-12-15 | 2018-09-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ion concentration sensor |
KR101909915B1 (ko) | 2011-07-14 | 2018-10-19 | 고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 도요하시 기쥬쯔 가가꾸 다이가꾸 | 화학·물리현상 검출방법 및 그 장치 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8785590B2 (en) | 2009-08-20 | 2014-07-22 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Polyamide |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58220574A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
JPH025441A (ja) * | 1988-06-22 | 1990-01-10 | Nec Corp | 電荷転送素子とその駆動方法 |
JPH0637555A (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-10 | Toshiba Corp | 固体撮像素子の出力装置 |
JPH0766389A (ja) * | 1993-08-26 | 1995-03-10 | Nec Corp | 電荷転送素子 |
JPH10332423A (ja) * | 1997-05-29 | 1998-12-18 | Horiba Ltd | 物理現象または化学現象の測定方法および装置 |
JP2002098667A (ja) * | 2000-09-27 | 2002-04-05 | Japan Science & Technology Corp | 累積型化学・物理現象検出装置 |
-
2006
- 2006-04-04 JP JP2006103253A patent/JP4852752B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58220574A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
JPH025441A (ja) * | 1988-06-22 | 1990-01-10 | Nec Corp | 電荷転送素子とその駆動方法 |
JPH0637555A (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-10 | Toshiba Corp | 固体撮像素子の出力装置 |
JPH0766389A (ja) * | 1993-08-26 | 1995-03-10 | Nec Corp | 電荷転送素子 |
JPH10332423A (ja) * | 1997-05-29 | 1998-12-18 | Horiba Ltd | 物理現象または化学現象の測定方法および装置 |
JP2002098667A (ja) * | 2000-09-27 | 2002-04-05 | Japan Science & Technology Corp | 累積型化学・物理現象検出装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013502563A (ja) * | 2009-08-18 | 2013-01-24 | ウニヴェルズィテート・ウルム | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
KR101909915B1 (ko) | 2011-07-14 | 2018-10-19 | 고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 도요하시 기쥬쯔 가가꾸 다이가꾸 | 화학·물리현상 검출방법 및 그 장치 |
US10031101B2 (en) | 2014-10-20 | 2018-07-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Chemical/physical phenomenon detecting device and method of producing the same |
US10073052B2 (en) | 2015-12-15 | 2018-09-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ion concentration sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4852752B2 (ja) | 2012-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170315086A1 (en) | Structures, Apparatuses and Methods for Fabricating Sensors in Multi-Layer Structures | |
Sawada et al. | Highly sensitive ion sensors using charge transfer technique | |
TWI465716B (zh) | 用於檢測及測量化學反應及化合物之電晶體電路 | |
KR101050761B1 (ko) | 배열형 수평 바이폴라 트랜지스터를 이용한 수소이온 감지소자 | |
TW201225304A (en) | Chemically sensitive sensor with lightly doped drains | |
JP4852752B2 (ja) | 化学・物理現象検出装置 | |
Lai et al. | Body effect minimization using single layer structure for pH-ISFET applications | |
CN1538143A (zh) | 静电电容检测装置 | |
US7019343B2 (en) | SnO2 ISFET device, manufacturing method, and methods and apparatus for use thereof | |
CN111198215A (zh) | 检测装置 | |
US10684251B2 (en) | Ion sensitive field effect transistor (ISFET) having higher sensitivity in response to dynamic biasing | |
US6867059B2 (en) | A-C:H ISFET device manufacturing method, and testing methods and apparatus thereof | |
Nakazawa et al. | High-sensitivity charge-transfer-type pH sensor with quasi-signal removal structure | |
JPH077147A (ja) | 電荷結合素子型イメージセンサ | |
US9423375B2 (en) | Integrated circuit with nanowire sensors comprising a shielding layer, sensing apparatus, measuring method and manufacturing method | |
US20040222446A1 (en) | Ion sensitive field effect transistor and fabrication | |
JP2005049299A (ja) | 半導体素子の評価方法 | |
JP2011085557A (ja) | 半導体センサ及び製造方法 | |
JP5773357B2 (ja) | 化学・物理現象検出装置及び検出方法 | |
Jan et al. | Effect of Mg2+-dopant on the characteristics of lead titanate sensing membrane for ion-sensitive field-effect transistors | |
KR101729685B1 (ko) | 이온 농도 검출 방법 및 장치 | |
US20100301399A1 (en) | Sensitive field effect transistor apparatus | |
JPH0369159A (ja) | 半導体装置 | |
JP2017092466A (ja) | 半導体デバイス及び半導体デバイスの製造方法並びに車両用制御装置 | |
JP2003014691A (ja) | Ccdセンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110620 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110808 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110810 |
|
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: 20111004 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |