JP2014174178A - 微細電子化学センサおよび微細電子化学センサの動作方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メンブランは、第1の部分面と第2の部分面とを有しており、かつ、この領域において特定の化学種のイオンを通し、かつ、陥入部を液密に封鎖しており、条片は、メンブランの第1の面において第1の部分面と第2の部分面との間に配置されており、かつ、メンブランを動作温度に温度調節するように構成されており、第1の電極は、第1の部分電極と第2の部分電極とを有しており、かつ、液体を通し、かつ、メンブランの第1の面において第1の部分面および第2の部分面上に配置されており、ここで条片は第1の電極とメンブランとの間の電気的な接触接続を阻止し、第2の電極は、第3の部分電極と第4の部分電極とを有しており、かつ、液体を通し、かつ、メンブランの第2の面において第1の部分面および第2の部分面上に配置されている微細電子化学センサ。
【選択図】図1
Description
従来技術を背景にして、本発明によって、独立請求項に記載されている、微細電子化学センサ、微細電子化学センサの動作方法、さらに薄膜を製造する方法並びに、最後に、相応するコンピュータプログラム製品が提示される。有利な構成は、各従属請求項および以降の明細書に記載されている。
第1の部分面と第2の部分面とを有しているメンブランを備えており、ここでこのメンブランは少なくとも第1の部分面と第2の部分面の領域において、特定化学種のイオンに対して透過性であり、ここでこのメンブランは、基体内の陥入部を横切って配置されており、陥入部を液密に封鎖している;
条片を有しており、この条片はメンブランの第1の面、第1の部分面と第2の部分面との間に配置されており、ここでこの条片は、メンブランが第1の部分面と第2の部分面の領域において、電気エネルギーを用いて、動作温度に温度調節されるように構成されている;
第1の電極を有しており、この第1の電極は第1の部分電極と第2の部分電極とを有している。ここで第1の電極は液体を通し、メンブランの第1の面に少なくとも、第1の部分面と第2の部分面の上に配置されている。ここで条片は、条片の領域において、第1の電極とメンブランとの間の電気的な接触接続を阻止するように構成されている;
第2の電極を有しており、この第2の電極は第3の部分電極と第4の部分電極とを有している。ここでこの第2の電極は液体を通し、メンブランの第2の面に少なくとも、第1の部分面と第2の部分面の上に配置されている。
すなわち、化学種のイオンをメンブランを通してポンピングするために第1の電極と第2の電極との間に電圧を印加するステップを有している。
第1の電極を提供するステップ。ここで、この電極は、少なくとも、薄膜の部分領域にわたって延在している;
薄膜の面上に薄膜の第1の部分層を析出するステップ。ここでこの第1の部分層は、所定の層厚よりも薄く析出される;
薄膜の現在の層厚を、第1の電極と第2の電極を用いて測定するステップ。ここで第2の電極は一時的に、直に、第1の電極に対向している薄膜面に配置される;
第2の部分層を第1の部分層上に析出するステップ。ここで第2の部分層は、現在の層厚および所定の層厚を用いて求められた残りの層厚で析出され、これによって、所定の層厚を有する薄膜が製造される。
Claims (15)
- 微細電子化学センサ(100)であって、少なくとも、メンブラン(102)と、条片(104)と、第1の電極(106)と、第2の電極(108)とを有しており、
前記メンブラン(102)は、第1の部分面(110a)と第2の部分面(110b)とを有しており、かつ、少なくとも前記第1の部分面(110a)および前記第2の部分面(110b)の領域において特定の化学種のイオンを通し、かつ、基体(114)内の陥入部(112)に渡って配置されて、前記陥入部(112)を液密に封鎖しており、
前記条片(104)は、前記メンブラン(102)の第1の面において、前記第1の部分面(110a)と前記第2の部分面(110b)との間に配置されており、かつ、前記第1の部分面(110a)と前記第2の部分面(110b)の領域において、電気的なエネルギーを用いて、前記メンブラン(102)を動作温度に温度調節するように構成されており、
前記第1の電極(106)は、第1の部分電極(106a)と第2の部分電極(106b)とを有しており、かつ、液体を通し、かつ、前記メンブラン(102)の前記第1の面において、少なくとも前記第1の部分面(110a)および前記第2の部分面(110b)上に配置されており、ここで前記条片(104)は、前記条片(104)の領域において、前記第1の電極(106)と前記メンブラン(102)との間の電気的な接触接続を阻止するように構成されており、
前記第2の電極(108)は、第3の部分電極(108a)と第4の部分電極(108b)とを有しており、かつ、液体を通し、かつ、前記メンブラン(102)の第2の面において、少なくとも前記第1の部分面(110a)および前記第2の部分面(110b)上に配置されている、
ことを特徴とする、微細電子化学センサ(100)。 - 前記条片(104)はラスタとして形成されており、前記第1の部分面(110a)と前記第2の部分面(110b)は前記条片(104)によって包囲されている、および/または、前記第1の部分電極(106a)は前記第2の部分電極(106b)と電気的に接続されている、および/または前記第3の電極(108a)は前記第4の部分電極(108b)と電気的に接続されている、請求項1記載の微細電子化学センサ(100)。
- 前記メンブラン(102)は、前記陥入部(112)の周囲に絶縁領域(402)を有しており、当該絶縁領域(402)には電極が設けられておらず、前記絶縁領域(402)は前記メンブラン(102)の材料および/または絶縁材料(1000)から成る、請求項1または2記載の微細電子化学センサ(100)。
- 前記条片(104)は、温度調節のために加熱部材(500)を有しており、当該加熱部材は前記条片(104)と前記メンブラン(102)との間に配置されている、および/または、前記第1の電極(106)と前記条片(104)との間に配置されており且つ電気的に前記第1の電極(106)および前記メンブラン(102)から絶縁されている、または
前記条片(104)の材料は、電気的な抵抗を有しており、ここで当該条片(104)の材料は、前記第1の電極(106)および/または前記第2のメンブラン(102)から絶縁されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の微細電子化学センサ(100)。 - 前記第1の電極(106)および/または前記第2の電極(108)および/または前記加熱部材(500)はそれぞれ、少なくとも1つの導体路(600、602、604)を介して接触接続されており、前記導体路(600、602、604)は前記絶縁領域(402)を介して、前記基体(114)へと延在している、および/または、電気的に前記メンブラン(102)から絶縁されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の微細電子化学センサ(100)。
- 前記メンブラン(102)の温度および/または周辺温度を検出する温度センサを有している、請求項1から5までのいずれか1項記載の微細電子化学センサ(100)。
- 前記陥入部(112)は封鎖されたチャンバ(1400)として形成されている、および/または、前記メンブラン(102)に対向している、前記チャンバ(1400)の壁部は第3の電極(1402)を有している、請求項1から6までのいずれか1項記載の微細電子化学センサ(100)。
- 前記対向する壁部は別のメンブラン(1500)として形成されており、前記別のメンブラン(1500)は、別の条片(1502)と第4の電極(1504)とを有している、および/または、前記チャンバ(1400)は拡散開口部(1508)を有している、請求項7記載の微細電子化学センサ(100)。
- 請求項1から8までのいずれか1項記載の微細電子化学センサ(100)の動作方法(200)であって、前記方法(200)は、
前記化学種のイオンを、前記メンブラン(102)を通してポンピングするために、ポンピング電圧を、前記第1の電極(106)と前記第2の電極(108)との間に印加するステップ(202)を有している、
ことを特徴とする、微細電子化学センサ(100)の動作方法(200)。 - 前記第1の電極(106)と前記第3の電極(1402)との間の前記容量および/または容量の変化を検出するステップを有しており、前記容量の変化を用いて前記メンブラン(102)の撓みを求める、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法(200)。
- 前記撓みを用いて、前記メンブラン(102)に加わる圧力を求めるステップを有している、請求項10記載の方法(200)。
- 前記印加ステップ(202)において、所定の持続時間の間および/または前記撓みが所定の値よりも大きくなるまで前記ポンピング電圧を印加する、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法(200)。
- 前記第1の電極(106)におけるイオンの第1の濃度と前記第2の電極(108)におけるイオンの第2の濃度との第1の割合を検出するために、前記第1の電極(106)と前記第2の電極(108)との間の電圧を測定する、および/または、前記第3の電極(1402)におけるイオンの第1の濃度と前記第4の電極(1504)におけるイオンの第3の濃度との第2の割合を検出するために、前記第3の電極(1402)と前記第4の電極(1504)との間の電圧を測定するステップを有している、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法(200)。
- 所定の層厚を有する薄膜(102)を製造する方法(300)において、
薄膜(102)と第1の電極(106)を準備する(302)ステップであって、当該薄膜を前記所定の層厚よりも薄く析出し、前記電極(106)は少なくとも、前記薄膜(102)の部分領域(110)にわたって延在している、ステップと、
電極を前記薄膜(102)の面の上に析出するステップ(304)と、
前記薄膜(102)の現在の層厚を、前記第1の電極(106)と第2の電極を用いて測定する(306)ステップであって、前記第2の電極を、一時的に前記第1の電極(106)に対向している、前記薄膜(102)の面に直接的に配置する、ステップと、
第2の部分層を前記第1の部分層上に析出する(308)ステップであって、前記第2の部分を、前記現在の層厚と前記所定の層厚とを用いて求められた残りの層厚で析出し、これによって前記所定の層厚を有する前記薄膜(102)を製造する、ステップと、
を有することを特徴とする、所定の層厚を有する薄膜(102)を製造する方法(300)。 - 装置上で実行される場合に、請求項9から14までのいずれか1項記載の方法を実施するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品。
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