JP2537354B2 - 半導体イオンセンサ - Google Patents

半導体イオンセンサ

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JP2537354B2 JP62043373A JP4337387A JP2537354B2 JP 2537354 B2 JP2537354 B2 JP 2537354B2 JP 62043373 A JP62043373 A JP 62043373A JP 4337387 A JP4337387 A JP 4337387A JP 2537354 B2 JP2537354 B2 JP 2537354B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絶縁ゲート型電界効果トランジスタを用いた
半導体イオンセンサの構造に関するものである。
絶縁ゲート型電界効果トランジスタを用いた、イオン
感応性電界効果型トランジスタ（ISFET:Ion Sensitive
Field Effect Transistor）は電解液中のイオンをセン
シングするものであるが、溶液とISFETとの絶縁は主にS
iO2,Si3N4,Ta2O5,Al2O3などの絶縁物を全面被覆するこ
とによって行なってきた。これらの絶縁物はISFETを厚
く被覆できれば、完全に溶解と絶縁できるが、厚くする
とクラックが入るという欠点があり、普通は1000A゜く
らいしか被覆していない。したがって、ピンホールやSi
O2の段差を完全にCVD膜で被覆するのは困難である。こ
のため低い印加電圧や外部誘導雑音により膜が破れてし
まう欠点があった。またゲート部に接触すると簡単に絶
縁物にピンホールができやすかった。
本発明の目的は、上記の如き欠点を除去し、溶液との
絶縁性の良好な長寿命の半導体イオンセンサを提供しょ
うとするものである。
本発明は上記の問題を解決するため、溶液に溶解しに
くいノンドープのポリシリコンでISFETを被覆する構造
にする。ポリシリコンは簡単にCVDで成長できる。次に
実施例により説明する。第１図は本発明の一実施例を示
す断面図で、PN接合により分離された島状シリコン内に
製作されたISFETの例を示す。
図中１はＰ型シリコン基板、２は該基体１に設けた島
状のＮ型分離領域、３は島状領域（Ｐ型）、4.5は島状
領域に形成されたＮ型ソース及びドレイン領域、６はゲ
ート部Ｇ及び他の表面保護の機能を有する絶縁膜（Si
O2）、７はゲート部Ｇ及び電極部を除いて複覆されたノ
ンドープのポリシリコン膜、なお、８は基板配線用のポ
リシリコン層である。
絶縁物で被覆されたISFETの中央のゲート部以外をす
べてポリシリコンで再度被覆する。このポリシリコンは
SiO2膜等の下地絶縁膜の段差をカバーすることが必要で
ある。
第２図、第３図は夫々本発明の他の実施例を示す断面
図で第２図はシリコン１を針状に切り抜いて、その針状
シリコンの中にISFETを製作する構造の場合である。こ
れは針状のシリコン全面を絶縁物６で被覆した後、ノン
ドープポリシリコン７を表も裏も側面もゲート部以外す
べて被覆しなければならない。これにより溶液との絶縁
は向上する。
又、第３図はSOS（シリコンオンサァファイヤ）基板
９を用いた場合である。これは基板９が絶縁物なのでウ
ェハの上表面のみノンドープポリシリコン７で被覆すれ
ばよい。SOS型ISFETは、基板が溶液との絶縁では完全で
あるにもかかわらずISFET表面が不完全であったが、こ
の構造にすることにより絶縁性が良くなった。さらにポ
リシリコンの上層に絶縁物を被着させれば、より絶縁性
は増す。以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、絶縁性の良好なデバイスが実現できる。又、ポリシ
リコンは、デバイスのパシベーション膜として最適であ
り、クリーンな膜でもあるのでその効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図、第３図は本発明の実施例を示す断面図
である。図中１はシリコン基板、２は分離領域、３は島
状領域、４はソース領域、５はドレイン領域、６は絶縁
膜、Ｇはゲート部７はポリシリコン、８は配線用ポリシ
リコン、９はサファイヤ基板である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁ゲート型イオン感受性電界効果トラン
    ジスタのゲート部及び電極部以外のすべての絶縁層表面
    をノンドープのポリシリコン層で被覆したことを特徴と
    する半導体イオンセンサ。
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