JP5076364B2 - 半導体センサ及び同定方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係わる半導体センサの第1の実施形態における平面図であり、図2は図1に示されたII−IIに沿った面の矢視断面図であり、図3は図1に示されたIII−IIIに沿った面の矢視断面図である。
図6〜図8を用いて、第2実施形態における半導体センサ1Aについて説明する。ここで、図6は、本発明に係わる半導体センサの第2の実施形態における平面図であり、図7は図6に示されたVII−VII線に沿った面の矢視断面図であり、図8は図6に示されたVIII−VIII線に沿った面の矢視断面図である。以下の説明において、半導体センサ1Aにおいて、第1の実施形態における半導体センサ1のいずれかの部分に対応する部分に対しては共通数字に”A”を付す。
図6及び図8に示すように、開口部51A内の第1プローブ電極41Aと第2プローブ電極42Aとの間の間隙を含んで、第1プローブ電極41Aと第2プローブ電極42Aに跨るように被検体99Aを滴下すると、第1プローブ電極41と第2プローブ電極42との間に被検体99Aが介在し、第1プローブ電極41Aと第2プローブ電極42Aとの間に被検体99Aの誘電率に応じたキャパシタが形成される。次に、ソース電極11Aを接地し、トップゲート電極10Aに電位VTGを印加し、又はトップゲート電極10Aを接地する。第2プローブ電極42Aに電位VBGを印加すると、ボトムゲート電極4Aの電位は被検体99Aによるキャパシタの分だけ分圧された電位となる。そして、ドレイン電極12Aに電位VDを印加すると、ドレイン−ソース間にドレイン電流Idが流れる。そして、ドレイン−ソース間を流れるドレイン電流Idを測定することによって、ドレイン電流Idの測定値から被検体99Aを特定することができる。このとき、電位VDを一定に保って、電位VTG、電位VBGを変化させてドレイン電流Idを測定することによって、電位VTGや電位VBGとドレイン電流Idとの関係から、被検体99Aを特定しても良い。
また、ダブルゲート型薄膜トランジスタ3A、第1プローブ電極41A、第2プローブ電極42Aを一組として、これらの組物をマトリクス状に配列しても良い。
2、2A 絶縁基板
3、3A ダブルゲート型薄膜トランジスタ
4、4A ボトムゲート電極
5、5A 下部絶縁膜
6、6A 半導体層
7、7A 不純物半導体層
8、8A 不純物半導体層
9、9A 上部絶縁膜
10、10A トップゲート電極
11、11A ソース電極
12、12A ドレイン電極
41、41A 第1プローブ電極
42、42A 第2プローブ電極
Claims (4)
- 基板と、
前記基板上に形成される第1のゲート電極と、前記第1のゲート電極上に、絶縁膜を介して形成される半導体層と、前記半導体層上に、絶縁膜を介して形成される第2のゲート電極と、前記半導体層の両側に不純物半導体層を介して形成される電極と、を有する薄膜トランジスタと、
前記第1のゲート電極及び第2のゲート電極の何れか一方に接続されて、前記基板上に形成される第1プローブ電極と、
前記第1プローブ電極から離間し、所定の電位に設定される第2プローブ電極と、
前記薄膜トランジスタを覆うとともに、前記第1プローブ電極と前記第2プローブ電極の一部を覆って、前記基板上に形成される絶縁膜と、
を備え、
前記第1プローブ電極と前記第2プローブ電極とは同一の面上に配置され、
前記絶縁膜は、前記第1プローブ電極の少なくとも一部と前記第2プローブ電極の少なくとも一部とを露出し、被検体が滴下される開口部を有し、
前記開口部内において、前記第1プローブ電極の一辺と前記第2プローブ電極の一辺とが所定幅の間隙を介して対向し、
前記被検体は、少なくとも前記第1プローブ電極の前記一辺と前記第2プローブ電極の前記一辺とが対向した領域内に設けられることを特徴とする半導体センサ。 - 半導体センサを用いた被検体の同定方法であって、
前記半導体センサは、基板上に形成される第1のゲート電極と、前記第1のゲート電極上に、絶縁膜を介して形成される半導体層と、前記半導体層上に、絶縁膜を介して形成される第2のゲート電極と、前記半導体層の両側に不純物半導体層を介して形成されるソース電極及びドレイン電極と、を有する薄膜トランジスタと、前記第1のゲート電極及び第2のゲート電極の何れか一方に接続されて、前記基板上に形成される第1プローブ電極と、前記第1プローブ電極と同一の面上に配置され、一辺が前記第1プローブ電極の一辺と所定の間隙を介して対向して形成される第2プローブ電極と、前記薄膜トランジスタを覆うとともに前記第1プローブ電極と前記第2プローブ電極の一部を覆い、前記第1プローブ電極の前記一辺と前記第2プローブ電極の前記一辺とが対向した領域を露出する開口部を有する絶縁膜と、を備え、
前記開口部内に被検体を滴下して、該被検体を、少なくとも前記第1プローブ電極の前記一辺と前記第2プローブ電極の前記一辺とが対向した領域内に設け、
前記第2プローブ電極に第1の電位を印加し、前記2つのゲート電極のうち前記第1プローブ電極に接続されていないゲート電極に第2の電位を印加し、前記ドレイン電極と前記ソース電極との間に所定の電圧を印加し、ドレイン電流を測定することにより、前記被検体を同定することを特徴とする同定方法。 - 前記第1の電位を変化させて、前記ドレイン電流を測定することを特徴とする請求項2に記載の同定方法。
- 前記第2の電位を変化させて、前記ドレイン電流を測定することを特徴とする請求項2または3に記載の同定方法。
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