JPH01193640A - 電界効果トランジスタセンサ - Google Patents
電界効果トランジスタセンサInfo
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- JPH01193640A JPH01193640A JP63018005A JP1800588A JPH01193640A JP H01193640 A JPH01193640 A JP H01193640A JP 63018005 A JP63018005 A JP 63018005A JP 1800588 A JP1800588 A JP 1800588A JP H01193640 A JPH01193640 A JP H01193640A
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Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、電界効果トランジスタセンサに関するもので
ある。
ある。
従来の技術
従来、電界効果トランジスタセンサは、ｐ型シリコン基
板に１０〜２０ミクロンメータの距離をおいて２つのｎ
型領域を形成しソースおよびドレインとし、その表面に
数千オングストロームの酸化膜（Ｓｉｎ２） を作り
、さらにその上に金属を蒸着してゲートとするＭＯ８型
電界効果トランジスタを使用して製造されている。セン
サとしては、ゲート電極のかわりに、物質感応膜を被覆
したセンサとゲート電極自身に物質感応膜を使用したセ
ンサの二種類がある。前者の例を第２図に示す。
板に１０〜２０ミクロンメータの距離をおいて２つのｎ
型領域を形成しソースおよびドレインとし、その表面に
数千オングストロームの酸化膜（Ｓｉｎ２） を作り
、さらにその上に金属を蒸着してゲートとするＭＯ８型
電界効果トランジスタを使用して製造されている。セン
サとしては、ゲート電極のかわりに、物質感応膜を被覆
したセンサとゲート電極自身に物質感応膜を使用したセ
ンサの二種類がある。前者の例を第２図に示す。
物質感応膜７は、アルミノシリケート、ボロンシリケー
ト、ナトリクムアルミノシリケート、リン酸エステルの
カルシウム塩を樹脂に含有させた膜。
ト、ナトリクムアルミノシリケート、リン酸エステルの
カルシウム塩を樹脂に含有させた膜。
酵素含有ステアリン酸ＬＢ膜、酵素固定膜などが使用さ
れている。いずれの膜を使用する場合も、Ｈ＋イオンが
生成し、酸化膜の界面電位を変化させることになる。そ
の結果、ドレイン電流が変化し、イオンの活量を測定す
ることが可能となる。
れている。いずれの膜を使用する場合も、Ｈ＋イオンが
生成し、酸化膜の界面電位を変化させることになる。そ
の結果、ドレイン電流が変化し、イオンの活量を測定す
ることが可能となる。
後者の例を第３図に示す。ゲート電極として、バラジュ
ウム１ｏを用いたＰ（１−ＭＯ５型水素ガス検出器の例
である。これは、パラジュウム表面に吸着した水素の一
部が解離しバラジュクム膜内を拡散し、バラジュウムの
内側表面に吸着し双極子層を形成し、パラジュウムの仕
事関数を減少させ、しきい値電圧を低下させる。これに
より水素ガスの検出が可能となる（例えば特開昭５７−
６３４４４号公報）。
ウム１ｏを用いたＰ（１−ＭＯ５型水素ガス検出器の例
である。これは、パラジュウム表面に吸着した水素の一
部が解離しバラジュクム膜内を拡散し、バラジュウムの
内側表面に吸着し双極子層を形成し、パラジュウムの仕
事関数を減少させ、しきい値電圧を低下させる。これに
より水素ガスの検出が可能となる（例えば特開昭５７−
６３４４４号公報）。
発明が解決しようとする課題
このような従来の電界効果トランジスタセンサは、いず
れの場合も酸化膜の界面電位を変化させ電界効果の増減
によりガスやイオンを検出するものである。しかしなが
ら、その場合は酸化膜自身が変化するので、センサとし
て安定に長期間使用することが困難であった。
れの場合も酸化膜の界面電位を変化させ電界効果の増減
によりガスやイオンを検出するものである。しかしなが
ら、その場合は酸化膜自身が変化するので、センサとし
て安定に長期間使用することが困難であった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、安定で
長期間使用しうる電界効果トランジスタセンサを提供す
ることを目的としている。
長期間使用しうる電界効果トランジスタセンサを提供す
ることを目的としている。
課題を解決するための手段
本発明は、電界効果トランジスタセンサの半導体層とし
て、機能を有する化合物とこれを取り囲む有機化合物支
持体からなる薄膜を使用するものである。
て、機能を有する化合物とこれを取り囲む有機化合物支
持体からなる薄膜を使用するものである。
作用
ゲート電極上に絶縁膜（シリコン′の酸化膜や窒化膜あ
るいは有機ポリマー、ＬＢ膜）を介して、機能を有する
化合物とこれを取り囲む有機化合物支持体からなる薄膜
の少なくとも一部に半導体層を設置するかあるいは全体
を半導体層とし、これにソースおよびドレイン電極を配
置した電界効果トランジスタセンサは以下の作用をする
ものである。
るいは有機ポリマー、ＬＢ膜）を介して、機能を有する
化合物とこれを取り囲む有機化合物支持体からなる薄膜
の少なくとも一部に半導体層を設置するかあるいは全体
を半導体層とし、これにソースおよびドレイン電極を配
置した電界効果トランジスタセンサは以下の作用をする
ものである。
機能を有する化合物とこれヲをり囲む有機化合物支持体
からなる薄膜の半導体層はゲート電圧により、半導体層
にできる導電性チャンネルの増減を行う。これは、半導
体層が無機化合物の場合と同様であるが、さらに前述の
機能を有する化合物とこれを取り囲む有機化合物支持体
からなる薄膜の半導体層では、ゲート電圧により機能を
有する化合物の電子状態を変化させて、光電変換機能。
からなる薄膜の半導体層はゲート電圧により、半導体層
にできる導電性チャンネルの増減を行う。これは、半導
体層が無機化合物の場合と同様であるが、さらに前述の
機能を有する化合物とこれを取り囲む有機化合物支持体
からなる薄膜の半導体層では、ゲート電圧により機能を
有する化合物の電子状態を変化させて、光電変換機能。
分子選択機能９分子吸着機能、酸化還元機能等の機能の
最適化をはかることが可能である。この薄膜で形成され
た電界効果トランジスタセンサは絶縁膜に変化をうけな
いため、セ／す自身の安定性がまし長期間使用すること
が可能となる。
最適化をはかることが可能である。この薄膜で形成され
た電界効果トランジスタセンサは絶縁膜に変化をうけな
いため、セ／す自身の安定性がまし長期間使用すること
が可能となる。
実施例
以下、図面を用いて本発明の電界効果トランジスタセン
サについて説明する。
サについて説明する。
第１図は本発明の一実施例である電界効果トランジスタ
センサの素子断面図である。図において、１は絶縁基板
、２はゲート電極、３は絶縁膜、４は機能を有する化合
物とこれを取り囲む有機化合物からなる半導体層を構成
する薄膜、６．６はソース電極およびドレイン電極であ
る。製造法は、絶縁基板１上にゲート電極２を形成し、
ゲート電極２上に電子ビーム蒸着法で絶縁膜３を形成し
、絶縁膜に接して間隙を設けてソース電極とドレイン電
極を形成後、ソース電極とドレイン電極の間隙に、機能
を有する化合物とこれを取り囲む有機化合物からなる薄
膜を形成する。このように製造した素子は、ソース電極
とドレイン電極間の電流制御を、ゲート電圧で行うこと
が可能である。さらに、検出機能を有する化合物の機能
の最適化を、ゲート電圧で制御することが、可能である
。
センサの素子断面図である。図において、１は絶縁基板
、２はゲート電極、３は絶縁膜、４は機能を有する化合
物とこれを取り囲む有機化合物からなる半導体層を構成
する薄膜、６．６はソース電極およびドレイン電極であ
る。製造法は、絶縁基板１上にゲート電極２を形成し、
ゲート電極２上に電子ビーム蒸着法で絶縁膜３を形成し
、絶縁膜に接して間隙を設けてソース電極とドレイン電
極を形成後、ソース電極とドレイン電極の間隙に、機能
を有する化合物とこれを取り囲む有機化合物からなる薄
膜を形成する。このように製造した素子は、ソース電極
とドレイン電極間の電流制御を、ゲート電圧で行うこと
が可能である。さらに、検出機能を有する化合物の機能
の最適化を、ゲート電圧で制御することが、可能である
。
〔実施例１〕
絶縁基板１としてガラス基板を用い、アルミニウムを蒸
着し、次に公知のホトリソグラフ法でパターニングし、
ゲート電極を形成した。次に、ゲート電極２よに絶縁膜
３として、電子ビーム蒸着法で酸化珪素膜を５００オン
グストローム形成した。次に、ゲート長１０ミクロンメ
ートル、ゲート幅２ミリメートルになるように、ソース
電極６およびドレイン電極６全形成した。
着し、次に公知のホトリソグラフ法でパターニングし、
ゲート電極を形成した。次に、ゲート電極２よに絶縁膜
３として、電子ビーム蒸着法で酸化珪素膜を５００オン
グストローム形成した。次に、ゲート長１０ミクロンメ
ートル、ゲート幅２ミリメートルになるように、ソース
電極６およびドレイン電極６全形成した。
次に、レチナール、バクテリオロドプシンとビロールを
含有するアセトニトリル溶液を準備し、電解重合法でソ
ース電極とドレイン電極を被覆するように薄膜を形成し
た。形成後アルコールで薄膜を洗浄し、乾燥した。この
ように製造された素子＋７１性は、ゲート電圧ｏ、５Ｖ
では、５２０ｎｍの波長に感度を持ち、光量が変化する
と、ソースとドレイン間に流れる電流が変化することが
確認された。さらに、ゲート電圧′ｊ＆：ＩＶに昇圧す
ると、４６０１ｍの波長に感度がシフトし、この場合も
光量が変化するとソースとドレイン間に流れる電流が変
化することが確認された。
含有するアセトニトリル溶液を準備し、電解重合法でソ
ース電極とドレイン電極を被覆するように薄膜を形成し
た。形成後アルコールで薄膜を洗浄し、乾燥した。この
ように製造された素子＋７１性は、ゲート電圧ｏ、５Ｖ
では、５２０ｎｍの波長に感度を持ち、光量が変化する
と、ソースとドレイン間に流れる電流が変化することが
確認された。さらに、ゲート電圧′ｊ＆：ＩＶに昇圧す
ると、４６０１ｍの波長に感度がシフトし、この場合も
光量が変化するとソースとドレイン間に流れる電流が変
化することが確認された。
〔実施例２〕
実施例１と同様の構成の基板に、形成する薄膜ｉＬＢ法
で得られたシクロデキストリンとチオフェン５量体の累
積膜にかえて素子を製造した。
で得られたシクロデキストリンとチオフェン５量体の累
積膜にかえて素子を製造した。
得られた素子の特性を以下に示す。Ｈａ イオンの水溶
液を準備し、ゲートにｏ、ｏ ａ ｖの電圧を加えた素
子をこの水浴液につけるとソースとドレイン間に電流が
流れた。ゲートにかかる電流０．１ｖにするとソースと
ドレイン間に電流は流れなかった。
液を準備し、ゲートにｏ、ｏ ａ ｖの電圧を加えた素
子をこの水浴液につけるとソースとドレイン間に電流が
流れた。ゲートにかかる電流０．１ｖにするとソースと
ドレイン間に電流は流れなかった。
ＬＢ法、電解重合法について説明したが、薄膜の作成方
法はこれら方法に限定されるものではなり、蒸着法、吸
着法、キャスト法、スピンコード法用いても同様の効果
を提供することが可能である。さらに、機能を有する化
合物においても、ペプチド、抗体、酵素、無機化合物の
超微粒子等を同様の構成で半導体層に含有することによ
り機能制御をすることが可能である。
法はこれら方法に限定されるものではなり、蒸着法、吸
着法、キャスト法、スピンコード法用いても同様の効果
を提供することが可能である。さらに、機能を有する化
合物においても、ペプチド、抗体、酵素、無機化合物の
超微粒子等を同様の構成で半導体層に含有することによ
り機能制御をすることが可能である。
発明の効果
従来の電界効果トランジスタセンサの様に、ゲート酸化
膜界面での反応がおこらないため、センサー特性が安定
で長期間の使用に耐えるセンサを提供しうる。さらに、
機能の制御ができる事により、検出機能の最適化をはか
ることが可能となる。
膜界面での反応がおこらないため、センサー特性が安定
で長期間の使用に耐えるセンサを提供しうる。さらに、
機能の制御ができる事により、検出機能の最適化をはか
ることが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の電界効果トランジスタセン
サの素子断面図、第２図および第３図は従来例のセンサ
の断面を示す図である。 １・・・・・・絶縁基板、２・・・・・・ゲート電極、
３・・・・・・絶縁膜、４・・・・・・半導体層を構成
する薄膜、６・・・・・・ソース電極、６・・・・・・
ドレイン電極。
サの素子断面図、第２図および第３図は従来例のセンサ
の断面を示す図である。 １・・・・・・絶縁基板、２・・・・・・ゲート電極、
３・・・・・・絶縁膜、４・・・・・・半導体層を構成
する薄膜、６・・・・・・ソース電極、６・・・・・・
ドレイン電極。
Claims (2)
- （１）機能を有する化合物とこれを取り囲む有機化合物
支持体からなる薄膜の少なくとも一部が半導体層として
用いることを特徴とする電界効果トランジスタセンサ。 - （２）機能を有する化合物が、ペプチド、蛋白質、抗体
、酵素無機化合物の超微粒子および人工酵素のうち少な
くとも一種からなることを特徴とする請求項１に記載の
電界効果トランジスタセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018005A JPH01193640A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 電界効果トランジスタセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018005A JPH01193640A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 電界効果トランジスタセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01193640A true JPH01193640A (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=11959570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63018005A Pending JPH01193640A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 電界効果トランジスタセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01193640A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125904A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Nikkiso Co Ltd | バイオセンサーおよびその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58114465A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高分子半導体電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
| JPS6211159A (ja) * | 1984-11-23 | 1987-01-20 | マサチユ−セツツ・インステイテユ−ト・オブ・テクノロジ− | 分子ベ−スのマイクロエレクトロニツクデバイス |
| JPS63215960A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-08 | Katsumi Yoshino | 導電性高分子センサ |
-
1988
- 1988-01-28 JP JP63018005A patent/JPH01193640A/ja active Pending
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