JPH0153745B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0153745B2 JPH0153745B2 JP57127804A JP12780482A JPH0153745B2 JP H0153745 B2 JPH0153745 B2 JP H0153745B2 JP 57127804 A JP57127804 A JP 57127804A JP 12780482 A JP12780482 A JP 12780482A JP H0153745 B2 JPH0153745 B2 JP H0153745B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- semiconductor device
- layer
- transistor
- source
- 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.)
- Expired
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 19
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 18
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 35
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 108091027981 Response element Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- MUJOIMFVNIBMKC-UHFFFAOYSA-N fludioxonil Chemical compound C=12OC(F)(F)OC2=CC=CC=1C1=CNC=C1C#N MUJOIMFVNIBMKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/788—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating gate
- H01L29/7881—Programmable transistors with only two possible levels of programmation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
Landscapes
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一般にイオンに応答する半導体装置
（デバイス）に関し、特に電界効果トランジスタ
から成る装置に関する。
（デバイス）に関し、特に電界効果トランジスタ
から成る装置に関する。
液状媒質のイオンのふるまいのような、化学特
性を検出し測定するために既に新しい装置が開発
されてきた。これらの公知の装置の中にISFET
トランジスタ（イオン高感度電界効果トランジス
タ）があり、その構造及び作用は例えば米国特許
第4020830号明細書に記述されている。ISFETト
ランジスタは、絶縁ゲートを有する電界効果トラ
ンジスタで、この電界効果トランジスタのゲート
は導電溶液と絶縁層に置き替えられ、またこのゲ
ートは溶液に含まれる特定のイオンに特定の方法
で反応する。ISFETトランジスタの応答特性は
従つて溶液の性質と濃度に依存する。公知装置の
構造に存在する課題の一つは、溶液と純粋に電子
素子、即ちチヤンネル、ソース並びにドレイン領
域、及び接続部分、との間の干渉を回避すること
である。
性を検出し測定するために既に新しい装置が開発
されてきた。これらの公知の装置の中にISFET
トランジスタ（イオン高感度電界効果トランジス
タ）があり、その構造及び作用は例えば米国特許
第4020830号明細書に記述されている。ISFETト
ランジスタは、絶縁ゲートを有する電界効果トラ
ンジスタで、この電界効果トランジスタのゲート
は導電溶液と絶縁層に置き替えられ、またこのゲ
ートは溶液に含まれる特定のイオンに特定の方法
で反応する。ISFETトランジスタの応答特性は
従つて溶液の性質と濃度に依存する。公知装置の
構造に存在する課題の一つは、溶液と純粋に電子
素子、即ちチヤンネル、ソース並びにドレイン領
域、及び接続部分、との間の干渉を回避すること
である。
現在の密封の技術と材料は、この欠点を完全に
除去することができない。さらに、溶液及びチヤ
ンネル領域と接触する応答層は、トランジスタの
作用を確実にするために、比較的薄く、標準的に
は0.1μであるべきである。いま、この応答層は電
子デバイス（半導体装置）に向かう溶液中のイオ
ン移動に対する障壁としても働くべきであり、こ
の障壁はその厚さが縮小されているので、あまり
効果的でないことは簡単に理解されるであろう。
除去することができない。さらに、溶液及びチヤ
ンネル領域と接触する応答層は、トランジスタの
作用を確実にするために、比較的薄く、標準的に
は0.1μであるべきである。いま、この応答層は電
子デバイス（半導体装置）に向かう溶液中のイオ
ン移動に対する障壁としても働くべきであり、こ
の障壁はその厚さが縮小されているので、あまり
効果的でないことは簡単に理解されるであろう。
溶液と、ドレインとソースの接触部分との間の
干渉を回避するための１つの公知の方法は、サブ
ストレートへの深い拡散を行なわせ、ドレインと
ソースの接触接続部分をシリコンチツプの裏につ
くることから成る。この方法は溶液に接触してい
る表面上のどんな接続領域をも除去できるという
利点を得る。しかしながらサブストレートへのこ
の深い拡散の形成は標準的な技術工程と両立せ
ず、これらの拡散はさらに非常に制御されにく
い。
干渉を回避するための１つの公知の方法は、サブ
ストレートへの深い拡散を行なわせ、ドレインと
ソースの接触接続部分をシリコンチツプの裏につ
くることから成る。この方法は溶液に接触してい
る表面上のどんな接続領域をも除去できるという
利点を得る。しかしながらサブストレートへのこ
の深い拡散の形成は標準的な技術工程と両立せ
ず、これらの拡散はさらに非常に制御されにく
い。
従つて本発明の目的はイオンに応答する、電界
効果トランジスタ型の半導体装置で上述の欠点を
もたないものを提供することである。
効果トランジスタ型の半導体装置で上述の欠点を
もたないものを提供することである。
本発明によると、半導体装置がさらされている
イオンに選択的に応答するよう適合され、応答層
を有し、サブストレート上に形成されたソース領
域、チヤンネル領域、並びにドレイン領域と絶縁
層によりソース、チヤンネル並びにドレイン領域
から分離されたゲートとにより構成される電界効
果トランジスタを有し、前記ゲートが浮遊してお
りソース、チヤンネル並びにドレイン領域から離
れた位置で前記絶縁層と容量結合されている半導
体装置を提供する。
イオンに選択的に応答するよう適合され、応答層
を有し、サブストレート上に形成されたソース領
域、チヤンネル領域、並びにドレイン領域と絶縁
層によりソース、チヤンネル並びにドレイン領域
から分離されたゲートとにより構成される電界効
果トランジスタを有し、前記ゲートが浮遊してお
りソース、チヤンネル並びにドレイン領域から離
れた位置で前記絶縁層と容量結合されている半導
体装置を提供する。
電界効果トランジスタは有利にはサブストレー
トの第１表面上に設けられ、一方前記応答層はサ
ブストレートの第２表面上に形成される。
トの第１表面上に設けられ、一方前記応答層はサ
ブストレートの第２表面上に形成される。
このようにして装置の電子的部分は、サブスト
レートが電解質に接触している側に対して反対の
サブストレートの側上に配される。このようにし
てこの電子的部分の絶縁をすることは容易にな
る。他の利点は応答層とフローテイングゲートと
の容量結合により生ずる。イオン移動の障壁とし
ても役立つ、この結合容量の誘電体は、その表面
を広くできるので、比較的厚くできる。装置の正
確な作用のために重要なのは、実際結合容量の総
合値である。
レートが電解質に接触している側に対して反対の
サブストレートの側上に配される。このようにし
てこの電子的部分の絶縁をすることは容易にな
る。他の利点は応答層とフローテイングゲートと
の容量結合により生ずる。イオン移動の障壁とし
ても役立つ、この結合容量の誘電体は、その表面
を広くできるので、比較的厚くできる。装置の正
確な作用のために重要なのは、実際結合容量の総
合値である。
本発明につき以下図を用いて詳しく説明する。
実施例の説明
第１図の断面図は従来技術の装置を図示し、電
気化学的トランスデユーサとして使用される公知
のFETトランジスタの構造を示す。この構造は
Ｐ−タイプシリコンでドープされたサブストレー
ト１０、ソースとドレインをそれぞれ形成する２
つの分離したｎ形の拡散領域１１，１２、代表的
にはSiO2の絶縁層１３、例えばSi3N4の保護層１
４、及び応答層１５を有する。応答層１５は基準
電極１６が浸されている電解質に接触している。
応答層１５は電解質の一定のタイプのイオンに応
答（反応）するように構成され、チヤンネル領域
の電界を変調する電気化学的な表面電位をつく
る。表面電位は反応の程度に依存し、反応は電解
質の一定のタイプのイオンの濃度に依存してい
る。この濃度を変えると電流計１９により測定さ
れる誘導電流の変化が生じる。
気化学的トランスデユーサとして使用される公知
のFETトランジスタの構造を示す。この構造は
Ｐ−タイプシリコンでドープされたサブストレー
ト１０、ソースとドレインをそれぞれ形成する２
つの分離したｎ形の拡散領域１１，１２、代表的
にはSiO2の絶縁層１３、例えばSi3N4の保護層１
４、及び応答層１５を有する。応答層１５は基準
電極１６が浸されている電解質に接触している。
応答層１５は電解質の一定のタイプのイオンに応
答（反応）するように構成され、チヤンネル領域
の電界を変調する電気化学的な表面電位をつく
る。表面電位は反応の程度に依存し、反応は電解
質の一定のタイプのイオンの濃度に依存してい
る。この濃度を変えると電流計１９により測定さ
れる誘導電流の変化が生じる。
第１図に示すような構造において、ドレイン接
触接続領域、及びソースの接触接続領域（図示さ
れない）は電解質と同じ側に配されており、この
電解質はカプセル封じ用に使われる材料を考慮す
ると、長期間装置の安定性を保証することはでき
ない。さらにゲート酸化物１３と保護層１４の厚
さは装置が正確に機能するようにチヤンネル領域
において十分薄くすべきである。この厚さが薄い
ことは、保護層１４の能力を弱める限りにおいて
不利である。
触接続領域、及びソースの接触接続領域（図示さ
れない）は電解質と同じ側に配されており、この
電解質はカプセル封じ用に使われる材料を考慮す
ると、長期間装置の安定性を保証することはでき
ない。さらにゲート酸化物１３と保護層１４の厚
さは装置が正確に機能するようにチヤンネル領域
において十分薄くすべきである。この厚さが薄い
ことは、保護層１４の能力を弱める限りにおいて
不利である。
従つて本発明によりイオンに応答するFETト
ランジスタ構造が提供される。このFETトラン
ジスタ構造はフローテイングゲートと共働し、こ
のフローテイングゲートに向かいあつて応答層が
設けられている。本発明による構造は第２図に示
される。第２図で第１図の素子に類似する素子に
は同一の番号が付けてある。ここに示された
FETトランジスタはシリコンのＰ形サブストレ
ート１０内にチヤンネルを有し、またソース及び
ドレインを構成する２つのｎ形拡散領域１１及び
１２、並びにSiO2の絶縁層１３を有し、絶縁層
１３の厚さの縮小された部分１３ａはゲート酸化
物を構成する。例えばアルミニウムまたはドープ
された多結晶シリコンから作られたゲート２０は
浮遊しており、薄い酸化物層１３ｂを通して応答
層１５と容量結合されている。この応答層１５は
シリコンチツプの他方の面に配置されており、こ
のシリコンチツプは薄い酸化物層１３ｂに向かい
合うシリコンをエツチングにより取り除くために
前もつて処理されている。このようにSiO2の絶
縁層１３は、電解質のトランジスタに及ぼす影響
を弱めるために、サブストレート１０と応答層１
５との間に挿入されている。この構造はドレイン
とソースの接触接続領域をも有するが、断面図の
面の外にあるので図示されていない。接触接続領
域は上部表面上即ち電解質と接触している表面と
反対の表面上に配置されている。上部表面はさら
にフローテイングゲート２０を絶縁する絶縁ゲー
ト２１で覆われている。
ランジスタ構造が提供される。このFETトラン
ジスタ構造はフローテイングゲートと共働し、こ
のフローテイングゲートに向かいあつて応答層が
設けられている。本発明による構造は第２図に示
される。第２図で第１図の素子に類似する素子に
は同一の番号が付けてある。ここに示された
FETトランジスタはシリコンのＰ形サブストレ
ート１０内にチヤンネルを有し、またソース及び
ドレインを構成する２つのｎ形拡散領域１１及び
１２、並びにSiO2の絶縁層１３を有し、絶縁層
１３の厚さの縮小された部分１３ａはゲート酸化
物を構成する。例えばアルミニウムまたはドープ
された多結晶シリコンから作られたゲート２０は
浮遊しており、薄い酸化物層１３ｂを通して応答
層１５と容量結合されている。この応答層１５は
シリコンチツプの他方の面に配置されており、こ
のシリコンチツプは薄い酸化物層１３ｂに向かい
合うシリコンをエツチングにより取り除くために
前もつて処理されている。このようにSiO2の絶
縁層１３は、電解質のトランジスタに及ぼす影響
を弱めるために、サブストレート１０と応答層１
５との間に挿入されている。この構造はドレイン
とソースの接触接続領域をも有するが、断面図の
面の外にあるので図示されていない。接触接続領
域は上部表面上即ち電解質と接触している表面と
反対の表面上に配置されている。上部表面はさら
にフローテイングゲート２０を絶縁する絶縁ゲー
ト２１で覆われている。
酸化物層１３ｂは、一方でフローテイングゲー
ト２０によりまた他方で応答層１５により形成さ
れる静電容量の誘電体として働き、その表面を大
きくしてその層は厚くできる。というのは結合静
電容量の総合値こそが重要だからである。従つて
フローテイングゲートに向かう電解質のイオン移
動をはばむ効果的な障壁をつくることができる。
ト２０によりまた他方で応答層１５により形成さ
れる静電容量の誘電体として働き、その表面を大
きくしてその層は厚くできる。というのは結合静
電容量の総合値こそが重要だからである。従つて
フローテイングゲートに向かう電解質のイオン移
動をはばむ効果的な障壁をつくることができる。
シリコンサブストレート１０は、電解質に達す
ることのできるすべての光からトランジスタを必
然的に保護する不透明な材料である。このことは
本発明の装置構成の特徴事項によつて直ちに達成
されるものである。
ることのできるすべての光からトランジスタを必
然的に保護する不透明な材料である。このことは
本発明の装置構成の特徴事項によつて直ちに達成
されるものである。
第３図の断面図はサフアイアのような絶縁サブ
ストレート上につくられる本発明のもう１つの実
施例を示す。サフアイアのサブストレート３０の
上には、従来のSOS（シリコンオンサフアイア）
技術により、交互に異なる極性をもちそれぞれト
ランジスタのソース、チヤンネル、ドレインを構
成する３つの領域３１，３２，３３が設けられて
いる。フローテイングゲート４０は有利にはドー
プされた多結晶シリコンで作られている。SiO2
の絶縁層３４はソース、チヤンネル、ドレイン領
域ならびにフローテイングゲート４０を被覆す
る。サフアイアサブストレートの下部表面は例え
ば超音波エネルギーにより、フローテイングゲー
トに相対して約10μの厚さのダイアフラム４１が
形成されるように局部的にエツチングされてい
る。このダイアフラム４１は同時に応答層、イオ
ン移動に対する障壁及び応答層とフローテイング
ゲートとの間の結合容量の誘電体として働く。こ
のような装置はサフアイアがH+イオンに選択的
に応答するPHセンサとして使用することができ
る。不透明層４２はトランジスタにあたる光の作
用を抑制するために下部表面上に設けることがで
きる。
ストレート上につくられる本発明のもう１つの実
施例を示す。サフアイアのサブストレート３０の
上には、従来のSOS（シリコンオンサフアイア）
技術により、交互に異なる極性をもちそれぞれト
ランジスタのソース、チヤンネル、ドレインを構
成する３つの領域３１，３２，３３が設けられて
いる。フローテイングゲート４０は有利にはドー
プされた多結晶シリコンで作られている。SiO2
の絶縁層３４はソース、チヤンネル、ドレイン領
域ならびにフローテイングゲート４０を被覆す
る。サフアイアサブストレートの下部表面は例え
ば超音波エネルギーにより、フローテイングゲー
トに相対して約10μの厚さのダイアフラム４１が
形成されるように局部的にエツチングされてい
る。このダイアフラム４１は同時に応答層、イオ
ン移動に対する障壁及び応答層とフローテイング
ゲートとの間の結合容量の誘電体として働く。こ
のような装置はサフアイアがH+イオンに選択的
に応答するPHセンサとして使用することができ
る。不透明層４２はトランジスタにあたる光の作
用を抑制するために下部表面上に設けることがで
きる。
絶縁サブストレート上に設けられ、またサブス
トレートの材料とは異なる材料から成る応答層１
５を有している装置の場合、この応答層を電子的
部分と同じ側に設けることが可能である。この応
答層はしかしながらトランジスタゾーンから離れ
た領域においてトランジスタのフローテイングゲ
ートに常に容量結合される。
トレートの材料とは異なる材料から成る応答層１
５を有している装置の場合、この応答層を電子的
部分と同じ側に設けることが可能である。この応
答層はしかしながらトランジスタゾーンから離れ
た領域においてトランジスタのフローテイングゲ
ートに常に容量結合される。
上述した２つの構造の実施例は単に例として示
されたにすぎず、これらの実施例に本発明は制限
されないことは明らかである。前述した材料以外
の材料が本発明による装置構成に用いられること
もまた明らかである。そのような材料はその電気
化学的特性故に公知であり既に応答素子として使
用されている。例えば、アルミニウム或いはタン
タルの酸化物、ガラス、またはポリ塩化ビニル或
いはフオトレジストのマトリツクスにおけるイオ
ン交換体について言及することができる。
されたにすぎず、これらの実施例に本発明は制限
されないことは明らかである。前述した材料以外
の材料が本発明による装置構成に用いられること
もまた明らかである。そのような材料はその電気
化学的特性故に公知であり既に応答素子として使
用されている。例えば、アルミニウム或いはタン
タルの酸化物、ガラス、またはポリ塩化ビニル或
いはフオトレジストのマトリツクスにおけるイオ
ン交換体について言及することができる。
第１図はイオンに応答する公知のFETトラン
ジスタ構造を示す図、第２図は本発明によるイオ
ンに応答する装置の第１実施例を示す図、及び第
３図は本発明によるイオンに応答する装置の第２
実施例を示す図を示す。 １０，３０……サブストレート、１１，３１…
…ソース、１２，３２……ドレイン、１３，２
１，３４……絶縁層、１３ａ……ゲート酸化物、
１３ｂ……酸化物層、１４……保護層、１５……
応答層、１６……基準電極、１９……電流計、２
０，４０……フローテイングゲート、４１……ダ
イアフラム、４２……不透明層、３２……チヤン
ネル。
ジスタ構造を示す図、第２図は本発明によるイオ
ンに応答する装置の第１実施例を示す図、及び第
３図は本発明によるイオンに応答する装置の第２
実施例を示す図を示す。 １０，３０……サブストレート、１１，３１…
…ソース、１２，３２……ドレイン、１３，２
１，３４……絶縁層、１３ａ……ゲート酸化物、
１３ｂ……酸化物層、１４……保護層、１５……
応答層、１６……基準電極、１９……電流計、２
０，４０……フローテイングゲート、４１……ダ
イアフラム、４２……不透明層、３２……チヤン
ネル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 装置がさらされている溶液のイオンに選択的
に応答するように構成されており、応答層を有
し、サブストレート上に形成されたソース領域、
チヤンネル領域並びにドレイン領域と、絶縁層に
よりソース、チヤンネル並びにドレイン領域から
分離されたゲートとにより構成される電界効果ト
ランジスタを有する半導体装置において、前記ゲ
ートは浮遊しているように構成され且、ソース、
チヤンネル並びにドレイン領域から離れた位置で
前記応答層と容量結合していることを特徴とする
半導体装置。 ２ 応答層がトランジスタの設けられている表面
と反対のサブストレートの表面に形成されている
特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３ 容量結合が絶縁材の薄いダイアフラムを介し
て得られる特許請求の範囲第１項記載の半導体装
置。 ４ サブストレートが半導体材であり、絶縁材が
サブストレート上に被着されている特許請求の範
囲第１項記載の半導体装置。 ５ トランジスタのダイアフラム及びゲート酸化
物領域がトランジスタのソース、チヤンネル並び
にドレイン領域に亘つてサブストレートの上に被
着された絶縁層の間隔をおかれた薄くされた部分
により形成される特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置。 ６ サブストレートが絶縁材である特許請求の範
囲第１項記載の半導体装置。 ７ ダイアフラムがサブストレートの薄くされた
部分である特許請求の範囲第１項記載の半導体装
置。 ８ サブストレートの薄くされた部分がまた応答
層をも構成する特許請求の範囲第１項記載の半導
体装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8114501 | 1981-07-24 | ||
| FR8114501A FR2510260A1 (fr) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Dispositif semiconducteur sensible aux ions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5870155A JPS5870155A (ja) | 1983-04-26 |
| JPH0153745B2 true JPH0153745B2 (ja) | 1989-11-15 |
Family
ID=9260870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57127804A Granted JPS5870155A (ja) | 1981-07-24 | 1982-07-23 | イオンに応答する半導体装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4636827A (ja) |
| JP (1) | JPS5870155A (ja) |
| CH (1) | CH649173A5 (ja) |
| DE (1) | DE3226555A1 (ja) |
| FR (1) | FR2510260A1 (ja) |
| GB (1) | GB2103014B (ja) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59142452A (ja) * | 1983-02-02 | 1984-08-15 | Nec Corp | イオンセンサ |
| EP0149330B1 (en) * | 1983-12-08 | 1989-04-26 | General Signal Corporation | Isfet sensor and method of manufacture |
| JPS60186749A (ja) * | 1984-03-05 | 1985-09-24 | Agency Of Ind Science & Technol | イオン選択性電界効果トランジスタ |
| CA1250020A (en) * | 1985-01-23 | 1989-02-14 | Imants R. Lauks | Ambient sensing devices with isolation |
| CA1251514A (en) * | 1985-02-20 | 1989-03-21 | Tadashi Sakai | Ion selective field effect transistor sensor |
| WO1987005747A1 (en) * | 1986-03-21 | 1987-09-24 | Integrated Ionics, Inc. | Ambient sensing transcucer devices with isolation |
| JPH0446205Y2 (ja) * | 1986-12-11 | 1992-10-29 | ||
| IT1224606B (it) * | 1988-10-10 | 1990-10-04 | Eniricerche Spa | Sensore chimico monolitico a membrana ione selettiva di tipo chemfet eprocedimento per la sua realizzazione |
| US4974592A (en) * | 1988-11-14 | 1990-12-04 | American Sensor Systems Corporation | Continuous on-line blood monitoring system |
| JP3001104B2 (ja) * | 1989-10-04 | 2000-01-24 | オリンパス光学工業株式会社 | センサー構造体及びその製造法 |
| DE4209983A1 (de) * | 1992-03-27 | 1993-09-30 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Herstellung von in einem Gehäuse angeordneten Halbleiterbauelementen |
| JP3152727B2 (ja) * | 1992-03-31 | 2001-04-03 | 株式会社東芝 | ノズル型分析装置 |
| US5625209A (en) * | 1992-08-26 | 1997-04-29 | Texas Instruments Incorporated | Silicon based sensor apparatus |
| DE4308081A1 (de) * | 1993-03-13 | 1994-09-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Halbleiterbauelement, insbesondere zur Ionendetektion |
| US6259937B1 (en) * | 1997-09-12 | 2001-07-10 | Alfred E. Mann Foundation | Implantable substrate sensor |
| US6182500B1 (en) | 1998-07-27 | 2001-02-06 | General Electric Company | Gas sensor with protective gate, method of forming the sensor, and method of sensing |
| US6041643A (en) * | 1998-07-27 | 2000-03-28 | General Electric Company | Gas sensor with protective gate, method of forming the sensor, and method of sensing |
| DE10007525A1 (de) * | 2000-02-18 | 2001-09-06 | Erhard Kohn | ph-Sensoren auf Halbleitern mit hohem Bandabstand |
| WO2004040291A1 (en) * | 2002-10-29 | 2004-05-13 | Cornell Research Foundation, Inc. | Chemical-sensitive floating gate field effect transistor |
| US7361946B2 (en) * | 2004-06-28 | 2008-04-22 | Nitronex Corporation | Semiconductor device-based sensors |
| US8349167B2 (en) | 2006-12-14 | 2013-01-08 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for detecting molecular interactions using FET arrays |
| US11339430B2 (en) | 2007-07-10 | 2022-05-24 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays |
| EP2674751B1 (en) | 2006-12-14 | 2017-02-01 | Life Technologies Corporation | Apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays |
| US8262900B2 (en) | 2006-12-14 | 2012-09-11 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays |
| US20100137143A1 (en) | 2008-10-22 | 2010-06-03 | Ion Torrent Systems Incorporated | Methods and apparatus for measuring analytes |
| US20100301398A1 (en) | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Ion Torrent Systems Incorporated | Methods and apparatus for measuring analytes |
| CN103884760A (zh) * | 2008-10-22 | 2014-06-25 | 生命技术公司 | 单芯片化学测定装置和单芯片核酸测定装置 |
| DE102009002060B4 (de) * | 2009-03-31 | 2023-08-03 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Ionensensitiver Sensor mit Mehrfachschichtaufbau im sensitiven Bereich sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Sensors |
| US20120261274A1 (en) | 2009-05-29 | 2012-10-18 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for measuring analytes |
| US8776573B2 (en) | 2009-05-29 | 2014-07-15 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for measuring analytes |
| JP2013533482A (ja) | 2010-06-30 | 2013-08-22 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | イオン感応性電荷蓄積回路および方法 |
| CN114019006A (zh) * | 2010-06-30 | 2022-02-08 | 生命科技公司 | 阵列列积分器 |
| WO2012003359A1 (en) | 2010-06-30 | 2012-01-05 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for testing isfet arrays |
| US11307166B2 (en) | 2010-07-01 | 2022-04-19 | Life Technologies Corporation | Column ADC |
| US8653567B2 (en) | 2010-07-03 | 2014-02-18 | Life Technologies Corporation | Chemically sensitive sensor with lightly doped drains |
| US9618475B2 (en) | 2010-09-15 | 2017-04-11 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for measuring analytes |
| EP2522993B1 (en) | 2011-05-09 | 2015-11-25 | Nxp B.V. | FET based sensor with dual-gate stack |
| US9970984B2 (en) | 2011-12-01 | 2018-05-15 | Life Technologies Corporation | Method and apparatus for identifying defects in a chemical sensor array |
| US8786331B2 (en) | 2012-05-29 | 2014-07-22 | Life Technologies Corporation | System for reducing noise in a chemical sensor array |
| US9080968B2 (en) | 2013-01-04 | 2015-07-14 | Life Technologies Corporation | Methods and systems for point of use removal of sacrificial material |
| US9841398B2 (en) | 2013-01-08 | 2017-12-12 | Life Technologies Corporation | Methods for manufacturing well structures for low-noise chemical sensors |
| US8871549B2 (en) * | 2013-02-14 | 2014-10-28 | International Business Machines Corporation | Biological and chemical sensors |
| US8963216B2 (en) | 2013-03-13 | 2015-02-24 | Life Technologies Corporation | Chemical sensor with sidewall spacer sensor surface |
| CN105264366B (zh) | 2013-03-15 | 2019-04-16 | 生命科技公司 | 具有一致传感器表面区域的化学传感器 |
| US9835585B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-12-05 | Life Technologies Corporation | Chemical sensor with protruded sensor surface |
| WO2014149779A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Life Technologies Corporation | Chemical device with thin conductive element |
| US20140336063A1 (en) | 2013-05-09 | 2014-11-13 | Life Technologies Corporation | Windowed Sequencing |
| US10458942B2 (en) | 2013-06-10 | 2019-10-29 | Life Technologies Corporation | Chemical sensor array having multiple sensors per well |
| US10077472B2 (en) | 2014-12-18 | 2018-09-18 | Life Technologies Corporation | High data rate integrated circuit with power management |
| US10379079B2 (en) | 2014-12-18 | 2019-08-13 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays |
| KR102593647B1 (ko) | 2014-12-18 | 2023-10-26 | 라이프 테크놀로지스 코포레이션 | 트랜스미터 구성을 갖춘 높은 데이터율 집적 회로 |
| JP2017053794A (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | 電気化学センサ |
| US11002704B2 (en) * | 2016-08-31 | 2021-05-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Biosensor devices and methods of forming the same |
| JP2019056581A (ja) * | 2017-09-20 | 2019-04-11 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 電荷検出センサおよび電位計測システム |
| US11588095B2 (en) * | 2018-09-28 | 2023-02-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Piezoelectric biosensor and related method of formation |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL282170A (ja) * | 1961-08-17 | |||
| US4020830A (en) * | 1975-03-12 | 1977-05-03 | The University Of Utah | Selective chemical sensitive FET transducers |
| US4037242A (en) * | 1975-12-29 | 1977-07-19 | Texas Instruments Incorporated | Dual injector, floating gate MOS electrically alterable, non-volatile semiconductor memory device |
| DE2639398A1 (de) * | 1976-09-01 | 1978-03-02 | Johnson Controls Inc | Kapazitive fuehleinrichtung fuer gasfoermige umweltprodukte |
| US4103227A (en) * | 1977-03-25 | 1978-07-25 | University Of Pennsylvania | Ion-controlled diode |
| US4273636A (en) * | 1977-05-26 | 1981-06-16 | Kiyoo Shimada | Selective chemical sensitive field effect transistor transducers |
| US4133735A (en) * | 1977-09-27 | 1979-01-09 | The Board Of Regents Of The University Of Washington | Ion-sensitive electrode and processes for making the same |
| JPS5466194A (en) * | 1977-11-04 | 1979-05-28 | Kuraray Co | Fet sensor |
| US4180771A (en) * | 1977-12-02 | 1979-12-25 | Airco, Inc. | Chemical-sensitive field-effect transistor |
| US4198851A (en) * | 1978-05-22 | 1980-04-22 | University Of Utah | Method and structure for detecting the concentration of oxygen in a substance |
| US4397714A (en) * | 1980-06-16 | 1983-08-09 | University Of Utah | System for measuring the concentration of chemical substances |
-
1981
- 1981-07-24 FR FR8114501A patent/FR2510260A1/fr active Granted
-
1982
- 1982-07-16 DE DE19823226555 patent/DE3226555A1/de active Granted
- 1982-07-21 CH CH4446/82A patent/CH649173A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1982-07-21 GB GB08221136A patent/GB2103014B/en not_active Expired
- 1982-07-23 JP JP57127804A patent/JPS5870155A/ja active Granted
-
1985
- 1985-09-20 US US06/777,876 patent/US4636827A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2103014B (en) | 1985-08-21 |
| GB2103014A (en) | 1983-02-09 |
| DE3226555A1 (de) | 1983-02-24 |
| JPS5870155A (ja) | 1983-04-26 |
| FR2510260B1 (ja) | 1983-12-09 |
| DE3226555C2 (ja) | 1991-08-29 |
| US4636827A (en) | 1987-01-13 |
| CH649173A5 (fr) | 1985-04-30 |
| FR2510260A1 (fr) | 1983-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0153745B2 (ja) | ||
| US20190131422A1 (en) | Chemically sensitive sensor with lightly doped drains | |
| KR930006930A (ko) | 수직형 트랜지스터를 갖는 dram셀 및 그 제조방법 | |
| US7211459B2 (en) | Fabrication method of an ion sensitive field effect transistor | |
| US6387724B1 (en) | Method of fabricating silicon-on-insulator sensor having silicon oxide sensing surface | |
| KR20130052528A (ko) | 수평형 플로팅 게이트를 갖는 ｆｅｔ형 가스 감지소자 | |
| KR910001886A (ko) | 반도체장치와 그 제조방법 | |
| WO2023087808A1 (zh) | 半导体器件及其制造方法 | |
| US6465846B1 (en) | Semiconductor integrated circuit device having trench-type photodiode | |
| US4232326A (en) | Chemically sensitive field effect transistor having electrode connections | |
| KR890003032A (ko) | 반도체기억장치 및 그 제조방법 | |
| US6489658B2 (en) | MOS-transistor for a photo cell | |
| EP0211609A2 (en) | Chemically sensitive semiconductor devices and their production | |
| CN108732225B (zh) | 离子敏感场效应晶体管及其形成方法 | |
| US7326974B2 (en) | Sensor for measuring a gas concentration or ion concentration | |
| JPH01189966A (ja) | 不揮発性半導体メモリ装置 | |
| JP2988020B2 (ja) | 半導体イオンセンサ | |
| JPH0429974B2 (ja) | ||
| JPS62293667A (ja) | 半導体記憶装置 | |
| KR850008762A (ko) | 불휘발성 반도체 기억장치의 제조방법 | |
| WO2012154027A1 (en) | An apparatus for sensor applications and method of manufacturing thereof | |
| JPS6113180B2 (ja) | ||
| JP2011220954A (ja) | 化学センサ及び検出方法 | |
| JPS6110272A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH029306B2 (ja) |