JPH04186153A - Planer type ion sensor - Google Patents

Planer type ion sensor

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JPH04186153A
JPH04186153A JP2313889A JP31388990A JPH04186153A JP H04186153 A JPH04186153 A JP H04186153A JP 2313889 A JP2313889 A JP 2313889A JP 31388990 A JP31388990 A JP 31388990A JP H04186153 A JPH04186153 A JP H04186153A
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JP
Japan
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ion
sensor
field effect
sensitive
planar
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Application number
JP2313889A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Tsukada
啓二 塚田
Yuji Miyahara
裕二 宮原
Yasuhisa Shibata
康久 柴田
Yoshio Watanabe
渡辺 吉雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04186153A publication Critical patent/JPH04186153A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make easy constructing a sensor of integrated type and facilitate mounting for installation of a flow cell by forming separately a semiconductor base board and a base board for formation of ion sensitive film, and afterward consolidating them at mounting. CONSTITUTION:A polymide film 4 is formed through patterning process on a glass epoxy base board 2 provided with Cu wiring 1 on the surface of an ion sensor as object of this invention, and in the center of the patterned polyimide film an opening is formed to serve for formation of ion sensitive films 3. A plurality of sensitive films 3 are put separately as covering the wiring 1 in this opening part. The potential generated in the sensitive films 3 at measurement is conducted through a through hole 5 provided in the base board 2 to a plurality of FETs in a semiconductor chip 10 mounted on the rear of the base board 2. These FETs 9 are connected to an external measuring circuit through a drain 12 and a source 13. Thus the FETs 9 are protected perfectly from the measuring liquid by performing mounting to the surface opposite the sensitive films 3, and connection with the external measuring circuit can be made on the rear surface.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は臨床検査における血液中の電解質濃度の測定や
、環境測定における河川中の電解質濃度や食品中の電解
質濃度の測定等の溶液中の電解質濃度を測定するイオン
センサの構造に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is applicable to measurements of electrolyte concentrations in blood in clinical tests, electrolyte concentrations in rivers and foods in environmental measurements, etc. This invention relates to the structure of an ion sensor that measures electrolyte concentration.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の溶液中のイオン濃度を測定するものとしてイオン
選択性電極などがある。このイオン選択性電極の基本構
造は電極ボディーの先端に各種イオン感応膜を接着し、
電極ボディー内部に電解質溶液を充填し、その電解質溶
液中に銀/塩化銀電極を浸漬した構造になっている。近
年これらイオン選択性電極の小型化、集積化を目的とし
て半導体を用いたイオン感応性電界効果型I・ランジス
タ(TSI”IET)が多く発表されてきている。例え
ば、半導体基板上に形成した4つの電界効果トランジス
タのゲー1−」−にそれぞれ4種類のイオン感応膜を分
離形成し、多種類のイオン成分を同時測定可能としたも
のがアナリテカ・ケミ力・アクタ、159(1984年
)第47頁から第62頁において論しられている。この
l5FETは絶縁ゲート」二に直接イオン感応膜を形成
した素子構造である。このような絶縁ゲー14sFET
の問題である溶液中のアルカリイオンやハロゲンイオン
によるゲート絶縁膜の劣化が問題であった。これを改善
するため、直接溶液と接触するイオン感応膜の部分と電
界効果1−ランシスタのゲーhを離して半導体基板上に
配置して、両者の間を導電性材料で接続したものとして
Extended−Gate−ISFETがありこれは
センザス・アン1〜・アクチュエタース4. (1,9
83年)第291頁     −から第298頁(Se
nsors and Actuators II、(1
9B3)pp29]、−298)において論しられてい
る。また勘考のl5FE’rはフローセルに実装しal
l定しているか、l5FIETと外部測定回路の電気的
接続のためのワイヤボンドなどをイオン感応膜を形成し
である同し面の半導体チップの表面から行なわなければ
ならなかった。このため、イオン感応膜以外の部分を溶
液から充分な保護するため実装が複雑となっていた。実
装を容易にするため外部11Tl定回路との接続のため
の電極端子部分を半1D体基板の裏面に設げたものがあ
る。これは第4同円体素子センサとアクチュエータ国際
会議予行化(1987年)第7211i頁から第729
頁(Proceedings of Tbe4thIn
ternatjona1.  Conference 
 on  5olid−3L、atCSensor、s
 and Actuators (1987) pp7
26−729)において論じられている。異方性エツチ
ングの方法を用いて裏面から表面まで貫通するように穴
を開け、その穴の側面に導電材料を蒸着した構造となっ
ている。
Conventional methods for measuring ion concentration in solutions include ion-selective electrodes. The basic structure of this ion-selective electrode is to adhere various ion-sensitive membranes to the tip of the electrode body.
The electrode body is filled with an electrolyte solution, and the silver/silver chloride electrode is immersed in the electrolyte solution. In recent years, many ion-sensitive field-effect transistors (TSI"IETs) using semiconductors have been announced for the purpose of downsizing and integrating these ion-selective electrodes. For example, Analyteka Chemiriki Acta, 159 (1984) No. 47, which made it possible to measure many types of ion components simultaneously by separately forming four types of ion-sensitive membranes on each of the two field-effect transistors. Discussed on pages 62-62. This 15FET has an element structure in which an ion-sensitive film is directly formed on an insulated gate. Insulated game 14sFET like this
The problem was deterioration of the gate insulating film due to alkali ions and halogen ions in the solution. In order to improve this, the part of the ion-sensitive membrane that comes into direct contact with the solution and the field-effect Lancistor gate are placed on the semiconductor substrate apart from each other, and a conductive material is used to connect them. There is a Gate-ISFET, which is Senzas An 1~ Actuators 4. (1,9
1983) pages 291- to 298 (Se
nsors and actuators II, (1
9B3) pp29], -298). In addition, the l5FE'r of consideration is mounted on the flow cell.
However, wire bonding for electrical connection between the 15FIET and an external measurement circuit had to be performed from the same surface of the semiconductor chip on which the ion-sensitive film was formed. For this reason, mounting has become complicated in order to sufficiently protect parts other than the ion-sensitive membrane from the solution. In order to facilitate mounting, there is one in which an electrode terminal portion for connection with an external 11Tl constant circuit is provided on the back surface of a semi-1D board. This is a preview of the 4th International Conference on Isospherical Element Sensors and Actuators (1987), pages 7211i to 729.
Page (Proceedings of Tbe4thIn
ternatjona1. Conference
on 5olid-3L, atCSensor, s
and Actuators (1987) pp7
26-729). It has a structure in which a hole is drilled through it from the back side to the front side using an anisotropic etching method, and a conductive material is deposited on the side of the hole.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

異方性エツチングにより半導体基板の裏面に外部接続用
電極端子設けた構造では、その穴の形状が裏面で広がっ
ており、その開口部の大きさは最低でも半導体基板の厚
み以」−になってしまう。このため、l5FETの素子
数を増やしていくと電極端子の占める面積が大きくなり
、どうしてもセンサチップひとつの面積をおおきく取ら
なければならない。このため−枚のSiウェハーからと
れるセンサチップ数が限られてしまった。同時にセンサ
チップ面積を限った場合では電極端子数に制限が生じる
ため集積化に限界があった。また電界効果型トランジス
タはイオン感応膜形成した面と同し面なので溶液から保
護するために、半導体基板」二での配置に制限があった
。同様に表面を保護できても半導体ウェハーから各セン
サを切り取る際切り取った側面は電気的にS」が露出す
るため保護の処理が必要となる問題があった。
In a structure in which external connection electrode terminals are provided on the back side of a semiconductor substrate by anisotropic etching, the shape of the hole widens on the back side, and the size of the opening is at least equal to the thickness of the semiconductor substrate. Put it away. For this reason, as the number of elements in the 15FET increases, the area occupied by the electrode terminals increases, and it is therefore necessary to increase the area of each sensor chip. For this reason, the number of sensor chips that can be obtained from one Si wafer is limited. At the same time, when the sensor chip area is limited, the number of electrode terminals is limited, which limits integration. Furthermore, since the field-effect transistor is on the same surface as the ion-sensitive film, there are restrictions on its placement on the semiconductor substrate in order to protect it from the solution. Similarly, even if the surface can be protected, when each sensor is cut out from the semiconductor wafer, S'' is electrically exposed on the cut side surface, so there is a problem that protection processing is required.

本発明の目的は、イオンセンサの集積化が容易で、かつ
フローセルに組み込むための実装が容易なイオンセンサ
の構造を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an ion sensor structure that allows easy integration of the ion sensor and easy implementation for incorporating into a flow cell.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、半導体基板」二にイオン感
応膜を形成せず、心電性材料を配線した絶縁基板を用い
た。ここでこの配線は絶縁基板の両面に設け、スルーホ
ールを通して両面で導通をとった。溶液と接触する面に
はイオン感応膜を配線に被覆した。また反対の面には電
界効果トランジスタを形成した半導体基板を実装した。
In order to achieve the above object, an insulating substrate on which an electrocardiographic material was wired was used instead of forming an ion-sensitive film on the semiconductor substrate. Here, this wiring was provided on both sides of the insulating substrate, and conduction was established on both sides through through holes. The wiring was coated with an ion-sensitive membrane on the surface that would come into contact with the solution. A semiconductor substrate on which a field effect transistor was formed was mounted on the opposite side.

その電界効果トランジスタのゲートは、表面でイオン感
応膜を被覆した配線を接続した裏面の配線と接続した。
The gate of the field-effect transistor was connected to the wiring on the back side, which was connected to the wiring coated with the ion-sensitive film on the front side.

さらに多種類のイオンを同時に測定できるように絶縁基
板の表面には複数種のイオン感応膜を配線に被覆分離形
成した。その配線数に応じた個数分に対応した電界効果
型トランジスタを集積化した半導体基板を絶縁基板の裏
面に実装した。
Furthermore, multiple types of ion-sensitive films were separately formed on the surface of the insulating substrate to coat the wiring so that multiple types of ions could be measured simultaneously. A semiconductor substrate on which field-effect transistors corresponding to the number of wires were integrated was mounted on the back surface of the insulating substrate.

この電界効果型トランジスタからの出力を更に低インピ
ーダンス化するために電界効果トランジスタを入力段の
トランジスタとするオペアンプまでを集積化した半導体
基板を用いた。
In order to further reduce the impedance of the output from this field effect transistor, a semiconductor substrate was used in which an operational amplifier using a field effect transistor as an input stage transistor was integrated.

分析装置において、測定試料溶液が流れるフローセルに
容易に組み込みやすいように、そのフローセルの一部を
開口し流路内部を一部露出させた。
In the analyzer, a part of the flow cell was opened to expose a part of the inside of the flow channel so that it could be easily incorporated into the flow cell through which the measurement sample solution flows.

この露出した流路がセンサ基板のイオン感J1L:膜部
分たけに接触する構造とした。
The structure was such that this exposed flow path contacted only the ion sensor J1L: membrane portion of the sensor substrate.

〔作用〕[Effect]

電界効果型トランジスタを形成した半導体基板とイオン
感応膜を形成した基板とを分離形成し後に実装で一体化
した。このことによりイオン感応膜の部分と反対の面に
半導体を実装することができ、測定溶液から完全に電界
効果型トランジスタを保護できる。また電界効果型トラ
ンジスタの裏面配置によりそのまま外部測定回路との接
続が裏面より行なえる。またイオン感応膜を被覆した配
線は、絶縁基板に設けたスルーホールを通して裏面の配
線につながっているので溶液中のイオン濃度に応じたイ
オン感応膜の発生電位を裏面の電界効果トランジスタの
ゲー1−に伝えることができる。
A semiconductor substrate on which a field-effect transistor was formed and a substrate on which an ion-sensitive film was formed were separately formed and later integrated by mounting. This allows the semiconductor to be mounted on the opposite side of the ion-sensitive membrane, and the field effect transistor can be completely protected from the measurement solution. Furthermore, since the field effect transistor is placed on the back side, connection to an external measurement circuit can be made directly from the back side. In addition, the wiring coated with the ion-sensitive membrane is connected to the wiring on the back side through a through hole provided in the insulating substrate, so that the potential generated by the ion-sensitive membrane depending on the ion concentration in the solution can be applied to the gate 1 of the field effect transistor on the back side. can be conveyed to.

センサを集積化した場合でも、半導体チップには穴をあ
ける必要が無いので面積を大きくとる必要が無くなった
。このため制限なく−・つの半導体チップに多数個の電
界効果型I−ランシスタを集積化ができるようになった
。これにより多種類のイオンを同時測定できる。
Even when the sensor is integrated, there is no need to make holes in the semiconductor chip, so there is no need to take up a large area. For this reason, it has become possible to integrate a large number of field effect type I-transistors on a single semiconductor chip without any limitations. This allows simultaneous measurement of many types of ions.

半導体基板に電界効果型トランジスタのみならずこの電
界効果1ヘランジスタを入力段のトランジスタとして用
したオペアンプを焦積化することにより、電界効果型ト
ランジスタ単体での出力に比べ出力インピーダンスをイ
氏くすることができる。
By integrating an operational amplifier that uses not only a field effect transistor on a semiconductor substrate but also a field effect transistor as an input stage transistor, the output impedance is lower than that of a single field effect transistor. I can do it.

このことにより、外部からの電気信号雑音に影響されな
い良質のセンサ信号が得られるようになった。
This makes it possible to obtain high-quality sensor signals that are not affected by external electrical signal noise.

〔実装例〕[Implementation example]

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図はプレーナ型イオンセンサの表面を示す。銅配線1し
たガラスエポキシ基板2を用いた。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1st
The figure shows the surface of a planar ion sensor. A glass epoxy substrate 2 with copper wiring 1 was used.

カラスエポキシ基板の中央部にはイオン感応膜を形成す
る部分を開口するようにポリイミド膜4をカラスエポキ
シ基板」二にパターンニンクした。ポリイミド膜で開口
した部分の銅配線上に4種類のイオン感応膜3を分離被
覆した。測定時にイオン感応膜に発生した電位を、基板
裏側に実装した電界効果型トランジスタに伝達するため
にガラスエポキシ基板にスルーホール5を設は裏面まで
配線を接続した。
A polyimide film 4 was patterned onto the glass epoxy substrate 2 so that an opening was formed in the center of the glass epoxy substrate where the ion-sensitive film was to be formed. Four types of ion-sensitive films 3 were separately coated on the copper wiring in the openings of the polyimide film. In order to transmit the potential generated in the ion-sensitive membrane during measurement to a field effect transistor mounted on the back side of the substrate, a through hole 5 was provided in the glass epoxy substrate and wiring was connected to the back side.

第2図にはイオン感応膜部分の断面構造を示す。FIG. 2 shows the cross-sectional structure of the ion-sensitive membrane portion.

ガラスエポキシ基板2に銅配線1を形成し、その」二に
クロム6を形成した。さらにクロムの上には銀7と塩化
銀8を積層した。塩化銀の周辺にはポリイミドを形成し
た。このポリイミドの開口部にイオン感応膜3を形成し
て、同し基板上に形成した他のイオン感応膜と分離形成
した。
A copper wiring 1 was formed on a glass epoxy substrate 2, and chromium 6 was formed on the second wiring. Furthermore, silver 7 and silver chloride 8 were laminated on top of the chromium. Polyimide was formed around the silver chloride. An ion sensitive film 3 was formed in the opening of this polyimide, and was formed separately from other ion sensitive films formed on the same substrate.

第3図にはプレーナ型イオンセンサの裏面を示す。表面
からスルーホールを通して接続した配線を形成している
。この面には電界効果型トランジスタ9を形成した半導
体チップ10を実装した。
FIG. 3 shows the back side of the planar ion sensor. Wiring is connected from the surface through through holes. A semiconductor chip 10 on which a field effect transistor 9 was formed was mounted on this surface.

ここで半導体チップには4つの電界効果トランジスタを
集積化した。この電界効果型トランジスタのゲート電極
11に表面から延長してきた銅配線とホンディングワイ
ヤにより接続した。電界効果型トランジスタ9の1くレ
イン」2とソース13はボンディングワイヤを通して外
部測定回路用接続端子15に接続した。
Here, four field effect transistors were integrated into the semiconductor chip. A copper wiring extending from the surface was connected to the gate electrode 11 of this field effect transistor by a honda wire. The first drain 2 and source 13 of the field effect transistor 9 were connected to an external measurement circuit connection terminal 15 through bonding wires.

第4図にフローセルの構造を示す。フローセルボディー
16に流路17を形成した。このフローセルボディーに
開口部18を設け、流路の一部を露出した流路露出部1
9を形成した。流路露出部の周りを囲むように溝をもう
けO−リング20をはめこんだ。開口部に第1図から第
3図に示したプレーナ型イオンセンサを装着する。O−
リンクにより測定溶液が他の部位に漏れずにイオン感応
膜を形成した部分がチューブ23を通ってきた41す完
溶液に接触することができる。センサを始めに挿入し、
センサ押さえ用プレー1−21と固定用ネジ22でセン
サをフローセルホテ、r−に固定化した。プレーナ型イ
オンセンサの出力はリード線24を通して外部の測定回
路に入力される。このようにしてプレーナ型イオンセン
サを実装したフローセルを分析装置に組み込みセンサの
応答特性を調べた結果を第5図、第6図に示す。第5図
はプレ−ナイオンセンサに集積化したp Hセンサのp
 H応答を示す。p H2からpH10の間で直線応答
が得られ、その感度として56 m V / p Hで
あった。第6図にはNaセンサ、Iくセンサ、CIセン
サのイオン応答を示す。イオン濃度100m m o 
]、/ ]からQ 、 1. mmol/] の範囲て
直線応答が得られた。それぞれのセンサ感度は、Naセ
ンサて51mV/pNa、にセンサで58.5mV/p
K、CIセンサでは−54,mV’/pCIであった。
Figure 4 shows the structure of the flow cell. A flow path 17 was formed in the flow cell body 16. An opening 18 is provided in this flow cell body, and a flow path exposed portion 1 where a part of the flow path is exposed.
9 was formed. A groove was formed to surround the exposed portion of the flow path, and an O-ring 20 was fitted therein. The planar ion sensor shown in FIGS. 1 to 3 is attached to the opening. O-
The link prevents the measurement solution from leaking to other parts, and allows the part where the ion-sensitive membrane is formed to come into contact with the complete solution 41 that has passed through the tube 23. Insert the sensor first,
The sensor was fixed to the flow cell hotel r- using a sensor holding plate 1-21 and a fixing screw 22. The output of the planar ion sensor is input to an external measurement circuit through a lead wire 24. The flow cell in which the planar ion sensor was mounted in this way was installed in an analyzer, and the response characteristics of the sensor were investigated. The results are shown in FIGS. 5 and 6. Figure 5 shows the pH sensor integrated into the planar ion sensor.
Indicates H response. A linear response was obtained between pH 2 and pH 10, with a sensitivity of 56 mV/pH. FIG. 6 shows the ion responses of the Na sensor, I sensor, and CI sensor. Ion concentration 100 m m o
], / ] to Q, 1. A linear response was obtained in the range of 2 mmol/]. The sensitivity of each sensor is 51 mV/pNa for the Na sensor and 58.5 mV/p for the Na sensor.
K, CI sensor was -54, mV'/pCI.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、溶液と接触するイオン感応膜部位と、
イオン感応膜での応答を電気的信号に変換する電界効果
型トランジスタを形成した半導体チップとを切り離し、
しかもセンサ基板の反対側に配置できるので溶液からの
保護が容易になった。
According to the present invention, an ion-sensitive membrane portion in contact with a solution;
Separate the semiconductor chip that forms the field effect transistor that converts the response of the ion-sensitive membrane into an electrical signal,
Moreover, since it can be placed on the opposite side of the sensor substrate, it is easier to protect it from the solution.

またセンサの裏面からセンサ出力をとるよう半導体基板
に表から裏まで異方性エノチンクにより孔を開けなくて
も良いので、限られた面積のセンサ基板にセンサをより
多く柴積化するできるようになった。また半導体チップ
に電界効果トランジスタを入力段の1〜ランシスタとし
たオペアンプを集積化することにより、よりセンサ出力
信号の低イ −ンピーダンス化およびリニアライズ化が
てきる。
In addition, since there is no need to drill holes from the front to the back of the semiconductor substrate using anisotropic enochink to obtain the sensor output from the back side of the sensor, it is possible to integrate more sensors on the sensor substrate with a limited area. became. Furthermore, by integrating an operational amplifier with a field effect transistor in the input stage to a run transistor on a semiconductor chip, the impedance of the sensor output signal can be lowered and the sensor output signal can be made more linear.

プレーナ型イオンセンサを装着するフローセルは流路が
一部開放された構造になっているので、開口部に挿入す
れは溶液が漏れることなく使用できる。プレーナ型イオ
ンセンサのイオン感応膜を形成した面にイオン感応膜部
分だけを開[」シた絶縁層を形成しているので長期的に
表のイオン感応膜部位以外での配線部分の劣化を防ぐこ
とができる。
The flow cell to which the planar ion sensor is attached has a structure in which the flow path is partially open, so it can be inserted into the opening and used without leaking the solution. An insulating layer is formed on the surface of the planar ion sensor on which the ion-sensitive membrane is formed, with only the ion-sensitive membrane part open [''], thereby preventing deterioration of the wiring parts other than the ion-sensitive membrane part on the surface over the long term. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のプレーナ型イオンセンサの表面を示す
図、第2図はプレーナ型イオンセンサのイオン感応膜部
位の構造図、第3図はプレーナ型イオンセンサの裏面を
示す図、第4図はプレーナ型イオンセンサ用フローセル
の構造図、第5図はプレーナ型イオンセンサにおけるp
 1−Tセンサのp H応答を示す図、第6図はプレー
ナ型イオンセンサにおけるNaセンサ、Kセンサ、CI
センサのイオン応答を示す図である。 1・・銅配線、2・・ガラスエポキシ基板、3 イオン
感応膜、4・・・ポリイミド、5・スルーホール、6・
・・クロム、7・・・銀、8・塩化銀、9・・・電界効
果型1ヘランジスタ、10・・半導体チップ、11 ・
ゲー1へ電極、12−1ニレイン、13−・ソース、」
4・ボンディングワイヤ、15・・外部測定回路接続端
子、16 フローセルボディー、17・流路、18 開
口部、19 流路露出部、20・O−リング、21 セ
ンサ押さえ用プレート、22・固り 第 1 目 第 2 町 第 4 図 第 、5 図 θ・3 第3図
FIG. 1 is a diagram showing the front surface of the planar ion sensor of the present invention, FIG. 2 is a structural diagram of the ion-sensitive membrane portion of the planar ion sensor, FIG. 3 is a diagram showing the back surface of the planar ion sensor, and FIG. The figure is a structural diagram of a flow cell for a planar type ion sensor, and Figure 5 shows the flow cell for a planar type ion sensor.
Figure 6 shows the pH response of the 1-T sensor.
FIG. 3 is a diagram showing the ion response of the sensor. 1. Copper wiring, 2. Glass epoxy substrate, 3. Ion sensitive film, 4. Polyimide, 5. Through hole, 6.
Chromium, 7 Silver, 8 Silver chloride, 9 Field effect type 1 helangister, 10 Semiconductor chip, 11
Electrode to Ge 1, 12-1 Nirein, 13- Source,
4. Bonding wire, 15. External measurement circuit connection terminal, 16 Flow cell body, 17. Channel, 18 Opening, 19 Channel exposed section, 20. O-ring, 21 Sensor holding plate, 22. Stiffness No. 1st item 2nd town Fig. 4 , 5 Fig. θ・3 Fig. 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、液体のイオン濃度を測定するイオンセンサにおいて
、スルーホールを通して両面に導通をとるように配線パ
ターンを形成した絶縁基板を用い、該絶縁基板の片面に
は複数個のイオン感応膜を被覆した電極を配線し、かつ
該絶縁基板の裏面には複数個の電界効果型トランジスタ (FET)を実装し、該電極を個々のFETのゲートに
接続し、外部測定回路との配線をイオン感応膜を形成し
た面の裏面に設けたことを特徴とするプレーナ型イオン
センサ。 2、請求項1記載の複数個の電界効果型トランジスタを
一つの半導体基板上に集積化した半導体チップを用いた
こと特徴とするプレーナ型イオンセンサ。 3、請求項1記載の電界効果型トランジスタにおいて、
少なくても入力段に電界効果型トランジスタを用いたオ
ペアンプを用い、該オペアンプの非反転入力の電界効果
型トランジスタとイオン感応膜を形成した電極とを接続
したことを特徴とするプレーナ型イオンセンサ。 4、絶縁体中に溶液の流路を形成し、流路中の一部を開
放して開口部を設け、請求項1記載のプレーナ型イオン
センサのイオン感応膜を形成した部分と該開口部と接触
せしめたことを特徴とするフローセル。 5、請求項1記載の絶縁基板においてイオン感応膜を被
覆した電極を形成した面に、イオン感応膜被覆部分のみ
を開口せしめるようにパターンニングした絶縁層を形成
したことを特徴とするプレーナ型イオンセンサ。
[Claims] 1. An ion sensor that measures the ion concentration of a liquid uses an insulating substrate on which a wiring pattern is formed so as to establish conduction on both sides through through holes, and one side of the insulating substrate has a plurality of ions. An electrode coated with a sensitive film is wired, a plurality of field effect transistors (FETs) are mounted on the back side of the insulating substrate, the electrode is connected to the gate of each FET, and the wiring is connected to an external measurement circuit. A planar type ion sensor characterized in that: is provided on the back side of the surface on which the ion-sensitive membrane is formed. 2. A planar ion sensor characterized by using a semiconductor chip in which a plurality of field effect transistors according to claim 1 are integrated on one semiconductor substrate. 3. The field effect transistor according to claim 1,
A planar ion sensor characterized in that an operational amplifier using a field effect transistor is used at least in an input stage, and a field effect transistor at a non-inverting input of the operational amplifier is connected to an electrode on which an ion sensitive film is formed. 4. A solution flow path is formed in the insulator, and a part of the flow path is opened to provide an opening, and the portion where the ion-sensitive membrane of the planar ion sensor according to claim 1 is formed and the opening. A flow cell characterized by being brought into contact with. 5. A planar type ion insulating substrate according to claim 1, characterized in that an insulating layer patterned so that only the portion covered with the ion-sensitive film is open is formed on the surface on which the electrode coated with the ion-sensitive film is formed. sensor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006242900A (en) * 2005-03-07 2006-09-14 Mitsubishi Chemicals Corp Sensor unit, reaction field cell unit and analyzing apparatus
JP2007024551A (en) * 2005-07-12 2007-02-01 Ngk Spark Plug Co Ltd Relay substrate and microchip loading apparatus
JP2009530633A (en) * 2006-03-20 2009-08-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ System-in-package platform for electronic microfluidic devices

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