JPH0426432B2 - - Google Patents
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- JPH0426432B2 JPH0426432B2 JP59244241A JP24424184A JPH0426432B2 JP H0426432 B2 JPH0426432 B2 JP H0426432B2 JP 59244241 A JP59244241 A JP 59244241A JP 24424184 A JP24424184 A JP 24424184A JP H0426432 B2 JPH0426432 B2 JP H0426432B2
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Classifications
-
- 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
- G01N27/28—Electrolytic cell components
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Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は水溶液中のイオン活量を測定するイオ
ンセンサに係り、特にガラス応答膜を有するイオ
ンセンサに関する。
ンセンサに係り、特にガラス応答膜を有するイオ
ンセンサに関する。
＜従来の技術＞
従来、イオン活量の測定には、ガラス電極を用
いたセンサが使用されている。このセンサによれ
ば、測定試料である水溶液に操作を加える必要が
なく、センサを直接水溶液に浸すだけで測定が行
なえ、しかも連続的に特定イオンのイオン活量を
測定できる利点を有している。
いたセンサが使用されている。このセンサによれ
ば、測定試料である水溶液に操作を加える必要が
なく、センサを直接水溶液に浸すだけで測定が行
なえ、しかも連続的に特定イオンのイオン活量を
測定できる利点を有している。
しかしながら、従来のガラス電極は内部液を有
し、200〜300μｍの厚みの大面積感応部を形成し
ていたため、小型化、量産技術の導入、低廉化が
困難であつた。
し、200〜300μｍの厚みの大面積感応部を形成し
ていたため、小型化、量産技術の導入、低廉化が
困難であつた。
これに対し、水溶液中のイオンによつてゲート
表面の電位が変化し、これによつてゲート絶縁膜
下の半導体表面の電導度が変化し、この変化によ
るドレーン電流の変化からゲート表面の電位を検
出し、これによつて水溶液中のイオン濃度を測定
するISFETセンサ（電界効果トランジスタ型イ
オンセンサ）が提案されている。
表面の電位が変化し、これによつてゲート絶縁膜
下の半導体表面の電導度が変化し、この変化によ
るドレーン電流の変化からゲート表面の電位を検
出し、これによつて水溶液中のイオン濃度を測定
するISFETセンサ（電界効果トランジスタ型イ
オンセンサ）が提案されている。
第５図Ａ，Ｂは蒸気ISFETセンサの一例を示
し、５１はサフアイヤ基板（SOSウエハ）で、そ
の上にＰ或いはｎチヤンネルのMOSFETが形成
されてあり、５２はドレイン電極部、５３はソー
ス電極、５４は電極部である。５５はアルミ電
極、５６はシリコンエピタキシヤル層である。５
７はコンタクトホール５６ａ，５６ｂを残して前
記シリコンエピタキシヤル層５６上に施される
SiO2、Si3N4等の耐水性、パツシベーシヨン効果
のある高絶縁層で、単層又は多層に形成されてい
る。５８はコンタクトホール５６ｂ上に設けられ
たイオン感応膜、５９はリード端子である。
し、５１はサフアイヤ基板（SOSウエハ）で、そ
の上にＰ或いはｎチヤンネルのMOSFETが形成
されてあり、５２はドレイン電極部、５３はソー
ス電極、５４は電極部である。５５はアルミ電
極、５６はシリコンエピタキシヤル層である。５
７はコンタクトホール５６ａ，５６ｂを残して前
記シリコンエピタキシヤル層５６上に施される
SiO2、Si3N4等の耐水性、パツシベーシヨン効果
のある高絶縁層で、単層又は多層に形成されてい
る。５８はコンタクトホール５６ｂ上に設けられ
たイオン感応膜、５９はリード端子である。
而して、前記イオン感応膜５８は、SiO2、
Si3N4Al2O3、Ta2O5、PH応答ガラス、IrO2等を
蒸着、スパツタ又はCVD（Chemical Vapor
Deposition、化学堆積）法等により約0.1μｍの厚
みに形成したもであるが、このイオン感応膜５８
の液界面で、水和化や溶出が発生したり、感応膜
５８内のピンホールや微細なクラツク等から水分
が浸透する等して、安定な起電力の発生が妨げら
れ、指示がドリフトするという欠点がある。
Si3N4Al2O3、Ta2O5、PH応答ガラス、IrO2等を
蒸着、スパツタ又はCVD（Chemical Vapor
Deposition、化学堆積）法等により約0.1μｍの厚
みに形成したもであるが、このイオン感応膜５８
の液界面で、水和化や溶出が発生したり、感応膜
５８内のピンホールや微細なクラツク等から水分
が浸透する等して、安定な起電力の発生が妨げら
れ、指示がドリフトするという欠点がある。
＜発明が解決しようとする問題点＞
本発明は上述の事柄に留意してなされたもの
で、安定して長期間使用しうるガラス応答膜を有
するイオンセンサの小型化を促進するとともに、
この種イオンセンサの量産化を図り低廉化するこ
とを目的とする。
で、安定して長期間使用しうるガラス応答膜を有
するイオンセンサの小型化を促進するとともに、
この種イオンセンサの量産化を図り低廉化するこ
とを目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞
上記目的を達成するため、本発明に係るガラス
応答膜を有するイオンセンサは、ウエハ状に形成
したガラス応答膜にエツチングを施して薄膜状の
感応部を形成し、該感応部の裏面に電位取出用電
極を設けたことを特徴としている。
応答膜を有するイオンセンサは、ウエハ状に形成
したガラス応答膜にエツチングを施して薄膜状の
感応部を形成し、該感応部の裏面に電位取出用電
極を設けたことを特徴としている。
このように、ウエハ状に形成したガラス応答膜
を使用することにより、感応部の表面及び感応部
の裏面側の電極部の表面は平面となり、半導体微
細加工技術の適用が可能となる。その結果、量産
化、低廉化が可能となると共に、電気回路との一
体化が促進される。
を使用することにより、感応部の表面及び感応部
の裏面側の電極部の表面は平面となり、半導体微
細加工技術の適用が可能となる。その結果、量産
化、低廉化が可能となると共に、電気回路との一
体化が促進される。
＜実施例＞
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図Ａ，Ｂは本発明の一実施例としてのガラ
ス応答膜を有するイオンセンサを示し、第１図Ａ
は平面図、第１図Ｂはその側断面図である。１は
ガラス、サフアイヤ基板（SOS基板）、石英基板
等の高絶縁性の基板で、その上にAg等の焼付電
極又はCr、Cu、Au等薄膜の電極パターンが形成
されている。
ス応答膜を有するイオンセンサを示し、第１図Ａ
は平面図、第１図Ｂはその側断面図である。１は
ガラス、サフアイヤ基板（SOS基板）、石英基板
等の高絶縁性の基板で、その上にAg等の焼付電
極又はCr、Cu、Au等薄膜の電極パターンが形成
されている。
２は前記基板１上に設けられたガラス応答膜
（以下、応答膜という）で、例えば従来公知の方
法によりPH応答ガラスを溶融し、50mm×50mm×20
mmのインゴツトを0.1〜0.5mmの厚さのウエハに切
断し研磨したPH応答ガラスより成り、感応部２ａ
の裏面側にイオンビーム、スパツタリング等の手
法によりエツチングを施し、感応部２ａの厚みが
更に薄く（例えば0.05mm）なるようにしてある。
３は前記応答膜２のエツチングを施した側に設け
られる電位取出用電極で、Ti、Fe、Sb、In、
Cr、Ｖ、Pt、Pb、Ir、Ag、Au、Cu、IrO2、
AgCl、Ag2S等の金属又は半導体をスパツタ又は
蒸着し、所謂リフトオフ法でパターン形成してな
る。４はスルーホール化されたリード取出用電極
で、感応部２ａから離れた感応膜２を貫通してい
る。５は耐水性接着剤で、基板１と応答膜２の電
極面２ｂとを接着し、耐水構造に形成するもので
ある。なお、この耐水性接着剤５に代えて、低融
点ガラスを用い、これとアルミナ等のセラミツ
ク、ガラス、結晶化ガラス等の基板１を共に応答
膜２と同じ膨張係数の材料を選び、応答膜２の電
極面２ｂを保護する形で封止するようにしてもよ
い。
（以下、応答膜という）で、例えば従来公知の方
法によりPH応答ガラスを溶融し、50mm×50mm×20
mmのインゴツトを0.1〜0.5mmの厚さのウエハに切
断し研磨したPH応答ガラスより成り、感応部２ａ
の裏面側にイオンビーム、スパツタリング等の手
法によりエツチングを施し、感応部２ａの厚みが
更に薄く（例えば0.05mm）なるようにしてある。
３は前記応答膜２のエツチングを施した側に設け
られる電位取出用電極で、Ti、Fe、Sb、In、
Cr、Ｖ、Pt、Pb、Ir、Ag、Au、Cu、IrO2、
AgCl、Ag2S等の金属又は半導体をスパツタ又は
蒸着し、所謂リフトオフ法でパターン形成してな
る。４はスルーホール化されたリード取出用電極
で、感応部２ａから離れた感応膜２を貫通してい
る。５は耐水性接着剤で、基板１と応答膜２の電
極面２ｂとを接着し、耐水構造に形成するもので
ある。なお、この耐水性接着剤５に代えて、低融
点ガラスを用い、これとアルミナ等のセラミツ
ク、ガラス、結晶化ガラス等の基板１を共に応答
膜２と同じ膨張係数の材料を選び、応答膜２の電
極面２ｂを保護する形で封止するようにしてもよ
い。
６はMOSFET、JFET及びこれらを初段とす
るオペアンプ等のICチツプで、基板１上に形成
された電極パターン上にダイボンドされ、ワイヤ
ボンデイング線７を介して前記リード取出用電極
４と接続されている。８はサーミスタ等の温度補
償素子である。９は外部へのリード線、１０はチ
ユーブ、１１はチユーブ１０内及び接液部以外を
封止するための高絶縁性、耐水性、耐湿性を有す
るエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂
系の接着剤であり、パツシベーシヨン効果を高め
ている。
るオペアンプ等のICチツプで、基板１上に形成
された電極パターン上にダイボンドされ、ワイヤ
ボンデイング線７を介して前記リード取出用電極
４と接続されている。８はサーミスタ等の温度補
償素子である。９は外部へのリード線、１０はチ
ユーブ、１１はチユーブ１０内及び接液部以外を
封止するための高絶縁性、耐水性、耐湿性を有す
るエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂
系の接着剤であり、パツシベーシヨン効果を高め
ている。
上述の実施例においてはウエハ状の応答膜２の
エツチングを施した側に電位取出用電極３を設け
たが、第２図Ａ，Ｂに示すようにエツチングを施
した側を感応部２ａとし、その裏面（エツチング
を施さない側）に前記電位取出用電極３を設けて
もよい。
エツチングを施した側に電位取出用電極３を設け
たが、第２図Ａ，Ｂに示すようにエツチングを施
した側を感応部２ａとし、その裏面（エツチング
を施さない側）に前記電位取出用電極３を設けて
もよい。
この実施例では応答膜２電極面２ｂ上に高絶縁
薄膜１２を形成後、電極パターンを形成し、その
上にICチツプ６、温度補償素子８が設けてある。
又、リード取出用電極４はスルーホール形状とし
てない。なお、１′はアルミナ基板、サフアイヤ
基板等の基板で、上述の基板１と同機能を有す
る。
薄膜１２を形成後、電極パターンを形成し、その
上にICチツプ６、温度補償素子８が設けてある。
又、リード取出用電極４はスルーホール形状とし
てない。なお、１′はアルミナ基板、サフアイヤ
基板等の基板で、上述の基板１と同機能を有す
る。
第３図Ａ，Ｂは特に低廉化を目的とする場合の
イオンセンサの構造を示すもので、ケース１３の
先端部に応答膜２を設け、その裏面（感応部２ａ
とは反対側）にICチツプ６等を設けている。
イオンセンサの構造を示すもので、ケース１３の
先端部に応答膜２を設け、その裏面（感応部２ａ
とは反対側）にICチツプ６等を設けている。
第４図Ａ，Ｂはフロースルー方式の場合を示す
もので、サンプル流路１４に面して感応部２ａを
設けている。１５はフロースルー部ケース、１６
はカバーケースである。
もので、サンプル流路１４に面して感応部２ａを
設けている。１５はフロースルー部ケース、１６
はカバーケースである。
このように構成した場合は、取出用電極３をサ
ンプル流路１４に沿つて設けることが可能となる
ほか、該電極３の一部分のが液体と接するだけで
よいから、電気回路のパツケージングとして、従
来の金属パツケージ或いはエポキシモールド等の
手法をそのまま採用することができる。
ンプル流路１４に沿つて設けることが可能となる
ほか、該電極３の一部分のが液体と接するだけで
よいから、電気回路のパツケージングとして、従
来の金属パツケージ或いはエポキシモールド等の
手法をそのまま採用することができる。
上述の各実施例においては、応答膜２はPH応答
ガラスを用いているが、PNa、PK用応答ガラ
ス、LaN3、AgX（但しＸ＝Cl、Br、Ｉ）系、XS
（但しＸ＝Zn、Hg、Cu、Cd、Pb）系の各種無機
イオン感応素材を用いてもよい。尚、第２，３，
４図において、第１図のものと同様の構成部材に
は同一番号を付してその説明を省略する。
ガラスを用いているが、PNa、PK用応答ガラ
ス、LaN3、AgX（但しＸ＝Cl、Br、Ｉ）系、XS
（但しＸ＝Zn、Hg、Cu、Cd、Pb）系の各種無機
イオン感応素材を用いてもよい。尚、第２，３，
４図において、第１図のものと同様の構成部材に
は同一番号を付してその説明を省略する。
＜発明の効果＞
以上詳述したように、本発明によれば、感応部
及び感応部の裏面を平面に形成することができ、
従つて、半導体微細加工技術の適用が可能とな
る。その結果、この種イオンセンサの微細化、量
産化、低廉化が促進される。特にセンサ部分と電
気回路との一体化が進み、この種イオンセンサを
用いたPH計を小型化、低廉化できる。
及び感応部の裏面を平面に形成することができ、
従つて、半導体微細加工技術の適用が可能とな
る。その結果、この種イオンセンサの微細化、量
産化、低廉化が促進される。特にセンサ部分と電
気回路との一体化が進み、この種イオンセンサを
用いたPH計を小型化、低廉化できる。
第１図Ａ，Ｂは本発明の一実施例を示し、第１
図Ａは全体平面図、第１図Ｂは第１図ＡのＢ−Ｂ
線断面図、第２図Ａ，Ｂは本発明の他の実施例を
示し、第２図Ａは全体平面図、第２図Ｂは第２図
ＡのＢ−Ｂ線断面図、第３図Ａ，Ｂは本発明の他
の実施例を示し、第３図Ａは平面図、第３図Ｂは
第３図ＡのＢ−Ｂ線断面図、第４図Ａ，Ｂは他の
実施例を示し、第４図Ａは平面図、第４図Ｂは第
４図ＡのＢ−Ｂ線断面図、第５図Ａ，Ｂは従来例
を示し、第５図Ａは全体平面図、第５図Ｂは第５
図ＡのＢ−Ｂ線断面図である。 ２……ガラス応答膜、２ａ……感応部、３…電
位取出用電極。
図Ａは全体平面図、第１図Ｂは第１図ＡのＢ−Ｂ
線断面図、第２図Ａ，Ｂは本発明の他の実施例を
示し、第２図Ａは全体平面図、第２図Ｂは第２図
ＡのＢ−Ｂ線断面図、第３図Ａ，Ｂは本発明の他
の実施例を示し、第３図Ａは平面図、第３図Ｂは
第３図ＡのＢ−Ｂ線断面図、第４図Ａ，Ｂは他の
実施例を示し、第４図Ａは平面図、第４図Ｂは第
４図ＡのＢ−Ｂ線断面図、第５図Ａ，Ｂは従来例
を示し、第５図Ａは全体平面図、第５図Ｂは第５
図ＡのＢ−Ｂ線断面図である。 ２……ガラス応答膜、２ａ……感応部、３…電
位取出用電極。
Claims (1)
- １ ウエハ状に形成したガラス応答膜にエツチン
グを施して薄膜状の感応部を形成し、該感応部の
裏面に電位取出用電極を設けたことを特徴とする
ガラス応答膜を有するイオンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244241A JPS61120958A (ja) | 1984-11-17 | 1984-11-17 | ガラス応答膜を有するイオンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244241A JPS61120958A (ja) | 1984-11-17 | 1984-11-17 | ガラス応答膜を有するイオンセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61120958A JPS61120958A (ja) | 1986-06-09 |
| JPH0426432B2 true JPH0426432B2 (ja) | 1992-05-07 |
Family
ID=17115832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59244241A Granted JPS61120958A (ja) | 1984-11-17 | 1984-11-17 | ガラス応答膜を有するイオンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61120958A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014238004A (ja) * | 2007-12-27 | 2014-12-18 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッドＳｃｈｌｎｍｂｅｒｇｅｒ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | カーボンナノチューブｆｅｔを使用するダウンホール検知システム |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3789491T2 (de) * | 1986-11-27 | 1994-10-20 | Horiba Ltd | Plattenförmige Glaselektrode. |
| JPH0740208Y2 (ja) * | 1987-10-13 | 1995-09-13 | 太陽誘電株式会社 | 検体成分検知用センサ |
| JPH05216475A (ja) * | 1992-09-14 | 1993-08-27 | Casio Comput Co Ltd | 電子管楽器 |
| CN104224167B (zh) * | 2014-09-21 | 2016-06-01 | 北京师范大学 | 一次性脑状态监测柔性贴片电极 |
| EP3333570A1 (de) | 2016-12-09 | 2018-06-13 | Mettler-Toledo GmbH | Elektrochemischer sensor und verfahren zur herstellung davon |
-
1984
- 1984-11-17 JP JP59244241A patent/JPS61120958A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014238004A (ja) * | 2007-12-27 | 2014-12-18 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッドＳｃｈｌｎｍｂｅｒｇｅｒ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | カーボンナノチューブｆｅｔを使用するダウンホール検知システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61120958A (ja) | 1986-06-09 |
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