JPH0770765B2 - 素子分離構造 - Google Patents
素子分離構造Info
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- JPH0770765B2 JPH0770765B2 JP61155454A JP15545486A JPH0770765B2 JP H0770765 B2 JPH0770765 B2 JP H0770765B2 JP 61155454 A JP61155454 A JP 61155454A JP 15545486 A JP15545486 A JP 15545486A JP H0770765 B2 JPH0770765 B2 JP H0770765B2
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- Element Separation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、集積回路分野における素子分離構造に関
し、特に生体材料を用いて構成された生物電気素子回路
に使用される分離構造に関するものである。
し、特に生体材料を用いて構成された生物電気素子回路
に使用される分離構造に関するものである。
従来、集積回路に用いられている電気素子、例えば整流
素子としては、第５図に示すMOS構造のものがあった。
図において、１はｐ形シリコン基板、２はｎ形領域、３
はｐ形領域、４はｎ形領域、５はSiO2膜、6,7は電極で
あり、これら２つの電極6,7間でｐ−ｎ接合（ｐ形領域
３−ｎ形領域４接合）が形成され、これにより整流特性
が実現されている。
素子としては、第５図に示すMOS構造のものがあった。
図において、１はｐ形シリコン基板、２はｎ形領域、３
はｐ形領域、４はｎ形領域、５はSiO2膜、6,7は電極で
あり、これら２つの電極6,7間でｐ−ｎ接合（ｐ形領域
３−ｎ形領域４接合）が形成され、これにより整流特性
が実現されている。
従来のMOS構造の整流素子は以上のように構成されてい
るため微細加工が可能であり、現在では上記構造の整流
素子あるいはこれと類似の構造のトランジスタ素子を用
いたLSIとして、4MビットLSIが実用化されている。
るため微細加工が可能であり、現在では上記構造の整流
素子あるいはこれと類似の構造のトランジスタ素子を用
いたLSIとして、4MビットLSIが実用化されている。
ところで、集積回路のメモリ容量と演算速度を上昇させ
るには、素子そのものの微細化が不可欠であるが、Siを
用いる素子では0.2μｍ程度の超微細パターンで電子の
平均自由行程と素子サイズとがほぼ等しくなり、素子の
独立性が保たれなくなるという限界を抱えている。この
ように、日々発展を続けているシリコンテクノロジー
も、微細化の点ではいずれは壁に突きあたることが予想
され、新しい原理に基づく電気回路素子であって上記0.
2μｍの壁を破ることのできるものが求められている。
るには、素子そのものの微細化が不可欠であるが、Siを
用いる素子では0.2μｍ程度の超微細パターンで電子の
平均自由行程と素子サイズとがほぼ等しくなり、素子の
独立性が保たれなくなるという限界を抱えている。この
ように、日々発展を続けているシリコンテクノロジー
も、微細化の点ではいずれは壁に突きあたることが予想
され、新しい原理に基づく電気回路素子であって上記0.
2μｍの壁を破ることのできるものが求められている。
そこで、本件出願人は生体材料を電気素子の構成材料と
して用いることにより、そのサイズを生体分子レベルの
超微細な大きさまで近づけることのできる電子素子を開
発し、既に出願している（特願昭8276号，特願昭8277
号）。
して用いることにより、そのサイズを生体分子レベルの
超微細な大きさまで近づけることのできる電子素子を開
発し、既に出願している（特願昭8276号，特願昭8277
号）。
このような電気素子（以下、生物電気素子と記す）につ
いて簡単に説明する。
いて簡単に説明する。
生体内には電子をある一定の方向へ運ぶ電子伝達能を有
する蛋白質（以下、電子伝達蛋白質と記す）が複数種類
存在しており、該電子伝達蛋白質は、例えば生体膜中に
一定の配向性を持って埋め込まれ、分子間で電子伝達が
起こるように特異的な分子間配置をとっている。このよ
うな電子伝達蛋白質は、電子伝達時に酸化還元（レドッ
クス）反応を伴い、各電子伝達蛋白質のレドックス電位
の負の準位から正の準位へと電子を施すことができるも
のであり、これを利用して電子の動きを分子レベルで制
御するようにしたものが上記生物電気素子である。
する蛋白質（以下、電子伝達蛋白質と記す）が複数種類
存在しており、該電子伝達蛋白質は、例えば生体膜中に
一定の配向性を持って埋め込まれ、分子間で電子伝達が
起こるように特異的な分子間配置をとっている。このよ
うな電子伝達蛋白質は、電子伝達時に酸化還元（レドッ
クス）反応を伴い、各電子伝達蛋白質のレドックス電位
の負の準位から正の準位へと電子を施すことができるも
のであり、これを利用して電子の動きを分子レベルで制
御するようにしたものが上記生物電気素子である。
ところで集積回路においては、通常隣接する素子との間
に素子分離のための分離領域が必要であるが、上記のよ
うな生物電気素子を用いて構成される集積回路において
も、同様の素子分離領域が必要であり、このとき該分離
領域の、生物電気素子を構成する生体材料との親和性を
良好にする必要がある。
に素子分離のための分離領域が必要であるが、上記のよ
うな生物電気素子を用いて構成される集積回路において
も、同様の素子分離領域が必要であり、このとき該分離
領域の、生物電気素子を構成する生体材料との親和性を
良好にする必要がある。
この発明は、かかる状況に鑑みてなされたもので、生物
電気素子回路に適用して有効な素子分離構造を得ること
を目的とする。
電気素子回路に適用して有効な素子分離構造を得ること
を目的とする。
この発明に係る素子分離構造は、生物電気素子を構成す
る電子伝達蛋白質においては、それにエネルギビームを
照射して失活することにより電子伝達能を失わせること
ができることに着目してなされたもので、生物素子間に
エネルギビームの照射により失活された電子伝達蛋白質
等の電子伝達物質を配置し、これにより素子分離を行う
ようにしたものである。
る電子伝達蛋白質においては、それにエネルギビームを
照射して失活することにより電子伝達能を失わせること
ができることに着目してなされたもので、生物素子間に
エネルギビームの照射により失活された電子伝達蛋白質
等の電子伝達物質を配置し、これにより素子分離を行う
ようにしたものである。
この発明においては、素子間に電子伝達物質を失活させ
てなる絶縁性物質を配置するから、他の生物素子との親
和性も良好で、しかも分子レベルで素子分離領域を形成
することが可能となる。
てなる絶縁性物質を配置するから、他の生物素子との親
和性も良好で、しかも分子レベルで素子分離領域を形成
することが可能となる。
以下、本発明の実施例を図について説明する。ここで、
まず本発明の基本原理となる電子伝達蛋白質等の電子伝
達物質を失活させてなる絶縁物質について説明する。
まず本発明の基本原理となる電子伝達蛋白質等の電子伝
達物質を失活させてなる絶縁物質について説明する。
第３図は電子伝達蛋白質であるチトクロームc3にエネル
ギビームを照射し、絶縁物質を形成する場合を示してい
る。10はチトクロームc3を均一に配置してなる電子伝達
蛋白質膜であり、このチトクロームc3に対しパターン化
したマスク11を用いて任意の場所のチトクロームc3のみ
にＸ線等を照射する。すると、図に斜線で示すもの以外
のチトクロームc3が上記Ｘ線の照射により失活され、電
子伝達能が失われる。このようにして、図に示すよう
に、P1〜P4の４つの領域に導電性を有する蛋白質を配置
することができ、これらは絶縁体（図中、□で示す）と
なったチトクロークc3によって絶縁されることとなる。
ギビームを照射し、絶縁物質を形成する場合を示してい
る。10はチトクロームc3を均一に配置してなる電子伝達
蛋白質膜であり、このチトクロームc3に対しパターン化
したマスク11を用いて任意の場所のチトクロームc3のみ
にＸ線等を照射する。すると、図に斜線で示すもの以外
のチトクロームc3が上記Ｘ線の照射により失活され、電
子伝達能が失われる。このようにして、図に示すよう
に、P1〜P4の４つの領域に導電性を有する蛋白質を配置
することができ、これらは絶縁体（図中、□で示す）と
なったチトクロークc3によって絶縁されることとなる。
また、第４図は他の方法を示したものであり、これはＸ
線スキャン装置12により、チトクロームc3の所定部分に
マスクを用いずに直接Ｘ線を走査しながら照射し、上記
同様に導電性領域P1〜P4を失活されたチトクロームc3で
分離するものである。
線スキャン装置12により、チトクロームc3の所定部分に
マスクを用いずに直接Ｘ線を走査しながら照射し、上記
同様に導電性領域P1〜P4を失活されたチトクロームc3で
分離するものである。
このような原理に基づいてなされる本発明の一実施例を
図について説明する。第１図（ｃ）は本発明の一実施例
による素子分離構造を有する生物電気素子回路であり、
図において、21,22はそれぞれ例えば１つのチトクロー
ムｃ及び２つのフラボドキシンで構成されるトランジス
タ素子、21a〜21cはトランジスタ素子21の電極端子、22
a〜22cはトランジスタ素子22の電極端子、10′はチトク
ロームc3を失活させてなる絶縁体である。
図について説明する。第１図（ｃ）は本発明の一実施例
による素子分離構造を有する生物電気素子回路であり、
図において、21,22はそれぞれ例えば１つのチトクロー
ムｃ及び２つのフラボドキシンで構成されるトランジス
タ素子、21a〜21cはトランジスタ素子21の電極端子、22
a〜22cはトランジスタ素子22の電極端子、10′はチトク
ロームc3を失活させてなる絶縁体である。
次に本実施例の作用効果をその製造方法とともに説明す
る。第１図（ａ）〜（ｃ）は上記実施例による素子分離
構造を使用した生物電気回路の製造方法を示す図であ
り、これは２つのトランジスタ素子21,22を、導電性蛋
白質を失活させてなる絶縁体で分離するものである。
る。第１図（ａ）〜（ｃ）は上記実施例による素子分離
構造を使用した生物電気回路の製造方法を示す図であ
り、これは２つのトランジスタ素子21,22を、導電性蛋
白質を失活させてなる絶縁体で分離するものである。
まず、同図（ａ）に示すように、例えばチトクロームc3
とフラボドキシンとにより２つのトランジスタ素子21,2
2を形成する。そしてこのトランジスタ素子21,22を取り
囲むようにチトクロームc3を配置する。チトクロームc3
はこの時点では任意の方向に電子伝達可能なものであ
る。次にこの蛋白質にマスク13を介してＸ線ビームを照
射する。上記マスク13には、上記蛋白質膜のトランジス
タ素子21,22及びその電極端子部分にＸ線が照射されな
いよう所定のビーム遮蔽パターン13aを有している。こ
れによりＸ線ビームが照射されたチトクロームc3は失活
され、その導電性が失われる。
とフラボドキシンとにより２つのトランジスタ素子21,2
2を形成する。そしてこのトランジスタ素子21,22を取り
囲むようにチトクロームc3を配置する。チトクロームc3
はこの時点では任意の方向に電子伝達可能なものであ
る。次にこの蛋白質にマスク13を介してＸ線ビームを照
射する。上記マスク13には、上記蛋白質膜のトランジス
タ素子21,22及びその電極端子部分にＸ線が照射されな
いよう所定のビーム遮蔽パターン13aを有している。こ
れによりＸ線ビームが照射されたチトクロームc3は失活
され、その導電性が失われる。
このようにして、第３図（ｃ）に示すように、２つのト
ランジスタ素子21,22は絶縁体としての失活されたチト
クロームc3により絶縁されるとともに、その端子21a〜2
1c,22a〜22cも相互に短絡されることなく分離されるこ
とになる。第２図にその等価回路図を示す。
ランジスタ素子21,22は絶縁体としての失活されたチト
クロームc3により絶縁されるとともに、その端子21a〜2
1c,22a〜22cも相互に短絡されることなく分離されるこ
とになる。第２図にその等価回路図を示す。
このような本実施例の素子分離構造を用いることによ
り、生物電気素子及び端子等に用いる導電性蛋白質を任
意の位置に配置することが可能となり、超高密度に集積
した生物電気素子回路を容易に実現できる。また、分離
領域としての絶縁体は、他の隣接する素子と同様に生体
材料で形成されるので、他の素子との親和性も良好であ
る。
り、生物電気素子及び端子等に用いる導電性蛋白質を任
意の位置に配置することが可能となり、超高密度に集積
した生物電気素子回路を容易に実現できる。また、分離
領域としての絶縁体は、他の隣接する素子と同様に生体
材料で形成されるので、他の素子との親和性も良好であ
る。
なお、上記実施例では失活させて絶縁体とする蛋白質に
チトクロームc3を用いたが、これは他の天然の電子伝達
蛋白質、例えば非ヘム−鉄・硫黄蛋白質、チトクローム
ｂ系蛋白質、チトクロームａ、プラストシアニン、チオ
レドキシンなどを使用してもよい。また、他に、天然に
存在する電子伝達蛋白質の活性中心の構造を保持し他の
部位を改変した物質、天然に存在する電子伝達蛋白質を
構成するアミノ酸の構造を、メチル基などの官能基を他
の官能基で置換すること等により改変または修飾した人
工電子伝達蛋白質、天然に存在する電子伝達蛋白質の機
能を模倣するよう合成された有機分子又は有機金属錯体
分子、例えばポリマー，π電子を持つ物質，及び酸化還
元される物質を化学結合してなるものであってもよい。
チトクロームc3を用いたが、これは他の天然の電子伝達
蛋白質、例えば非ヘム−鉄・硫黄蛋白質、チトクローム
ｂ系蛋白質、チトクロームａ、プラストシアニン、チオ
レドキシンなどを使用してもよい。また、他に、天然に
存在する電子伝達蛋白質の活性中心の構造を保持し他の
部位を改変した物質、天然に存在する電子伝達蛋白質を
構成するアミノ酸の構造を、メチル基などの官能基を他
の官能基で置換すること等により改変または修飾した人
工電子伝達蛋白質、天然に存在する電子伝達蛋白質の機
能を模倣するよう合成された有機分子又は有機金属錯体
分子、例えばポリマー，π電子を持つ物質，及び酸化還
元される物質を化学結合してなるものであってもよい。
また、上記実施例では１層の蛋白質にビームを照射する
場合について説明したが、これは多層に累積された蛋白
質にビームを照射して所定の素子分離を行うようにする
ことも可能である。さらに、エネルギビームとしてはＸ
線に限定されるものではなく、電子ビーム，赤外線，光
（電磁波）ビーム等を使用してもよいのは勿論である。
場合について説明したが、これは多層に累積された蛋白
質にビームを照射して所定の素子分離を行うようにする
ことも可能である。さらに、エネルギビームとしてはＸ
線に限定されるものではなく、電子ビーム，赤外線，光
（電磁波）ビーム等を使用してもよいのは勿論である。
以上のように、この発明によれば、生体材料等からなる
生物電気素子回路において、生物素子間にエネルギビー
ムの照射により失活された電子伝達蛋白質等の電子伝達
蛋白質を配置し、これにより素子分離を行うようにした
ので、他の生物電気素子との親和性を保って、分子レベ
ルで素子分離を行うことが可能となり、本構造を用いて
超高密度の集積回路を実現できる効果がある。
生物電気素子回路において、生物素子間にエネルギビー
ムの照射により失活された電子伝達蛋白質等の電子伝達
蛋白質を配置し、これにより素子分離を行うようにした
ので、他の生物電気素子との親和性を保って、分子レベ
ルで素子分離を行うことが可能となり、本構造を用いて
超高密度の集積回路を実現できる効果がある。
第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の一実施例による素
子分離構造を適用した生物電気素子回路の模式的構造及
びその製造方法を示す図、第２図はその等価回路図、第
３図は電気伝達物質により絶縁体を形成する一方法を示
す図、第４図はその他の方法を示す図、第５図は従来の
ダイオード素子の構成を示す図である。 10……電気伝達蛋白質（チトクロームc3）、10′……失
活された電子伝達蛋白質（絶縁体）、21,22……トラン
ジスタ素子。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
子分離構造を適用した生物電気素子回路の模式的構造及
びその製造方法を示す図、第２図はその等価回路図、第
３図は電気伝達物質により絶縁体を形成する一方法を示
す図、第４図はその他の方法を示す図、第５図は従来の
ダイオード素子の構成を示す図である。 10……電気伝達蛋白質（チトクロームc3）、10′……失
活された電子伝達蛋白質（絶縁体）、21,22……トラン
ジスタ素子。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】生体材料あるいは擬似生体材料であり電子
を一定方向に伝達可能な電子伝達物質を用いて構成され
た生物電気素子回路の素子分離構造であって、 生物電気素子間にはエネルギビームの照射により失活さ
れた電子伝達物質が配置され、 該失活された電子伝達物質により上記生物電気素子間が
分離されていることを特徴とする素子分離構造。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155454A JPH0770765B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 素子分離構造 |
| DE19873721799 DE3721799C2 (de) | 1986-07-01 | 1987-07-01 | Integrierte Redox-Bauelementschaltung und Verfahren zum Herstellen |
| US07/068,298 US4764416A (en) | 1986-07-01 | 1987-07-01 | Electric element circuit using oxidation-reduction substances |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155454A JPH0770765B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 素子分離構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310569A JPS6310569A (ja) | 1988-01-18 |
| JPH0770765B2 true JPH0770765B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=15606394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61155454A Expired - Lifetime JPH0770765B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 素子分離構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770765B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012248684A (ja) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Sony Corp | タンパク質半導体の製造方法、タンパク質半導体、ｐｎ接合の製造方法、ｐｎ接合、半導体装置の製造方法、半導体装置、電子機器およびタンパク質半導体の導電型の制御方法 |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP61155454A patent/JPH0770765B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6310569A (ja) | 1988-01-18 |
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