JPH0815202A - 半導体有機ポリマーの堆積方法 - Google Patents
半導体有機ポリマーの堆積方法Info
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた機械的特性を有し、長期間の安定性を
有するガスセンサーに適した半導体有機ポリマーの製造
方法を提供する。 【構成】 半導体有機ポリマーの第一の層が、酸化剤を
モノマーを含有する蒸気にさらすことにより重合され、
そして半導体有機ポリマーの少なくとも一つの層が電気
化学的に重合されたものであることを特徴とする半導体
有機ポリマーの複数層を堆積する方法が開示されてい
る。
有するガスセンサーに適した半導体有機ポリマーの製造
方法を提供する。 【構成】 半導体有機ポリマーの第一の層が、酸化剤を
モノマーを含有する蒸気にさらすことにより重合され、
そして半導体有機ポリマーの少なくとも一つの層が電気
化学的に重合されたものであることを特徴とする半導体
有機ポリマーの複数層を堆積する方法が開示されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体有機ポリマー（重
合体）の複数層を堆積させる方法に関する。
合体）の複数層を堆積させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】化学的
に感受性がある半導体有機ポリマーを使用したガスセン
サーがよく知られている。英国特許第２２０３５５３号
には、２つの電極及びその電極の間に、半導体の電気的
接続を行うように堆積された半導体有機ポリマーの層か
ら成るガスセンサーの一種が記載されている。半導体有
機ポリマーの電気的性質は、存在するガス又は蒸気の種
類により影響され、そしてそれ故、ガス性の物質の存在
は、ガスセンサーをガスにさらした場合の電気的性質の
変化を観測することにより検出される。英国特許第２２
０３５５３号には、ガスセンサーに対するＡＣ電気信号
の応用及びコンダクタンス等の種々のインピーダンス特
性の検出について開示されている。マイシック等(Maisi
k, JJ, Hooper, A及びTofield, BC) JCS Faraday Tran
s. 1, 1986,82, 1117-26 は、ＤＣ電気抵抗を応用し、
ＤＣ抵抗を検出するガスセンサーを開示している。
に感受性がある半導体有機ポリマーを使用したガスセン
サーがよく知られている。英国特許第２２０３５５３号
には、２つの電極及びその電極の間に、半導体の電気的
接続を行うように堆積された半導体有機ポリマーの層か
ら成るガスセンサーの一種が記載されている。半導体有
機ポリマーの電気的性質は、存在するガス又は蒸気の種
類により影響され、そしてそれ故、ガス性の物質の存在
は、ガスセンサーをガスにさらした場合の電気的性質の
変化を観測することにより検出される。英国特許第２２
０３５５３号には、ガスセンサーに対するＡＣ電気信号
の応用及びコンダクタンス等の種々のインピーダンス特
性の検出について開示されている。マイシック等(Maisi
k, JJ, Hooper, A及びTofield, BC) JCS Faraday Tran
s. 1, 1986,82, 1117-26 は、ＤＣ電気抵抗を応用し、
ＤＣ抵抗を検出するガスセンサーを開示している。
【０００３】半導体有機ポリマーを用いたガスセンサー
についてのこれまでの報告において、ポリマー（重合
体）はモノマー（単量体）及びカウンターイオンを含有
する溶液の電気化学的重合により堆積されている。
についてのこれまでの報告において、ポリマー（重合
体）はモノマー（単量体）及びカウンターイオンを含有
する溶液の電気化学的重合により堆積されている。
【０００４】一対の電極を接続するために単一の半導体
有機ポリマーを使用しているガスセンサーの主要な問題
点は、感度が欠けていることである。一般に、電極間は
大きな間隔があることが望ましい（ここでいう「大き
な」とは、約１００μｍよりも大きいことである）。何
故なら、実験的な事実は、ポリマーの表面積が大きいほ
ど、より増大された感度が得られることを示しているか
らである。ポリマーの面積が大きいことは、抵抗の範囲
が容易に測定し得るという結果をももたらしている。し
かしながら、実際には、電極間の最大の間隔は（高分子
鎖の長さにより実質的に決定される）、通常１〜５μｍ
の間である。より広い間隔を達成することは可能であろ
うが、それはセンサーの性能の犠牲においてである。何
故なら、電極間の間隔がポリマー鎖の長さを超えて増大
するに従い、種々の機械的特性が悪くなり、そしてポリ
マーの抵抗が劇的に増大する、時には抑制できない程増
大するからである。機械的特性が劣るのは、ポリマー堆
積物中の「ネッキング」効果によるものである。この効
果を、図１及び図２により、電極１０ａ及び１０ｂの間
を広い間隔としたガスセンサーを参照することにより、
説明する。電極１０ａ、１０ｂは基板１２により支持さ
れており、半導体有機ポリマー１４は不均一な方法で電
気化学的に堆積されているが、平面及び断面図共に、明
らかに「ネッキング」している。このタイプのガスセン
サーはしばしば非常に脆弱で、ガスセンサーを生産する
には再現性が乏しい。従って、国際特許出願第９３／０
３３５５号は、請求している多種ガスセンサー装置を、
電極が２５μｍ以下の間隔で離れているものに限定して
おり、そして、米国特許第４，７２１，６０１号には、
少なくとも２つの電極が２μｍ未満離れているマイクロ
電子装置が開示されている。
有機ポリマーを使用しているガスセンサーの主要な問題
点は、感度が欠けていることである。一般に、電極間は
大きな間隔があることが望ましい（ここでいう「大き
な」とは、約１００μｍよりも大きいことである）。何
故なら、実験的な事実は、ポリマーの表面積が大きいほ
ど、より増大された感度が得られることを示しているか
らである。ポリマーの面積が大きいことは、抵抗の範囲
が容易に測定し得るという結果をももたらしている。し
かしながら、実際には、電極間の最大の間隔は（高分子
鎖の長さにより実質的に決定される）、通常１〜５μｍ
の間である。より広い間隔を達成することは可能であろ
うが、それはセンサーの性能の犠牲においてである。何
故なら、電極間の間隔がポリマー鎖の長さを超えて増大
するに従い、種々の機械的特性が悪くなり、そしてポリ
マーの抵抗が劇的に増大する、時には抑制できない程増
大するからである。機械的特性が劣るのは、ポリマー堆
積物中の「ネッキング」効果によるものである。この効
果を、図１及び図２により、電極１０ａ及び１０ｂの間
を広い間隔としたガスセンサーを参照することにより、
説明する。電極１０ａ、１０ｂは基板１２により支持さ
れており、半導体有機ポリマー１４は不均一な方法で電
気化学的に堆積されているが、平面及び断面図共に、明
らかに「ネッキング」している。このタイプのガスセン
サーはしばしば非常に脆弱で、ガスセンサーを生産する
には再現性が乏しい。従って、国際特許出願第９３／０
３３５５号は、請求している多種ガスセンサー装置を、
電極が２５μｍ以下の間隔で離れているものに限定して
おり、そして、米国特許第４，７２１，６０１号には、
少なくとも２つの電極が２μｍ未満離れているマイクロ
電子装置が開示されている。
【０００５】国際特許出願第８６／０１５９９号は、単
一のガスセンサーに１以上の半導体有機ポリマーを使用
することを開示しており、ポリピロールが基板として使
用されており、その上に他の半導体有機ポリマーが被膜
として堆積されている。それらの半導体有機ポリマーは
共に、電気化学的に重合されている。そのような方法を
使用して、２つの白金ワイヤー電極が２００μｍの間隔
で離れたものを用いてガスセンサーが製造されている。
しかしながら、ポリピロール基板の電気化学的堆積法
は、現在、最適な方法ではない。何故なら、センサーの
デザインにも係わらずポリピロールは小球として重合す
る傾向にあるからである。その結果、センサーは、ポリ
ピロールと電極間、及びポリピロールと第２のポリマー
被膜の間の接着性が乏しい等の劣った機械的性質を示
す。機械的強健さの欠如は致命的な欠点である。何故な
ら、実際のガスセンサーは、温度及び湿度の変化を含む
日々の使用に耐えなければならないからである。更に、
ガス性の種がポリマー表面に吸着すると（まさにこの方
法により、ガスの検出が依存する）、ポリマーの実質的
な構造的変化を伴わない内部応力となる。
一のガスセンサーに１以上の半導体有機ポリマーを使用
することを開示しており、ポリピロールが基板として使
用されており、その上に他の半導体有機ポリマーが被膜
として堆積されている。それらの半導体有機ポリマーは
共に、電気化学的に重合されている。そのような方法を
使用して、２つの白金ワイヤー電極が２００μｍの間隔
で離れたものを用いてガスセンサーが製造されている。
しかしながら、ポリピロール基板の電気化学的堆積法
は、現在、最適な方法ではない。何故なら、センサーの
デザインにも係わらずポリピロールは小球として重合す
る傾向にあるからである。その結果、センサーは、ポリ
ピロールと電極間、及びポリピロールと第２のポリマー
被膜の間の接着性が乏しい等の劣った機械的性質を示
す。機械的強健さの欠如は致命的な欠点である。何故な
ら、実際のガスセンサーは、温度及び湿度の変化を含む
日々の使用に耐えなければならないからである。更に、
ガス性の種がポリマー表面に吸着すると（まさにこの方
法により、ガスの検出が依存する）、ポリマーの実質的
な構造的変化を伴わない内部応力となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
有機ポリマーの第一の層が、モノマーを含有する蒸気に
酸化剤をさらすことを含む気相工程により堆積されたも
のであり、そしてポリマーの少なくとも一つの他の層が
電気化学的重合工程により堆積されたものであることを
特徴とする半導体有機ポリマーの複数層を堆積する方法
が提供される。使用される酸化剤はその範囲が限定され
ないが、好ましくは、塩化第二鉄、ジクロム酸カリウ
ム、硫酸及びフェリシアン酸カリウムが挙げられる。
有機ポリマーの第一の層が、モノマーを含有する蒸気に
酸化剤をさらすことを含む気相工程により堆積されたも
のであり、そしてポリマーの少なくとも一つの他の層が
電気化学的重合工程により堆積されたものであることを
特徴とする半導体有機ポリマーの複数層を堆積する方法
が提供される。使用される酸化剤はその範囲が限定され
ないが、好ましくは、塩化第二鉄、ジクロム酸カリウ
ム、硫酸及びフェリシアン酸カリウムが挙げられる。
【０００７】複数層は、少なくとも一対の電極から成る
ガスセンサーとして使用される装置上に堆積してもよ
い。この場合、複数層は、半導体の電気的接続を行うた
めに、一対の電極の上及び間に堆積される。半導体有機
ポリマーの単一層よりも複数層を使用することは、以下
に述べるようなある利点をもたらす。センサーの電極
は、複数層を製造するのに使用される電気化学的工程に
対し耐え得るものでなければならず、炭素又は金、ステ
ンレス鋼、ニッケル若しくは白金等の不活性金属でもよ
い。
ガスセンサーとして使用される装置上に堆積してもよ
い。この場合、複数層は、半導体の電気的接続を行うた
めに、一対の電極の上及び間に堆積される。半導体有機
ポリマーの単一層よりも複数層を使用することは、以下
に述べるようなある利点をもたらす。センサーの電極
は、複数層を製造するのに使用される電気化学的工程に
対し耐え得るものでなければならず、炭素又は金、ステ
ンレス鋼、ニッケル若しくは白金等の不活性金属でもよ
い。
【０００８】電極間の間隔は１００μｍを超えてもよ
い。
い。
【０００９】複数層は、気相化学的酸化工程により堆積
形成された第一の層及び電気化学的工程により堆積形成
された第二の層から成っていてもよい。化学酸化により
堆積された半導体有機ポリマーはポリピロールであって
もよく、又、複数層の堆積に先立ってガスセンサー装置
がシラン化され、そして装置の基板表面がエッチング処
理されていてもよい。酸化剤は溶媒に溶解され、そして
塗布剤の形で一対の電極の上及び間に塗布されてもよ
い。化学的酸化工程は、装置を飽和ピロール及び水の蒸
気にさらす工程を含んでいてもよい。さらす時間は、堆
積されたポリピロールの抵抗を調節するために変更して
もよく、又、化学的酸化工程は−１０℃以下の温度で行
われてもよい。ガスセンサー装置の一つの特別有用な用
途は、キャリアーのピンを電極として使用し、半導体有
機ポリマーの複数層が一対の電極の間に堆積されている
シリコンチップキャリアーである。この点に関し、半導
体有機ポリマーの第二の層は、モノマー及びカウンター
イオンを含有する液を、チップキャリアのウェル（溜
め）の中に落とし、コンピュータで制御された電位可変
器で、選択された一対の電極と中央の陰極との間に電位
をかける方法により電気化学的に堆積されたものであっ
てもよい。
形成された第一の層及び電気化学的工程により堆積形成
された第二の層から成っていてもよい。化学酸化により
堆積された半導体有機ポリマーはポリピロールであって
もよく、又、複数層の堆積に先立ってガスセンサー装置
がシラン化され、そして装置の基板表面がエッチング処
理されていてもよい。酸化剤は溶媒に溶解され、そして
塗布剤の形で一対の電極の上及び間に塗布されてもよ
い。化学的酸化工程は、装置を飽和ピロール及び水の蒸
気にさらす工程を含んでいてもよい。さらす時間は、堆
積されたポリピロールの抵抗を調節するために変更して
もよく、又、化学的酸化工程は−１０℃以下の温度で行
われてもよい。ガスセンサー装置の一つの特別有用な用
途は、キャリアーのピンを電極として使用し、半導体有
機ポリマーの複数層が一対の電極の間に堆積されている
シリコンチップキャリアーである。この点に関し、半導
体有機ポリマーの第二の層は、モノマー及びカウンター
イオンを含有する液を、チップキャリアのウェル（溜
め）の中に落とし、コンピュータで制御された電位可変
器で、選択された一対の電極と中央の陰極との間に電位
をかける方法により電気化学的に堆積されたものであっ
てもよい。
【００１０】本発明は、複数層の半導体有機ポリマーを
製造する優れた方法を提供する。本発明により製造され
た基板層は、電極によく接着し、半導体有機ポリマーの
引き続く層又は多層の堆積のために優れた表面を提供す
る。電極間の間隔が１００μｍを超えるガスセンサーが
容易に製造される。例えば、シリコンチップキャリアー
に基づくガスセンサー装置は電極間の間隔が３００μｍ
である。この電極間の間隔の上限を考慮しない場合で
も、数ミリメートルに及ぶ大きな間隙も成功裏に広げる
ことが出来た。チップキャリアーに基づく複数層のガス
センサーは機械的に丈夫であり、ガスに対し高い感度を
示す。
製造する優れた方法を提供する。本発明により製造され
た基板層は、電極によく接着し、半導体有機ポリマーの
引き続く層又は多層の堆積のために優れた表面を提供す
る。電極間の間隔が１００μｍを超えるガスセンサーが
容易に製造される。例えば、シリコンチップキャリアー
に基づくガスセンサー装置は電極間の間隔が３００μｍ
である。この電極間の間隔の上限を考慮しない場合で
も、数ミリメートルに及ぶ大きな間隙も成功裏に広げる
ことが出来た。チップキャリアーに基づく複数層のガス
センサーは機械的に丈夫であり、ガスに対し高い感度を
示す。
【００１１】
【実施例】本発明による複数層の半導体有機ポリマーを
添付した図面を参照しながら以下において説明する。
添付した図面を参照しながら以下において説明する。
【００１２】ポリマーの第一の層が気相化学的酸化工程
により堆積された半導体有機ポリマーの複数層はガスセ
ンサーの製造に特に有用であり、ガスセンサーの特に有
用な形態は改良されたシリコンチップキャリアーであ
る。図３及び図４は、セラミック製基板３２上にパター
ン化された金製ピン３０から成る４０ピンのシリコンチ
ップキャリアーを示す。チップキャリアーの下方に位置
する接続プラグ３４を経由して電圧をピンにかけてもよ
い。中央のウェル領域３６は接続ポイント３８を経由し
て使用者が選択した電位で浮動されていてもよい。
により堆積された半導体有機ポリマーの複数層はガスセ
ンサーの製造に特に有用であり、ガスセンサーの特に有
用な形態は改良されたシリコンチップキャリアーであ
る。図３及び図４は、セラミック製基板３２上にパター
ン化された金製ピン３０から成る４０ピンのシリコンチ
ップキャリアーを示す。チップキャリアーの下方に位置
する接続プラグ３４を経由して電圧をピンにかけてもよ
い。中央のウェル領域３６は接続ポイント３８を経由し
て使用者が選択した電位で浮動されていてもよい。
【００１３】ガスセンサーは、二つの隣接する金製のピ
ンの上及び間に半導体有機ポリマーの複数層を堆積する
ことにより製造することができ、それにより半導体の電
気的接続が二つのピンの間に行われる。金製のピンはガ
スセンサーの電極として機能し、それは、接続プラグを
経由して、上記したような種類の電気的手段及び検出手
段に接続されていてもよい。４０ピンのチップキャリア
ーで、そのようなガスセンサーの２０までの配列が、便
利で且つコンパクトなモジュールで製造され、もし異な
る複数層を堆積した場合には、異なる種類の分子に対し
異なる応答及び感度を示し、目的とする多目的ガスセン
サー装置が実質的に実現される。
ンの上及び間に半導体有機ポリマーの複数層を堆積する
ことにより製造することができ、それにより半導体の電
気的接続が二つのピンの間に行われる。金製のピンはガ
スセンサーの電極として機能し、それは、接続プラグを
経由して、上記したような種類の電気的手段及び検出手
段に接続されていてもよい。４０ピンのチップキャリア
ーで、そのようなガスセンサーの２０までの配列が、便
利で且つコンパクトなモジュールで製造され、もし異な
る複数層を堆積した場合には、異なる種類の分子に対し
異なる応答及び感度を示し、目的とする多目的ガスセン
サー装置が実質的に実現される。
【００１４】本発明の実施態様において、電極の間隔は
３００μｍであり、電極の長さは約１０００μｍであ
り、そのため、約０．３ｍｍ2 と相対的に大きな化学的
に活性なセンサーの表面積となり、それによりガス及び
臭気に対し高い感度を与える。ポリマーの第一層が気相
酸化性重合工程により堆積された半導体有機ポリマーの
複数層で、電極のこの間隙を架橋することが重要であ
る。得られるガスセンサーは、先に開示された方法によ
り製造された半導体有機ポリマーと比較して、優れた機
械的性質を示す。本願の限定されていない実施態様にお
いて、ポリマーの２層を堆積し、ここで、第一層はポリ
ピロールである。例えば、ポリマーの更なる層及び／又
はポリピロール以外の異なる「基板」層を使用すること
も本発明の範囲内である。しかしながら、ポリピロール
等の相対的に高い導電性を有する基材ポリマーを用いた
場合、ポリマーの更なる層の導電性はあまり重要ではな
いということに注意すべきである。
３００μｍであり、電極の長さは約１０００μｍであ
り、そのため、約０．３ｍｍ2 と相対的に大きな化学的
に活性なセンサーの表面積となり、それによりガス及び
臭気に対し高い感度を与える。ポリマーの第一層が気相
酸化性重合工程により堆積された半導体有機ポリマーの
複数層で、電極のこの間隙を架橋することが重要であ
る。得られるガスセンサーは、先に開示された方法によ
り製造された半導体有機ポリマーと比較して、優れた機
械的性質を示す。本願の限定されていない実施態様にお
いて、ポリマーの２層を堆積し、ここで、第一層はポリ
ピロールである。例えば、ポリマーの更なる層及び／又
はポリピロール以外の異なる「基板」層を使用すること
も本発明の範囲内である。しかしながら、ポリピロール
等の相対的に高い導電性を有する基材ポリマーを用いた
場合、ポリマーの更なる層の導電性はあまり重要ではな
いということに注意すべきである。
【００１５】ポリマーの堆積に先立って、チップキャリ
アーの表面は、１，２−ジクロロエタンの蒸留したての
ジメチルジクロロシランの３０％溶液で、ソックスレー
抽出器中で３０分間シラン化することにより親油性にさ
れる。一滴のクロム酸を、それぞれの２０の金製ピンの
相互の対の間に置いて２分間放置し、水で、次いでアセ
トンで洗浄した。クロム酸処理は、チップキャリアーの
セラミック表面をエッチングし、堆積したポリマーの第
一層の接着を改良する。
アーの表面は、１，２−ジクロロエタンの蒸留したての
ジメチルジクロロシランの３０％溶液で、ソックスレー
抽出器中で３０分間シラン化することにより親油性にさ
れる。一滴のクロム酸を、それぞれの２０の金製ピンの
相互の対の間に置いて２分間放置し、水で、次いでアセ
トンで洗浄した。クロム酸処理は、チップキャリアーの
セラミック表面をエッチングし、堆積したポリマーの第
一層の接着を改良する。
【００１６】酸化剤は、先にクロム酸でエッチングした
電極の相互の対の間に適用される。適当な酸化剤は塩化
第二鉄であり、ジクロム酸カリウム、硫酸及びフェリシ
アン酸カリウム等の他の多くの酸化剤も使用される。塩
化第二鉄を適用する便利な手段は、電極上に１−メチル
−２−プロパノールの１Ｍ溶液を塗布することである。
チップキャリアーは、次いで、飽和ピロール及び水の蒸
気に−２０℃で接触させる。ピロールはＦｅ3+イオンで
酸化され、全ての２０の電極の対の間にポリピロールの
薄膜を形成する。酸化的に堆積されるポリピロール膜の
抵抗値についての幾分の制御は、蒸気にさらす時間を変
えることにより行われる。例えば、１分間さらした場合
には約２００オームの抵抗値が得られ、２分間では１０
０オーム、そして５分間では５０オームが得られる。チ
ップキャリアーは、次いで、アセトニトリルで洗浄さ
れ、乾燥され、そして、センサーの抵抗が測定される。
電極の相互の対の間に適用される。適当な酸化剤は塩化
第二鉄であり、ジクロム酸カリウム、硫酸及びフェリシ
アン酸カリウム等の他の多くの酸化剤も使用される。塩
化第二鉄を適用する便利な手段は、電極上に１−メチル
−２−プロパノールの１Ｍ溶液を塗布することである。
チップキャリアーは、次いで、飽和ピロール及び水の蒸
気に−２０℃で接触させる。ピロールはＦｅ3+イオンで
酸化され、全ての２０の電極の対の間にポリピロールの
薄膜を形成する。酸化的に堆積されるポリピロール膜の
抵抗値についての幾分の制御は、蒸気にさらす時間を変
えることにより行われる。例えば、１分間さらした場合
には約２００オームの抵抗値が得られ、２分間では１０
０オーム、そして５分間では５０オームが得られる。チ
ップキャリアーは、次いで、アセトニトリルで洗浄さ
れ、乾燥され、そして、センサーの抵抗が測定される。
【００１７】半導体有機ポリマーの第２の層は、次い
で、電気化学的にそれぞれのポリピロールセンサーの上
に独立に堆積される。図５は、電極５０及び５２により
定められるセンサーの電気化学的重合を示す。約５０μ
リットルの、モノマー及びｐ−トルエンスルホン酸テト
ラエチルアンモニウム（０．１Ｍ）を含有する溶液を、
チップキャリアーの中央ウェル５４に載置した。溶媒の
性質及びモノマーの濃度は、使用するモノマーの特定の
種類に依存するが、一般的には、９９％アセトニトリル
／１％水の混合物又は５０％ジクロロメタン／４９．５
％アセトニトリル／０．５％水の混合物が溶媒として使
用され、モノマー濃度は０．１〜０．０１Ｍの範囲であ
る。電気的接続を電極に対してはプラグ５０ａ及び５２
ａで行い、且つ中央ウェルに対してはポイント５６で行
い、その結果、電極は電気的回路の陽極で、中央ウェル
が陰極となる。コンピュータで制御された電位可変器
で、電極と中央の陰極の間に電位をかけ、モノマーがガ
スセンサー表面上で重合される。堆積条件は、使用され
る特殊なモノマーにより最適化されるが、しかし、一般
には、１．３〜２．５Ｖの電位差で、１５〜３０秒の堆
積時間が用いられる。それぞれの電気化学的堆積の後
に、チップキャリアーはアセトニトリルで洗浄し、２０
のガスセンサーの配列が製造されるまで、次のセンサー
／モノマーの組合せで繰り返し工程を行った。
で、電気化学的にそれぞれのポリピロールセンサーの上
に独立に堆積される。図５は、電極５０及び５２により
定められるセンサーの電気化学的重合を示す。約５０μ
リットルの、モノマー及びｐ−トルエンスルホン酸テト
ラエチルアンモニウム（０．１Ｍ）を含有する溶液を、
チップキャリアーの中央ウェル５４に載置した。溶媒の
性質及びモノマーの濃度は、使用するモノマーの特定の
種類に依存するが、一般的には、９９％アセトニトリル
／１％水の混合物又は５０％ジクロロメタン／４９．５
％アセトニトリル／０．５％水の混合物が溶媒として使
用され、モノマー濃度は０．１〜０．０１Ｍの範囲であ
る。電気的接続を電極に対してはプラグ５０ａ及び５２
ａで行い、且つ中央ウェルに対してはポイント５６で行
い、その結果、電極は電気的回路の陽極で、中央ウェル
が陰極となる。コンピュータで制御された電位可変器
で、電極と中央の陰極の間に電位をかけ、モノマーがガ
スセンサー表面上で重合される。堆積条件は、使用され
る特殊なモノマーにより最適化されるが、しかし、一般
には、１．３〜２．５Ｖの電位差で、１５〜３０秒の堆
積時間が用いられる。それぞれの電気化学的堆積の後
に、チップキャリアーはアセトニトリルで洗浄し、２０
のガスセンサーの配列が製造されるまで、次のセンサー
／モノマーの組合せで繰り返し工程を行った。
【００１８】図６は、個々のガスセンサーの断面図を示
し、ポリピロール層６０が均等でそして平滑な膜として
電極６２及び６４の上及び間に堆積されている。この膜
は第２のポリマー層６６の電気化学的堆積のための優れ
た基板層を構成する。その結果、優れた機械的性質を持
ち、且つ、長期間の安定性を示すガスセンサーが提供さ
れる。
し、ポリピロール層６０が均等でそして平滑な膜として
電極６２及び６４の上及び間に堆積されている。この膜
は第２のポリマー層６６の電気化学的堆積のための優れ
た基板層を構成する。その結果、優れた機械的性質を持
ち、且つ、長期間の安定性を示すガスセンサーが提供さ
れる。
【図１】ポリマーの「ネッキング」を示すガスセンサー
の平面図を示す。
の平面図を示す。
【図２】ポリマーの「ネッキング」を示すガスセンサー
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【図３】４０ピンのシリコンチップキャリアーの平面図
を示す。
を示す。
【図４】４０ピンのシリコンチップキャリアーの下から
の図を示す。
の図を示す。
【図５】電気化学的重合の装置を示す。
【図６】複数層のポリマーのガスセンサーの断面図を示
す。
す。
１０、１０、５０、５２、６２、６４ 電極 １２ 基板 １４ 半導体有機ポリマー ３４ 接続プラグ ３６ ウェル領域 ３８ 接続ポイント ５４ ウェル ５６ ポイント ６６ ポリマー層 ６０ ポリピロール層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール ジェームス トレイバース イギリス マンチェスター エム21 ７ユ ーピー コールトン アローフィールド ロード ８ (72)発明者 ピーター アルフレッド ペイン イギリス チェシャー エスケイ７ ３エ ルエックスブラムホール メイナー ロー ド シェルワース メイナー 13
Claims (13)
- 【請求項１】 半導体有機ポリマーの第一の層が酸化剤
をモノマーを含有する蒸気にさらすことにより重合さ
れ、そして半導体有機ポリマーの少なくとも一つの層が
電気化学的に重合されたものであることを特徴とする半
導体有機ポリマーの複数層を堆積する方法。 - 【請求項２】 酸化剤が、塩化第二鉄、ジクロム酸カリ
ウム、硫酸及びフェリシアン酸カリウムの群から選ばれ
る一つである請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 半導体有機ポリマーの複数層がガスセン
サーとして使用される装置上に堆積され、該装置が少な
くとも一対の電極を有し、そして複数層が半導体の電気
的接続を行うために一対の電極の上及び間に堆積されて
成る請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 電極が不活性金属又は炭素から成る請求
項３に記載の方法。 - 【請求項５】 それぞれの対の電極が少なくとも１００
μｍの間隔がある請求項３又は４に記載の方法。 - 【請求項６】 複数層が、化学酸化により堆積された第
一の層及び電気化学的に堆積された第２の層から成る請
求項３〜５の何れかに記載の方法。 - 【請求項７】 化学酸化により堆積された半導体有機ポ
リマーがポリピロールである請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 該装置がシラン化されており、且つ、装
置の基材表面がポリマーの堆積前にエッチング処理され
て成る請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 酸化剤が溶媒に溶解されており、且つ、
酸化剤溶液が塗装物として対の電極の上及び間に適用さ
れる請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 装置が飽和ピロール及び水の蒸気にさ
らされ、堆積されたポリピロール層の抵抗が露出時間を
変えることにより制御される請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 気相重合が−１０℃以下で行われる請
求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 装置がシリコンチップキャリアである
請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 半導体有機ポリマーの第２の層が、モ
ノマー及びカウンターイオンを含有する溶液をチップキ
ャリアのウェル（溜め）の中に落とし、コンピュータで
制御された電位可変器で、選択された一対の電極と中央
の陰極の間に電位をかける方法により、電気化学的に堆
積されたものである請求項１２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9412633A GB9412633D0 (en) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | Semiconducting organic polymers |
| GB9412633.1 | 1994-06-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0815202A true JPH0815202A (ja) | 1996-01-19 |
| JP2931224B2 JP2931224B2 (ja) | 1999-08-09 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7008019A Expired - Fee Related JP2931224B2 (ja) | 1994-06-23 | 1995-01-23 | 半導体有機ポリマーの堆積方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5882497A (ja) |
| EP (1) | EP0766818B1 (ja) |
| JP (1) | JP2931224B2 (ja) |
| AT (1) | ATE171275T1 (ja) |
| AU (1) | AU2745395A (ja) |
| DE (1) | DE69504840T2 (ja) |
| DK (1) | DK0766818T3 (ja) |
| ES (1) | ES2123257T3 (ja) |
| GB (1) | GB9412633D0 (ja) |
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| WO (1) | WO1996000383A1 (ja) |
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| GB9723845D0 (en) * | 1997-11-13 | 1998-01-07 | Aromascan Plc | 6568471001 |
| GB9805867D0 (en) * | 1998-03-20 | 1998-05-13 | Aromascan Plc | Sensor manufacture |
| US20050019215A1 (en) * | 1998-12-10 | 2005-01-27 | Gerlinde Bischoff | Measuring probe for detecting agents and the measurement of their concentrations |
| US6575013B2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-06-10 | Lucent Technologies Inc. | Electronic odor sensor |
| US6494833B1 (en) | 2001-06-19 | 2002-12-17 | Welch Allyn, Inc. | Conditioning apparatus for a chemical sensing instrument |
| JP2005519291A (ja) * | 2002-03-04 | 2005-06-30 | シラノ サイエンシズ インコーポレイテッド | 人工的嗅覚検査による医学疾患または病気の検知、診断、およびモニタリング |
| US8449824B2 (en) * | 2002-09-09 | 2013-05-28 | Yizhong Sun | Sensor instrument system including method for detecting analytes in fluids |
| EP2062037A2 (en) * | 2006-09-14 | 2009-05-27 | Agency for Science, Technology And Research | Electrochemical sensor with interdigitated microelectrodes and conductive polymer |
| US8465634B2 (en) * | 2007-05-23 | 2013-06-18 | Arizona Board Of Regents | Systems and methods for integrated electrochemical and electrical detection |
| FR2922310B1 (fr) * | 2007-10-15 | 2012-05-11 | Univ Pierre Et Marie Curie Paris Vi | Transducteur a semi conducteurs,et son utilisation dans un capteur d'especes donneuses ou acceptrices d'electrons. |
| US9217722B2 (en) | 2009-07-13 | 2015-12-22 | Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus- Senftenberg | Multi-electrode chemiresistor |
| US20140322706A1 (en) | 2012-10-24 | 2014-10-30 | Jon Faiz Kayyem | Integrated multipelx target analysis |
| JP1628115S (ja) | 2012-10-24 | 2019-04-01 | ||
| US9222623B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-12-29 | Genmark Diagnostics, Inc. | Devices and methods for manipulating deformable fluid vessels |
| US9498778B2 (en) | 2014-11-11 | 2016-11-22 | Genmark Diagnostics, Inc. | Instrument for processing cartridge for performing assays in a closed sample preparation and reaction system |
| USD881409S1 (en) | 2013-10-24 | 2020-04-14 | Genmark Diagnostics, Inc. | Biochip cartridge |
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| US9598722B2 (en) | 2014-11-11 | 2017-03-21 | Genmark Diagnostics, Inc. | Cartridge for performing assays in a closed sample preparation and reaction system |
| US10005080B2 (en) | 2014-11-11 | 2018-06-26 | Genmark Diagnostics, Inc. | Instrument and cartridge for performing assays in a closed sample preparation and reaction system employing electrowetting fluid manipulation |
| CA3036572A1 (en) | 2016-09-19 | 2018-03-22 | Genmark Diagnostics, Inc. | Instrument for processing cartridge for performing assays in a closed sample preparation and reaction system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8421188D0 (en) * | 1984-08-21 | 1984-09-26 | Persaud K C | Gas/odorant sensor |
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| GB8708201D0 (en) * | 1987-04-06 | 1987-05-13 | Cogent Ltd | Gas sensor |
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| FR2696043B1 (fr) * | 1992-09-18 | 1994-10-14 | Commissariat Energie Atomique | Support à réseau d'éléments résistifs en polymère conducteur et son procédé de fabrication. |
-
1994
- 1994-06-23 GB GB9412633A patent/GB9412633D0/en active Pending
-
1995
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