JPS59171852A - 半導体イオンセンサ - Google Patents
半導体イオンセンサInfo
- Publication number
- JPS59171852A JPS59171852A JP58047454A JP4745483A JPS59171852A JP S59171852 A JPS59171852 A JP S59171852A JP 58047454 A JP58047454 A JP 58047454A JP 4745483 A JP4745483 A JP 4745483A JP S59171852 A JPS59171852 A JP S59171852A
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- JP
- Japan
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- ion sensor
- reference electrode
- ion
- main surface
- layer
- Prior art date
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- Granted
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-
- 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
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体イオンセンサ、特に、半導体の成界効
果を電気化学変換に使用する半纏体イオンセンサに関す
る。
果を電気化学変換に使用する半纏体イオンセンサに関す
る。
一般に、溶液中のイオン濃阪を測定する半導体イオンセ
ンサの一つに電界効果型トランジスタを用いたｌ５ＦＥ
Ｔ（Ｉｏｎ ５ｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｂ’１ｅｌｄＥｆｆ
ｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ：イオン感応性電界効
果型トランジスタ）がある。このｌ５ＦＥＴ は、絶
縁ゲート電界効果型トランジスタのゲート電極がイオン
を選択的に検出することができるイオン感応膜で置き換
えられた構造を持ち、／リコンＩＣの製造技術をそのま
ま使用してつくることができるため微小化が可能でおる
。このようなｌ５ＦＥＴにより溶液中のイオン濃度を測
定する場合、ｌ５ＦＥＴとともに参照電極を溶液中に浸
しこの参照電極により溶液の電位を定める必要がある。
ンサの一つに電界効果型トランジスタを用いたｌ５ＦＥ
Ｔ（Ｉｏｎ ５ｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｂ’１ｅｌｄＥｆｆ
ｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ：イオン感応性電界効
果型トランジスタ）がある。このｌ５ＦＥＴ は、絶
縁ゲート電界効果型トランジスタのゲート電極がイオン
を選択的に検出することができるイオン感応膜で置き換
えられた構造を持ち、／リコンＩＣの製造技術をそのま
ま使用してつくることができるため微小化が可能でおる
。このようなｌ５ＦＥＴにより溶液中のイオン濃度を測
定する場合、ｌ５ＦＥＴとともに参照電極を溶液中に浸
しこの参照電極により溶液の電位を定める必要がある。
このｌ５ＦＥＴを使用したイオン６度測定では、イオン
選択性電極と参照電極の組み合せが用いられるが、イオ
ン選択性電極の寸法が大きいため参照電極もイオン選択
性電極と同程度の寸法を持っていた。
選択性電極と参照電極の組み合せが用いられるが、イオ
ン選択性電極の寸法が大きいため参照電極もイオン選択
性電極と同程度の寸法を持っていた。
しかるに、上述のｌ５ＦＥＴを用いて狭い領域たとえは
体内や血管内のイオン濃１ｆｋ測定する場合、ｌ５ＦＥ
Ｔ たけでなく参照電極も微小化することが必要とな
る。
体内や血管内のイオン濃１ｆｋ測定する場合、ｌ５ＦＥ
Ｔ たけでなく参照電極も微小化することが必要とな
る。
従来の半導体イオンセンサは、絶縁基板と、ｌ５ＦＥＴ
と同一主面上に銀層と塩化朔膜からなる参照電極とを含
んで構成される。
と同一主面上に銀層と塩化朔膜からなる参照電極とを含
んで構成される。
このような従来の半導体イオンセンサは、バルクノリコ
ンウェーハを用いて製作され、このバルクシリコンウェ
ーハの表面にｌ５ＦＥＴと銀膜および塩化銀膜からなる
参照正極が並べられた構造を持つ。
ンウェーハを用いて製作され、このバルクシリコンウェ
ーハの表面にｌ５ＦＥＴと銀膜および塩化銀膜からなる
参照正極が並べられた構造を持つ。
しかし、上述のバルクノリコンテップの同一主面上にｌ
５ＦＥＴと参照電極を設けた半導体イオンセンサは、参
照電極を設ける場所が必要なためチップの主面の面積が
大きくなるという欠点がおシセンサの微小化を゛阻んで
いた。
５ＦＥＴと参照電極を設けた半導体イオンセンサは、参
照電極を設ける場所が必要なためチップの主面の面積が
大きくなるという欠点がおシセンサの微小化を゛阻んで
いた。
また、参照電極がチップ上で大きな面積を占めることは
、複数種のｌ５ＦＥＴを同一チップ上に集積化して多機
能センサを製作する場合や、周辺回路をオンチップ化し
てセンサ會インテリジェント化する場合に、チップ面Ｍ
ｅ有効に使用できないという欠点にもなる。
、複数種のｌ５ＦＥＴを同一チップ上に集積化して多機
能センサを製作する場合や、周辺回路をオンチップ化し
てセンサ會インテリジェント化する場合に、チップ面Ｍ
ｅ有効に使用できないという欠点にもなる。
すなわち、従来の半導体イオン七／すは微小化に限界が
あるという欠点があった。
あるという欠点があった。
本発明の目的はよシ微小化でさる半導体イオンセンサを
提供することにある。
提供することにある。
すなわち、本発明の目的は前述した欠点全除去し、チッ
プ面積を増大さゼることなく参照正極を一体化すること
ができる半導体イオンセンサ２提供することにある。
プ面積を増大さゼることなく参照正極を一体化すること
ができる半導体イオンセンサ２提供することにある。
本発明の半導体イオンセンサは、絶縁基板と、前記絶縁
基板の一生面上にエピタキンヤル成長された島状シリコ
ン層を用いて形成された電界効果型イオンセン丈と、前
記絶縁基板の他の主面上に形成された参照電極と？含ん
で構成される。
基板の一生面上にエピタキンヤル成長された島状シリコ
ン層を用いて形成された電界効果型イオンセン丈と、前
記絶縁基板の他の主面上に形成された参照電極と？含ん
で構成される。
次に、本発明の実施例について、図面全参照して説明す
る。
る。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示す上面図お
よび下面図である。
よび下面図である。
第１図および第２図に示す半導体イオンセンサは上面に
絶縁体であるサファイアの一生曲に設けられたシリコン
に形成されたｌ５ＦＥＴを有し、下面に前記サファイア
の他の主面に設けられた参照電極を含んでいる。
絶縁体であるサファイアの一生曲に設けられたシリコン
に形成されたｌ５ＦＥＴを有し、下面に前記サファイア
の他の主面に設けられた参照電極を含んでいる。
第３図、第４図および第５図はそれぞれ第１図に示すＡ
−Ａ’、 Ｂ−Ｂ’ｓ−よびｃ−ｃ’における断面図で
ある。
−Ａ’、 Ｂ−Ｂ’ｓ−よびｃ−ｃ’における断面図で
ある。
第１図〜第５図に示す半導体イオンセンサは、サファイ
ア基板１と、このサファイア基板１の上面に形成された
電界効果型イオンセンサと、サファイア基板１の下面に
形成された参Ｍ電極とで構成される。
ア基板１と、このサファイア基板１の上面に形成された
電界効果型イオンセンサと、サファイア基板１の下面に
形成された参Ｍ電極とで構成される。
電界効果型イオンセンナはｐ形シリコン基板層２と、ｎ
形高不純物濃度ソース領域３と、ｎ形高不純物濃度ドレ
イン領域４と、ｐ形高不純物ｍ度アース領域５と７リコ
ン酸化膜６と、窒化ンリコ／膜７とイオン感応膜８とで
構成される。
形高不純物濃度ソース領域３と、ｎ形高不純物濃度ドレ
イン領域４と、ｐ形高不純物ｍ度アース領域５と７リコ
ン酸化膜６と、窒化ンリコ／膜７とイオン感応膜８とで
構成される。
前記ｐ形高不純物濃度アース領域５は、ｐ形シリコン基
板層２と゛厄気的に接続されている。
板層２と゛厄気的に接続されている。
参照電極１０は銀層９と塩化銀膜１０とで形成される。
ソース＠砂ｉｉはｎ型窩不純物濃度ンース領域３に接続
され、ドレイン電極１２は、ｎ型高不純物濃度ドレイン
領域４に接続され、参照電極端子１３は銀層９に接続さ
れている。
され、ドレイン電極１２は、ｎ型高不純物濃度ドレイン
領域４に接続され、参照電極端子１３は銀層９に接続さ
れている。
本発明の半導体イオンセンサは、絶縁基板であるサファ
イア基板１の一生面上にｌ５ＦＥＴが設けられ、他の主
面上に参照電極が形成されているため、ｌ５ＦＥＴ と
参照電極は互いに眠気的に分離され、かつ従来の半導体
イオンセンサで参照成極をｌ５ＦＥＴと同一主面上に設
ける場合に問題となった素子面積の増大がないという利
点を持ち、微小化した半導体上ンサが容易に得られる。
イア基板１の一生面上にｌ５ＦＥＴが設けられ、他の主
面上に参照電極が形成されているため、ｌ５ＦＥＴ と
参照電極は互いに眠気的に分離され、かつ従来の半導体
イオンセンサで参照成極をｌ５ＦＥＴと同一主面上に設
ける場合に問題となった素子面積の増大がないという利
点を持ち、微小化した半導体上ンサが容易に得られる。
また、本発明の半導体イオンセンサは構造が複数秒のイ
オンを選択的に検出するために異なるイオン感応膜全同
一チップ上に集積化するのに適しており、さらに周辺′
電気回路をオンチップ化してセンサ會インテリジェント
化する場合にも参照電極かチップ表面にないためチップ
面積全有効に使用できるという利点を持つ。
オンを選択的に検出するために異なるイオン感応膜全同
一チップ上に集積化するのに適しており、さらに周辺′
電気回路をオンチップ化してセンサ會インテリジェント
化する場合にも参照電極かチップ表面にないためチップ
面積全有効に使用できるという利点を持つ。
本発明の半導体イオン七ン丈は、電界効果型イオンセン
サと参照成極と？同一の主面上に形成する代シに、一方
を上面に他方ケ下面に形成する如く異なる主面上に形成
することにょシ、主面の面積を／」＼さくすることがで
きるので、微小化させることができるという効果がある
。
サと参照成極と？同一の主面上に形成する代シに、一方
を上面に他方ケ下面に形成する如く異なる主面上に形成
することにょシ、主面の面積を／」＼さくすることがで
きるので、微小化させることができるという効果がある
。
第１図は本発明の一実施例を示す上面図、第２図は第１
図に示す実施例の下面図、第３図、第４図および第５図
は、それぞれ第１図に示すＡ−Ａ’。 Ｂ−Ｂ’、 Ｃ−Ｃ’断面図である。 １・・・・・・サファイア基板、２・・・・・・ｐ形／
リコン基板層、３・・・・・・ｎ形高不純物ａ度ソース
領域、４・・・・・・ｎ形高不純物濃度ドレイン領域、
５・・・・・・ｐ形高不純物濃度アース領域、６・・・
・・・７リコン酸化膜、７・・・・・・窒化７リコン膜
、８・・・・・・イオン感応膜、９・・・・・・銀層、
１０・・・・・・塩化銀膜、１１・・・・・・ソース電
ｉ、１２・・・・・・ドレイン電極、１３・・・・・・
参照電極端子。 １０ □） ）８ ３３７− ／ λン／
図に示す実施例の下面図、第３図、第４図および第５図
は、それぞれ第１図に示すＡ−Ａ’。 Ｂ−Ｂ’、 Ｃ−Ｃ’断面図である。 １・・・・・・サファイア基板、２・・・・・・ｐ形／
リコン基板層、３・・・・・・ｎ形高不純物ａ度ソース
領域、４・・・・・・ｎ形高不純物濃度ドレイン領域、
５・・・・・・ｐ形高不純物濃度アース領域、６・・・
・・・７リコン酸化膜、７・・・・・・窒化７リコン膜
、８・・・・・・イオン感応膜、９・・・・・・銀層、
１０・・・・・・塩化銀膜、１１・・・・・・ソース電
ｉ、１２・・・・・・ドレイン電極、１３・・・・・・
参照電極端子。 １０ □） ）８ ３３７− ／ λン／
Claims (1)
- 絶縁基板と、前記ｅ縁基板の一生面上にエビタキ／ヤル
成長された島状シリコン層を用いて形成された電界効果
型イオンセンナと、前記絶縁基板の他の主面上に形成さ
れた参照電極とを含むこと全特徴とする半導体イオン已
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047454A JPS59171852A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 半導体イオンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047454A JPS59171852A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 半導体イオンセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59171852A true JPS59171852A (ja) | 1984-09-28 |
| JPH0429974B2 JPH0429974B2 (ja) | 1992-05-20 |
Family
ID=12775592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58047454A Granted JPS59171852A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 半導体イオンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59171852A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS636350U (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-16 | ||
| JP2012011208A (ja) * | 1998-03-04 | 2012-01-19 | Abbott Diabetes Care Inc | 電気化学分析物センサ |
| WO2021070913A1 (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | 国立大学法人香川大学 | 維管束液計測センサ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56153247A (en) * | 1980-04-28 | 1981-11-27 | Kuraray Co Ltd | Measuring circuit for ion sensor |
| JPS57191540A (en) * | 1981-05-21 | 1982-11-25 | Nec Corp | Semiconductor field effect type ion sensor |
| JPH0241581U (ja) * | 1988-09-13 | 1990-03-22 |
-
1983
- 1983-03-22 JP JP58047454A patent/JPS59171852A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56153247A (en) * | 1980-04-28 | 1981-11-27 | Kuraray Co Ltd | Measuring circuit for ion sensor |
| JPS57191540A (en) * | 1981-05-21 | 1982-11-25 | Nec Corp | Semiconductor field effect type ion sensor |
| JPH0241581U (ja) * | 1988-09-13 | 1990-03-22 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS636350U (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-16 | ||
| JP2012011208A (ja) * | 1998-03-04 | 2012-01-19 | Abbott Diabetes Care Inc | 電気化学分析物センサ |
| WO2021070913A1 (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | 国立大学法人香川大学 | 維管束液計測センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0429974B2 (ja) | 1992-05-20 |
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