JPS60158348A - Ｉｓｆｅｔセンサ - Google Patents
ＩｓｆｅｔセンサInfo
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- JPS60158348A JPS60158348A JP59016466A JP1646684A JPS60158348A JP S60158348 A JPS60158348 A JP S60158348A JP 59016466 A JP59016466 A JP 59016466A JP 1646684 A JP1646684 A JP 1646684A JP S60158348 A JPS60158348 A JP S60158348A
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- JP
- Japan
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- gate
- ion
- sensitive film
- film
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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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- Molecular Biology (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- 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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は水溶液のｐＨを測定するｌ５ＦＥＴセンサ（電
界効果トランジスタ型イオンセンサ）に関する。
界効果トランジスタ型イオンセンサ）に関する。
〈従来技術〉
ｌ５ＦＥＴセンサはＭＯＳＦＥＴのゲート金属電極に代
えてイオン感応膜を形成した構造をしており、その動作
原理もＭＯＳＦＥＴのそれ゛と近似している。即ち、ｌ
５ＦＥＴセンサを浸漬した水溶液中のイオンによってゲ
ート表面の電位が変化し、これによってゲート絶縁膜下
の半導体の電導塵が変化しドレーン電流が変化する。従
って、このドレーン電流の変化から水溶液のイオン活量
を測定できるのである。そしてこの場合、イオン感応膜
としてＳ １０２ ＊Ｓｉ８Ｎ４． Ａｇ２Ｏ３等の特
定のものを用いると水溶液中のｐＨを測定することがで
きる。
えてイオン感応膜を形成した構造をしており、その動作
原理もＭＯＳＦＥＴのそれ゛と近似している。即ち、ｌ
５ＦＥＴセンサを浸漬した水溶液中のイオンによってゲ
ート表面の電位が変化し、これによってゲート絶縁膜下
の半導体の電導塵が変化しドレーン電流が変化する。従
って、このドレーン電流の変化から水溶液のイオン活量
を測定できるのである。そしてこの場合、イオン感応膜
としてＳ １０２ ＊Ｓｉ８Ｎ４． Ａｇ２Ｏ３等の特
定のものを用いると水溶液中のｐＨを測定することがで
きる。
ところで、上記ｌ５ＦＥＴセンサはゲート部の上にイオ
ン感応膜を形成しているため、室内の光がゲート部内に
入射することによって指示がドリフトしたり、水溶液に
出し入れする際に指示がシフトしたりすることがある。
ン感応膜を形成しているため、室内の光がゲート部内に
入射することによって指示がドリフトしたり、水溶液に
出し入れする際に指示がシフトしたりすることがある。
このような指示のドリフトやシフトのために、測定の信
頼性や精度が悪く、実用化には今−歩であった。
頼性や精度が悪く、実用化には今−歩であった。
〈発明の目的及び構成〉
本発明は、このような欠点を解消して実用上の支障のな
い新規槽、造のｌ５ＦＥＴセンサを提供することを目的
としている。
い新規槽、造のｌ５ＦＥＴセンサを提供することを目的
としている。
而して、上記目的を達成するため第１の発明に係るｌ５
ＦＥＴセンサは、ゲート部からゲート領域以外まで酸化
イリジウム若しくは酸化ロジウムからなるイオン感応膜
を延長して形成したことを要旨とする。
ＦＥＴセンサは、ゲート部からゲート領域以外まで酸化
イリジウム若しくは酸化ロジウムからなるイオン感応膜
を延長して形成したことを要旨とする。
このようにイオン感応膜をゲート領域以外まで延長して
形成すれば、ゲート部の上にあるイオン感応膜にパッシ
ベーション処理等を施すことによシ、ゲート部が直接、
光や温度等の影響を受けないように構成でき、指示ドリ
フトやシフト等の問題が解消できるのである。そして、
イオン感応膜として酸化イリジウムや酸化ロジウムから
なるものを用いれば、これらのものは良導電体であるた
め、ゲート領域から離れたところのイオン感応膜を水溶
液に浸漬することによって生じた電位をゲート部まで伝
達することができ、良好な状態でｐＨを測定することが
できる０更に、酸化イリジウムや酸化ロジウムは良導電
体であるところから、イオン感応膜を形成する基板の抵
抗や基板との間の絶縁性が問題とならないという特長が
ある。即ち、例えば現行の５ｉｎ２．５ｔ８Ｎ４等のイ
オン感応膜を用いると、とれらは絶縁体であるため、基
板の抵抗値が重要となり、あまり低いと用いることがで
きない。また、同様に基板との間の絶縁性も問題となる
。しかるに、本発明のように酸化イリジウム等の良導電
体からなるイオン感応膜を用いれば、そのような問題が
なく、従って、基板の選択が容易となるし、絶縁性もあ
まり考慮する必要がなくなる。
形成すれば、ゲート部の上にあるイオン感応膜にパッシ
ベーション処理等を施すことによシ、ゲート部が直接、
光や温度等の影響を受けないように構成でき、指示ドリ
フトやシフト等の問題が解消できるのである。そして、
イオン感応膜として酸化イリジウムや酸化ロジウムから
なるものを用いれば、これらのものは良導電体であるた
め、ゲート領域から離れたところのイオン感応膜を水溶
液に浸漬することによって生じた電位をゲート部まで伝
達することができ、良好な状態でｐＨを測定することが
できる０更に、酸化イリジウムや酸化ロジウムは良導電
体であるところから、イオン感応膜を形成する基板の抵
抗や基板との間の絶縁性が問題とならないという特長が
ある。即ち、例えば現行の５ｉｎ２．５ｔ８Ｎ４等のイ
オン感応膜を用いると、とれらは絶縁体であるため、基
板の抵抗値が重要となり、あまり低いと用いることがで
きない。また、同様に基板との間の絶縁性も問題となる
。しかるに、本発明のように酸化イリジウム等の良導電
体からなるイオン感応膜を用いれば、そのような問題が
なく、従って、基板の選択が容易となるし、絶縁性もあ
まり考慮する必要がなくなる。
又、絶縁体からなる現行のイオン感応膜では電位の伝達
という点から、ゲート領域以外まで延長して形成するこ
とは出来ず、そのためゲート部から導電性の電極を延長
し、その端部にイオン感応膜を形成するという手法によ
らざる得ないが、これでは多数の作業工数を必要とする
という難点がある。しかるに本発明によれば、酸化イリ
ジウム等のイオン感応膜を形成するだけの単工程で済み
、製造上も利点が多い。
という点から、ゲート領域以外まで延長して形成するこ
とは出来ず、そのためゲート部から導電性の電極を延長
し、その端部にイオン感応膜を形成するという手法によ
らざる得ないが、これでは多数の作業工数を必要とする
という難点がある。しかるに本発明によれば、酸化イリ
ジウム等のイオン感応膜を形成するだけの単工程で済み
、製造上も利点が多い。
又、第２の発明に係るｌ５ＦＥＴセンサは、少なくとも
ゲート領域以外の範囲に酸化イリジウム若しくは酸化ロ
ジウムからなるイオン感応膜を形成すると共に、このイ
オン感応膜とゲート部とを導電性の電極を介在して接続
したことを要旨とする。
ゲート領域以外の範囲に酸化イリジウム若しくは酸化ロ
ジウムからなるイオン感応膜を形成すると共に、このイ
オン感応膜とゲート部とを導電性の電極を介在して接続
したことを要旨とする。
前述した第１の発明は、酸化イリジウム若しくは酸化ロ
ジウムからなるイオン感応１ｉＱをゲート部からゲート
領域まで延長して形成しているが、ゲート部上に直接イ
オン感応膜を形成する場合、形成手法によってはゲート
部を損傷するおそれがある。第２の発明は、ゲート部と
イオン感応膜との間に導電性電極を介在させることによ
って、ゲート部の損傷のおそれという欠点を無くしたも
のである。第２の発明のその他の効果、利点は第１の発
明のそれと略々同じである。
ジウムからなるイオン感応１ｉＱをゲート部からゲート
領域まで延長して形成しているが、ゲート部上に直接イ
オン感応膜を形成する場合、形成手法によってはゲート
部を損傷するおそれがある。第２の発明は、ゲート部と
イオン感応膜との間に導電性電極を介在させることによ
って、ゲート部の損傷のおそれという欠点を無くしたも
のである。第２の発明のその他の効果、利点は第１の発
明のそれと略々同じである。
以下、本発明の実施りｌを図面に基づき説明する。
〈実施例１〉
第１図は第１の発明の実施例を示し、（１）はサファイ
ヤ基板で、その上にｐ或いはｎチャンネルのＭＯＳＦＥ
Ｔ （但し、ゲート金属電極はまだ形成されていない状
態のもの。）が通常の酸化〜８１アイランド形成、ドレ
イン・ソース部への不純物拡散等の標準工程により形成
しである。（２）がドレイン、（３）がソースで、両者
の中間にゲート部（４）が存している。そして、ＭＯＳ
ＦＥＴのゲート酸化膜（５ｉｎ２． Ｓｉｎ□−Ｔａ２
０５ 、 Ｓｉｎ□−８ｔ８Ｎ４゜ＳｉＯ−５ｉＮ４−
Ｔａ２０５等）（４ａ）の上からゲート領域以外まで酸
化イリジウムからなるイオン感応膜（５）を延長して形
成しである。このイオン感応膜（５）を形成する方法と
しては、イリジウムの反応性スパッタによる酸化、酸化
イリジウムターゲットのスパッタ、イリジウム電解メッ
キ後の酸化、電子ビーム加熱による蒸着等によるものが
ある。また、イリジウムアルコオキサイド等の有機イリ
ジウム化合物が合成されれば、Ｍ Ｏ−ＣＶ Ｄ方式に
よることもできる。イオン感応膜（５）のうち、ゲート
部上及びその周辺に存する部分はパッシベーション膜（
図外）で処理し、光や水等がゲート部に影響を及はさな
いようにしである。イオン感応膜（５）としては、酸化
イリジウムの他に酸化ロジウムも用いることができる。
ヤ基板で、その上にｐ或いはｎチャンネルのＭＯＳＦＥ
Ｔ （但し、ゲート金属電極はまだ形成されていない状
態のもの。）が通常の酸化〜８１アイランド形成、ドレ
イン・ソース部への不純物拡散等の標準工程により形成
しである。（２）がドレイン、（３）がソースで、両者
の中間にゲート部（４）が存している。そして、ＭＯＳ
ＦＥＴのゲート酸化膜（５ｉｎ２． Ｓｉｎ□−Ｔａ２
０５ 、 Ｓｉｎ□−８ｔ８Ｎ４゜ＳｉＯ−５ｉＮ４−
Ｔａ２０５等）（４ａ）の上からゲート領域以外まで酸
化イリジウムからなるイオン感応膜（５）を延長して形
成しである。このイオン感応膜（５）を形成する方法と
しては、イリジウムの反応性スパッタによる酸化、酸化
イリジウムターゲットのスパッタ、イリジウム電解メッ
キ後の酸化、電子ビーム加熱による蒸着等によるものが
ある。また、イリジウムアルコオキサイド等の有機イリ
ジウム化合物が合成されれば、Ｍ Ｏ−ＣＶ Ｄ方式に
よることもできる。イオン感応膜（５）のうち、ゲート
部上及びその周辺に存する部分はパッシベーション膜（
図外）で処理し、光や水等がゲート部に影響を及はさな
いようにしである。イオン感応膜（５）としては、酸化
イリジウムの他に酸化ロジウムも用いることができる。
〈実施例２〉
第２図は、第２の発明に係る実施例を示す。この実施例
では、ゲート酸化膜（４ａ）の上に導電性のある金属電
極（６）を形成し、この金属電極（６）上からゲート領
域以外の範囲にわたって酸化イリジウム若しくは酸化ロ
ジウムのイオン感応膜（５）を形成している。上述した
第１の実施例ではイオン感応膜（５）をゲート部上にス
パッタさせるとゲート酸化膜が損傷するおそれがあるの
で、この実施例ではそのような損傷を回避するために、
ゲート酸化膜（４ａ）とイオン感応膜１５）とを、金属
電極（６）を介在させることによって接続したものであ
る。金属電極（６）としては、イリジウム（Ｉｊ） 、
白金（ｐｔ） 、その他Ｒ１１，Ａｅ、Ａｕ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｃｒ＋Ｎｉ等の金属若しくはそれらの金属を組合せ
たものを使用できる。
では、ゲート酸化膜（４ａ）の上に導電性のある金属電
極（６）を形成し、この金属電極（６）上からゲート領
域以外の範囲にわたって酸化イリジウム若しくは酸化ロ
ジウムのイオン感応膜（５）を形成している。上述した
第１の実施例ではイオン感応膜（５）をゲート部上にス
パッタさせるとゲート酸化膜が損傷するおそれがあるの
で、この実施例ではそのような損傷を回避するために、
ゲート酸化膜（４ａ）とイオン感応膜１５）とを、金属
電極（６）を介在させることによって接続したものであ
る。金属電極（６）としては、イリジウム（Ｉｊ） 、
白金（ｐｔ） 、その他Ｒ１１，Ａｅ、Ａｕ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｃｒ＋Ｎｉ等の金属若しくはそれらの金属を組合せ
たものを使用できる。
〈！Ａ！施例８〉
この実施例は第２の実施例を変形したもので、金属電極
（６）をゲート領域以外まで延長し、その延長端にイオ
ン感応膜（５）を接続している。この実施例によれば、
イオン感応膜形成時Ｋ・ゲート酸化膜の損傷するおそれ
が更に少なくなる。
（６）をゲート領域以外まで延長し、その延長端にイオ
ン感応膜（５）を接続している。この実施例によれば、
イオン感応膜形成時Ｋ・ゲート酸化膜の損傷するおそれ
が更に少なくなる。
〈実施例４〉
この実施例は、第２・第８の！ｉＩ！施例を改良したも
ので、金属電極（６）をゲート領域以外に広く形成し、
その上にイオン感応膜（５）を形成している。この実施
例によれば、基板と酸化イリジウムとの熱膨張の違いに
よる歪が防止でき、イオン感応薄膜の密着性が向上する
といった利点を併せもつ。
ので、金属電極（６）をゲート領域以外に広く形成し、
その上にイオン感応膜（５）を形成している。この実施
例によれば、基板と酸化イリジウムとの熱膨張の違いに
よる歪が防止でき、イオン感応薄膜の密着性が向上する
といった利点を併せもつ。
〈実施例５〉
この実施例は、第２の実施例に係るｌ５ＦＥＴセンサの
同一基板上に、イリジウム及びその酸化物の微細パター
ン（７）を形成し、その抵抗温度特性をｌ５ＦＥＴセン
サ出力の温度補正に利用したものである。この場合、パ
ターン（７）はパッシベーション膜（８）で防水処理し
である。（９）・・・はリード取出端子である。尚、図
示はしないが、一つの基板上に上記いずれかの実施例中
のｌ５ＦＥＴセンサを２つ並列的に形成し、、−一方を
防水処理して温度補正用として利用することもできる。
同一基板上に、イリジウム及びその酸化物の微細パター
ン（７）を形成し、その抵抗温度特性をｌ５ＦＥＴセン
サ出力の温度補正に利用したものである。この場合、パ
ターン（７）はパッシベーション膜（８）で防水処理し
である。（９）・・・はリード取出端子である。尚、図
示はしないが、一つの基板上に上記いずれかの実施例中
のｌ５ＦＥＴセンサを２つ並列的に形成し、、−一方を
防水処理して温度補正用として利用することもできる。
〈発明の効果〉
本発明に係るｌ５ＦＥＴセンサは上記の如く構成したた
め次のような効果がある。
め次のような効果がある。
■ イオン感応膜がゲート部からゲート領域以外まで延
長して形成され、又は少なくともゲート領域以外の範囲
にわたって形成されているため、ゲート部及びその周辺
をパッシベーション処理等を施すことによって、ゲート
部を光や温度、水等の影響を受けない構造とすることが
でき、室内の光によって指示がドリフトしたシ、水溶液
へ〜出し入れする際にシフトしたシすることがない。
長して形成され、又は少なくともゲート領域以外の範囲
にわたって形成されているため、ゲート部及びその周辺
をパッシベーション処理等を施すことによって、ゲート
部を光や温度、水等の影響を受けない構造とすることが
でき、室内の光によって指示がドリフトしたシ、水溶液
へ〜出し入れする際にシフトしたシすることがない。
■ イオン感応膜は酸化イリジウム若しくは酸化ロジウ
ムからなる良導電体であるため、電位を伝導する作用も
果す。従って、イオン感応膜単体をゲート部からゲート
領域以外のところまで延長して形成してもイオンセンサ
の動作に支障を来すことがない。このため、同一性能の
イオンセンサを作る場合、本発明のものは製造工程が少
なく、製作容易となる。
ムからなる良導電体であるため、電位を伝導する作用も
果す。従って、イオン感応膜単体をゲート部からゲート
領域以外のところまで延長して形成してもイオンセンサ
の動作に支障を来すことがない。このため、同一性能の
イオンセンサを作る場合、本発明のものは製造工程が少
なく、製作容易となる。
■ イオン感応膜が良導電体であるため、それを形成す
る基板の抵抗値や基板との絶線性が問題とならず、従っ
て基板の選択が容易となる。
る基板の抵抗値や基板との絶線性が問題とならず、従っ
て基板の選択が容易となる。
■ 第２の発明のようにゲート部とイオン感応膜との間
を導電性電極を介在して接続すれば、イオン感応膜の形
成に際してゲート部が損傷するおそれがなく、製造が容
易となるし、更に導電性電極を第４の実施例で述べた如
くゲート領域以外に広く拡大し、その上にイオン感応膜
を形成すれば、イオン感応膜と基板との密着性が良く、
製造時のみならず使用時においても取扱いに便利である
。
を導電性電極を介在して接続すれば、イオン感応膜の形
成に際してゲート部が損傷するおそれがなく、製造が容
易となるし、更に導電性電極を第４の実施例で述べた如
くゲート領域以外に広く拡大し、その上にイオン感応膜
を形成すれば、イオン感応膜と基板との密着性が良く、
製造時のみならず使用時においても取扱いに便利である
。
図は本発明の実施例を示し、第１図（イ）は第１の発明
の一実施例を示す平面図、第１図（ロ）はその側断面図
、第２図（イ）は第２の発明の一＊施例を示す平面図、
第２図（ロ）はその側断面図、第８図（イ）、第４図（
イ）及び第５図（イ）は夫々第２の発明の他の実施例を
示す平面図、第８図（ロ）、第４図（ロ）杜夫々、第８
図（イ）（ロ）の側断面図、第６図回は第５図（イ）の
Ａ−Ａ断面図である。 （４）・・・ゲート、（５）・・−イオン感応Ｉｌｌ、
（６１・・・導電性の電極。 第１図 第２図 （イ） 第３図 第４図 第５図 （イ） 「 （ロ）
の一実施例を示す平面図、第１図（ロ）はその側断面図
、第２図（イ）は第２の発明の一＊施例を示す平面図、
第２図（ロ）はその側断面図、第８図（イ）、第４図（
イ）及び第５図（イ）は夫々第２の発明の他の実施例を
示す平面図、第８図（ロ）、第４図（ロ）杜夫々、第８
図（イ）（ロ）の側断面図、第６図回は第５図（イ）の
Ａ−Ａ断面図である。 （４）・・・ゲート、（５）・・−イオン感応Ｉｌｌ、
（６１・・・導電性の電極。 第１図 第２図 （イ） 第３図 第４図 第５図 （イ） 「 （ロ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ ゲート部からゲート領域以外まで酸化イリジウム若
しくは酸化ロジウムからなるイオン感応膜を延長して形
成したことを特徴とするｌ５ＦＥＴセンサ。 ■ 少なくともゲート領域以外の範囲に酸化イリジウム
若しくは酸化ロジウムからなるイオン感応膜を形成する
と共に、このイオン感応膜とゲート部とを導電性の電極
を介在して接続したことを特徴とするｌ５ＦＥＴセンサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59016466A JPS60158348A (ja) | 1984-01-28 | 1984-01-28 | Ｉｓｆｅｔセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59016466A JPS60158348A (ja) | 1984-01-28 | 1984-01-28 | Ｉｓｆｅｔセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60158348A true JPS60158348A (ja) | 1985-08-19 |
| JPH0350985B2 JPH0350985B2 (ja) | 1991-08-05 |
Family
ID=11917028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59016466A Granted JPS60158348A (ja) | 1984-01-28 | 1984-01-28 | Ｉｓｆｅｔセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60158348A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62132160A (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-15 | Terumo Corp | 分離ゲ−ト型ｉｓｆｅｔを用いたバイオセンサ− |
| JPS62185160A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-13 | Terumo Corp | バイオセンサ− |
| JPS63208753A (ja) * | 1987-02-25 | 1988-08-30 | Teijin Ltd | 免疫センサ及び免疫検出方法 |
-
1984
- 1984-01-28 JP JP59016466A patent/JPS60158348A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62132160A (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-15 | Terumo Corp | 分離ゲ−ト型ｉｓｆｅｔを用いたバイオセンサ− |
| JPS62185160A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-13 | Terumo Corp | バイオセンサ− |
| JPS63208753A (ja) * | 1987-02-25 | 1988-08-30 | Teijin Ltd | 免疫センサ及び免疫検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0350985B2 (ja) | 1991-08-05 |
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