JPS6018750A - 半導体マルチイオンセンサの製造方法 - Google Patents
半導体マルチイオンセンサの製造方法Info
- Publication number
- JPS6018750A JPS6018750A JP58126723A JP12672383A JPS6018750A JP S6018750 A JPS6018750 A JP S6018750A JP 58126723 A JP58126723 A JP 58126723A JP 12672383 A JP12672383 A JP 12672383A JP S6018750 A JPS6018750 A JP S6018750A
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- Japan
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- film
- sensor
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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
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
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- 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】
本発明は半導体マルチイオンセンサの製造方法に関し、
特に半導体の電界効果を化学−電気変換に使用する半導
体イオンセンサを集積化してなる半導体マルチイオンセ
ンサの製造方法に関するものである。
特に半導体の電界効果を化学−電気変換に使用する半導
体イオンセンサを集積化してなる半導体マルチイオンセ
ンサの製造方法に関するものである。
従来溶液中のイオン濃度を測定する半導体イオンセンサ
の一種に電界効果型トランジスタを用いたイオンセンサ
（Ｉｏｎ ５ｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅ
ｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ｌ５ＦＥＴと略す）が
知られている。該ｌ５ＦＥＴは通常のＭＯＳＦＥＴにお
いて金属ゲート電極がイオンを感じて電圧を発生するイ
オン感応膜に置き換えられた構造を持ち、イオン選択性
を持つイオン感応膜を使用することによ＃）溶液中の特
定のイオンの濃度を測定できるものである。
の一種に電界効果型トランジスタを用いたイオンセンサ
（Ｉｏｎ ５ｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅ
ｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ｌ５ＦＥＴと略す）が
知られている。該ｌ５ＦＥＴは通常のＭＯＳＦＥＴにお
いて金属ゲート電極がイオンを感じて電圧を発生するイ
オン感応膜に置き換えられた構造を持ち、イオン選択性
を持つイオン感応膜を使用することによ＃）溶液中の特
定のイオンの濃度を測定できるものである。
該イオン選択性を持つイオン感応膜の例としては水素イ
オン測定用の賭化シリコン膜、五酸化タンタル、ナトリ
ウムイオン測定用のナトリウムアルミノシリケートガラ
スなどの無機材料の他に、疎水性高分子膜中に二一一ト
ラルキャリャーやイオン交換体を固定化して形成される
イオン感応膜がちυ、たとえばパリノマイシンを疎水性
高分子膜に固定化したカリウムイオン（Ｋ ）を選択的
に検出するイオン感応膜やカルシウムイオン交換体を疎
水性高分子膜に固定化したカルシウムイオン（Ｃａ ）
を選択的に検出するイオン感応膜などが知られている。
オン測定用の賭化シリコン膜、五酸化タンタル、ナトリ
ウムイオン測定用のナトリウムアルミノシリケートガラ
スなどの無機材料の他に、疎水性高分子膜中に二一一ト
ラルキャリャーやイオン交換体を固定化して形成される
イオン感応膜がちυ、たとえばパリノマイシンを疎水性
高分子膜に固定化したカリウムイオン（Ｋ ）を選択的
に検出するイオン感応膜やカルシウムイオン交換体を疎
水性高分子膜に固定化したカルシウムイオン（Ｃａ ）
を選択的に検出するイオン感応膜などが知られている。
一方、該ｌ５ＦＥＴの半導体部分は通常の半導体集積回
路用ＭＯ８ＦＥＴとほぼ同様の製造技術によシ製作され
るので、微小化、集積化が容易に行うことができる。し
たがって、複数の異なるイオン感応膜をそれぞれ１つの
半導体チップ内につくられた複数の電界効果トランジス
タの上に設けることにより、溶液中の複数のイオン濃度
を同時に測定できる微小なマルチイオンの製作が可能と
なシ、多成分からなる微量溶液の測定、たとえば微量血
液のイオン濃度測定に適したものとなる。
路用ＭＯ８ＦＥＴとほぼ同様の製造技術によシ製作され
るので、微小化、集積化が容易に行うことができる。し
たがって、複数の異なるイオン感応膜をそれぞれ１つの
半導体チップ内につくられた複数の電界効果トランジス
タの上に設けることにより、溶液中の複数のイオン濃度
を同時に測定できる微小なマルチイオンの製作が可能と
なシ、多成分からなる微量溶液の測定、たとえば微量血
液のイオン濃度測定に適したものとなる。
近年、光硬化性の高分子膜たとえばネガ型フォトレジス
トあるいはネガ型フォトレジストと塩化ビニルの混合物
に可塑剤を添化した膜をイオン選択性物質を固定化する
膜として用い、半導体つ工−ハ上に塗布しだ後ｌ５ＦＥ
Ｔのイオン感応膜部分に光を照射し、該ｌ５ＦＥＴ上に
のみイオン感応膜を設ける技術が報告されているうこの
方法により半導体ウェーハ上の複数のｌ５ＦＥＴに一種
類の疎水性高分子からなるイオン感応膜を同時に設ける
ことが可能になった。
トあるいはネガ型フォトレジストと塩化ビニルの混合物
に可塑剤を添化した膜をイオン選択性物質を固定化する
膜として用い、半導体つ工−ハ上に塗布しだ後ｌ５ＦＥ
Ｔのイオン感応膜部分に光を照射し、該ｌ５ＦＥＴ上に
のみイオン感応膜を設ける技術が報告されているうこの
方法により半導体ウェーハ上の複数のｌ５ＦＥＴに一種
類の疎水性高分子からなるイオン感応膜を同時に設ける
ことが可能になった。
しかし、上記の方法を複数種の疎水性高分子イオン感応
膜を持つマルチイオンセンサの製作に適用した場合、最
初に設けた疎水性高分子膜と次に塗布される疎水性高分
子膜は互いに混ざ９、該ｌ５ＦＥＴの感度が低下した９
イオン選択性がそこなわれたりするという欠点が生じた
。
膜を持つマルチイオンセンサの製作に適用した場合、最
初に設けた疎水性高分子膜と次に塗布される疎水性高分
子膜は互いに混ざ９、該ｌ５ＦＥＴの感度が低下した９
イオン選択性がそこなわれたりするという欠点が生じた
。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去し、互い
に異なる成分を持つ疎水性高分子膜を複数個同一チップ
上にイオン感応膜として混ざシあうことなく容易に形成
することができる半導体マルチイオンセンサの製造方法
を提供することにある。
に異なる成分を持つ疎水性高分子膜を複数個同一チップ
上にイオン感応膜として混ざシあうことなく容易に形成
することができる半導体マルチイオンセンサの製造方法
を提供することにある。
本発明によれば複数個の異なるイオン感応膜をもつ半導
体電界効果型イオンセンサが集積化されてなる半導体マ
ルチイオンセンサの製造方法において、半導体ウェーハ
上て多数設けられたチップの第１のイオンセンサ部に第
１の疎水性膜からなるイオン感応膜を形成した後、該第
１の疎水性イオン感応膜をそれよシも大きい面積を持つ
親水性膜により覆い、次に第２の光硬化型疎水性膜から
なるイオン感応膜を該半導体ウェーハ上に塗布した後、
露光、現像により第２のイオンセンサ部にのみ残し、そ
の後読取水性膜だけを溶剤によシ除去することを特徴と
する半導体マルチイオンセンサの製造方法が得られる。
体電界効果型イオンセンサが集積化されてなる半導体マ
ルチイオンセンサの製造方法において、半導体ウェーハ
上て多数設けられたチップの第１のイオンセンサ部に第
１の疎水性膜からなるイオン感応膜を形成した後、該第
１の疎水性イオン感応膜をそれよシも大きい面積を持つ
親水性膜により覆い、次に第２の光硬化型疎水性膜から
なるイオン感応膜を該半導体ウェーハ上に塗布した後、
露光、現像により第２のイオンセンサ部にのみ残し、そ
の後読取水性膜だけを溶剤によシ除去することを特徴と
する半導体マルチイオンセンサの製造方法が得られる。
以下本発明についてその一実施例を図面を参照して説明
する。第１図〜第５図は本発明による半導体マルチイオ
ンセンサの製造方法の一実施例を説明するための図で主
要工程における断面図である。同図はシリコンウェーハ
上に互いに異なる疎水性イオン感応膜を持つ２個のｌ５
ＦＥＴを形成する場合について示している。第１図〜第
５図において、１はｐ形シリコン基板、２は高不純物濃
度ｎ影領域、３は高不純物濃度ｐ影領域、４は絶縁膜、
５は第１疎水性イオン感応膜、６は親水性保護膜、７は
第２疎水性イオン感応膜である。次に製造工程を順を追
って説明する。ｐ形シリコンウェーハに不純物を拡散し
て高不純物濃度ｎ影領域２と高不純物濃度ｐ影領域３を
形成した後、絶縁膜２をシリコンの熱酸化及び窒化シリ
コンのケミカル・ペーパ・ディポジションによシ設ける
。その後、ウェーハ上に光によシ硬化する特性をもつ第
１の疎水性イオン感応膜を塗布し、露光・現像によシ所
定のｌ５ＦＥＴの位置に第１の疎水性イオン感応膜を設
ける（第１図）。次に光によシ硬化する特性を持つ親水
性膜をウェーハ表面に塗布し、露光、現像により、第１
の疎水性イオン感応膜を十分覆う領域に残す（第２図）
。その後、第２の光によりｙ化する特性を持つ疎水性イ
オン感応膜７をウェーハ表面に塗布する（第３図）。こ
のとき第１の疎水性イオン感応膜５は、親水性膜６によ
り覆われているので、第２の疎水性イオン感応膜と接着
したり、混ざることはない。次に所定のフォトマスクを
用い露光し、現像によシ第２の疎水性イオン感応膜を第
２のｌ５ＦＥＴの位置に設ける（第４図）。その後、親
水性保護膜６を親水性溶剤により取り除くと、互いに異
なるイオン感応膜を持つ２種類のｌ５ＦＥＴを同一チッ
プ上に形成することができた（第５図）。
する。第１図〜第５図は本発明による半導体マルチイオ
ンセンサの製造方法の一実施例を説明するための図で主
要工程における断面図である。同図はシリコンウェーハ
上に互いに異なる疎水性イオン感応膜を持つ２個のｌ５
ＦＥＴを形成する場合について示している。第１図〜第
５図において、１はｐ形シリコン基板、２は高不純物濃
度ｎ影領域、３は高不純物濃度ｐ影領域、４は絶縁膜、
５は第１疎水性イオン感応膜、６は親水性保護膜、７は
第２疎水性イオン感応膜である。次に製造工程を順を追
って説明する。ｐ形シリコンウェーハに不純物を拡散し
て高不純物濃度ｎ影領域２と高不純物濃度ｐ影領域３を
形成した後、絶縁膜２をシリコンの熱酸化及び窒化シリ
コンのケミカル・ペーパ・ディポジションによシ設ける
。その後、ウェーハ上に光によシ硬化する特性をもつ第
１の疎水性イオン感応膜を塗布し、露光・現像によシ所
定のｌ５ＦＥＴの位置に第１の疎水性イオン感応膜を設
ける（第１図）。次に光によシ硬化する特性を持つ親水
性膜をウェーハ表面に塗布し、露光、現像により、第１
の疎水性イオン感応膜を十分覆う領域に残す（第２図）
。その後、第２の光によりｙ化する特性を持つ疎水性イ
オン感応膜７をウェーハ表面に塗布する（第３図）。こ
のとき第１の疎水性イオン感応膜５は、親水性膜６によ
り覆われているので、第２の疎水性イオン感応膜と接着
したり、混ざることはない。次に所定のフォトマスクを
用い露光し、現像によシ第２の疎水性イオン感応膜を第
２のｌ５ＦＥＴの位置に設ける（第４図）。その後、親
水性保護膜６を親水性溶剤により取り除くと、互いに異
なるイオン感応膜を持つ２種類のｌ５ＦＥＴを同一チッ
プ上に形成することができた（第５図）。
以上の工程において、第１の疎水性イオン感応膜として
カルシウムイオン交換体と可塑剤を含んだネガ型フォト
レジスト、第２の疎水性イオン感応膜としてパリノマイ
シンと可塑剤を含んだネガ型フォトレジストを用いるこ
とによシ、カルシウムイオン濃度とカリウムイオン濃度
を測定できるマルチイオンセンサが製作できた。このと
き、親水性膜６としてはたとえば光重合性を持ったプル
ラン膜を用いればよく、プルランは、水によシ現像でき
また温水に容易に溶解するためイオン感応膜に悪影響を
与えることなく使用できた。
カルシウムイオン交換体と可塑剤を含んだネガ型フォト
レジスト、第２の疎水性イオン感応膜としてパリノマイ
シンと可塑剤を含んだネガ型フォトレジストを用いるこ
とによシ、カルシウムイオン濃度とカリウムイオン濃度
を測定できるマルチイオンセンサが製作できた。このと
き、親水性膜６としてはたとえば光重合性を持ったプル
ラン膜を用いればよく、プルランは、水によシ現像でき
また温水に容易に溶解するためイオン感応膜に悪影響を
与えることなく使用できた。
本発明によれば、２釉類の疎水性イオン感応膜はスピン
コードなどの方法で容易にウェーハ上に設けられ、かつ
親水性膜により互いに分離されて製造されるため呻水性
膜同士が接着したシ混ざシ合ったシすることなく独立に
設けることができ、性能をそこなうことなく互いに異な
る疎水性イオン感応膜をもつｌ５ＦＥＴを同一チップ上
に製造できた。
コードなどの方法で容易にウェーハ上に設けられ、かつ
親水性膜により互いに分離されて製造されるため呻水性
膜同士が接着したシ混ざシ合ったシすることなく独立に
設けることができ、性能をそこなうことなく互いに異な
る疎水性イオン感応膜をもつｌ５ＦＥＴを同一チップ上
に製造できた。
本発明による方法は、３種類以上の疎水性イオン感応膜
をもつ半導体マルチイオンセンサに適用できることは明
らかである。
をもつ半導体マルチイオンセンサに適用できることは明
らかである。
第１図〜第５図は本発明による半導体マルチイオンセン
サの製造方法の一実施例を説明するだめの図で、主要工
程における断面図で、同図において、１はｐ形シリコン
基板、２は高不純物濃度ｎ影領域、３は高不純物濃度ｐ
影領域、４は絶縁膜。 ５は第１疎水性イオン感応膜、６は親水性保護膜。 口 口 圏 −Ｎ ｒＱ 大 大 未 口 四 寸 Ｄ 大 未
サの製造方法の一実施例を説明するだめの図で、主要工
程における断面図で、同図において、１はｐ形シリコン
基板、２は高不純物濃度ｎ影領域、３は高不純物濃度ｐ
影領域、４は絶縁膜。 ５は第１疎水性イオン感応膜、６は親水性保護膜。 口 口 圏 −Ｎ ｒＱ 大 大 未 口 四 寸 Ｄ 大 未
Claims (1)
- 複数個の異なるイオン感応膜をもつ半導体電界効果型イ
オンセンサが集積化されてなる半導体マルチイオンセン
サの製造方法において、半導体ウェーハ上に多数設けら
れたチップの第１のイオンセンサ部に第１の疎水性膜か
らなるイオン感応膜を形成した後、該第１の疎水性イオ
ン感応膜をそれよりも大きい面積を持つ親水性膜によシ
覆い、次に第２の光硬化型疎水性膜からなるイオン感応
膜を該半導体ウェーハ上に塗布した後、露光、現像によ
り第２のイオンセンサ部にのみ残し、その後読親水性膜
だけを溶剤によシ除去することを特徴とする半導体マル
チイオンセンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126723A JPS6018750A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 半導体マルチイオンセンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126723A JPS6018750A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 半導体マルチイオンセンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6018750A true JPS6018750A (ja) | 1985-01-30 |
| JPH04224B2 JPH04224B2 (ja) | 1992-01-06 |
Family
ID=14942275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58126723A Granted JPS6018750A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 半導体マルチイオンセンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018750A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011080996A (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Robert Bosch Gmbh | 気体感応型の半導体装置 |
-
1983
- 1983-07-12 JP JP58126723A patent/JPS6018750A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011080996A (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Robert Bosch Gmbh | 気体感応型の半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04224B2 (ja) | 1992-01-06 |
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