JPS61120958A - ガラス応答膜を有するイオンセンサ - Google Patents
ガラス応答膜を有するイオンセンサInfo
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- JPS61120958A JPS61120958A JP59244241A JP24424184A JPS61120958A JP S61120958 A JPS61120958 A JP S61120958A JP 59244241 A JP59244241 A JP 59244241A JP 24424184 A JP24424184 A JP 24424184A JP S61120958 A JPS61120958 A JP S61120958A
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- 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
- G01N27/36—Glass electrodes
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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〉
本発明は水溶液中のイオン活量を測定するイオンセンナ
に係り、特にガラス応答膜を有するイオンセンナに関す
る。
に係り、特にガラス応答膜を有するイオンセンナに関す
る。
〈従来の技術〉
従来、イオン活量の測定には、ガラス電極を用いたセン
ナが使用されている。このセンナによれば、測定試料で
ある水溶液に操作を加える必要がなく、セッサを直接水
溶液に浸すだけで測定が行なえ、しかも連続的に特定イ
オンのイオン活量を測定できる利点を有している。
ナが使用されている。このセンナによれば、測定試料で
ある水溶液に操作を加える必要がなく、セッサを直接水
溶液に浸すだけで測定が行なえ、しかも連続的に特定イ
オンのイオン活量を測定できる利点を有している。
しかしながら、従来のガラス電極は内部液を有し、２０
０〜３００μ鴬の厚みの大面積感応部を形成していたた
め、小型化、量産技術の導入、低廉化が困難であった。
０〜３００μ鴬の厚みの大面積感応部を形成していたた
め、小型化、量産技術の導入、低廉化が困難であった。
これに対し、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表面
の電導層が変化し、この変化によるドレーン電流の変化
からゲート表面の電位を検出し、これによって水溶液中
のイオン濃度を測定するｌ５ＦＥＴセンナ（電界効果ト
ランジスタ型イオンセンサフが提案されている。
位が変化し、これによってゲート絶縁膜下の半導体表面
の電導層が変化し、この変化によるドレーン電流の変化
からゲート表面の電位を検出し、これによって水溶液中
のイオン濃度を測定するｌ５ＦＥＴセンナ（電界効果ト
ランジスタ型イオンセンサフが提案されている。
’！５図囚回置Ｂ）は上記ｌ５ＦＥＴセンサの一例を示
し、５１はサファイヤ基板（ＳＯＳウェハノで、その上
にＰ或いはｎチャンネルのＭＯＳ Ｆ ＥＴが形成され
てあり、５２はドレイン電極部、５３はソース電極、５
４はゲート電極部である。５５はアルミ電極、５６はシ
リコンエピタキシャル層である。５７はコンタクトホー
ル５６ ａ、 ５６ ｂヲ残して前記シリコンエピタ
キシャル層５６上に施される５ｉ０２ 、 Ｓｉ ｓ
Ｎ４等の耐水性、パッシベーション効果のある高絶縁層
で、単層又は多層に形成されている。５８はコンタクト
ホール５６ｂ上に設けられたイオン感応膜、５９はリー
ド端子である。
し、５１はサファイヤ基板（ＳＯＳウェハノで、その上
にＰ或いはｎチャンネルのＭＯＳ Ｆ ＥＴが形成され
てあり、５２はドレイン電極部、５３はソース電極、５
４はゲート電極部である。５５はアルミ電極、５６はシ
リコンエピタキシャル層である。５７はコンタクトホー
ル５６ ａ、 ５６ ｂヲ残して前記シリコンエピタ
キシャル層５６上に施される５ｉ０２ 、 Ｓｉ ｓ
Ｎ４等の耐水性、パッシベーション効果のある高絶縁層
で、単層又は多層に形成されている。５８はコンタクト
ホール５６ｂ上に設けられたイオン感応膜、５９はリー
ド端子である。
而して、前記イオン感Ｅ５［５８は、５ｉ０２．５ｉ３
Ｎ４Ａ／２０３． Ｔａ２Ｏ，！ ｐＨ６答ガラス、Ｉ
ｒＯ２等を蒸着、スパッタ又はＣＶＤ （Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ 、化
学堆積）決等により約０．１μ九の厚みに形成したもの
であるが、このイオン感心膜５８の液界面で、水和化や
溶出が発生したり、感応膜５８内のピンホールや微細な
りラック等から水分が浸透する等して、安定な起電力の
発生が妨げられ、指示がドリフトするという欠点がある
。
Ｎ４Ａ／２０３． Ｔａ２Ｏ，！ ｐＨ６答ガラス、Ｉ
ｒＯ２等を蒸着、スパッタ又はＣＶＤ （Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ 、化
学堆積）決等により約０．１μ九の厚みに形成したもの
であるが、このイオン感心膜５８の液界面で、水和化や
溶出が発生したり、感応膜５８内のピンホールや微細な
りラック等から水分が浸透する等して、安定な起電力の
発生が妨げられ、指示がドリフトするという欠点がある
。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、安定し
て長期間使用しつるガラス応答膜を有するイオンセンナ
の小型化を促進するとともに、この種イオンセンナの量
産化を図り低廉化することを目的とする。
て長期間使用しつるガラス応答膜を有するイオンセンナ
の小型化を促進するとともに、この種イオンセンナの量
産化を図り低廉化することを目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉
上記目的を達成するため、本発明に係るガラス応答膜を
有するイオンセンサは、ウェハ状に形成したガラス応答
膜にエツチングを施して薄膜状の感Ｆ５部を形成し、該
感応部の裏面に電位取出用電極を設けたことを特徴とし
ている。
有するイオンセンサは、ウェハ状に形成したガラス応答
膜にエツチングを施して薄膜状の感Ｆ５部を形成し、該
感応部の裏面に電位取出用電極を設けたことを特徴とし
ている。
このように、ウェハ状に形成したガラス応答膜を使用す
ることにより、感Ｆｆ５邪の表面及び感応部の裏面側の
電極部の表面は平面となり、半導体微細加工技術の適用
が０］″能となる。その結果、量産化、低廉化が可能と
なると共に、電気回路との一体化が促進される。
ることにより、感Ｆｆ５邪の表面及び感応部の裏面側の
電極部の表面は平面となり、半導体微細加工技術の適用
が０］″能となる。その結果、量産化、低廉化が可能と
なると共に、電気回路との一体化が促進される。
く実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する０
ｇｌ１１図（３）、［Ｆ］）は本発明の一実施例として
のガラス応答膜を有するイオンセンナを示し、第１装置
は平面図、第１図面はその側断面図である。１はガラス
、サファイヤ基板（ＳＯ５基板）、石英基板等の高絶縁
性の基板で、その上にＡｇ等の焼付電極又はＣｒ ＋
Ｃｕ ｖ Ａｕ等薄膜の電極パターンが形成されている
。
のガラス応答膜を有するイオンセンナを示し、第１装置
は平面図、第１図面はその側断面図である。１はガラス
、サファイヤ基板（ＳＯ５基板）、石英基板等の高絶縁
性の基板で、その上にＡｇ等の焼付電極又はＣｒ ＋
Ｃｕ ｖ Ａｕ等薄膜の電極パターンが形成されている
。
２は前記基板１上に設けられたガラス応答膜（以下、応
答膜という）で、例えば従来公知の方法によりｐＨ８答
ガラスを爵融し、５０Ｘ５０ｍ″′×２０Ｉｌｌｌｏの
インゴットを０．１〜０．５市の厚さのウェハに切断し
研磨したｐｕｙ５答ガラメガラスり、感応部２ａの裏面
側にイオンビーム、スパッタリング等の手法によりエツ
チングを施し、［１１５邪２ａの厚みが更に薄く（例え
ばＯ，ＯＳＳノンるようにしである。３は前記応答膜２
のエツチングを施した側に設けられる電位取出用電極で
、Ｔｉ、Ｆｅ。
答膜という）で、例えば従来公知の方法によりｐＨ８答
ガラスを爵融し、５０Ｘ５０ｍ″′×２０Ｉｌｌｌｏの
インゴットを０．１〜０．５市の厚さのウェハに切断し
研磨したｐｕｙ５答ガラメガラスり、感応部２ａの裏面
側にイオンビーム、スパッタリング等の手法によりエツ
チングを施し、［１１５邪２ａの厚みが更に薄く（例え
ばＯ，ＯＳＳノンるようにしである。３は前記応答膜２
のエツチングを施した側に設けられる電位取出用電極で
、Ｔｉ、Ｆｅ。
Ｓｂ 、Ｉｎ 、Ｃｒ ＋Ｖ＋Ｐｔ 、Ｐｂ 、Ｉｒ
、Ａｇ 。
、Ａｇ 。
Ａｕ 、 Ｃｕ 、 Ｉｒ０ｙ、 ＡｇＣ１、Ａｇ２Ｓ
等の金萬又は半導体をスパッタ又は蒸着し、所謂リフ
トオフ決でパターン形成してなる。４はスルーホール化
されたリード取出用電極で、感ＦＩ５部２ａから離れた
応答膜２を貫通している。５は耐水性接着剤で、基板１
と応答膜２の電極面２ｂとを接着し、耐水構造に形成す
るものである。なお、この耐水性接着剤５に代えて、低
融点ガラスを用い、これとアルミナ等のセラミック、ガ
ラス、結晶化ガラス等の基板１を共に応答膜２と同じ膨
張係数の材料を選び、応答膜２の電極面２ｂを保護する
形で封止するようにしてもよい。
等の金萬又は半導体をスパッタ又は蒸着し、所謂リフ
トオフ決でパターン形成してなる。４はスルーホール化
されたリード取出用電極で、感ＦＩ５部２ａから離れた
応答膜２を貫通している。５は耐水性接着剤で、基板１
と応答膜２の電極面２ｂとを接着し、耐水構造に形成す
るものである。なお、この耐水性接着剤５に代えて、低
融点ガラスを用い、これとアルミナ等のセラミック、ガ
ラス、結晶化ガラス等の基板１を共に応答膜２と同じ膨
張係数の材料を選び、応答膜２の電極面２ｂを保護する
形で封止するようにしてもよい。
６はＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ及びこれらを初段とするオ
ペアンプ等のＩＣチップで、基板１上に形成された電極
パターン上にグイボンドされ、ワイヤボンディング線７
を介して前記リード取出用電極４と接続されている。８
はサーミスタ等の温度補償素子である。９は外部へのリ
ード線、１０はチューブ、１１はチューブ１０内及び接
液邪以外を封止するための高絶縁性、耐水性、耐湿性を
有するエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂系
の接着剤であり、パッシベーション効果を高めている。
ペアンプ等のＩＣチップで、基板１上に形成された電極
パターン上にグイボンドされ、ワイヤボンディング線７
を介して前記リード取出用電極４と接続されている。８
はサーミスタ等の温度補償素子である。９は外部へのリ
ード線、１０はチューブ、１１はチューブ１０内及び接
液邪以外を封止するための高絶縁性、耐水性、耐湿性を
有するエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂系
の接着剤であり、パッシベーション効果を高めている。
上述の実施例においてはウェハ状の応答膜２のエツチン
グを施した側に電位取出用電極３を設けたが、％２図（
２）、（Ｂ）に示すようにエツチングを施した側をｆｆ
１６部２ａとし、その裏面（エツチングを施さない何月
こ前記電位取出用電極３を設けてもよい。
グを施した側に電位取出用電極３を設けたが、％２図（
２）、（Ｂ）に示すようにエツチングを施した側をｆｆ
１６部２ａとし、その裏面（エツチングを施さない何月
こ前記電位取出用電極３を設けてもよい。
この実施例では応答膜２電極面２ｂ上に高絶縁薄膜１２
を形成後、電極パターンを形成し、その上にＩＣチツフ
６、温度補償素子８が設けである。
を形成後、電極パターンを形成し、その上にＩＣチツフ
６、温度補償素子８が設けである。
又、リード取出用電極４はスルーホール形状としてない
。な詔、１′はアルミナ基板、サファイヤ基板等の基板
で、上述の基板１と同機能を有する。
。な詔、１′はアルミナ基板、サファイヤ基板等の基板
で、上述の基板１と同機能を有する。
第３図（２）、■は特に低廉化を目的とする場合のイオ
ンセンナの構造を示すもので、ケース１３の先端部に８
答膜２を設け、その裏面（ｌ１％５［２ａとは反対側）
にＩＣチップ６等を設けている。
ンセンナの構造を示すもので、ケース１３の先端部に８
答膜２を設け、その裏面（ｌ１％５［２ａとは反対側）
にＩＣチップ６等を設けている。
ｇ１１４図（２）、［Ｆ］）はフロースル一方式の場合
を示すもので、サンプル流１６１４に面して感Ｆ５部２
ａを設けている。１５はフロースル一部ケース、１６は
カバーケースである。
を示すもので、サンプル流１６１４に面して感Ｆ５部２
ａを設けている。１５はフロースル一部ケース、１６は
カバーケースである。
このように構成した場合は、取出用電極３をサンプル流
路１４に６って設けることが可能となるほか、該電極３
の一部分のが液体と接するだけでよいから、電気回路の
パッケージングとして、従来の金属パッケージ或いはエ
ポキシモールド等の手法をそのまま採用することができ
る。
路１４に６って設けることが可能となるほか、該電極３
の一部分のが液体と接するだけでよいから、電気回路の
パッケージングとして、従来の金属パッケージ或いはエ
ポキシモールド等の手法をそのまま採用することができ
る。
上述の各実施例においては、応答膜２はＰＨ応答ガラス
を用いているが、ＰＮａ 、ＰＫ用応答ガラス、ＬａＮ
、、ＡｇＸ （但り、Ｘ ＝ＣＩ 、 Ｂｒ 、 Ｉ
）系、ＸＳ （但しＸ＝Ｚｎ 、 Ｈｇ 、 Ｃｕ
、 Ｃｄ 、 Ｐｂ）系の各種無機イオン１８ＦＦ５
素材を用いてもよい。尚、第２． ３． ４図に詔いて
、第１図のものと同様の構成部材には同一番号を付して
その説明を省略する。
を用いているが、ＰＮａ 、ＰＫ用応答ガラス、ＬａＮ
、、ＡｇＸ （但り、Ｘ ＝ＣＩ 、 Ｂｒ 、 Ｉ
）系、ＸＳ （但しＸ＝Ｚｎ 、 Ｈｇ 、 Ｃｕ
、 Ｃｄ 、 Ｐｂ）系の各種無機イオン１８ＦＦ５
素材を用いてもよい。尚、第２． ３． ４図に詔いて
、第１図のものと同様の構成部材には同一番号を付して
その説明を省略する。
〈発明の効果〉
以上詳述したように、本発明によれば、感応部及び感Ｆ
）邪の裏面を平面に形成することができ、従って、半導
体微細加工技術の適用が可能となる。
）邪の裏面を平面に形成することができ、従って、半導
体微細加工技術の適用が可能となる。
その結果、この種イオンセンナの微細化、量産化、低廉
化が促進される。特にセンナ部分と電気回路との一体化
が進み、この種イオンセンナを用いたｐＨ叶を小型化、
低廉化できる。
化が促進される。特にセンナ部分と電気回路との一体化
が進み、この種イオンセンナを用いたｐＨ叶を小型化、
低廉化できる。
第１図囚、田）は本発明の一実施例を示し、第１装置は
全体平面図、！ｇｔ図（Ｂ）はｇＩＩ１図（３）のＢ−
Ｂ線断面図、第２図囚、［Ｆ］）は本発明の他の実施例
を示し、第２装置は全体平面図、第２図（Ｂ）は第２装
置のＢ−Ｂ線断面図、第３図（２）、（Ｂ）は本発明の
他の実施例を示し、第３図（２）は平面図、第３図Ｇ３
１は＠３図＾のＢ−Ｂ線断面図、第４図＾、田）は他の
実施例を示し、第４装置は平面図、第４図［Ｆ］）は第
４装置のＢ−Ｂ線断面図、第５図囚、ａ３）は従来例を
示し、第５装置は全体平面図、￥１５図（Ｂ１は第５図
（３）のＢ−Ｂ線断面図である。 ２・・・ガラス応答膜、 ２ａ・・・感応部３・・電位
取出用電極 第４図（Ａ） 第４図ＣＢ）
全体平面図、！ｇｔ図（Ｂ）はｇＩＩ１図（３）のＢ−
Ｂ線断面図、第２図囚、［Ｆ］）は本発明の他の実施例
を示し、第２装置は全体平面図、第２図（Ｂ）は第２装
置のＢ−Ｂ線断面図、第３図（２）、（Ｂ）は本発明の
他の実施例を示し、第３図（２）は平面図、第３図Ｇ３
１は＠３図＾のＢ−Ｂ線断面図、第４図＾、田）は他の
実施例を示し、第４装置は平面図、第４図［Ｆ］）は第
４装置のＢ−Ｂ線断面図、第５図囚、ａ３）は従来例を
示し、第５装置は全体平面図、￥１５図（Ｂ１は第５図
（３）のＢ−Ｂ線断面図である。 ２・・・ガラス応答膜、 ２ａ・・・感応部３・・電位
取出用電極 第４図（Ａ） 第４図ＣＢ）
Claims (1)
- ウェハ状に形成したガラス応答膜にエッチングを施して
薄膜状の感応部を形成し、該感応部の裏面に電位取出用
電極を設けたことを特徴とするガラス応答膜を有するイ
オンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244241A JPS61120958A (ja) | 1984-11-17 | 1984-11-17 | ガラス応答膜を有するイオンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244241A JPS61120958A (ja) | 1984-11-17 | 1984-11-17 | ガラス応答膜を有するイオンセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61120958A true JPS61120958A (ja) | 1986-06-09 |
| JPH0426432B2 JPH0426432B2 (ja) | 1992-05-07 |
Family
ID=17115832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59244241A Granted JPS61120958A (ja) | 1984-11-17 | 1984-11-17 | ガラス応答膜を有するイオンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61120958A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0269031A2 (en) * | 1986-11-27 | 1988-06-01 | Horiba, Ltd. | Sheet type glass electrode |
| JPH0161655U (ja) * | 1987-10-13 | 1989-04-19 | ||
| JPH05216475A (ja) * | 1992-09-14 | 1993-08-27 | Casio Comput Co Ltd | 電子管楽器 |
| CN104224167A (zh) * | 2014-09-21 | 2014-12-24 | 北京师范大学 | 一次性脑状态监测柔性贴片电极 |
| JP2019537027A (ja) * | 2016-12-09 | 2019-12-19 | メトラー−トレド ゲーエムベーハー | 電気化学センサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8297351B2 (en) * | 2007-12-27 | 2012-10-30 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole sensing system using carbon nanotube FET |
-
1984
- 1984-11-17 JP JP59244241A patent/JPS61120958A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0269031A2 (en) * | 1986-11-27 | 1988-06-01 | Horiba, Ltd. | Sheet type glass electrode |
| JPH0161655U (ja) * | 1987-10-13 | 1989-04-19 | ||
| JPH05216475A (ja) * | 1992-09-14 | 1993-08-27 | Casio Comput Co Ltd | 電子管楽器 |
| CN104224167A (zh) * | 2014-09-21 | 2014-12-24 | 北京师范大学 | 一次性脑状态监测柔性贴片电极 |
| JP2019537027A (ja) * | 2016-12-09 | 2019-12-19 | メトラー−トレド ゲーエムベーハー | 電気化学センサ |
| US11327044B2 (en) | 2016-12-09 | 2022-05-10 | Mettler-Toledo Gmbh | Electrochemical sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426432B2 (ja) | 1992-05-07 |
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