JPS62144059A - イオンセンサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超微細なイオン感応部をもつイオンセンサの構
造に関するものである。生体の細胞レベルでのイオンの
濃度をモニターリングするのに、従来マイクロＩ　Ｓ　
ＦＥＴが提案されている。マイクロセンサの必要条件は
（１）イオン感応部が細胞より十分小さい針状構造であ
ること、（２）電極抵抗が小さく、応答速度が速く、外
部雑音を拾いにくいこと。（３）細胞と電気的に絶縁が
完全であること。

この条件を満たすマイクロセンサとして、従来は８１基
板を特殊な做細加工技術でイオンに感応するｌ８ＦＦＴ
のゲート部分を針の先端の微小部分に形成することによ
り、マイクロｌ８ＦＥＴを製作していた。このマイクロ
Ｉ　８　ＰＥＴはＳｉ基板をくり抜いて加工するので、
Ｓｉ全面を絶縁物で被攪する必要があり、加工は複雑で
あり、量産するのは困難であった。又、細胞との絶縁は
針状先端部にピンホールが発生しやすいので、細胞との
絶縁が不良となることが間頌となっている。本発明の目
的は、上記の問題点を解決し、量産しやすく安価であり
、電気的絶縁が良好なマイクロｌ８ＦＥＴを実現するも
のである。まずＭＯＳＦＥＴの細胞との絶縁は登録第１
５０８３２０号に明記されているように、シリコン基板
上のＰＮ接合又は絶縁物で囲丈れた島状シリコン内ＫＭ
０８ＦＢＴを形成することにより、実現できる。そして
この島状シリコン内に製作されたＭＯＳＦＥＴの大きさ
を１０μ以内にするのは無理なので本発明では、ＭＯＳ
ＦＥＴのゲートに接続されて絶縁物上針状に引き出され
た電極を超小型にパターン形成する。そして、この針状
に引き出された電極にイオン感応膜を被着し、分離ゲー
ト部のｌ５ＦＥＴをシリコンウーハ上に製作する。イオ
ン感応部を細胞より十分小さい針状構造にするには、上
記のシリコンウーハ上のｌ５ＦＢＴの引き出されたイオ
ン感応部を異方性エツチングで針状にくり抜くことによ
り実現する。ＭＯ８ＦＦｉＴはＰＮ接合又は絶縁物に囲
まれて針状ゲート引き出しｆｆ１ｃｆｆｉもイオン感応
部と絶縁物で囲まれているので、細胞との電気絶縁はこ
のままで十分である。次にマイクロｌ５ＦＥＴの構造に
ついて、−例を以下に説明する。第１図、第２図及び第
３図は本発明の実施例構造図で第１図は断面図、第２図
は平面図、第３図（ａｌ　（ｂ）　（Ｃ）は夫々第２図
中Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃ断面図である。

Ｐ型８ｉ基板１を使用し、ｎ型分離層２内のＰ型Ｓｉに
ｎチャネルＭ　ＯＳ　Ｆ　ＲＴを製作し、所要部に絶縁
物３を形成後、ポリシリコン又はメタルシリサイド４を
ＭＯＳＦＥＴのゲート部４ａとドレイン４ｂ及びソース
部４ｃに接続し引き出して配線する。この引き出し電極
を全面絶縁物５で被１する。イオン感応部６の製作はボ
ロンの高ｉｎ　ｔｔ　、＠が異方性エツチングの附性を
有しているので、拡散により高ａ度ボロン層７を針状に
形成し、その上層に絶縁物３を形成し、ＭＯＳＦＥＴの
ゲート引き出し電極を針状にパ″−７配置πして・その
先端ｎ′Ｘ！−０絶祿板上にイ・オン感応膜８を形成し
、異方性エツチングにより切り抜いて実現する。イオン
感応部６の製作は異方性エツチングに耐える模であれば
エツチング前に行ない、エツチングに耐えなければ。

エツチング後に製作すればよい。ドレイン、ソースはＭ
ＯＳＦＥＴのドレイン、ソース部より引き出されて配置
し、末端で金属電極９を形成し外部回路と接続するよう
Ｋする。本発明により、はぼ全工程をシリコンウェハの
まま加工できるので量産に適して歩留りも良好である。

細胞との電気絶縁も完全である。針状構造のイオン感応
部を簡単に製作できるので安価になり効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の実施例構造図である
。図において１はシリコン基板、２は分離層、３．５は
絶縁部％４はポリシリコン、６はイオン感応部、７はボ
ロン層、８はイオン感応膜である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリコン基板上でＰＮ接合又は絶縁物で囲まれた
   島状シリコン内にＭＯＳＦＥＴを形成し、このＭＯＳＦ
   ＥＴのゲート部に配置されたゲート電極を絶縁物を介し
   て前記島状外に細長く引き出し、そのほぼ先端部上にイ
   オン感応膜を被着したことを特徴とするイオンセンサ。
2. （２）感応膜部下のシリコンが針状になっているイオン
   感応部を先端にもった特許請求の範囲第（１）項記載の
   イオンセンサ。