JPS63265155A - イオンセンサ - Google Patents
イオンセンサInfo
- Publication number
- JPS63265155A JPS63265155A JP62101050A JP10105087A JPS63265155A JP S63265155 A JPS63265155 A JP S63265155A JP 62101050 A JP62101050 A JP 62101050A JP 10105087 A JP10105087 A JP 10105087A JP S63265155 A JPS63265155 A JP S63265155A
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- JP
- Japan
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- ions
- ion
- potential
- concentration
- electrode
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- Pending
Links
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Landscapes
- Thyristors (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】
［技術分野］
本発明は、溶解液中のイオン濃度またはイオンが可動状
態の物質中のイオン濃度を検出するセンサに関する。
態の物質中のイオン濃度を検出するセンサに関する。
［背景技術］
イオン選択性電極は、臨床検査に広く用いられているが
、小型化しようとすると電極抵抗が極めて大きくなるた
め、イオン濃度を測る場合、種々の制限が存在する。そ
こで、近年注目を集めてきたのがＩ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ
（ｉｏｎ ５ｅｎｓｉｔｉｖｅ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅ
ｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）と呼ばれるセンサである
。
、小型化しようとすると電極抵抗が極めて大きくなるた
め、イオン濃度を測る場合、種々の制限が存在する。そ
こで、近年注目を集めてきたのがＩ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ
（ｉｏｎ ５ｅｎｓｉｔｉｖｅ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅ
ｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）と呼ばれるセンサである
。
ｌ５ＦＥＴは、ＩＣ技術を用いて作られるため超小型で
あり、また、電圧電流変換機能、増幅器を内蔵しており
、さらに、種々の回路との集積化が可能であり、多種の
イオンを同時に検出できる構造をもつことが可能である
という特徴を有している。
あり、また、電圧電流変換機能、増幅器を内蔵しており
、さらに、種々の回路との集積化が可能であり、多種の
イオンを同時に検出できる構造をもつことが可能である
という特徴を有している。
第２図に代表的なｌ５ＦＥＴ型素子を示す０図中、２０
は保護膜、２１はソース電極、２２はドレイン電極、２
３は絶縁膜、２４はイオン感応膜、２５はゲート酸化膜
、２６はソース拡散層、２７はドレイン拡散層、２８は
基板、２９は基板電極、３０は比較電極である。
は保護膜、２１はソース電極、２２はドレイン電極、２
３は絶縁膜、２４はイオン感応膜、２５はゲート酸化膜
、２６はソース拡散層、２７はドレイン拡散層、２８は
基板、２９は基板電極、３０は比較電極である。
かかる素子の使用法は、イオン感応Ｈ２４およびゲート
酸化膜２５の部分を溶解液に浸すと共に、カロメル電極
の如き比較電極３０で溶解液の電位を定める。イオン感
応Ｆ！２４がｐＨガラス電極のように、溶解液中のＨ＋
イオン濃度に対応して表面に界面電位を発生すれば、Ｆ
ＥＴのゲート電位として作用し、その電位に応じて■。
酸化膜２５の部分を溶解液に浸すと共に、カロメル電極
の如き比較電極３０で溶解液の電位を定める。イオン感
応Ｆ！２４がｐＨガラス電極のように、溶解液中のＨ＋
イオン濃度に対応して表面に界面電位を発生すれば、Ｆ
ＥＴのゲート電位として作用し、その電位に応じて■。
が変化するといった素子である。
しかしながら、かかるｌ５ＦＥＴ型素子においても、電
流増幅率の小さい場合や、イオン感応膜２４とゲート酸
化膜２５の界面で得られる電位が、しきい値程度と低い
場合、リーク電流の存在により、イオンが所定の濃度以
上存在するか否かの判断が困難な場合が生じるといった
欠点を有している。
流増幅率の小さい場合や、イオン感応膜２４とゲート酸
化膜２５の界面で得られる電位が、しきい値程度と低い
場合、リーク電流の存在により、イオンが所定の濃度以
上存在するか否かの判断が困難な場合が生じるといった
欠点を有している。
［発明の目的］
本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、イオンが所定の濃度以上存在するか否かを
確実に知ることができるイオンセンサを提供するにある
。
るところは、イオンが所定の濃度以上存在するか否かを
確実に知ることができるイオンセンサを提供するにある
。
［発明の開示］
本発明は、ゲート酸化股上に形成したイオン感応膜の部
分を溶解液若しくはイオンが可動状態の物質中に浸すと
共に、比較電極で溶解液の電位を定め、前記イオン感応
膜が溶解液中のイオン濃度に対応して表面に発生する界
面電位をゲート電圧として作用せしめることにより、電
極間に電流を生ぜしめ、溶解液中の若しくはイオンが可
動状態の物質中のイオン濃度を検出するイオンセンサに
おいて、前記電圧・電流変換部をサイリスタ構造とした
ことを特徴とする。
分を溶解液若しくはイオンが可動状態の物質中に浸すと
共に、比較電極で溶解液の電位を定め、前記イオン感応
膜が溶解液中のイオン濃度に対応して表面に発生する界
面電位をゲート電圧として作用せしめることにより、電
極間に電流を生ぜしめ、溶解液中の若しくはイオンが可
動状態の物質中のイオン濃度を検出するイオンセンサに
おいて、前記電圧・電流変換部をサイリスタ構造とした
ことを特徴とする。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。第１図は本
発明の一実施例を示すもので、図中、１は比較電極、２
はカソード電極、３はアノード電極、４はイオン感応膜
、５は絶縁膜、６はカソード拡散層、７はアノード拡散
層、８はゲート酸化膜である。
発明の一実施例を示すもので、図中、１は比較電極、２
はカソード電極、３はアノード電極、４はイオン感応膜
、５は絶縁膜、６はカソード拡散層、７はアノード拡散
層、８はゲート酸化膜である。
ところで、イオン感応膜４が金属電極で、外部から電位
が与えられるものであるならば、通常のＩＧＴ型サイリ
スタであるが、ゲート酸化膜８上の電位は、イオン感応
膜４を介して比較電極１の電位の一部がイオン濃度に応
じて与えられる。
が与えられるものであるならば、通常のＩＧＴ型サイリ
スタであるが、ゲート酸化膜８上の電位は、イオン感応
膜４を介して比較電極１の電位の一部がイオン濃度に応
じて与えられる。
イオン感応膜４が選択するイオンの濃度が、ある濃度（
本実施例ではイオン検出値）以上であれば、ゲート酸化
膜８とイオン感応膜４との界面での電位Ｖ、が、ＧＴＯ
型サイリスタのしきい値電圧以上となり、カソード電極
２とアノード電極３の間に電流が流れる。
本実施例ではイオン検出値）以上であれば、ゲート酸化
膜８とイオン感応膜４との界面での電位Ｖ、が、ＧＴＯ
型サイリスタのしきい値電圧以上となり、カソード電極
２とアノード電極３の間に電流が流れる。
前記従来例の場合、ソース電極２１とドレイン電極２２
の間の電流値は、しきい値電圧をｖ７とすると、 ｖｎｓ＞ｖｅｓ ｖｔ ならば、 と普通表せるが、Ｖｃｓ＃Ｖｙのときは、！。、は０式
では表せず、 のように、リーク電流Ｉ ＤＳＬとゲート・ソース間電
圧■。、に対し指数関数的に増加する電流の和となり、
■、が■７より大であるか小であるかの判定は難しいも
のとなる。しかし、実施例のようにサイリスタ構造とす
れば、ｖＧが■、を超えれば、電流は急激に増加するた
め、オンかオフかの２値判断が可能となる。
の間の電流値は、しきい値電圧をｖ７とすると、 ｖｎｓ＞ｖｅｓ ｖｔ ならば、 と普通表せるが、Ｖｃｓ＃Ｖｙのときは、！。、は０式
では表せず、 のように、リーク電流Ｉ ＤＳＬとゲート・ソース間電
圧■。、に対し指数関数的に増加する電流の和となり、
■、が■７より大であるか小であるかの判定は難しいも
のとなる。しかし、実施例のようにサイリスタ構造とす
れば、ｖＧが■、を超えれば、電流は急激に増加するた
め、オンかオフかの２値判断が可能となる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものでないのは
勿論であり、例えば、本発明はイオンが可動状態の物質
中のイオン濃度を検出する場合にも有効である。
勿論であり、例えば、本発明はイオンが可動状態の物質
中のイオン濃度を検出する場合にも有効である。
［発明の効果］
本発明は上記のように、電圧・電流変換部をサイリスタ
構造としたことにより、ゲート酸化膜とイオン感応膜と
の界面での電位がサイリスタのしきい値電圧を超えた時
に初めて電極間電流をオンと検出できるため、比較電極
の電位および前記しきい値電圧を適当に定めることによ
り、センシングすべき物質中のイオン濃度が、所定の濃
度より濃いものか薄いものかの検出が容易となる。
構造としたことにより、ゲート酸化膜とイオン感応膜と
の界面での電位がサイリスタのしきい値電圧を超えた時
に初めて電極間電流をオンと検出できるため、比較電極
の電位および前記しきい値電圧を適当に定めることによ
り、センシングすべき物質中のイオン濃度が、所定の濃
度より濃いものか薄いものかの検出が容易となる。
第１図は本発明の一実施例を示す模式図、第２図は従来
例の模式図である。 １・・・比較電極、２・・・カソード電極、３・・・ア
ノード電極、４・・・イオン感応膜、５・・・絶縁膜、
６・・・カソード拡散層、７・・・アノード拡散層、８
・・・ゲート酸化膜。
例の模式図である。 １・・・比較電極、２・・・カソード電極、３・・・ア
ノード電極、４・・・イオン感応膜、５・・・絶縁膜、
６・・・カソード拡散層、７・・・アノード拡散層、８
・・・ゲート酸化膜。
Claims (1)
- （１）ゲート酸化膜上に形成したイオン感応膜の部分を
溶解液若しくはイオンが可動状態の物質中に浸すと共に
、比較電極で溶解液の電位を定め、前記イオン感応膜が
溶解液中のイオン濃度に対応して表面に発生する界面電
位をゲート電圧として作用せしめることにより、電極間
に電流を生ぜしめ、溶解液中の若しくはイオンが可動状
態の物質中のイオン濃度を検出するイオンセンサにおい
て、前記電圧・電流変換部をサイリスタ構造としたこと
を特徴とするイオンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62101050A JPS63265155A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | イオンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62101050A JPS63265155A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | イオンセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265155A true JPS63265155A (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=14290292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62101050A Pending JPS63265155A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | イオンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63265155A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103575787A (zh) * | 2012-08-01 | 2014-02-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 半导体构件和用于确定半导体构件的半导体材料的状态的方法 |
-
1987
- 1987-04-23 JP JP62101050A patent/JPS63265155A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103575787A (zh) * | 2012-08-01 | 2014-02-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 半导体构件和用于确定半导体构件的半导体材料的状态的方法 |
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