JPS63265157A - イオンセンサ - Google Patents
イオンセンサInfo
- Publication number
- JPS63265157A JPS63265157A JP62101052A JP10105287A JPS63265157A JP S63265157 A JPS63265157 A JP S63265157A JP 62101052 A JP62101052 A JP 62101052A JP 10105287 A JP10105287 A JP 10105287A JP S63265157 A JPS63265157 A JP S63265157A
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- JP
- Japan
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- ion
- electrodes
- ion concentration
- potential
- gate
- Prior art date
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- Pending
Links
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (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１．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。
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 ＥＴ
（ｉｏｎ ５ｅｎｓｉｔｉｖｅ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅ
ｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）と呼ばれるセンサである
。
（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３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１１９２４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
ン感応膜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、その電位に応してＩｎ
が変化するといった素子である。
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
ン感応膜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、その電位に応してＩｎ
が変化するといった素子である。
しかしながら、かかるｌ５ＦＥＴ型素子においては、ゲ
ート酸化膜２５が露出する構造となっているため、Ｎ
Ｘイオンなどの濃度を検出しようとした場合、イオンは
ゲート酸化膜２５上に電位を形成するだけではなく、酸
化膜中に浸入し、ＭＯＳのしきい値を変動させるという
欠点を有していた。
ート酸化膜２５が露出する構造となっているため、Ｎ
Ｘイオンなどの濃度を検出しようとした場合、イオンは
ゲート酸化膜２５上に電位を形成するだけではなく、酸
化膜中に浸入し、ＭＯＳのしきい値を変動させるという
欠点を有していた。
［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、酸化膜中に浸入するイオンの影響を受けな
いセンサを提供するにある。
るところは、酸化膜中に浸入するイオンの影響を受けな
いセンサを提供するにある。
［発明の開示］
本発明は、ゲート電極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・電流変換部に静電誘導トランジスタを
用いたことを特徴とする。
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・電流変換部に静電誘導トランジスタを
用い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、図において、ｌはイオン
感応膜、２ａ、２ｂはゲート電極、３．４は他の電極、
５は基板、６はゲート拡散層、７はゲート埋込層、８は
ソース拡散層、９はドレイン拡散層、１０は絶縁膜、１
１は比較電極である。
発明の一実施例を示すもので、図において、ｌはイオン
感応膜、２ａ、２ｂはゲート電極、３．４は他の電極、
５は基板、６はゲート拡散層、７はゲート埋込層、８は
ソース拡散層、９はドレイン拡散層、１０は絶縁膜、１
１は比較電極である。
ここで、ゲート電極２ａ、２ｂは素子中でフロート状態
であり、他の電極３．４は外部からなんらかの電位を与
えることができる。また、ゲート電極２ａ、２ｂ上には
イオン感応膜ｌが形成され、素子外部のイオン濃度の情
報をゲート電極２ａ、２ｂに、ある電位として伝えるこ
とができ、ゲート埋込層７と基板５とにできる空乏層幅
をイオン濃度と基板電位で決定することができる。従っ
て、電極３．４間の電位差を固定すれば、電極３．４間
に流れる電流は、イオン濃度によって決定されるため、
電流の大きさによりイオン濃度を測定することができる
。
であり、他の電極３．４は外部からなんらかの電位を与
えることができる。また、ゲート電極２ａ、２ｂ上には
イオン感応膜ｌが形成され、素子外部のイオン濃度の情
報をゲート電極２ａ、２ｂに、ある電位として伝えるこ
とができ、ゲート埋込層７と基板５とにできる空乏層幅
をイオン濃度と基板電位で決定することができる。従っ
て、電極３．４間の電位差を固定すれば、電極３．４間
に流れる電流は、イオン濃度によって決定されるため、
電流の大きさによりイオン濃度を測定することができる
。
次に、第２図は本発明の異なる実施例を示すもので、前
記実施例と異なる点は、一方のゲート電極２ａ上にのみ
イオン感応膜１を形成し、他方のゲート電極２ｂには外
部から電位が与えられる構造としたことで、他の構成は
前記実施例と同様であるので、同等構成に同一符号を付
すことにより説明を省略する。
記実施例と異なる点は、一方のゲート電極２ａ上にのみ
イオン感応膜１を形成し、他方のゲート電極２ｂには外
部から電位が与えられる構造としたことで、他の構成は
前記実施例と同様であるので、同等構成に同一符号を付
すことにより説明を省略する。
このように構成することにより、ゲート電極２ｂに与え
られた電位により電流が変化するが、ある電流が流れる
時のゲート電極２ｂの電位により、イオン濃度を知るこ
とができるのは明白である、また、この実施例において
は、ゲート電極２ｂをリファレンス電極として使用する
ことにより、素子特性がばらつく場合においても、ゲー
ト電極２ｂに与える電位を調整することにより、センサ
としての精度のばらつきを小さくすることができる。従
って、センシングする溶解液に与える電位を変えなくと
も、イオン濃度によらず、常に一定のレンジの電流値に
おいてイオン濃度を測定することが可能となる。
られた電位により電流が変化するが、ある電流が流れる
時のゲート電極２ｂの電位により、イオン濃度を知るこ
とができるのは明白である、また、この実施例において
は、ゲート電極２ｂをリファレンス電極として使用する
ことにより、素子特性がばらつく場合においても、ゲー
ト電極２ｂに与える電位を調整することにより、センサ
としての精度のばらつきを小さくすることができる。従
って、センシングする溶解液に与える電位を変えなくと
も、イオン濃度によらず、常に一定のレンジの電流値に
おいてイオン濃度を測定することが可能となる。
［発明の効果］
本発明は上記のように、電圧・電流変換部に静電誘導ト
ランジスタを用いたことにより、イオンの浸入によりト
ランジスタの特性が変化するといった欠点のないイオン
センサを提供できる。
ランジスタを用いたことにより、イオンの浸入によりト
ランジスタの特性が変化するといった欠点のないイオン
センサを提供できる。
第１′図は本発明の一実施例を示す模式図、第２図は本
発明の異なる実施例を示す模式図、第３回は従来例の模
式図である。 １・・・イオン感応膜、２ａ、２ｂ・・・ゲート電極、
３．４・・・他の電極、５・・・基板、６・・・ゲート
拡（ｌ＋！層、７・・・ゲート埋込層、８・・・ソース
拡散層、９・・・ドレイン拡散層、ｌＯ・・・絶縁膜、
１１・・・比較電極。 ′ｓ１図 第２ｍ 第３図 η
発明の異なる実施例を示す模式図、第３回は従来例の模
式図である。 １・・・イオン感応膜、２ａ、２ｂ・・・ゲート電極、
３．４・・・他の電極、５・・・基板、６・・・ゲート
拡（ｌ＋！層、７・・・ゲート埋込層、８・・・ソース
拡散層、９・・・ドレイン拡散層、ｌＯ・・・絶縁膜、
１１・・・比較電極。 ′ｓ１図 第２ｍ 第３図 η
Claims (1)
- （１）ゲート電極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・電流変換部に静電誘導トランジスタを用い
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 |
|---|---|---|---|
| JP62101052A JPS63265157A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | イオンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62101052A JPS63265157A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | イオンセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265157A true JPS63265157A (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=14290348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62101052A Pending JPS63265157A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | イオンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63265157A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019555A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガスセンサ |
-
1987
- 1987-04-23 JP JP62101052A patent/JPS63265157A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019555A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガスセンサ |
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