JPWO2019077814A1 - 電荷検出センサおよび電位計測システム - Google Patents
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Abstract
複数の電極をアレイ状に配置し、その電極上の溶液において発生する電荷を検出する電荷検出センサにおいて、センシング感度を向上させる。電荷検出センサは、アレイ状に配列されて電荷を検出する複数の検出電極を備える。複数の検出電極は、絶縁部によって互いに絶縁される。複数の検出電極の表面には、導電性の粒子群が成膜される。これにより、検出電極の表面において立体電極が形成され、検出電極の表面積が拡大し、低抵抗化が図られる。
Description
本技術は、電荷検出センサに関する。詳しくは、電荷検出センサおよびその電荷検出センサを利用した電位計測システムに関する。
従来、複数の電極をアレイ状に配置し、その電極上の溶液において発生する電荷を検出する電荷検出センサが注目されている。例えば、化学変化によって発生する活動電位発生点の電位を測定する電位測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
上述の従来技術では、アレイ状に配置された電極を溶液に浸して、そこで発生する電荷を検出している。上述の電荷検出センサにおいてセンシング感度を向上させるためには、センシングのための面積を拡大することが考えられるが、電極自体の面積を拡大すると装置全体の面積が拡大して小型化を図ることが困難になる。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、電荷検出センサにおけるセンシング感度を向上させることを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、アレイ状に配列されて電荷を検出する複数の検出電極と、上記複数の検出電極を互いに絶縁する絶縁部と、上記複数の検出電極の表面に成膜された導電性の粒子群とを具備する電荷検出センサである。これにより、検出電極の表面積を拡大させて低抵抗化を図り、センシング感度を向上させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記粒子群は、それぞれがナノメートルオーダの大きさを有するナノ粒子群であってもよく、より具体的には、白金ナノ粒子の粒子群であってもよい。これにより、検出電極の表面にナノ粒子群を立体的に成膜して、表面積を拡大させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記複数の検出電極は、金属を材料とする非水溶性の電極であってもよく、より具体的には、白金を材料とする電極であってもよい。これにより、ナノ粒子群を成膜する際に電荷検出センサを金属材料により封止するという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記絶縁部は、上記検出電極の表面から所定距離離れた部分において突出形状を有してもよい。これにより、絶縁層の側壁に導電性膜が成膜されることを防止するという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記絶縁部の上記突出形状は、上記粒子群の高さよりも高い位置に設けられることが望ましい。また、上記絶縁部の上記突出形状は、上記粒子群の高さよりも長い突出を有することが望ましい。これにより、絶縁層の側壁に導電性膜が成膜されることを防止する作用をより確実にする。
また、この第１の側面において、上記絶縁部の上記突出形状は、上記絶縁部の他の部分とは異なる材料により形成されてもよい。これにより、絶縁層における突出形状の形成を容易にするという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記複数の検出電極の各々は、配線層と接続するための窪み部を備えてもよい。これにより、検出電極を配線層に接続させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記複数の検出電極の各々と配線層とを接続するためのコンタクトをさらに具備してもよい。このコンタクトは、金属埋め込みプラグ型コンタクトであってもよく、また、シリコン貫通電極型コンタクトであってもよい。これにより、コンタクトを用いて検出電極を配線層に接続させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、電荷検出センサは、上記検出電極に接する溶液中のイオンを検出してもよい。
また、この第１の側面において、電荷検出センサは、上記電荷を検出することにより生体活動の測定または生体物質の特定を行うバイオセンサであってもよい。
また、本技術の第２の側面は、アレイ状に配列されて電荷を検出する複数の検出電極と、上記複数の検出電極を互いに絶縁する絶縁部と、上記複数の検出電極の表面に成膜された導電性の粒子群とを備えて電位計測を行う電荷検出センサと、上記電荷検出センサにおける電位計測を制御する制御部と、上記電荷検出センサによる計測結果を処理する計測結果処理部と、上記処理された計測結果を表示する表示部とを具備する電位計測システムであってもよい。これにより、電荷検出センサによる計測結果を処理して、画像や動画として表示するという作用をもたらす。
本技術によれば、電荷検出センサにおけるセンシング感度を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（白金ナノ粒子により立体電極を形成した例）
２．第２の実施の形態（電極間の絶縁部の側壁を庇形状とした例）
３．第３の実施の形態（電位計測システムへの適用例）
１．第１の実施の形態（白金ナノ粒子により立体電極を形成した例）
２．第２の実施の形態（電極間の絶縁部の側壁を庇形状とした例）
３．第３の実施の形態（電位計測システムへの適用例）
＜１．第１の実施の形態＞
［電荷検出センサ］
図１は、本技術の実施の形態における電荷検出センサ１０を上面から見た外観の一例を示す図である。
［電荷検出センサ］
図１は、本技術の実施の形態における電荷検出センサ１０を上面から見た外観の一例を示す図である。
この電荷検出センサ１０は、溶液中の電荷を検出するセンサである。この電荷検出センサ１０の上面には検出領域１１が設けられ、この検出領域１１に試料となる溶液が浸される。また、この電荷検出センサ１０は、列選択部１６と、行選択部１７と、増幅部１８と、Ａ／Ｄ変換部１９とを備える。
検出領域１１は、それぞれが検出素子を備えるセル１２を複数有しており、その複数のセル１２は２次元アレイ状に配置されて素子アレイを形成する。複数のセル１２は、それぞれが電荷を検出する。なお、この例では８×８の素子アレイを示しているが、これは一例であり、必要に応じて任意のサイズの素子アレイを構成することができる。
列選択部１６は、検出領域１１における２次元アレイ状のセル１２の列を選択する列選択信号を出力するものである。行選択部１７は、検出領域１１における２次元アレイ状のセル１２の行を選択する行選択信号を出力するものである。列選択部１６および行選択部１７によって、２次元アレイ状のセル１２のうち１つが選択されて特定される。
増幅部１８は、列選択部１６および行選択部１７によって選択されたセル１２からの電位信号を増幅するものである。
Ａ／Ｄ変換部１９は、増幅部１８によって増幅された電位信号をアナログ値からデジタル値に変換するものである。
図２は、本技術の実施の形態におけるセル１２を上面から見た外観の一例を示す図である。
セル１２は、電荷を検出する検出部１３を備えており、その周囲は他のセル１２と互いに絶縁する絶縁部１４を備えている。検出領域１１に浸された溶液は、検出部１３に接する。これにより、複数のセル１２の各々は、検出部１３に接する溶液中のイオンの電荷を検出する。
なお、セル１２は、絶縁部１４の一部において窪み部１５を有する場合がある。これは、後述するように、検出部１３とその下部の配線との接続を図るための一例に過ぎず、他にも様々な実現手法が考えられる。
［構造］
図３は、本技術の第１の実施の形態における電荷検出センサ１０の断面図の一例を示す図である。ここでは、図２のＡ−Ａ'に沿った断面を示している。
図３は、本技術の第１の実施の形態における電荷検出センサ１０の断面図の一例を示す図である。ここでは、図２のＡ−Ａ'に沿った断面を示している。
この電荷検出センサ１０は、検出部１３として検出電極１３０を備える。検出電極１３０は、例えば白金（Ｐｔ）などの金属を材料とする非水溶性の電極であり、その表面にはそれぞれがナノメートルオーダの大きさを有する導電性のナノ粒子群が成膜される。このようなナノ粒子群としては、例えば白金ナノ粒子が想定される。
この電荷検出センサ１０は、絶縁部１４として絶縁層１４０を備える。この絶縁層１４０は、アレイ状に配列される検出電極１３０を互いに絶縁するものである。この絶縁層１４０の材料としては、例えばシリコンナイトライド（ＳｉＮ）などを用いることができる。なお、絶縁層１４０は、特許請求の範囲に記載の絶縁部の一例である。
検出電極１３０の下層には、絶縁層１５０が設けられる。この絶縁層１５０の材料としては、例えば一酸化シリコン（ＳｉＯ）や、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）などを用いることができる。
絶縁層１５０の下層には、配線層１６０が設けられる。この配線層１６０の材料としては、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）や、アルミニウム銅合金（ＡｌＣｕ）などを用いることができる。
図示したように、検出電極１３０は、絶縁層１５０の窪み部１５に沿って下方に窪んでおり、この位置において配線層１６０と接続するようになっている。なお、この窪み部１５は、他の材料または同じ材料によって埋められていてもよい。
配線層１６０の下部には、他層と接続するための電極１７０が設けられる。この電極１７０の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）などを用いることができる。これにより、他層との間で銅電極同士の接続（Ｃｕ−Ｃｕ接続）を行うことが可能になる。
図４は、本技術の実施の形態における検出電極１３０の断面図の一例を示す図である。
上述のように、検出電極１３０は、金属を材料とする電極１３１の表面に、導電性のナノ粒子群１３２を成膜したものである。ナノ粒子群１３２は、図示したように立体的に成膜されており、これにより平面の電極１３１のみの場合と比べて表面積を拡大することができ、検出電極１３０の低抵抗化を図ることができる。
このナノ粒子群１３２は、電極１３１に対してナノ粒子を吹き付けるスキンコートにより成膜することが想定される。また、蒸着成膜やスパッタリングなどの手法を用いて成膜するようにしてもよい。なお、ナノ粒子群１３２は、特許請求の範囲に記載の粒子群の一例である。
［絶縁層の形状］
上述の実施の形態においては、絶縁部１４における絶縁層１４０の側壁は垂直であることを想定していた。これに対し、絶縁層１４０の形状は以下に例示するように様々な形状が適用可能である。
上述の実施の形態においては、絶縁部１４における絶縁層１４０の側壁は垂直であることを想定していた。これに対し、絶縁層１４０の形状は以下に例示するように様々な形状が適用可能である。
図５は、本技術の第１の実施の形態における絶縁層１４０の形状の第１の例を示す図である。この第１の例では、絶縁層１４０は台形形状を有している。側壁は下方に広がっており、上部は平面となっている。
図６は、本技術の第１の実施の形態における絶縁層１４０の形状の第２の例を示す図である。この第２の例では、絶縁層１４０は三角形状を有している。側壁は下方に広がっており、上部は鋭角となっている。
図７は、本技術の第１の実施の形態における絶縁層１４０の形状の第３の例を示す図である。この第３の例では、絶縁層１４０は逆テーパ形状を有している。側壁は上方に広がっており、上部は平面となっている。
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、電荷検出センサにおける検出電極１３０の表面にナノ粒子群１３２を立体的に成膜することにより、表面積を拡大させて低抵抗化を図り、センシング感度を向上させることができる。
［変形例］
図８は、本技術の第１の実施の形態の変形例における電荷検出センサ１０の断面図の一例を示す図である。
図８は、本技術の第１の実施の形態の変形例における電荷検出センサ１０の断面図の一例を示す図である。
この変形例では、検出電極１３０と配線層１６０との接続のために、絶縁層１５０を貫通するスルーホールに絶縁膜と金属などの伝導体を埋め込んだプラグ型のコンタクト１８０が設けられる。この場合の金属の材料としては、例えばタングステン（Ｗ）などが想定される。
なお、コンタクト１８０は、ホールの底面と側壁に金属などの伝導体を付けた落とし込みＴＳＶ（Through-Silicon Via）型のコンタクトであってもよい。
この変形例によれば、検出電極１３０は、上述の第１の実施の形態と異なり、平面形状として形成することができる。また、検出電極１３０の下にコンタクト１８０を設けることができるため、検出部１３の面積（検出電極１３０が露出している面積）を広げることができ、センシング感度をより向上させることができる。
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態においては、検出電極１３０の表面にナノ粒子群１３２を立体的に成膜することにより、表面積を拡大させていた。この場合、絶縁層１４０の側壁に導電性膜が成膜されてしまい、隣接する検出電極１３０の間で導電が生じて、正常な動作が妨げられるおそれがある。そこで、この第２の実施の形態においては、成膜により連続的な被覆が生じないように絶縁を施す。なお、電荷検出センサ１０の全体構成については上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
上述の第１の実施の形態においては、検出電極１３０の表面にナノ粒子群１３２を立体的に成膜することにより、表面積を拡大させていた。この場合、絶縁層１４０の側壁に導電性膜が成膜されてしまい、隣接する検出電極１３０の間で導電が生じて、正常な動作が妨げられるおそれがある。そこで、この第２の実施の形態においては、成膜により連続的な被覆が生じないように絶縁を施す。なお、電荷検出センサ１０の全体構成については上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
［構造］
図９は、本技術の第２の実施の形態における電荷検出センサ１０の断面図の一例を示す図である。ここでは、図２のＡ−Ａ'に沿った断面を示している。
図９は、本技術の第２の実施の形態における電荷検出センサ１０の断面図の一例を示す図である。ここでは、図２のＡ−Ａ'に沿った断面を示している。
この第２の実施の形態においては、絶縁層１４０の側壁が庇（ひさし）形状を有している。すなわち、検出電極１３０の表面から所定距離離れた部分において、突出形状を有している。これにより、検出電極１３０の間で導電性膜が連続的に成膜されることを回避する。
図１０は、本技術の第２の実施の形態における絶縁層１４０の側壁部分の断面形状の一例を示す図である。
この例では、絶縁層１４０は、第１層１４１、第２層１４２、第３層１４３の３つの層からなっている。第１層１４１は、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）を材料としている。第２層１４２は、突出形状を形成する層であり、一酸化シリコン（ＳｉＯ）を材料としている。第３層１４３は、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）を材料としている。このように異なる材料を用いているのは、絶縁層１４０の側壁において庇形状の形成を容易にするためである。ただし、同一種の材料によっても庇形状を形成することは可能である。また、ここで例示した材料は一例であり、他の材料によって形成されてもよい。
絶縁層１４０の突出形状は、ナノ粒子群１３２の高さよりも高い位置に設けられる。すなわち、第３層１４３の厚みは、ナノ粒子群１３２の厚みよりも厚くなるように形成される。ナノ粒子群１３２における各々の粒子はナノメートルオーダの大きさを有するが、これらを立体的に成膜したナノ粒子群１３２の厚みは、例えば数十ナノメートルのオーダになる。したがって、突出形状を形成する第２層１４２の下方の第３層１４３の厚みは、数十ナノメートルのオーダよりも大きくなる。ナノ粒子群１３２における粒子の積み上げを考慮すると、第３層１４３の厚みは、一例としてナノ粒子群１３２の厚みの３倍程度であることが望ましい。
また、絶縁層１４０の突出形状が水平方向に突出する長さは、ナノ粒子群１３２の高さよりも長く設けられる。すなわち、第２層１４２が第３層１４３よりも突出する長さは、ナノ粒子群１３２の厚みよりも長くなるように形成される。
このように、絶縁層１４０における突出形状の高さや長さを適正に形成することにより、ナノ粒子群１３２の成膜において連続的な被覆が発生して、隣接する検出電極１３０の間で導電が生じることを防止することができる。
［絶縁層の形状］
図１１は、本技術の第２の実施の形態における絶縁層１４０の形状の例を示す図である。
図１１は、本技術の第２の実施の形態における絶縁層１４０の形状の例を示す図である。
この例では、絶縁層１４０は台形形状を有するとともに、側壁が庇形状を有している。すなわち、絶縁層１４０の側壁が庇形状を有するため、ナノ粒子群１３２の成膜においてナノ粒子が吹き付けられた際に絶縁層１４０を跨って連続的に被覆されることを防止することができる。
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、絶縁層１４０の側壁が庇形状を有することにより、ナノ粒子群１３２の成膜が絶縁層１４０を跨って連続的に被覆されることを防止することができる。
［変形例］
図１２は、本技術の第２の実施の形態の変形例における電荷検出センサ１０の断面図の一例を示す図である。
図１２は、本技術の第２の実施の形態の変形例における電荷検出センサ１０の断面図の一例を示す図である。
この変形例では、上述の第１の実施の形態と同様に、検出電極１３０と配線層１６０との接続のために、絶縁層１５０を貫通するスルーホールに絶縁膜と金属などの伝導体を埋め込んだプラグ型のコンタクト１８０が設けられる。この場合の金属の材料としては、例えばタングステン（Ｗ）などが想定される。また、コンタクト１８０は、ホールの底面と側壁に金属などの伝導体を付けた落とし込みＴＳＶ（Through-Silicon Via）型のコンタクトであってもよい。
この第２の実施の形態の変形例による効果は、上述の第１の実施の形態の変形例による効果と同様であり、これによりセンシング感度をより向上させることができる。
＜３．第３の実施の形態＞
上述の実施の形態において説明したように、電荷検出センサ１０によって溶液中の電荷を検出することができる。この第３の実施の形態では、電荷検出センサ１０を電位計測システムに適用した場合の例について説明する。
上述の実施の形態において説明したように、電荷検出センサ１０によって溶液中の電荷を検出することができる。この第３の実施の形態では、電荷検出センサ１０を電位計測システムに適用した場合の例について説明する。
図１３は、本技術の第３の実施の形態における電位計測システムの構成例を示す図である。この電位計測システムは、上述の実施の形態において説明した電荷検出センサ１０に加えて、制御部２０と、計測結果処理部４０と、表示部５０とを備える。
電荷検出センサ１０は、上述のように複数のセル１２のそれぞれにおいて電荷を検出する。これにより、溶液中のイオンを計測することができる。また、これにより、生体活動の測定または生体物質の特定を行うことができ、バイオセンサとして機能する。
制御部２０は、電荷検出センサ１０を駆動もしくは制御するものである。この制御部２０は、例えば、電荷検出センサ１０に対して電位計測の開始および終了を指示し、または、計測対象の選定などを制御する。
計測結果処理部４０は、電荷検出センサ１０によって計測された結果を、事前に設定された基準に基づいて処理するものである。この計測結果処理部４０は、例えば、計測結果を表示するために、その計測データを変換し、または、その計測データの数値を多段階に分類する等の処理を行う。
表示部５０は、計測結果処理部４０によって処理された計測結果を表示するものである。この表示部５０は、例えば、計測結果を画素の色や濃淡として示し、素子アレイと同様に２次元に並べて、電荷または電位の分布を示す画像として表示する。また、例えば、そのようにして得られた画像を時間経過に沿って表示することにより、電荷または電位の遷移を示す動画として表示することができる。
この例において、電荷検出センサ１０および制御部２０は、電荷検出装置３０を構成する。例えば、この電荷検出装置３０を測定対象に設置して、その計測結果を記憶しておいて、その後、記憶されていた計測結果を計測結果処理部４０により処理するようにしてもよい。また、電荷検出装置３０にネットワーク機能を備えることにより、電荷検出センサ１０による計測結果をリアルタイムに遠隔送信して、電荷検出装置３０から離れた場所にある計測結果処理部４０により処理するようにしてもよい。
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、上述の実施の形態において説明した電荷検出センサ１０を用いて計測を行い、その結果を表示部５０に表示することができる。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray（登録商標）Disc）等を用いることができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）アレイ状に配列されて電荷を検出する複数の検出電極と、
前記複数の検出電極を互いに絶縁する絶縁部と、
前記複数の検出電極の表面に成膜された導電性の粒子群と
を具備する電荷検出センサ。
（２）前記粒子群は、それぞれがナノメートルオーダの大きさを有するナノ粒子群である
前記（１）に記載の電荷検出センサ。
（３）前記粒子群は、白金ナノ粒子の粒子群である
前記（２）に記載の電荷検出センサ。
（４）前記複数の検出電極は、金属を材料とする非水溶性の電極である
前記（１）から（３）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（５）前記複数の検出電極は、白金を材料とする電極である
前記（４）に記載の電荷検出センサ。
（６）前記絶縁部は、前記検出電極の表面から所定距離離れた部分において突出形状を有する
前記（１）から（５）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（７）前記絶縁部の前記突出形状は、前記粒子群の高さよりも高い位置に設けられる
前記（６）に記載の電荷検出センサ。
（８）前記絶縁部の前記突出形状は、前記粒子群の高さよりも長い突出を有する
前記（６）または（７）に記載の電荷検出センサ。
（９）前記絶縁部の前記突出形状は、前記絶縁部の他の部分とは異なる材料により形成される
前記（６）から（８）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１０）前記複数の検出電極の各々は、配線層と接続するための窪み部を備える
前記（１）から（９）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１１）前記複数の検出電極の各々と配線層とを接続するためのコンタクトをさらに具備する前記（１）から（１０）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１２）前記コンタクトは、金属埋め込みプラグ型コンタクトである
前記（１１）に記載の電荷検出センサ。
（１３）前記コンタクトは、シリコン貫通電極型コンタクトである
前記（１１）に記載の電荷検出センサ。
（１４）前記検出電極に接する溶液中のイオンを検出する前記（１）から（１３）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１５）前記電荷を検出することにより生体活動の測定または生体物質の特定を行うバイオセンサである前記（１）から（１４）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１６）アレイ状に配列されて電荷を検出する複数の検出電極と、前記複数の検出電極を互いに絶縁する絶縁部と、前記複数の検出電極の表面に成膜された導電性の粒子群とを備えて電位計測を行う電荷検出センサと、
前記電荷検出センサにおける電位計測を制御する制御部と、
前記電荷検出センサによる計測結果を処理する計測結果処理部と、
前記処理された計測結果を表示する表示部と
を具備する電位計測システム。
（１）アレイ状に配列されて電荷を検出する複数の検出電極と、
前記複数の検出電極を互いに絶縁する絶縁部と、
前記複数の検出電極の表面に成膜された導電性の粒子群と
を具備する電荷検出センサ。
（２）前記粒子群は、それぞれがナノメートルオーダの大きさを有するナノ粒子群である
前記（１）に記載の電荷検出センサ。
（３）前記粒子群は、白金ナノ粒子の粒子群である
前記（２）に記載の電荷検出センサ。
（４）前記複数の検出電極は、金属を材料とする非水溶性の電極である
前記（１）から（３）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（５）前記複数の検出電極は、白金を材料とする電極である
前記（４）に記載の電荷検出センサ。
（６）前記絶縁部は、前記検出電極の表面から所定距離離れた部分において突出形状を有する
前記（１）から（５）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（７）前記絶縁部の前記突出形状は、前記粒子群の高さよりも高い位置に設けられる
前記（６）に記載の電荷検出センサ。
（８）前記絶縁部の前記突出形状は、前記粒子群の高さよりも長い突出を有する
前記（６）または（７）に記載の電荷検出センサ。
（９）前記絶縁部の前記突出形状は、前記絶縁部の他の部分とは異なる材料により形成される
前記（６）から（８）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１０）前記複数の検出電極の各々は、配線層と接続するための窪み部を備える
前記（１）から（９）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１１）前記複数の検出電極の各々と配線層とを接続するためのコンタクトをさらに具備する前記（１）から（１０）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１２）前記コンタクトは、金属埋め込みプラグ型コンタクトである
前記（１１）に記載の電荷検出センサ。
（１３）前記コンタクトは、シリコン貫通電極型コンタクトである
前記（１１）に記載の電荷検出センサ。
（１４）前記検出電極に接する溶液中のイオンを検出する前記（１）から（１３）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１５）前記電荷を検出することにより生体活動の測定または生体物質の特定を行うバイオセンサである前記（１）から（１４）のいずれかに記載の電荷検出センサ。
（１６）アレイ状に配列されて電荷を検出する複数の検出電極と、前記複数の検出電極を互いに絶縁する絶縁部と、前記複数の検出電極の表面に成膜された導電性の粒子群とを備えて電位計測を行う電荷検出センサと、
前記電荷検出センサにおける電位計測を制御する制御部と、
前記電荷検出センサによる計測結果を処理する計測結果処理部と、
前記処理された計測結果を表示する表示部と
を具備する電位計測システム。
１０ 電荷検出センサ
１１ 検出領域
１２ セル
１３ 検出部
１４ 絶縁部
１５ 窪み部
１６ 列選択部
１７ 行選択部
１８ 増幅部
１９ Ａ／Ｄ変換部
２０ 制御部
３０ 電荷検出装置
４０ 計測結果処理部
５０ 表示部
１３０ 検出電極
１３１ 電極
１３２ ナノ粒子群
１４０〜１４３、１５０ 絶縁層
１６０ 配線層
１７０ 電極
１８０ コンタクト
１１ 検出領域
１２ セル
１３ 検出部
１４ 絶縁部
１５ 窪み部
１６ 列選択部
１７ 行選択部
１８ 増幅部
１９ Ａ／Ｄ変換部
２０ 制御部
３０ 電荷検出装置
４０ 計測結果処理部
５０ 表示部
１３０ 検出電極
１３１ 電極
１３２ ナノ粒子群
１４０〜１４３、１５０ 絶縁層
１６０ 配線層
１７０ 電極
１８０ コンタクト
Claims (16)
- アレイ状に配列されて電荷を検出する複数の検出電極と、
前記複数の検出電極を互いに絶縁する絶縁部と、
前記複数の検出電極の表面に成膜された導電性の粒子群と
を具備する電荷検出センサ。 - 前記粒子群は、それぞれがナノメートルオーダの大きさを有するナノ粒子群である
請求項１記載の電荷検出センサ。 - 前記粒子群は、白金ナノ粒子の粒子群である
請求項２記載の電荷検出センサ。 - 前記複数の検出電極は、金属を材料とする非水溶性の電極である
請求項１記載の電荷検出センサ。 - 前記複数の検出電極は、白金を材料とする電極である
請求項４記載の電荷検出センサ。 - 前記絶縁部は、前記検出電極の表面から所定距離離れた部分において突出形状を有する
請求項１記載の電荷検出センサ。 - 前記絶縁部の前記突出形状は、前記粒子群の高さよりも高い位置に設けられる
請求項６記載の電荷検出センサ。 - 前記絶縁部の前記突出形状は、前記粒子群の高さよりも長い突出を有する
請求項６記載の電荷検出センサ。 - 前記絶縁部の前記突出形状は、前記絶縁部の他の部分とは異なる材料により形成される
請求項６記載の電荷検出センサ。 - 前記複数の検出電極の各々は、配線層と接続するための窪み部を備える
請求項１記載の電荷検出センサ。 - 前記複数の検出電極の各々と配線層とを接続するためのコンタクトをさらに具備する請求項１記載の電荷検出センサ。
- 前記コンタクトは、金属埋め込みプラグ型コンタクトである
請求項１１記載の電荷検出センサ。 - 前記コンタクトは、シリコン貫通電極型コンタクトである
請求項１１記載の電荷検出センサ。 - 前記検出電極に接する溶液中のイオンを検出する請求項１記載の電荷検出センサ。
- 前記電荷を検出することにより生体活動の測定または生体物質の特定を行うバイオセンサである請求項１記載の電荷検出センサ。
- アレイ状に配列されて電荷を検出する複数の検出電極と、前記複数の検出電極を互いに絶縁する絶縁部と、前記複数の検出電極の表面に成膜された導電性の粒子群とを備えて電位計測を行う電荷検出センサと、
前記電荷検出センサにおける電位計測を制御する制御部と、
前記電荷検出センサによる計測結果を処理する計測結果処理部と、
前記処理された計測結果を表示する表示部と
を具備する電位計測システム。
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