WO2014193030A1 - 기준전극 및 이를 사용한 ｉｓｆｅｔ - Google Patents

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WO2014193030A1
WO2014193030A1 PCT/KR2013/006347 KR2013006347W WO2014193030A1 WO 2014193030 A1 WO2014193030 A1 WO 2014193030A1 KR 2013006347 W KR2013006347 W KR 2013006347W WO 2014193030 A1 WO2014193030 A1 WO 2014193030A1
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electrode
electrode body
electrolyte
reference electrode
thin film
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PCT/KR2013/006347
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이대성
신규식
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전자부품연구원
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1468—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14539—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring pH

Definitions

  • the present invention relates to a reference electrode, and more particularly, to a reference electrode used in a microelectrochemical sensor using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) process.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • An ion detection sensor based on a metal oxide silicon field effect transistor (MOSFET).
  • MOSFET metal oxide silicon field effect transistor
  • the typical sensor an ion-selective field effect transistor (ISFET) eliminates the need to store glass electrodes in solution, and offers faster measurement times than glass electrodes.
  • ISFET ion-selective field effect transistor
  • the structure of this ISFET is basically the same as the MOSFET, but differs in the gate portion.
  • the gate electrode of the MOSFET is replaced with a reference electrode and an electrolyte solution containing the electrode.
  • the reference electrode is an electrode that becomes a practical reference in the case of measuring a potential difference using a pH measurement or an ion electrode, or applying a constant voltage in a voltammetric method or the like.
  • the Ag / AgCl reference electrode and the Carlomel reference electrode in a glass tube are used for general electrochemical measurements, but they are difficult to use as microsensors due to their large volume.
  • the liquid filled Ag / AgCl reference electrode is a form in which AgCl-coated wire is immersed in the internal electrolyte solution.
  • the reference electrode of the internal solution-filled form has a problem in that it is difficult to use in a miniaturized sensor for electrochemical measurement because the structure is complicated and bulky.
  • a reference electrode manufactured by coating a thin film on a wafer using a MEMS process has been developed.
  • an oxide film which is an insulator
  • the electrode is partially deposited through a patterning process.
  • the bonding portion between the electrode and the wafer comes into contact with the electrolyte and the electrode is separated from the wafer. Accordingly, there is a problem in that signal lines bonded to the electrodes may also be separated or disconnected.
  • an object of the present invention is to provide an ultra-small reference electrode that is simpler in structure than a conventional liquid-filled Ag / AgCl reference electrode and can be used for a miniaturized electrochemical sensor.
  • an object of the present invention is to provide a reference electrode of a rigid configuration that can prevent the electrode from being separated from the wafer, unlike the conventional thin film reference electrode.
  • the present invention has an electrolyte receiving groove in the center of the upper surface, the electrode body is connected to the signal line for measuring the potential, the electrolyte is filled in the electrolyte receiving groove, the internal electrolyte to exchange ions with the external electrolyte, An electrode thin film formed on an upper surface of the electrode body and covering an upper surface of the electrode body to form a potential by reacting with the internal electrolyte solution, and connected to an external electrolyte solution and ion exchange for ion exchange between the external electrolyte solution and the internal electrolyte solution Contains the membrane.
  • the electrode body is characterized by using a low resistance wafer.
  • the electrode thin film is formed integrally so as to be connected to one side and the other side of the electrode body on the upper surface of the electrode body.
  • the signal line is connected to the center of the lower surface of the electrode body, characterized in that for measuring the potential of the electrode thin film.
  • the ion exchange membrane covers the upper surface of the electrode body, characterized in that to fix the electrode thin film provided on the electrode body upper surface to the electrode body.
  • a well region formed on a semiconductor substrate and including a source region and a drain region spaced apart from each other by a predetermined interval, and the surface of the well region between the source region and the drain region.
  • An external electrolytic solution disposed on the substrate, the ion sensitive film forming a channel between the source region and the drain region, the external electrolytic solution having an electrode to be measured and inserted into the external electrolytic solution,
  • a reference electrode wherein the reference electrode has an electrolyte receiving groove at the center of an upper surface thereof, an electrode body to which a signal line for potential measurement is connected, and is filled in the electrolyte receiving groove to exchange ions with an external electrolyte.
  • Electrolyte an electrode thin film formed on the upper surface of the electrode body, and reacts with the internal electrolyte to form a potential on the electrode body Covering the upper surface, it is connected to the external electrolyte solution, characterized in that it comprises an ion exchange membrane for ion exchange of the external electrolyte and the internal electrolyte.
  • a low resistance wafer is used as the electrode body.
  • the electrode thin film is formed integrally to be connected to one side and the other side of the electrode body on the upper surface of the electrode body.
  • the signal line is connected to the center of the lower surface of the electrode body, characterized in that for measuring the potential of the electrode thin film.
  • the ion exchange membrane covers the upper surface of the electrode body, characterized in that to fix the electrode thin film provided on the electrode body upper surface to the electrode body.
  • the reference electrode according to the present invention has a simple structure compared to the conventional Ag / AgCl reference electrode through the MEMS process, so that the reference electrode can be manufactured in a very small size, and mass production is possible.
  • the reference positive electrode according to the present invention can solve the problem that the electrode is separated from the wafer by integrally depositing the electrode so as to be connected to one side and the other side of the upper surface of the wafer, and pressing both ends of the electrode with an ion exchange membrane.
  • the electrode since the electrode is directly applied to the upper surface of the wafer, the manufacturing process is simpler than that of the conventional thin film type reference electrode, thereby reducing manufacturing cost.
  • the reference positive electrode according to the present invention can directly connect a signal line for potential measurement to a wafer by using a low resistance wafer, it is possible to produce a compact product having a more robust configuration than a conventional reference electrode.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of an ISFET using a reference electrode.
  • FIG. 2 is a perspective view of a reference electrode according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional side view of the reference electrode according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the reference electrode according to the first embodiment of the present invention from below.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a reference electrode according to a second embodiment of the present invention.
  • MEMS processes are microfabricated devices that integrate mechanical components, sensors, or electronics on a single silicon wafer. Through such a MEMS process, the structure is simpler than a conventional glass tube-type reference electrode, so it can be manufactured in a very small size and mass production can be possible.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of an ISFET using a reference electrode.
  • the ISFET 300 includes a well region 50, an ion sensitive layer 60, an external electrolyte 70, and reference electrodes 100 and 200.
  • a p-type substrate may be formed on an n-type semiconductor (not shown) in order to use a pn junction, and the source region 51 and the drain region 52 spaced apart from each other at predetermined intervals. It may include.
  • the ion sensitive film 60 may be disposed on the surface of the well region 50 between the source region 51 and the drain region 52 to serve as an electrical conductor.
  • H + ions are accumulated, and a channel is formed between the source region 51 and the drain region 52 so that a current may flow between the source region 51 and the drain region 52.
  • an oxide film used as a gate insulator of a MOSFET is used as the ion sensitive film 60.
  • SiO 2 may be used.
  • the ion sensitive membrane 60 may include an OH group capable of achieving an electrochemical equilibrium with ions present in the external electrolyte solution 70. Accordingly, when the ion sensitive membrane 60 comes into contact with the external electrolyte 70, the charge distribution on the surface of the oxide layer is changed according to pH, and the current between the source region 51 and the drain region 52 can be changed.
  • the insulator 90 is positioned between the source region 51 or the drain region 52 and the external electrolyte 70 to electrically insulate between the source region 51 or the drain region 52 and the external electrolyte 70. You can.
  • the ISFET 300 can measure the pH by directly measuring the current in the source region 51 and the drain region 52, and makes the current between the source region 51 and the drain region 52 constant. You can also set up circuits to measure surface potential.
  • the ISFET 300 uses SiO 2 as the ion sensitive film 60, but is not limited thereto.
  • Aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ) or tantalum (Ta 2) O 5 ) and the like can be used.
  • the external electrolyte 70 is connected to the ion sensitive membrane 60, and the reference electrodes 100 and 200 may be inserted to exchange ions with the internal electrolyte 40 of the reference electrodes 100 and 200.
  • H + ions accumulated in the ion sensitive membrane 60 may increase, thereby increasing the current flowing between the source region 51 and the drain region 52.
  • the ISFET 300 may measure the current in the source region 51 and the drain region 52 to check the pH concentration of the external electrolyte 70.
  • the reference electrode 100 uses a contact potential with a solution to be detected in order to measure pH
  • the reference electrode 100 may be inserted into the external electrolyte solution 70 to serve as a reference for measuring electrode potential in the form of a half cell.
  • the ISFET 300 is the same as the MOSFET, but the gate electrode of the MOSFET is replaced by the external electrolyte 70 containing the reference electrodes 100 and 200 and the electrodes, and the ion-sensitive film 60 is used instead of the metal electrode of the gate portion. It becomes a selective field effect transistor (FET).
  • FET selective field effect transistor
  • the ISFET 300 can measure the desired ion concentration by measuring the interfacial potential using the characteristics of the FET. Can be.
  • FIG. 2 is a perspective view of a reference electrode according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the reference electrode according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a first embodiment of the present invention. A cross-sectional view of the reference electrode according to the lower portion.
  • the reference electrode 100 according to the first embodiment of the present invention includes an electrode body 10, an electrode thin film 20, an ion exchange membrane 30, and an internal electrolyte solution 40. .
  • the electrode body 10 may have an electrolyte receiving groove 11 filled with the internal electrolyte 40 at the center of the upper surface thereof, and a signal line 80 for dislocation formation.
  • a low resistance wafer may be used to facilitate the processing of an electrical signal. Accordingly, since the electrode body 10 becomes a conductor by using a low resistance wafer, the signal line 80 for electric potential measurement can be directly connected to the electrode body 10, so that the electrode body 10 can be measured. Can produce compact products.
  • the shape of the electrode body 10 the electrode body 10 of various forms such as a rectangular parallelepiped or a cylindrical shape may be used.
  • the signal line 80 serves to electrically connect the reference electrode 100 and an external electrical measuring device, and any conductive material may be used. For example, copper wire, aluminum wire or steel wire can be used. In addition, since the signal line 80 uses a low resistance wafer, the signal line 80 may be directly connected to the electrode body 10.
  • the reference electrode 100 connects the signal line 80 to the center of the lower surface of the electrode body 10.
  • the present invention is not limited thereto and may be bonded to one side of the electrode thin film 20, or may be connected to the outer surface of the electrode body 10 regardless of the position.
  • the electrolyte receiving groove 11 may be formed as a groove having a depth on the upper surface of the electrode body 10 so that the internal electrolyte solution 40 to be described later is filled.
  • the electrolyte accommodating groove 11 according to the present embodiment is formed with a rectangular groove, but is not limited thereto. For example, it may be manufactured in various forms that can accommodate the internal electrolyte solution 40, such as a narrower shape, round or oval toward the inside.
  • the electrode thin film 20 is formed to pass through the electrolyte receiving groove 11 on the upper surface of the electrode body 10 in a thin film form through a photolithography process, metal deposition and a lift-off process during the MEMS process. .
  • a photolithography process metal deposition and a lift-off process during the MEMS process.
  • the ion exchange membrane 30 it is possible to solve the problem that the electrode thin film 20 is separated from the electrode body 10.
  • the electrode thin film 20 since the electrode thin film 20 is directly coated on the upper surface of the electrode body 10, the manufacturing process is simpler than that of the conventional thin film type reference electrode, thereby reducing manufacturing cost.
  • the electrode thin film 20 may react with the internal electrolyte solution 40 to form a potential.
  • silver / silver chloride is used as the electrode thin film 20 according to the present embodiment, but is not limited thereto, and the metal layer / hard solubility such as silver, silver, palladium, copper, platinum or the like, or silver / silver chloride, mercury / mercury oxide, etc. It may be composed of a metal layer.
  • the electrode thin film 20 may use silver containing 1-5 wt% of palladium or silver coated with Nafion.
  • the internal electrolyte 40 is filled in the electrolyte receiving groove 11 to exchange ions with the external electrolyte (70 in FIG. 1).
  • the internal electrolyte 40 uses silver nitrate (AgNO 3 ) or silver perchlorate (AgHCIO 4 )
  • the electrode thin film 20 is silver (Ag) / silver chloride ( AgCl) is used potassium chloride (KCL) or sodium chloride (NaCl)
  • the electrode thin film 20 is mercury (Hg) / mercury oxide (Hg 2 O), sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH).
  • the ion exchange membrane 30 covers the upper surface of the electrode body 10 and is connected to the external electrolyte solution (70 in FIG. 1) to exchange ions of the external electrolyte solution (70 in FIG. 1) and the internal electrolyte solution 40.
  • the ion exchange membrane 30 since the ion exchange membrane 30 is attached to the upper surface of the electrode body 10 to which the electrode thin film 20 is applied, the ion exchange membrane 30 may be fixed by pressing the electrode thin film 20 applied to the upper surface of the electrode body 10.
  • a porous ceramic or vycor glass having good ion selectivity and low electric resistance may be used as the ion exchange membrane 30.
  • the reference electrode 100 may be used as a half cell that is a measurement standard of electrode potential.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a reference electrode according to a second embodiment of the present invention.
  • the reference electrode 200 includes an electrode body 10, an electrode wire 20a, an ion exchange membrane 30, and an internal electrolyte solution 40.
  • the electrode body 10 has two wire inserts into which an electrode wire 20a to be described later is inserted into a bottom surface of the electrolyte receiving groove 11 and the electrolyte receiving groove 11 filled with the internal electrolyte 40 at the center of the upper surface.
  • the hole 12 is formed.
  • a silicon substrate coated with a silicon oxide film or a silicon nitride film may be used, or a glass substrate, a ceramic substrate, or a plastic substrate may be used. However, it is not limited thereto.
  • the electrode body 10 may use a low resistance silicon wafer. Accordingly, since the electrode body 10 becomes a conductor by using a low resistance wafer, since the signal line 80 for potential measurement can be directly connected to the electrode body 10, the electrode body 10 can be measured. Produce compact products in configurations.
  • the shape of the electrode body 10 the electrode body 10 of various forms such as a rectangular parallelepiped or a cylindrical shape may be used.
  • the electrolyte receiving groove 11 may be formed as a groove having a depth on the upper surface of the electrode body 10 so that the internal electrolyte solution 40 to be described later is filled.
  • the electrolyte accommodating groove 11 according to the present embodiment is formed with a rectangular groove, but is not limited thereto. For example, it may be manufactured in various forms that can accommodate the internal electrolyte solution 40, such as a narrower shape, round or oval toward the inside.
  • the wire insertion hole 12 may be formed larger than the electrode wire 20a so that the electrode wire 20a can be inserted therethrough.
  • Outflow prevention member 13 may be formed.
  • the electrolyte leakage preventing member 13 may select a material that does not corrode the internal electrolyte solution 40. In addition, the electrolyte leakage preventing member 13 may prevent the internal electrolyte 40 from flowing out through the wire insertion hole 12 and fix the electrode wire 20a.
  • the electrode wire 20a is inserted through two wire insertion holes 12 in a U-shape to be connected to each other in the electrolyte receiving groove 11.
  • the electrode wire 20a may connect a signal line 80 for dislocation formation.
  • the electrode wire 20a may react with the internal electrolyte solution 40 to form a potential.
  • the electrode wire 20a is inserted through the electrode body 10 to connect the signal line 80 through the lower portion of the electrode body 10, it is possible to produce a more robust and compact product than the conventional thin film reference electrode. Can be.
  • silver / silver chloride is used as the electrode wire 20a according to the second embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and metals such as silver, palladium, copper, platinum, or silver / silver chloride, mercury / mercury oxide, etc. It may be composed of a poorly soluble metal.
  • silver containing 1 to 5 wt% of palladium or silver coated with Nafion may be used instead of using pure silver to increase the lifetime as the electrode wire 20a.
  • the signal line 80 serves to electrically connect the reference electrode 100 and an external electrical measuring device, and any conductive material may be used. In addition, since the signal line 80 uses a low resistance wafer, the signal line 80 may be directly connected to the electrode body 10.
  • the reference electrode 100 according to the second embodiment of the present invention is used by connecting the signal line 80 to the electrode wire 20a.
  • the present invention is not limited thereto and may be connected to the outer surface of the electrode body 10 regardless of the position.
  • the internal electrolyte 40 is filled in the electrolyte receiving groove 11 to exchange ions with the external electrolyte (70 in FIG. 1).
  • saturated internal chloride (KCL) may be used as the internal electrolyte solution 40.
  • the internal electrolyte 40 uses silver nitrate (AgNO 3 ) or silver perchlorate (AgHCIO 4 ), and the electrode wire 20a is silver (Ag) / silver chloride ( AgCl) is used potassium chloride (KCL) or sodium chloride (NaCl), and when the electrode wire (20a) is mercury (Hg) / mercury oxide (Hg 2 O), sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH). Can be used.
  • the ion exchange membrane 30 covers the upper surface of the electrode body 10 and is connected to the external electrolyte 70 to exchange ions of the external electrolyte 70 and the internal electrolyte 40.
  • porous ceramics or vycor glass with good ion selectivity and low electrical resistance may be used.
  • the reference electrode 200 may be used as a half cell that is a measurement standard of electrode potential.
  • the reference electrodes 100 and 200 according to the first or second embodiment of the present invention have a simpler structure than the conventional Ag / AgCl reference electrodes through a MEMS process, and thus may be manufactured in a very small size, and have a mass production effect. .

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Abstract

본 발명은 기준전극에 관한 것으로, 종래의 액체 충전형 Ag/AgCl 기준전극에 비해 구조가 간단하고, 초소형화된 전기 화학적 측정용 센서에 사용되는 초소형 기준전극을 제공하는데 있다. 또한, 종래의 박막형 기준전극과 달리 전극이 웨이퍼로부터 분리되지 않도록 할 수 있는, 견고한 구성의 기준전극을 제공하는데 있다. 또한, 전극에 직접 신호선을 연결하지 않고, 웨이퍼에 직접 신호선을 연결할 수 있는 기준전극을 제공하는데 있다. 본 발명에 따른 기준전극은 상부면의 중심부에 전해액 수용홈을 가지며, 전위형성을 위한 신호선이 연결되는 전극몸체, 전극몸체의 상부면에 형성되고, 전극몸체에 연결된 상기 신호선을 통해 전위가 형성되는 전극박막, 전해액 수용홈에 충진되어, 외부전해액과 이온을 교환하는 내부 전해액, 전극몸체 상부면을 덮고, 외부전해액과 연결되어 상기 외부전해액과 상기 내부전해액의 이온교환을 위한 이온교환막을 포함한다.

Description

기준전극 및 이를 사용한 ＩＳＦＥＴ
본 발명은 기준전극에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 공정을 이용한 초소형 전기 화학적 센서에 사용되는 기준전극(Reference electrode)에 관한 것이다.
최근 개인의 건강과 환경에 대한 관심이 증가하여 정밀하고 다기능화된 소형의 센서개발에 대한 관심이 증가되고 있고, 특히 장시간 측정할 수 있는 전기화학적 바이오센서(biosensor) 및 화학센서(chemical sensor)의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
MOSFET(metal oxide silicon field effect transistor)를 기본으로 한 이온 검지 센서로 대표적 센서인 ISFET(ion-selective field effect transistor)는 유리 전극을 용액에 넣어 보관할 필요가 없고, 측정 시간도 유리 전극에 비해 빠른 장점을 가진다. 이러한 ISFET의 구조는 기본적으로 MOSFET과 동일하나 게이트 부분에서 차이가 난다. ISFET은 MOSFET의 게이트 전극이 기준전극(reference electrode)과 그 전극이 담긴 전해질(electrolyte)용액으로 대체되어 있다.
기준전극은 pH 측정이나 이온전극을 사용하여 전위차를 측정하는 경우나 전압전류법 등에 있어서 일정한 전압을 가하는 경우의 실용상의 기준이 되는 전극이다. 일반적으로, 기준전극으로는 유리 튜브(Glass tube)에 들어 있는 Ag/AgCl 기준전극과 칼로멜(Calomel)기준적극은 일반적인 전기화학 측정에 많이 사용되지만 부피가 크기 때문에 마이크로센서로 사용하는데 어려움이 있었다.
또한, 액체 충전형 Ag/AgCl 기준전극은 AgCl이 코팅된 와이어가 내부전해질 용액에 담겨져 있는 형태이다. 그러나, 내부 용액이 충전된 형태의 기준전극은 구조가 복잡하고, 부피가 크기때문에 초소형화된 전기 화학적 측정용 센서에 사용하기 힘든 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, MEMS공정을 이용하여 웨이퍼 위에 박막형태로 도포하여 제작되는 기준전극이 개발되었다. 그러나, 종래의 박막형 기준전극은 절연체인 산화피막을 실리콘웨이퍼 위에 도포하고, 패터닝(Patterning) 공정을 통해 전극을 부분증착하였다. 이에 따라, 전극과 웨이퍼의 접착부분이 전해액과 접촉하여, 전극이 웨이퍼에서 분리되는 구성상의 한계가 있었다. 이에 따라, 전극에 본딩(Bonding)되는 신호선 또한 같이 분리되거나, 연결이 끊어질 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 액체 충전형 Ag/AgCl 기준전극에 비해 구조가 간단하고, 초소형화된 전기 화학적 측정용 센서에 사용할 수 있는 초소형 기준전극을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 종래의 박막형 기준전극과 달리 전극이 웨이퍼로부터 분리되지 않도록 할 수 있는 견고한 구성의 기준전극을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 전극에 직접 신호선을 연결하지 않고, 웨이퍼에 직접 신호선을 연결할 수 있는 기준전극을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상부면의 중심부에 전해액수용홈을 가지며, 전위측정을 위한 신호선이 연결되는 전극몸체, 상기 전해액수용홈에 충진되어, 외부전해액과 이온을 교환하는 내부전해액, 상기 전극몸체의 상부면에 형성되고, 상기 내부전해액과 반응하여 전위를 형성하는 전극박막, 상기 전극몸체 상부면을 덮고, 외부전해액과 연결되어 상기 외부전해액과 상기 내부전해액의 이온교환을 위한 이온교환막을 포함한다.
본 발명에 따른 기준전극에 있어서, 상기 전극몸체로는 저저항웨이퍼를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기준전극에 있어서, 상기 전극박막은 상기 전극몸체의 상부면에 상기 전극몸체의 일측과 타측에 연결되도록 일체형으로 형성되는 것을 특징으한다.
본 발명에 따른 기준전극에 있어서, 상기 신호선은 상기 전극몸체 하부면의 중심에 연결되어, 상기 전극박막의 전위를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기준전극에 있어서, 상기 이온교환막은 상기 전극몸체의 상부면을 덮어, 상기 전극몸체 상부면에 구비되는 전극박막을 상기 전극몸체에 고정시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기준전극을 사용한 ISFET에 있어서, 반도체기판 상에 형성되고, 소정의 간격을 두고 서로 떨어져 있는 소스영역 및 드레인영역을 포함하는 웰영역, 상기 소스영역과 드레인영역 사이의 상기 웰영역 표면에 배치되어, 상기 소스영역과 드레인영역 사이의 채널을 형성시키는 이온감응막, 상기 이온감응막과 연결되고, 측정하고자 하는 전극을 구비하는 외부전해액, 상기 외부전해액에 삽입되어, 전극전위의 기준이 되는 기준전극;을 포함하고, 상기 기준전극은 상부면의 중심부에 전해액수용홈을 가지며, 전위측정을 위한 신호선이 연결되는 전극몸체, 상기 전해액수용홈에 충진되어, 외부전해액과 이온을 교환하는 내부전해액, 상기 전극몸체의 상부면에 형성되고, 상기 내부전해액과 반응하여 전위를 형성하는 전극박막, 상기 전극몸체 상부면을 덮고, 외부전해액과 연결되어 상기 외부전해액과 상기 내부전해액의 이온교환을 위한 이온교환막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기준전극을 사용한 ISFET에 있어서, 상기 전극몸체로는 저저항웨이퍼를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기준전극을 사용한 ISFET에 있어서, 상기 전극박막은 상기 전극몸체의 상부면에 상기 전극몸체의 일측과 타측에 연결되도록 일체형으로 형성되는 것을 특징으한다.
본 발명에 따른 기준전극을 사용한 ISFET에 있어서, 상기 신호선은 상기 전극몸체 하부면의 중심에 연결되어, 상기 전극박막의 전위를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기준전극을 사용한 ISFET에 있어서, 상기 이온교환막은 상기 전극몸체의 상부면을 덮어, 상기 전극몸체 상부면에 구비되는 전극박막을 상기 전극몸체에 고정시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기준전극은 MEMS 공정을 통해 종래의 Ag/AgCl 기준전극에 비해 구조가 단순하여 초소형으로 제작 가능하고, 대량생산이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 기준적극은 전극을 웨이퍼 상부면의 일측과 타측에 연결되도록 일체형으로 증착한후, 전극의 양단을 이온교환막으로 눌러 고정함으로써, 전극이 웨이퍼로부터 분리되는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 전극을 웨이퍼 상부면에 직접 도포하기 때문에 종래의 박막형 기준전극에 비해 제조공정이 간단하여, 제조비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기준적극은 저저항웨이퍼를 사용함으로써 전위측정을 위한 신호선을 웨이퍼에 직접 연결할 수 있기 때문에, 종래의 기준전극에 비해 견고한 구성의 컴팩트한 제품을 생산할 수 있다.
도 1은 기준전극이 사용되는 ISFET의 단면구조를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준전극의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준전극을 측면에서 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준전극을 하부에서 바라본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기준전극을 측면에서 바라본 단면도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
MEMS 공정은 미세 기술로 기계부품, 센서 또는 전자회로를 하나의 실리콘 웨이퍼 위에 집적화 하는 장치이다. 이와 같은 MEMS 공정을 통해 종래의 유리튜브 형태의 기준 전극에 비하여 구조가 단순하여 초소형으로 제작 가능하고, 대량생산이 가능할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기준전극을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 기준전극이 사용되는 ISFET의 단면구조를 나타내는 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 ISFET(300)은 웰영역(50), 이온감응막(60), 외부전해액(70) 및 기준전극(100,200)을 포함한다.
웰영역(50)은 p-n접합을 이용하기 위하여, n형 반도체(미도시)상에 p형 기판이 형성될 수 있고, 소정 간격을 두고 서로 떨어져 있는 소스영역(51)과 드레인영역(52)을 포함할 수 있다.
이온감응막(60)은 소스영역(51)과 드레인영역(52) 사이의 웰영역(50) 표면에 배치되어, 전기전도체 역할을 할 수 있다. 또한, 이온감응막(60)은 H+이온이 축적되어, 소스영역(51)과 드레인영역(52)사이에 채널이 형성되어 소스영역(51)과 드레인영역(52) 사이에 전류가 흐를 수 있다. 또한, 이온감응막(60)은 MOSFET의 게이트 절연체로 사용되는 산화막이 사용되는데 일반적으로 SiO2가 사용될 수 있다. 또한, 이온감응막(60)은 외부전해액(70)속에 존재하는 이온들과 전기화학적 평형을 이룰 수 있는 OH기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 이온감응막(60)은 외부전해액(70)과 접촉하게 되면 pH에 따라서 산화막 표면의 전하분포를 바꾸게 되고, 소스영역(51)과 드레인영역(52)사이의 전류를 바꿀 수 있다.
절연부(90)는 소스영역(51) 또는 드레인영역(52)과 외부전해액(70) 사이에 위치하여, 소스영역(51) 또는 드레인영역(52)과 외부전해액(70) 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다.
따라서, ISFET(300)은 소스영역(51)과 드레인영역(52)의 전류를 직접적으로 측정하여 pH를 측정할 수 있고, 소스영역(51)과 드레인영역(52) 사이의 전류를 일정하게 만드는 회로를 꾸며 표면 전위를 측정할 수도 있다.
본 실시예에 따른 ISFET(300)은 이온감응막(60)으로 SiO2를 사용하고 있지만, 이에 한정된 것은 아니고 산화알루미늄(Al2O3), 질화규소(Si3N4) 또는 탄타륨(Ta2O5) 등이 사용될 수 있다.
외부전해액(70)은 이온감응막(60)과 연결되고, 기준전극(100,200)이 삽입되어 기준전극(100,200) 내부전해액(40)과 이온을 교환할 수 있다. 또한, 외부전해액(70)은 pH가 높을수록 이온감응막(60)에 쌓이는 H+이온이 증가하여, 소스영역(51)과 드레인영역(52) 사이에 흐르는 전류도 증가 시킬 수 있다.
따라서, ISFET(300)은 소스영역(51)과 드레인영역(52)의 전류를 측정하여, 외부전해액(70)의 pH농도를 확인할 수 있다.
기준전극(100)은 pH를 측정하기 위해서는 검출 대상이 되는 용액과의 접촉 전위를 이용하기 때문에, 외부전해액(70)에 삽입되어 반전지 형태로 전극전위의 측정 기준이 될 수 있다.
ISFET(300)은 MOSFET과 동일하나 MOSFET의 게이트 전극이 기준 전극(100,200)과 그 전극이 담긴 외부전해액(70)으로 대체되고, 게이트 부분의 금속 전극 대신 이온감응막(60)을 사용하여, 이온 선택성을 가진 FET(field effect transistor)가 된다.
또한, ISFET(300)은 이온감응막(60)상의 계면전위는 이온 활량과 네른스트(nernst) 식으로 관계 지어지기 때문에, FET의 특성을 이용하여 계면전위를 측정함으로써 목적하는 이온의 농도를 측정 할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 기준전극(100)을 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준전극의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준전극을 측면에서 바라본 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준전극을 하부에서 바라본 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준전극(100)은 전극몸체(10), 전극박막(20), 이온교환막(30) 및 내부전해액(40)을 포함한다.
전극몸체(10)는 상부면의 중심부에 내부전해액(40)이 충진되는 전해액수용홈(11)이 형성되고, 전위형성을 위한 신호선(80)이 연결될 수 있다. 또한, 전극몸체(10)로는 전기적 신호의 처리를 용이하게 하기 위하여 저저항웨이퍼를 사용할 수 있다. 이에 따라, 전극몸체(10)는 저저항웨이퍼를 사용함으로써 도체가 되어 전위측정을 위한 신호선(80)을 전극몸체(10)에 직접 연결하여 측정할 수 있기 때문에, 종래의 기준전극에 비해 견고한 구성의 컴팩트한 제품을 생산할 수 있다. 또한, 전극몸체(10)의 형상으로는 직육면체 또는 원기둥형상 등 다양한 형태의 전극몸체(10)가 사용될 수 있다.
신호선(80)은 기준전극(100)과 외부의 전기적 측정 장치를 전기적으로 연결해 주는 역할을 하며, 전도성 있는 물질이면 모두 사용할 수 있다. 예컨데, 구리선, 알루미늄선 또는 강선 등을 사용할 수 있다. 또한, 신호선(80)은 저저항웨이퍼를 사용하기 때문에 전극몸체(10)에 직접 연결하여 사용할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 기준전극(100)은 전극몸체(10) 하부면의 중심에 신호선(80)을 연결한다. 그러나, 이에 한정된 것은 아니고, 전극박막(20)의 일측면에 본딩하여 사용하거나, 전극몸체(10)의 외부면에 위치와 상관없이 연결할 수 있다.
전해액수용홈(11)은 후술할 내부전해액(40)이 충진될 수 있도록 전극몸체(10)의 상부면에 깊이를 가지는 홈으로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 전해액수용홈(11)은 직사각형의 홈이 형성되어 있지만, 이에 한정된 것은 아니다. 예컨데, 내부로 갈수록 좁아지는 형상, 원형 또는 타원형 등 내부전해액(40)을 수용할 수 있는 다양한 형태로 제작될 수 있다.
전극박막(20)은 MEMS 공정중 예컨데 사진식각공정, 금속증착 및 리프트오프(lift-off)과정을 통하여 박막형태로 전극몸체(10)의 상부면에 전해액수용홈(11)을 지나도록 형성된다. 또한, 후술할 이온교환막(30)에 의해서 눌러 고정함으로써, 전극박막(20)이 전극몸체(10)와 분리되는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 전극박막(20)은 전극몸체(10) 상부면에 직접 도포하기 때문에 종래의 박막형 기준전극에 비해 제조공정이 간단하여, 제조비용을 줄일 수 있다. 또한, 전극박막(20)은 내부전해액(40)과 반응하여, 전위를 형성할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 전극박막(20)으로는 은/염화은이 사용되지만 이에 한정되어 있지않고, 은, 팔라듐, 구리, 백금 등의 금속층 또는 은/염화은, 수은/산화수은 등과 같이 금속층/난용성 금속층으로 구성될 수 있다. 또한, 전극박막(20)으로는 전극의 수명을 증가시키기 위해 순수 은을 사용하는 대신에 팔라듐 1~5 중량%를 포함한 은 또는 나피온(Nafion)을 코팅한 은을 사용할 수도 있다.
내부전해액(40)은 전해액수용홈(11)에 충진되어, 외부전해액(도 1의 70)과 이온을 교환한다. 또한, 내부전해액(40)은 전극박막(20)이 은(Ag)인 경우에는 질산은(AgNO3)또는 과염소산은(AgHCIO4)을 사용하고, 전극박막(20)이 은(Ag)/염화은(AgCl)인 경우에는 염화칼륨(KCL) 또는 염화나트륨(NaCl)을 사용하고, 전극박막(20)이 수은(Hg)/산화수은(Hg2O)인 경우에는 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)을 사용할 수 있다.
이온교환막(30)은 전극몸체(10)의 상부면을 덮고, 외부전해액(도 1의 70)과 연결되어, 외부전해액(도 1의 70)과 내부전해액(40)의 이온을 교환시킨다. 또한, 이온교환막(30)은 전극박막(20)이 도포된 전극몸체(10) 상부면에 부착되기 때문에 전극몸체(10) 상부면에 도포된 전극박막(20)을 눌러 고정시킬 수 있다. 또한, 이온교환막(30)으로는 이온의 선택성이 좋고, 전기저항이 작은 다공성세라믹(porous ceramic) 또는 바이코오유리(vycor glass) 등을 사용할 수 있다.
이에 따라, 기준전극(100)은 전극전위의 측정 기준이 되는 반전지로 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기준전극을 측면에서 바라본 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기준전극(200)은 전극몸체(10), 전극와이어(20a), 이온교환막(30) 및 내부전해액(40)을 포함한다.
전극몸체(10)는 상부면의 중심부에 내부전해액(40)이 충진되는 전해액수용홈(11)과 전해액수용홈(11)의 바닥면에 후술할 전극와이어(20a)가 삽입되는 두개의 와이어삽입홀(12)이 형성된다. 또한, 전극몸체(10)로는 실리콘산화막(silicon oxide film) 또는 실리콘질화막(silicon nitride film)이 입혀진 실리콘 기판을 사용하거나, 유리기판, 세라믹기판 또는 플라스틱기판 등을 사용할 수 있다. 그러나 이에 한정된 것은 아니다. 예컨데, 전극몸체(10)는 저저항실리콘웨이퍼를 사용할 수도 있다. 이에 따라, 전극몸체(10)는 저저항웨이퍼를 사용함으로써 도체가 되기 때문에 전위측정을 위한 신호선(80)을 전극몸체(10)에 직접 연결하여 측정할 수 있기 때문에, 종래의 기준전극에 비해 견고한 구성의 컴팩트한 제품을 생산할 수 있다. 또한, 전극몸체(10)의 형상으로는 직육면체 또는 원기둥형상 등 다양한 형태의 전극몸체(10)가 사용될 수 있다.
전해액수용홈(11)은 후술할 내부전해액(40)이 충진될 수 있도록 전극몸체(10)의 상부면에 깊이를 가지는 홈으로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 전해액수용홈(11)은 직사각형의 홈이 형성되어 있지만, 이에 한정된 것은 아니다. 예컨데, 내부로 갈수록 좁아지는 형상, 원형 또는 타원형 등 내부전해액(40)을 수용할 수 있는 다양한 형태로 제작될 수 있다.
와이어삽입홀(12)은 전극와이어(20a)가 관통삽입될 수 있도록 전극와이어(20a)보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 와이어삽입홀(12)이 형성된 전극몸체(10)의 하부면에는 전해액수용홈(11)에 충진되는 내부전해액(40)이 와이어삽입홀(12)을 통해 외부로 유출되는 것을 막기 위해 전해액 유출 방지부재(13)가 형성 될 수 있다.
전해액 유출 방지부재(13)는 내부전해액(40)에 부식되지 않는 재질을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 전해액 유출 방지부재(13)는 내부전해액(40)이 와이어삽입홀(12)을 통해 외부로 유출되는 것을 막고, 전극와이어(20a)를 고정시킬 수 있다.
전극와이어(20a)는 ㄷ자 형태로 두개의 와이어삽입홀(12)을 관통삽입하여 전해액수용홈(11)에서 서로 연결되어 형성된다. 또한, 전극와이어(20a)는 전위형성을 위한 신호선(80)을 연결할 수 있다. 또한, 전극와이어(20a)는 내부전해액(40)과 반응하여, 전위를 형성할 수 있다. 또한, 전극와이어(20a)는 전극몸체(10)를 관통하여 삽입되기 때문에 전극몸체(10)의 하부를 통해 신호선(80)을 연결하기 때문에 종래의 박막형 기준전극에 비해 견고하고 컴팩트한 제품을 생산할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극와이어(20a)로는 은/염화은이 사용되지만 이에 한정된 것은 아니고, 은, 팔라듐, 구리, 백금 등의 금속 또는 은/염화은, 수은/산화수은 등과 같이 금속/난용성 금속으로 구성될 수 있다. 또한, 전극와이어(20a)로는 수명을 증가시키기 위해 순수 은을 사용하는 대신에 팔라듐 1~5 중량%를 포함한 은 또는 나피온(Nafion)을 코팅한 은을 사용할 수도 있다.
신호선(80)은 기준전극(100)과 외부의 전기적 측정 장치를 전기적으로 연결해 주는 역할을 하며, 전도성 있는 물질이면 모두 사용할 수 있다. 또한, 신호선(80)은 저저항웨이퍼를 사용하기 때문에 전극몸체(10)에 직접 연결하여 사용할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 기준전극(100)은 전극와이어(20a)에 신호선(80)을 연결하여 사용한다. 그러나, 이에 한정된 것은 아니고, 전극몸체(10)의 외부면에 위치와 상관없이 연결할 수 있다.
내부전해액(40)은 전해액수용홈(11)에 충진되어, 외부전해액(도 1의 70)과 이온 을 교환한다. 또한 내부전해액(40)으로는 포화염화칼리(KCL)가 사용될 수 있다.
또한, 내부전해액(40)은 전극와이어(20a)가 은(Ag)인 경우에는 질산은(AgNO3)또는 과염소산은(AgHCIO4)을 사용하고, 전극와이어(20a)가 은(Ag)/염화은(AgCl)인 경우에는 염화칼륨(KCL) 또는 염화나트륨(NaCl)을 사용하고, 전극와이어(20a)가 수은(Hg)/산화수은(Hg2O)인 경우에는 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)을 사용할 수 있다.
이온교환막(30)은 전극몸체(10)의 상부면을 덮고, 외부전해액(70)과 연결되어, 외부전해액(70)과 내부 전해액(40)의 이온을 교환한다.
또한, 이온교환막(30)으로는 이온의 선택성이 좋고, 전기저항이 작은 다공성세라믹(porous ceramic) 또는 바이코오유리(vycor glass)등을 사용할 수 있다.
이에 따라, 기준전극(200)은 전극전위의 측정 기준이 되는 반전지로 사용될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 기준전극(100,200)은 MEMS 공정을 통해 종래의 Ag/AgCl 기준전극에 비해 구조가 단순하여 초소형으로 제작 가능하고, 대량생산이 가능한 효과가 있다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

Claims (10)

  1. 상부면의 중심부에 전해액수용홈을 가지며, 전위측정을 위한 신호선이 연결되는 전극몸체;
    상기 전해액수용홈에 충진되어, 외부전해액과 이온을 교환하는 내부전해액;
    상기 전극몸체의 상부면에 형성되고, 상기 내부전해액과 반응하여 전위를 형성하는 전극박막;
    상기 전극몸체 상부면을 덮고, 외부전해액과 연결되어 상기 외부전해액과 상기 내부전해액의 이온교환을 위한 이온교환막;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기준전극.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전극몸체로는 저저항웨이퍼를 사용하는 것을 특징으로 하는 기준전극.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전극박막은 상기 전극몸체의 상부면에 상기 전극몸체의 일측과 타측에 연결되도록 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기준전극.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 신호선은 상기 전극몸체 하부면의 중심에 연결되어, 상기 전극박막의 전위를 측정하는 것을 특징으로 하는 기준전극.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 이온교환막은 상기 전극몸체의 상부면을 덮어, 상기 전극몸체 상부면에 구비되는 전극박막을 상기 전극몸체에 고정시키는 것을 특징으로 하는 기준전극.
  6. 반도체기판 상에 형성되고, 소정의 간격을 두고 서로 떨어져 있는 소스영역 및 드레인영역을 포함하는 웰영역;
    상기 소스영역과 드레인영역 사이의 상기 웰영역 표면에 배치되어, 상기 소스영역과 드레인영역 사이의 채널을 형성시키는 이온감응막;
    상기 이온감응막과 연결되고, 측정하고자 하는 전극을 구비하는 외부전해액;
    상기 외부전해액에 삽입되어, 전극전위의 기준이 되는 기준전극;을 포함하고,
    상기 기준전극은,
    상부면의 중심부에 전해액수용홈을 가지며, 전위측정을 위한 신호선이 연결되는 전극몸체;
    상기 전해액수용홈에 충진되어, 외부전해액과 이온을 교환하는 내부전해액;
    상기 전극몸체의 상부면에 형성되고, 상기 내부전해액과 반응하여 전위를 형성하는 전극박막;
    상기 전극몸체 상부면을 덮고, 외부전해액과 연결되어 상기 외부전해액과 상기 내부전해액의 이온교환을 위한 이온교환막;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기준전극을 사용한 ISFET.
  7. 제6 항에 있어서 상기 전극몸체로는 저저항웨이퍼를 사용하는 것을 특징으로 하는 기준전극을 사용한 ISFET.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 전극박막은 상기 전극몸체의 상부면에 상기 전극몸체의 일측과 타측에 연결되도록 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기준전극을 사용한 ISFET.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 신호선은 상기 전극몸체 하부면의 중심에 연결되어, 상기 전극박막의 전위를 측정하는 것을 특징으로 하는 기준전극을 사용한 ISFET.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 이온교환막은 상기 전극몸체의 상부면을 덮어, 상기 전극몸체 상부면에 구비되는 전극박막을 상기 전극몸체에 고정시키는 것을 특징으로 하는 기준전극을 사용한 ISFET.
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