JPH02236154A - 小型酸素電極の製造法 - Google Patents
小型酸素電極の製造法Info
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- JPH02236154A JPH02236154A JP1056902A JP5690289A JPH02236154A JP H02236154 A JPH02236154 A JP H02236154A JP 1056902 A JP1056902 A JP 1056902A JP 5690289 A JP5690289 A JP 5690289A JP H02236154 A JPH02236154 A JP H02236154A
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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】
〔概要〕
小型酸素電極の製法に関し、電解液含有ゲルを基板上の
穴に注入することが容易な方法を提供することを目的と
し、半導体基板上に異方性エッチングにより溝（穴）を
形成し、該基板の表面を覆う絶縁゜膜を形成し、該大の
底部から該基板の表面に至る２本の電極を該絶縁膜を介
して形成し、該大の内部に電解液含有多孔性物質を満た
し、該基板上に該電解液含有多孔性物質を覆うガス透過
性膜を形成する小型酸素電極の製造法において、該大の
内部への該電解液含有多孔性物質充填をスクリーン印刷
法によりなすことにより小型酸素電極の製造法を構成す
る． 〔産業上の利用分野〕 本発明は小型酸素電極の製法に関し、特に小型かつ低価
格で大量生産可能な酸素電極の製造方法に関する． 小型酸素電極は、いろいろな分野において、溶存酸素濃
度の測定に有利に用いることができる．例えば、水質保
全の見地から水中の生化学的酸素要求量（ＢＯＤ）の測
定が行われているが、この溶存酸素濃度の測定器として
この小型酸素電極を使用することができる．また、醗酵
工業において、効率良くアルコール醗酵を進めるために
は醗酵槽中の溶存酸素濃度の調整が必要であり、この測
定器として本発明の小型酸素電極を使用することができ
る．さらにまた、小型酸素電極は、酵素と組み合わせて
酵素電極を形成し、糖やビタミンなどの濃度測定に用い
ることもできる．例えば、グルコースはグルコースオキ
シダーゼという酵素を触媒とし、溶存酸素と反応してグ
ルコノラクトンに酸化するが、これにより酸素電極セル
の中に拡散してくる溶存酸素が減ることを利用し、溶存
酸素の消費量からグルコース濃度を測定することができ
る． このように本発明の小型酸素電極は、環境計測、醗酵工
業、臨床医療など各種の分野で使用することができるが
、特に臨床医療分野においてカテーテルに装着し、体内
に挿入する用途においては、小型であるとともに使い捨
て可能で低価格であるので、非常に利用価値がある． 〔従来の技術〕 本発明者らは、従来のガラス製の酸素電極では、小型化
ができず大量生産も不可能であるので、リソグラフィー
技術及び異方性エッチング技術を利用した新しいタイプ
の小型酸素電極を開発し、特許出願した（特開昭６３−
２３８５４８号） この酸素電極は、シリコン基板上
に異方性エッチングにより形成した穴の上に、絶縁膜を
介して２本の電極を形成し、さらにこの穴の内部に電解
液含有体を収容し、穴の上面をガス透過性膜で覆った構
造を有する酸素電極である．この酸素電極は、小型で、
特性のばらつきが少な《、また一括大量生産ができるた
めに低コストである． 上記したタイプの酸素電極において、電解液含有体は通
常電解液をしみこませたゲル、たとえばアガロースゲル
であった．しかし、アガロースゲルの場合には、シリコ
ン基板上の微小な多くの穴の中にマイクロピペットで１
回ずつ繰り返し注入しなければならなかった．本発明者
らはこの点をさらに改良し、ゲルとしてポリアクリルア
ミドゲルまたはアルギン酸カルシウムゲルを用い、シリ
コン基板上の穴以外の部分を溌水性を有するネガ型レジ
ストで覆い、ゲルのモノマー溶液もしくは可溶型ゲルの
溶液に浸漬し、親水性と疎水性の差を利用して穴の部分
のみにゲルを形成する方法を開発した（特願昭６２−１
４８２２１号．特願昭６３−１７６９７８号）． 〔本発明が解決しようとする課題〕 上記した特願昭６２−１４８２２１号，特願昭６３−１
７６９７８号に記載された方法は、非常に小型の酸素電
極を大量に生産できるという点で画期的な製造方法であ
る．しかし、この方法を詳細に検討してみると、実用化
にいたるために解決しなければならない問題があること
がわかった．ゲル溶液の注入はネガ型レジスト被覆部分
と未被覆部分との疎水性・親水性の差を利用し゜ている
．疎水性には問題ないが、親木性は未被覆部分の表面の
清浄さのみに依存している．このため、極僅かな汚れ、
特に微小な油の粒子等により汚染されると、疎水性部分
との差が少なくなり、異方性エッチングにより形成した
穴にゲル溶液が入り難かった．これは小型酸素電極の歩
留まりを低下させる要因となる．さらに、親水性と疎水
性との差が少なくなることにより、疎水性の部分へのゲ
ル溶液の付着も発生した．これは、ガス透過膜と酸素電
極本体の間にゲルがはさまることにより、ガス透過膜の
密着性を悪化させる要因となり、酸素電極の特性のばら
つき、ガス透過膜の剥離、あるいは絶縁性の低下による
ノイズの増大等が発生していた．これらの点は、酸素電
極の再現性・信頼性の点で大変不利である． 本発明の目的は、小型で大量生産可能な酸素電極を製造
するにあたって、製造時の歩留まりの向上と、測定時に
おける再現性，・信頼性の低下の問題を解決することで
ある． 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、半導体基板上に異方性エッチングにより溝（
穴）を形成し、該基板の表面を覆う絶縁膜を形成し、該
大の底部から該基板の表面に至る２本の電極を該絶ＵＳ
を介して形成し、該大の内部に電解液含有多孔性物質を
満たし、該基板上に該電解液含有多孔性物質を覆うガス
透過性膜を形成する小型酸素電極の製造法において、該
大の内部への該電解液含有多孔性物質充填をスクリーン
印刷法によりなす小型酸素電極の製造法により達成され
る． 上記電解液含有多孔性物質として、アルギン酸ゲル、ポ
リアクリルアミドゲルもしくはアガロースゲルを用いる
ことができる． 本発明者らは、ゲル溶液が穴の部分のみに入らない原因
が、穴の部分の親水性の不完全性にあることを見出した
．これを解決するためには、ゲル溶液を必要な部分のみ
に「置くＪ方法をとることが有利である．しかし、アガ
ロースゲルの場合の様にマイクロピペットを使用する事
は、生産性および品質の均一性からも望ましくない．そ
こで本発明は、ゲル溶液の注入にスクリーン印刷を利用
することにより、前記の問題点を解決しようとするもの
である． 本発明によれば、親水性と疎水性の差がなくとも、必要
な部分のみにゲル溶液を注入できる．このことは、ゲル
の注入用に疎水性レジスト皮膜が必ずしも必要ではない
ことを示しており、製造工程の一部省略が可能である．
しかも、従来の方法ではゲル溶液は、水とほぼ同等の粘
度が必要であり、界面活性剤およびそれと同じ働きをす
る物質の含有は許されていなかった．しかし、本発明に
よりこれらの制限が大きく緩められ、高濃度のゲル溶液
または従来の方法では使用できなかった種類および組成
のゲルの使用も可能となる．〔実施例〕 本発明による小型酸素電極の製造法の一例を説明する． 第１図は、本発明による小型酸素電極の一例を示した斜
視図である．図示の酸素電極は直方体の形状を有してい
て、感応部がガス透過性膜７で覆われるとともに、付属
のデバイスに接続するため、電極３Ａ、３Ｂの一部が露
出している．電極３Ａ，３Ｂは、本例の場合、ポーラロ
型とするために両電極とも金電極で構成した． 第１図の小型酸素電極の構造を、そのＩ−１４１１に沿
った断面図である第２図に示す．シリコン基板１は、異
方性エッチングにより形成された溝（穴）を有するとと
もに、その全面にシリコン酸化Ｉ１ｌ！２が絶縁膜とし
て被着せしめられている．さらに基板裏面は破れに《い
疎水性絶縁膜５で覆われている．シリコン基Ｆｉｌの穴
には、２本の金電極３Ａおよび３Ｂが対をなして被着せ
しめられている．金電極３Ａおよび３Ｂは、第１図で示
したように、それぞれの一部分が溝の外側にまで延在し
ている．また、シリコン基板ｌの穴には電解液含有ゲル
６が満たされている．さらに、穴の上部には、基板１の
上部の全面（第１図の露出部を除く）を覆う形で、ガス
透過性ｌ！′７が被覆されておりこれは絶縁膜として側
面および裏面にも覆われている． 第１図および第２図に示した小型酸素電極は、例えば、
第３図に順を追って示す製造プロセスで脊利に製造する
ことができる．なお、以下の説明では、理解を容易なら
しめるため、１枚のウェハーに１個だけ酸素電極を形成
する場合について記載するけれども、実際には１枚のウ
ェハーに多数個の小型酸素電極が同時に形成されるとい
うことを理解されたい． （１） ウエハー洗浄 ２５０〜５００ ｕ■厚（１００）面シリコンウェハー
１を用意し、これを過酸化水素とアンモニアの混合溶液
および鴻硝酸で良く洗浄した． （２） Ｓ ｉ Ｏ ｔ ＩＩの形成ウエハーをウエ
ット熱酸化し、その全面に０．５〜１μ■厚のＳｉｎｓ
膜を形成した． （３） エッチング用パターンの形成フォトレジスト
にて、ウエハー上にエッチング用パターンを形成した．
ウェハーの裏面にもフォトレジストを塗布し、ポストベ
ークを施した．（４） Ｓ ｉ Ｏ ｔ ＠のエッチ
ングフッ化水素酸・フッ化アンモニウム水溶液にウ？ハ
ーを浸漬し、露出部分のＳｉｎｇをエッチングにより除
去し、さらにレジストを除去した．（５） シリコン
の異方性エッチング水酸化カリウム水溶液中にてシリコ
ンの異方性エッチングを行い、２００〜４００ μ腫の
溝をｍウた．異方性エッチングの完了後、エッチング時
に使用したＳＳＯｘ膜を（４）の溶液で除去した．（６
） ＳｉＯ震膜の形成 ウエハー表面にＳｉＯ■膜を成長させるため、（１）と
同様の洗浄工程に引き続きウェハーをウェット熱酸化し
、０．５〜１，ｕｓ＋厚のＳｉｎｇ膜２を形成した．（
７） クロムおよび金薄膜の形成 金と基板間の密着性を良くするクロム薄膜（１００〜５
００人）に引き続き、金薄膜（ ３０００ 〜５０００
人）を真空蒸着により形成した． （８） 電極形成用パターンの形成 フォトレジストにて、ウエハー上に電極形成用レジスト
パターンを形成した． （９》 金およびクロムのエッチング 第３図（Ａ）
ウエハーを金用エッチング液およびクロム用エッチンダ
液にこの順に浸漬し、露出した金およびクロムの部分を
エッチングにより除去し、金電極３Ａ、３Ｂを得た．さ
らに、レジストを除去した．ＯＩ 疎水化処理 ウエハー表面にフォトレジストを塗布しブリベータ後に
露光及び現像を行い、ウェハー表面の穴４以外のところ
をレジストで覆い、疎水性レジスト膜８を作製した．な
お、この工程は必ずしも必要ないが、ウエハー表面の疎
水化およびレジスト皮膜による段差によりゲル溶液の流
出防止の意味で行った． ０１） 基板裏面に疎水性絶縁膜形成基板裏面にシリ
コーン樹脂等の疎水性絶縁膜５を一様に塗布し、指定の
温度（ １ ５ ０ ”Ｃ ）で硬化させた． ０ク アルギン酸カルシウムゲルの充填（第３図（Ｂ）
） 電解液含有ゲルの形成用として、次のような２種類の溶
液を調製した． Ａ液： アルギン酸ナトリウムを０．１〜ＩＭの塩化カ
リウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の水溶液中
に溶解したもの．アルギン酸ナトリウム濃度０．０５〜
０．５％． Ｂ液： 塩化カルシウムを上記の塩溶液（０．１〜ＩＭ
の塩化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の
水溶液）中に溶解したもの．塩化カルシウム濃度１〜５
％． ウエハーをスクリーン印刷機のステージ上に置き、穴の
部分のみを印刷するマスクを用い、Ａ液をウエハー上に
印刷した．ウェハーを印刷機から取り出し、Ｂ液中に浸
漬するか、Ｂ液を噴霧するとＡ液は瞬時にゲル化した． Ｏ湯 基板の切り出し 基板上に形成された酸素電極をチップ状に切り出した． （ロ） ガス透過性膜の被覆（第３図（Ｃ））電解液含
有ゲル６上にそのゲルを覆うようにしてガス透過性膜７
を被覆した．ガス透過性膜として、疎水性のネガ型フォ
トレジスト、シリコン樹脂、フッ素樹脂等をディップコ
ーティングにより塗布した．レジストは露光して硬化さ
せた．ガス透過性膜および側壁用絶縁膜を完成させた。
穴に注入することが容易な方法を提供することを目的と
し、半導体基板上に異方性エッチングにより溝（穴）を
形成し、該基板の表面を覆う絶縁゜膜を形成し、該大の
底部から該基板の表面に至る２本の電極を該絶縁膜を介
して形成し、該大の内部に電解液含有多孔性物質を満た
し、該基板上に該電解液含有多孔性物質を覆うガス透過
性膜を形成する小型酸素電極の製造法において、該大の
内部への該電解液含有多孔性物質充填をスクリーン印刷
法によりなすことにより小型酸素電極の製造法を構成す
る． 〔産業上の利用分野〕 本発明は小型酸素電極の製法に関し、特に小型かつ低価
格で大量生産可能な酸素電極の製造方法に関する． 小型酸素電極は、いろいろな分野において、溶存酸素濃
度の測定に有利に用いることができる．例えば、水質保
全の見地から水中の生化学的酸素要求量（ＢＯＤ）の測
定が行われているが、この溶存酸素濃度の測定器として
この小型酸素電極を使用することができる．また、醗酵
工業において、効率良くアルコール醗酵を進めるために
は醗酵槽中の溶存酸素濃度の調整が必要であり、この測
定器として本発明の小型酸素電極を使用することができ
る．さらにまた、小型酸素電極は、酵素と組み合わせて
酵素電極を形成し、糖やビタミンなどの濃度測定に用い
ることもできる．例えば、グルコースはグルコースオキ
シダーゼという酵素を触媒とし、溶存酸素と反応してグ
ルコノラクトンに酸化するが、これにより酸素電極セル
の中に拡散してくる溶存酸素が減ることを利用し、溶存
酸素の消費量からグルコース濃度を測定することができ
る． このように本発明の小型酸素電極は、環境計測、醗酵工
業、臨床医療など各種の分野で使用することができるが
、特に臨床医療分野においてカテーテルに装着し、体内
に挿入する用途においては、小型であるとともに使い捨
て可能で低価格であるので、非常に利用価値がある． 〔従来の技術〕 本発明者らは、従来のガラス製の酸素電極では、小型化
ができず大量生産も不可能であるので、リソグラフィー
技術及び異方性エッチング技術を利用した新しいタイプ
の小型酸素電極を開発し、特許出願した（特開昭６３−
２３８５４８号） この酸素電極は、シリコン基板上
に異方性エッチングにより形成した穴の上に、絶縁膜を
介して２本の電極を形成し、さらにこの穴の内部に電解
液含有体を収容し、穴の上面をガス透過性膜で覆った構
造を有する酸素電極である．この酸素電極は、小型で、
特性のばらつきが少な《、また一括大量生産ができるた
めに低コストである． 上記したタイプの酸素電極において、電解液含有体は通
常電解液をしみこませたゲル、たとえばアガロースゲル
であった．しかし、アガロースゲルの場合には、シリコ
ン基板上の微小な多くの穴の中にマイクロピペットで１
回ずつ繰り返し注入しなければならなかった．本発明者
らはこの点をさらに改良し、ゲルとしてポリアクリルア
ミドゲルまたはアルギン酸カルシウムゲルを用い、シリ
コン基板上の穴以外の部分を溌水性を有するネガ型レジ
ストで覆い、ゲルのモノマー溶液もしくは可溶型ゲルの
溶液に浸漬し、親水性と疎水性の差を利用して穴の部分
のみにゲルを形成する方法を開発した（特願昭６２−１
４８２２１号．特願昭６３−１７６９７８号）． 〔本発明が解決しようとする課題〕 上記した特願昭６２−１４８２２１号，特願昭６３−１
７６９７８号に記載された方法は、非常に小型の酸素電
極を大量に生産できるという点で画期的な製造方法であ
る．しかし、この方法を詳細に検討してみると、実用化
にいたるために解決しなければならない問題があること
がわかった．ゲル溶液の注入はネガ型レジスト被覆部分
と未被覆部分との疎水性・親水性の差を利用し゜ている
．疎水性には問題ないが、親木性は未被覆部分の表面の
清浄さのみに依存している．このため、極僅かな汚れ、
特に微小な油の粒子等により汚染されると、疎水性部分
との差が少なくなり、異方性エッチングにより形成した
穴にゲル溶液が入り難かった．これは小型酸素電極の歩
留まりを低下させる要因となる．さらに、親水性と疎水
性との差が少なくなることにより、疎水性の部分へのゲ
ル溶液の付着も発生した．これは、ガス透過膜と酸素電
極本体の間にゲルがはさまることにより、ガス透過膜の
密着性を悪化させる要因となり、酸素電極の特性のばら
つき、ガス透過膜の剥離、あるいは絶縁性の低下による
ノイズの増大等が発生していた．これらの点は、酸素電
極の再現性・信頼性の点で大変不利である． 本発明の目的は、小型で大量生産可能な酸素電極を製造
するにあたって、製造時の歩留まりの向上と、測定時に
おける再現性，・信頼性の低下の問題を解決することで
ある． 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、半導体基板上に異方性エッチングにより溝（
穴）を形成し、該基板の表面を覆う絶縁膜を形成し、該
大の底部から該基板の表面に至る２本の電極を該絶ＵＳ
を介して形成し、該大の内部に電解液含有多孔性物質を
満たし、該基板上に該電解液含有多孔性物質を覆うガス
透過性膜を形成する小型酸素電極の製造法において、該
大の内部への該電解液含有多孔性物質充填をスクリーン
印刷法によりなす小型酸素電極の製造法により達成され
る． 上記電解液含有多孔性物質として、アルギン酸ゲル、ポ
リアクリルアミドゲルもしくはアガロースゲルを用いる
ことができる． 本発明者らは、ゲル溶液が穴の部分のみに入らない原因
が、穴の部分の親水性の不完全性にあることを見出した
．これを解決するためには、ゲル溶液を必要な部分のみ
に「置くＪ方法をとることが有利である．しかし、アガ
ロースゲルの場合の様にマイクロピペットを使用する事
は、生産性および品質の均一性からも望ましくない．そ
こで本発明は、ゲル溶液の注入にスクリーン印刷を利用
することにより、前記の問題点を解決しようとするもの
である． 本発明によれば、親水性と疎水性の差がなくとも、必要
な部分のみにゲル溶液を注入できる．このことは、ゲル
の注入用に疎水性レジスト皮膜が必ずしも必要ではない
ことを示しており、製造工程の一部省略が可能である．
しかも、従来の方法ではゲル溶液は、水とほぼ同等の粘
度が必要であり、界面活性剤およびそれと同じ働きをす
る物質の含有は許されていなかった．しかし、本発明に
よりこれらの制限が大きく緩められ、高濃度のゲル溶液
または従来の方法では使用できなかった種類および組成
のゲルの使用も可能となる．〔実施例〕 本発明による小型酸素電極の製造法の一例を説明する． 第１図は、本発明による小型酸素電極の一例を示した斜
視図である．図示の酸素電極は直方体の形状を有してい
て、感応部がガス透過性膜７で覆われるとともに、付属
のデバイスに接続するため、電極３Ａ、３Ｂの一部が露
出している．電極３Ａ，３Ｂは、本例の場合、ポーラロ
型とするために両電極とも金電極で構成した． 第１図の小型酸素電極の構造を、そのＩ−１４１１に沿
った断面図である第２図に示す．シリコン基板１は、異
方性エッチングにより形成された溝（穴）を有するとと
もに、その全面にシリコン酸化Ｉ１ｌ！２が絶縁膜とし
て被着せしめられている．さらに基板裏面は破れに《い
疎水性絶縁膜５で覆われている．シリコン基Ｆｉｌの穴
には、２本の金電極３Ａおよび３Ｂが対をなして被着せ
しめられている．金電極３Ａおよび３Ｂは、第１図で示
したように、それぞれの一部分が溝の外側にまで延在し
ている．また、シリコン基板ｌの穴には電解液含有ゲル
６が満たされている．さらに、穴の上部には、基板１の
上部の全面（第１図の露出部を除く）を覆う形で、ガス
透過性ｌ！′７が被覆されておりこれは絶縁膜として側
面および裏面にも覆われている． 第１図および第２図に示した小型酸素電極は、例えば、
第３図に順を追って示す製造プロセスで脊利に製造する
ことができる．なお、以下の説明では、理解を容易なら
しめるため、１枚のウェハーに１個だけ酸素電極を形成
する場合について記載するけれども、実際には１枚のウ
ェハーに多数個の小型酸素電極が同時に形成されるとい
うことを理解されたい． （１） ウエハー洗浄 ２５０〜５００ ｕ■厚（１００）面シリコンウェハー
１を用意し、これを過酸化水素とアンモニアの混合溶液
および鴻硝酸で良く洗浄した． （２） Ｓ ｉ Ｏ ｔ ＩＩの形成ウエハーをウエ
ット熱酸化し、その全面に０．５〜１μ■厚のＳｉｎｓ
膜を形成した． （３） エッチング用パターンの形成フォトレジスト
にて、ウエハー上にエッチング用パターンを形成した．
ウェハーの裏面にもフォトレジストを塗布し、ポストベ
ークを施した．（４） Ｓ ｉ Ｏ ｔ ＠のエッチ
ングフッ化水素酸・フッ化アンモニウム水溶液にウ？ハ
ーを浸漬し、露出部分のＳｉｎｇをエッチングにより除
去し、さらにレジストを除去した．（５） シリコン
の異方性エッチング水酸化カリウム水溶液中にてシリコ
ンの異方性エッチングを行い、２００〜４００ μ腫の
溝をｍウた．異方性エッチングの完了後、エッチング時
に使用したＳＳＯｘ膜を（４）の溶液で除去した．（６
） ＳｉＯ震膜の形成 ウエハー表面にＳｉＯ■膜を成長させるため、（１）と
同様の洗浄工程に引き続きウェハーをウェット熱酸化し
、０．５〜１，ｕｓ＋厚のＳｉｎｇ膜２を形成した．（
７） クロムおよび金薄膜の形成 金と基板間の密着性を良くするクロム薄膜（１００〜５
００人）に引き続き、金薄膜（ ３０００ 〜５０００
人）を真空蒸着により形成した． （８） 電極形成用パターンの形成 フォトレジストにて、ウエハー上に電極形成用レジスト
パターンを形成した． （９》 金およびクロムのエッチング 第３図（Ａ）
ウエハーを金用エッチング液およびクロム用エッチンダ
液にこの順に浸漬し、露出した金およびクロムの部分を
エッチングにより除去し、金電極３Ａ、３Ｂを得た．さ
らに、レジストを除去した．ＯＩ 疎水化処理 ウエハー表面にフォトレジストを塗布しブリベータ後に
露光及び現像を行い、ウェハー表面の穴４以外のところ
をレジストで覆い、疎水性レジスト膜８を作製した．な
お、この工程は必ずしも必要ないが、ウエハー表面の疎
水化およびレジスト皮膜による段差によりゲル溶液の流
出防止の意味で行った． ０１） 基板裏面に疎水性絶縁膜形成基板裏面にシリ
コーン樹脂等の疎水性絶縁膜５を一様に塗布し、指定の
温度（ １ ５ ０ ”Ｃ ）で硬化させた． ０ク アルギン酸カルシウムゲルの充填（第３図（Ｂ）
） 電解液含有ゲルの形成用として、次のような２種類の溶
液を調製した． Ａ液： アルギン酸ナトリウムを０．１〜ＩＭの塩化カ
リウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の水溶液中
に溶解したもの．アルギン酸ナトリウム濃度０．０５〜
０．５％． Ｂ液： 塩化カルシウムを上記の塩溶液（０．１〜ＩＭ
の塩化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の
水溶液）中に溶解したもの．塩化カルシウム濃度１〜５
％． ウエハーをスクリーン印刷機のステージ上に置き、穴の
部分のみを印刷するマスクを用い、Ａ液をウエハー上に
印刷した．ウェハーを印刷機から取り出し、Ｂ液中に浸
漬するか、Ｂ液を噴霧するとＡ液は瞬時にゲル化した． Ｏ湯 基板の切り出し 基板上に形成された酸素電極をチップ状に切り出した． （ロ） ガス透過性膜の被覆（第３図（Ｃ））電解液含
有ゲル６上にそのゲルを覆うようにしてガス透過性膜７
を被覆した．ガス透過性膜として、疎水性のネガ型フォ
トレジスト、シリコン樹脂、フッ素樹脂等をディップコ
ーティングにより塗布した．レジストは露光して硬化さ
せた．ガス透過性膜および側壁用絶縁膜を完成させた。
このガス透遇性膜は裏面にも形成されるが、これはより
絶縁性を向上させるのに有利に作用する。
絶縁性を向上させるのに有利に作用する。
本発明の他の実施例として上記の工程の各部分を次のよ
うに変更したものを挙げる． Ｏク゜ポリアルリルアミドゲルの充填（第３図（Ｂ電解
液含有ゲルの形成用として、０．１ −ＩＭの塩化カリ
ウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の水溶液中に
０．５〜５％アクリルアミド、０〜５％メチレンビスア
クリルアミド、反応開始剤等を溶解したＡ′溶液を用意
する． ウエハーをスクリーン印刷機のステージ上に置き、穴の
部分のみを印刷するマスクを用い、このＡ′溶液をウエ
ハー上に印刷した．ウェハーに紫外線を照射してゲル化
した． ０２１”アガロースゲルの充填（第３図（Ｂ））電解液
含有ゲルの形成用として、０．１ −ＬＭの塩化カリウ
ム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の水溶液中に０
．５〜２％アガロースを溶解したＡ″″溶液を用意する
．このＡ“溶液を１００゜Ｃに加熱しアガロースを完全
に溶かした後、５０〜６０’Ｃに保温する． ウエハーをスクリーン印刷機のステージ上に置き、穴の
部分のみを印刷するマスクを用い、このＡ″溶液液をウ
エハー上に印刷する．冷えればゲル化する． なお、上記例で異方性エッチング可能な半導体基板とし
てシリコン基板を用いる例を上げたが、砒化ガリウム、
ゲルマニウム等の基板を用いても良い。
うに変更したものを挙げる． Ｏク゜ポリアルリルアミドゲルの充填（第３図（Ｂ電解
液含有ゲルの形成用として、０．１ −ＩＭの塩化カリ
ウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の水溶液中に
０．５〜５％アクリルアミド、０〜５％メチレンビスア
クリルアミド、反応開始剤等を溶解したＡ′溶液を用意
する． ウエハーをスクリーン印刷機のステージ上に置き、穴の
部分のみを印刷するマスクを用い、このＡ′溶液をウエ
ハー上に印刷した．ウェハーに紫外線を照射してゲル化
した． ０２１”アガロースゲルの充填（第３図（Ｂ））電解液
含有ゲルの形成用として、０．１ −ＬＭの塩化カリウ
ム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の水溶液中に０
．５〜２％アガロースを溶解したＡ″″溶液を用意する
．このＡ“溶液を１００゜Ｃに加熱しアガロースを完全
に溶かした後、５０〜６０’Ｃに保温する． ウエハーをスクリーン印刷機のステージ上に置き、穴の
部分のみを印刷するマスクを用い、このＡ″溶液液をウ
エハー上に印刷する．冷えればゲル化する． なお、上記例で異方性エッチング可能な半導体基板とし
てシリコン基板を用いる例を上げたが、砒化ガリウム、
ゲルマニウム等の基板を用いても良い。
第１図は、本発明による小型酸素電極の一例を示した斜
視図、 第２図は、第１図の電極の線分１−１に沿った断面図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、第１図および第２図に示した
小型酸素電極の製造プロセスの後半を順を追って示した
断面図である． 〔発明の効果〕 本発明によれば、基板上の親水性と疎水性の差に係わら
ず、電解液含有ゲルを注入することができるため、生産
の歩留まり向上、およびガス透過膜の密着性の向上によ
る、長期間の安定性、ノイズの低減等を達成できる． ３Ａ ３Ｂ 第１図 第２図 １：シリコン基仮 ５：疎水性垣鉾尉漠２：絶緑膜
６ ： ｔｉｆ！含有ケル３Ａ，３８：電極
７：ガス透過膜４：六 ８：疎水性レジ
スト膜ｔＪ哩酸素電極の製造プロセス 第３図
視図、 第２図は、第１図の電極の線分１−１に沿った断面図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、第１図および第２図に示した
小型酸素電極の製造プロセスの後半を順を追って示した
断面図である． 〔発明の効果〕 本発明によれば、基板上の親水性と疎水性の差に係わら
ず、電解液含有ゲルを注入することができるため、生産
の歩留まり向上、およびガス透過膜の密着性の向上によ
る、長期間の安定性、ノイズの低減等を達成できる． ３Ａ ３Ｂ 第１図 第２図 １：シリコン基仮 ５：疎水性垣鉾尉漠２：絶緑膜
６ ： ｔｉｆ！含有ケル３Ａ，３８：電極
７：ガス透過膜４：六 ８：疎水性レジ
スト膜ｔＪ哩酸素電極の製造プロセス 第３図
Claims (1)
- １、半導体基板上に異方性エッチングにより溝（穴）を
形成し、該基板の表面を覆う絶縁膜を形成し、該穴の底
部から該基板の表面に至る２本の電極を該絶縁膜を介し
て形成し、該穴の内部に電解液含有多孔性物質を満たし
、該基板上に該電解液含有多孔性物質を覆うガス透過性
膜を形成する小型酸素電極の製造法において、該穴の内
部への該電解液含有多孔性物質充填をスクリーン印刷法
によりなすことを特徴とする小型酸素電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056902A JPH02236154A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 小型酸素電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056902A JPH02236154A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 小型酸素電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236154A true JPH02236154A (ja) | 1990-09-19 |
Family
ID=13040384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1056902A Pending JPH02236154A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 小型酸素電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02236154A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5281323A (en) * | 1991-03-20 | 1994-01-25 | Fujitsu Limited | Electrolyte composition for screen printing and miniaturized oxygen electrode and production process thereof |
| US5326450A (en) * | 1991-03-20 | 1994-07-05 | Fujitsu Limited | Miniaturized oxygen electrode |
| US5492611A (en) * | 1991-03-20 | 1996-02-20 | Fujitsu Limited | Miniaturized oxygen electrode |
| US5573649A (en) * | 1991-03-20 | 1996-11-12 | Fujitsu Limited | Miniaturized oxygen electrode and process of producing same |
| CN111205102A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-05-29 | 广东施彩新材料科技有限公司 | 一种基于陶瓷废弃物的多孔彩陶微珠及其制备方法 |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP1056902A patent/JPH02236154A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5281323A (en) * | 1991-03-20 | 1994-01-25 | Fujitsu Limited | Electrolyte composition for screen printing and miniaturized oxygen electrode and production process thereof |
| US5326450A (en) * | 1991-03-20 | 1994-07-05 | Fujitsu Limited | Miniaturized oxygen electrode |
| US5468408A (en) * | 1991-03-20 | 1995-11-21 | Fujitsu Limited | Electrolyte composition for screen printing and miniaturized oxygen electrode and production process thereof |
| US5478460A (en) * | 1991-03-20 | 1995-12-26 | Fujitsu Limited | Electrolyte composition for screen printing and miniaturized oxygen electrode and production process thereof |
| US5492611A (en) * | 1991-03-20 | 1996-02-20 | Fujitsu Limited | Miniaturized oxygen electrode |
| US5573649A (en) * | 1991-03-20 | 1996-11-12 | Fujitsu Limited | Miniaturized oxygen electrode and process of producing same |
| CN111205102A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-05-29 | 广东施彩新材料科技有限公司 | 一种基于陶瓷废弃物的多孔彩陶微珠及其制备方法 |
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