JPH0345178Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0345178Y2 JPH0345178Y2 JP1983187363U JP18736383U JPH0345178Y2 JP H0345178 Y2 JPH0345178 Y2 JP H0345178Y2 JP 1983187363 U JP1983187363 U JP 1983187363U JP 18736383 U JP18736383 U JP 18736383U JP H0345178 Y2 JPH0345178 Y2 JP H0345178Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- isfet
- electrode
- metal electrode
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本考案は、電解液中のイオン活量を測定する
ISFETセンサ（電界効果トランジスタ型イオン
センサ）に関する。
ISFETセンサ（電界効果トランジスタ型イオン
センサ）に関する。
＜従来技術＞
この種のISFETセンサは測定に際して比較電
極と組合せて用いられる。比較電極としては一般
に内極、内部液、液絡部を有したものが用いら
れ、それをセンサと同じ被検液中に浸漬させてい
る。この比較電極は公知のように安定性が良く測
定の際の基準を与えるものとして最も的確性を有
しているといえる。しかしながら反面、液交換時
にはISFETセンサと比較電極との間に被検液が
存在しなくなるため種々の問題を生じるものであ
る。即ち、センサと比較電極の間に被検液が存在
しなくなると、センサのゲートが空気中でオープ
ン状態となり、つまり、ゲート電界が不定となつ
て、過電界によるゲート絶縁破壊やゲート絶縁膜
の二次変化が起こる可能性がある。そのことによ
り、センサが動作しなくなつたり、再び液に戻し
たときに指示がずれ或いはドリフトしたりする問
題が生じることとなる。
極と組合せて用いられる。比較電極としては一般
に内極、内部液、液絡部を有したものが用いら
れ、それをセンサと同じ被検液中に浸漬させてい
る。この比較電極は公知のように安定性が良く測
定の際の基準を与えるものとして最も的確性を有
しているといえる。しかしながら反面、液交換時
にはISFETセンサと比較電極との間に被検液が
存在しなくなるため種々の問題を生じるものであ
る。即ち、センサと比較電極の間に被検液が存在
しなくなると、センサのゲートが空気中でオープ
ン状態となり、つまり、ゲート電界が不定となつ
て、過電界によるゲート絶縁破壊やゲート絶縁膜
の二次変化が起こる可能性がある。そのことによ
り、センサが動作しなくなつたり、再び液に戻し
たときに指示がずれ或いはドリフトしたりする問
題が生じることとなる。
＜考案の目的及び構成＞
本考案は、上述の事柄に留意してなされたもの
で、計測時、比較電極を介して所定の電圧がゲー
トに印加されるISFETセンサのゲート近傍は、
液交換時おいても被検液で濡れていることに着目
し、ISFETが形成された基板と同一基板上で、
かつISFETのゲートの近傍位置に金属電極を形
成し、液交換時には、スイツチを介して前記電圧
と同様な電圧を前記金属電極に印加するように構
成することによつて、上記従来手段の欠点の解決
を図つたものである。
で、計測時、比較電極を介して所定の電圧がゲー
トに印加されるISFETセンサのゲート近傍は、
液交換時おいても被検液で濡れていることに着目
し、ISFETが形成された基板と同一基板上で、
かつISFETのゲートの近傍位置に金属電極を形
成し、液交換時には、スイツチを介して前記電圧
と同様な電圧を前記金属電極に印加するように構
成することによつて、上記従来手段の欠点の解決
を図つたものである。
＜実施例＞
第１図は本考案の一実施例としてのISFETセ
ンサの平面図、第２図はその側断面図を示し、１
は、その上にシリコンエピタキシヤル拡散層２が
形成されたサフアイヤ基板（SOSウエハー）で、
該基板１にＰあるいはｎチヤンネルのMOSFET
を通常の酸化−Siアイランド形成、ドレイン・ソ
ース部への不純物拡散等の標準工程により形成し
てある。３がドレイン領域、４がソース領域、５
はゲートである。また、エピタキシヤル拡散層２
の他端にはドレイン電極６及びソース電極７が形
成され、リード線取出し口としてある。このドレ
イン電極６及びソース電極７を除くサフアイヤ基
板１上はSiO2膜８及びSi3N4膜９によつて絶縁被
覆され、更に基板上の先端側半分である接液部１
０はTa2O5膜又はイオン感応膜１１によつて被覆
されている。但し、このTa2O5膜又はイオン感応
膜１１は少なくともゲート５部分にかかつていれ
ばよいものである。一方、基板１の残り半分は樹
脂１２によつてモールドされている。
ンサの平面図、第２図はその側断面図を示し、１
は、その上にシリコンエピタキシヤル拡散層２が
形成されたサフアイヤ基板（SOSウエハー）で、
該基板１にＰあるいはｎチヤンネルのMOSFET
を通常の酸化−Siアイランド形成、ドレイン・ソ
ース部への不純物拡散等の標準工程により形成し
てある。３がドレイン領域、４がソース領域、５
はゲートである。また、エピタキシヤル拡散層２
の他端にはドレイン電極６及びソース電極７が形
成され、リード線取出し口としてある。このドレ
イン電極６及びソース電極７を除くサフアイヤ基
板１上はSiO2膜８及びSi3N4膜９によつて絶縁被
覆され、更に基板上の先端側半分である接液部１
０はTa2O5膜又はイオン感応膜１１によつて被覆
されている。但し、このTa2O5膜又はイオン感応
膜１１は少なくともゲート５部分にかかつていれ
ばよいものである。一方、基板１の残り半分は樹
脂１２によつてモールドされている。
而して、この構成のISFETセンサにおいて
MOSFETを形成する工程と併行してゲート５の
近傍には金等貴金属からなる電極１３が蒸着、ス
パツタリング等の薄膜法或いは印刷法によつて形
成され、ホトリソグラフイー技術によつて細線化
されている。この金属電極１３の接液部１０に存
する部分はSiO2膜８やSi3N3膜９、及びTa2O5膜
又はイオン感応膜１１がかからないようにしてあ
る。また金属電極１３の他端はリード線１４の接
続部１５が形成されている。
MOSFETを形成する工程と併行してゲート５の
近傍には金等貴金属からなる電極１３が蒸着、ス
パツタリング等の薄膜法或いは印刷法によつて形
成され、ホトリソグラフイー技術によつて細線化
されている。この金属電極１３の接液部１０に存
する部分はSiO2膜８やSi3N3膜９、及びTa2O5膜
又はイオン感応膜１１がかからないようにしてあ
る。また金属電極１３の他端はリード線１４の接
続部１５が形成されている。
金属電極１３とゲート５との距離はなるべく近
いのが好ましく、液交換時、センサ基板１を空気
中に抜き出してもゲート５を濡らしている液によ
つて金属電極１３も濡れている状態が確保できる
程度に近距離であることが必要である。その程度
の近距離であれば金属電極１３の位置、形状は第
１図に示すものに限らず、例えば第３図イ，ロに
示すような位置、形状とすることもできる。一
方、上記のようにゲート５と金属電極１３を近づ
けても万一双方が液で濡れない場合には、図ハに
示すように親水性ゾル１４′を設けて水分を保持
するようにすればよい。
いのが好ましく、液交換時、センサ基板１を空気
中に抜き出してもゲート５を濡らしている液によ
つて金属電極１３も濡れている状態が確保できる
程度に近距離であることが必要である。その程度
の近距離であれば金属電極１３の位置、形状は第
１図に示すものに限らず、例えば第３図イ，ロに
示すような位置、形状とすることもできる。一
方、上記のようにゲート５と金属電極１３を近づ
けても万一双方が液で濡れない場合には、図ハに
示すように親水性ゾル１４′を設けて水分を保持
するようにすればよい。
上記ISFETセンサを用いた計測回路の結線図
を第４図に示す。図中、１６はISFETセンサ、
１７はAg／Agcl比較電極、１８は被検液、１９
はスイツチである。このスイツチ１９は少なくと
も液交換時にオンするよう操作される。従つて、
液交換時には、ISFETセンサ１６が空気中に露
出するため比較電極１７を通じてのゲート電圧
VGが印加されなくなつても、スイツチ１９がオ
ンすることにより金属電極１３を通じて同じゲー
ト電圧VGが印加されることとなり、ゲート電界
がオープン状態になるという事態は避けられるの
である。尚、上記実施例ではサフアイヤ基板１上
にMOSFETを一個だけ形成しているが、デユア
ルのMOSFETを形成し、一方のMOSFETの温
度影響を他方のMOSFETでキヤンセルするよう
にすることも可能であるし、また同一基板上に
Nernstの式を補正する薄膜サーミスタ又はダイ
オードを形成することもでき、それらは本考案の
実施態様に含まれる。
を第４図に示す。図中、１６はISFETセンサ、
１７はAg／Agcl比較電極、１８は被検液、１９
はスイツチである。このスイツチ１９は少なくと
も液交換時にオンするよう操作される。従つて、
液交換時には、ISFETセンサ１６が空気中に露
出するため比較電極１７を通じてのゲート電圧
VGが印加されなくなつても、スイツチ１９がオ
ンすることにより金属電極１３を通じて同じゲー
ト電圧VGが印加されることとなり、ゲート電界
がオープン状態になるという事態は避けられるの
である。尚、上記実施例ではサフアイヤ基板１上
にMOSFETを一個だけ形成しているが、デユア
ルのMOSFETを形成し、一方のMOSFETの温
度影響を他方のMOSFETでキヤンセルするよう
にすることも可能であるし、また同一基板上に
Nernstの式を補正する薄膜サーミスタ又はダイ
オードを形成することもでき、それらは本考案の
実施態様に含まれる。
＜考案の効果＞
以上説明したように、本考案においては、計測
時、比較電極を介して所定の電圧がゲートに印加
されるISFETセンサにおいて、ISFETが形成さ
れた基板と同一基板上で、かつISFETのゲート
の近傍位置に金属電極を形成し、液交換時には、
スイツチを介して前記電圧と同様な電圧を前記金
属電極に印加するように構成しているので、液交
換時に、比較電極とISFETセンサのゲート部と
が断線状態になつても、ゲート近傍に形成された
金属電極を介してゲートに所定の電圧が印加され
ることにより、ゲートがオープン状態にならず、
従つて、ゲート破壊やゲート絶縁体の二次変化等
が生じるといつたことを効果的に回避することが
でき、所望の計測を常に安定に行うことができ
る。
時、比較電極を介して所定の電圧がゲートに印加
されるISFETセンサにおいて、ISFETが形成さ
れた基板と同一基板上で、かつISFETのゲート
の近傍位置に金属電極を形成し、液交換時には、
スイツチを介して前記電圧と同様な電圧を前記金
属電極に印加するように構成しているので、液交
換時に、比較電極とISFETセンサのゲート部と
が断線状態になつても、ゲート近傍に形成された
金属電極を介してゲートに所定の電圧が印加され
ることにより、ゲートがオープン状態にならず、
従つて、ゲート破壊やゲート絶縁体の二次変化等
が生じるといつたことを効果的に回避することが
でき、所望の計測を常に安定に行うことができ
る。
第１図は本考案の一実施例としてのISFETセ
ンサの平面図、第２図はその側断面図、第３図
イ，ロ，ハは金属電極の他の実施例を示す図、第
４図は本考案のISFETセンサを用いた計測回路
の結線図である。 １……基板、５……ゲート、１３……金属電
極、１７……比較電極、１９……スイツチ。
ンサの平面図、第２図はその側断面図、第３図
イ，ロ，ハは金属電極の他の実施例を示す図、第
４図は本考案のISFETセンサを用いた計測回路
の結線図である。 １……基板、５……ゲート、１３……金属電
極、１７……比較電極、１９……スイツチ。
Claims (1)
- 計測時、比較電極を介して所定の電圧がゲート
に印加されるISFETセンサにおいて、ISFETが
形成された基板と同一基板上で、かつISFETの
ゲートの近傍位置に金属電極を形成し、液交換時
には、スイツチを介して前記電圧と同様な電圧を
前記金属電極に印加するように構成したことを特
徴とするISFETセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18736383U JPS6093955U (ja) | 1983-12-03 | 1983-12-03 | Ｉｓｆｅｔセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18736383U JPS6093955U (ja) | 1983-12-03 | 1983-12-03 | Ｉｓｆｅｔセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093955U JPS6093955U (ja) | 1985-06-26 |
| JPH0345178Y2 true JPH0345178Y2 (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=30404454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18736383U Granted JPS6093955U (ja) | 1983-12-03 | 1983-12-03 | Ｉｓｆｅｔセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6093955U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2633281B2 (ja) * | 1988-02-10 | 1997-07-23 | 日本電気株式会社 | 電気化学センサ及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57161541A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Toshiba Corp | Ion sensor |
-
1983
- 1983-12-03 JP JP18736383U patent/JPS6093955U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6093955U (ja) | 1985-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2610294B2 (ja) | 化学センサ | |
| JP4212667B2 (ja) | 圧力センサおよび電気化学的センサを組み合わせたセンサの製造方法 | |
| US6387724B1 (en) | Method of fabricating silicon-on-insulator sensor having silicon oxide sensing surface | |
| JPS5870155A (ja) | イオンに応答する半導体装置 | |
| CA2538232A1 (en) | Ion sensitive field effect transistor (isfet) sensor with improved gate configuration | |
| JP4027460B2 (ja) | 電気化学センサ | |
| US4232326A (en) | Chemically sensitive field effect transistor having electrode connections | |
| JPH0345178Y2 (ja) | ||
| JPH0426432B2 (ja) | ||
| JPS6242539A (ja) | 化学感応性半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0315974B2 (ja) | ||
| JPH0518935A (ja) | ダイヤモンド薄膜イオンセンサ | |
| JP2001004585A (ja) | 半導体化学センサ | |
| JPH027423B2 (ja) | ||
| JPH0350985B2 (ja) | ||
| JPH0339585B2 (ja) | ||
| JPH0241581Y2 (ja) | ||
| JPS6325542A (ja) | 絶縁ゲ−ト電界効果型感湿素子 | |
| JP2694818B2 (ja) | 半導体電界効果型バイオセンサおよびその製造方法 | |
| JPS6216677Y2 (ja) | ||
| JPH0429974B2 (ja) | ||
| JPH0584070B2 (ja) | ||
| JP2000187017A (ja) | 半導体イオンセンサ | |
| JPS622266B2 (ja) | ||
| JPS5831408Y2 (ja) | 半導体集積回路素子 |