JPH04204367A - pH応答膜の製造方法 - Google Patents

pH応答膜の製造方法

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JPH04204367A
JPH04204367A JP2339487A JP33948790A JPH04204367A JP H04204367 A JPH04204367 A JP H04204367A JP 2339487 A JP2339487 A JP 2339487A JP 33948790 A JP33948790 A JP 33948790A JP H04204367 A JPH04204367 A JP H04204367A
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JP
Japan
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substrate
electrode substrate
coating solution
thin film
tantalum
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JP2339487A
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Katsuhiko Tomita
冨田 勝彦
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Horiba Ltd
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Horiba Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/333Ion-selective electrodes or membranes
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    • GPHYSICS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、pH応答膜の製造方法、特に、五酸化タンタ
ルの薄膜よりなるpH応答膜の製造方法に関する。
(従来の技術) 従来のpH応答膜の製造方法として、例えば本願出願人
の昭和63年12月10日付は特許出願「イオン選択性
ガラス電極の製造方法」 (特願昭63−312736
号)に示されるように、金属アルコキシドを原料とし、
ゾル−ゲル法を用いるものがある。
〔発明が解決しようとする課題] しかしながら、この従来の方法は、安定な品質のpH応
答膜を得ることができるといった優れた利点を有するも
のの、安定なコーティング溶液を作成することが困難で
あり、また、製造工程が複雑であり、コストが嵩むとい
った不都合な点があった。
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、大掛かりな装置を用いることなく
均一な膜厚のpH応答膜を容易、かつ、安価に製造する
ことができ、しかも、その膜厚を任意に設定することが
できるpH応答膜の製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明においては、次の2つ
の手段を採用している。
第1の手段は、タンタルアルコキシドを主成分とするコ
ーティング溶液を、所定の速度で回転する電極基板の表
面上に滴下し、スピンコーティングにより、前記電極基
板上に所定の膜厚の五酸化タンタルのiiW!jからな
るpH応答膜を形成するようにしている。
第2の手段は、タンタルアルコキシドを主成分とするコ
ーティング溶液中に、電極基板を浸漬し、その後、これ
を所定の速度で引き上げることにより、前記電極基板上
に所定の膜厚の五酸化タンタルのIIIからなるpH応
答膜を形成するようにしている。
〔作用〕
上記第1の手段によれば、タンタルアルコキシドを主成
分とするコーティング溶液を、回転する電極基板に対し
て滴下するスピンコーチイングル乾燥−焼成の作業を適
宜繰り返すことにより、電極基板の表面上に所定の膜厚
のpH応答膜を形成することができる。
また、上記第2の手段によれば、タンタルアルコキシド
を主成分とするコーティング溶液中に浸漬した状態の電
極基板を引き上げる速度を適宜選ぶことにより、電極基
板の表面上に所定の膜厚のpH応答膜を形成することが
できる。
[実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第1図〜第3図は本発明の第1実施例を示し、この実施
例においては、第1図に示すように、タンタルアルコキ
シド[Ta −(OR)S ]としてペンタエトキシタ
ンタル(’l” a (OC2Hs)s ]を用い、こ
れを溶媒としての脱水処理したエチルアルコールに10
wt%(TazOs換算で5wt%)溶解させ、これに
、触媒としての酢酸および安定化剤としてのアセチルア
セトンを、タンタルエトキシのモル比でそれぞれ2倍に
相当する重量ずつ加えて(ステップS1)、十分に混合
し、湿気に触れないようにしてコーティング溶液とする
(ステップS2)。
そして、このコーティング溶液を、第2図に示すような
装置を用いて、11極基板1の表面に滴下するのである
。すなわち、電極基板1はシリコンウェハなどの基板の
裏面に金などの金属層を形成すると共に、表面の自然酸
化層を除去しておく。
このように形成された電極基板lを、図外のモータで回
転駆動される水平に保持された円[2上に表面を上にし
た状態で載置し、モータによって円@2を例えば300
0 rpnで30秒間回転させ、その間に電極基板1の
上方から例えば100〜200μPのコーティング溶液
3を滴下して、スピンコーティングにより薄膜化処理を
施す(ステップ33)。
その後、前記処理を施した電極基板1を150°Cで3
0分間乾燥しくステップS4)、さらに、500℃で3
0分間熱処理(焼成)する(ステップS5)と、T a
 z O5Ill 4が電極基板10表面に形成される
が、この薄膜4を600〜650人にするには、前記ス
テップS3からステップS5の手順を適宜の回数だけ繰
り返すようにすればよい。
上記実施例によれば、薄膜4形成に用いるコーティング
溶液3は、ガラスやシリコン基板への濡れ性を考慮した
溶媒の選択や、溶液の粘度、温度、湿度を制御すること
により、再現性よ〈実施することができる。また、コー
ティング溶液3の主成分であるペンタエトキシタンタル
(タンタルアルコキシドの一種)は単一成分であるため
、加水分解条件を制御しやすく、そして、焼成条件も同
一で、均質な膜厚を薄膜を形成することができる。
上述の方法によって製造された3WA4は、ピンホール
フリーの場合、10m〜109Ωの抵抗値を示し、第7
図に示すようなpH応答特性を示す。
そして、この′gl膜4を、第3図(A)、 (B)に
示すように、ポリエチレンテレフタレート基板をラミネ
ートしてなる基板5に、シリコーン系樹脂接着剤6によ
って封止することによって液体中に浸漬できるpH測定
電極7に構成することができる。
なお、図中、8はシリコン基板またはl5FET、9は
シリコン基板、10はリード取り出し用導電部である。
上記第1実施例では、タンタルアルコキシドとしてペン
タエトキシタンタルを用いていたが、これに代えて、ベ
ンターX−ブトキシタンタル(X==i、n、Sec、
tでもよい)(Ta (QC。
H9)、を用いてもよい。
すなわち、第2実施例においては、ベンターX−ブトキ
シタンタルを、溶媒としてのエチルアルコールに20w
t%(Tails換算でlQwt%)溶解させ、これに
、蟻酸、塩酸などの触媒と、マロン酸ジエチル、アセト
酢酸エチルなどの安定化剤を、アルコキシドのモル比で
それぞれ4倍11倍に相当する重量ずつ加えて十分に混
合し、湿気に触れないようにしてコーティング溶液とし
、上記第1実施例と同様のコーティング処理を施すこと
により、薄膜を形成すようにしている。この場合、所定
の膜厚にするため、第1図に示したステ・ンブS3から
ステップS5の工程を繰り返し行うようにしてもよい。
この第2実施例に係る方法で製造された薄膜は前記第7
図に示すようなpt(応答特性を示す、そして、この薄
膜は、l5FETのゲート酸化膜や分離ゲート型l5F
ETの応答膜に使用するこ”とができ、そのパッケージ
構造は、第4図に示す通りであり、11は薄膜、12.
13は羊れぞれアルミニウムよりなるソース電極、ドレ
イン電極、14は5i02層、15はシリコン基板であ
る。
なお、この実施例において、ペンタ−X−ブトキシタン
タルに代えて、ベンターミープロポキシタンタルやペン
タ−n−プロポキシタンタルを用いてもよい。
上述の第1および第2実施例は何れもスピンコーティン
グによって薄膜4,11を形成する方法であったが、゛
浸漬用き上げ法によっても薄膜を形成することができる
すなわち、第5図および第6図は本発明の第3実施例を
示し、この実施例においては、第5図に示すように、タ
ンタルアルコキシドとしてペンタメトキシタンタル(T
 a (OCHs)s)を用い、これを溶媒としての脱
水処理したエチルアルコールに5wt%溶解させ、これ
に、触媒としての酢酸および安定化剤としてのアセト酢
酸エチルを、タンタルメトキシのモル比でそれぞれ2倍
に相当する重量を加えて(ステップ511)、十分に混
合し、湿気に触れないようにしてコーティング溶液3と
する(ステップ512)。
この溶液3を20m1、第2図に示すように、ビーカー
16内に入れる。そして、コーティング溶液3内に電極
基板1を浸漬し、その後、0.1〜0.6m/secの
速度で電極基板1を引き上げて、薄膜化処理を施す(ス
テップ513)。
前記処理を施した電極基板1を150°Cで30分間乾
燥しくステップ514)、さらに、500℃で30分間
熱処理する(ステップ515)と、所定の膜厚を有する
Taz Os薄膜が電極基板1の表面に形成される。
このようにして製造された薄膜は、前記第7図に示すよ
うなpH応答特性を示す。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本願の第1発明は、タンタルアル
コキシドを主成分とする溶液を、所定の速度で回転する
電極基板の表面上に滴下し、スピンコーティングにより
、前記電極基板上に所定の膜厚の五酸化タンタルの薄膜
からなるpH応答膜を形成するようにしたものであり、
また、第2発明は、前記溶液中に、電極基板を浸漬し、
その後、これを所定の速度で引き上げることにより、前
記電極基板上に所定の膜厚の五酸化タンタルの薄膜から
なるpH応答膜を形成するようにしたものであるから、
次のような優れた効果を奏する。
■ 均一な薄膜を瞬時に形成することができる。
■ 高価なコーティング溶液の使用量が少量でよい。
■ 膜厚の値を任意に代えることができ、超薄膜からμ
m程度の厚膜の製造が簡単である。
■ 大規模な装置が不要である。
従って、所望のpH応答膜を安価に大量に製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の第1実施例を示し、第1図は
pH応答膜の製造方法を示すフローチャート、第2図は
電極基板にスピンコーティングを施して′WlllIを
形成している状態を示す図、第3図は前記製造方法によ
って製造されたpH応答膜を組み込んだpH測定電極の
一例を示す図で、同図(A)は斜視図、同図(B)は断
面図である。 第4図は本発明の第2実施例に係る製造方法によって製
造されたpH応答膜を組み込んだpH測定電極の一例を
示す図で、同図(A)は平面図、同図(B)は同図(A
)のA−A線断面図である。 第5図および第6図は本発明の第3実施例を示し、第5
図はpH応答膜の製造方法を示すフローチャート、第6
図は電極基板を浸漬・引き上げることによって薄膜を形
成している状態を示す図である。 第7図は本発明方法によって製造されたIllのpH応
答特性を示す図である。 1・・・電極基板、3・・・溶液、4,11・・・薄膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)タンタルアルコキシドを主成分とするコーティン
    グ溶液を、所定の速度で回転する電極基板の表面上に滴
    下し、スピンコーティングにより、前記電極基板上に所
    定の膜厚の五酸化タンタルの薄膜からなるpH応答膜を
    形成するようにしたことを特徴とするpH応答膜の製造
    方法。
  2. (2)タンタルアルコキシドを主成分とするコーティン
    グ溶液中に、電極基板を浸漬し、その後、これを所定の
    速度で引き上げることにより、前記電極基板上に所定の
    膜厚の五酸化タンタルの薄膜からなるpH応答膜を形成
    するようにしたことを特徴とするpH応答膜の製造方法
JP2339487A 1990-11-30 1990-11-30 pH応答膜の製造方法 Pending JPH04204367A (ja)

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KR920010283A (ko) 1992-06-26
DE69116539T2 (de) 1996-09-12
KR960003197B1 (ko) 1996-03-06
EP0493684A1 (en) 1992-07-08
DE69116539D1 (de) 1996-02-29

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