JPH0549187B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0549187B2
JPH0549187B2 JP62296012A JP29601287A JPH0549187B2 JP H0549187 B2 JPH0549187 B2 JP H0549187B2 JP 62296012 A JP62296012 A JP 62296012A JP 29601287 A JP29601287 A JP 29601287A JP H0549187 B2 JPH0549187 B2 JP H0549187B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
source
gate region
drain
polycide
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 - Lifetime
Application number
JP62296012A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01140053A (ja
Inventor
Toshihide Kuryama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP62296012A priority Critical patent/JPH01140053A/ja
Publication of JPH01140053A publication Critical patent/JPH01140053A/ja
Publication of JPH0549187B2 publication Critical patent/JPH0549187B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体電界効果形イオンセンサの構造
に関する。
[従来の技術] 従来、溶液中のイオン濃度を電界効果形トラン
ジスタの中を流れる電流値に変換して測定する半
導体装置に半導体電界効果形イオンセンサ(以後
ISFETと呼ぶ)がある。これはたとえばシリコ
ン(Si)を半導体としてバルク状のシリコンウエ
ーハを用いて形成された電界効果形トランジスタ
の一種で、そのシリコンの表面が酸化シリコン、
窒化シリコン、アルミナ、酸化タンタルなどの絶
縁膜あるいはそれらの組合せからなる膜で形成さ
れたイオン感応膜で覆われた構造を持ち、その
ISFETが溶液に浸された際、その溶液中のイオ
ンによつてそのISFET中を流れる電流の値が変
化するという現象を利用している。
このようなISFETは、イオン選択性電極を用
いたイオンセンサに比べ、(1)トランジスタの集積
化技術を用いて製作されているので、超微小電極
を容易に大量生産でき、(2)イオン感応膜が完全な
絶縁膜でも使用でき、(3)出力インピーダンスが低
く、高入力抵抗の増幅器が不要であるなどの利点
を有している。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、生体内のイオン濃度を測定した
り、微量のサンプルを測定するために、超微小な
ISFETを製作する場合、従来のバルク状シリコ
ンウエーハを用いる方法では製造工程が複雑にな
つたり、トランジスタの信頼性が低いという欠点
があつた。すなわち、バルク状シリコンウエーハ
を用いてISFETを製作する場合、ウエーハを切
断してISFETを取出すと切断面のシリコンがむ
き出しになるため切断面を保護する必要があり、
樹脂による封止法などが用いられるが、微小な
ISFETの側面に樹脂を塗布するのは面倒で、ま
た信頼性も低かつた。一方、ウエーハを両面から
エツチングして針状のシリコンをウエーハ内に形
成した後、絶縁性物質を熱酸化や絶縁体の化学気
相蒸着により針状のシリコンの回りに形成し、
ISFETを絶縁保護する方法が報告されているが
(松尾正之他、応用物理、49巻、p.586(1950))、
製造工程が複雑で、また絶縁膜が薄いため
ISFETの取扱いに特別な注意が必要であつた。
さらに、これらの欠点を除くことができる
ISFETとして、シリコン・オン・サフアイア
(Silicon on Sapphire、以後SOSと略す)基板を
用いたISFETが報告されている(秋山竜雄、分
析化学、30巻、p.734(1981))。このSOS/ISFET
はサフアイアが絶縁体で機械的強度も高いため、
絶縁性に優れ、取扱いが容易な超微小なセンサで
ある。
しかし、SOSウエーハはバルク状シリコンに比
べ値段が数倍高く、SOS/ISFETが高価になる
という経済上の欠点を有している。
本発明の目的はこのような従来の欠点を除去
し、ISFETの絶縁が容易で、大量生産でき、か
つセンサの低価格化が可能な半導体電界効果形イ
オンセンサを提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明によれば、細長い平面形状をもつた絶縁
性基板上の一端部に多結晶シリコンからなるゲー
ト領域と、そのゲート領域をはさんでそのゲート
領域と異なる導電性を有する高不純物濃度領域か
らなるソース領域とドレイン領域、および前記ゲ
ート領域と同一導電性を有する高不純物濃度領域
からなり、該ゲート領域および前記ソース領域の
少なくとも一部に接するアース領域とで構成され
てなり、前記ドレイン領域には多結晶シリコンと
金属との化合物であるポリサイドで形成されたド
レイン電極が、前記ソース領域とアース領域には
両者が短絡するようにポリサイドで形成されたソ
ース電極が設けられ、かつ前記ドレイン電極およ
びソース電極がそれぞれ前記絶縁性基板の他端ま
で延長されて該延長端にはワイヤボンデイング部
が形成されていると共に、少なくとも前記ゲート
領域はイオン感応膜で覆われ、前記ワイヤボンデ
イング部以外の領域が絶縁膜で覆われていること
を特徴とする半導体電界効果形イオンセンサ。が
得られる。
[作用] 本発明によるISFETは、絶縁基板、例えば絶
縁膜が覆われたバルクシリコンウエーハやパイレ
ツクスガラス上に設けられた多結晶シリコンを用
いて形成されるため、低価格で製造することがで
きる。また、ISFETが形成される多結晶シリコ
ンは単結晶シリコンに比べエレクトロンの移動度
が小さくトランジスタの相互コンダクタンスが低
くなるが、これはトランジスタのゲート幅を大き
くすることにより解決できる。さらに、多結晶シ
リコンのソースおよびドレインを絶縁基板上に延
長すれば、ソース抵抗およびドレイン抵抗が高く
なりトランジスタ特性が劣化する恐れがあるが、
本発明では、ポリサイド化することにより抵抗を
下げ、ソース抵抗およびドレイン抵抗を低くする
ことができ、トランジスタ特性が向上する。ま
た、多結晶シリコンを島状にし、そこにトランジ
スタを形成することにより、ISFETの溶液から
の電気的絶縁が容易に達成される。
[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例のセンサを概略的に
示す平面図で、細長い平面形状をもつたパイレツ
クスガラス上の一端部にISFETのセンサ領域1
1が設けられ、ポリサイド製のソース電極12と
ドレイン電極13がその他端にまで延長されてい
る。なおこの延長された端部はワイヤボンデイン
グ部14である。第2図および第3図は、それぞ
れ第1図のa−a′線およびb−b′線における断面
図で、nチヤンネル形のISFETの場合、1はパ
イレツクスガラス、2は窒化シリコン、3はドレ
イン領域としてのn+形多結晶シリコン、4はゲ
ート領域としてのp形多結晶シリコン、5はソー
ス領域としてのn+形多結晶シリコン、6および
7はポリサイド、8は絶縁膜としての酸化シリコ
ン、9はイオン感応膜となる窒化シリコン、10
はアース領域としてのp+形多結晶シリコンであ
る。酸化シリコン8は、ドレイン電極13および
ソース電極12の端部に形成されたワイヤボンデ
イング部以外の全面を覆つている。またアース領
域10はゲート領域4およびソース領域5の端部
に、これらと接するように形成されている。
以上のように構成されたセンサのISFET特性
については、エレクトロンの移動度は低いもの
の、多結晶シリコン中での少数キヤリアのライフ
タイムが短いため、光照射のトランジスタ特性へ
の影響が小さく、センサとして望ましい特性が得
られた。また、ソース電極およびドレイン電極は
ポリサイドにより絶縁性基板上を延長されるため
ソース抵抗およびドレイン抵抗が小さく、飽和ド
レイン電圧が低い良好なトランジスタ特性が得ら
れた。
なお、本実施例では1つのチツプに単一の
ISFETを設けた構造としたが、本発明は1つの
チツプに複数のISFETやMOSFETを設けた集積
化イオンセンサにも適用でき、さらに酵素や抗
体、微生物を表面に設けることにより集積化バイ
オセンサを形成することも可能である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の半導体電界効果
形イオンセンサはウエーハの状態でISFETの電
気的絶縁がなされるため、大量生産に適している
と共に、ポリシリコンを使用するためSOSウエー
ハを使用したISFETに比べて低価格になる。さ
らにガラスを絶縁性基板に用いることができ、バ
ルク状シリコンウエーハに比べても低価格化が可
能である。
また、センサとしての望ましい特性も具有して
いるため、実用性に優れ、工業的に有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概略平面図、
第2図および第3図は、それぞれ第1図のa−
a′線およびb−b′線における断面図である。 1……パイレツクスガラス、2,9……窒化シ
リコン、3,5……n+形多結晶シリコン、4…
…p形多結晶シリコン(ゲート領域)、6,7…
…ポリサイド、8……酸化シリコン(絶縁膜)、
10……p+形多結晶シリコン(アース領域)、1
1……センサ領域、12……ソース電極、13…
…ドレイン電極、14……ワイヤボンデイング
部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 細長い平面形状をもつた絶縁性基板上の一端
    部に多結晶シリコンからなるゲート領域と、その
    ゲート領域をはさんでそのゲート領域と異なる導
    電性を有する高不純物濃度領域からなるソース領
    域とドレイン領域、および前記ゲート領域と同一
    導電性を有する高不純物濃度領域からなり、該ゲ
    ート領域および前記ソース領域の少なくとも一部
    に接するアース領域とで構成されてなり、前記ド
    レイン領域には多結晶シリコンと金属との化合物
    であるポリサイドで形成されたドレイン電極が、
    前記ソース領域とアース領域には両者を短絡する
    ようにポリサイドで形成されたソース電極が設け
    られ、かつ前記ドレイン電極およびソース電極が
    それぞれ前記絶縁性基板の他端まで延長されて該
    延長端にはワイヤボンデイング部が形成されてい
    ると共に、少なくとも前記ゲート領域はイオン感
    応膜で覆われ、前記ワイヤボンデイング部以外の
    領域が絶縁膜で覆われていることを特徴とする半
    導体電界効果形イオンセンサ。
JP62296012A 1987-11-26 1987-11-26 半導体電界効果形イオンセンサ Granted JPH01140053A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62296012A JPH01140053A (ja) 1987-11-26 1987-11-26 半導体電界効果形イオンセンサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62296012A JPH01140053A (ja) 1987-11-26 1987-11-26 半導体電界効果形イオンセンサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01140053A JPH01140053A (ja) 1989-06-01
JPH0549187B2 true JPH0549187B2 (ja) 1993-07-23

Family

ID=17827977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62296012A Granted JPH01140053A (ja) 1987-11-26 1987-11-26 半導体電界効果形イオンセンサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01140053A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889564B1 (ko) * 2006-12-04 2009-03-23 한국전자통신연구원 바이오 센서 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01140053A (ja) 1989-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4505799A (en) ISFET sensor and method of manufacture
US4437969A (en) Offset-gate chemical-sensitive field-effect transistors (OG-CHEMFETS) with electrolytically-programmable selectivity
US4354308A (en) Method for manufacture of a selective chemical sensitive FET transducer
US8940548B2 (en) Sensor for biomolecules
US6387724B1 (en) Method of fabricating silicon-on-insulator sensor having silicon oxide sensing surface
US20110018033A1 (en) Semiconductor wafer, semiconductor device, and method of manufacturing a semiconductor device
US20170059513A1 (en) Hybrid ion-sensitive field-effect transistor
US4232326A (en) Chemically sensitive field effect transistor having electrode connections
US20140061728A1 (en) Gate Biasing Electrodes For FET Sensors
LU101020B1 (en) Ion-sensitive field effect transistor
TWI253174B (en) Ion sensitive field effect transistor and fabrication method of the same
Knopfmacher et al. Dual gated silicon nanowire field effect transistors
US10254244B1 (en) Biosensor having a sensing gate dielectric and a back gate dielectric
US20050263798A1 (en) Ion-sensitive field effect transistor and method for producing an ion-sensitive field effect transistor
EP0149330B1 (en) Isfet sensor and method of manufacture
JPH027423B2 (ja)
JPH01140053A (ja) 半導体電界効果形イオンセンサ
JPH0518935A (ja) ダイヤモンド薄膜イオンセンサ
EP0190005A2 (en) Ambient sensing devices with isolation
JPH029306B2 (ja)
JPH0740607B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP2988020B2 (ja) 半導体イオンセンサ
JPH06288972A (ja) イオンセンサ及びイオン測定方法
JPH01116442A (ja) 半導体イオンセンサ
JPH0421815B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070723

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723

Year of fee payment: 15