JPS60251883A - コ−テイング樹脂 - Google Patents

コ−テイング樹脂

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JPS60251883A
JPS60251883A JP59106127A JP10612784A JPS60251883A JP S60251883 A JPS60251883 A JP S60251883A JP 59106127 A JP59106127 A JP 59106127A JP 10612784 A JP10612784 A JP 10612784A JP S60251883 A JPS60251883 A JP S60251883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silane
silicon atom
coating resin
antibody
bonding
Prior art date
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Pending
Application number
JP59106127A
Other languages
English (en)
Inventor
Shiro Takeda
武田 志郎
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS60251883A publication Critical patent/JPS60251883A/ja
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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〕 本発明は特定の蛋白質を被着させるコーティング樹脂、
たとえばFETバイオセンサ用抗体酵素被着膜を形成す
るためのコーティング樹脂に関する。
FETセンサは図面に示すようにFETつまり電界効果
トランジスタのゲート電極を取除き、この部分は単なる
絶縁膜としたものである。図でSUBはシリコン半導体
基板、S、Dは該基板に形成されたソース、ドレイン領
域、IL+は2酸化シリコン(SiOz)の絶縁層、I
Ltは窒化シリコン(Si3Ng)の絶縁層である。取
去ったゲート電極部の絶縁膜に電荷を持った粒子が付着
すると周囲の電位が変り、基板SUBがp型で上記電荷
が正電荷ならソースS、ドレインD間にチャネルができ
、これをドレイン電流で検出して該正電荷従って上記粒
子を検出することができる。
バイオセンサでゲート部に蛋白を被着さ廿るには抗原抗
体反応を利用する。即ちゲート部絶縁膜に抗体の結合し
た膜を被着しておくと、上記反応で抗原が抗体の結合し
た膜従ってゲート部に被着する。このFETバイオセン
サの抗体又は酵素を固定化するための膜は、抗原又は抗
体の固定化が可能であることと共に、自身がゲート部絶
縁膜に被着可能でなければならない。
〔従来の技術〕
従来のFETバイオセンサの固定化膜にはアセチルセル
ロース、トリアセデルセルロースなどが試みられている
が、これらは抗体とか酵素と直接結合しないので、該結
合のためのグルタルアルデヒド−トリアミン混合物を混
ぜ、その混合体をゲート部絶縁膜上に塗布している例が
多い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしこれでは抗体、酵素の結合数が不十分である。ま
たコーテイング膜質が不均一で、ポーラスであるので、
ゲート上で特異反応が起きて抗原素の電荷が捕獲され、
コーテイング膜下部に反対電荷が誘起されても、該反対
電荷はサンプル(血液など)中に逃げてしまいやすく、
感度不充分である。
FETバイオセンサ特に免疫センサの場合には、抗体固
定化膜は次の条件を満足できるのが望ましい。■ウェハ
プロセスで塗布(スピンコード)及びエソチン2′が可
能であること、■抗体の結合し得る場所が多い(反応基
−NH2の数が多い)こと、■膜は薄くかつ均一に形成
できること、■膜は電気絶縁性であること。FETバイ
オセンサは幅が1〜2鶴といった微小なものなので、集
積回路(IC)にウェハプロセスを採用できる、スピン
コード及びエツチング可能、は製作費の低コスト化、膜
厚の均一化、優れた再現性などに有効である。
本発明はスピンコード可能、基板絶縁膜に対する強い密
着力あり、ウェハプロセスに耐える耐熱性および耐薬品
性あり、エツチング可能、抗体酵素が結合する反応基を
所望量有する、高誘電体特性を有する、といった性能を
備えたコーティング樹脂を提供しようとするものである
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のコーティング樹脂は、1個以上のアミノ基が結
合している一価の炭化水素が1個以上直接ケイ素原子に
結合し、該ケイ素原子に2〜3個のアルコキシ基が結合
しているシランを20モルパーセント以上、フロロカー
ボンシラン、およびテトラアルコキシシランまたはアル
キルアルコキシシランあるいは芳香族アルコキシシラン
を50モルパーセント以下、を含むアルコキシシランを
加水分解縮重合し、溶剤に溶解してなることを特徴とす
るものである。
(作用〕 有機基を持つアルコキシシランは二酸化ケイ素Si O
2などの下地に対して非常によい密着性を示すことはよ
く知られており、またアルコキシシラン重合体をスピン
コードし得ることも既知である。
またアミノシランはいわゆるシランカップリング剤とし
て知られており、FETセンサの場合もT−アミノプロ
ピルトリアルコキシシランで処理して固定化用膜の接着
性を改善したり、あるいは直接抗体酵素を結合させよう
とする試みがあるが、下地窒化シリコン(S i 3 
N4 )の表面の5i−OH基の絶対数が少ないためか
効果的とは言えないのが現状である。本発明では、下地
の種類によらず、表面に多数のアミノ基を霞出させるこ
とができ、これが一つの効果である。
本発明では被着性を増し、非特異吸着を抑える等の目的
でフロロカーボンシランを用いる。例えばフロロカーホ
ントリアルコキシシランCF3CF2CF2CF2CH
2CH2Si (OR) 3を用い、これと抗原抗体反
応のためのアミノシランNH2(CH2)3 Si (
OCH3)3を共重合させる。また表面の親水性を増す
ために(アミノ基とカルボキシルを除いて他のものは疎
水性である)テトラアルコキシシランを混入する。これ
らとアミノシランとの重合は、各々重合して混入するか
又は共重合させるが、前者の場に海島模様が得ることも
可能である。得られた重合物をセロソルブアセテートな
との溶剤に溶かしてコーディング樹脂とする。
本発明のコーティング樹脂の主成分は、1個以上のアミ
ノ基が結合している一価の炭化水素が1個以上直接ケイ
素原子Stに結合し、該ケイ素原子に2〜3個゛のアル
コキシ基ROが結合しているシランの加水分解重合物で
ある。これらのアミノシランの樹脂中濃度は20モル%
以上とする。20モル%以下であると、抗体酵素の結合
する基が少なくなり過ぎる。アミノシランだけであると
、膜形成後のグルタルアルデヒド処理によって膜内部ま
でアルデヒド化された場合、親水性に変化し得るので、
多少のアルキルシラン又は芳香族シランを混ぜてお(。
使用できるアミノシランはH2N(CH2)3Si (
OCH3)3.H2N (CH2)35t(OC2H5
)3 H2N (CH2)2 NH(CH2)2NH(
CH2)3 Si (OCH3)3.H2N(CH2)
2−3−CH2−3i (OC2H5)3などの3官能
シラン、あるいはH2N(CH2)3SiCH3(OC
2H5)2.H2N (CH2)2NH(CH2)35
iCH:+ (OCH3)2などの2官能シランで、こ
れら二、三官能アミノシランのうち三官能ソランの占め
る割合は60モル%以上である。次に実施例を挙げる。
〔実施例〕
例1:γ−アミノプロピルトリエトキシシラン8g、T
−アミノプロピルメチルジェトキシシラン2gを、イソ
プロピルアルコール50gに溶解し、還流管、撹拌棒、
分液ロートの付いた四つロフラスコに入れ、80℃に加
熱し、分液ロートから希塩酸水溶液2gを滴下し、4時
間反応させた。冷却後、メチルセロソルブ10gを加え
、0.1μmメソシュのフィルタで加圧濾過し、ポリア
ミノシロキサン溶液Iを得た。この溶液をシリコンウェ
ハ上に300 Orpm回転でスピンコードし、120
℃で30分乾燥・し、また200℃で2時間の熱処理を
した結果、膜厚1000人の均一塗膜を形成できた。こ
の膜厚は、レジストを用いてのCHF3−02 (10
%)反応ガスによるドライエツチングにより膜の一部を
除去し、表面粗さ計によりjり定した。
例2:実施例1と同様に、但し原料シランとしてT−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン6g、γ−アミノプロ
ピルメチルジェトキシシラン1.5g及び3.3.4.
4.5.5.6.’6.6−ノナフロロヘキジルトリエ
トキシシラン2.5gを用い、溶剤としてエチレングリ
コールモノメチルエーテルアセテートを用いて縮重合さ
せ、ポリアミノシロキサン溶液■を得た。例1と同様な
工程で得た塗布膜厚は、4000 rpmで1000人
であった。
例3:例1.2で得る溶液1.I+を厚さ1000人ず
つのS i02膜、Si3N4膜が形成されている4イ
ンチ(10,16CI11)径のシリコンウェハ3枚に
塗布、硬化した。比較のため、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシランで通常の方法による表面処理を行なった
ウェハも作成した。これらをPH4,0のバッファ溶液
に浸漬し、次いでP ’H8,0のアンモニアバッファ
溶液で洗浄した。さらに水洗を十分に行ない、60℃で
乾燥した。次いで2%グルコースオギシダーゼ(COD
) /8液に?+ tMし、4°Cで16時間処理し、
G’ODの固定を行なった。これら3枚のCOD固定化
シリコンウエノ′・をそれぞれグルコース溶液に浸して
グルコースの消費量を調べ、CODの固定化数(X活性
度)を比較した結果、単純なカンプリング処理の場合を
100とすると溶液1での処理ウニ/’tは約200、
溶液■での処理ウェハは180であった。
例4:ケート電極を持つ校正用FETおよび、デー1〜
部上にのみ電気的に浮いた金属層がありその−Fに10
00人の3i02膜を形成したセンナ用FET、の2個
が形成されているシリコンウェハ3枚に、実施例3と同
様に溶液1.nを塗布しアミノシラン処理を施した。次
いでそれぞれレジストを用いてエツチングし、ゲーi・
部にのみ有機層を残した。次に酸処理、アルカリ処理、
水洗、グルクルアルデヒド処理を行なった。またチップ
切断、洗浄後、微小プリント板に固定しまた。次で抗α
−フェトプロティン抗体を固定化し、リン酸バッファ溶
液で十分に洗浄した。更にα−フェトプロティン標準溶
液に浸し、3分後のドレイン電流の大きさを比較した結
果、アミノシラン処理のものを160とすると溶液■塗
布のものは200、溶液■塗布のものは350であった
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明のコーティング樹脂はスピン
コード可能、下地に対する強い被着力あり、ウェハプロ
セスの適用可能、抗体酵素の検出感度良好などの利点が
得られる。
【図面の簡単な説明】
図面はFETセンサの概要を示す説明図である。 図でSUBは半導体基板、Sはソース、Dはドレイン、
ILL、IL2は絶縁膜である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1個以上のアさノ基が結合している一価の炭化水素が1
    個以上直接ケイ素原子に結合し、該ケイ素原子に2〜3
    個のアルコキシ基が結合しているシランを20モルパー
    セント以上とフロロカーボンシラン、およびテトラアル
    コキシシランまたはアルキルアルコキシシランあるいは
    芳香族アルコキシシランを含むアルコキシシランを加水
    分解縮重合し、溶剤に熔解してなる、抗体、酵素固定化
    用コーティング樹脂。
JP59106127A 1984-05-25 1984-05-25 コ−テイング樹脂 Pending JPS60251883A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02178330A (ja) * 1988-11-28 1990-07-11 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 平面化ラダー型シルセスキオキサンポリマー絶縁層の形成方法
JP2013505321A (ja) * 2009-09-18 2013-02-14 エルジー・ケム・リミテッド 耐指紋性コーティングを形成するための多孔性構造物、これを利用した耐指紋性コーティングの形成方法、これにより形成された耐指紋性コーティングを含む基材及びこれを含む製品
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