JPS6050447A - 化学物質感応電界効果トランジスタ型センサ - Google Patents
化学物質感応電界効果トランジスタ型センサInfo
- Publication number
- JPS6050447A JPS6050447A JP58157825A JP15782583A JPS6050447A JP S6050447 A JPS6050447 A JP S6050447A JP 58157825 A JP58157825 A JP 58157825A JP 15782583 A JP15782583 A JP 15782583A JP S6050447 A JPS6050447 A JP S6050447A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- silicon thin
- insulating substrate
- film
- chemical substance
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は試料液に存在する特定物質の濃度を測定する際
に用いられる化学物質感応電界効果トランジスタ型セン
サ（以下ＣＨＥＭＦＥＴと略す。）に係る。
に用いられる化学物質感応電界効果トランジスタ型セン
サ（以下ＣＨＥＭＦＥＴと略す。）に係る。
ＣＨＥＭＦ’ＥＴは、ＭＯ８型ＦＥＴの金属ゲートを取
り除き、代わりに化学物質感応層を設けたセンサである
（例えば、松属、江刺６電界効果トランジスタ型ケミカ
ルセンサとその応用”、応用物Ｃ）ＩＥＭＦＥＴは通常
、アルカリ金属、ハロゲンイオン等を多量に含む試料溶
液中で使用はれるため、これらのイオンに対する保護や
素子絶縁が重要な課題の１つである。従来のＣＩ（ＥＭ
ＦＥＴは素子材料としてバルク状の導電性シリコンウェ
ハを利用していたため、化学物質感応層が形成されるシ
リコンウェハの裏面の絶縁、チップスクライブ面の絶縁
に多大の努力を要した。例えばシリコンウェハをエツチ
ングして穴をあけ、針状構造のシリコンを残し、この針
状構造シリコンにソース、ドレイン領域を形成した後、
熱酸化などにより全面に絶縁膜を形成し、素子絶縁を行
うといった方法がとられていた（前出引用文献参照）。
り除き、代わりに化学物質感応層を設けたセンサである
（例えば、松属、江刺６電界効果トランジスタ型ケミカ
ルセンサとその応用”、応用物Ｃ）ＩＥＭＦＥＴは通常
、アルカリ金属、ハロゲンイオン等を多量に含む試料溶
液中で使用はれるため、これらのイオンに対する保護や
素子絶縁が重要な課題の１つである。従来のＣＩ（ＥＭ
ＦＥＴは素子材料としてバルク状の導電性シリコンウェ
ハを利用していたため、化学物質感応層が形成されるシ
リコンウェハの裏面の絶縁、チップスクライブ面の絶縁
に多大の努力を要した。例えばシリコンウェハをエツチ
ングして穴をあけ、針状構造のシリコンを残し、この針
状構造シリコンにソース、ドレイン領域を形成した後、
熱酸化などにより全面に絶縁膜を形成し、素子絶縁を行
うといった方法がとられていた（前出引用文献参照）。
しかし、針状構造のシリコンチップ上に均一に絶縁膜を
形成することは容易ではなく、特にピンホール等の発生
により、センサ寿命が短いという欠点があった。
形成することは容易ではなく、特にピンホール等の発生
により、センサ寿命が短いという欠点があった。
また最近ＳＯ８（ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ ５ａｐｐｈｉ
ｒｅ）ウェハｅ用い、チップスクライブ面の絶縁、クエ
ハチッグ裏面の絶縁を省略できるＣＨＥＭＦＥＴが発明
されているが（特願昭５７−１９１５３９）、ソース、
ドレイン電極が化学物質感応層と同一シリコン表面上に
形成されているため、ソース、ドレイン電極金属部の腐
食がセンサ使用後約１ケ月で発生し、やはシセンサ寿命
を充分に改善することができないという欠点があった。
ｒｅ）ウェハｅ用い、チップスクライブ面の絶縁、クエ
ハチッグ裏面の絶縁を省略できるＣＨＥＭＦＥＴが発明
されているが（特願昭５７−１９１５３９）、ソース、
ドレイン電極が化学物質感応層と同一シリコン表面上に
形成されているため、ソース、ドレイン電極金属部の腐
食がセンサ使用後約１ケ月で発生し、やはシセンサ寿命
を充分に改善することができないという欠点があった。
本発明の目的は絶縁加工が容易で長寿命な新規なＣＨＥ
ＭＦ’ＥＴを提供することにある。
ＭＦ’ＥＴを提供することにある。
ＣＨＥＭＰＥＴ素材にバルク状導電性シリコンウェハを
使用するかぎり、チップ裏面、チップスクライブ面の絶
縁加工を省略することは不可能である。またＳＯＳウェ
ハを使用しても、化学物質感応層と同一平面にソース、
ドレイン電極を配置するかぎり、電極腐食によるセンサ
劣化を回避できない。発明者等はＳＯＳウェハの利点を
注力・し、かつセンサ寿命を改善できる方策が無いもの
かと鋭意検討した結果、ＳＯＩ基板を使用し。
使用するかぎり、チップ裏面、チップスクライブ面の絶
縁加工を省略することは不可能である。またＳＯＳウェ
ハを使用しても、化学物質感応層と同一平面にソース、
ドレイン電極を配置するかぎり、電極腐食によるセンサ
劣化を回避できない。発明者等はＳＯＳウェハの利点を
注力・し、かつセンサ寿命を改善できる方策が無いもの
かと鋭意検討した結果、ＳＯＩ基板を使用し。
ＣＨＥＭＦＥＴゲート感応表面を上部単結晶シリコン薄
膜と下部絶縁物基板との境界面に設ければ、ンース、ド
レイン各金属電極が試料溶液に全く触れないＣＩ（ＥＭ
ＦＥＴ構造にすることができ、さらにゲート感応表面に
対向する上部単結晶シリコン表面上に導電性制御電極を
設けても、該ゲート制御電極はソース、ドレイン電極と
同様に試料溶液に全く触れないため、長寿命であり、動
作点設定の任意なＣＨＥＭＦＥＴを製造できることを見
出した。
膜と下部絶縁物基板との境界面に設ければ、ンース、ド
レイン各金属電極が試料溶液に全く触れないＣＩ（ＥＭ
ＦＥＴ構造にすることができ、さらにゲート感応表面に
対向する上部単結晶シリコン表面上に導電性制御電極を
設けても、該ゲート制御電極はソース、ドレイン電極と
同様に試料溶液に全く触れないため、長寿命であり、動
作点設定の任意なＣＨＥＭＦＥＴを製造できることを見
出した。
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明によるＣＨＥＭＦＥＴの一実施例の構成
を示す断面図を製造工程順に示したものである。本実施
例では石英よシなる絶縁物基板２上に形成されたＰ型シ
リコン単結晶性薄膜１よυなるＰ型ＳＯＩ基板（第１図
（ａ）参照）を使用し、ｎチャネルＣＨＥＭＦＥＴを構
成したが、ｎ型ＳＯＩ基板を用い％ＰチャネルＣＨＥＭ
Ｉ；’ＥＴを構成してもＣＨＥＭ、ＦＥＴの動作には何
んらの支障は無い。以下第１図に従い、ＣＨＥＭＦＥＴ
の構成を述べる。
を示す断面図を製造工程順に示したものである。本実施
例では石英よシなる絶縁物基板２上に形成されたＰ型シ
リコン単結晶性薄膜１よυなるＰ型ＳＯＩ基板（第１図
（ａ）参照）を使用し、ｎチャネルＣＨＥＭＦＥＴを構
成したが、ｎ型ＳＯＩ基板を用い％ＰチャネルＣＨＥＭ
Ｉ；’ＥＴを構成してもＣＨＥＭ、ＦＥＴの動作には何
んらの支障は無い。以下第１図に従い、ＣＨＥＭＦＥＴ
の構成を述べる。
→ −ドＤ ４１４１ Ｓ／ １１ −１ −／ 膚ｎ
ｔｔ １ 市＋ｒ％ ｒ’Ａ＆ ｓｚ 丁４ｎ＋ ｌｌ
Ｊ＋ ＩＩ −／法（熱拡散法、イオン注入法のいずれ
でもよい２によｐｎ型ソース領域３．ｎ型ドレイン領域
４を形成する（第１図（ｂ）参照）、ＳＯＩ基板に用い
られるシリコン薄膜１の厚みは０．５μｍ〜１μｍであ
るため、ソース領域３、ドレイン領域４はシリコン薄膜
工、下部絶縁物基板２境界まで達する。
ｔｔ １ 市＋ｒ％ ｒ’Ａ＆ ｓｚ 丁４ｎ＋ ｌｌ
Ｊ＋ ＩＩ −／法（熱拡散法、イオン注入法のいずれ
でもよい２によｐｎ型ソース領域３．ｎ型ドレイン領域
４を形成する（第１図（ｂ）参照）、ＳＯＩ基板に用い
られるシリコン薄膜１の厚みは０．５μｍ〜１μｍであ
るため、ソース領域３、ドレイン領域４はシリコン薄膜
工、下部絶縁物基板２境界まで達する。
次にソース領域３、ドレイン領域４ではさみ込まれる能
動シリコン薄膜領域下の下部絶縁物基板２を絶縁物基板
、シリコン境界面まで完全に除去する（第１図（Ｃ）参
照）。ただし、図に示したように、ソース領域３％ ド
レイン領域４下の絶縁物基板も一部同時に除去する。除
去法としてはフッ酸による化学エッチを４用いる。この
過程で生じるシリコン表面５をＣＨＥＭＦＥＴゲート感
応表面として利用スル。次に８１０２膜６．５ｊ３Ｎ４
膜７． Ｔａ２０ｇ膜８を順次形成する（第１図（ｄ）
参照り本実施例では８ｊ０２膜６．５ｊｓＮ４膜７、Ｔ
ａ２Ｏｇ膜８の三層絶縁膜を使用したが、これら３種の
ｌｄ！Ｒ膜のいずれか１つ、または２種の任意の組み合
わせ、ま次にソース領域３、ドレイン領域４、能動シリ
コン薄膜領域上の絶縁膜６，７．８の一部を通常のホト
リソグラフィーの技術によシ除去したのち。
動シリコン薄膜領域下の下部絶縁物基板２を絶縁物基板
、シリコン境界面まで完全に除去する（第１図（Ｃ）参
照）。ただし、図に示したように、ソース領域３％ ド
レイン領域４下の絶縁物基板も一部同時に除去する。除
去法としてはフッ酸による化学エッチを４用いる。この
過程で生じるシリコン表面５をＣＨＥＭＦＥＴゲート感
応表面として利用スル。次に８１０２膜６．５ｊ３Ｎ４
膜７． Ｔａ２０ｇ膜８を順次形成する（第１図（ｄ）
参照り本実施例では８ｊ０２膜６．５ｊｓＮ４膜７、Ｔ
ａ２Ｏｇ膜８の三層絶縁膜を使用したが、これら３種の
ｌｄ！Ｒ膜のいずれか１つ、または２種の任意の組み合
わせ、ま次にソース領域３、ドレイン領域４、能動シリ
コン薄膜領域上の絶縁膜６，７．８の一部を通常のホト
リソグラフィーの技術によシ除去したのち。
金属ソース電極９、金属ドレイン電極１１、制御電極１
０を形成、最後に化学物質感応層１２を形成しＣＨＥＭ
ＦＥＴの製造は終了する（第１図（ｅ）参照）。本実施
例では制御電極１０を上部単結晶シリコン薄膜に直接接
続する構造としたが、これに代わり第１図（ｆ）のよう
に、上部単結晶シリコン薄膜上５ｉＯｚ膜６を残す形で
使用することもできる。
０を形成、最後に化学物質感応層１２を形成しＣＨＥＭ
ＦＥＴの製造は終了する（第１図（ｅ）参照）。本実施
例では制御電極１０を上部単結晶シリコン薄膜に直接接
続する構造としたが、これに代わり第１図（ｆ）のよう
に、上部単結晶シリコン薄膜上５ｉＯｚ膜６を残す形で
使用することもできる。
この理由はシリコン薄膜の厚みが０．５μｍ〜１μｍと
極薄であるため、５ｊＯｚ膜６を介しても充分にゲート
感応部のキャリヤー移動を制御できることによる。
極薄であるため、５ｊＯｚ膜６を介しても充分にゲート
感応部のキャリヤー移動を制御できることによる。
第２図は第１図の構成に従うＣＨＥＭＦＥＴをワンチッ
プ内に多数配置する構成のマルチ、ＣＨＥＭＦＥＴの一
実施例を示した図である。ソース電極１８％制御電極１
９、ドレイン電極２０を持つＣＨＥＭＦＥＴ−Ａと、ソ
ース電極２１、制御電極２２％ ドレイン電極２３を持
つＣＨＥＭＦＢＴ−Ｂとはシリコンアイランドで分離形
成しである。
プ内に多数配置する構成のマルチ、ＣＨＥＭＦＥＴの一
実施例を示した図である。ソース電極１８％制御電極１
９、ドレイン電極２０を持つＣＨＥＭＦＥＴ−Ａと、ソ
ース電極２１、制御電極２２％ ドレイン電極２３を持
つＣＨＥＭＦＢＴ−Ｂとはシリコンアイランドで分離形
成しである。
シリコンアイランドで両ＣＨＥＭＦＥＴ ’ｅ分離形成
しない場合には、両ＣＨＥＭＦＥＴではさみ込まれ。
しない場合には、両ＣＨＥＭＦＥＴではさみ込まれ。
ゲート能動領域となり得るシリコン薄膜領域にチャネル
ストッパ領域を設けてやればよい。
ストッパ領域を設けてやればよい。
第１図、第２図に示した実施例ではソース電極。
ドレイン電極、制御電極に導電性金属電極を使用したが
、これらに代わり、例えば導電性ポリシリコン等の非金
属材料を使用しても何んら支障は生じない。
、これらに代わり、例えば導電性ポリシリコン等の非金
属材料を使用しても何んら支障は生じない。
第３図は第２図の構成に従い、ワンチップ内に４ケのＣ
ＨＥＭＦＥＴを実装したマルチＣＨＥＭＦ、ＥＴの使用
の一例を示す図である。４ケのＣＨＥＭＰＥＴはそれぞ
ｎＮａ”イオン感応ＣＨＥＭＦＥＴ３１゜Ｋ＋イオン感
応ＣＨＥＭＦＥＴ３２％Ｃｔ−イオン感応ＣＨＥＭＦＥ
Ｔ３３、そして不感参照ＣＨＥＭＦＥＴ３４である。こ
れらは共通電極２６とともに用いる。
ＨＥＭＦＥＴを実装したマルチＣＨＥＭＦ、ＥＴの使用
の一例を示す図である。４ケのＣＨＥＭＰＥＴはそれぞ
ｎＮａ”イオン感応ＣＨＥＭＦＥＴ３１゜Ｋ＋イオン感
応ＣＨＥＭＦＥＴ３２％Ｃｔ−イオン感応ＣＨＥＭＦＥ
Ｔ３３、そして不感参照ＣＨＥＭＦＥＴ３４である。こ
れらは共通電極２６とともに用いる。
以上４ケのＣＨＥ Ｍ Ｆ Ｅ Ｔを実装したＳＯＩチ
ップを中空円筒状電極筒２７および電極キャップ２８に
よシはさみ込む方式を取っている。ＳＯＩチップと電極
筒２７．電極キャップ２８の間には２ケの０リング２９
．３０を挿入している。４ケのＣＨＥＭＦＥＴソース電
極配線、ドレイン電極配線、制御配線３５は計測制御ア
ンプ３６に接続きれ、６８８ＭＦＥＴ出力はプリンター
３７により表示される。ここで％Ｎａ”イオｙＣＨＥＭ
ＦＥＴ ３１、Ｋ＋イオンＣＨＥＭＦＥＴ３２、ｃｔ−
イオン感応ＣＨＥＭＦＥＴ３３、不感参照ＣＨＥＭＦＥ
Ｔ３４の化学物質感応層には以下のものを使用した。ま
ずＮａ＋イオｙＣＨＥＭＦＥＴ３１に対しては Ｎ ａ
＋イオンと選択的錯形成能を持つニュートラルキャリヤ
ーとジオクチルアジペート（以下ＤＯＡと略す）をポリ
塩化ビニル（以下ＰＶＣと略す）中に分散保持した有機
膜を使用した。次にに＋イオンＣ）］ＥＭＦ’ＥＴ３２
に対しては、バリノマイ゛シンとＤＯＡをＰＶＣ中に分
散保持した有機膜を使用した。またＣｔ−イオンＣＨＥ
ＭＦＢＴ３３ に対しては４級アンモニウム塩素塩をＰ
ＶＣ中に分散した有機膜を使用した。一方、不感参照Ｃ
ＨＥＭＦＥＴ３４の化学物質感応層には、これらＮａ’
″、 Ｋ” 、 Ｃ１−各イオンに対して不感応である
ポリスチレンフィルムを使用した。試料溶液２５中のＮ
ａ＋ 、 Ｋ＋。
ップを中空円筒状電極筒２７および電極キャップ２８に
よシはさみ込む方式を取っている。ＳＯＩチップと電極
筒２７．電極キャップ２８の間には２ケの０リング２９
．３０を挿入している。４ケのＣＨＥＭＦＥＴソース電
極配線、ドレイン電極配線、制御配線３５は計測制御ア
ンプ３６に接続きれ、６８８ＭＦＥＴ出力はプリンター
３７により表示される。ここで％Ｎａ”イオｙＣＨＥＭ
ＦＥＴ ３１、Ｋ＋イオンＣＨＥＭＦＥＴ３２、ｃｔ−
イオン感応ＣＨＥＭＦＥＴ３３、不感参照ＣＨＥＭＦＥ
Ｔ３４の化学物質感応層には以下のものを使用した。ま
ずＮａ＋イオｙＣＨＥＭＦＥＴ３１に対しては Ｎ ａ
＋イオンと選択的錯形成能を持つニュートラルキャリヤ
ーとジオクチルアジペート（以下ＤＯＡと略す）をポリ
塩化ビニル（以下ＰＶＣと略す）中に分散保持した有機
膜を使用した。次にに＋イオンＣ）］ＥＭＦ’ＥＴ３２
に対しては、バリノマイ゛シンとＤＯＡをＰＶＣ中に分
散保持した有機膜を使用した。またＣｔ−イオンＣＨＥ
ＭＦＢＴ３３ に対しては４級アンモニウム塩素塩をＰ
ＶＣ中に分散した有機膜を使用した。一方、不感参照Ｃ
ＨＥＭＦＥＴ３４の化学物質感応層には、これらＮａ’
″、 Ｋ” 、 Ｃ１−各イオンに対して不感応である
ポリスチレンフィルムを使用した。試料溶液２５中のＮ
ａ＋ 、 Ｋ＋。
Ｃｔ−各イオン濃度を変えて、Ｎａ”イオンＣＨＥＭＦ
ＥＴ３１．Ｋ”イオンＣＨＥＭＦＥ’ｌ”３２゜Ｃｔ−
イオンＣＨＥＭＦＥＴ３３ の出力変化を調べた結果全
第４図に示す。第４図（ａ）はＮａ１イオンＣＨＥＭＦ
ＥＴ３１．（ｂ）はに＋イオンＣＨＥＭＦＥ’ｌ’３２
、（Ｃ）はＣｔ−イオンＣＨＥＭＦＥＴ３３の濃度応答
特性を示す。それぞｔＬ ６０ ｍＶ ／ ｄｅｃ ａ
ｄｅの応答感度が１０−’ ｍｏｔ／ｌよＦ） １０−
’ ｍｏｔ／Ｌの濃度範囲で得られた。
ＥＴ３１．Ｋ”イオンＣＨＥＭＦＥ’ｌ”３２゜Ｃｔ−
イオンＣＨＥＭＦＥＴ３３ の出力変化を調べた結果全
第４図に示す。第４図（ａ）はＮａ１イオンＣＨＥＭＦ
ＥＴ３１．（ｂ）はに＋イオンＣＨＥＭＦＥ’ｌ’３２
、（Ｃ）はＣｔ−イオンＣＨＥＭＦＥＴ３３の濃度応答
特性を示す。それぞｔＬ ６０ ｍＶ ／ ｄｅｃ ａ
ｄｅの応答感度が１０−’ ｍｏｔ／ｌよＦ） １０−
’ ｍｏｔ／Ｌの濃度範囲で得られた。
次に第３図の構成でマルチＣＨＥＭＦＥＴの寿命試験を
行った。試料溶液２５の温度を３４ｒに保ち、ＣＨＥＭ
ＦＥＴソース、ドレイン、制御電極の腐食等を約１年間
にわたシ検討したところ、全く電極腐食等のセンサ劣化
が見られず、本発明によリセンサ寿命が従来品の１ケ月
に比べ大幅に改善できることが実証された。
行った。試料溶液２５の温度を３４ｒに保ち、ＣＨＥＭ
ＦＥＴソース、ドレイン、制御電極の腐食等を約１年間
にわたシ検討したところ、全く電極腐食等のセンサ劣化
が見られず、本発明によリセンサ寿命が従来品の１ケ月
に比べ大幅に改善できることが実証された。
またこの試験期間中、化学物質感応膜の表面化学状態の
変化によシ各ＣＨＥＭＦＥＴの電気的靜特性の変化が起
こったが、制御電極に印加する補償電圧によシ充分補償
でき、安定に使用することが可能であった。
変化によシ各ＣＨＥＭＦＥＴの電気的靜特性の変化が起
こったが、制御電極に印加する補償電圧によシ充分補償
でき、安定に使用することが可能であった。
さて第１図よシ第４図までに示した実施例では石英を下
部絶縁基板とするＳＯＩウェハを用いたが５例えばサフ
ァイヤ基板を下部絶縁基板とするＳＯＳウェハをこれに
代わシ用いても全く同様の効果が得られることは言う壕
でもない。
部絶縁基板とするＳＯＩウェハを用いたが５例えばサフ
ァイヤ基板を下部絶縁基板とするＳＯＳウェハをこれに
代わシ用いても全く同様の効果が得られることは言う壕
でもない。
本発明によれば％ＣＨＥＭＦＥＴソース金属電極、ドレ
イン金属電極、制御電極が試料溶液に全く触れないセ／
す構造とできるので、電極部の腐食。
イン金属電極、制御電極が試料溶液に全く触れないセ／
す構造とできるので、電極部の腐食。
絶縁等に関し全く心配のない、長寿命であシ動作点設定
の任意なＣＨＥＭＦＥＴ ｅ製造できる効果がある。
の任意なＣＨＥＭＦＥＴ ｅ製造できる効果がある。
第１図は本発明によるＣＨＥＭＦＥＴの一実施例の構成
を製造工程順に示した断面図、第２図は第１図の構成に
従うＣＨＥＭＦＥＴをワンチップ内に多数配置する構成
の一実施例を示した図、第３図は第２図の構成に従うマ
ルチ（Ｊ（ＥＭＦ’ＥＴの使用の一実施例を示す図、第
４図は第３図のマルチＣＨＥＭＦＥＴの出力応答特性図
である。 １・・・Ｐ型Ｓ１薄膜、２・・・絶縁物基板、３・・・
ソース領域、４・・・ドレイン領域、５・・・ゲート感
応表面、６ ・−８ｉ０２膜、７−８ｉ３Ｎ４ 膜、８
− Ｔ ａ２０ｓ膜、９・・・ソース電極、１０・・・
制御電極、１１・・・ドレイン電極、１２・・・化学物
質感応層、１３・・・絶縁物基板、１４・・・５ｉ０２
膜、１５・・・５ｊ３Ｎ４膜、１６・・・Ｔａ２ｅｓ
膜、１７・・・化学物質感応層、１８・・・ソース電極
、１９・・・制御電極４２０・・・ドレイン電極、２１
・・・ソース電極、２２・・・制御電極、２３・・・ド
レイン電極％ ２４・・・試料容器、２５・・・試料液
、２６・・・共通電極、２７・・・電極筒、２８・・・
電極キャップ、２９・・・０リング、３０・・・Ｏリン
グ、３１・・・Ｎａ“ＣＨＥＭＦＥＴ、３２・・・Ｋ”
ＣＨＢＭＦＥＴ、３３・・・ＣｆＣＨＥＭＦＥＴ、３
４・・・不感参照Ｃ）ＩＥＭＦＥＴ。 ３５・・・ソース、ドレイン、制御配線、３６・・・計
測制御アンプ、３７・・・プリンター。 代理人 弁理士 高橋明β 第 ｌ 囚 第 ３ 口
を製造工程順に示した断面図、第２図は第１図の構成に
従うＣＨＥＭＦＥＴをワンチップ内に多数配置する構成
の一実施例を示した図、第３図は第２図の構成に従うマ
ルチ（Ｊ（ＥＭＦ’ＥＴの使用の一実施例を示す図、第
４図は第３図のマルチＣＨＥＭＦＥＴの出力応答特性図
である。 １・・・Ｐ型Ｓ１薄膜、２・・・絶縁物基板、３・・・
ソース領域、４・・・ドレイン領域、５・・・ゲート感
応表面、６ ・−８ｉ０２膜、７−８ｉ３Ｎ４ 膜、８
− Ｔ ａ２０ｓ膜、９・・・ソース電極、１０・・・
制御電極、１１・・・ドレイン電極、１２・・・化学物
質感応層、１３・・・絶縁物基板、１４・・・５ｉ０２
膜、１５・・・５ｊ３Ｎ４膜、１６・・・Ｔａ２ｅｓ
膜、１７・・・化学物質感応層、１８・・・ソース電極
、１９・・・制御電極４２０・・・ドレイン電極、２１
・・・ソース電極、２２・・・制御電極、２３・・・ド
レイン電極％ ２４・・・試料容器、２５・・・試料液
、２６・・・共通電極、２７・・・電極筒、２８・・・
電極キャップ、２９・・・０リング、３０・・・Ｏリン
グ、３１・・・Ｎａ“ＣＨＥＭＦＥＴ、３２・・・Ｋ”
ＣＨＢＭＦＥＴ、３３・・・ＣｆＣＨＥＭＦＥＴ、３
４・・・不感参照Ｃ）ＩＥＭＦＥＴ。 ３５・・・ソース、ドレイン、制御配線、３６・・・計
測制御アンプ、３７・・・プリンター。 代理人 弁理士 高橋明β 第 ｌ 囚 第 ３ 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、下部絶縁基板、および該絶縁基板上に一様に形成さ
れた上部単結晶シリコン薄膜の２層構造よシなる８０Ｉ
基板において、該上部単結晶シリコン薄膜導電性と異な
る導電性を有する高不純物ｌ１ｌＩｉ度領域からなるソ
ース領域およびドレイン領域を該上部単結晶シリコン薄
膜中に分離形成し、該ソース領域、該ドレイン領域には
さみ込まれる能動シリコン薄膜領域下の下部絶縁基板を
下部絶縁基板、上部単結晶シリコン薄膜境界面まで完全
に除去することによシ生じる絶縁基板側上部単結晶シリ
コン薄膜表面をゲート感応表面とし、該ゲート感応表面
上に絶縁膜、化学物質感応層を重畳し、該ゲート感応表
面に対向する上部単結晶シリコン薄膜表面領域上に導電
性制御電極を設けたことを％徴とする化学物２、下部絶
縁基板として石英基板を用いることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の化学物質感応電界効果トランジス
タ型センサ。 ３、ゲート感応表面領域上に設ける絶縁膜として５ｔｏ
ｐ 、５ｉｓＮｉ又はＴａｚＯｇ の膜の少なくとも１
種の膜を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の化学物質感応電界効果トランジスタ型センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157825A JPS6050447A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 化学物質感応電界効果トランジスタ型センサ |
| DE19843430941 DE3430941C2 (de) | 1983-08-29 | 1984-08-22 | Chemisch empfindlicher Feldeffekttransistor-Sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157825A JPS6050447A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 化学物質感応電界効果トランジスタ型センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6050447A true JPS6050447A (ja) | 1985-03-20 |
Family
ID=15658135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58157825A Pending JPS6050447A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-31 | 化学物質感応電界効果トランジスタ型センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050447A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308559A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Sharp Corp | ナノワイヤーの選択的な堆積を利用した、ナノワイヤーｃｈｅｍｆｅｔセンサ装置の製造方法 |
| KR101287445B1 (ko) * | 2009-10-06 | 2013-07-19 | 한국전자통신연구원 | 바이오 센서 어레이 소자 및 그 제작 방법과 바이오 센서 칩 및 그 제작 방법 |
| CN105136893A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-12-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种薄膜晶体管生物传感器及其制备方法 |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58157825A patent/JPS6050447A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308559A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Sharp Corp | ナノワイヤーの選択的な堆積を利用した、ナノワイヤーｃｈｅｍｆｅｔセンサ装置の製造方法 |
| KR101287445B1 (ko) * | 2009-10-06 | 2013-07-19 | 한국전자통신연구원 | 바이오 센서 어레이 소자 및 그 제작 방법과 바이오 센서 칩 및 그 제작 방법 |
| CN105136893A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-12-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种薄膜晶体管生物传感器及其制备方法 |
| CN105136893B (zh) * | 2015-06-24 | 2017-11-07 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种薄膜晶体管生物传感器及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2610294B2 (ja) | 化学センサ | |
| TWI258173B (en) | Polysilicon thin-film ion sensitive FET device and fabrication method thereof | |
| JP5181837B2 (ja) | センサ及びその製造方法 | |
| Chin et al. | A novel SnO2/Al discrete gate ISFET pH sensor with CMOS standard process | |
| Smith et al. | An integrated sensor for electrochemical measurements | |
| US4180771A (en) | Chemical-sensitive field-effect transistor | |
| JPS5870155A (ja) | イオンに応答する半導体装置 | |
| Poghossian | Method of fabrication of ISFET-based biosensors on an Si–SiO2–Si structure | |
| Lale et al. | Integration of tungsten layers for the mass fabrication of WO3-based pH-sensitive potentiometric microsensors | |
| EP0328108B1 (en) | Electrochemical sensor facilitating repeated measurement | |
| JP2514280B2 (ja) | 集積化イオンセンサ | |
| JP3167022B2 (ja) | ガスセンサ | |
| JPS6047952A (ja) | 化学物質感応電界効果トランジスタ型センサ | |
| Poghossian | Method of fabrication of ISFETs and CHEMFETs on an Si-SiO2-Si structure | |
| Bergveld et al. | From conventional membrane electrodes to ion-sensitive field-effect transistors | |
| TWI342392B (en) | Ph-ion selective field effect transistor (ph-isfet) with a miniaturized silver chloride reference electrode | |
| JPS58167951A (ja) | 塩素イオンセンサ | |
| JPS62245150A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
| Huang et al. | Development of a low-hysteresis and high-linearity extended gate field-effect transistor-based chloride ion-sensitive microsensor | |
| JPH04258756A (ja) | イオンセンサ | |
| JPS59142452A (ja) | イオンセンサ | |
| JPH02249962A (ja) | Ｆｅｔセンサ | |
| JPS62135760A (ja) | 半導体イオンセンサの製造方法 | |
| JPS59208450A (ja) | 電界効果型半導体化学センサ | |
| JP4653703B2 (ja) | Ｆｅｔセンサ |