JPS6270749A - Fetセンサおよびその製造方法 - Google Patents
Fetセンサおよびその製造方法Info
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- JPS6270749A JPS6270749A JP60210108A JP21010885A JPS6270749A JP S6270749 A JPS6270749 A JP S6270749A JP 60210108 A JP60210108 A JP 60210108A JP 21010885 A JP21010885 A JP 21010885A JP S6270749 A JPS6270749 A JP S6270749A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は%FETセンサに係り、特に長期的に安定に作
動させるに好適なF E Tセンサ及びその製造方法に
関する。
動させるに好適なF E Tセンサ及びその製造方法に
関する。
電界効果トランジスタ(以下FETと略す)を用いた化
学センサすなわちFET化学センサは、1970年のJ
anataらの提案以来、多くの研究がなされてきた。
学センサすなわちFET化学センサは、1970年のJ
anataらの提案以来、多くの研究がなされてきた。
例えばF′ET化学センサのイオン感応層としてポリ塩
化ビニル母材中に可塑剤と共にイオン・感応物質を分散
させた層全キャスティング法によりFET&−)に塗布
すると選択性のよいものを作ることができるが、FET
絶縁膜とイオン感応層の密着性が悪く長期的な使用に耐
えられたイという欠点がある( a、D、Mo5s、J
、JanataC,C,Johnson 、Anal
、Chem、 、47 、2238−2243 (19
75) zP、T、Mc Br1de et al 、
Anal 、Chem、Acta、、l Ql 、 2
39−245(1978) 、U、0esch、S、C
aras and J、Janata。
化ビニル母材中に可塑剤と共にイオン・感応物質を分散
させた層全キャスティング法によりFET&−)に塗布
すると選択性のよいものを作ることができるが、FET
絶縁膜とイオン感応層の密着性が悪く長期的な使用に耐
えられたイという欠点がある( a、D、Mo5s、J
、JanataC,C,Johnson 、Anal
、Chem、 、47 、2238−2243 (19
75) zP、T、Mc Br1de et al 、
Anal 、Chem、Acta、、l Ql 、 2
39−245(1978) 、U、0esch、S、C
aras and J、Janata。
Anal、Chcm、、 11,1938−1986.
(1981))。
(1981))。
また、FET化学センサの感応物質として酵素又は微生
物を用い、これらを固定化し九匍定化酵素層又は固定化
微生物層をゲート部表面に設置し、酵素又は微生物が特
異的に反応する物質を検出する。いわゆるバイオセンサ
では、固定化層にウシの血清アルブミンが用いられる。
物を用い、これらを固定化し九匍定化酵素層又は固定化
微生物層をゲート部表面に設置し、酵素又は微生物が特
異的に反応する物質を検出する。いわゆるバイオセンサ
では、固定化層にウシの血清アルブミンが用いられる。
この場合もやはり、長期間使用すると固定化層が絶縁膜
から剥離してしまう。
から剥離してしまう。
このようなF E T?R@と感応層の接着不良は。
感応層中にある程度水が浸み込む必要があり、結果的に
層の膨潤が避けられないためと考えられる。
層の膨潤が避けられないためと考えられる。
〔発明の目的)
本発明は、上述の欠点を改良し、長寿命で安定した特性
を有するFETセンサを提供しようとするものである。
を有するFETセンサを提供しようとするものである。
第1の発明は、電界効果形トランジスタのゲート部の絶
縁層上に、イオン感応層、固定化酵素層、固定化微生物
層、電解質層等の感応層を具備したFETセンサにおい
て%該感応層の感応物質が無機多孔質体に担持されたこ
とを特徴とするFETセンサである。
縁層上に、イオン感応層、固定化酵素層、固定化微生物
層、電解質層等の感応層を具備したFETセンサにおい
て%該感応層の感応物質が無機多孔質体に担持されたこ
とを特徴とするFETセンサである。
つまり、FETの絶縁膜と直接接合するイオン感応層、
固定化酵素層、固定化微生物層、電解質保持層等の感応
層として、感応物質を無機多孔質体に担持した層とする
ことによシ、絶縁膜との接着性を向上させた長寿命で安
定した特性全有するFET化学センサである。
固定化酵素層、固定化微生物層、電解質保持層等の感応
層として、感応物質を無機多孔質体に担持した層とする
ことによシ、絶縁膜との接着性を向上させた長寿命で安
定した特性全有するFET化学センサである。
本発明における無機多孔質体としては、有機物以外のも
で、多孔性を有しているものであれば何でもよく、特に
限定されるものでないが、好ましくは、多孔質ガラス、
及び多孔質セラミックス例えばAzgo3.TiO2,
5i02−At203.ZrO2が挙げられ特に8i0
2及びht2o3が最適である。
で、多孔性を有しているものであれば何でもよく、特に
限定されるものでないが、好ましくは、多孔質ガラス、
及び多孔質セラミックス例えばAzgo3.TiO2,
5i02−At203.ZrO2が挙げられ特に8i0
2及びht2o3が最適である。
また、5i02にZrを添加またはZ r O2でコー
ティングし、耐アルカリ性に優れたFET化学センサを
作製することもできる。
ティングし、耐アルカリ性に優れたFET化学センサを
作製することもできる。
感応層中の感応物質としては、グルコースオキシダーゼ
(グルコース用)、ウレアーゼ(尿素用)。
(グルコース用)、ウレアーゼ(尿素用)。
ペニシリン用ゼ(ペニシリン用)等の酵素、酪酸菌(酪
酸用)、乳酸菌(乳酸用)等の微生物、バセンサが検出
可能な状態変化を生じるものであればどのようなもので
もよい。
酸用)、乳酸菌(乳酸用)等の微生物、バセンサが検出
可能な状態変化を生じるものであればどのようなもので
もよい。
以上のような感応物質のうち、パリノマイシン。
メチルトリドデシルアンモニウム塩のイオン感応物質を
無機多孔質体に担持させることによりイオン感応層を、
酵素を担持させることにより固定化酵素層を、微生物を
担持させることにより固定化微生物層をあるいは%電解
質溶液又は電解質ゲルを担持させることにより電解質層
をそれぞれ形成することができる。
無機多孔質体に担持させることによりイオン感応層を、
酵素を担持させることにより固定化酵素層を、微生物を
担持させることにより固定化微生物層をあるいは%電解
質溶液又は電解質ゲルを担持させることにより電解質層
をそれぞれ形成することができる。
ま念これらの感応物質は無機多孔質体を含む層中に吸着
等の方法により分散させても、シランカップリングアゾ
結合等の化学結合によジ結合させてもよい、化学結合に
より結合させた場合には。
等の方法により分散させても、シランカップリングアゾ
結合等の化学結合によジ結合させてもよい、化学結合に
より結合させた場合には。
−S長寿命とすることが可能でちる。
第2の発明は、有機原料の熱分解法を用いFET化学セ
ンサに無機多孔質体として任意の組成の多孔質ガラスま
たは任意の組成の多孔質セラミックスを含有する層上形
成する方法の発明である。
ンサに無機多孔質体として任意の組成の多孔質ガラスま
たは任意の組成の多孔質セラミックスを含有する層上形
成する方法の発明である。
まず、金属アルコレート溶液を浸漬法、降下法。
スピンキャスティング法等によジゲート部の絶縁層上に
金属アルコレートの層上形成する1層形成方法としては
浸漬法が最もよく用いられ広い範囲にわ之って層を形成
することができる。この方法ではコーティングしようと
するもの全溶液から引上げて層をつくる。
金属アルコレートの層上形成する1層形成方法としては
浸漬法が最もよく用いられ広い範囲にわ之って層を形成
することができる。この方法ではコーティングしようと
するもの全溶液から引上げて層をつくる。
金属アルコレートは容易に加水分解してゲル状の酸化物
に変化する。単独の金属アルコレートが加水分解2重合
を繰返して酸化物となる過程は次のように表される。
に変化する。単独の金属アルコレートが加水分解2重合
を繰返して酸化物となる過程は次のように表される。
M(OR) x+H20→ M(OH)(OR)x
1+ROMM(OH)(OR)x−t+M(C1す、
→(OIt)x−1・M・0・lν1(OR)、<−!
−十凡OH →M、O□十几OH 得られたゲル状酸化物lΔを熱処理することによp無機
多孔質層ができる。この層に感応物質を吸着または化学
結合させることによシイオン感応層。
1+ROMM(OH)(OR)x−t+M(C1す、
→(OIt)x−1・M・0・lν1(OR)、<−!
−十凡OH →M、O□十几OH 得られたゲル状酸化物lΔを熱処理することによp無機
多孔質層ができる。この層に感応物質を吸着または化学
結合させることによシイオン感応層。
固定化酵素層、固定化微生物層あるいは電解質層を形成
する。
する。
さらに、ガラスの分相現象を利用して1本発明に係るF
ET化学センサの無機多孔質体として多孔性ガラスを形
成することもできる。
ET化学センサの無機多孔質体として多孔性ガラスを形
成することもできる。
例えば金属アルコレートで酸化物になったときの耐酸性
又は耐アルカリ性が異なるもの2種以上を適当な割合で
混合させた溶液をつくる。この溶液を浸漬法、降下法、
スプレー法あるいはスピンキャスティング法等によシセ
ンサゲート部の絶縁層表m K 金属アルコレートの層
を形成する。金属ア“ルコレートは加水分解してゲル状
の酸化物に変化する。このゲル状酸化物層は熱処理する
ことによりガラス層となる。これをさらに500〜65
0℃ぐらいの温度で加熱すると2相に分相した分相ガラ
ス層ができる。この分相ガラス層は酸またはアルカリに
対する耐性が異なる2種以上の相が網目としてからみ合
った構造を持っており、約5−〇硫酸、塩酸または硝酸
のような強酸あるいは水酸化ナトリウム水溶液棟たけ水
酸化カリウム水溶液のような強アルカリ溶液に浸漬する
と、酸あるいはアルカリに溶解しやすい部分は溶出し、
酸あるいはアルカリに強い部分が残存する。その結果無
数の連続した細孔を持つ多孔性ガラス層ができる。
又は耐アルカリ性が異なるもの2種以上を適当な割合で
混合させた溶液をつくる。この溶液を浸漬法、降下法、
スプレー法あるいはスピンキャスティング法等によシセ
ンサゲート部の絶縁層表m K 金属アルコレートの層
を形成する。金属ア“ルコレートは加水分解してゲル状
の酸化物に変化する。このゲル状酸化物層は熱処理する
ことによりガラス層となる。これをさらに500〜65
0℃ぐらいの温度で加熱すると2相に分相した分相ガラ
ス層ができる。この分相ガラス層は酸またはアルカリに
対する耐性が異なる2種以上の相が網目としてからみ合
った構造を持っており、約5−〇硫酸、塩酸または硝酸
のような強酸あるいは水酸化ナトリウム水溶液棟たけ水
酸化カリウム水溶液のような強アルカリ溶液に浸漬する
と、酸あるいはアルカリに溶解しやすい部分は溶出し、
酸あるいはアルカリに強い部分が残存する。その結果無
数の連続した細孔を持つ多孔性ガラス層ができる。
以下5本発明の実施例として1本発明をSi調製プロー
ブ型イオン感応性電界効果形ランジスタ(ISFET)
を用いて実施した場合について説明する。本実施例は無
機多孔質体として8i02ガラス多孔質体を含有する層
全具備したもの金弟2の発明の方法により作製したもの
である。
ブ型イオン感応性電界効果形ランジスタ(ISFET)
を用いて実施した場合について説明する。本実施例は無
機多孔質体として8i02ガラス多孔質体を含有する層
全具備したもの金弟2の発明の方法により作製したもの
である。
(実施例1)
第1図は1本発明によるFET化学センチのグローブ先
端のゲート部を示す平面図であり、第2図は、ゲート部
に絶縁層、感応層等を設けた本発明に係るFET化学セ
ンサの断面図である。シリコン基板6に不純物全拡散し
て形成したドレイン1、ノース2 * 8 s O2か
らなる酸化層3 、5i3N4からなる絶縁層4が形成
されている。
端のゲート部を示す平面図であり、第2図は、ゲート部
に絶縁層、感応層等を設けた本発明に係るFET化学セ
ンサの断面図である。シリコン基板6に不純物全拡散し
て形成したドレイン1、ノース2 * 8 s O2か
らなる酸化層3 、5i3N4からなる絶縁層4が形成
されている。
該絶縁層を形成した徒、シリコンテトラエトキサイド(
洒r (OC2H5)4.)溶液中にセンサのゲート部
を、浸漬し表面に金属アルコレート層を形成する。
洒r (OC2H5)4.)溶液中にセンサのゲート部
を、浸漬し表面に金属アルコレート層を形成する。
この層を加水分解%重合する事によシ、ゲル状5i02
フィルムとなる。さらにこれを500℃で熱処理するこ
とによって水及び有機成分が除去され。
フィルムとなる。さらにこれを500℃で熱処理するこ
とによって水及び有機成分が除去され。
無機多孔質体としての非晶質状態の多孔質S i02層
が得られる。このようにして得られた層をγ−アミノプ
ロピルエトキシシランで処理して、 −8i−0−8i
−の結合をもつアルキルアミノガラス誘導体とした。次
にこれをアリルアミノ−ガラス誘導体に変え、さらにジ
アゾ化したのち、感応物質としてのグルコースオキシダ
ーゼをアゾ結合によって。
が得られる。このようにして得られた層をγ−アミノプ
ロピルエトキシシランで処理して、 −8i−0−8i
−の結合をもつアルキルアミノガラス誘導体とした。次
にこれをアリルアミノ−ガラス誘導体に変え、さらにジ
アゾ化したのち、感応物質としてのグルコースオキシダ
ーゼをアゾ結合によって。
無機多孔質体に結合させた。
このセンサを用いて、水溶液のグルコース濃度を測定し
たところ、第3図に示すように充分安定な出力が得られ
た。
たところ、第3図に示すように充分安定な出力が得られ
た。
つまシ上記実施例1の場合、第3図曲線Aに示す如く安
定した特性が得られるのに対し、実施例1において絶縁
層4表面に、グルコースオキシダーゼをセル・−か固定
した感応層を設は之従来の場合には曲線Bに示す如ぐ急
激に出力が低下する事が確認された。
定した特性が得られるのに対し、実施例1において絶縁
層4表面に、グルコースオキシダーゼをセル・−か固定
した感応層を設は之従来の場合には曲線Bに示す如ぐ急
激に出力が低下する事が確認された。
以上説明したように本発明によれば%FETのゲート部
の絶縁層上にイオン感応層、固定化酵素構成する際に、
感応層の剥離を防ぐのに極めて効果的であり、使用寿命
を著しく長くすることが可能である。
の絶縁層上にイオン感応層、固定化酵素構成する際に、
感応層の剥離を防ぐのに極めて効果的であり、使用寿命
を著しく長くすることが可能である。
第1図は本発明の実施例のゲート部の平面図、第2図は
本発明に係るFET化学センサの断面図。 第3図は本発明の詳細な説明する図である。 1・・・・・・ドレイ/ 2・・・・・・ソース 4・・・・・・絶縁層 5・・・・・感応層
本発明に係るFET化学センサの断面図。 第3図は本発明の詳細な説明する図である。 1・・・・・・ドレイ/ 2・・・・・・ソース 4・・・・・・絶縁層 5・・・・・感応層
Claims (5)
- (1)電界効果トランジスタのゲート部の絶縁層を具備
したFETセンサにおいて、前記感応層として感応物質
が無機多孔質体に担持された層を有することを特徴とす
るFETセンサ。 - (2)該感応層がイオン感応層、固定化酵素層、固定化
微生物層、電解質層の少なくとも1つから選択されたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のFETセン
サ。 - (3)該無機多孔質体として多孔質ガラス又は多孔質セ
ラミックスを用いた特許請求の範囲第1項記載のFET
センサ。 - (4)該無機多孔質体としてSiO_2を用いた特許請
求の範囲第1項記載のFETセンサ。 - (5)電界効果形トランジスタのゲート部の絶縁層上に
金属アルコレート層を設けこれを熱処理して得た無機多
孔質体層に感応物質を担持せしめ感応層を形成したこと
を特徴とするFETセンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210108A JPS6270749A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | Fetセンサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210108A JPS6270749A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | Fetセンサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6270749A true JPS6270749A (ja) | 1987-04-01 |
Family
ID=16583940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60210108A Pending JPS6270749A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | Fetセンサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6270749A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010145402A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Robert Bosch Gmbh | 電界効果トランジスターを有するガスセンサー |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55146034A (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-14 | Olympus Optical Co Ltd | Manufacture for field effect type semiconductor sensor |
| JPS5679245A (en) * | 1979-12-03 | 1981-06-29 | Kuraray Co Ltd | Ion sensor |
| JPS56130648A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Olympus Optical Co Ltd | Production of ion sensor |
| JPS6070348A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-22 | Hitachi Ltd | Fet化学センサ |
| JPS61176845A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Nok Corp | 電界効果型トランジスター尿素センサー |
-
1985
- 1985-09-25 JP JP60210108A patent/JPS6270749A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55146034A (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-14 | Olympus Optical Co Ltd | Manufacture for field effect type semiconductor sensor |
| JPS5679245A (en) * | 1979-12-03 | 1981-06-29 | Kuraray Co Ltd | Ion sensor |
| JPS56130648A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Olympus Optical Co Ltd | Production of ion sensor |
| JPS6070348A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-22 | Hitachi Ltd | Fet化学センサ |
| JPS61176845A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Nok Corp | 電界効果型トランジスター尿素センサー |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010145402A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Robert Bosch Gmbh | 電界効果トランジスターを有するガスセンサー |
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