JP2002221510A - 蓄積型化学・物理現象検出装置 - Google Patents

蓄積型化学・物理現象検出装置

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JP2002221510A JP2001018904A JP2001018904A JP2002221510A JP 2002221510 A JP2002221510 A JP 2002221510A JP 2001018904 A JP2001018904 A JP 2001018904A JP 2001018904 A JP2001018904 A JP 2001018904A JP 2002221510 A JP2002221510 A JP 2002221510A
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physical
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Kazuaki Sawada
和明 澤田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学物理現象を検出するセンサ素子をアレイ
状に配置して複数の化学物理現象を検出したり、同一の
化学物理現象でも、その分布を一度に検出することがで
きる蓄積型化学・物理現象検出装置を提供する。 【解決手段】 累積型化学・物理現象装置を複数個、1
次元または2次元に並べた蓄積型化学・物理現象検出装
置アレイ1と、垂直選択器2と、水平選択器4とを備
え、一度に複数の化学・物理現象を検出する、または同
一の化学・物理現象の1次元または2次元の分布の状況
を一度に検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学物理現象の検
出を行う蓄積型化学・物理現象検出装置(AMIS)に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、本願発明者によって提案された特願2000−
293669号がある。
【0003】図4はかかる蓄積型化学・物理現象検出装
置の構成図である。
【0004】この図において、ID はインプットダイオ
ード、IG はインプットゲート、SPはセンシング部、
G はアウトプットゲート、FDはフローティングダイ
オード、VDDは電源電圧端子、VRST はリセット端子、
OUT は出力端子、VbNはバイアス電圧設定端子であ
る。
【0005】例えば、イオンセンシティブ電界効果トラ
ンジスタ(ISFET)を例に挙げて説明する。MOS
型電界効果トランジスタ(MOSFET:Metal−
Oxide−Semiconductor Field
Effect Transistor)のゲート電極
に、イオン感応膜の役割をする薄膜(水素イオンであれ
ばシリコン窒化膜が一般的である)を堆積した構造を持
つISFETを、適当な防水を施した後に、イオン濃度
を知りたい水溶液につける。
【0006】その水溶液中には、さらにその水溶液の電
位を決めるための参照電極が配置されており、シリコン
窒化膜を設けたゲート電極を介して、水素イオン濃度に
見合った電位の変化がシリコン基板表面に現れる。する
と水素イオン濃度が変化し、その電位も変化する。この
シリコン表面の電位変化をトランジスタの電流の変化、
もしくは閾値電圧の変化として外部に取り出すことによ
り水溶液のイオン濃度を知ることができる。
【0007】このように、従来のAMIS構成では、V
RST 端子にリセット信号が加わることで、FD部がある
電位に固定され、そこにセンシング部SPからの信号電
荷を累積する構造になっていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の蓄積型化学・物理現象検出装置によれば、検出
する検出部は一か所のみであり、複数の化学物理現象を
検出することは不可能であった。また、同一の化学物理
現象でも、その分布を一度に検出することは不可能であ
った。
【0009】本発明は、上記問題点を除去し、化学物理
現象を検出するセンサ素子をアレイ状に配置して複数の
化学物理現象を検出したり、同一の化学物理現象でも、
その分布を一度に検出することができる蓄積型化学・物
理現象検出装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕累積型化学・物理現象検出装置において、累積型
化学・物理現象装置を複数個、1次元または2次元に並
べて蓄積型化学・物理現象検出装置アレイと、垂直選択
器と、水平選択器とを備え、一度に複数の化学・物理現
象を検出する、または同一の化学・物理現象の1次元ま
たは2次元の分布の状況を一度に検出することを特徴と
する。
【0011】〔2〕上記〔1〕記載の累積型化学・物理
現象検出装置において、列並列型雑音除去回路を具備す
ることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【0013】図1は本発明の実施例を示すアレイ化した
蓄積型化学・物理現象検出装置の構成図、図2はそのア
レイ化したときのセンシング部の構成図、図3はその列
並列型雑音除去回路(コラムCDS回路)の構成図であ
る。
【0014】図1において、1は蓄積型化学・物理現象
検出装置アレイ、2は垂直選択器(V.SCANNE
R)、3はコラムCDS回路、4は水平選択器(H.S
CANNER)である。
【0015】このように、図1は蓄積型化学・物理現象
検出装置を複数個、1次元もしくは2次元に並べ、アレ
イ状にしたものである。
【0016】行の選択は垂直選択器(V.SCANNE
R)2で行い、そのための選択トランジスタを画素中に
設けた。そして、それらの複数個の検出装置を逐次駆動
するための操作回路を追加した。列の選択は、列ごとに
設けられたリセット雑音除去回路の出力段に設けておく
ことにより、リセット雑音除去を1列ごとに行うことが
できる。
【0017】以上の構造をとることにより、それぞれの
画素中に入れられた因子のデータを同時に、並行に得る
ことができ、分布や時間変化等がより解析しやすくな
り、本来のFET型センサのもつ出力増幅とS/N比の
向上を図ることができるとともに、より機能の向上した
化学・物理現象の検出装置を得ることができる。
【0018】AMISのアレイ構成〔2次元例〕の場
合、ここで、 Vsel :セレクト信号 AMISアレイの1つのセンサ部の構成は後述するが、
その要素を縦、横に並べる。その縦、横を並べて信号を
順次得るために、垂直選択器2、水平選択器4が付加さ
れている。コラムCDS回路とは、従来技術の1要素の
リセット雑音除去回路を列状に並べたものである。雑音
除去回路は1つのセンサ部に1つ付加してもかまわない
が、今回は1列に1個入れたときの列を示す。出力とし
てはVre s とVsig の差を取ることで得ることができ
る。
【0019】アレイ化したときのセンシング部の場合 Vsel :垂直選択信号 である。
【0020】垂直選択器2によりセンサ部を順次駆動す
るために、Vsel 信号によりセンサ部を選択して出力を
得るような構成になっている。
【0021】〔列並列型雑音除去回路(コラムCDS回
路)の構成〕は、図3に示すように構成される。
【0022】ここで、A:AMIS要素 VOUT はAMISの構成と一致する Crst :リセットレベル記憶用容量 Csig :信号レベル記憶用容量 Vrst :リセットの出力 Vsig :信号の出力 RH(i):i番目の容量リセット信号 SH(i):i番目のセンサ出力信号 以下、列並列雑音除去回路(コラムCDS回路)におけ
る各部の動作の説明を行う。
【0023】列並列雑音除去回路は、 1.リセット雑音除去回路に信号を導く前にRH(i)
をオンにして両容量の電位をそろえ、その後オフにす
る。
【0024】2.ΦRをオンにしてAMISのFD部を
リセットした直後の出力をリセットレベル記憶用容量C
rst に記憶させ、ΦRをオフにする。
【0025】3.ΦSをオンにしてAMISのFD部に
複数回信号を蓄積した後の信号を信号レベル記憶用容量
sig に記憶させ、ΦSをオフにする。
【0026】4.次に、SH(i)をオンにして両容量
からの信号を出力させる。
【0027】5.この両者の差分の信号を差動増幅器等
で読み取ることで、リセットの雑音を除去した信号が得
られる。
【0028】6.次に、1から5番目の動作を、RH
(i+1)の端子に信号を与えて順次駆動する。
【0029】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0030】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【0031】同時に複数の異なる因子のデータを得るこ
とができる。つまり、複数の化学物理現象を同時に、も
しくは同一の化学物理現象の分布を一度に取得すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すアレイ化した蓄積型化学
・物理現象検出装置の構成図である。
【図2】本発明の実施例を示すアレイ化したときのセン
シング部の構成図である。
【図3】本発明の実施例を示す列並列型雑音除去回路
(コラムCDS)の構成図である。
【図4】従来の蓄積型化学・物理現象検出装置の構成図
である。
【符号の説明】
1 蓄積型化学・物理現象検出装置アレイ 2 垂直選択器(V.SCANNER) 3 コラムCDS回路 4 水平選択器(H.SCANNER)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)累積型化学・物理現象装置を複数
    個、1次元または2次元に並べた蓄積型化学・物理現象
    検出装置アレイと、(b)垂直選択器と、(c)水平選
    択器とを備え、(d)一度に複数の化学・物理現象を検
    出する、または同一の化学・物理現象の1次元または2
    次元の分布の状況を一度に検出することを特徴とする累
    積型化学・物理現象検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の累積型化学・物理現象検
    出装置において、列並列型雑音除去回路を具備すること
    を特徴とする累積型化学・物理現象検出装置。
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Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006510025A (ja) * 2002-12-11 2006-03-23 サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク プローブ分子と標的生体分子との間の少なくとも1つの特異的相互作用を電子的に検出する方法
JP2006284250A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Horiba Ltd 物理現象または化学現象に係るポテンシャル測定装置
WO2013008908A1 (ja) * 2011-07-14 2013-01-17 国立大学法人豊橋技術科学大学 化学・物理現象検出方法及びその装置
JP2016188867A (ja) * 2010-06-30 2016-11-04 ライフ テクノロジーズ コーポレーション Isfetアレイをテストする方法及び装置
US9823217B2 (en) 2013-03-15 2017-11-21 Life Technologies Corporation Chemical device with thin conductive element
US9835585B2 (en) 2013-03-15 2017-12-05 Life Technologies Corporation Chemical sensor with protruded sensor surface
US9841398B2 (en) 2013-01-08 2017-12-12 Life Technologies Corporation Methods for manufacturing well structures for low-noise chemical sensors
US9852919B2 (en) 2013-01-04 2017-12-26 Life Technologies Corporation Methods and systems for point of use removal of sacrificial material
US9927393B2 (en) 2009-05-29 2018-03-27 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US9951382B2 (en) 2006-12-14 2018-04-24 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US9958414B2 (en) 2010-09-15 2018-05-01 Life Technologies Corporation Apparatus for measuring analytes including chemical sensor array
US9960253B2 (en) 2010-07-03 2018-05-01 Life Technologies Corporation Chemically sensitive sensor with lightly doped drains
US9964515B2 (en) 2008-10-22 2018-05-08 Life Technologies Corporation Integrated sensor arrays for biological and chemical analysis
US9970984B2 (en) 2011-12-01 2018-05-15 Life Technologies Corporation Method and apparatus for identifying defects in a chemical sensor array
US9989489B2 (en) 2006-12-14 2018-06-05 Life Technnologies Corporation Methods for calibrating an array of chemically-sensitive sensors
US9995708B2 (en) 2013-03-13 2018-06-12 Life Technologies Corporation Chemical sensor with sidewall spacer sensor surface
US10077472B2 (en) 2014-12-18 2018-09-18 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with power management
US10422767B2 (en) 2013-03-15 2019-09-24 Life Technologies Corporation Chemical sensor with consistent sensor surface areas
US10458942B2 (en) 2013-06-10 2019-10-29 Life Technologies Corporation Chemical sensor array having multiple sensors per well
US10481123B2 (en) 2010-06-30 2019-11-19 Life Technologies Corporation Ion-sensing charge-accumulation circuits and methods
US10605767B2 (en) 2014-12-18 2020-03-31 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with transmitter configuration
US10641729B2 (en) 2010-06-30 2020-05-05 Life Technologies Corporation Column ADC
US10718733B2 (en) 2009-05-29 2020-07-21 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US11307166B2 (en) 2010-07-01 2022-04-19 Life Technologies Corporation Column ADC
US11339430B2 (en) 2007-07-10 2022-05-24 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays

Cited By (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006510025A (ja) * 2002-12-11 2006-03-23 サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク プローブ分子と標的生体分子との間の少なくとも1つの特異的相互作用を電子的に検出する方法
JP2006284250A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Horiba Ltd 物理現象または化学現象に係るポテンシャル測定装置
JP4641444B2 (ja) * 2005-03-31 2011-03-02 株式会社堀場製作所 物理現象または化学現象に係るポテンシャル測定装置
US10816506B2 (en) 2006-12-14 2020-10-27 Life Technologies Corporation Method for measuring analytes using large scale chemfet arrays
US11732297B2 (en) * 2006-12-14 2023-08-22 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US20220340965A1 (en) * 2006-12-14 2022-10-27 Life Technologies Corporation Methods and Apparatus for Measuring Analytes Using Large Scale FET Arrays
US11435314B2 (en) 2006-12-14 2022-09-06 Life Technologies Corporation Chemically-sensitive sensor array device
US10633699B2 (en) 2006-12-14 2020-04-28 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US10502708B2 (en) 2006-12-14 2019-12-10 Life Technologies Corporation Chemically-sensitive sensor array calibration circuitry
US9951382B2 (en) 2006-12-14 2018-04-24 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US10203300B2 (en) 2006-12-14 2019-02-12 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US9989489B2 (en) 2006-12-14 2018-06-05 Life Technnologies Corporation Methods for calibrating an array of chemically-sensitive sensors
US11339430B2 (en) 2007-07-10 2022-05-24 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US9964515B2 (en) 2008-10-22 2018-05-08 Life Technologies Corporation Integrated sensor arrays for biological and chemical analysis
US11137369B2 (en) 2008-10-22 2021-10-05 Life Technologies Corporation Integrated sensor arrays for biological and chemical analysis
US11768171B2 (en) 2009-05-29 2023-09-26 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US9927393B2 (en) 2009-05-29 2018-03-27 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US10809226B2 (en) 2009-05-29 2020-10-20 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US10718733B2 (en) 2009-05-29 2020-07-21 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US11692964B2 (en) 2009-05-29 2023-07-04 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US11231451B2 (en) 2010-06-30 2022-01-25 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for testing ISFET arrays
US10481123B2 (en) 2010-06-30 2019-11-19 Life Technologies Corporation Ion-sensing charge-accumulation circuits and methods
JP2016188867A (ja) * 2010-06-30 2016-11-04 ライフ テクノロジーズ コーポレーション Isfetアレイをテストする方法及び装置
US10641729B2 (en) 2010-06-30 2020-05-05 Life Technologies Corporation Column ADC
US11307166B2 (en) 2010-07-01 2022-04-19 Life Technologies Corporation Column ADC
US9960253B2 (en) 2010-07-03 2018-05-01 Life Technologies Corporation Chemically sensitive sensor with lightly doped drains
US9958414B2 (en) 2010-09-15 2018-05-01 Life Technologies Corporation Apparatus for measuring analytes including chemical sensor array
US9958415B2 (en) 2010-09-15 2018-05-01 Life Technologies Corporation ChemFET sensor including floating gate
JPWO2013008908A1 (ja) * 2011-07-14 2015-02-23 国立大学法人豊橋技術科学大学 化学・物理現象検出方法及びその装置
US9766202B2 (en) 2011-07-14 2017-09-19 National University Corporation Toyohashi University Of Technology Method for detecting chemical and physical phenomenon, and device therefor
WO2013008908A1 (ja) * 2011-07-14 2013-01-17 国立大学法人豊橋技術科学大学 化学・物理現象検出方法及びその装置
US10598723B2 (en) 2011-12-01 2020-03-24 Life Technologies Corporation Method and apparatus for identifying defects in a chemical sensor array
US10365321B2 (en) 2011-12-01 2019-07-30 Life Technologies Corporation Method and apparatus for identifying defects in a chemical sensor array
US9970984B2 (en) 2011-12-01 2018-05-15 Life Technologies Corporation Method and apparatus for identifying defects in a chemical sensor array
US9852919B2 (en) 2013-01-04 2017-12-26 Life Technologies Corporation Methods and systems for point of use removal of sacrificial material
US10436742B2 (en) 2013-01-08 2019-10-08 Life Technologies Corporation Methods for manufacturing well structures for low-noise chemical sensors
US9841398B2 (en) 2013-01-08 2017-12-12 Life Technologies Corporation Methods for manufacturing well structures for low-noise chemical sensors
US9995708B2 (en) 2013-03-13 2018-06-12 Life Technologies Corporation Chemical sensor with sidewall spacer sensor surface
US10422767B2 (en) 2013-03-15 2019-09-24 Life Technologies Corporation Chemical sensor with consistent sensor surface areas
US9835585B2 (en) 2013-03-15 2017-12-05 Life Technologies Corporation Chemical sensor with protruded sensor surface
US9823217B2 (en) 2013-03-15 2017-11-21 Life Technologies Corporation Chemical device with thin conductive element
US11499938B2 (en) 2013-06-10 2022-11-15 Life Technologies Corporation Chemical sensor array having multiple sensors per well
US10816504B2 (en) 2013-06-10 2020-10-27 Life Technologies Corporation Chemical sensor array having multiple sensors per well
US10458942B2 (en) 2013-06-10 2019-10-29 Life Technologies Corporation Chemical sensor array having multiple sensors per well
US11774401B2 (en) 2013-06-10 2023-10-03 Life Technologies Corporation Chemical sensor array having multiple sensors per well
US10605767B2 (en) 2014-12-18 2020-03-31 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with transmitter configuration
US10767224B2 (en) 2014-12-18 2020-09-08 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with power management
US11536688B2 (en) 2014-12-18 2022-12-27 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with transmitter configuration
US10077472B2 (en) 2014-12-18 2018-09-18 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with power management

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