JP2005061960A - 電界効果トランジスタ及びそれを用いたセンサ並びにその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電界効果トランジスタの感応部(ここではゲート絶縁膜)上に形成された基板に対してほぼ垂直に形成された円柱状の細孔105を有する多孔質体106と電界効果トランジスタから構成される。多孔質膜として基板に垂直な細孔を有するシリコンまたはゲルマニウムあるいはシリコンとゲルマニウムの複合物を主成分(酸素を除く)とする半導体材料からなる多孔質膜、あるいは、酸化シリコンを主成分とする絶縁体材料からなる多孔質膜を使用する。多孔質膜内の細孔は円柱状であり、細孔の平均孔径は1ナノメートル以上20ナノメートル以下で、その平均密度は1.5×1011個/cm2以上である。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明のセンサの一例を示す概略図である。この例では基板に垂直な数ナノメートルから数十ナノメートルサイズで高密度(1.5×1011個/cm2以上)に形成された細孔をもった多孔質膜を電界効果トランジスタの感応部であるゲート絶縁膜上に形成した例を示している。
以下、本発明によるセンサの製造方法について詳細に説明する。図6,7は、本発明のセンサの製造方法の一例を示す説明図である。図6,7の(a)〜(f)の順に追って説明する。また、図8(a),(b)は、本発明のセンサに用いられる多孔質膜の製造方法の一例を示す。本製造法の特徴は、電界効果トランジスタ上の感応部への多孔質膜形成部分である(b)(c)(d)にあり、その他の工程は、通常の電界効果トランジスタの製造方法が適用できる。なお、ここでは、単結晶基板を用いた電界効果トランジスタの製造方法の概略例が示されているが、これに限定されるものではない。
102、128、174 ソース領域
103、129、175 ドレイン領域
104、122、142、152、172 感応部(ゲート絶縁膜等)
105、111、125、135 細孔
106、126、127、136、145、156、171 多孔質膜
112 部材
123、134 第一の成分と第二の成分の混合膜
124、133 第一の成分(アルミニウム)
132、143、153 第一の成分と共晶を形成し得る第二の成分
144 気体分子
154 被検出物質
155 検出対象物質(生体分子)
173 ゲート電極
Claims (10)
- 基板上に絶縁層を介して基板にほぼ垂直な柱状細孔を有する多孔質膜を備え、
該多孔質膜は、第一の成分を含み構成される柱状物質が、前記第一の成分と共晶を形成し得る第二の成分を含み構成される部材中に分散している構造体から、該柱状物質を除去して形成されていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記多孔質膜は、絶縁材料又は半導体材料からなることを特徴とする請求項1記載の電界効果トランジスタ。
- 前記半導体材料が、シリコン、ゲルマニウム又はシリコンとゲルマニウムのいずれかを主成分とする材料であることを特徴とする請求項2記載の電界効果トランジスタ。
- 前記絶縁材料が、酸化シリコンを主成分とする材料であることを特徴とする請求項2記載の電界効果トランジスタ。
- 前記柱状細孔の平均孔径が20nm以下であり、平均細孔密度が1.5×1011個/cm2以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電界効果トランジスタ。
- 前記柱状細孔の表面に、特定の検出物質を検出するための被検出物質を有する請求項1〜5のいずれかに記載の電界効果トランジスタ。
- 前記検出物質が、生体材料であることを特徴とする請求項6記載の電界効果トランジスタ。
- 前記検出物質が、被検出物質と接触することによって電気的荷電状態の変化を起こさせることを特徴とする請求項6又は7記載の電界効果トランジスタ。
- 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の電界効果トランジスタを用いたセンサ。
- 電界効果トランジスタを用いたセンサの製造方法であって、
基板上にほぼ垂直な多数の柱状部材とこの柱状部材を取り囲む構造部材とを備える構造体を用意する工程と、
前記柱状部材を除去し、前記構造部材に柱状細孔を形成する工程と、
該柱状細孔を形成した前記構造部材による多孔質膜をアニールする工程とを含むことを特徴とするセンサの製造方法。
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