JPH01152355A - ｐＨセンサ - Google Patents
ｐＨセンサInfo
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- JPH01152355A JPH01152355A JP62309740A JP30974087A JPH01152355A JP H01152355 A JPH01152355 A JP H01152355A JP 62309740 A JP62309740 A JP 62309740A JP 30974087 A JP30974087 A JP 30974087A JP H01152355 A JPH01152355 A JP H01152355A
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- silicon
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
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Landscapes
- Thin Film Transistor (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、 ｐＨセンサに関する。更に詳しくは。
電界効果型トランジスタのゲート絶縁層上にｐＨ感応層
を設けたｐＨセンサに関する。
を設けたｐＨセンサに関する。
従来の電界効果型トランジスタのゲート絶縁層上にｐＨ
感応層を設けたｐＨセンサは、ｐＨ感応層として窒化け
い素（ｓｉｉＮ＊）層が形成されており、結晶性シリコ
ン基板から次のような工程によって製造されている。
感応層を設けたｐＨセンサは、ｐＨ感応層として窒化け
い素（ｓｉｉＮ＊）層が形成されており、結晶性シリコ
ン基板から次のような工程によって製造されている。
基板にＰ型ウェハを用い、シリコンアイランド作成−フ
イールド酸化−リン拡＠（ソース・ドレイン形成）−ゲ
ート酸化−窒化けい素の化学蒸着−プラズマエツチング
によるコンタクトホール穴あけ−アルミニウム蒸着によ
る電極形成−水素アニール−ワイヤーボンディングとい
う一連の工程を経てｌ５ＦＥＴ（ｉｏｎ ５ｅｎｓｉｔ
ｉｖｅ ＦＥＴ）が製作されており、この過程でソース
およびドレインとなる２つのｎ型領域を表面部分に形成
させたＰ型性シリコン基板上の二酸化けい素ゲート絶縁
層上に窒化けい素蒸着膜を形成せしめることが行われて
いる。
イールド酸化−リン拡＠（ソース・ドレイン形成）−ゲ
ート酸化−窒化けい素の化学蒸着−プラズマエツチング
によるコンタクトホール穴あけ−アルミニウム蒸着によ
る電極形成−水素アニール−ワイヤーボンディングとい
う一連の工程を経てｌ５ＦＥＴ（ｉｏｎ ５ｅｎｓｉｔ
ｉｖｅ ＦＥＴ）が製作されており、この過程でソース
およびドレインとなる２つのｎ型領域を表面部分に形成
させたＰ型性シリコン基板上の二酸化けい素ゲート絶縁
層上に窒化けい素蒸着膜を形成せしめることが行われて
いる。
かかる従来のｌ５ＦＥ！Ｔにおいて、イオン感応層とし
ての窒化けい素蒸着膜を形成させるためには。
ての窒化けい素蒸着膜を形成させるためには。
高価なＬＰＧＶＤ装置（熱ＣＶＤ装置）を用い、ガスと
してアンモニア、シランおよび水素の３種のガスを使用
しなければならず、このため温度、時間、ガス流量など
の各要因について複雑な制御を必要とし、操作的に煩雑
であるという欠点がみられた。
してアンモニア、シランおよび水素の３種のガスを使用
しなければならず、このため温度、時間、ガス流量など
の各要因について複雑な制御を必要とし、操作的に煩雑
であるという欠点がみられた。
そこで、本発明者は、操作的に簡単な方法で同様の性能
を示すイオン感応層を求めて種々検討の結果、イオン感
応層を一酸化けい素の蒸着膜で形成させることにより、
かかる課題が効果的に解決されることを見出した。
を示すイオン感応層を求めて種々検討の結果、イオン感
応層を一酸化けい素の蒸着膜で形成させることにより、
かかる課題が効果的に解決されることを見出した。
〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
、本発明は電界効果型トランジスタｐＨセンサに係り、
このｐＨセンサは、ソース（電子供給口）およびドレイ
ン（電子排出口）となる２つのｎ型領域を表面部分に形
成させたＰ型性シリコン基板上の二酸化けい素ゲート絶
縁層上に一酸化けい素蒸着膜を形成せしめてなる。
、本発明は電界効果型トランジスタｐＨセンサに係り、
このｐＨセンサは、ソース（電子供給口）およびドレイ
ン（電子排出口）となる２つのｎ型領域を表面部分に形
成させたＰ型性シリコン基板上の二酸化けい素ゲート絶
縁層上に一酸化けい素蒸着膜を形成せしめてなる。
一酸化けい素蒸着膜の形成は、基板温度約ｌＯ〜５０℃
、タングステンボード温度約１７００℃以上で、市販Ｓ
ｉＯを用い、蒸着時の真空度５ Ｘ １０−’〜５×１
Ｏ−４Ｔｏｒｒ程度で行われ、層の厚さが約５００−１
ｏｏｏ。
、タングステンボード温度約１７００℃以上で、市販Ｓ
ｉＯを用い、蒸着時の真空度５ Ｘ １０−’〜５×１
Ｏ−４Ｔｏｒｒ程度で行われ、層の厚さが約５００−１
ｏｏｏ。
人の蒸着膜として形成させる。
その後プラズマエツチングによるコンタクトホール穴あ
け以降ワイヤボンディング迄の各工程が適用され、 ｐ
Ｈセンサが製作されるが、製作されたｐＨセンサは、通
常の電界効果型トランジスタのゲート金属部分を除去し
、その代りにＰＨ感応層を形成させた構造を有している
。
け以降ワイヤボンディング迄の各工程が適用され、 ｐ
Ｈセンサが製作されるが、製作されたｐＨセンサは、通
常の電界効果型トランジスタのゲート金属部分を除去し
、その代りにＰＨ感応層を形成させた構造を有している
。
このｐＨ感応性電界効果型トランジスタは、それを水溶
液中に浸漬した場合、ｐＨ感応層としてのＳｉＯの表面
層は、次のような電気化学的な解離平衡に支配されてい
るものと考えられる： この場合の界面電位は、ネルンストの式で表わされる。
液中に浸漬した場合、ｐＨ感応層としてのＳｉＯの表面
層は、次のような電気化学的な解離平衡に支配されてい
るものと考えられる： この場合の界面電位は、ネルンストの式で表わされる。
従って、電界効果型トランジスタのＳｉＯ層界面に発生
する界面電位を測定することにより、このＳｉＯ蒸着電
界効果型トランジスタはｐＨセンサとして使用し得るこ
とが確認される。
する界面電位を測定することにより、このＳｉＯ蒸着電
界効果型トランジスタはｐＨセンサとして使用し得るこ
とが確認される。
電界効果型トランジスタのゲート絶縁層上にｐＨ感応層
を設けたｐＨセンサにおいて、ＰＨ感応層として一酸化
けい素蒸着膜を設けることにより、従来の窒化けい素蒸
着膜を設けたものと比較して製作がきわめて容易でしか
も同等のｐｉ（感応特性を示すｐｔｔセンサが得られる
゛。
を設けたｐＨセンサにおいて、ＰＨ感応層として一酸化
けい素蒸着膜を設けることにより、従来の窒化けい素蒸
着膜を設けたものと比較して製作がきわめて容易でしか
も同等のｐｉ（感応特性を示すｐｔｔセンサが得られる
゛。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例１
ｐ型シリコン基板を用い、常法により、ゲート金属部分
を除去した電界効果型トランジスタを製作し、その際Ｓ
ｉＯ２ゲート絶縁層（厚さ１０００人）の上に、基板温
度３０℃、蒸着時の真空度Ｉ Ｘ １０”’Ｔｏｒｒで
厚さ２０００人のＳｉＯ蒸着層を形成させ、以下所要の
各工程を施し、ｌ５ＦＥＴｔｉ−ｉ造した。
を除去した電界効果型トランジスタを製作し、その際Ｓ
ｉＯ２ゲート絶縁層（厚さ１０００人）の上に、基板温
度３０℃、蒸着時の真空度Ｉ Ｘ １０”’Ｔｏｒｒで
厚さ２０００人のＳｉＯ蒸着層を形成させ、以下所要の
各工程を施し、ｌ５ＦＥＴｔｉ−ｉ造した。
このｐＨセンサを、第３図に示される測定装置を用い、
即ちエレクトロメータ１１およびレコーダ１２を含む測
定回路に接続されているＳｉＯ蒸着ｌ５ＦＥＴ １３お
よび銀／塩化銀参照電極１４をそれぞれ浸漬させた被測
定液（各ｐＨ値に調整された２０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣＱ
緩衝液）１５を恒温セル１６で一定温度（２５℃）に保
持した装置を用い、ソース−ドレイン間の電流（５００
μＡ）および電圧（４ｖ）をそれぞれ−定に保ちながら
、電位によりｐＨ特性を測定した。
即ちエレクトロメータ１１およびレコーダ１２を含む測
定回路に接続されているＳｉＯ蒸着ｌ５ＦＥＴ １３お
よび銀／塩化銀参照電極１４をそれぞれ浸漬させた被測
定液（各ｐＨ値に調整された２０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣＱ
緩衝液）１５を恒温セル１６で一定温度（２５℃）に保
持した装置を用い、ソース−ドレイン間の電流（５００
μＡ）および電圧（４ｖ）をそれぞれ−定に保ちながら
、電位によりｐＨ特性を測定した。
その結果は、第１図のグラフに示されるように、ｐ）１
１〜１２の範囲内でｌｐＨ当り約５７ｍＶの感度が直線
性をもって示され、ｐＨセンサとしての有効性が示され
た。
１〜１２の範囲内でｌｐＨ当り約５７ｍＶの感度が直線
性をもって示され、ｐＨセンサとしての有効性が示され
た。
比較例１
実施例１において、ＳｉＯ蒸着層の代りに、同じ厚さの
Ｓｉ、 Ｎ、蒸着層を形成させたものについて同様の測
定を行なうと、第１図のグラ“フに併記されるように、
１ｐＨ当り約５９ｍＶの感度を示した。
Ｓｉ、 Ｎ、蒸着層を形成させたものについて同様の測
定を行なうと、第１図のグラ“フに併記されるように、
１ｐＨ当り約５９ｍＶの感度を示した。
実施例２、比較例２
実施例１または比較例１のｐＨセンサについて、それら
の応答特性を調べるため、２５℃の蒸留水１００ｍＱ中
にｐＨセンサを浸漬させた後、ＩＮＨＣＱまたはＩＮ
ＮａＯＨを０．１ｍｆｌ宛加えたところ、それぞれ第２
図の実線（実施例２）または点線（比較例２）で示され
るような挙動を示し、いずれも３０秒間以内に定常値に
到達した。
の応答特性を調べるため、２５℃の蒸留水１００ｍＱ中
にｐＨセンサを浸漬させた後、ＩＮＨＣＱまたはＩＮ
ＮａＯＨを０．１ｍｆｌ宛加えたところ、それぞれ第２
図の実線（実施例２）または点線（比較例２）で示され
るような挙動を示し、いずれも３０秒間以内に定常値に
到達した。
第１〜２図は、それぞれ実施例１、比較例１および実施
例２．比較例２の測定結果を示すグラフである。また、
第３図は、ＰＨメータの電位測定装置の概要図である。 （符号の説明） １３・・・・・ＳｉＯ蒸着ｌ５ＦＥＴ １４・・・・・銀／塩化銀参照電極 １５・・・・・被測定液 代理人 区弁理士 吉
１）俊 夫 − 綜 − づ 張 第２図 時間（今） 第３図
例２．比較例２の測定結果を示すグラフである。また、
第３図は、ＰＨメータの電位測定装置の概要図である。 （符号の説明） １３・・・・・ＳｉＯ蒸着ｌ５ＦＥＴ １４・・・・・銀／塩化銀参照電極 １５・・・・・被測定液 代理人 区弁理士 吉
１）俊 夫 − 綜 − づ 張 第２図 時間（今） 第３図
Claims (1)
- １、ソースおよびドレインとなる２つのｎ型領域を表面
部分に形成させたｐ型性シリコン基板上の二酸化けい素
ゲート絶縁層上に一酸化けい素蒸着膜を形成せしめてな
る電界効果型トランジスタｐＨセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62309740A JPH01152355A (ja) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | ｐＨセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62309740A JPH01152355A (ja) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | ｐＨセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01152355A true JPH01152355A (ja) | 1989-06-14 |
Family
ID=17996727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62309740A Pending JPH01152355A (ja) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | ｐＨセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01152355A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6464940B1 (en) | 1999-06-14 | 2002-10-15 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | pH sensor and pH measurement method employing the same |
| CN103282767A (zh) * | 2011-01-07 | 2013-09-04 | 国立大学法人三重大学 | 离子选择性电极 |
-
1987
- 1987-12-09 JP JP62309740A patent/JPH01152355A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6464940B1 (en) | 1999-06-14 | 2002-10-15 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | pH sensor and pH measurement method employing the same |
| CN103282767A (zh) * | 2011-01-07 | 2013-09-04 | 国立大学法人三重大学 | 离子选择性电极 |
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