JPS5924244A - マルチセンサの製造方法 - Google Patents
マルチセンサの製造方法Info
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- JPS5924244A JPS5924244A JP57133686A JP13368682A JPS5924244A JP S5924244 A JPS5924244 A JP S5924244A JP 57133686 A JP57133686 A JP 57133686A JP 13368682 A JP13368682 A JP 13368682A JP S5924244 A JPS5924244 A JP S5924244A
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- 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
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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】
本発明は電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと称す）
を利用したイオンセンサに係り、特に、マルチイオンセ
ンサと、その製造方法に関する。
を利用したイオンセンサに係り、特に、マルチイオンセ
ンサと、その製造方法に関する。
ＦＥＴｆ：利用したイオンセンサはＢｅｒｇｒｅｌｄに
よって原理が確認されて以来、各種イオンを選折曲に検
出できるものが開発されている。このイオンセンサは、
感応ゲートにイオン選択膜を塗付して作られる。この感
応ゲートに有機材からカるイオン選択膜を塗付する方法
としてはディップコート法や直接キャスティング法が知
られている（Ｕ、 ０ｅｓｃｈ、 Ｓ、 Ｃａｒａｓ
ａｎｄ Ｊ、 ＪａｎａｔａＨ、ｐｉｅｌｄ
Ｅｆｆｅｃｔ ＴｒａｎｓｉｓｔｏｒｓＳｅｎｓｉ
ｔｉｖｅ ｔｏ Ｓｏｄｉｕｍ ａｎｄ Ａ、
ｒｎｍｏｎｉｕｍ。
よって原理が確認されて以来、各種イオンを選折曲に検
出できるものが開発されている。このイオンセンサは、
感応ゲートにイオン選択膜を塗付して作られる。この感
応ゲートに有機材からカるイオン選択膜を塗付する方法
としてはディップコート法や直接キャスティング法が知
られている（Ｕ、 ０ｅｓｃｈ、 Ｓ、 Ｃａｒａｓ
ａｎｄ Ｊ、 ＪａｎａｔａＨ、ｐｉｅｌｄ
Ｅｆｆｅｃｔ ＴｒａｎｓｉｓｔｏｒｓＳｅｎｓｉ
ｔｉｖｅ ｔｏ Ｓｏｄｉｕｍ ａｎｄ Ａ、
ｒｎｍｏｎｉｕｍ。
Ａｎａｌ、Ｃｈｅｍ、１９８１，５３．１９８３−１９
８６ ）。また、無機材を塗付する方法としてはＣ，
ＶＤ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ １）ｅｐ
ｏｓｉｔｌｏｎ ）法やディップコート法が用いられて
いる。
８６ ）。また、無機材を塗付する方法としてはＣ，
ＶＤ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ １）ｅｐ
ｏｓｉｔｌｏｎ ）法やディップコート法が用いられて
いる。
こｎまでに報告された例はいずれも、基板上に１ケある
いは２ケのＰＥＴゲートを形成し、イオン感応ゲートを
１ケ形成したものである。したがって、１枚の共通基板
上に複数ケの感応ゲートを有するマルチセンサについて
は従来のイオン感応ゲート形成方法によったのでは、各
ゲート用を相互の干渉が生じないよう独立させることが
困難である。
いは２ケのＰＥＴゲートを形成し、イオン感応ゲートを
１ケ形成したものである。したがって、１枚の共通基板
上に複数ケの感応ゲートを有するマルチセンサについて
は従来のイオン感応ゲート形成方法によったのでは、各
ゲート用を相互の干渉が生じないよう独立させることが
困難である。
本発明の目的は、共通基板上に形成した複数個のゲート
にイオン選択膜を相互に重複しないように塗付し相互干
渉のないＦ’ＥＴマルチイオンセンサとその製造方法を
提供することにある。
にイオン選択膜を相互に重複しないように塗付し相互干
渉のないＦ’ＥＴマルチイオンセンサとその製造方法を
提供することにある。
本発明に、イオン感応物質全膜母材と共に適当Ａ溶媒に
浴解した液体を小粒径の液滴として目的とするゲートに
インクジェット方式で吹きつけることにより、微小部分
のみ感応膜を塗布し、イオン感応物質の種類全種々変え
て繰り返し塗付し、複数個の感応ゲート’を独立的に形
成しようというものである。
浴解した液体を小粒径の液滴として目的とするゲートに
インクジェット方式で吹きつけることにより、微小部分
のみ感応膜を塗布し、イオン感応物質の種類全種々変え
て繰り返し塗付し、複数個の感応ゲート’を独立的に形
成しようというものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図から第３図までは、マルチセンサの構成単位とな
る１ケのＰＥＴセンサについて示したものである。共通
基板上に複数ケの感応ゲートを形成する場合、各素子全
電気的に独立きせる必要がある。そこで、本発明では次
のような素子構成をとることとした。
る１ケのＰＥＴセンサについて示したものである。共通
基板上に複数ケの感応ゲートを形成する場合、各素子全
電気的に独立きせる必要がある。そこで、本発明では次
のような素子構成をとることとした。
第１図に示すように共通基板１の上にセンサユニット２
が形成されており、リード配線４及びコンタクト５も基
板上に蒸着法などで形成されている。センサユニット２
の大きさは５０μｍ×（２００〜４００）μｍ程度であ
る。また、第２図のように共通基板をＰシリコンとする
場合にはＦ’ＥＴゲートの部分を堀り下げて絶縁膜７を
形成した後再びシリコンＰ層１３を形成する。しかる後
、ドレン・ソースを形成するために１層８を拡散によ多
形成する。ドレンソースの上部には酸化膜層９、絶縁膜
層１０及びイオン選択膜１１を塗付してセンサユニット
とする。
が形成されており、リード配線４及びコンタクト５も基
板上に蒸着法などで形成されている。センサユニット２
の大きさは５０μｍ×（２００〜４００）μｍ程度であ
る。また、第２図のように共通基板をＰシリコンとする
場合にはＦ’ＥＴゲートの部分を堀り下げて絶縁膜７を
形成した後再びシリコンＰ層１３を形成する。しかる後
、ドレン・ソースを形成するために１層８を拡散によ多
形成する。ドレンソースの上部には酸化膜層９、絶縁膜
層１０及びイオン選択膜１１を塗付してセンサユニット
とする。
第３図はシリコンオンサファイア（ｓｏｓ＞ｍ造からな
るセンサユニッＩｆ示す。共通基板１２はサファイアで
あシ、その上部にＰシリコン層７をエピタキシャル成長
法で形成した。ドレン、ゲート８は拡散法で形成したも
ので、その上部には第２図の場合と同様に酸化膜層９、
絶縁膜１０゜及びイオン感応膜１１が塗付されている。
るセンサユニッＩｆ示す。共通基板１２はサファイアで
あシ、その上部にＰシリコン層７をエピタキシャル成長
法で形成した。ドレン、ゲート８は拡散法で形成したも
ので、その上部には第２図の場合と同様に酸化膜層９、
絶縁膜１０゜及びイオン感応膜１１が塗付されている。
第４図に上記の如き方法によりセンサユニットを共通基
板上に４ケ形成したマルチイオンセンサを示す。第１ユ
ニツト２１は比較電極用ゲート２２を有する。該ゲート
にイオン等に応答しない有機高分子膜が塗付される。他
のセンサユニット２３．２５．２７の各ゲートはそれぞ
れ異種のイオンに応答するイオン選択膜が塗付されてい
る。
板上に４ケ形成したマルチイオンセンサを示す。第１ユ
ニツト２１は比較電極用ゲート２２を有する。該ゲート
にイオン等に応答しない有機高分子膜が塗付される。他
のセンサユニット２３．２５．２７の各ゲートはそれぞ
れ異種のイオンに応答するイオン選択膜が塗付されてい
る。
本発明によるイオン選択膜の塗付方法を第５図に示す。
この方法は従来インクジェットプリンタに採用されてい
たもので液滴４５をノズル４４から間欠的に吹き出させ
、帯電用電極４６を通した後、偏向電極４７の間を通し
て吹き出すようにした。通常は帯電電極４６及び偏向電
極に電圧を印加しておき、液滴はガター４８に導かれる
。パルス的に帯電電極４６の印加電圧を切ることにょシ
、液滴は基板上の目的とするゲートに導かれる。この際
、装置の誤動差を防ぐために小口径の開口部４１を有す
るマスク材４０を用いてもよい。溶媒を蒸発させてイオ
ン選択膜を形成する。
たもので液滴４５をノズル４４から間欠的に吹き出させ
、帯電用電極４６を通した後、偏向電極４７の間を通し
て吹き出すようにした。通常は帯電電極４６及び偏向電
極に電圧を印加しておき、液滴はガター４８に導かれる
。パルス的に帯電電極４６の印加電圧を切ることにょシ
、液滴は基板上の目的とするゲートに導かれる。この際
、装置の誤動差を防ぐために小口径の開口部４１を有す
るマスク材４０を用いてもよい。溶媒を蒸発させてイオ
ン選択膜を形成する。
本発明の発明者らは直径１．５ｍの基板から々るマルチ
センサを試作した。センサユニットの大きさは５０μｍ
Ｘ ３００μｍとし、ゲート部分は５０μｍ×５０μ
ｍとした。第４図の如く４ケのセンサユニットと１ケの
金電極２９を該基板上に形成した。第５図の有機膜塗付
装置を用いてゲート膜を形成した。比較電極用感応膜と
してはポリイミドアミド樹脂を用い、これをジメチルホ
ルムアミドに溶解した液体として、第５図の容器４２内
に入れた。イオン選択膜としては、Ｋ＋電極用としてパ
リノマイシンを、Ｎａ＋電極電極用合方リガンドｔ−電
極用第４級アンモニウム塩をそれぞれ、可塑剤及びポリ
塩化ビニル（ＰＶＣ）とともにテトラヒドロフランに溶
解した液体を用いた。
センサを試作した。センサユニットの大きさは５０μｍ
Ｘ ３００μｍとし、ゲート部分は５０μｍ×５０μ
ｍとした。第４図の如く４ケのセンサユニットと１ケの
金電極２９を該基板上に形成した。第５図の有機膜塗付
装置を用いてゲート膜を形成した。比較電極用感応膜と
してはポリイミドアミド樹脂を用い、これをジメチルホ
ルムアミドに溶解した液体として、第５図の容器４２内
に入れた。イオン選択膜としては、Ｋ＋電極用としてパ
リノマイシンを、Ｎａ＋電極電極用合方リガンドｔ−電
極用第４級アンモニウム塩をそれぞれ、可塑剤及びポリ
塩化ビニル（ＰＶＣ）とともにテトラヒドロフランに溶
解した液体を用いた。
液滴吹き出しノズルの径は２５μｍとした。液滴の吹き
出しには超音波発振器４３を用い、通常は超音波発振子
を連続的に作動させた。帯電電極の電圧をパルス的に切
る方法で各溶液をゲート上に吹きつけ、その回数で膜厚
を調整した。１ケの液滴がゲート上では直径約５０μｍ
の大きさに広がるので、液滴の数は１〜３ケとし、ゲー
ト上の膜の広が、！ｌｌｌを１００μｍ以内とした。液
滴の塗付後、室温で溶媒を揮発させて感応膜を形成した
。
出しには超音波発振器４３を用い、通常は超音波発振子
を連続的に作動させた。帯電電極の電圧をパルス的に切
る方法で各溶液をゲート上に吹きつけ、その回数で膜厚
を調整した。１ケの液滴がゲート上では直径約５０μｍ
の大きさに広がるので、液滴の数は１〜３ケとし、ゲー
ト上の膜の広が、！ｌｌｌを１００μｍ以内とした。液
滴の塗付後、室温で溶媒を揮発させて感応膜を形成した
。
本実施例に示す感応ゲートの塗付方法では、目的とする
ゲート上にのみイオン選択膜及び、比較電極用膜を形成
することができ、そ扛ぞれ異種のイオンセンサを形成す
ることができる。したがって夫々のイオンセンサの選択
性は単独の基板上に形成した場合と同等である。また、
吹きつける液滴の数で膜厚を制御することができ、再現
性のよいマルチイオンセンサ’に’ｆｆ作することがで
きる。
ゲート上にのみイオン選択膜及び、比較電極用膜を形成
することができ、そ扛ぞれ異種のイオンセンサを形成す
ることができる。したがって夫々のイオンセンサの選択
性は単独の基板上に形成した場合と同等である。また、
吹きつける液滴の数で膜厚を制御することができ、再現
性のよいマルチイオンセンサ’に’ｆｆ作することがで
きる。
以上説明したように、本発明によ扛ば、共通基板上に形
成した腹数個のゲートにイオン選択膜を相互に重複しな
いように塗付することができ相互干渉を生じることがな
い。
成した腹数個のゲートにイオン選択膜を相互に重複しな
いように塗付することができ相互干渉を生じることがな
い。
第１図は本発明の原理構成図、第２図及び第３図σ本発
明の実施例を示す図、第４図はマルチイオンセンサの実
施例を示す図、第５図はゲート形成方法を示す図である
。 ■・・・基板、２・・・センサユニット（ＦＥＴ）、３
・・・感応ゲート、４・・・リード、５・・・コンタク
ト、６・・・Ｐシリコン基板、７・・・絶縁膜、８・・
・ドレン、ソース、９・・・酸化膜、１０・・・絶縁膜
、１１・・・イオン選択膜、１２・・・サファイア基板
、１３・・・Ｐシリコン、２１・・・比較電極ユニット
、２３，２５．２７・・・イオンセンサユニット、２２
・・・比較ゲート、２４゜２６．２８・・・イオン感応
ゲート、２９・・・金電極。 、／／
明の実施例を示す図、第４図はマルチイオンセンサの実
施例を示す図、第５図はゲート形成方法を示す図である
。 ■・・・基板、２・・・センサユニット（ＦＥＴ）、３
・・・感応ゲート、４・・・リード、５・・・コンタク
ト、６・・・Ｐシリコン基板、７・・・絶縁膜、８・・
・ドレン、ソース、９・・・酸化膜、１０・・・絶縁膜
、１１・・・イオン選択膜、１２・・・サファイア基板
、１３・・・Ｐシリコン、２１・・・比較電極ユニット
、２３，２５．２７・・・イオンセンサユニット、２２
・・・比較ゲート、２４゜２６．２８・・・イオン感応
ゲート、２９・・・金電極。 、／／
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に複数のイオン選択性絶縁ゲート型電界効果
トランジスタを形成したマルチイオンセンサにおいて、
ウェル状あるいは島状Ｐ形シリコンの表層部にＮ形シリ
コンドレーン・ソース部會形成し、該上部ヲ酸化膜及び
絶縁膜で被覆したセンナユニットを上記基板上に複数箇
形成し、個々のセンサユニット毎に少くても１箇の比較
電極用ゲート膜と複数のイオン選択電極用ゲート膜を形
成したことを特徴とする電界効果トランジスタ形マルチ
イオンセンサ。 ２ シリコンあるいはサファイアからなる基板上にウェ
ル状Ｐ形シリコンあるいは島状Ｐ形シリコンを複数箇形
成する第１のステップと、前記Ｐ形シリコンの表層部に
ｎ形シリコンあらなるドレン・ソース部を形成する第２
のステップと、該第２０ステツプの形成後、上部を酸化
膜および絶縁膜で被覆してセンサユニツＩｆ形成する第
３のステップと、個々のセンサユニットの感応ゲート上
にイオン選択性を有しない高分子膜材を適当な揮発性溶
媒に溶解した液体あるいは少くてもイオン選択性物質と
高分子膜材とを適当な揮発性溶媒に溶解した液体をノズ
ルを用いて前記ゲート部相当の粒径としこれｅ［接ある
いは前記感応ゲート部相当位置に開口部を有するマスク
材を介して前記感応ゲートに噴きつける第４のステップ
と、第４のステップの噴きつけ後前記溶媒を蒸発させて
少くても１個の比較電極用ゲート膜と複数のイオン選択
電極を形成する第５のステップとからなることを特徴と
する電界効果トランジスタ形マルチイオンセンナの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57133686A JPS5924244A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | マルチセンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57133686A JPS5924244A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | マルチセンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5924244A true JPS5924244A (ja) | 1984-02-07 |
| JPH0358061B2 JPH0358061B2 (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=15110501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57133686A Granted JPS5924244A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | マルチセンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5924244A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5200051A (en) * | 1988-11-14 | 1993-04-06 | I-Stat Corporation | Wholly microfabricated biosensors and process for the manufacture and use thereof |
| US6028189A (en) * | 1997-03-20 | 2000-02-22 | University Of Washington | Solvent for oligonucleotide synthesis and methods of use |
| US6306594B1 (en) | 1988-11-14 | 2001-10-23 | I-Stat Corporation | Methods for microdispensing patterened layers |
| US6384210B1 (en) | 1997-03-20 | 2002-05-07 | University Of Washington | Solvent for biopolymer synthesis, solvent microdroplets and methods of use |
| JP2014032209A (ja) * | 2013-10-18 | 2014-02-20 | Seiko Epson Corp | センサ素子及び半導体装置の製造方法 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5639454A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-15 | Olympus Optical Co Ltd | Chemical suybstance detector by using chemical sensitive element with structure of insulated-gate field-effect transistor |
| JPS5672339A (en) * | 1979-11-16 | 1981-06-16 | Kuraray Co Ltd | Fet multisensor |
| JPS57104851A (en) * | 1980-12-23 | 1982-06-30 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Semiconductor sensor |
-
1982
- 1982-08-02 JP JP57133686A patent/JPS5924244A/ja active Granted
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| US5837446A (en) * | 1988-11-14 | 1998-11-17 | I-Stat Corporation | Process for the manufacture of wholly microfabricated biosensors |
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| US7074610B2 (en) | 1988-11-14 | 2006-07-11 | I-Stat Corporation | System and method of microdispensing and arrays of biolayers provided by same |
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| JP2014032209A (ja) * | 2013-10-18 | 2014-02-20 | Seiko Epson Corp | センサ素子及び半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0358061B2 (ja) | 1991-09-04 |
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