JPS6138821B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6138821B2 JPS6138821B2 JP54157251A JP15725179A JPS6138821B2 JP S6138821 B2 JPS6138821 B2 JP S6138821B2 JP 54157251 A JP54157251 A JP 54157251A JP 15725179 A JP15725179 A JP 15725179A JP S6138821 B2 JPS6138821 B2 JP S6138821B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- ion
- ion sensor
- electrolyte
- fet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 57
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 26
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 claims description 18
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- -1 antibody sensors Proteins 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IWTYTFSSTWXZFU-UHFFFAOYSA-N 3-chloroprop-1-enylbenzene Chemical compound ClCC=CC1=CC=CC=C1 IWTYTFSSTWXZFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910007570 Zn-Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017392 Au—Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017398 Au—Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017770 Cu—Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017945 Cu—Ti Inorganic materials 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004349 Ti-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004692 Ti—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005685 electric field effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- FGHSTPNOXKDLKU-UHFFFAOYSA-N nitric acid;hydrate Chemical compound O.O[N+]([O-])=O FGHSTPNOXKDLKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Inorganic materials [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は絶縁ゲート形トランジスタ構造（以下
FETという）のゲート絶縁膜を電解液に直接接
触させて電解液中のイオン活量を検出するゲート
最表面が有機層で被覆されたイオンセンサーに関
するものである。より詳しくはゲート表面に形成
された上記有機膜層のゲート部への接着性を向上
させ、電解液中で長時間安定に測定させることが
できる改良されたイオンセンサーに関するもので
ある。
FETという）のゲート絶縁膜を電解液に直接接
触させて電解液中のイオン活量を検出するゲート
最表面が有機層で被覆されたイオンセンサーに関
するものである。より詳しくはゲート表面に形成
された上記有機膜層のゲート部への接着性を向上
させ、電解液中で長時間安定に測定させることが
できる改良されたイオンセンサーに関するもので
ある。
ゲート表面に特定のイオン交換物質を含有した
有機層を有するFETを直接電解液に接触させて
電解液中のカリウム、ナトリウム、カルシウム等
の各種イオンを選択的に検出するイオンセンサー
や、上記イオンセンサーを利用した抗原、抗体セ
ンサー、酵素センサーが特開昭51−139289号に提
案された。上記センサーのゲート絶縁膜は酸化シ
リコン層、または酸化シリコン層と窒化シリコン
層の２層の上にイオン感応層を有する２層構造、
または３層構造のFETイオンセンサーである。
かかるイオンセンサーは従来のガラス電極を利用
したイオンセンサーにくらべ非常に小型で、かつ
複数のセンサーを同一チツプ上に配置したマルチ
センサーを作成することが容易であること、出力
インピーダンスが低いために測定回路が簡単で、
かつ配線の絶縁が容易であることなどの優れた特
長を有している。かかる特長は特に医療用センサ
ーとして好適であり、上記センサーの開発が非常
に期待されている。一方FETのゲート表面に電
解液中のイオン活量には応答せず電解液電位にの
み応答する疎水性有機層を有する、イオンセンサ
ーからなるFET比較電極が特開昭54−81897号に
提案されている。上記比較電極はゲート絶縁膜が
酸化シリコン層、窒化シリコン層及び疎水性有機
層からなる３層構造、または窒化シリコン層の上
に更にイオン感応層及び疎水性有機層からなる４
層構造のセンサーである。かかる比較電極は従来
FETのイオンセンサーとともに使用されていた
液絡式の比較電極にくらべイオンセンサーと略同
一形状に小型化することができ、またイオンセン
サーと同一ウエハー上に容易に作成することが可
能なため、イオンセンサーとともに生体内に挿入
することができる。したがつてFETのイオンセ
ンサーは上記FET比較電極により始めて該セン
サーの特長を生した分野、すなわち医療分野への
適用が可能になつたといえる。
有機層を有するFETを直接電解液に接触させて
電解液中のカリウム、ナトリウム、カルシウム等
の各種イオンを選択的に検出するイオンセンサー
や、上記イオンセンサーを利用した抗原、抗体セ
ンサー、酵素センサーが特開昭51−139289号に提
案された。上記センサーのゲート絶縁膜は酸化シ
リコン層、または酸化シリコン層と窒化シリコン
層の２層の上にイオン感応層を有する２層構造、
または３層構造のFETイオンセンサーである。
かかるイオンセンサーは従来のガラス電極を利用
したイオンセンサーにくらべ非常に小型で、かつ
複数のセンサーを同一チツプ上に配置したマルチ
センサーを作成することが容易であること、出力
インピーダンスが低いために測定回路が簡単で、
かつ配線の絶縁が容易であることなどの優れた特
長を有している。かかる特長は特に医療用センサ
ーとして好適であり、上記センサーの開発が非常
に期待されている。一方FETのゲート表面に電
解液中のイオン活量には応答せず電解液電位にの
み応答する疎水性有機層を有する、イオンセンサ
ーからなるFET比較電極が特開昭54−81897号に
提案されている。上記比較電極はゲート絶縁膜が
酸化シリコン層、窒化シリコン層及び疎水性有機
層からなる３層構造、または窒化シリコン層の上
に更にイオン感応層及び疎水性有機層からなる４
層構造のセンサーである。かかる比較電極は従来
FETのイオンセンサーとともに使用されていた
液絡式の比較電極にくらべイオンセンサーと略同
一形状に小型化することができ、またイオンセン
サーと同一ウエハー上に容易に作成することが可
能なため、イオンセンサーとともに生体内に挿入
することができる。したがつてFETのイオンセ
ンサーは上記FET比較電極により始めて該セン
サーの特長を生した分野、すなわち医療分野への
適用が可能になつたといえる。
本発明者らは上記イオンセンサー及び比較電極
を作成して種々の実験を行つたところ、FET比
較電極は電解液中に浸漬すると、一時的には液の
電位に応じた出力を示すが、次第に電位がドリフ
トし、PH等に感じるようになる。またFETのイ
オンセンサーでは電解液中では次第に感度が低下
したり、電位がドリフトしたりするようになるこ
とが判明した。そのため長時間のモニタリングな
どに使用されるイオンセンサー及び比較電極にと
つて上記問題点を解消することは重要である。
を作成して種々の実験を行つたところ、FET比
較電極は電解液中に浸漬すると、一時的には液の
電位に応じた出力を示すが、次第に電位がドリフ
トし、PH等に感じるようになる。またFETのイ
オンセンサーでは電解液中では次第に感度が低下
したり、電位がドリフトしたりするようになるこ
とが判明した。そのため長時間のモニタリングな
どに使用されるイオンセンサー及び比較電極にと
つて上記問題点を解消することは重要である。
本発明者らは従来のFETイオンセンサー及び
FET比較電極の構造を徹底的に検討した結果、
上記問題はFETゲートの酸化シリコン層、また
は窒化シリコン層あるいは酸化アルミ層に接着さ
れた有機層の接着力が不十分なためFETを長時
間電解液へ浸漬すると上記有機膜層が剥離し、そ
の間に液が侵入するためと考えた。すなわち、通
常FETの絶縁膜に用いられる窒化シリコン、ま
たはアルミナ、あるいは酸化シリコンはCVD
法、又は熱酸化によつて形成されるため表面が極
めて平滑である。従つて有機層を該絶縁膜上に形
成しても両者の接着面が見かけ上の表面積とほぼ
同一であるため十分な接着力を有していない。上
記有機層の接着力を向上させるためには有機層の
下部の層は多孔性又は表面が微視的にきわめて不
均一な凹凸の多い粗面化された層である事が極め
て望ましい。しかしながら窒化シリコンなどのゲ
ート絶縁膜は電界効果の感度等の関係で非常に薄
い層である。そのためFETの性能を低下させる
ことなく、該層の表面積を増大させることは絶縁
不良を招くことになり実用上非常に困難である。
本発明者らはFETの特性を損ねることなく、か
つ有機層の接着性を良好にするため更に鋭意検討
の結果本発明に到達したものである。すなわち本
発明は絶縁ゲート形トランジスタ構造のゲート絶
縁膜に電解液を直接接触させて電解液中のイオン
活量を測定するイオンセンサーにおいて、ゲート
絶縁膜が酸化シリコン層、窒化シリコン層、また
は酸化アルミ層、表面が粗面化された無機層及び
有機層の四層構造からなるFETゲート部の最表
面が有機膜層で被覆されたイオンセンサーであ
る。本発明の特徴は窒化シリコン層あるいはアル
ミナ層との接着性が良好でかつ有機層との接着力
を向上させるため、表面積が大きい無機層を窒化
シリコン層または酸化アルミ層と有機層との間に
設けたことにある。上記無機層はFETの電界効
果に影響を及ぼさない程度の厚みを有し、かつ十
分な強度を有していなければならない。かかる層
厚は50Å以下では十分な強度を有する膜を形成す
ることができず、接着層としては不向きである。
また極端に厚い層は電界効果に影響を及ぼす。そ
のため無機層の厚みは50Å〜10000Åである。し
かしながら上記無機層の厚みは出来る限り薄い方
が好ましく、電界効果及び接着力等の点より400
Å〜5000Åがより好ましい。上記無機層としては
低温熔融ガラス及び／又はその先駆体、無機単体
またはその混合物を用いることができる。
FET比較電極の構造を徹底的に検討した結果、
上記問題はFETゲートの酸化シリコン層、また
は窒化シリコン層あるいは酸化アルミ層に接着さ
れた有機層の接着力が不十分なためFETを長時
間電解液へ浸漬すると上記有機膜層が剥離し、そ
の間に液が侵入するためと考えた。すなわち、通
常FETの絶縁膜に用いられる窒化シリコン、ま
たはアルミナ、あるいは酸化シリコンはCVD
法、又は熱酸化によつて形成されるため表面が極
めて平滑である。従つて有機層を該絶縁膜上に形
成しても両者の接着面が見かけ上の表面積とほぼ
同一であるため十分な接着力を有していない。上
記有機層の接着力を向上させるためには有機層の
下部の層は多孔性又は表面が微視的にきわめて不
均一な凹凸の多い粗面化された層である事が極め
て望ましい。しかしながら窒化シリコンなどのゲ
ート絶縁膜は電界効果の感度等の関係で非常に薄
い層である。そのためFETの性能を低下させる
ことなく、該層の表面積を増大させることは絶縁
不良を招くことになり実用上非常に困難である。
本発明者らはFETの特性を損ねることなく、か
つ有機層の接着性を良好にするため更に鋭意検討
の結果本発明に到達したものである。すなわち本
発明は絶縁ゲート形トランジスタ構造のゲート絶
縁膜に電解液を直接接触させて電解液中のイオン
活量を測定するイオンセンサーにおいて、ゲート
絶縁膜が酸化シリコン層、窒化シリコン層、また
は酸化アルミ層、表面が粗面化された無機層及び
有機層の四層構造からなるFETゲート部の最表
面が有機膜層で被覆されたイオンセンサーであ
る。本発明の特徴は窒化シリコン層あるいはアル
ミナ層との接着性が良好でかつ有機層との接着力
を向上させるため、表面積が大きい無機層を窒化
シリコン層または酸化アルミ層と有機層との間に
設けたことにある。上記無機層はFETの電界効
果に影響を及ぼさない程度の厚みを有し、かつ十
分な強度を有していなければならない。かかる層
厚は50Å以下では十分な強度を有する膜を形成す
ることができず、接着層としては不向きである。
また極端に厚い層は電界効果に影響を及ぼす。そ
のため無機層の厚みは50Å〜10000Åである。し
かしながら上記無機層の厚みは出来る限り薄い方
が好ましく、電界効果及び接着力等の点より400
Å〜5000Åがより好ましい。上記無機層としては
低温熔融ガラス及び／又はその先駆体、無機単体
またはその混合物を用いることができる。
本発明における低温熔融ガラスとは、昇温速度
10℃〜20℃毎分で熱分析した場合の転位温度が
500℃以下である無機ガラスであり、組成的には
SiO2の含有率を下げPbO、B2O3、ZnO、Al2O3、
P2O3などを適宜添加する、いわゆる「ソルダー
ガラス」はこの典型的な例である。具体例として
は、例えば朝倉書店発行の「ガラス工学ハンドブ
ツク」（昭和38年２月28日発行）の第680頁に記載
されている。又、低温熔融ガラス先駆体として
は、加熱熔融により容易に低温熔融ガラスに変化
する組成物であつて、それらは必ずしも三次元の
網状構造を有する必要はなく、化学量論的に低温
熔融ガラスの範囲に入ればよい。それはPbO、
B2O3、SiO2、ZnO、Al2O3、SrO及びSb2O3等か
ら選ばれた成分の混合物であつて、それらの組成
が前記の如き低温熔融ガラスの組成になりうるも
のであればよい。もちろん前記低温熔融ガラス及
び該先駆体は低温熔融性及び接着性という特性を
損なわない範囲で他の成分を含有してもよい。ま
た無機単体またはその混合物とはLi、Be、Mg、
Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Pb、
Ag、Cd、Pt、Au等及びそれらから成る２種以上
の混合物を示す。例えばAl−Ag合金中のAgに富
む相を硝酸水で溶解、Ni中にFe−Ni包晶が存在
する相を５％HF処理は、包晶を溶解、Ni−Al合
金の相分離後におけるNaOH水溶液によるAl抽
出、Zn−Al合金の相分離後におけるIN−HClで
のZn抽出などによつて可能である。同様の方法
はCu−Ag、Au−Co、Au−Ni、Cu−Ti、Cu−
Ni、Fe−Be、Al−Ag、Cu−Ni−Ti、Cu−Ni−
Co、Ni−Ti−Al、Fe−Ni−Co、Fe−Cr−Co−
Mo合金においても可能であるし、Al2O3−
Cr2O3、SiO2−Na2O系から抽出法によつて多孔
質セラミツクが出来る。
10℃〜20℃毎分で熱分析した場合の転位温度が
500℃以下である無機ガラスであり、組成的には
SiO2の含有率を下げPbO、B2O3、ZnO、Al2O3、
P2O3などを適宜添加する、いわゆる「ソルダー
ガラス」はこの典型的な例である。具体例として
は、例えば朝倉書店発行の「ガラス工学ハンドブ
ツク」（昭和38年２月28日発行）の第680頁に記載
されている。又、低温熔融ガラス先駆体として
は、加熱熔融により容易に低温熔融ガラスに変化
する組成物であつて、それらは必ずしも三次元の
網状構造を有する必要はなく、化学量論的に低温
熔融ガラスの範囲に入ればよい。それはPbO、
B2O3、SiO2、ZnO、Al2O3、SrO及びSb2O3等か
ら選ばれた成分の混合物であつて、それらの組成
が前記の如き低温熔融ガラスの組成になりうるも
のであればよい。もちろん前記低温熔融ガラス及
び該先駆体は低温熔融性及び接着性という特性を
損なわない範囲で他の成分を含有してもよい。ま
た無機単体またはその混合物とはLi、Be、Mg、
Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Pb、
Ag、Cd、Pt、Au等及びそれらから成る２種以上
の混合物を示す。例えばAl−Ag合金中のAgに富
む相を硝酸水で溶解、Ni中にFe−Ni包晶が存在
する相を５％HF処理は、包晶を溶解、Ni−Al合
金の相分離後におけるNaOH水溶液によるAl抽
出、Zn−Al合金の相分離後におけるIN−HClで
のZn抽出などによつて可能である。同様の方法
はCu−Ag、Au−Co、Au−Ni、Cu−Ti、Cu−
Ni、Fe−Be、Al−Ag、Cu−Ni−Ti、Cu−Ni−
Co、Ni−Ti−Al、Fe−Ni−Co、Fe−Cr−Co−
Mo合金においても可能であるし、Al2O3−
Cr2O3、SiO2−Na2O系から抽出法によつて多孔
質セラミツクが出来る。
上記無機層は、低温熔融ガラス又はその先駆体
を高速荷電ガスの衝突によつて分解、飛散させ、
これを平面上に堆積せしめる。いわゆるスパツタ
リング法でも形成しうる。
を高速荷電ガスの衝突によつて分解、飛散させ、
これを平面上に堆積せしめる。いわゆるスパツタ
リング法でも形成しうる。
又、組成的に低温熔融ガラスを与える酸化物混
合物を利用する場合は、スパツタリングのみなら
ず、真空蒸着によつても可能であり、単体混合物
（合金も含めて）を用いる場合は、真空蒸着、ス
パツタリング等により蒸着せしめてのち酸化した
り、又は酸化と蒸着を並行して行わしめたりして
形成しうる。かかる単体としては、前記低温熔融
ガラスの成分たるPb、Ｂ、Si、Zn、Al、Sr及び
Sb等から選ばれたもの、又はそれらの合金であ
る。
合物を利用する場合は、スパツタリングのみなら
ず、真空蒸着によつても可能であり、単体混合物
（合金も含めて）を用いる場合は、真空蒸着、ス
パツタリング等により蒸着せしめてのち酸化した
り、又は酸化と蒸着を並行して行わしめたりして
形成しうる。かかる単体としては、前記低温熔融
ガラスの成分たるPb、Ｂ、Si、Zn、Al、Sr及び
Sb等から選ばれたもの、又はそれらの合金であ
る。
上記方法で形成した無機層は、表面積を増大さ
せるため必要に応じて該層の熱処理を行い、しか
る後に選択的化学エツチングにより凹凸化または
多孔質化を行うことができる。また上記無機層の
表面の凹凸又は多孔はスパツタリングや蒸着時の
速度、温度、真空度を適宜選定することにより直
接形成することもできる。また「Structure and
Properties of Porus Materials」（Everett and
Stone1958）などに示されているように多成分金
属薄層または金属酸化膜薄層は、スパツタリング
法、蒸着法、CVD法等で形成後、必要な場合該
層の熱処理、還元、酸化等を経て、微結晶化、包
晶形成、相分離、結晶欠陥形成を行い、しかる後
に選択的化学エツチングにより粗面化、または多
孔質化を行う事が出来る。
せるため必要に応じて該層の熱処理を行い、しか
る後に選択的化学エツチングにより凹凸化または
多孔質化を行うことができる。また上記無機層の
表面の凹凸又は多孔はスパツタリングや蒸着時の
速度、温度、真空度を適宜選定することにより直
接形成することもできる。また「Structure and
Properties of Porus Materials」（Everett and
Stone1958）などに示されているように多成分金
属薄層または金属酸化膜薄層は、スパツタリング
法、蒸着法、CVD法等で形成後、必要な場合該
層の熱処理、還元、酸化等を経て、微結晶化、包
晶形成、相分離、結晶欠陥形成を行い、しかる後
に選択的化学エツチングにより粗面化、または多
孔質化を行う事が出来る。
例えばZn−Al合金の高周波スパツタリングに
より窒化シリコンからなるFETゲート絶縁膜上
に組成比約１：１、厚み約3000Åの無機模を形成
し、H2ガス中にて相分離を行つた後、Znに富む
層を選択的に塩酸水溶液で煮沸抽出を行い、平均
孔径約90Å、空孔率約30％の無機多孔層を形成す
ることができた。
より窒化シリコンからなるFETゲート絶縁膜上
に組成比約１：１、厚み約3000Åの無機模を形成
し、H2ガス中にて相分離を行つた後、Znに富む
層を選択的に塩酸水溶液で煮沸抽出を行い、平均
孔径約90Å、空孔率約30％の無機多孔層を形成す
ることができた。
実施例 １
特開昭54−66197号に従つて窒化シリコンをゲ
ートに有するFETのゲート部をビニル基を有す
る表面処理剤で処理した光重合法により厚み約
3000Åのクロロメチルスチレン被膜を形成した。
このFET比較電極のPH感度は５mV/PHであつ
た。又この比較電極を水中に保存し適時PH感度を
測定したところ10日後にPH感度30mV/PHとなり
有機膜層と窒化シリコン膜層との間に一部欠陥が
生じた事を示した。同様に特開昭54−66194号に
従つて作成した窒化シリコンをゲート部に有する
FETのゲート部上に、低温熔融ガラスを高周波
スパツタリング法で約5000Åの厚みに付着せしめ
る。この様にして作成したFETゲートを0.5％HF
水に数十秒間浸漬した後水洗、乾燥する。この
FETのゲート部をビニル基を有する表面処理剤
で処理した後光重合法により厚み約3000Åのクロ
ロメチルスチレン被膜を形成した。このFET比
較電極のPH感度は４mV/PHであり、水中保存し
て適時PH感度を測定した結果、PH感度が30mV/
PHになるまでに28日間要した。
ートに有するFETのゲート部をビニル基を有す
る表面処理剤で処理した光重合法により厚み約
3000Åのクロロメチルスチレン被膜を形成した。
このFET比較電極のPH感度は５mV/PHであつ
た。又この比較電極を水中に保存し適時PH感度を
測定したところ10日後にPH感度30mV/PHとなり
有機膜層と窒化シリコン膜層との間に一部欠陥が
生じた事を示した。同様に特開昭54−66194号に
従つて作成した窒化シリコンをゲート部に有する
FETのゲート部上に、低温熔融ガラスを高周波
スパツタリング法で約5000Åの厚みに付着せしめ
る。この様にして作成したFETゲートを0.5％HF
水に数十秒間浸漬した後水洗、乾燥する。この
FETのゲート部をビニル基を有する表面処理剤
で処理した後光重合法により厚み約3000Åのクロ
ロメチルスチレン被膜を形成した。このFET比
較電極のPH感度は４mV/PHであり、水中保存し
て適時PH感度を測定した結果、PH感度が30mV/
PHになるまでに28日間要した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 絶縁ゲート形トランジスタ構造のゲート絶縁
膜に電解液を直接接触させて電解液中のイオン活
量を測定するイオンセンサーにおいて、ゲート絶
縁膜が酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸
化アルミ層、無機層及び有機層の四層構造からな
り、前記無機層の有機層との接触表面は粗面化さ
れていることを特徴とするイオンセンサー。 ２ 粗面化されている無機層が多孔性無機層であ
る特許請求の範囲第１項記載のイオンセンサー。 ３ 粗面化されている無機層が低温熔融ガラスか
らなる層であり、該層はスパツタリング、蒸着又
はCVD法で形成され、形成後熱処理につづいて
化学エツチングされたものである特許請求の範囲
第１項記載のイオンセンサー。 ４ 有機層は該層が接触する電解液との間で選択
的イオン交換をならしめるイオン交換物質を含有
し、該物質を選定することにより特定のイオンに
対する選択特性を具えてなる特許請求の範囲第１
項記載のイオンセンサー。 ５ 有機層は該層が接触する電解液中のイオン活
量には応答せず電解液電位にのみ応答する特性を
具えた比較電極である特許請求の範囲第１項記載
のイオンセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15725179A JPS5679245A (en) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Ion sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15725179A JPS5679245A (en) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Ion sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5679245A JPS5679245A (en) | 1981-06-29 |
| JPS6138821B2 true JPS6138821B2 (ja) | 1986-09-01 |
Family
ID=15645548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15725179A Granted JPS5679245A (en) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Ion sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5679245A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56111454A (en) * | 1980-02-06 | 1981-09-03 | Kuraray Co Ltd | Fet sensor |
| JPS6270749A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-01 | Toshiba Corp | Ｆｅｔセンサおよびその製造方法 |
| JP2608206B2 (ja) * | 1991-08-21 | 1997-05-07 | 毅 野村 | マイナスイオン感応電界効果トランジスタ |
| JP5159453B2 (ja) * | 2008-06-13 | 2013-03-06 | ローム株式会社 | イオンセンサ |
-
1979
- 1979-12-03 JP JP15725179A patent/JPS5679245A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5679245A (en) | 1981-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2140903C (en) | Biosensor for hematocrit determination | |
| JPH05312761A (ja) | バイオセンサ及びその製造方法 | |
| JPS6138821B2 (ja) | ||
| JPS644301B2 (ja) | ||
| JP2970534B2 (ja) | 参照電極の製造方法 | |
| KAWAGURI et al. | Disposable glucose sensor employing potassium ferricyanide as a mediator | |
| US5837113A (en) | Small glass electrode | |
| JPH08261979A (ja) | センサー用電極 | |
| JPS6312252B2 (ja) | ||
| JPS6217702B2 (ja) | ||
| Aschauer et al. | Surface characterization of thin-film platinum electrodes for biosensors by means of cyclic voltammetry and laser SNMS | |
| JPH02231558A (ja) | グルコースセンサ | |
| JPS585642A (ja) | 酵素電極 | |
| JPS62132160A (ja) | 分離ゲ−ト型ｉｓｆｅｔを用いたバイオセンサ− | |
| JPH0431060B2 (ja) | ||
| Hedborg et al. | Influence of wettability on the properties of thin porous platinum films as gates of metal-oxide-semiconductor devices in electrolytes | |
| RU1805373C (ru) | Датчик газов и влажности и способ его изготовлени | |
| JPS62185160A (ja) | バイオセンサ− | |
| JPH02311751A (ja) | 酸素センサ | |
| Ravariu et al. | The Nanopous Al2O3 Material Used for the Enzyme Entrapping in a Glucose Biosensor | |
| JPS57207856A (en) | Preparation of electrode for gaseous oxygen detection element | |
| SU535488A1 (ru) | Способ изготовлени влагочувствительного элемента дл гигрометрических датчиков влажности | |
| JPH0252820B2 (ja) | ||
| JPS62285054A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH04223256A (ja) | 酵素センサおよびその製造方法 |