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半導体センシングデバイス UPDATE

国内特許コード P180015738
整理番号 1936
掲載日 2018年12月20日
出願番号 特願2017-091787
公開番号 特開2018-189484
出願日 平成29年5月2日(2017.5.2)
公開日 平成30年11月29日(2018.11.29)
発明者
  • 逢坂 哲彌
  • 秀島 翔
  • 黒岩 繁樹
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 半導体センシングデバイス UPDATE
発明の概要 【課題】、長期間にわたって溶液に浸漬した場合であっても、センサー特性を失うことなく、安定して測定が可能な半導体センシングデバイスを提供する。
【解決手段】半導体上1に反応ゲート絶縁部としてシリコン酸化物又は無機酸化物を含む第1の絶縁層2が形成された電界効果トランジスタの前記第1の絶縁層の上に、反応性官能基を有するアルコキシシランの単分子膜からなる第1の有機単分子膜3を形成し、該第1の有機単分子膜上にグラフェン類を含む層11を形成してなる、グラフェン類含有層/有機単分子膜/絶縁層/半導体構造を検出部として備える半導体センシングデバイス。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


電界効果トランジスタ(FET)は、生体分子の検出に非常に有望なツールである。FETを用いると、生体分子の吸着に伴うゲート表面の電荷密度変化を電気信号として直接検出するため、ラベルフリー検出が可能であり、低コストで迅速な生体分子の検出が可能である。それゆえ、FETを用いた生体分子の検出に関する研究が広く行われている。



従来のFETバイオセンサーは、安定性を向上させるために、SiO2等の絶縁膜をSiN膜、高誘電率膜、有機単分子膜等の保護膜で被覆する(特許文献1)。しかしながら、水や金属イオンの影響を防ぐことが十分でないこともあり、安定性向上に限度があった。

産業上の利用分野


本発明は、半導体センシングデバイスに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
半導体上に反応ゲート絶縁部としてシリコン酸化物又は無機酸化物を含む第1の絶縁層が形成された電界効果トランジスタの前記第1の絶縁層の上に、反応性官能基を有する有機単分子膜からなる第1の有機単分子膜を形成し、該第1の有機単分子膜上にグラフェン類を含む層を形成してなる、グラフェン類含有層/有機単分子膜/絶縁層/半導体構造を検出部として備える半導体センシングデバイス。

【請求項2】
前記グラフェン類が、酸化グラフェンである請求項1記載の半導体センシングデバイス。

【請求項3】
前記有機単分子膜が、下記式(1)で表されるアルコキシシランの単分子膜である請求項1又は2記載の半導体センシングデバイス。
【化1】


(式中、Rは、アミノ基、アミノオキシ基、カルボキシル基及びチオール基から選ばれる反応性官能基である。R1は、炭素数3~22の直鎖状のアルキレン基である。R2~R4は、それぞれ独立に、直鎖状若しくは分岐状の炭素数1~5のアルキル基又は直鎖状若しくは分岐状の炭素数2~5のアルコキシアルキル基である。)

【請求項4】
前記反応性官能基が、アミノ基である請求項1~3のいずれか1項記載の半導体センシングデバイス。

【請求項5】
前記グラフェン類含有層上にプローブを固定してなる、請求項1~4のいずれか1項記載の半導体センシングデバイス。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2017091787thum.jpg
出願権利状態 公開
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