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化学センサ 新技術説明会

国内特許コード P210017791
整理番号 (S2018-0574-N0)
掲載日 2021年6月21日
出願番号 特願2020-520344
出願日 令和元年5月22日(2019.5.22)
国際出願番号 JP2019020315
国際公開番号 WO2019225660
国際出願日 令和元年5月22日(2019.5.22)
国際公開日 令和元年11月28日(2019.11.28)
優先権データ
  • 特願2018-100611 (2018.5.25) JP
発明者
  • 竹井 邦晴
  • 中田 尚吾
出願人
  • 公立大学法人大阪
発明の名称 化学センサ 新技術説明会
発明の概要 本発明は、低減された製造コストで製造でき、高い検出感度を有する化学センサを提供する。
本発明の化学センサは、基板と、第1コンタクト領域及び第2コンタクト領域を有する半導体薄膜と、注入電極と、第1MIS構造と、第2MIS構造と、転送電極と、キャパシタとを備え、半導体薄膜は、測定対象に直接的又は間接的に感応して電位が変化するように設けられた感応領域を有し、注入電極は、第1コンタクト領域に電荷を注入するように設けられ、第1MIS構造は、注入電極により第1コンタクト領域に注入された電荷の感応領域への流入を制御するように設けられ、第2MIS構造は、感応領域から第2コンタクト領域への電荷の流入を制御するように設けられ、転送電極は、感応領域の電荷を第2コンタクト領域を介してキャパシタに流入させるように設けられたことを特徴とする。
従来技術、競合技術の概要

溶液中のイオンなどを検出する化学センサとして、イオン感応型トランジスタが知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなトランジスタを利用すると溶液のpHを検出することができる。しかし、このようなpHセンサは、検出感度が低いという問題がある。
また、累積型化学・物理現象検出装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。

産業上の利用分野

本発明は、化学センサに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板と、前記基板上に設けられ第1コンタクト領域及び第2コンタクト領域を有する半導体薄膜と、第1コンタクト領域と接触する注入電極と、前記半導体薄膜の一部及び第1ゲート電極を含む第1MIS構造と、前記半導体薄膜の一部及び第2ゲート電極を含む第2MIS構造と、第2コンタクト領域と接触する転送電極と、前記転送電極と電気的に接続したキャパシタとを備え、
前記半導体薄膜は、測定対象に直接的又は間接的に感応して電位が変化するように設けられた感応領域を有し、
前記注入電極は、第1コンタクト領域に電荷を注入するように設けられ、
第1MIS構造は、前記注入電極により第1コンタクト領域に注入された電荷の前記感応領域への流入を制御するように設けられ、
第2MIS構造は、前記感応領域から第2コンタクト領域への電荷の流入を制御するように設けられ、
前記転送電極は、前記感応領域の電荷を第2コンタクト領域を介して前記キャパシタに流入させるように設けられたことを特徴とする化学センサ。

【請求項2】
前記基板は、フレキシブル基板である請求項1に記載の化学センサ。

【請求項3】
前記半導体薄膜は、単原子層膜厚以上200nm以下の厚さを有する請求項1又は2に記載の化学センサ。

【請求項4】
延長ゲート電極と、第3MIS構造とをさらに備え、
前記延長ゲート電極は、ゲート部と、直接的又は間接的に測定対象と電気的に相互作用する感応部とを備え、
第3MIS構造は、前記半導体薄膜の前記感応領域と前記ゲート部とを含む請求項1~3のいずれか1つに記載の化学センサ。

【請求項5】
参照電極をさらに備え、
前記参照電極は、前記延長ゲート電極の前記感応部の周りに配置された請求項4に記載の化学センサ。

【請求項6】
第4MIS構造をさらに備え、
第4MIS構造は、前記半導体薄膜の第1コンタクト領域及び第3ゲート電極を含む請求項1~5のいずれか1つに記載の化学センサ。

【請求項7】
第5MIS構造をさらに備え、
第5MIS構造は、前記半導体薄膜の第2コンタクト領域及び第4ゲート電極を含み、
前記転送電極は、前記半導体薄膜の第2コンタクト領域と接触する請求項1~6のいずれか1つに記載の化学センサ。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2020520344thum.jpg
出願権利状態 公開
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