[发明专利]化学传感器

说明书

技术领域

本发明涉及化学传感器，更详细地，涉及使用薄膜晶体管的化学传感器。

背景技术

以往，作为检测和测定试样中的化学物质或者生物物质的技术，已知有例如被称作ISFET(Ion Sensitive FET：离子敏感场效应晶体管)的生物传感器。图6是示出现有的ISFET的构成的截面图。ISFET100是从通常的MOSFET除去栅极电极、利用离子敏感膜106覆盖沟道104的区域的结构。在ISFET100中，成为试样溶液108中的检测对象的特定离子相对于离子敏感膜106选择性地发生反应。由此，栅极部分的表面电位变化，漏极电流变化。在ISFET100的生物传感器中，检测该漏极电流I_d的变化。

作为使用ISFET的生物传感器的其它例，在专利文献1和2中记载了使用多晶硅TFT等薄膜器件作为ISFET的生物传感器。另外，以往也已知在二维上配置多个ISFET的ISFET阵列，在专利文献3中记载了降低由开关动作引起的噪声影响的ISFET阵列。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“特开2002-296228号公报(2002年10月9日公开)”

专利文献2：日本公开专利公报“特开2002-296229号公报(2002年10月9日公开)”

专利文献3：日本公开专利公报“特开2000-55874号公报(2000年2月25日公开)”

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，在ISFET中，为了检测特定离子而使用离子敏感膜。因此，需要根据成为检测对象的离子而使用不同的离子敏感膜。因此，为了响应想根据多样的试样溶液而使用的需求，在成本方面变得不利。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供不需要离子敏感膜的化学传感器。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的化学传感器用于检测试样中的对象物，其是如下构成：具备薄膜晶体管，该薄膜晶体管在基板上具有栅极电极、栅极绝缘层、半导体层、源极电极以及漏极电极，在该源极电极与该漏极电极之间的开口部分在该半导体层中形成有沟道区域，进一步具备电流取出部，该电流取出部取出在上述沟道区域产生的漏电流。

根据上述构成，化学传感器具备薄膜晶体管和电流取出部，该薄膜晶体管在基板上具有栅极电极、栅极绝缘层、半导体层、源极电极和漏极电极，该电流取出部取出漏电流。在薄膜晶体管中，源极电极与漏极电极之间形成开口，在该开口部分的半导体层中形成有沟道区域。因此，当试样中的对象物能从开口部分靠近沟道区域。试样中的对象物到达开口的部分，开口部近旁的电荷分布变化时，利用背沟道效应，在沟道区域能产生漏电流的变化。通过电流取出部取出该漏电流，能检测漏电流的变化。因此，根据本发明的化学传感器，能以漏电流的强度变化来检测试样中的对象物的有无。因此，不用像现有的ISFET那样设置离子敏感膜就能检测对象物。

在此，所谓背沟道效应是指由于来自外部的离子等在背沟道中感应空穴或者电子的现象。

另外，所谓背沟道是指源极电极与漏极电极之间的开口部分的半导体层表面的、漏电流流过的路径。

为了解决上述问题，本发明的检测方法用于检测试样中的对象物的检测方法，是包括如下工序的构成：使上述试样接触化学传感器的工序，上述化学传感器具备薄膜晶体管和电流取出部，该薄膜晶体管在基板上具有栅极电极、栅极绝缘层、半导体层、源极电极以及漏极电极，在该源极电极与该漏极电极之间的开口部分在该半导体层中形成有沟道区域，该电流取出部取出在该沟道区域产生的漏电流；由电流取出部取出在使上述试样接触时产生的上述漏电流的工序；以及利用取出的上述漏电流的强度变化来检测上述对象物的工序。

根据上述构成，取出根据试样中的对象物的有无而产生的漏电流，通过利用漏电流的变化来进行对象物的检测。即，能以漏电流的强度变化来检测试样中的对象物的有无。因此，不使用离子敏感膜就能检测试样中的对象物。

发明效果

如上所述，本发明的化学传感器具备具有半导体层的薄膜晶体管和取出在半导体层的沟道区域产生的漏电流的电流取出部，在源极电极与漏极电极之间的开口部分形成有沟道区域，所以能以漏电流的强度变化来检测试样中的对象物的有无。

附图说明

图1是示出本发明的化学传感器的构成的方框图。