[发明专利]pH传感器、pH测定方法、离子传感器及离子浓度测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据参照极及作用极的输出测定被测定液体的pH的pH传感器等。

本发明涉及根据作用极的输出和参照极的输出测定被测定液体的离子浓度的离子传感器等。特别地，涉及离子传感器中的pH传感器。

本发明根据2011年2月9日申请的日本国专利申请第2011-026194号、及2011年2月16日申请的日本国专利第2011-031102号并主张其优先权，将其内容引用在这里。

背景技术

下文引用专利、专利申请、专利公报科学文献等而明示，但为了更加充分地说明本发明的现有技术，将其内容引用在这里。

在特开平9-005290号公报中公示了玻璃电极式pH传感器，其通过使用作为作用极起作用的玻璃电极，检测在其玻璃膜内外产生的电位差，测定被测定液体的pH。在特开平9-005290号公报中公示的pH传感器中，在填充到容器内的氯化钾溶液(KCl溶液)等内部液体中配置参照极。另外，在容器上安装溶液络合陶瓷。pH测定时，玻璃膜及溶液络合陶瓷浸渍在被测定液体中。这时，作用极的内部电极经由内部液体与玻璃膜的内壁电气连接。另一方面，参照极经由内部液体、溶液络合陶瓷及被测定液体，与玻璃膜的外壁电气连接。因此，通过检测参照极和作用极的内部电极的电位差，可以测定被测定液体的pH。

另外，在特开2009-236687号公报中公示了离子传感器，其具有第1及第2离子敏场效应晶体管(ISFET：Ion Sensitive field Effect Transistor)，二者的相对于测定对象离子的灵敏度(能斯脱响应性)不同。

但是，在玻璃电极式pH传感器中，有时会发生由收容参照极的容器膜内的内部液体向被测定液体泄漏而引起的被测定液体等的污染、由内部液体的水分蒸发引起的状态变化或内部液体的结晶化等的问题。

另外，在特开2009-236687号公报中公示的离子传感器中，在ISFET的离子感应部及离子不感应部使用自组织化单分子膜(SAM：Self-Assembled Monolayer)。因此，在化学合成装置的高温高压状态或半导体制造过程的强酸、强碱过程等中，自组织化单分子膜的物理/化学不稳定性存在问题，很难使用。另外，在处理蛋白质等生物相关物质的生化过程中，由于蛋白质等会向SAM吸附，因此很难进行准确的测定。

发明内容

本发明提供一种消除参照极的问题的pH传感器等。

本发明提供一种消除参照极的问题，并且在恶劣环境也可以使用的离子传感器等。

pH传感器具有：参照极，其包含p通道场效应晶体管，该p通道场效应晶体管的栅极由具有氢离子不敏感终端的金刚石表面构成；以及作用极。

上述钻石表面可以是实施了氢终端处理后的生长金刚石。

构成上述金刚石表面的sp3接合的结晶的含量，可以多于sp2接合的结晶的含量。

上述金刚石表面上述金刚石表面包含将实施了氢终端处理的生

长金刚石的氢终端的一部分置换为氧终端或氟终端的氢离子不敏感终端。

上述作用极可以是玻璃电极。

上述作用极可以包含场效应晶体管，该场效应晶体管的栅极具有氢离子感应膜。

也可以还具有温度传感器，其检测上述场效应晶体管的温度。

pH测定方法具有：使被测定液体与包含p通道场效应晶体管的参照极、及作用极接触的步骤，该p通道场效应晶体管的栅极由具有氢离子不敏感终端的金刚石表面构成；以及根据上述参照极及上述作用极的输出测定上述被测定液体的pH的步骤。

离子传感器具有：参照极，其具有半导体表面含有金刚石的第一p通道场效应晶体管；以及作用极，其具有第二p通道场效应晶体管，该第二p通道场效应晶体管的栅极部分的半导体表面的终端与上述第一p通道场效应晶体管的栅极部分的半导体表面的终端不同。

上述第一p通道场效应晶体管的栅极部分的半导体表面，包含实施了氢终端处理的金刚石。

上述第一p通道场效应晶体管的栅极部分的半导体表面，是将实施了氢终端处理的金刚石的氢终端的一部分，置换为氧终端或氟终端而得到的氢离子不敏感终端。

构成上述第一p通道场效应晶体管的栅极部分的半导体表面的sp3结合的结晶的含量，多于sp2结合的结晶的含量。

上述第二p通道场效应晶体管的栅极部分的半导体表面，是将实施氢终端处理的金刚石的氢终端的一部分，置换为氨基终端或氧终端而得到的离子感应终端。