[发明专利]碳纳米管复合体、半导体元件和使用其的传感器

说明书

技术领域

本发明涉及可适用于生物传感器等传感器的碳纳米管复合体、半导体元件和使用其的传感器。

背景技术

晶体管、存储器、电容器等半导体元件利用其半导体特性，被用于显示器、计算机等各种电子设备中。例如，利用了场效应晶体管(以下记为FET)的电气特性的IC标签、传感器的开发也正在发展。其中，从不需要利用荧光体等进行标记，电信号的转换快，与集成电路的连接容易这样的观点考虑，对FET型生物传感器(其使用FET来检测生物学反应)的研究正在活跃进行。

以往，使用了FET的生物传感器具有从MOS(金属-氧化物-半导体)型FET中除去栅电极、在绝缘膜上被覆离子感应膜而成的结构，被称为离子感应型FET传感器。而且，通过在离子感应膜中配置生物分子识别物质，从而被设计成作为各种生物传感器发挥功能(例如，参见专利文献1)。然而，对于在要求高灵敏度的检测灵敏度的利用了抗原-抗体反应的免疫传感器等中的应用而言，在检测灵敏度上存在技术上的限制，未实现实用化。而且存在以下问题：由于将硅等无机半导体制成膜的工艺需要昂贵的制造装置，因此难以低成本化，此外，由于在非常高的温度下进行，因此可作为基板使用的材料的种类受到限制，无法使用轻质的树脂基板等。

另一方面，已知有使用了具有高的机械·电气特性的碳纳米管(以下称为CNT)的FET，开发了利用了CNT-FET的电气特性的传感器。例如，作为利用了单一的CNT的例子，公开了利用了在基板上直接生长的CNT的传感器(例如，参见专利文献2和3)。另外，作为在CNT上直接固定生物分子识别物质的方法，公开了下述方法：以十二烷基硫酸钠(SDS)为分散剂，将CNT分散到重水中，然后浸渍到所合成的寡核苷酸溶液中，使用所得的CNT(例如，非专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-108160号公报

专利文献2：日本特开2005-229017号公报

专利文献3：日本特开2005-79342号公报

非专利文献

非专利文献1：JOURNALOFAMERICANCHEMICALSOCIETY，vol.129，p.14427-14432(2007年)

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献2和3所记载的那样的技术中，由于使用了一根CNT，所以难以抑制元件间的偏差。另外，由于在绝缘膜上配置生物分子识别物质而间接地检测出与检测物质的相互作用，所以高灵敏度化存在极限。

另外，在非专利文献1所记载的那样的技术中，适用对象被限定为与CNT具有亲和性的特定的寡核苷酸。另外，绝缘性的分散剂使得CNT的电气特性降低，难以得到充分的检测灵敏度。

本发明鉴于上述课题，提供下述碳纳米管复合体、半导体元件和使用其的传感器，所述碳纳米管复合体可利用低成本且简单的涂布工艺进行制作，可应用于多种多样的感知对象物质，并且可得到高检测灵敏度。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明具有以下的构成。即，一种碳纳米管复合体，其为在表面的至少一部分上附着有有机物的碳纳米管复合体，其中，在上述碳纳米管复合体的至少一部分中含有选自羟基、羧基、氨基、巯基、磺基、膦酸基、它们的有机盐或无机盐、甲酰基、马来酰亚胺基和琥珀酰亚胺基中的至少一种官能团。

另外，本发明是一种半导体元件，所述半导体元件含有基板、第1电极、第2电极和半导体层，上述第1电极以与上述第2电极隔开间隔的方式被配置，上述半导体层被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，上述半导体层含有上述碳纳米管复合体。

此外，本发明是一种含有上述半导体元件的传感器。

发明的效果

根据本发明，能够提供可利用低成本且简单的涂布工艺制造、且具有高传感特性的传感器。

附图说明

[图1]表示作为本发明的一种方式的半导体元件的截面示意图

[图2]表示作为本发明的一种方式的半导体元件的截面示意图

[图3]表示在本发明的一个实施例中所示的半导体元件的半导体层中添加了链霉亲和素(Streptavidin)、BSA、IgE时的在第1电极与第2电极之间流过的电流值的图

[图4]表示在本发明的一个实施例中所示的半导体元件的半导体层中添加了链霉亲和素、BSA、IgE时的在第1电极与第2电极之间流过的电流值的图