検査と技術16巻13号

1988年12月発行

検査ファイル 用語

ISFET

著者： 軽部征夫¹ 関篤志²

所属機関： ¹東京大学先端科学技術センター ²東京工業大学大学院

ページ範囲：P.1478 - P.1479

［1］構造と原理
　イオン感応性電界効果型トランジスタ（ion sensitive field effect transistor；ISFET）はMOSFETのゲートのメタル電極の代わりにイオン感応性膜を付けたもの（図1）で，直接溶液に浸して使用する．溶液中のイオン濃度が変化すると溶液／ゲート絶縁膜界面の界面電位に変化が生じ，これによりソース-ドレイン間の導電率が変化する．このときのドレイン電流を出力として測定する．
　ドレイン電流（I_D）の測定は簡単であるが，FETの動作電圧によってI_D-pH特性の傾きが変化するので，ISFETの特性にバラツキがある場合はそれぞれのISFETの校正は行わなければならない．また，イオン感応膜の特性を評価するため，ネルンスト式の勾配を比較する場合，I_D変化をFETの伝導コンダクタンスを用いて等価的なゲート電圧変化に換算しなければならない．そこで，現在では界面電位変化を直接測定してイオン濃度を測る方式が一般的に行われている．これは，溶液-絶縁物界面の界面電位変化が材料が決まれば一定であるからである．溶液-絶縁物界面の界面電位Eはネルンスト式に従う^1）．