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化学集積回路の創成-半導体集積回路上に化学を集積

Research Project

Project/Area Number 25249046
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

中里 和郎  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90377804)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 新津 葵一  名古屋大学, 工学研究科, 講師 (40584785)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2014-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2013: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Keywords化学集積回路 / バイオセンサ集積回路 / オンチップ電気化学計測 / CMOS集積センサ
Research Abstract

化学反応の検出,化学反応の制御,物質の効率的な輸送を半導体集積回路上で行うことにより様々な化学反応をチップ上に集積した化学集積回路の実現を目的に研究を着手した.この化学集積回路は,医療・環境・健康への応用が最も期待される分野である.検査診断システムにおいては,その取扱いに専門性を要せず短時間で分析可能で,ユビキタス情報社会と整合性の高いことが求められ,その上で極微の生体分子を検出することが最重要課題となる.本研究の主な目的は,生体分子の増幅を行いながら化学反応の検出を行う化学集積回路の実現にある.
化学反応を検出するために,電気化学計測のCMOS集積回路を新たに設計した.電位検出型64x64センサアレイ,電流検出型32x32センサアレイ,電位・電流・インピーダンス計測を統合したマルチモーダル型16x16センサアレイを設計した.従来の回路を改良すると伴に,インピーダンス計測用のオンチップ検波回路およびローパスフィルタを新たに設計し,要求性能である10MHzまでの高周波信号を検出する見通しを得た.更に,バイオ信号を電流のパルス幅に変換し,時間ディジタル変換によりディジタル化する新たな回路を考案し,時間分解能で3桁の性能向上が得られる見通しを得た.
また,化学反応の制御,物質の効率的な輸送のために,ポリイミド保護膜‐SU8マイクロ流路-ステルスダイシングのポストCMOS集積プロセスを検討した.当初,ポリイミド残渣によるワイヤボンディング不良問題が発生したが,ボンディングパッドの構造およびプロセスの改良により解決の見通しを得た.更に,PDMSマイクロ流路-シリコーン/Oリング/溶液ホルダによる実装系の検討を行い,電気配線・溶液送排出の統合に対する見通しを得た.

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Chemistry integrated circuit - chemical system on CMOS integrated circuit2013

    • Author(s)
      K. Nakazato
    • Journal Title

      Philosophical Transactions A

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Partial Access Mode: New Method for Reducing Power Consumption of Dynamic Random Access Memory2013

    • Author(s)
      Y. Riho, and K. Nakazato
    • Journal Title

      IEEE TRANSACTIONS ON VERY LARGE SCALE INTEGRATION (VLSI) SYSTEMS

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Redox-potential sensor array based on extended-gate field-effect transistors with -ferrocenylalkanethiol-modified gold electrodes2013

    • Author(s)
      H. Anan, M. Kamahori, Y. Ishige, and K. Nakazato
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B: Chemical

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] π-Conjugated Nickel Bisdithiolene Complex Nanosheet2013

    • Author(s)
      T. Kambe, R. Sakamoto, K. Hoshiko, K. Takada, M. Miyachi, J. Ryu, S. Sasaki, J. Kim, K. Nakazato, M. Takata, and H. Nishihara
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 135 Pages: 2462-2465

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dual Data Pulse Width Modulator for Radio Frequency Identification Biosensor Signal Modulation2013

    • Author(s)
      B. Kim, and K. Nakazato
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 52

    • NAID

      210000142042

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Chemistry integrated circuit - integration of chemical system on CMOS integrated circuit2013

    • Author(s)
      Kazuo Nakazato
    • Organizer
      e-Futures: beyond Moore’s Law, Royal Society Meeting
    • Place of Presentation
      London, UK
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Chemistry integrated circuit - integration of chemical system on CMOS integrated circuit2013

    • Author(s)
      Kazuo Nakazato
    • Organizer
      The long arm of microelectronics, Royal Society at Chichery Hall
    • Place of Presentation
      Chicheley, UK
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Chemistry integrated circuit2013

    • Author(s)
      Kazuo Nakazato
    • Organizer
      2013 symposium of CMOS emerging technology research
    • Place of Presentation
      Whistler, Canada
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Data Retention Time of a New Composed Cell for Dynamic Random Access Memory2013

    • Author(s)
      Y. Riho, and K. Nakazato
    • Organizer
      2013 IEEE international Conference on Electron Devices and Solid-State Circuits (EDSSC’13)
    • Place of Presentation
      Hong Kong
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] A New Extension Method of Retention Time for Memory Cell on Dynamic Random Access Memory2013

    • Author(s)
      Y. Riho, and K. Nakazato
    • Organizer
      GLSVLSI 2013
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] BioCMOS

    • URL

      http://biocmos.com/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 中里研究室

    • URL

      http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/nakazatolab/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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