2012 Fiscal Year Annual Research Report
窒化ガリウムを用いた細胞培養監視用ｐＨセンサの開発
| Project/Area Number |
22560332
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokushima |
|---|
Principal Investigator |
敖 金平 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (40380109)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
|
| Keywords | ｐHセンサ / AlGaN/GaN HFET / 高温動作 / GaN MOSFET |
|---|
| Research Abstract |
今年では安定性を持つ、高温動作できるｐHセンサとした目標を達するために、デバイス再設計、プロセス最適化、メカニズムの解明とデバイスの高温評価を行った。
１．シリコーン樹脂を保護膜としたAlGaN/GaN HFETを用いたｐHセンサ素子の構造の検討、フォトマスクの設計、製作プロセスの最適化を行った。
２．測定ホルダーを設計した。このホルダーにセンサチップを実装し、デバイス動作を確認し、溶液中リーク電流の液依存性を調べた。溶液中リーク電流が少なく、AlGaNと溶液の電気化学反応が見られなかった。
３．標準溶液（pH4.00のフタル酸塩、pH6.86の中性リン酸塩、pH9.22のホウ酸塩）を用い、ｐＨセンサの高温特性（20℃から80℃まで）を評価した。各温度、各溶液で通常のHFETと同様の電流-電圧特性が得られた。温度上昇によりしきい電圧が正方向にシフトすることが確認できた。pH値が大きくなればしきい値は浅くなったことが判った。サブスレッショルドスイング値（S）が温度上昇によって増加したことを確認し、金属ゲートのＳ値よりかなり低くなったことも判った。pHごとのVG変化であるΔVG/pHは、各温度20℃、40℃、60℃、80℃で52.6mV、60.0mV、63.8mV、59.2mVとなっており、全ての温度帯で十分にpH変化をセンスできていると判った。
４．自動測定プログラムを開発し、細胞培養環境を実時間あるいは経時的監視へ応用に関する実験を行っている。
５．センサ用GaN MOSFETを開発も同時に行った。AlGaN/GaNヘテロ構造上にGaN MOSFETを作り、ドライエッチングプロセスのデバイス性能への影響、絶縁膜を後処理効果、素子間分離技術の開発に絞って研究を進めた。電子移動度160cm2/Vs台のデバイスが得られた。GaN MOSFET型のｐHセンサを設計し、試作に入っている。
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
