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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

研究課題

研究課題/領域番号 25249046
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関名古屋大学

研究代表者

中里 和郎  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90377804)

研究分担者 新津 葵一  名古屋大学, 工学研究科, 講師 (40584785)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2013年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2013年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
キーワード化学集積回路 / 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
研究概要

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.

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Chemistry integrated circuit - chemical system on CMOS integrated circuit2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nakazato
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions A

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partial Access Mode: New Method for Reducing Power Consumption of Dynamic Random Access Memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Riho, and K. Nakazato
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON VERY LARGE SCALE INTEGRATION (VLSI) SYSTEMS

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox-potential sensor array based on extended-gate field-effect transistors with -ferrocenylalkanethiol-modified gold electrodes2013

    • 著者名/発表者名
      H. Anan, M. Kamahori, Y. Ishige, and K. Nakazato
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B: Chemical

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] π-Conjugated Nickel Bisdithiolene Complex Nanosheet2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kambe, R. Sakamoto, K. Hoshiko, K. Takada, M. Miyachi, J. Ryu, S. Sasaki, J. Kim, K. Nakazato, M. Takata, and H. Nishihara
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 ページ: 2462-2465

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual Data Pulse Width Modulator for Radio Frequency Identification Biosensor Signal Modulation2013

    • 著者名/発表者名
      B. Kim, and K. Nakazato
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52

    • NAID

      210000142042

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Chemistry integrated circuit - integration of chemical system on CMOS integrated circuit2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Nakazato
    • 学会等名
      e-Futures: beyond Moore’s Law, Royal Society Meeting
    • 発表場所
      London, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemistry integrated circuit - integration of chemical system on CMOS integrated circuit2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Nakazato
    • 学会等名
      The long arm of microelectronics, Royal Society at Chichery Hall
    • 発表場所
      Chicheley, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemistry integrated circuit2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Nakazato
    • 学会等名
      2013 symposium of CMOS emerging technology research
    • 発表場所
      Whistler, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Data Retention Time of a New Composed Cell for Dynamic Random Access Memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Riho, and K. Nakazato
    • 学会等名
      2013 IEEE international Conference on Electron Devices and Solid-State Circuits (EDSSC’13)
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A New Extension Method of Retention Time for Memory Cell on Dynamic Random Access Memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Riho, and K. Nakazato
    • 学会等名
      GLSVLSI 2013
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] BioCMOS

    • URL

      http://biocmos.com/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 中里研究室

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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