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2005 年度 実績報告書

三次元微細単結晶シリコンプローブを集積化した高機能スマートセンシングチップ

研究課題

研究課題/領域番号 17206038
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

石田 誠  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30126924)

研究分担者 澤田 和明  豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (40235461)
高尾 英邦  インテリジェントセンシングシステムリサーチセンター, 助教授 (40314091)
キーワードスマートセンシングチップ / 三次元微細針電極 / 単結晶シリコンプローブアレイ / VLS選択成長 / 生体細胞電位計測 / 脳神経科学 / MOSFET on Si(111) / マイクロ・ナノテクノロジー
研究概要

神経細胞活動計測において、空間的な電位分布を多点で同時に計測するための電極開発が必要とされている。VLS結晶成長を用いたシリコンプローブは、センサー部となるプローブのサイズ、長さ、位置を制御可能であり、微細プローブ電極としてのアレイ化が可能となる。また、シリコン結晶成長を用いるため、標準的なCMOSプロセスの後にプローブ形成が可能であり、同一基板上に信号処理回路を一体化することができる。これらを集積化した高機能スマートセンシングチップは、脳神経科学における信号解析のための強力なツールとなることが期待されている。これまでの神経電位計測を通した研究で、シリコンプローブアレイ電極の評価を行ってきたが、今年度は、更に神経活動計測における強力なツールとするため、以下を実現した。(1)これまで開発してきた電極は、計測点が同一平面状に二次元的に存在していたが、空間的な神経活動計測を可能とすることを目的とし、計測点を三次元で配置するためのプロセスを実現した。触媒金属となる合金の組成比を変化させることで、同一基板上に長さの異なるプローブの形成方法を確立した。(2)長期的な信号計測を考えた場合、生体適合性が重要となる。一般的に生体適合性が高いとされるパリレンを用いてプローブ側面の被膜を行ない、プローブ先端部の計測点のみ露出する方法を確立した。(3)プローブのインピーダンスが計測した信号に与える影響を検討し、開発したシリコンプローブアレイ電極の電気的特性評価を行った。電極としての高感度化を行うには、インピーダンスを低下させることが重要であることを確認した。(4)Si(111)上への信号処理回路をこれまでに実現してきたが、シリコンプローブアレイとの一体化を行なうための製作プロセス検討及び設計を行った。今後は、三次元プローブと信号処理回路とを一体化したスマートセンサの開発及び評価を行っていく。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件)

  • [雑誌論文] Fabrication of Si microprobe array for neural recording using Parylene film2006

    • 著者名/発表者名
      A.Shinoda, T.Kawashima, H.Takao, K.Sawada, M.Ishida
    • 雑誌名

      The Japan Society of Applied Physics (The 53rd Spring Meeting) No.3

      ページ: 1384

  • [雑誌論文] Micro Si-probe array for 3D recording of neural activities2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ikedo, N.Funagayama, T.Kawashima, H.Takao, K.Sawada, M.Ishida
    • 雑誌名

      The Japan Society of Applied Physics (The 53rd Spring Meeting) No.3

      ページ: 1383

  • [雑誌論文] Neural recording with low-invasive Si microprobe array2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kawano, A.Ishihara, T.Harimoto, T.Kawashima, H.Takao, K.Sawada, S.Usui, M.Ishida
    • 雑誌名

      Technical Digest of The 13th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers'05) Vol.2

      ページ: 1222-1225

  • [雑誌論文] Three-dimensional Multichannel Si Microprobe Electrode Array Chip for Recording Neuron Activities2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kawano, A.Ishihara, T.Harimoto, H.Takao, K.Sawada, S.Usui, M.Ishida
    • 雑誌名

      The 44th Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering Vol.43, Suppl.1

      ページ: 218

  • [雑誌論文] Realization of In Situ Doped n-Type and p-Type Si-microprobe Array by Selective Vapor-Liquid-Solid (VLS) Growth Method2005

    • 著者名/発表者名
      Md.Shofiqul Islam, Hiroshi Ishino, Takeshi Kawano, Hidekuni Takao, Kazuaki Sawada, Makoto Ishida
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.44, No.4B

      ページ: 2161-2165

  • [雑誌論文] Multichannel Si Microprobe Array for Neural Recording on Integrated Circuit2005

    • 著者名/発表者名
      N.Funagayama, T.Kawano, H.Takao, K.Sawada, M.Ishida
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report Vol.105,No.184

      ページ: 83-87

  • [雑誌論文] Recording of single motor unit action potentials using Si microprobe electrode array chip - examination of electrode impedance -2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kawashima, T.Kawano, H.Takao, K.Sawada, H.Kaneko, M.Ishida
    • 雑誌名

      The Japan Society of Applied Physics (The 66th Autumn Meeting) No.3

      ページ: 1138

  • [雑誌論文] Improvement of Electrical Properties of Si-Microprobe Electrode Arrays for Neural Recording2005

    • 著者名/発表者名
      N.Funagayama, T.Kawano, T.Harimoto, A.Ishihara, T.Kawashima, H.Takao, K.Sawada, S.Usui, M.Ishida
    • 雑誌名

      The 22nd Sensor Symposium on IEEJ

      ページ: 265-269

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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