【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT1001
利用課題名 / Title
次世代型半導体 ISFET pHセンサーの開発
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
スパッタリング/Sputtering,IoTセンサ/ IoT sensor
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
茅根 創
所属名 / Affiliation
東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
Shoji Yamamoto,Hizuru Nakajima
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
Tomoko Takeda
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-711：LL式高密度汎用スパッタリング装置(2019)
UT-900：ステルスダイサー
UT-906：ブレードダイサー
UT-704：高密度汎用スパッタリング装置
UT-800：クリーンドラフト潤沢超純水付
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
温室効果ガス排出による海洋酸性化のモニタリングを行うためにイオン感応性電界効果トランジスタ(ISFET)型のpH計を製作している。昨年度に引き続き、感応膜の種類、形状、膜厚等を調整した。製作したデバイスは実海域でpHを測定するために使用した。
実験 / Experimental
DISCO DFL7340やDAD3650でシリコンウエハおよびガラス板を切断し、クリーンベンチで洗浄したのち、CFS-4ESやCFS-4EP-LLを用いてTa2O5膜をスパッタした。膜厚はDektakXTやTohospec3100を用いて測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
シリコンウエハを用いたチップは高精度でpHの測定を行うことができたが、光へ反応してしまったため実海域での測定には向いていなかった。そこでガラスを用いてチップを作成したところ、pH応答が見られ、実海域での測定も行うことができた。ただし、ガラスチップ表面には導電性が見られたため、今後は絶縁方法や、ガラス以外の素材を用いたチップ作成を検討予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
実海域で測定中のpHセンサの様子
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
Acknowledgements
Advanced Research Infrastructure for Materials and Nanotechnology in Japan (ARIM), Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) Grant number JPMXP1222UT1001
Belmont Forum Collaborative Research Action “Transdisciplinary Research for Ocean Sustainability” (Evaluation, Mitigation, and Adaptation of Impacts of Ocean Acidification to Marine Ecosystems)
DKK-TOA Corporation
Onna Village Fisheries Cooperative, Ms Nori Fujita, Mr Akihide Hemmi, Mr Toshimasa Miyawaki, Mr Kenta Suzuki, Dr Kazuhiro Morioka, Mr Yoshita Ogawa, Dr Haruko Kurihara
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Takeda T, Hemmi A, Miyawaki T, Suzuki K, Yamamoto S, Kayanne H (2023) Analysis of marine pH by extended-gate field-effect transistors with carbon fiber reference and tantalum pentoxide film. Pittcon 2023, Philadelphia USA.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件