イオン感応性電界効果トランジスタ

従来のイオンセンサは化学工業や臨床医学の分野で普及しており、早くからその小形化が渇望されていたものの、単に小形化したのでは、電極インピーダンスが非常に高くなるため、熱雑音（インピーダンスの平方根に比例する）などの不安定性が増し、かつ時定数（インピーダンスに比例する）が大きくなってしまうので応答時間が長く、実用的ではなかった^[1]。この問題を解決するために金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）のゲート電極として金属を用いずにゲート絶縁膜を直接液中に浸し、溶液－絶縁膜間に発生する界面電位によって生じるドレーン電流の変化からイオン濃度を測定するイオン感応性電界効果トランジスタが考案された^[1]。

• 超小形（数十～数百μm）で多重化が容易^[1]
• 応答時間が極めて短い（<100 ms）^[1]
• 出力インピーダンスが極めて低い（数kΩ程度）^[1]
• イオン感応膜として理想的な絶縁膜を使用可能^[1]

シリコン基板をプローブ状に3次元加工してその先端に電界効果トランジスタ(FET)センサを作成して、全体を耐水性の高いSi₃N₄膜 (厚さ~1000 Å)で被覆してその上にイオン感応膜を付加する^[1]。