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1. (WO1998049550) SOLID STATE ELECTROCHEMICAL SENSORS AND METHODS OF MAKING THE SAME
Latest bibliographic data on file with the International Bureau

Pub. No.: WO/1998/049550 International Application No.: PCT/US1998/008503
Publication Date: 05.11.1998 International Filing Date: 28.04.1998
IPC:
G01N 27/333 (2006.01) ,G01N 27/414 (2006.01)
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
N
INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
27
Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means
26
by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
28
Electrolytic cell components
30
Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
333
Ion-selective electrodes or membranes
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
N
INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
27
Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means
26
by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
403
Cells and electrode assemblies
414
Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
Applicants:
HONEYWELL INC. [US/US]; Honeywell Plaza, MN12-8251 P.O. Box 524 Minneapolis, MN 55440-0524, US
Inventors:
ROSENBLATT, David; US
Agent:
MIOLOGOS, Anthony; Honeywell Inc. Honeywell Plaza MN12-8251 P.O. Box 524 Minneapolis, MN 55440-0524, US
Priority Data:
08/841,03129.04.1997US
Title (EN) SOLID STATE ELECTROCHEMICAL SENSORS AND METHODS OF MAKING THE SAME
(FR) CAPTEURS ELECTROCHIMIQUES A SEMICONDUCTEURS ET PROCEDES DE FABRICATION DE CES DERNIERS
Abstract:
(EN) A solid state electrochemical sensor includes a conductive base layer (102) which supports a chemically sensitive membrane (104), a guard ring layer (106) located below the base layer and insulated therefrom by a dielectric insulator ring layer (108). The two ring layers define a central hole (110) through which access to the underside of the base layer (102) is provided. The side wall of the hole (110) is coated with a dielectric oxide layer (112) and a metal conductor (114) is laid on the oxide layer and is ohmically bonded to the base layer. A second dielectric oxide layer (116) covers the metal conductor and a metallic inner guard layer (118) covers the second dielectric oxide layer and is in ohmic contact with the guard ring layer (106). A CMOS buffer amplifier (120) (voltage follower amplifier) is formed on the lower surface of the guard ring layer (106). The input to the buffer amplifier is coupled to the conductor in ohmic contact with the base layer and the output of the buffer amplifier is coupled to the guard ring. The guard ring (106) and the metallic inner guard layer (118) form an active shield (guard) around the conductor which transmits the potential of the membrane to the amplifier. The amplifier (120) powers the guard to the same potential as the membrane which insures that the membrane potential is read properly without corruption due to capacitive loading by parasitics, shorting caused by leakage currents, or capacitively coupled noise.
(FR) Un capteur électrochimique à semiconducteurs selon l'invention comprend une couche de base conductrice (102) qui supporte une membrane (104) chimiquement sensible, une couche à anneau de garde (106) située sous la couche de base et isolée de cette dernière par une couche annulaire (108) d'isolant diélectrique. Les deux couches annulaires définissent un orifice central (110) qui permet d'accéder à la face inférieure de la couche de base (102). La paroi latérale de l'orifice (110) est recouverte d'une couche (112) d'oxyde diélectrique sur laquelle est déposé un conducteur métallique (114) qui est lui-même lié ohmiquement à la couche de base. Une deuxième couche (116) d'oxyde diélectrique recouvre le conducteur métallique, cette deuxième couche d'oxyde diélectrique étant recouverte d'une couche de garde interne métallique (118) qui se trouve en contact ohmique avec la couche à anneau de garde (106). Un amplificateur séparateur (120) CMOS (amplificateur d'étage suiveur de tension) est formé sur la surface inférieure de la couche à anneau de garde (106). L'entrée de l'amplificateur séparateur est couplée au conducteur se trouvant en contact ohmique avec la couche de base et la sortie de l'amplificateur séparateur est couplée à l'anneau de garde. Ce dernier (106) et la couche de garde interne métallique (118) forment un blindage (une protection) actif autour du conducteur qui transmet le potentiel de la membrane à l'amplificateur. Ce dernier (120) excite l'anneau de garde au même potentiel que la membrane, ceci ayant pour effet d'assurer que le potentiel de la membrane est lu correctement sans aucune perturbation due à la charge capacitive par des parasites, des courts-circuits provoqués par des courants de fuite ou par du bruit couplé de manière capacitive.
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Designated States: AU, CA, CN, JP
European Patent Office (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE)
Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)
Also published as:
AU1998073629