Fabrication of FET-Type $Ca^{2+}$ Sensor by Photolithographic Method and Its Characteristics

Photolithography에 의한 FET형 $Ca^{2+}$ 센서의 제작 및 특성

FET type $Ca^{2+}$ sensor(Ca-ISFET) was fabricated by micropool and photolithographic method utilizing photosensitive polymer as membrane materials. When OMR-83 negative photoresist was used as membrane material, it gave good sensitivity by micropool method with dioctyladipate as plasticizer but it could not be used in the photolithographic method. When poly(viny1 butyral), PVB was used as membrane material, it gave relatively high sensitivity ($23{\pm}0.2\;mV/decade$) for $Ca^{2+}$ concentration range of $10^{-4}{\sim}10^{-1}\;mole/{\ell}$ by photolithographic method. PVB also provided good adhesion to the pH-ISFET base device without adhesion promoter pretreatment and any plasticizer.

감광성 고분자를 감지막 재료로 한 FET형 $Ca^{2+}$ sensor(Ca-ISFET)를 micropool법 및 사진식각법으로 제조하였다. 반도체 공정에 쓰이는 negative photoresist인 OMR-83을 감지막 재료로 사용한 경우, micropool법에 있어서는 가소제인 DOA를 포함하므로 좋은 감응 특성을 나타내었으나, 사진식각법에 있어서는 가소제를 사용할 수 없어 부적합하였다. Poly(vinyl butyral)을 감지막 재료로 하고, 사진식각법으로 제조된 Ca-ISFET는 $Ca^{2+}$ 농도 $10^{-4}{\sim}10^{-1}\;mole/{\ell}$ 범위에서 좋은 직선성을 나타내었으며, 감응기울기는 $23{\pm}0.2\;mV/decade$였다. 감지막 재료로서 PVB는 바탕소자인 pH-ISFET wafer 위에 adhesion promoter 용액의 전처리를 하지 않아도 양호한 부착력을 나타내었으며, 가소제 이행의 문제가 없어서 막의 안정성이 좋은 특성이 있었다.