マイクロチップ上へのSiプローブアレイ結晶成長と細胞電位測定応用

摘要

Vapor-Liquid-Solid (VLS)成長法は、媒体金属を選択形成することで、Si基板上に極微細なSiプローブをアレイ状に一括構築できる。 この方法を用いると、直径数ミクロン、長さ数百ミクロン以上である生体内挿入型のプローブ(探針)が実現でき、神経細胞の電位記録電極として非常に有望であると考えている。 更に、このプローブ電極に用いたSi基板に集積回路(IC)を製作出来れば、信号処理回路を有するスマートな神経電位測定マイクロチップが実現できる。 しかしながら、VLS成長は、その結晶体の成長方向より、Si (111)基板上で可能となる。 この基板は、通常のIC基板に用いられるSi(100)基板と異なり、製作が困難と言われてきた。 VLS結晶成長はIC 製作後た行うが、VLS成長条件(500℃～700℃) での真空中IC基板加熱、媒体金属(Au)のIC中への熱拡散に伴う回路の特性変化を留意する必要があった。本論文では、集積回路上への微細Siプローブ結晶成長プロセス、デバイス特性について述べ、また本研究の目的とするSiプローブチップの生理実験応用について報告する。