(57)【要約】      （修正有）【課題】表面弾性波素子に電気信号を印加したり、表面弾性波素子から信号を検出したりする過程で漏れ電流が発生することを防止することができる表面弾性波素子、表面弾性波装置、及びこれらの製造方法を提供する。【解決手段】表面弾性波素子１０は、圧電物質からなる基板２０と、上記基板上に位置し互いに離間する複数の第１電極２２と、上記基板上に上記第１電極２２と離間して位置し互いに離間する複数の第２電極４０、及び上記複数の第１電極２２及び上記複数の第２電極４０のそれぞれに位置する酸化膜２４とを含んでなる。【選択図】図１
2010114880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電物質からなる基板と、
前記基板上に位置し互いに離間する複数の第１電極と、
前記基板上に前記第１電極と離間して位置し、互いに離間する複数の第２電極、及び
前記複数の第１電極上及び前記複数の第２電極上に形成された酸化膜と、を含むことを特徴とする表面弾性波素子。
【請求項２】
前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極は、表面酸化が可能な導電性物質を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の表面弾性波素子。
【請求項３】
前記導電性物質は、金属及び合金のうちの少なくとも一種であることを特徴とする請求項２に記載の表面弾性波素子。
【請求項４】
前記導電性物質は、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、及びクロム（Ｃｒ）のうちの少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項３に記載の表面弾性波素子。
【請求項５】
前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極は、くし型電極であることを特徴とする請求項１に記載の表面弾性波素子。
【請求項６】
圧電物質からなる基板と、前記基板上に位置し互いに離間する複数の第１電極、及び前記基板上に前記複数の第１電極と離間して位置し互いに離間する複数の第２電極とを用意する段階、及び
前記複数の第１電極上及び前記複数の第２電極上に酸化膜を載置する段階を含むことを特徴とする表面弾性波素子の製造方法。
【請求項７】
前記酸化膜を載置する段階は、前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を乾式酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項６に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項８】
前記酸化膜を載置する段階は、前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極をプラズマ及びオゾンのうちの少なくとも一種により酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項９】
前記酸化膜を載置する段階は、前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を熱酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項１０】
前記酸化膜を載置する段階は、前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を湿式酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項６に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項１１】
前記酸化膜を載置する段階は、前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を陽極酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項１２】
前記酸化膜を載置する段階は、前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、二酸化鉛（ＰｂＯ２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、及び酸化塩素（Ｃｌ２Ｏ）のうちの少なくとも一種により酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項１３】
第１接続部を含む表面弾性波素子と、
第２接続部を含む第１基板と、
前記第１接続部と前記第２接続部とを電気的に連結する連結部、及び
前記第１接続部、前記第２接続部、及び前記連結部の上に載置する酸化膜と、を含むことを特徴とする表面弾性波装置。
【請求項１４】
前記第１接続部、前記第２接続部、及び前記連結部は、表面酸化が可能な導電性物質を含んでなることを特徴とする請求項１３に記載の表面弾性波装置。
【請求項１５】
前記導電性物質は、金属または合金であることを特徴とする請求項１４に記載の表面弾性波装置。
【請求項１６】
前記導電性物質は、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、及びクロム（Ｃｒ）のうちの少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１５に記載の表面弾性波装置。
【請求項１７】
前記連結部は、線形状、曲面体形状、及び多面体形状のうちの少なくとも一種であることを特徴とする請求項１３に記載の表面弾性波装置。
【請求項１８】
前記表面弾性波素子は、
圧電物質を含む第２基板と、
前記第２基板上に位置し互いに離間する複数の第１電極と、
前記基板上に前記第１電極と離間して位置し、互いに離間する複数の第２電極、及び
前記複数の第１電極上及び前記複数の第２電極上に形成された酸化膜と、をさらに含み、
前記第１接続部は、前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極に一体化されたことを特徴とする請求項１３に記載の表面弾性波装置。
【請求項１９】
第１接続部を含む表面弾性波素子及び第２接続部を含む基板を用意する段階と、
前記第１接続部と前記第２接続部とを連結部により電気的に連結する段階、及び
前記第１接続部、前記第２接続部、及び前記連結部の上に酸化膜を載置する段階と、を含むことを特徴とする表面弾性波装置の製造方法。
【請求項２０】
前記酸化膜を載置する段階は、前記第１接続部、前記第２接続部、及び前記連結部を乾式酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項１９に記載の表面弾性波装置の製造方法。
【請求項２１】
前記酸化膜を載置する段階は、前記第１接続部、前記第２接続部、及び前記連結部をプラズマ及びオゾンのうちの少なくとも一種により酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項２０に記載の表面弾性波装置の製造方法。
【請求項２２】
前記酸化膜を載置する段階は、前記第１接続部、前記第２接続部、及び前記連結部を熱酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項２０に記載の表面弾性波装置の製造方法。
【請求項２３】
前記酸化膜を載置する段階は、前記第１接続部、前記第２接続部、及び前記連結部を湿式酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項１９に記載の表面弾性波装置の製造方法。
【請求項２４】
前記酸化膜を載置する段階は、前記第１接続部、前記第２接続部、及び前記連結部を陽極酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項２３に記載の表面弾性波装置の製造方法。
【請求項２５】
前記酸化膜を載置する段階は、前記第１接続部、前記第２接続部、及び前記連結部を過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、二酸化鉛（ＰｂＯ２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、及び酸化塩素（Ｃｌ２Ｏ）のうちの少なくとも一種により酸化させる段階を含むことを特徴とする請求項２３に記載の表面弾性波装置の製造方法。
【請求項２６】
圧電物質から構成される基板と、
前記基板上に位置し、複数の第１電極を有する第１くし型電極及び複数の第２電極を有する第２くし型電極と、
前記複数の第１電極上及び第２電極上に位置する第１及び第２酸化膜、及び
前記基板上に位置し対象物質と結合される検知領域と、を含み、
前記複数の第１電極は、第１電気信号に反応して前記基板上に表面弾性波を発生し、前記複数の第２電極は、前記表面弾性波を受信することに反応して第２電気信号を発生し、前記第２電気信号は、前記検知領域に結合された対象物質の量を表示することを特徴とする表面弾性波素子。
【請求項２７】
前記検知領域に接触する対象物質は液体内に位置し、前記第１及び第２酸化膜は前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極のそれぞれから前記液体に漏れ電量が流れることを防止することを特徴とする請求項２６に記載の表面弾性波素子。
【請求項２８】
前記基板上に位置し、前記複数の第１電極と直接連結される第１金属パッドをさらに含み、前記第１金属パッド上に前記第１酸化膜がさらに位置することを特徴とする請求項２６に記載の表面弾性波素子。
【請求項２９】
前記基板上に位置する第２金属パッド、及び、
前記第２金属パッドを前記第１金属パッドに連結する金属ワイヤをさらに含み、
前記第２金属パッド及び前記金属ワイヤの上に前記第１酸化膜がさらに位置することを特徴とする請求項２６に記載の表面弾性波素子。
【請求項３０】
圧電物質から構成された基板上において、複数の第１電極を有する第１くし型電極及び複数の第２電極を有する第２くし型電極を載置する段階と、
前記複数の第１電極上に第１酸化膜を載置する段階、及び
前記複数の第２電極上に第２酸化膜を載置する段階と、を含むことを特徴とする表面弾性波装置の製造方法。
【請求項３１】
前記基板上において、前記複数の第１電極と直接連結される第１金属パッドを載置する段階をさらに含み、前記第１金属パッド上に前記第１酸化膜がさらに位置することを特徴とする請求項３０に記載の表面弾性波装置の製造方法。
【請求項３２】
前記基板上に第２金属パッドを載置する段階、及び
前記第１及び第２金属パッドに金属ワイヤを連結する段階をさらに含み、
前記第２金属パッド及び前記金属ワイヤの上に前記第１酸化膜がさらに位置することを特徴とする請求項３１に記載の表面弾性波装置の製造方法。
【請求項３３】
圧電物質から構成された基板と、
第１及び第２くし型電極、第１及び第２酸化膜及び検知領域を含む第１表面弾性波素子であって、前記第１くし型電極は前記基板上に位置し複数の第１電極を含み、前記第２くし型電極は前記基板上に位置し複数の第２電極を含み、前記第１及び第２酸化膜は前記複数の第１及び第２電極のそれぞれに位置し、前記検知領域は前記基板上に位置し対象物質と結合する第１表面弾性波素子、及び
第３及び第４くし型電極及び第３及び第４酸化膜を含み且つ検知領域を含まない第２表面弾性波素子であって、前記第３くし型電極は前記基板上に位置し複数の第３電極を含み、前記第４くし型電極は前記基板上に位置し複数の第４電極を含み、前記第３及び第４酸化膜は前記複数の第３及び第４電極のそれぞれに位置する第２表面弾性波素子と、を含み、
前記複数の第１電極は第１電気信号に反応して前記基板上に第１表面弾性波を発生し、前記複数の第２電極は前記第１表面弾性波を受信することに反応して第２電気信号を発生し、
前記複数の第３電極は第３電気信号に反応して前記基板上に第２表面弾性波を発生し、前記複数の第４電極は前記第２表面弾性波を受信することに反応して第４電気信号を発生し、
前記第２電気信号の第１変数及び第４電気信号の第２変数の差が前記検知領域に結合された前記対象物質の量を表示することを特徴とする表面弾性波装置。
【請求項３４】
前記検知領域に接触する対象物質は液体内に位置し、前記第１及び第２酸化膜は前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極のそれぞれから前記液体に漏れ電流が流れることを防止することを特徴とする請求項３３に記載の表面弾性波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面弾性波素子、表面弾性波装置、及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に表面弾性波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ；ＳＡＷ）センサは、圧電物質を利用して試料内の対象物質を検出する装置である。ＳＡＷセンサには発振信号が印加される。ＳＡＷセンサに含まれるくし型電極（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；ＩＤＴ）を介して発振信号が機械的な波動である表面弾性波に変換され、または表面弾性波が発振信号に変換される。
【０００３】
一方、試料内に存在する対象物質がＳＡＷセンサの表面上に結合されると、表面に結合された物質によってセンサの表面質量が変化し得る。ＳＡＷセンサの表面上に結合された対象物質はＩＤＴによって生成される表面弾性波に変化を誘発し得る。
【０００４】
なお、対象物質がバイオ物質であるとき、試料内に塩分が含まれている場合がある。塩分を含む試料を介してＳＡＷセンサにおける電気信号が入出力する部分から所望でない漏れ電流が発生することがある。漏れ電流が発生すると、ＳＡＷセンサにて共振信号や発振信号が正常に発生しないため、ＳＡＷセンサが対象物質を正確に検知することができなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、表面弾性波素子に電気信号を印加したり、表面弾性波素子から信号を検出したりする過程で漏れ電流が発生することを効率的に防止することができる表面弾性波素子、表面弾性波装置及びこれらの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施の形態による表面弾性波素子は、圧電物質からなる基板と、上記基板上に位置し互いに離間する複数の第１電極と、上記基板上に上記第１電極と離間して位置し、互いに離間する複数の第２電極、及び上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極のそれぞれに位置する酸化膜とを含む。
【０００７】
一実施の形態において、上記複数の第１電極及び複数の第２電極のそれぞれは、表面酸化が可能な導電性物質を含む。
【０００８】
一実施の形態において、上記表面酸化が可能な導電性物質は、金属及び合金のうちの少なくとも一種を含む。
【０００９】
一実施の形態において、上記表面酸化が可能な導電性物質は、アルミニウム、ニオブ、タンタル、チタン、タングステン、ジルコニウム、銅、及びクロムのうちの少なくとも一種を含む。
【００１０】
一実施の形態において、上記複数の第１電極及び複数の第２電極のそれぞれは、くし型電極である。
【００１１】
本発明の一実施の形態による表面弾性波素子の製造方法は、圧電物質からなる基板と、上記基板上に位置し互いに離間する複数の第１電極、及び上記基板上に上記第１電極と離間して位置し、互いに離間する複数の第２電極を用意する段階、及び上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極のそれぞれに酸化膜を載置する段階を含む。
【００１２】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記複数の第１電極及び複数の第２電極を乾式酸化させる段階を含む。
【００１３】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記複数の第１電極及び複数の第２電極をプラズマ及びオゾンのうちの少なくとも一種に露出させる段階を含む。
【００１４】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記複数の第１電極及び複数の第２電極を熱酸化させる段階を含む。
【００１５】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記複数の第１電極及び複数の第２電極を湿式酸化させる段階を含む。
【００１６】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記複数の第１電極及び複数の第２電極を陽極酸化させる段階を含む。
【００１７】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記複数の第１電極及び複数の第２電極を過酸化水素、炭酸水素ナトリウム、二酸化鉛、二酸化マンガン、過マンガン酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、及び酸化塩素のうちの少なくとも一種に露出させる段階を含む。
【００１８】
本発明の一実施の形態による表面弾性波装置は、第１接続部を含む表面弾性波素子と、第２接続部を含む第１基板と、上記第１接続部と上記第２接続部とを電気的に連結する連結部、及び上記第１接続部、上記第２接続部、及び上記連結部の上に位置する酸化膜と、を含む。
【００１９】
一実施の形態において、上記第１接続部、第２接続部及び連結部のそれぞれは、表面酸化が可能な導電性物質を含む。
【００２０】
一実施の形態において、上記連結部は線形状、曲面体形状、及び多面体形状のうちの少なくとも一種の形状であればよい。
【００２１】
一実施の形態において、表面弾性波素子は、圧電物質からなる第２基板と、上記第２基板上に位置し互いに離間する複数の第１電極と、上記基板上に上記第１電極と離間して位置し、互いに離間する複数の第２電極、及び上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極に位置する酸化膜と、を更に含み、上記第１接続部は、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極に一体化されて構成される。
【００２２】
本発明の一実施の形態による表面弾性波装置の製造方法は、第１接続部を含む表面弾性波素子、及び第２接続部を含む基板を用意する段階と、上記第１接続部と上記第２接続部とを連結部を介して電気的に連結する段階、及び上記第１接続部、上記第２接続部、及び上記連結部の上に酸化膜を載置する段階と、を含む。
【００２３】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記第１接続部、第２接続部、及び連結部を乾式酸化させる段階を含む。
【００２４】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記第１接続部、第２接続部、及び連結部をプラズマ及びオゾンのうちの少なくとも一種に露出させる段階を含む。
【００２５】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記第１接続部、第２接続部、及び連結部を熱酸化させる段階を含む。
【００２６】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記第１接続部、第２接続部、及び連結部を湿式酸化させる段階を含む。
【００２７】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記第１接続部、第２接続部、及び連結部を陽極酸化させる段階を含む。
【００２８】
一実施の形態において、上記酸化膜を載置する段階は、上記第１接続部、第２接続部、及び連結部を過酸化水素、炭酸水素ナトリウム、二酸化鉛、二酸化マンガン、過マンガン酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、及び酸化塩素のうちの少なくとも一種に露出させる段階を含む。
【００２９】
本発明のまた他の実施の形態による表面弾性波素子は、圧電物質から構成される基板と、上記基板上に位置し、複数の第１電極を有する第１くし型電極及び複数の第２電極を有する第２くし型電極と、上記複数の第１電極及び第２電極のそれぞれに位置する第１及び第２酸化膜、及び上記基板上に位置し対象物質と結合される検知領域と、を含み、上記複数の第１電極は第１電気信号に反応して上記基板上に表面弾性波を発生し、上記複数の第２電極は上記表面弾性波を受信することに反応して第２電気信号を発生し、上記第２電気信号は上記検知領域に結合された対象物質の量を表示する。
【００３０】
一実施の形態において、上記検知領域に接触する対象物質は、液体内に位置し、上記第１及び第２酸化膜は、上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極のそれぞれから上記液体に漏れ電量が流れることを防止する。
【００３１】
一実施の形態において、上記表面弾性波素子は、上記基板上に位置し、上記複数の第１電極と直接連結される第１金属パッドを更に含み、上記第１金属パッドに上記第１酸化膜が更に位置する。
【００３２】
一実施の形態において、表面弾性波素子は、上記基板上に位置する第２金属パッド、及び上記第２金属パッドを上記第１金属パッドに連結する金属ワイヤ（ｗｉｒｅ）を更に含み、上記第２金属パッド及び上記金属ワイヤに上記第１酸化膜が更に位置する。
【００３３】
本発明のまた他の実施の形態による表面弾性波装置の製造方法は、圧電物質から構成された基板上に、複数の第１電極を有する第１くし型電極、及び複数の第２電極を有する第２くし型電極を載置する段階と、上記複数の第１電極上に第１酸化膜を載置する段階、及び上記複数の第２電極上に第２酸化膜を載置する段階と、を含む。
【００３４】
一実施の形態において、表面弾性波装置の製造方法は、上記基板上に上記複数の第１電極と直接連結される第１金属パッドを載置する段階を更に含み、上記第１金属パッド上に上記第１酸化膜が更に位置する。
【００３５】
一実施の形態において、表面弾性波装置の製造方法は、上記基板上に第２金属パッドを載置する段階、及び上記第１及び第２金属パッドに金属ワイヤを連結する段階を更に含み、上記第２金属パッド及び上記金属ワイヤ上に上記第１酸化膜が更に位置する。
【００３６】
本発明のまた他の実施の形態による表面弾性波装置は、圧電物質から構成された基板と、第１及び第２くし型電極、第１及び第２酸化膜及び検知領域を有する第１表面弾性波素子であって、上記第１くし型電極は上記基板上に位置し複数の第１電極を有し、上記第２くし型電極は上記基板上に位置し複数の第２電極を有し、上記第１及び第２酸化膜は上記複数の第１及び第２電極のそれぞれに位置し、上記検知領域は上記基板上に位置し対象物質と結合する第１表面弾性波素子、及び第３及び第４くし型電極及び第３及び第４酸化膜を有し検知領域は有しない第２表面弾性波素子であって、上記第３くし型電極は上記基板上に位置し複数の第３電極を有し、上記第４くし型電極は上記基板上に位置し複数の第４電極を有し、上記第３及び第４酸化膜は上記複数の第３及び第４電極のそれぞれに位置する第２表面弾性波素子と、を含み、上記複数の第１電極は第１電気信号に反応して上記基板上に第１表面弾性波発生し、上記複数の第２電極は上記第１表面弾性波を受信することに反応して第２電気信号を発生し、上記複数の第３電極は第３電気信号に反応して上記基板上に第２表面弾性波を発生し、上記複数の第４電極は上記第２表面弾性波を受信することに反応して第４電気信号を発生し、上記第２電気信号の第１変数及び上記第４電気信号の第２変数の差が上記検知領域に結合された対象物質の量を表示する。
【００３７】
一実施の形態において、上記検知領域に接触する対象物質は、液体内に位置し、上記第１及び第２酸化膜は上記複数の第１電極及び上記複数の第２電極のそれぞれから上記液体に漏れ電流が流れることを防止する。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の一実施の形態による表面弾性波素子または表面弾性波装置を使用すれば、表面弾性波素子の電極部分及び／または基板と表面弾性波素子とを電気的に連結するための部分が酸化膜によって絶縁されるため、試料を介した漏れ電流の発生を防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】一実施の形態による表面弾性波素子を示した平面図である。
【図２】図１に示された表面弾性波素子におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３ａ】一実施の形態による表面弾性波素子の周波数を従来技術による表面弾性波素子の周波数と比較して示した時間に対する周波数、圧力及び伝導度のグラフである。
【図３ｂ】一実施の形態による表面弾性波素子の周波数を従来技術による表面弾性波素子の周波数と比較して示した時間に対する周波数、圧力及び伝導度のグラフである。
【図３ｃ】一実施の形態による表面弾性波素子の周波数を従来技術による表面弾性波素子の周波数と比較して示した時間に対する周波数、圧力及び伝導度のグラフである。
【図３ｄ】一実施の形態による表面弾性波素子の周波数を従来技術による表面弾性波素子の周波数と比較して示した時間に対する周波数、圧力及び伝導度のグラフである。
【図４】一実施の形態によって活性表面弾性波素子及び基準表面弾性波素子を含む表面弾性波装置を示した平面図である。
【図５】図４に示された表面弾性波装置におけるＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図６】他の実施の形態による表面弾性波装置を示した断面図である。
【図７】また他の実施の形態による表面弾性波装置を示した平面図である。
【図８】図７に示された表面弾性波装置におけるＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【図９ａ】一実施の形態による表面弾性波装置の製造段階を示した断面図である。
【図９ｂ】一実施の形態による表面弾性波装置の製造段階を示した断面図である。
【図９ｃ】一実施の形態による表面弾性波装置の製造段階を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照して実施の形態について具体的に説明する。なお、本発明が下記実施の形態によって制限されるものではない。
【００４１】
図１は、一実施の形態による表面弾性波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ；ＳＡＷ）素子１０を示した平面図であり、図２は、図１のＡ-Ａ’線に沿う断面図である。
【００４２】
図１及び図２を参照すれば、ＳＡＷ素子１０は、基板２０と、くし型電極（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；  ＩＤＴ）２２と、酸化膜２４と、ＩＤＴ４０と、酸化膜４２と、接続部４４、４６、及び収容体４８とを含んでなる。基板２０は、表面弾性波を発生し伝播するのに適した圧電物質（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）からなってよい。例えば、基板２０は、タンタル酸リチウム及びニオブ酸リチウムのような単結晶の圧電物質、ＰＺＴ（ｌｅａｄ  ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  ｔｉｔａｎａｔｅ）セラミックのような圧電セラミック、または他の好適な物質を含んでよい。
【００４３】
複数の第１電極を有するＩＤＴ２２が基板２０上に位置してよい。また、複数の第１電極は互いに離間してよい。例えば、ＩＤＴ２２は基板２０上に位置し、互いに離間し向き合う電極６０、６２、６４、６６を含んでよい。電極６０、６２、６４、６６の間に発振信号が印加されると、電極６０、６２、６４、６６と基板２０とが接触する部分から機械的な波動である表面弾性波が発生され得る。表面弾性波は、基板２０の表面に沿って伝播され得る。
【００４４】
複数の第２電極を有するＩＤＴ４０が基板２０上にＩＤＴ２２と離間して位置してよい。また、複数の第２電極は、互いに離間してよい。例えば、ＩＤＴ４０は、互いに離間し向き合う電極７０、７２、７４、７６を含んでよい。基板２０に沿って伝播された表面弾性波が電極７０、７２、７４、７６に伝達されると、圧電物質からなる基板２０と電極７０、７２、７４、７６との接触部分において表面弾性波が電気信号に変換され得る。
【００４５】
電極６０、６２、６４、６６は、くし状の構造からなるＩＤＴ電極であればよい。また、電極７０、７２、７４、７６はくし状の構造からなるＩＤＴ電極であればよい。
【００４６】
電極６０、６２、６４、６６及び電極７０、７２、７４、７６は、電気が流れ得る物質からなってよい。また、電極６０、６２、６４、６６及び電極７０、７２、７４、７６は、表面酸化が可能な物質からなってよい。電極６０、６２、６４、６６及び電極７０、７２、７４、７６は、金属または合金からなってよい。例えば、電極６０、６２、６４、６６及び電極７０、７２、７４、７６は、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、及びクロム（Ｃｒ）などのすべての金属または合金からなってよく、このうちの一種以上を含んでなってもよい。
【００４７】
電極６０、６２、６４、６６には、酸化膜２４が形成されてよく、電極７０、７２、７４、７６には酸化膜４２が形成されてよい。電極６０、６２、６４、６６は、外部装置との電気的な接続のための接続部２６、２８を含むことができる。電極７０、７２、７４、７６も外部装置との電気的な接続のための接続部４４、４６を含むことができる。接続部２６、２８は、外部信号発生器と連結され、接続部２６、２８が外部信号発生器から発振電気信号を受信することができる。接続部４４、４６は外部アンプと連結され、ＩＤＴ（４０）の出力信号を増幅することができる。接続部２６、２８は電極６０、６２、６４、６６の一部分であって、電極６０、６２、６４、６６と同じ物質からなって一体で形成されてよい。また、接続部４４、４６は電極７０、７２、７４、７６の一部分であって、電極７０、７２、７４、７６と同じ物質からなって一体で形成されてよい。電気的連結のためには接続部２６、２８及び接続部４４、４６が露出する必要があるため、酸化膜２４は、電極６０、６２、６４、６６における接続部２６、２８を除いた部分だけに形成されてもよい。なお、酸化膜４２は電極７０、７２、７４、７６における接続部４４、４６を除いた部分だけに形成されてもよい。
【００４８】
収容体４８は、基板２０の露出した部分に位置してよい。収容体４８は、試料内に含まれた所定の対象物質に特異的に反応する物質で構成され得る。基板２０上の収容体４８が試料に露出すると、試料内の対象物質が収容体４８に特異的に結合され得る。収容体４８を構成する物質は、対象物質の種類に応じて多様である。例えば、収容体４８のそれぞれは、タンパク質、抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞、アプタマー（Ａｐｔａｍｅｒ）、及びポリマーなどの様々な物質のいずれかであればよいが、これらに制限されるものではない。
【００４９】
基板２０上の収容体４８に対象物質が結合されると、ＳＡＷ素子１０の表面質量、ＳＡＷ素子１０と接触する試料の粘性度、密度及び伝導度などが変化し得る。これに伴い、電極６０、６２、６４、６６によって発生する表面弾性波の特性も変化され得る。このとき、対象物質が結合されたＳＡＷ素子１０の出力を対象物質が結合されていない基準素子の出力と比較することにより、対象物質を定量的及び定性的に分析することができる。
【００５０】
電極６０、６２、６４、６６は、電極６０、６２、６４、６６に形成された酸化膜１４によって電気的に絶縁される。なお、電極７０、７２、７４、７６は、電極７０、７２、７４、７６に形成された酸化膜４２によって電気的に絶縁される。これにより、ＳＡＷ素子１０が電導性試料にさらされても試料を介して漏れ電流が発生することを防止することができる。また、電極６０、６２、６４、６６部分だけに酸化膜２４が形成され、且つ電極７０、７２、７４、７６部分だけに酸化膜４２が形成されるため、ＳＡＷ素子１０の表面全体に別途の絶縁膜を形成する必要がない。これにより、絶縁膜の境界面からノイズが発生するなどの問題がない。
【００５１】
一実施の形態によるＳＡＷ素子の製造方法によれば、基板２０、電極６０、６２、６４、６６を有するＩＤＴ２２、及び電極７０、７２、７４、７６を有するＩＤＴ４０を用意し、電極６０、６２、６４、６６の上に酸化膜２４を形成し、電極７０、７２、７４、７６の上に酸化膜４２を形成することによりＳＡＷ素子１０を製造することができる。
【００５２】
一実施の形態において、酸化膜２４、４２は、乾式酸化によって電極６０、６２、６４、６６、及び電極７０、７２、７４、７６の上に形成することができる。例えば、電極６０、６２、６４、６６をプラズマに露出させて酸化膜２４を形成することができる。特に、プラズマとしては、酸素プラズマ（Ｏ２ｐｌａｓｍａ）を用いて酸化膜２４、４２を形成することもできる。または、電極６０、６２、６４、６６、及び電極７０、７２、７４、７６を熱酸化させて酸化膜２４、４２を形成するか、これらの電極をオゾン（Ｏ３）に露出するオゾンクリーニング法によって酸化膜２４、４２を形成することもできる。
【００５３】
他の実施の形態において、酸化膜２４、４２は、湿式酸化によって電極６０、６２、６４、６６、及び電極７０、７２、７４、７６の上に形成することもできる。例えば、電極６０、６２、６４、６６、及び電極７０、７２、７４、７６を過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）に露出させて酸化膜２４、４２を形成することができる。または、電極６０、６２、６４、６６、及び電極７０、７２、７４、７６を炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、二酸化鉛（ＰｂＯ２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、または酸化塩素（Ｃｌ２Ｏ）などの酸化剤に露出させて酸化膜２４、４２を形成することもできる。
【００５４】
または、電極６０、６２、６４、６６、及び電極７０、７２、７４、７６を陽極酸化して酸化膜２４を形成することもできる。本明細書における陽極酸化とは、酸化膜を形成すべき物質を陽極として電解質溶液内において電気分解する過程のことをいう。電極６０、６２、６４、６６、及び電極７０、７２、７４、７６を陽極酸化させると、これらの電極を構成する物質が電解質内に溶解されると同時に、電極６０、６２、６４、６６、及び電極７０、７２、７４、７６の上に構成物質の酸化膜２４、４２が形成され得る。
【００５５】
例えば、約１５０ｇ／Ｌの濃度を有する約７０℃のアジピン酸アンモニウム水溶液中において約４０分間約１００Ｖの電圧を印加することにより電極６０、６２、６４、６６、及び電極７０、７２、７４、７６に酸化膜２４、４２を形成することができる。電解質溶液は、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、シュウ酸（（ＣＯＯＨ）２）、クロム酸、ホウ酸、ホウ砂、リン酸アンモニウム、または酒石酸アンモニウムを含む溶液であればよい。
【００５６】
図３ａは、一実施の形態によるＳＡＷ素子と従来技術による素子において試料の圧力を変化させながら測定した出力信号の周波数を示した時間（秒）に対する周波数（Ｈｚ）及び圧力（ｍｂａｒ）のグラフである。一実施の形態によるＳＡＷ素子の出力信号の周波数１０１の変化が、従来技術による素子の出力信号の周波数１０２の変化に比べて相対的に大きいことを確認することができる。信号１０３は実施の形態によるＳＡＷ素子に接触し試料を含む液体の圧力の大きさを時間によって示している。
【００５７】
図３ｂは、一実施の形態によるＳＡＷ素子と従来技術による素子において試料の伝導度を変化させながら測定した出力信号の周波数を示した時間（秒）に対する周波数（Ｈｚ）及び伝導度（ｍＳ／ｃｍ）のグラフである。図示されているように、一実施の形態によるＳＡＷ素子の出力信号の周波数１１１の変化が、従来技術による素子の出力信号の周波数１１２の変化に比べて相対的に大きいことを確認することができる。信号１１３は試料の伝導度を時間に対し示している。
【００５８】
図３ｃ及び図３ｄは、それぞれ、一実施の形態によるＳＡＷ素子と従来技術による素子において素子の表面に結合された対象物質の質量を変化させながら測定した出力信号の周波数の変化を示した時間（秒）による周波数（Ｈｚ）のグラフである。図示されているように、一実施の形態によるＳＡＷ素子の出力信号の周波数１２１の変化が、従来技術による素子の出力信号の周波数１２２の変化に比べて相対的に大きいことを確認することができる。図３ｃにおいて、９０秒では、対象物質の濃度が０から１ｕｇ／ｍｌにまで増加し周波数が減少した。２８０秒では、ＳＡＷ素子から対象物質を除去するワッシング（ｗａｓｈｉｎｇ）段階が遂行された。
【００５９】
一実施の形態によるＳＡＷ素子は、試料が変化する圧力、伝導度、及び対象物質の質量などに対する感度が、従来技術による素子のそれに比べて向上されるという利点がある。一実施の形態によるＳＡＷ素子における感度の向上は、ＳＡＷ素子表面の全体に別途の絶縁膜を形成する必要がないため、表面弾性波が伝播される領域が分析しようとする試料に隣接して位置するからである。
【００６０】
図４は、一実施の形態による表面弾性波装置（ＳＡＷ  ｄｅｖｉｃｅ）２００を示した平面図であり、図５は、図４に示されたＢ-Ｂ’線に沿う断面図である。
【００６１】
図４及び図５を参照すれば、上記ＳＡＷ装置２００は、ＳＡＷ素子２０と、基板２０１と、接続部２２１、２２２、連結部２２３、２２４、２２６、２２８と、接続部２３０、２３２と、酸化膜２４０、２４２と、ＳＡＷ素子３００と、接続部３０２、３０４、３０６、３０８、３２１、３２２と、連結部３２３、３２４と、接続部３３０、３３２と、信号発生部３５０、及びアンプ３５２、３５４を含んでなる。
【００６２】
図４及び図５において、ＳＡＷ素子２０は、図１及び図２を参照して前述したＳＡＷ素子２０であればよい。なお、ＳＡＷ装置２００に含まれるＳＡＷ素子２０の構成は、図１及び図２に示されたものに制限されず、ＳＡＷ素子２０は、図１及び図２に示された構成と異なって構成されてもよい。
【００６３】
基板２０１は、ＳＡＷ装置２００の他の部品のうちのいくつかを支持するベース基板であればよい。ＳＡＷ素子２０及びＳＡＷ素子３００は、基板２０１上に形成され且つ互いに隣接して位置してよい。
【００６４】
ＳＡＷ素子２０は、ＳＡＷ素子２０を外部装置と電気的に連結するための接続部２６、２８、４４、４６を有してよい。接続部２６、２８、４４、４６は、電気が流れることができ且つ表面酸化が可能な物質からなってよい。例えば、接続部２６、２８、４４、４６は、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、及びクロム（Ｃｒ）などのすべての金属または合金からなってよく、このうちの一種以上を含んでなってもよい。
【００６５】
なお、ＳＡＷ素子２０の接続部２６、２８は、図１及び図２を参照して前述したとおり、ＳＡＷ素子２０の電極６０、６２、６４、６６の一部領域に該当してもよく、接続部４４、４６は、ＳＡＷ素子２０の電極７０、７２、７４、７６の一部領域に該当してもよい。特に、接続部２６、２８は、それぞれ、連結部２２３、２２４を介して接続部２２１、２２２に電気的に連結され得る。接続部２２１、２２２は、信号発生器３５０のような外部装置と更に電気的に連結され得る。また、接続部４４、４６は、それぞれ、連結部２２６、２２８を介して接続部２３０、２３２と電気的に連結され得る。接続部２３０、２３２は、アンプ３５２のような外部装置と更に電気的に連結され得る。
【００６６】
図４及び図５を参照すれば、連結部２２３、２２４、２２６、２２８は、電気が流れることができ且つ表面酸化が可能な物質からなってよい。例えば、連結部２２３、２２４、２２６、２２８は、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、及びクロム（Ｃｒ）などのすべての金属または合金からなってよく、このうちの一種以上を含んでなってもよい。
【００６７】
酸化膜は、接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８の上にこれらを覆う形態で形成されてよい。例えば、酸化膜２２４、２２８は、接続部２８、４６及び連結部２２４、２２８の物質が酸化して形成されてもよい。酸化膜によって接続部２６、２８、４４、４６と連結部２２３、２２４、２２６、２２８が絶縁されるため、接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８からの漏れ電流が発生することを防止することができる。一実施の形態において、酸化膜は１０μｍより大きい膜厚を有してよい。他の実施の形態において、酸化膜は１１μｍより大きい膜厚を有してもよい。
【００６８】
図４及び図６を参照すれば、一実施の形態において、接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８の上の酸化膜は、乾式酸化によって形成することができる。例えば、接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８をプラズマに露出して酸化膜を形成することができる。例えば、酸素プラズマを用いて接続部２８、４６及び連結部２２４、２２８の上に酸化膜２４０、２４１を形成することができる。または、例えば、接続部２８、４６及び連結部２２４、２２８を熱酸化させて酸化膜２４０、２４１を形成するか、あるいはオゾンクリーニング法を用いて酸化膜２４０、２４１を形成することもできる。
【００６９】
他の実施の形態において、接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８の上の酸化膜は、湿式酸化によって形成することもできる。例えば、接続部２８、４６及び連結部２４０、２４１を過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、二酸化鉛（ＰｂＯ２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、または酸化塩素（Ｃｌ２Ｏ）などに露出させて酸化膜２４０、２４１を形成することができる。
【００７０】
または、各接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８を陽極酸化させて接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８の上に酸化膜４を形成することもできる。陽極酸化時の電解質溶液としては、硫酸、シュウ酸、クロム酸、ホウ酸、ホウ砂、アジピン酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、または酒石酸アンモニウムを含む溶液などを使用すればよい。
【００７１】
図４を参照すれば、ＳＡＷ素子３００は、対象物質と結合する収容体４８を有しないという点を除くと、ＳＡＷ素子２０と実質的に類似な構成を有し得る。特に、接続部３０２、３０４、３０６、３０８は、それぞれ、接続部２６、２８、４４、４６と実質的に類似な構成を有し得る。また、接続部３２１、３２２、３３０、３３２は、それぞれ、接続部２２１、２２２、２３０、２３２と実質的に類似な構成を有し得る。また、接続部３２３、３２４、３２６、３２８は、それぞれ、接続部２２３、２２４、２２６、２２８と実質的に類似な構成を有し得る。
【００７２】
信号発生器３５０は、接続部２２１、２２２に電気的に連結されてよく、連結部２２３、２２４を介してＳＡＷ素子２０の接続部２６、２８に電気的に連結され得る。信号発生器３５０も接続部３２１、３２２に電気的に連結されてよく、連結部３２３、３２４を介してＳＡＷ素子３００の接続部３０２、３０４に電気的に連結され得る。信号発生器３５０は、コンピュータ３５６からの制御信号に反応して電気信号（例えば、発振電気信号）をＳＡＷ素子２０及びＳＡＷ素子３００のすべてに提供し、それぞれに第１及び第２ＳＡＷ波動を発生させることができる。
【００７３】
アンプ３５２は、ＳＡＷ素子２０の接続部２３０、２３２に電気的に連結され得る。アンプ３５２は、ＳＡＷ素子２０からＳＡＷ素子２０に結合された対象物質の濃度または量を表示する信号を受信して増幅することができる。
【００７４】
アンプ３５４は、ＳＡＷ素子３００の接続部３３０、３３２に電気的に連結され得る。アンプ３５４は、ＳＡＷ素子３００から受信した基準信号を増幅することができる。
【００７５】
コンピュータ３５６は、信号発生器３５０及びアンプ３５２、３５４と電気的に連結され得る。 コンピュータ３５６は、ＳＡＷ素子２０、３００から受信されるべき信号発生器の信号（例えば、電気発振信号）の出力を導くための制御信号を生成することができる。ＳＡＷ素子２０、３００は、制御信号に反応し、機械的な波動として知られている第１及び第２ＳＡＷ波動を発生させることができる。ＳＡＷ素子２０、３００は、それぞれ、第１及び第２出力信号を出力でき、それぞれのアンプ３５２、３５４によって増幅され得る。コンピュータ３５６は、増幅されているか、或はアンプ３５２、３５４を使用しない際の増幅されていない第１及び第２出力信号を受信し、第１及び第２出力信号に基づいて対象物質の濃度または量を決めることができる。なお、コンピュータ３５６は、対象物質の量または濃度の値を内部記憶装置あるいは外部記憶装置に貯蔵することもできる。一実施の形態において、コンピュータ３５６は、第１と第２出力信号間の周波数シフトを用いて検出された対象物質の量または濃度を決めることができる。特に、活性ＳＡＷ素子２０に結合された対象物質により質量変化が生じる場合、活性ＳＡＷ素子２０に結合される対象物質の量が増加することに伴い、第１と第２出力信号の中心周波数の差が増加するようになる。他の実施の形態においては、コンピュータ３５６は、第１と第２出力信号間の位相変位を用いて検出された対象物質の量または濃度を決めることができる。また他の実施の形態においては、コンピュータ３５６は、第１と第２信号間の振幅変化を用いて検出された対象物質の量または濃度を決めることができる。
【００７６】
上記のように構成されたＳＡＷ装置２００は、対象物質が含まれた試料に露出され得る。このとき、試料内の対象物質は、ＳＡＷ素子２０に結合され得る。ＳＡＷ素子２０に対象物質が結合されると、前述したようにＳＡＷ素子２０によって発生される表面弾性波の特性が変化するようになる。
【００７７】
また、ＳＡＷ装置２００は、複数のＳＡＷ素子を含むことができる。複数のＳＡＷ素子の一つであるＳＡＷ素子は、対象物質と結合させて対象物質の測定のために使用することができ、他の一つのＳＡＷ素子は、対象物質と結合されないようにして基準素子として使用することができる。対象物質が結合されたＳＡＷ素子の出力信号を基準素子の出力信号と比較することにより、対象物質を定量的及び定性的に分析することができる。
【００７８】
図４及び図５を参照して前述した実施の形態によるＳＡＷ装置２００では、接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８の上に酸化膜４が形成されてよい。これにより、接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８が、電気伝導性を有する液状試料などにさらされても、試料を介して漏れ電流が流れることを防止することができる。
【００７９】
また、接続部２６、２８、４４、４６及び連結部２２３、２２４、２２６、２２８の上に、別途の絶縁膜を形成しパターニングする工程を不要とするため、ＳＡＷ装置を製造するための製造工程を単純化することができる。また、ＳＡＷ装置の大きさが減少され、パターニング過程において試薬などによって発生し得る汚染を防止することができる。
【００８０】
図６は、また他の実施の形態によるＳＡＷ装置３６５を示した断面図である。上記実施の形態によるＳＡＷ装置３６５は、ＳＡＷ素子２０、３００に隣接して形成されＳＡＷ素子２０、３００を覆うチャンバ３７２を含むことができる。
【００８１】
図６を参照すれば、上記実施の形態によるＳＡＷ装置３６５におけるＳＡＷ素子２０、３００及び基板２０１の構成及び機能は、図４及び図５を参照して前述した実施の形態と同一であるため、その詳しい説明を省略する。
【００８２】
また、上記ＳＡＷ装置３６５は、上記基板２０１に対向し且つ上記基板２０１の上部に位置する構造物３７０を含むことができる。上記構造物３７０は、ＳＡＷ素子２０と隣接して位置し且つ試料が捕集される空間あるいはチャンバ３７２を形成することができる。上記構造物３７０は、チャンバ３７２を形成するのに適合した物質からなってよく、例えば、ポリマーからなってよい。
【００８３】
構造物３７０の底面には、凹部３７１を含むことができる。構造物３７０の凹部３７１は、ＳＡＷ素子２０、３００に隣接して位置すればよい。これにより、チャンバ３７２は、ＳＡＷ素子２０、３００の体積より大きい体積を有することができる。
【００８４】
図６において、構造物３７０のチャンバ３７１が基板２０１に隣接して位置し、基板２０１と構造物３７０とは所定の間隔ｄだけ離間して位置してよい。なお、他の実施の形態において、基板２０１と構造物３７０とはチャンバ３７２以外の領域において互いに接合されてもよい。また、構造物３７０は、凹部３７１の他、対象物質を含む試料がチャンバ３７２内に流入されるチャンネルを形成する凹部（図示せず）をさらに含むこともできる。
【００８５】
図７は、また他の実施の形態によるＳＡＷ装置４００を示した平面図であり、図８は、図７に示されたＣ-Ｃ’線に沿う断面図である。
【００８６】
図７を参照すれば、上記実施の形態によるＳＡＷ装置４００は、基板４１０と、ＳＡＷ素子４００と、接続部４２１、４２２、４３０、４３２と、ＳＡＷ素子５００、及び接続部５１０、５１２、５１４、５１６とを含む。ＳＡＷ素子４００は、接続部４２６、４２８、４４４、４４６を有し、ＳＡＷ素子５００は、接続部５０２、５０４、５０６、５０８を有する。ＳＡＷ素子４２０、５００の構成及び機能は、図４及び図５を参照して前述したＳＡＷ素子２０、３００と実質的に類似であるため、詳しい説明を省略する。
【００８７】
基板４１０は、基板４１０の一部分に形成された一つ以上のホール４３４を含むことができる。基板４１０のホール４３４を介してＳＡＷ素子４２０が露出されてよい。ホール４３４が形成された基板２０１を試料に露出させる場合、基板４１０の下部に位置したＳＡＷ素子４２０がホール４３４を介して試料に露出されてよい。例えば、基板４１０において収容体（図１のＳＡＷ素子１２に例示的に図示される）が位置する部分がホール４３４を介して試料と接触すればよい。一方、一実施の形態においては、ＳＡＷ装置４００は、基板４１０上にホール４３４を覆うように位置する蓋部（図示せず）をさらに含むこともできる。また、基板４１０は、基板４１０の一部分だけに形成された一つ以上のホール５２１を含むことができる。ＳＡＷ素子５００は、基板４１０のホール５２１を介して露出されてよい。
【００８８】
基板４１０自体にホール４３４が形成されているため、ＳＡＷ素子４２０は、ホール４３４内に位置する試料に露出され得る。これにより、ホール４３４自体が、試料が捕集されるチャンバの機能を果たすことができる。このとき、ホール４３４の深さ及び大きさは、ＳＡＷ素子４２０に対する試料の目的とする露出具合に応じて適切に調節することができる。
【００８９】
図８を参照すれば、接続部４２８、４２２は、バンプ形状の連結部４６０によって電気的に連結され得る。バンプとは、曲面体または多面体形状のことを意味する。例えば、連結部４６０は、曲面体または多面体形状の金属からなってよい。
【００９０】
一実施の形態において、連結部４６０は、接続部４２８、４２２を電気的に連結するのみならず、ＳＡＷ素子４２０及び基板４１０を接合するための用途としても使用され得る。例えば、金属から構成された連結部４６０を接続部４２８、４２２に接合することができる。または、連結部４６０は、半田ボール（ｓｏｌｄｅｒ  ｂａｌｌ）を含み、連結部４６０によって接続部４２８、４２２を互いに接合することもできる。
【００９１】
図９ａないし図９ｃは、一実施の形態によるＳＡＷ素子１０の製造方法の各段階を示した断面図である。簡単に示すために、ＳＡＷ素子１０の構成要素の一部だけが以下で詳述される。
【００９２】
図９ａを参照すれば、先ず、接続部２８、４６を含むＳＡＷ素子１０、接続部２２２、２３２、及び基板２０１を用意すればよい。簡単に示すために、ＳＡＷ素子１０の残りの接続部は記述しない。
【００９３】
また、図９ａにおいてＳＡＷ素子１０及び基板２０１の構成及び配置形態が、図１及び図５に示された実施の形態と類似に示されているが、これは例示的なものであって、ＳＡＷ素子１０及び基板２０１は、図７に示された実施の形態、またはその他の形態で構成されたＳＡＷ素子１０及び基板２０１を用意してもよい。
【００９４】
図９ａにおいてＳＡＷ素子１０は基板２０１上に位置してよいが、他の実施の形態において、ＳＡＷ素子１０を基板２０１と離間して位置してもよい。例えば、ＳＡＷ素子１０を、基板２０１と離間して基板２０１の上部または下部に位置することもできる。
【００９５】
ＳＡＷ素子１０は接続部２８、４６を含み、基板２０１は接続部２２２、２３２を含むことができる。接続部２８、４６は、電気信号を伝達することができ、電気が流れることができ且つ表面酸化が可能な物質からなってよい。例えば、各接続部２８、４６は、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、及びクロム（Ｃｒ）などのすべての金属または合金からなってよく、このうちの一種以上を含んでなってもよい。
【００９６】
図９ｂを参照すれば、次いで、連結部２２４によって接続部２２２、２８を電気的に連結することができる。また、連結部２２８によって接続部４６、２３２を電気的に連結することができる。このため、連結部２２４、２２８は、電気が流れることができ且つ表面酸化が可能な物質からなってよい。例えば、連結部２２４、２２８は、第１及び第２接続部１０、２０と同様に、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、及びクロム（Ｃｒ）などのすべての金属または合金からなってよく、このうちの一種以上を含んでなってもよい。
【００９７】
図９ｂにおいて、連結部２２４、２２８のそれぞれは線形状になっているが、これは例示的なものであって、連結部２２４、２２８は、電気的な連結に好適な所定の形状を有してよい。例えば、連結部２２４、２２８は、曲面体または多面体形状であってよい。また、連結部２２４、２２８は、金属または半田ボール（ｓｏｌｄｅｒ  ｂａｌｌ）を含むこともできる。
【００９８】
図９ｃを参照すれば、次いで、接続部２２２、２８及び連結部２２４の上に酸化膜４２０を形成することができる。酸化膜４２０は、接続部２２２、２８及び連結部２２４、４２０を完全に覆うことができる。また、接続部４６、２３２及び連結部２２８の上に酸化膜２４１を形成することができる。酸化膜４２１は、接続部４６，２３２及び連結部２２８を完全に覆うことができる。
【００９９】
一実施の形態において、酸化膜２４０、２４１は、乾式酸化によって形成することができる。例えば、各接続部２２２、２８及び連結部２２４をプラズマに露出させて酸化膜２４０を形成することができる。また、例えば、各接続部４６、２３２及び連結部２２８をプラズマに露出させて酸化膜２４１を形成することができる。特に、酸化膜２４０、２４１を形成するために、酸素プラズマを使用すればよい。または、当該接続部及び当該連結部を熱酸化させるか、あるいはオゾンクリーニング法を用いて酸化膜２４０、２４１を形成することもできる。
【０１００】
また、酸化膜２４０、２４１は、湿式酸化によって形成することもできる。例えば、各接続部２２２、２８及び連結部２２４を過酸化水素に露出させて酸化膜４を形成することができる。また、例えば、各接続部４６、２３２及び連結部２２８を過酸化水素に露出させて酸化膜２４１を形成することができる。または、当該接続部及び当該連結部を炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、二酸化鉛（ＰｂＯ２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、または酸化塩素（Ｃｌ２Ｏ）などの酸化剤に露出させて酸化膜２４０、２４１を形成することもできる。
【０１０１】
または、接続部２２２、２８及び連結部２２４を陽極酸化させて酸化膜２４０を形成することもできる。例えば、接続部２２２、２８及び連結部２２４を電解質溶液に露出させ、接続部２２２、２８及び連結部２２４に電力を印加することにより酸化膜２４０を形成することができる。また、接続部４６、２３２及び連結部２２８を陽極酸化させて酸化膜２４１を形成することができる。酸化膜２４０、２４１の膜厚は、電解質溶液の温度、印加された電力の大きさ及び電力の印加時間などに基づいて決められてよい。
【０１０２】
例えば、接続部２２２、２８及び連結部２２４がアルミニウム（Ａｌ）からなる場合、約０．１６Ｍの濃度を有する約２０℃の酒石酸アンモニウム水溶液中において約３０分間約１００Ｖの電圧を印加することにより酸化膜２４０を形成することができる。電解質溶液は、硫酸、シュウ酸、クロム酸、ホウ酸、ホウ砂、アジピン酸アンモニウム、またはリン酸アンモニウムを含む溶液であればよい。類似な方式により接続部４６、２３２及び連結部２２８の上に酸化膜２４１を形成することができる。
【０１０３】
以上のようにして酸化膜２４０、２４１を形成すれば、ＳＡＷ素子２０またはＳＡＷ素子２０を含むＳＡＷ装置１０が液体試料にさらされても接続部２２２、２８及び連結部２２４は酸化膜２４０によって電気的に絶縁状態となり、接続部４６、２３２及び連結部２２８は酸化膜２４１によって電気的に絶縁状態となる。これにより、電流が流れ得る液状試料などを使用する場合も、接続部２２２、２８、４６、２３２及び連結部２２４、２２８から試料を介して漏れ電流が発生することを防止することができる。
【０１０４】
上述した本発明は、図面に示された実施の形態を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該分野における通常の知識を有する者であればそれら実施の形態の各種の変形及び修正が可能であることが理解できるであろう。なお、かかる変形は本発明の技術的保護範囲内にあると見なされるべきである。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は特許請求の範囲の技術的思想によって決められるべきである。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  表面弾性波素子、
２０  基板、
２２３、２２４、２２６、２２８  連結部、
２４、４２  酸化膜、
２６、２８、４４、４６  接続部。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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