(57)【要約】【課題】  液体内に位置する対象物を識別するのに適している識別チップ、対象物にタグを取り付ける方法、タグが取り付けられた対象物を識別するための方法、対象物にタグを取り付けて識別するためのシステムを提供する。【解決手段】  識別チップは、多数の異なるレスポンス周波数を有する音響共振器（１００）を備えていて、レスポンス周波数の組合わせはその識別チップに対して一意である。そのため、識別チップに音響ポーリング信号を当て、音響レスポンス信号を測定し、レスポンス信号の周波数を分析することにより、識別チップを識別することができる。共振器（１００）は、空洞形成部分（１１０、１２０）および薄膜（１３０）を含む。音響共振周波数は、空洞形成部分（１１０、１２０）および薄膜（１４０）で囲まれている少なくとも１つの空洞（１４０）により決まる。識別チップは、水中に位置している魚を識別する目的で魚に埋め込むことができる。
2005510743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体内に位置する対象物を識別するための識別チップであって、
多数の異なる共振周波数を有する音響共振器（１００）を備え、共振周波数の組合わせが、その識別チップに対して一意であり、そのため、チップに音響ポーリング信号を当て、音響レスポンス信号を測定し、前記レスポンス信号の周波数を分析することにより、識別チップを識別することができることを特徴とする識別チップ。
【請求項２】
前記共振器（１００）が空洞形成部分（１１０、１２０）および薄膜（１３０）を備え、前記音響共振周波数が、前記空洞形成部分（１１０、１２０）および前記薄膜（１３０）で囲まれている少なくとも１つの空洞（１４０）により決定される請求項１に記載の識別チップ。
【請求項３】
前記空洞形成部分（１１０、１２０）が、
少なくとも１つの凹部を有する上面を有する基板（１１０）からなり、
前記薄膜（１３０）の下面が前記基板の上面に取り付けられ、その結果、前記少なくとも１つの空洞が、前記少なくとも１つの凹部および前記薄膜（１３０）で囲まれている請求項２に記載の識別チップ。
【請求項４】
前記薄膜（１３０）の上面が、エッチング可能なウエハ（１５０）の下面に取り付けられ、前記エッチング可能なウエハ（１５０）が、前記基板（１１０）内の少なくとも１つの凹部と一致する貫通開口部を備える請求項３に記載の識別チップ。
【請求項５】
前記空洞形成部分（１１０、１２０）が、
上面を有する基板（１１０）と、
前記基板（１１０）の上面に取り付けられている下面を備えるエッチング可能なウエハ（１２０）とを備え、前記エッチング可能なウエハの上面も、薄膜（１３０）の下面に取り付けられ、前記エッチング可能なウエハ（１２０）が、前記下面と前記上面との間に少なくとも１つの貫通開口部を備え、その結果、前記少なくとも１つの空洞が、基板および前記少なくとも１つの貫通開口部および前記薄膜で囲まれている請求項２に記載の識別チップ。
【請求項６】
前記エッチング可能なウエハ（１２０）が、前記下面と前記上面との間に１つの貫通開口部を有し、その結果、前記チップが１つの空洞を備え、前記幾つかの共振周波数が、エッチング可能な材料（１２２）でカバーされているエリアを備える前記薄膜の下面からのものである請求項５に記載の識別チップ。
【請求項７】
異なる大きさの複数の空洞を備えていて、その結果、前記識別チップが、複数の異なる共振周波数を有する請求項２〜６のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項８】
前記基板がガラスからできているウエハからなり、前記エッチング可能なウエハがシリコンからできていて、前記薄膜が窒化シリコンからできている請求項２〜７のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項９】
前記チップが、さらに、生体内で溶解または分解することができる材料からできている座薬のような形の延長部または先が尖ったシースを備え、前記延長部またはシースにより、前記識別チップの埋め込みが容易になる、魚のような生体内に埋め込むための請求項１〜８のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項１０】
前記延長部またはシースが氷からできている請求項９に記載の識別チップ。
【請求項１１】
前記共振器が表面ミクロ機械加工により製造される請求項２〜１０のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項１２】
空洞形成部分（１１０、１２０）がほぼ平らな基板（１１０）からなり、前記薄膜（１３０）が少なくとも１つの隆起した部分を有し、前記薄膜（１３０）の下面が前記基板の上面に取り付けられていて、その結果、前記少なくとも１つの空洞が前記基板および前記薄膜（１３０）の隆起したエリアで囲まれている請求項１１に記載の識別チップ。
【請求項１３】
前記ほぼ平らな基板（１１０）が平面である請求項１２に記載の識別チップ。
【請求項１４】
前記ほぼ平らな基板（１１０）が、前記空洞（１４０）に対応するエリア内で凹んでいるか、隆起している請求項１２に記載の識別チップ。
【請求項１５】
前記音響共振周波数が、前記薄膜の特性、特に前記薄膜の曲げ強さ、弾性、大きさおよび形状に依存する請求項２〜１４のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項１６】
液体内に位置する対象物にタグを付け、識別するための方法であって、
前記対象物に請求項１〜１０のいずれか１項に記載の識別チップを取り付けるステップと、
前記対象物およびそれにより前記識別チップに音響ポーリング信号を当てるステップと、
音響レスポンス信号を測定するステップと、
前記レスポンス信号の周波数を分析するステップと、
前記分析に基づいて、前記識別チップおよびそれにより前記対象物を識別するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記対象物が魚のような生体であり、前記対象物に識別チップを取り付けるステップが、前記生体内に前記識別チップを挿入するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
液体内に位置する対象物にタグを付け識別するためのシステムであって、
前記対象物に請求項１〜１０のいずれか１項に記載の識別チップを取り付けるように配置されるタグ取付け装置と、
前記対象物およびそれにより前記識別チップに音響ポーリング信号を当てるための音響放射装置と、
音響レスポンス信号を測定するための測定装置と、
コンピュータとを備え、該コンピュータが、
前記レスポンス信号の周波数を読出しまた分析するように配置され、
前記分析に基づいて、前記識別チップおよびそれにより前記対象物を識別するように配置されるシステム。
【請求項１９】
前記対象物が魚のような生体であり、前記タグ取付け装置が、前記生体内に前記識別チップを挿入するように配置される請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、対象物に関連する識別チップが音響遠隔ポーリングにより識別される識別システムに関する。
【０００２】
本発明は、特に、識別しなければならない場合に液体内に位置する対象物内に挿入するための識別チップに関する。
【背景技術】
【０００３】
塩水を含む水などの液体内に位置する対象物にタグを取り付けなければならない場合がある。
【０００４】
品質管理および追跡調査のために要件が厳しくなってきたために、特に養魚業での開発が進んだために、水中に位置する生体、特に魚にタグを付け識別しなければならなくなってきている。
【０００５】
それ故、生きている魚のような生体内に簡単に、迅速に、安価に埋め込むことができ、魚、魚の成長、または後で魚から作る製品の品質に悪影響を与えないで、魚の体内に永久に埋め込むことができ、製造コストが安く、蓄積したエネルギがなくても動作し、コストが安く、簡単な検出／感知装置と一緒に使用することができ、多数の異なる識別コードを使用することができ、魚の組織を通して、また水を通して、また魚が泳いでいる間に、効率的に高い信頼性で検出／読み出すことができ、大気圧から深海の水圧まで種々の圧力条件で満足に動作し、種々の温度条件で満足に動作し、改竄するのが難しい識別チップの開発が待望されている。
【０００６】
特許文献１には、魚を識別するための識別システムが記載されている。この場合、受信機、プログラミングおよび送信機の複合体が魚に埋め込まれる。その開示によれば、この埋め込み可能な複合体は、電子回路を有するチップであり、ある実施形態の場合には、送信機／読出し装置本体が放射するエネルギによる「エコ・エネルギ」を放射することができるものである。この公報は、内部エネルギ蓄積装置または内部エネルギ源を必要としないで、非常に多くの異なる識別の組合わせを提供し、魚の組織を通して、また水を通して、また魚が泳いでいる間に、効率的に、高い信頼性で識別することできる識別チップを入手するために、このようなチップをどのように実施するかについての解決方法については何も記載していない。
【０００７】
特許文献２には、魚に埋め込むことができる識別チップを検出するための装置が記載されている。この場合、チップは、電磁信号によるポーリングをベースとしている。このタイプの装置は、電磁信号を水が吸収してしまうために、生きた魚のような水中に位置する対象物を識別するという用途には適していない。
【０００８】
【特許文献１】ノルウェー特許出願第８８４１４４号（ＮＯ−８８４１４４）
【特許文献２】米国特許第５、１３４、３７０号（ＵＳ−５  １３４  ３７０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、塩水を含む水のような液体内に位置する対象物を識別するのに適している識別チップを提供することである。
【００１０】
本発明の第２の目的は、液体内に位置している場合に、識別しなければならない対象物にタグを取り付ける方法を提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、液体内に位置する対象物にタグを取り付け、識別するための方法を提供することである。
【００１２】
本発明のもっとさらなる目的は、液体内に位置する対象物にタグを取り付け、識別するためのシステムを提供することである。
【００１３】
上記目的および他の利点は、添付の特許請求の範囲を読めば理解できる本発明の特徴により達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
添付の図面を参照しながら、好ましい実施形態により、本発明を以下にさらに詳細に説明する。
【００１５】
図１Ａは、液体内に位置する対象物を識別するための本発明による識別チップの平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ軸に沿って切断した識別チップの断面図である。
【００１６】
チップは、多数の異なる共振周波数を有する音響共振器１００を備えていて、またこの音響共振器からなる。共振周波数の組合わせは、識別チップに対して一意である。そのため、チップに音響ポーリング信号を当て、音響レスポンス信号を測定し、レスポンス信号の周波数を分析することにより、識別チップを識別することができる。
【００１７】
共振器１００は、空洞形成部分１１０、１２０および薄膜１３０を備える。共振器の音響共振周波数は、空洞形成部分１１０、１２０および薄膜１４０で囲まれている６つの空洞１４０により決まる。
【００１８】
空洞形成部分１１０、１２０は、上面を有する基板１１０、基板１１０の上面に取り付けられている下面を有するエッチング可能なディスク１２０からなる。基板１１０は、ガラス・ウエハからできていて、一方、エッチング可能なディスク１２０はシリコンからできている。
【００１９】
エッチング可能なディスク１２０の上面も、薄膜１３０の下面に取り付けられている。エッチング可能なディスク１２０は、さらに下面および上面の間に６つの円形貫通開口部を備えていて、そのため、６つの各空洞は、基板、対応する貫通開口部および薄膜で囲まれている。
【００２０】
図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ軸に沿って切断した識別チップの断面図である。それ故、この図は、Ａ−Ａ軸と交差している共振器１００内に含まれている全部で６つの空洞１４０の中の３つを示す。図１Ｂは、各空洞が、基板１１０、エッチング可能なディスク１２０および薄膜１３０で囲まれている様子を示す。
【００２１】
図１Ａは、上から見た場合、共振器１００は長方形であってもよいことを示す。実際の実施形態の場合には、図１Ａのものよりも細長くすることもできるし、ロッド状にすることもできる。そうすることにより、識別チップを魚のような生体内に挿入した場合に、できる限りの最小の断面を有する孔部を通して、挿入を有利に行うことができるという実際上の利点が生じる。
【００２２】
図１Ａ〜図１Ｂは、各空洞の断面が円形である場合の、異なる大きさ、特に異なる断面、より詳細には、異なる直径を有する幾つかの空洞を示す。
【００２３】
空洞の数により、可能なコード化の組合わせの数が決まる。異なる共振周波数を有する空洞の数がｎである場合には、可能なコード化の組合わせの数は２ｎ−１になる。
【００２４】
断面の異なる空洞の組合わせを含む共振器は、直接製造することができるし、またはコードの中に含まれないこれらの空洞用の薄膜を破壊することにより、後でコード化される完全な一組の空洞の組合わせを有するチップを製造することもできる。
【００２５】
図２Ａ〜図２Ｅは、本発明による識別チップの幾つかの実施形態の断面図である。
【００２６】
図２Ａは、魚のような生体内に埋め込むための識別チップの第１の実施形態の断面図である。
【００２７】
識別チップは、多数の異なる共振周波数を有する音響共振器１００を備えている。共振周波数の組合わせは、その識別チップに対して一意である。そのため、チップに音響ポーリング信号を当て、音響レスポンス信号を測定し、レスポンス信号の周波数を分析することにより識別チップを識別することができる。
【００２８】
共振器１００は、空洞形成部分を備えている。図２Ａの実施形態の場合には、この空洞形成部分は、ガラス・ウエハ１１０の形をしている基板、およびシリコン・ウエハ１２０の形をしているエッチング可能な部分からなる。シリコン・ウエハ１２０の下面は、アノード接着によりガラス・ウエハ１１０の上面に取り付けられている。シリコン・ウエハ１２０は、下面と上面との間に２つの貫通開口部を備えている。
【００２９】
シリコン・ウエハ１２０の上面も、窒化シリコンからできている薄膜１３０の下面に取り付けられている。好適には、薄膜は、通常は、５０ＭＰａ〜５００ＭＰａ程度の、好適には、１００ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内の中程度のプレストレスで使用することが好ましい。
【００３０】
貫通開口部の壁部は傾斜していて、そのため、シリコン・ウエハの下面上の開口部が、上面上の開口部よりも大きい。このような形になったのは、全ての封入シリコン層が予め取り付けられ、後で結果として得られる開口部に対応するシリコン材料を除去するために、水酸化カリウムＫＯＨによる異方性湿式エッチングが行われる窒化シリコンの薄膜をベースとする製造プロセスのためである。このプロセスにより、傾斜している（５４．７度）側壁を有する正方形の薄膜断面ができる。
【００３１】
それにより、ガラス・ウエハ１１０、シリコン・ウエハ１２０および薄膜１３０は、異なる大きさの２つの空洞１４０を囲む。これらの空洞が、共振器１００の２つの異なる共振周波数を決定する。
【００３２】
図２Ｂは、シリコン・ウエハ１２０が下面と上面との間に貫通開口部を１つだけ有し、そのため、チップが１つの空洞を備える識別チップのある実施形態である。しかし、薄膜１３０の下面は、シリコン材料で覆われているエリア１２２を備える。下面上のシリコンで覆われていないこれらの薄膜部分は、異なる大きさを有する。そのため、ビーム１２２内の硬度が、相互に独立して、薄膜部分をかなり振動させることができる十分に大きいものである限りは、チップ１００は、依然として幾つかの異なる共振周波数を有する。
【００３３】
この実施形態の場合は、全基板面積がもっと小さくてすむので、図２Ａの実施形態と比較すると、シリコン材料をもっと有利に使用することができる。しかし、覆われていない薄膜部分の間にある程度の音響カップリングが形成され、数カ所で薄膜を取り付けることができないために、受け入れることができる最大圧力の値が低下する。
【００３４】
図２Ｃは、シリコン・ウエハ１２０が下面と上面との間に４つの貫通開口部を有し、そのため、チップが４つの空洞を備える、図１Ａ〜図１Ｂの実施形態に類似している識別チップのある実施形態である。
【００３５】
貫通開口部の壁部は、ガラス・ウエハ、シリコン・ウエハおよび薄膜に対する共通の水平方向に対して垂直であり、そのため、シリコン・ウエハの下面上の開口部は、上面上の開口部とほぼ同じである。このような形になったのは、完全にカバーするシリコン層が予め取り付けられ、後で結果として得られる開口部に対応するシリコン材料を除去するために、乾式反応性イオン・エッチング（ＲＩＥエッチング）が行われる、窒化シリコンの薄膜をベースとする製造プロセスのためである。このプロセスにより、ほぼまっすぐな側壁を有する薄膜部分ができる。そのため、空間を非常にうまく活用できるが、もっと複雑な製造プロセスが必要になる。
【００３６】
図２Ｄは、空洞形成部分が、ガラス・ウエハ１１０の形をしている基板だけでできている識別チップを示す。ガラス・ウエハ１１０の上面は、異なる面積の４つの凹部を有するが、これら凹部の深さは同じである。薄膜１３０の下面は、ガラス・ウエハ１１０の上面に取り付けられている。そのため、４つの各空洞は、凹部と薄膜１３０の部分により囲まれる。
【００３７】
この実施形態の製造の第１段階は、エッチングによりガラス・ウエハ内に凹部１４０を形成することである。次に、窒化シリコンの薄膜が貼付され、最初シリコン・ウエハに取り付けられ、その際に全てのシリコン材料がエッチングにより除去される。
【００３８】
図２Ｅの場合には、薄膜１３０の上面は、貫通開口部を有するシリコン・ウエハ１５０の下面に取り付けられる。各開口部はガラス・ウエハ１１０内の３つのエッチングされた凹部の中の１つと一致する。
【００３９】
図２Ａ〜図２Ｅの全ての実施形態の場合には、好適には、空洞１４０は、真空状態になっていることが好ましい。真空の代わりにガスを使用することもできる。その場合、上記ガスとして空気または非常に重い分子を有するガスを使用すると有利である。
【００４０】
その目的は、拡散をできるだけ制限できるようにするためである。「重い」ガスの例としては、フッ化炭化水素およびＳＦ６等がある。
【００４１】
図２Ａ〜図２Ｅの全ての実施形態の場合には、都合のよいことに、識別チップは、圧力および温度の変動を校正し、補正する際に使用するための所定の共振周波数を有する基準空洞を備える。基準空洞も、上記のように真空、空気または他のガスで満たすことができる。
【００４２】
図２Ａ〜図２Ｅの全ての実施形態の場合には、都合のよいことに、識別チップは、共振器の周囲をカプセル（図示せず）で囲むことができる。カプセルは、好適には、例えば、氷の形をしている水、水の特性に類似の音響特性を有する他の材料のような生物学的適合性を有する材料から作ることが好ましい。そうすることにより、共振器の音響特性にカプセルが確実にほとんど影響を与えないようにすることができる。別の方法としては、チップをカプセルを持たない共振器から作ることもできる。
【００４３】
図３Ａは、本発明による識別チップを使用する識別システムのブロック図である。
【００４４】
このシステムは、音響ポーリング信号の送信および音響レスポンス信号の測定をベースとしている。識別チップは、共振周波数の組合わせを有する共振器を備えている。システムは、送信信号の特性と検出信号の特性とを比較することにより、識別チップに関連する一意の識別を入手するようになっている。
【００４５】
通常は、魚または他の生体である対象物には、本発明による識別チップ１００によりタグが取り付けられる。送信トランスジューサ３０は、対象物１０の方向に音響波を送信するように配置されていて、受信トランスジューサ４０は、対象物１０から音響波を受信するように配置されている。
【００４６】
対象物１０と各トランスジューサ３０、４０との間には、通常は塩水を含む水である液体が存在する。
【００４７】
システムは、さらに、信号発生器３４および記録ユニット４６を制御する制御ユニット５０を備える。信号発生器３４は、超音波領域内、特に２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、より好適には、１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの間の周波数範囲内の周波数を含む信号を供給するように配置されている。信号は狭帯域信号であり、制御ユニットは、ある時間の間にもっと広い領域上で信号周波数を変えたり、スイープするように配置されている。別の方法としては、信号は、既知のスペクトルを有する広帯域信号を使用することもできる。信号は、増幅器３２により増幅され、増幅器３２は増幅した信号を送信トランスジューサ３０に供給する。
【００４８】
受信トランスジューサ４０は、対象物１０内の識別チップ１００により影響を受ける反射または散乱音響信号を傍受するように配置されている。
【００４９】
受信トランスジューサ４０からの信号は増幅器４２に送られ、そこからの出力信号は、アナログ−デジタル変換器４４によりデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、記録ユニット４６に送られ、記録ユニットは、また制御ユニット５０から制御信号を受信する。記録ユニットは、実行の際に、送信音響信号と受信音響信号上の情報を比較し、共振周波数を確立することにより、識別チップ１００に関連する識別を入手するプログラムを含むコンピュータを備える。
【００５０】
図３Ｂは、別々の送信トランスジューサ３０および受信トランスジューサ４０の代わりに、異なる時間の間に送信機および受信機として機能するように配置されている複合型送信および受信トランスジューサ３６を使用するシステムの他の実施形態である。トランスジューサ３６は、送信／受信スイッチ３８に接続していて、このスイッチ３８は、増幅器３２により供給しなければならない信号を、送信機として動作しているトランスジューサ３６に送るか、受信機として動作しているトランスジューサにより受信した信号を増幅器４２に送る。図３Ｂの場合には、リフレクタ１２も対象物１０の対向側面上に設置されている。そのため、トランスジューサ３６が受信した信号は、最初識別チップ１００を含む対象物を通して送信され、次にリフレクタにより反射される。システムは、またリフレクタ１２２を使用しないでも実施することができる。
【００５１】
別の組合わせおよび他の変形例をシステムとして使用することもできる。例えば、共通の送信および受信トランスジューサ３６を備える測定装置を、図３Ａに示すように、リフレクタを使用しない測定装置で使用することがきる。図３Ａをベースとして、他の変形例の場合には、対象物の対向側面上に送信および受信トランスジューサが設置される。もっと広い全周波数範囲をカバーするために、異なるクロスオーバ周波数範囲または中心周波数を有する２つ以上の送信および／または受信トランスジューサを使用するのが都合のよい場合もある。
【００５２】
図４Ａは、魚に容易に挿入することができる識別チップの断面図である。
【００５３】
識別チップ１は、上記実施形態の中の任意の実施形態による音響共振器１００を備える。共振装置は、またすでに説明したように、カプセルを備えることができる。
【００５４】
チップ１は、さらに、生体内で溶融、溶解または分解することができる材料でできている先が尖ったシース２００を備える。このシースは、例えば氷でできていることが好ましい。シース２００を使用することにより、生体内に簡単に識別チップを挿入することができる。
【００５５】
図４Ｂは、魚に容易に挿入することができる識別チップの変形例の断面図である。
【００５６】
識別チップは、上記実施形態の中の任意の実施形態による音響共振器１００を備えている。共振器は、また、上記のようにカプセルを備えることもできる。
【００５７】
チップ１は、さらに、生体内で溶融、溶解または分解することができる材料からできているニードル状の延長部２０２を備える。この延長部は、氷でできていることが好ましい。この延長部２０２を使用すると、生体内に識別チップを容易に挿入することができる。
【００５８】
図５Ａ〜図５Ｄは、表面ミクロ機械加工により製造した、本発明による識別チップ内の共振器の幾つかの部分の断面図である。
【００５９】
図５Ａ〜図５Ｄそれぞれにおいては、識別チップ内の音響共振器１００内の幾つかの空洞のうちの１つは、液体内に位置する対象物を識別するためのものである。音響共振器１００は、共振周波数の組合わせがその識別チップに対して一意である多数の異なる共振周波数を有する。共振器１００は、空洞形成部分１１０および薄膜１３０を備える。音響共振周波数は、空洞形成部分１１０および薄膜１３０で囲まれている、少なくとも１つの空洞１４０により決まる。共振器１００は、表面ミクロ機械加工により製造される。
【００６０】
空洞形成部分１１０は、好適には、シリコン基板であることが好ましいが、ガラス基板も使用することができる。この製造は、フィルムを堆積し、これらフィルムをパターン形成し、引き続きウエハの同じ側面からエッチングすることにより、所望の構造が形成されるシリコン・ウエハ上で行われる。使用するこれらプロセスで重要な特徴はいわゆる犠牲層である。この犠牲層は、犠牲層をエッチングで除去することにより、下に位置する層から上の層を後で除去できるようにする構造に挿入される層のことである。犠牲層は、堆積後から、例えば、後続の層に所望の特性を与えるために必要な加熱のようなエッチングにより除去されるまでに、ウエハが受けなければならない幾つかの処理段階に、耐えることができるものでなければならない。犠牲層は、また、ウエハの他の部分に損傷を与えないで、エッチングにより除去できるものでなければならない。これらの目的のために、犠牲層は、通常、多かれ少なかれドーピングされた酸化シリコン、またはそうでない場合は、フォトレジストまたは金属からできている。
【００６１】
共振器１００は、平らなシリコン・ウエハ上に、酸化シリコンの形をしている犠牲層を最初に堆積することにより製造することができる。別の方法としては、ガラス・ウエハを使用することもできる。犠牲層は、さらに、所望の空洞１４０の形になるようにパターン形成される。次に、好適には、多結晶シリコン（ポリシリコン）または窒化シリコンからなることが好ましい、薄膜１３０を形成することになるフィルムを塗布する必要がある。次に、犠牲層がエッチングにより除去される。この除去は、一般的に、そこを通してエッチング剤が犠牲層に達することができる、薄膜１３０内に１つのまたは好適には多くの小さな孔をエッチングすることにより行われる。これらの孔は、後で密封しなければならないが、この密封は、薄膜材料のもっと厚い層を塗布することにより、または実際の空洞から外側への犠牲材料の「通路」内に、実際の薄膜の外側に犠牲層の開口部を設けることにより行うことができる。孔部は、次に孔部の近くだけに材料を置き、最初の堆積の後でのように、実際の薄膜にすることにより密封することができる。多くの場合、この方法で最終的薄膜の厚さを制御するのがより容易になる。
【００６２】
図５Ａは、表面ミクロ機械加工により製造した共振器１００内の空洞１４０である。薄膜１３０は、隆起した部分を有し、一方、基板１１０は平らである。この実施形態の製造の際には、例えば、酸化シリコンの犠牲層が最初全シリコン・ウエハ上に均一に堆積される。次に、この犠牲層が、エッチングによりパターン形成され、その結果、所望の空洞１４０に対応する犠牲層の一部だけが残る。エッチング剤は基板ウエハをエッチングしない。その結果、エッチング・プロセスの後でも基板１１０は平らなままである。薄膜フィルムが全ウエハ上に堆積される。次に、薄膜フィルムが開いて犠牲層が露出し、犠牲層がエッチングで除去され、エッチングされた孔部が密封される。
【００６３】
図５Ｂも、表面ミクロ機械加工により製造された、共振器１００内の空洞１４０である。薄膜１３０は隆起した部分を有し、一方、基板１１０は、空洞１４０を形成するための領域内に凹状になっている。この実施形態は、最初基板１１０を薄い窒化シリコン・フィルムで覆い、空洞１４０を形成するための領域内の薄い窒化シリコン・フィルムを除去することにより製造される。次に、ウエハは蒸気により加熱され、その結果、窒化物が除去されたところに二酸化シリコンの層が成長する。この二酸化シリコンの層は犠牲層を形成する。次に、窒化シリコンを除去することができる。次に、実際の薄膜フィルム（例えば、窒化シリコン）が全ウエハ上に堆積される。次に、この薄膜フィルムが開いて犠牲層が露出し、犠牲層がエッチングにより除去され、エッチングされた孔部が密封される。シリコン・ウエハの酸化は、シリコン材料を少し消費するので、空洞１４０は、その一部がシリコン・ウエハ内に凹んだように見える。図５Ｂの実施形態は、図２Ｄの実施形態に類似している。しかし、図２Ｄのところの説明では、ガラスが基板材料として指定されているが、この実施形態の場合には、基板と薄膜またはフィルムとの間に十分強力な接着を行うために、「シリコン溶融接着」を行わなければならない場合がある。
【００６４】
図５Ｃは、表面ミクロ機械加工により製造した共振器１００内の空洞１４０である。薄膜１３０は隆起した部分を有し、一方、基板１１０も空洞１４０を形成するための領域内に、例え低いものであっても隆起した部分を有する。この実施形態を製造する場合には、犠牲層が、最初全シリコン・ウエハ上に均一に堆積されるかまたは成長が行われる。次に、この犠牲層がエッチングによりパターン形成される。シリコン・ウエハもエッチングしてしまうエッチング技術を使用する場合には、最終的な共振器は、ウエハの表面上に若干隆起しているように見える。薄膜フィルムが、全ウエハ上に堆積され、すでに説明したように、犠牲層がエッチングにより除去される。
【００６５】
図５Ｄは、表面ミクロ機械加工で製造した共振器１００内の空洞１４０である。この場合、薄膜１３０は、図２Ａ〜図２Ｅの実施形態のように平らである。基板１１０は、空洞１４０を形成する領域内に凹部を有する。この構造を形成するために、薄膜フィルムが第２の基板から移される。この場合、凹部を最初にエッチングにより除去しなければならないか、または凹部の周囲の領域を形成しなければならないし、次に、平らなフィルムを頂部に接着しなければならない。このプロセスは、実際には、フィルムを第２の基板上で形成し、次に、このフィルムを、フィルムをウエハの方に向けた状態で元のウエハに接着することにより行われる。次に、フィルム用の支持ウエハは、エッチングにより除去される。
【００６６】
本発明の全ての実施形態の場合、ガスが圧力ｐで封入され、ｈ／ｐ ＜ １０［μｍ／ａｔｍ］の場合には、共振周波数は、薄膜の曲げ強さおよび弾性、薄膜の大きさおよび形状、薄膜の下の空洞の周辺および高さｈに沿った薄膜の取付けにより必ず影響を受ける。しかし、空洞が真空である場合で、薄膜がポーリング信号で励起されている間、空洞の底に決して当たらない程度に高さｈが十分高い場合（ｈ＞１μｍ）には、共振周波数にとって高さｈは重要ではない。
【００６７】
識別チップ上の空洞のレイアウトを種々に変更することができることを理解することができるだろう。例えば、空洞を１、２、３または４列に配置することができる。魚に埋め込むためのチップの場合に好適な細長いまたはロッド状の実施形態の場合には、空洞は一列であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１Ａ】本発明による識別チップの平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示した識別チップの断面図である。
【図２Ａ】本発明による識別チップの幾つかの実施形態のうちの１つの断面図である。
【図２Ｂ】本発明による識別チップの幾つかの実施形態のうちの１つの断面図である。
【図２Ｃ】本発明による識別チップの幾つかの実施形態のうちの１つの断面図である。
【図２Ｄ】本発明による識別チップの幾つかの実施形態のうちの１つの断面図である。
【図２Ｅ】本発明による識別チップの幾つかの実施形態のうちの１つの断面図である。
【図３Ａ】本発明による識別チップを使用する識別システムの幾つかのうちの１つの実施形態のブロック図である。
【図３Ｂ】本発明による識別チップを使用する識別システムの幾つかのうちの１つの実施形態のブロック図である。
【図４Ａ】魚に挿入することができる識別チップの断面図である。
【図４Ｂ】魚に挿入することができる識別チップの変形例の断面図である。
【図５Ａ】表面ミクロ機械加工により製造した、本発明による識別チップ内の共振器の幾つかの部分のうちの１つの断面図である。
【図５Ｂ】表面ミクロ機械加工により製造した、本発明による識別チップ内の共振器の幾つかの部分のうちの１つの断面図である。
【図５Ｃ】表面ミクロ機械加工により製造した、本発明による識別チップ内の共振器の幾つかの部分のうちの１つの断面図である。
【図５Ｄ】表面ミクロ機械加工により製造した、本発明による識別チップ内の共振器の幾つかの部分のうちの１つの断面図である。
【図１Ａ】
2005510743.tif 000003
【図１Ｂ】
2005510743.tif 000004
【図２Ａ】
2005510743.tif 000005
【図２Ｂ】
2005510743.tif 000006
【図２Ｃ】
2005510743.tif 000007
【図２Ｄ】
2005510743.tif 000008
【図２Ｅ】
2005510743.tif 000009
【図３Ａ】
2005510743.tif 000010
【図３Ｂ】
2005510743.tif 000011
【図４Ａ】
2005510743.tif 000012
【図４Ｂ】
2005510743.tif 000013
【図５Ａ】
2005510743.tif 000014
【図５Ｂ】
2005510743.tif 000015
【図５Ｃ】
2005510743.tif 000016
【図５Ｄ】
2005510743.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月23日(2003.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を識別するための識別チップであって、
多数の異なる共振周波数を有する音響共振器（１００）を備え、共振周波数の組合わせが、その識別チップに対して一意であり、そのため、チップに音響ポーリング信号を当て、音響レスポンス信号を測定し、前記レスポンス信号の周波数を分析することにより識別チップを識別することができ、
前記識別チップが液体内に位置する対象物を識別するように配置されることと、
前記共振器（１００）が空洞形成部分（１１０，１２０）および薄膜（１３０）を備えることと、
前記音響共振周波数が、前記空洞形成部分（１１０，１２０）および前記薄膜（１３０）で囲まれている少なくとも１つの空洞（１４０）により決定されることとを特徴とする識別チップ。
【請求項２】
前記空洞形成部分（１１０，１２０）が、
少なくとも１つの凹部を有する上面を有する基板（１１０）からなり、
前記薄膜（１３０）の下面が前記基板の上面に取り付けられ、その結果、前記少なくとも１つの空洞が、前記少なくとも１つの凹部および前記薄膜（１３０）で囲まれている請求項１に記載の識別チップ。
【請求項３】
前記薄膜（１３０）の上面が、エッチング可能なウェハ（１５０）の下面に取り付けられ、前記エッチング可能なウェハ（１５０）が、前記基板（１１０）内の少なくとも１つの凹部と一致する貫通開口部を備える請求項２に記載の識別チップ。
【請求項４】
前記空洞形成部分（１１０，１２０）が、
上面を有する基板（１１０）と、
前記基板（１１０）の上面に取り付けられている下面を備えるエッチング可能なウェハ（１２０）とを備え、前記エッチング可能なウェハの上面も、薄膜（１３０）の下面に取り付けられ、前記エッチング可能なウェハ（１２０）が、前記下面と前記上面との間に少なくとも１つの貫通開口部を備え、その結果、前記少なくとも１つの空洞が、基板および前記少なくとも１つの貫通開口部および前記薄膜で囲まれている請求項１に記載の識別チップ。
【請求項５】
前記エッチング可能なウェハ（１２０）が、前記下面と前記上面との間に１つの貫通開口部を有し、その結果、前記チップが１つの空洞を備え、前記幾つかの共振周波数が、エッチング可能な材料（１２２）でカバーされているエリアを備える前記薄膜の下面からのものである請求項４に記載の識別チップ。
【請求項６】
異なる大きさの複数の空洞を備えていて、その結果、前記識別チップが、複数の異なる共振周波数を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項７】
前記基板がガラスからできているウェハからなり、前記エッチング可能なウェハがシリコンからできていて、前記薄膜が窒化シリコンからできている請求項１〜６のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項８】
前記チップが、さらに、生体内で溶解または分解することができる材料からできている座薬のような形の延長部または先が尖ったシースを備え、前記延長部またはシースにより、前記識別チップの埋め込みが容易になる、魚のような生体内に埋め込むための請求項１〜７のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項９】
前記延長部またはシースが氷からできている請求項８に記載の識別チップ。
【請求項１０】
前記共振器が表面ミクロ機械加工により製造される請求項１〜９のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項１１】
空洞形成部分（１１０，１２０）がほぼ平らな基板（１１０）からなり、前記薄膜（１３０）が少なくとも１つの隆起した部分を有し、前記薄膜（１３０）の下面が前記基板の上面に取り付けられていて、その結果、前記少なくとも１つの空洞が前記基板および前記薄膜（１３０）の隆起したエリアで囲まれている請求項１０に記載の識別チップ。
【請求項１２】
前記ほぼ平らな基板（１１０）が平面である請求項１１に記載の識別チップ。
【請求項１３】
前記ほぼ平らな基板（１１０）が、前記空洞（１４０）に対応するエリア内で凹んでいるか、隆起している請求項１１に記載の識別チップ。
【請求項１４】
前記音響共振周波数が、前記薄膜の特性、特に前記薄膜の曲げ強さ、弾性、大きさおよび形状に依存する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の識別チップ。
【請求項１５】
液体内に位置する対象物にタグを付け、識別するための方法であって、
前記対象物に請求項１〜９のいずれか１項に記載の識別チップを取り付けるステップと、
前記対象物およびそれにより前記識別チップに音響ポーリング信号を当てるステップと、
音響レスポンス信号を測定するステップと、
前記レスポンス信号の周波数を分析するステップと、
前記分析に基づいて、前記識別チップおよびそれにより前記対象物を識別するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記対象物が魚のような生体であり、前記対象物に識別チップを取り付けるステップが、前記生体内に前記識別チップを挿入するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
液体内に位置する対象物にタグを付け識別するためのシステムであって、
前記対象物に請求項１〜９のいずれか１項に記載の識別チップを取り付けるように配置されるタグ取付け装置と、
前記対象物およびそれにより前記識別チップに音響ポーリング信号を当てるための音響放射装置と、
音響レスポンス信号を測定するための測定装置と、
コンピュータとを備え、該コンピュータが、
前記レスポンス信号の周波数を読出しまた分析するように配置され、
前記分析に基づいて、前記識別チップおよびそれにより前記対象物を識別するように配置されるシステム。
【請求項１８】
前記対象物が魚のような生体であり、前記タグ取付け装置が、前記生体内に前記識別チップを挿入するように配置される請求項１７に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2005510743.tif 000018
【図１Ｂ】
2005510743.tif 000019
【図２Ａ】
2005510743.tif 000020
【図２Ｂ】
2005510743.tif 000021
【図２Ｃ】
2005510743.tif 000022
【図２Ｄ】
2005510743.tif 000023
【図２Ｅ】
2005510743.tif 000024
【図３Ａ】
2005510743.tif 000025
【図３Ｂ】
2005510743.tif 000026
【図４Ａ】
2005510743.tif 000027
【図４Ｂ】
2005510743.tif 000028
【図５Ａ】
2005510743.tif 000029
【図５Ｂ】
2005510743.tif 000030
【図５Ｃ】
2005510743.tif 000031
【図５Ｄ】
2005510743.tif 000032
【国際調査報告】
2005510743.tif 000033
2005510743.tif 000034