(57)【要約】【課題】  従来、電磁波の伝播損失がセンサの検出感度を低下させる課題があり、電磁波の伝播損失を低減したセンサが求められていた。【解決手段】  そこで、本発明は、検体を検出するためのセンサであって、板厚方向に配置された柱状の電磁波伝送部を有する第１の基板と、検体に電磁波を照射するための電磁波発信部と、前記電磁波を検出するための電磁波検出部と、前記第１の基板内部の前記電磁波伝送部と交わる位置に配置された検体保持部とを備えるセンサを提供するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体を検出するためのセンサであって、
板厚方向に配置された柱状の電磁波伝送部を有する第１の基板と、
検体に電磁波を照射するための電磁波発信部と、
前記電磁波を検出するための電磁波検出部と、
前記第１の基板内部の前記電磁波伝送部と交わる位置に配置された検体保持部とを備え、
前記電磁波発信部と前記電磁波検出部とが前記第１の基板に密着して配置されていることを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記柱状の電磁波伝送部は、前記第１の基板を貫通して配置されていることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
前記第１の基板は、第２の基板と第３の基板とスペーサとを備え、
前記第２の基板と前記第３の基板は、スペーサを介して積層された構造である請求項１記載のセンサ。
【請求項４】
前記電磁波発信部と前記電磁波検出部とは、一つの電磁波結合部で構成されている請求項１記載のセンサ。
【請求項５】
前記第１の基板の板厚方向に配置され、前記検体保持部に検体を導入又は排出のいずれかを行うための開孔部を有することを請求項１記載のセンサ。
【請求項６】
前記電磁波伝送部は、前記検体を保持するための間隙を有することを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項７】
前記電磁波の帯域が、３０ＧＨｚから３０ＴＨｚの電磁波である請求項１記載のセンサ。
【請求項８】
検体を検出するためのセンサの製造方法であって、
第１の基板に第１の開孔部と第２の開孔部を形成し、前記第１の開孔部に金属を充填する工程と、
前記第１の基板に電磁波発信部又は電磁波検出部を形成する工程と、
前記第１の基板と第２の基板をスペーサを介して積層する工程とを備えるセンサの製造方法。
【請求項９】
前記第１の基板に第１の開孔部を形成する工程と、
前記第１の開口部に前記金属を充填する工程と、
前記金属を充填後に、前記第１の基板に第２の開孔部を形成する工程とを備える請求項８記載のセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を用いた検体の検査用のセンサに関し、主にミリ波からテラヘルツ波（３０ＧＨｚから３０ＴＨｚ）の電磁波を用いたセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波からテラヘルツ波領域（３０ＧＨｚ〜３０ＴＨｚ）の電磁波（以下はテラヘルツ波と記す）を用いた非破壊の検査技術が注目を浴びている。テラヘルツ波は、電波の物質透過性と光波の直進性の両方を備えることから、分解能の高い電波を、空間光学系を用いて物体に照射することが出来るため、物体から反射信号や透過信号から、物体の内部情報を取得することが可能となる。このため、現在までに、以下に記載するように、様々な応用目的で技術開発が行われてきている。
・Ｘ線の代用として、物体の透視イメージングを安全におこなう技術
・物質内部の吸収スペクトルや複素誘電率を求めて分子の結合状態を調べる分光技術
・超伝導材料のキャリア濃度や移動度を評価する技術
・生体分子（ＤＮＡやたんぱく質）の解析技術
テラヘルツ波を用いた物体の検査装置としては、特許文献１に記すような空間光学系を用いた物体の分光イメージング装置が挙げられる。
【０００３】
開示されている装置は、図８に記すように、次の構成を取っている。まず、フェムト秒光パルスソース１、光伝導スイッチからなるＴＨｚ送信機２、レンズおよび鏡からなるイメージ化光学系３、調査されるべき物体４、時間ゲートされた検出器あるいは検出器アレイ５がある。さらに、送信機上と検出器上との間のフェムト秒でゲートするパルス間の遅延を数Ｈｚから数百Ｈｚの速度で変化させることができる走査遅延部６、時間領域データを処理して所望の情報を抽出するデジタル信号処理ユニット７、並びにイメージを見るためのディスプレイ８から構成される。特許文献１によれば、装置は、物体を２次元スキャンしながら、物体の各ポイントを伝播するテラヘルツ波から得られる吸収、反射、分散情報の周波数依存性を時間領域で分析する。これで、各ポイントごとの構成材料や化学構造、環境などを区別した透過イメージ像をディスプレイに表示することが出来る装置である。
【０００４】
一方、非特許文献１においては、上述したようなテラヘルツ波光学系を、基板上に集積したセンサチップが提案されている。このセンサチップは、シリコン基板の上面に、光伝導スイッチからなるテラヘルツ波発生部、薄膜マイクロストリップライン（ＴＦＭＳ）からなる伝送路、共振器からなる反応部、及びＥＯ結晶からなる検出部を集積化する。これにより、テラヘルツ波光学系の小型化を実現している。非特許文献１によれば、ＴＦＭＳを使用することで、テラヘルツ波と検体の相互作用長が増加するため、従来よりも検出感度の向上するとされている。
【０００５】
また、非特許文献２には、テラヘルツ波の周波数帯域において、従来の金属導波管や光ファイバなどと比べて、ゼロ分散且つ低伝播損失な、ステンレス製の単線型伝送路が提案されている。
【特許文献１】特許第０３３８７７２１号公報
【非特許文献１】アプライド  フィジックス  レター  ２００２年  ８０巻  １５４頁（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，ＶＯＬ８０，Ｐ１５４，２００２）
【非特許文献２】ネーチャー  ２００４年  ４３２巻  ３７６頁（Ｎａｔｕｒｅ，ＶＯＬ４３２，  Ｐ３７６，２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、テラヘルツ波では、特に水に対して強い吸収スペクトルを持つことが一般的に知られている。そのため、従来の検査装置は、テラヘルツ波伝播損失が多いことが課題になっている。
【０００７】
従来技術で挙げた空間光学系を用いる場合は、大気中の水分により、空間を伝播するテラヘルツ波は大きく減衰される。この大気中の水分の影響を最小限にするためには、光学系全体を窒素ガスなどでパージするなどの雰囲気調整を行う必要があり、装置全体の大型化が余儀なくされる。一方、基板表面に光学系を集積した場合についても、マイクロストリップラインを表面伝播するテラヘルツ波は、やはり大気中の水分により吸収が生じるため、伝播損失を考慮する必要がある。
【０００８】
このような上述の課題に鑑み、本発明は、電磁波の伝播損失を低減したセンサ（検査装置）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明は、
検体を検出するためのセンサであって、
板厚方向に配置された柱状の電磁波伝送部を有する第１の基板と、
検体に電磁波を照射するための電磁波発信部と、
前記電磁波を検出するための電磁波検出部と、
前記第１の基板内部の前記電磁波伝送部と交わる位置に配置された検体保持部とを備え、
前記電磁波発信部と前記電磁波検出部とが前記第１の基板に密着して配置されているセンサを提供するものである。
【００１０】
また、本発明は
検体を検出するためのセンサの製造方法であって、
第１の基板に第１の開孔部と第２の開孔部を形成し、前記第１の開孔部に金属を充填する工程と、
前記第１の基板に電磁波発信部又は電磁波検出部を形成する工程と、
前記第１の基板と第２の基板をスペーサを介して積層する工程とを備えるセンサの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電磁波の伝播損失を低減したセンサを提供することが可能になる。また、伝播損失を低減したことによりセンサの検出感度を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を具体的に説明する。図１は、本発明にかかわるセンサの概念を表す図である。
【００１３】
本発明にかかわる検体を検出するためのセンサ１００の構成は、次のようになる。
【００１４】
まず、第１の基板１０１、第１の基板１０１の板厚方向に配置された柱状の電磁波送信部１０２、電磁波送信部と交わる位置に配された検体保持部１０３、電磁波を検体に照射するための電磁波発信部１０４、電磁波を検出するための電磁波検出部１０５とを第１の基板１０１に密着した状態で配置される。さらに、第１の基板１０１は、第２の基板１０６、第３の基板１０７、スペーサ１０８を備え、検体を導入する検体導入孔１０９と検査後に検体を排出するための検体排出孔１１０を備える。
【００１５】
第２の基板１０６と第３の基板１０７は、ガラス、ＰＥ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ＰＩ樹脂などの誘電体基板や、シリコン等の半導体基板を用いることができる。加工性の容易さからシリコン基板が特に好ましい。
【００１６】
電磁波送信部は、第１の基板の板厚方向に配置された柱状構造のものであればよく、柱状構造の断面形状は、円、楕円、多角形のいずれでもよい。基板に対して垂直に配置されているものが良いことより、以下の説明では、垂直型伝送部として説明する。また、電磁波を効率よく伝播するために、第１の基板を貫通するように配置されているものが好ましい。他方、製造工程の簡略化から、第２の基板と第３の基板とに板厚方向に貫通した電磁波送信部をそれぞれ形成したものでも良い。電磁波送信部を形成する材料としては、金やパラジウム等の貴金属、銅やアルミニウムなどの導電性の高い金属材料を用いることができる。用途に応じて選択が可能である。例えば、加工性がよく導電性の高いものが求められる場合は、銅が好ましい。また、外気や検体との接触部分で反応性を考慮すると金が好ましい。
【００１７】
電磁波発信部１０４は、光伝導スイッチ、量子カスケードレーザー、共鳴トンネルダイオード、バラクダイオード、ショットキーバリアダイオードを用いて構成される。基板上に密着したかたちで、容易に形成可能である点からアンテナ構造を有する光伝導スイッチが好ましい。また、平面アンテナ構造による光伝導スイッチであれば、基板の厚さを考慮すればよく、センサの小型化に寄与することが可能である。
【００１８】
電磁波検出部１０５は、光伝導スイッチ、ボロメータ、パイロメータ、ＥＯデバイスを用いて構成される。電磁波発生部と同様に、光伝導スイッチが好ましく、特に、平面アンテナ構造を有した光伝導スイッチがより好ましい。
【００１９】
光伝導スイッチは、電磁波発信部と電磁波検出部を兼用して用いることが可能である。よって、本発明において光伝導スイッチ一つだけでセンサを構成することが可能である。この場合、電磁波発信部の部分と電磁波検出部の部分とを一つの電磁波結合部で構成可能である。
【００２０】
スペーサの材料としては、樹脂、シリコン、ガラス、金属などがあり、厚さや検体の種類に応じて任意に選択できる。
【００２１】
電磁波は、電磁波送信部を伝播できる帯域であれば良いが、特にミリ波からテラヘルツ波（３０ＧＨｚから３０ＴＨｚ）の帯域の電磁波を用いることが好ましい。
【００２２】
より詳細に実施例で説明する。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）垂直貫通型センサ
図２は、本発明に係る第１の実施例である垂直型伝送部を有する高周波電磁波センサの概観図である。ここで、図２において、（１）はセンサのＡＡ’断面図、（２）はセンサの上面図、（３）はＢＢ’においてセンサを基板面と平行な方向にスライスした時の上面図である。また図４は、第１の実施例である高周波センサにおいて、１チップ内に複数のテラヘルツ発生部／伝送部／検出部を備えたタイプの概観を示す図である。なお、構成要素の主な寸法については、図に記載した通りである。なお、本実施例に示した寸法などの数値や構成材料は、本発明に係る実施例の一例に過ぎず、用途などによって変更することも十分可能である。
【００２４】
第１の基板１０１の構成について説明する。図２の（１）に記すとおり、第１の基板１０１は、第２の基板１０６と第３の基板１０７の２枚の基板からなり、厚さ２０μｍのスペーサ１０８を介して積層された構造となっている。本実施例では、加工性の良いシリコンを用いている。スペーサ１０８及び第２の基板１０６の下面１０６Ａ及び第３の基板１０７の上面１０７Ａにより囲われた領域が検体保持部１０３となっており、この領域により微少量の検体を保持することが可能となる。また、スペーサは、検体を封止する役割とともに、厚さ制御を行う役割も果たしている。このため、スペーサの厚さを変更することによって、検体量の制御や、検体と電磁波の相互作用長の制御を容易に行うことが出来る。また、粘度の高い検体等についても、厚さ制御により検体保持部に導入可能な構成であり、検体の選択幅が広がる。また、使用する高周波電磁波の周波数によって、該電磁波が共振するような構造にすることが可能なため、様々な周波数の高周波電磁波を用いて検査を行うことが可能となる。スペーサ材料は、Ａｕを用いている。２０ｕｍという厚さと、シリコンプロセスとの相性、耐薬品性、及び実装精度の高いＡｕ常温接合が可能であるという観点から、Ａｕを用いた。また、第２の基板１０６及び第３の基板１０７は、それぞれ検体導入孔１０９と検体排出孔１１０を備えており、圧力差などを利用して検体保持部１０２への検体の出し入れを行う。
【００２５】
電磁波発信部１０４は、ＬＴ−ＧａＡｓエピタキシャル成長層１．５μｍを表面層とする厚さ１００μｍのＧａＡｓ基板１１１の表面に、ボウタイアンテナ１０４Ａ及び１０４Ｂを形成したものである。ボウタイアンテナは、５μｍの間隙１０４Ｃを挟んで、頂角９０°の二等辺三角形の導体パターンを対向して配置したものであり、本実施例では、化合物半導体とコンタクト性の良いＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ層０．５μｍを導体層として使用した。また、ボウタイアンテナ１０４Ａ及び１０４Ｂは、電極取り出し用のパット１０４Ｄ及び１０４Ｅに接続されている。光伝導スイッチは、フェムト秒レーザを照射して間隙１０４Ｃを光学的にゲートすることによって、テラヘルツ波を発生及び検出することが出来る。電磁波発信部１０４においては、パット１０４Ｄ、１０４ＥをＤＣ電源に接続し、間隙１０４Ｃ間にバイアス電圧を印加する。また、電磁波検出部１０７の場合は、パット１０４Ｄ、１０４Ｅに電流計を接続し、間隙１０４Ｃ間を流れる光電流を測定する。第２の基板１０６と電磁波発信部１０４は、エポキシ樹脂を介して、第２の基板１０６の上面と接続されており、光伝導スイッチの間隙１０４Ｃが垂直型伝送部１０２の中心軸上に配置されるようにアライメントされている。なお、電磁波発信部及び電磁波検出部１０５として、電流注入により電磁波を発生／検出する。また、電磁波発信部１０４及び電磁波検出部１０５はアンテナ構造に限らず、電磁波を発生又は検出できればよい。
【００２６】
本発明に係る高周波センサの動作について説明する。まず、マイクロディスペンサーとポンプを利用して、検体導入部１０９から、検体保持部１０３に検体、例えばＤＮＡやたんぱく質などの溶液、を導入しておく。次に、フェムト秒レーザからパルス幅１００ｆｓのパルス光を照射して、間隙１０４Ｃを光学的にゲートし、基板上面の電磁波発信部１０４から電磁波を発生させる。発生した電磁波波は、垂直型伝送部１０２表面を基板板厚方向に伝播し、検体保持部１０３内を通過後、基板下面まで伝播し、電磁波検出部１０５まで到達する。その際、フェムト秒レーザで電磁波検出部１０５上の光伝導スイッチを光学的にゲートすることで、電磁波を検出する。電磁波は、検体保持部１０３内において検体と相互作用を生じるため、検出した電磁波から得られる振幅情報及び遅延時間情報の周波数依存性を解析し、物質特有の吸収スペクトルや複素誘電率を求めることで、検体の同定を行う。なお、例えば図４に図示したように、１つのセンサチップに、複数組の発生器／伝送路／検出器を設ければ、同時に、同一の検体を複数の周波数帯の高周波で検査することも可能となる。
【００２７】
このように、検体保持部１０３を第１の基板１０１内部の、垂直型伝送部１０２と交差する位置に配置することで、伝送部の外周と検体が近接する。このため、短い伝送路長でも、高周波電磁波と検体の相互作用する面積は広く確保でき、検出感度は向上することが期待される。
【００２８】
さらに、スペーサ１０８部分で検体保持部の保持量を調整することが容易であり、極微量の検体を液体のまま保持することも可能になり、高周波電磁波の溶媒による吸収（に伴う損失）も最小限に抑えられることから、検出の信頼性が上がる。
【００２９】
（実施例２）垂直挟み込み型センサ
図３は、本発明に係る第２の実施例である垂直型伝送部を有する高周波センサの概観図である。ここで、図３において、（１）はセンサのＡＡ’断面図、（２）はセンサの上面図、（３）はＢＢ’においてセンサを基板面と平行な方向にスライスした時の上面図である。本センサは、第１の基板１０１、第１の基板１０１の板厚方向に貫通して配置された電磁波伝送部１０２Ａ及び１０２Ｂからなす直線と交わる位置に配置された検体保持部１０３とを備える。さらに、基板上面／下面に設置された電磁波発信部１０４、電磁波検出部１０５、スペーサ１０８、検体導入孔１０９、検体排出孔１１０より構成される。
【００３０】
本実施例におけるセンサも、第１の実施例と同様に、垂直型伝送部１０２Ａおよび１０２Ｂが埋め込まれた第２の基板１０６及び第３の基板１０７をスペーサ１０８を介して積層した構造となっている。
【００３１】
実施例１と異なる部分は、図３の（３）中に図２の（３）にあたるスペーサ１０８Ａがない構成であることである。
【００３２】
スペーサの一部１０８Ａが無く、垂直型伝送部１０２Ａと垂直型伝送部１０２Ｂは接続されていない。このような構成のセンサにおいては、垂直型伝送部１０２Ａと垂直型伝送部１０２Ｂの２本の伝送部間のギャップ１５２で検体を挟んだ構造となっている。従って基板上面の電磁波発信部１０４から発生した電磁波は、垂直型伝送部１０２Ａを伝播し検体保持部１０３内に放射される。放射された電磁波はギャップ１５２及びその近傍に存在する検体と相互作用をした後、垂直型伝送部１０２Ｂと結合し、基板下面の電磁波検出部１０５に伝播され検出される。電磁波は、検体保持部１０３内において検体内を伝播し検体と相互作用を生じるため、検出したテラヘルツ波から得られる振幅情報及び遅延時間情報の周波数依存性を解析し、物質特有の吸収スペクトルや複素誘電率を求めることで、検体の同定を行うことができる。
【００３３】
このように第１垂直型伝送部１０２Ａと第２垂直型伝送部１０２Ｂとの間に間隙をもうけて、間隙間に試料を配置する構成にすることで、間隙に満たされた検体中を伝播する高周波電磁波を検出することが出来る。これは、従来例と比較して高感度な高周波電磁波センサが実現される。なお間隙の幅は、使用する高周波電磁波の波長以下、好ましくは、波長に対して整数分の一となることが好ましい。
【００３４】
また、実施例１と同様に、高周波伝送路自体が短い為、伝送路を伝播する際の高周波電磁波の損失も最小限に抑えられる。基板の平面方向、即ち基板の上面及び下面に、高周波電磁波発生器及び検出器１０７を配置することが可能になる為、センサの小型化も容易に実現される。また、検体保持部を基板内部の、垂直型伝送部と交差する位置に配置することで、伝送部の外周と検体が近接するため、短い伝送路長でも、高周波電磁波と検体の相互作用する面積は広く確保でき、検出感度は向上することが期待される。さらに、検体の保持と検体量の制御が容易な構造をしている為、極微量の検体を液体のまま保持可能であり、高周波電磁波の溶媒による吸収（に伴う損失）も最小限に抑えられることから、検出の信頼性が上がる。
【００３５】
（実施例３）センサの製造方法
次に、図５の（ａ）から（ｈ）を用いて、本発明に係るセンサ１００の製造方法について説明する。なお、センサ１００は、主に半導体プロセスを用いて作製されるため、センサをマトリックス状に配置したマスクパターンを使用すれば、同様のプロセスにてセンサアレイが作製できる。
（１）母材となる第２の基板１０６を準備する。本実施例においては、母材として厚さ５２５μｍのシリコン基板を選択した（図５（ａ））。次に、フォトリソグラフィーを行い、第２の基板１０６の上面にノボラック系レジストを用いてエッチングマスク１１２を形成する。
（２）エッチングマスク１１２をマスクとして、誘導結合型プラズマ及びＢＯＳＣＨプロセスを用いた反応性イオンエッチングを行い、シリコンである第２の基板１０６に第１開孔１１３を形成する。（図５（ｂ））。次に酸素プラズマ処理によりエッチングマスク１１２を除去する。
（３）次に、第１開孔１１３内に、電気めっき法を用いて銅の埋め込み成膜を行い、第２の基板１０６の表裏面に銅を突出させる。次に、第２の基板１０６表裏面に突出した銅を化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平坦化し、垂直型伝送部１０２を形成する（図５（ｃ））。
（４）電子ビーム蒸着法を用いて第２の基板１０６下面にＴｉ／Ａｕ層を５０ｎｍ／５００ｎｍ形成する。この層は次の電気めっき工程において給電用のシード層となる。次に、フォトリソグラフィーを行い、第２の基板１０６の下面にノボラック系レジストを用いてスペーサパターンを形成する。次に、前述のレジストパターンをマスクとして、電気めっき法により金を１５μｍ成膜しバンプ１１４を形成する。次に、レジストを酸素アッシングで除去したあと、ヨウ化カリウム溶液と希フッ酸を用いて、シード層であるＴｉ／Ａｕ層を除去する。次に、基板全体を水素雰囲気下３６０℃で１０分間アニール処理し、バンプ１１４の結晶性を向上させる（図５（ｄ））。
（５）フォトリソグラフィーを行い、第２の基板１０６の上面にノボラック系レジストを用いてエッチングマスク１１５を形成する（図５（ｅ））。
（６）エッチングマスク１１５をマスクとして、誘導結合型プラズマ及びＢＯＳＣＨプロセスを用いた反応性イオンエッチングを行い、シリコンである第２の基板１０６に第２開孔１１６を形成する（不図示）。次に酸素プラズマ処理によりエッチングマスク１１５を除去する（図５（ｆ））。
（７）工程（６）まで加工した第２の基板１０６と同様な処理をした第３の基板１０７を２枚を用意する。次に、表面活性化ウェハ接合装置に前記２枚の基板を、バンプ１１４のある面が向かい合う向きに装填する。次に、画像処理により、第２の基板１０６の垂直型伝送部１０２Ａの中心軸と、第３の基板１０７の垂直型伝送部１０２Ｂの中心軸が一致するように位置アライメントを行う。次に、Ａｒプラズマで両基板のバンプ１１４表面を洗浄・活性化後、直ちに垂直型伝送部１０２の軸方向に圧力換算で約４００ＭＰａ程度の荷重を加えてバンプ１１４を塑性変形させて、第２の基板１０６及び第３の基板１０７を圧着する（図５（ｇ））。この結果、バンプ１１４のうち、垂直型伝送部１０２の軸上にあるものはスペーサの一部１０８Ａとなり、他についてはスペーサ１０８となり、第２の基板１０６と第３の基板１０７がスペーサ１０８を介して積層された積層基板１１７が完成する。
（８）電磁波発信部１０４となる光伝導スイッチを用意する（不図示）。光伝導スイッチ基板は、例えば、ＬＴ−ＧａＡｓエピタキシャル成長層１．５μｍを表面層とする厚さ１００μｍのＧａＡｓ基板である。基板の上面には、０．５μｍのＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ層で、５μｍの間隙１０４Ｃを有するボウタイアンテナ１０４Ａ及び１０４Ｂが形成されている。次に、マイクロピペットとマイクロマニピュレータを使用して、光伝導スイッチ１０４を、積層基板１１７の上面にエポキシ樹脂を介して接着する。この際、間隙１０４Ｃが垂直型伝送部１０２の中心軸上に配置されるように位置合わせを行う。また、同様の方法で、積層基板１１７下面にも電磁波検出部１０５となる光伝導スイッチを接着し、センサ１００が完成する（図５（ｈ））。
上述の製造方法を用いれば、容易かつ歩留まりよくセンサを作製することが可能となる。
【００３６】
（実施例４）検査装置
本発明に係る第４の実施例では、第１の実施例及び第２の実施例にて説明した高周波センサを用いた検体検査装置の例について説明する。図６に本発明に係る第４の実施例である検体検査装置の概念図を示す。また、図７には該検査装置に用いる光学系の一例を示している。
【００３７】
先ず、装置の構成について説明する。図６の通り、検体検査装置１１９は、最小構成単位として、筐体１２０、ユーザインターフェース１２１、スロット１２２及び光学系から構成される。光学系は、図７に示す通り、フェムト秒レーザ源１２３、ビームスプリッタ１２４、時間遅延系１２５、レンズ、センサチップ１２６、ＤＣ電源及び電流計から構成される。
【００３８】
装置の動作について説明する。第１の実施例又は第２の実施例において説明した高周波センサ１００が搭載されたセンサチップ１２６を、検体を充填したのち、スロット１２２から検体検査装置１１９に装着する。装着されたセンサチップ１２６は光学系内で、所定の位置に位置合わせされて固定される。所定の位置とは、具体的には発生部１０４の間隙１０４Ｃに、フェムト秒レーザ源１２３から発振した可視光パルス１２７が照射される位置である。フェムト秒レーザ源１２３から発振された、可視光パルス１２７（波長８００ｎｍ、パルス幅１００ｆｓ）は、ビームスプリッタ１２４を通過することで、２本に分岐される。分岐された一方のパルス１２７Ａは、センサチップ１２６のテラヘルツ発生部１０４上の光伝導スイッチ上の間隙１０４Ｃに照射され、間隙１０４Ｃを光学的にゲートしテラヘルツ波を発生させる。発生したテラヘルツ波は、検体保持部１０３にて検体と相互作用をしながら垂直型伝送部１０２表面を伝播し、検出部１０５に到達する。一方、分岐されたもう一方のパルス１２７Ｂは、時間遅延系を通過後、検出部１０５上の光伝導スイッチ上の間隙に照射される。ここで、検出部１０５に到達したテラヘルツ波が、検出部１０５上の光伝導スイッチの間隙に照射される瞬間に、パルス１２７Ｂを間隙に照射し、電流計にて間隙に流れる光電流を測定することで、テラヘルツ波を検出する。検出したテラヘルツ波から得られる振幅情報及び遅延時間情報の周波数依存性を解析し、物質特有の吸収スペクトルや複素誘電率を求める。その結果を、検査装置内のメモリ部に予め収納してある材料データベースと比較して、検体の同定を行う。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る高周波センサの概念を説明する図。
【図２】本発明に係る第一の実施例を説明する図。
【図３】本発明に係る第２の実施例を説明する図。
【図４】本発明に係る第一の実施例の応用例を説明する図。
【図５】本発明に係る第一の実施例のである高周波センサの作製方法を説明する図。
【図６】本発明に係る第３の実施例である検体検査装置の概念図。
【図７】本発明に係る第３の実施例である検体検査装置に用いる光学系の説明図。
【図８】背景技術を説明する図。
【符号の説明】
【００４０】
１  フェムト秒光パルスソース
２  ＴＨｚ送信機
３  イメージ化光学系
４  物体
５  検出器あるいは検出器アレイ
６  走査遅延部
７  デジタル信号処理ユニット
８  ディスプレイ
１００  センサ
１０１  第１の基板
１０２  電磁波送信部
１０３  検体保持部
１０４  電磁波発信部
１０５  電極検知部
１０６  第２の基板
１０７  第３の基板
１０８  スペーサ
１０９  検体導入部
１１０  検体排出部
１１１  ＧａＡｓ基板
１１２  エッチングマスク
１１３  第１開孔
１１４  バンプ
１１５  エッチングマスク
１１６  第２開孔
１１７  積層基板
１１９  検体検査装置
１２０  筐体
１２１  ユーザインターフェース
１２２  スロット
１２３  フェムト秒レーザ源
１２４  ビームスプリッタ
１２５  時間遅延系
１２６  センサチップ
１２７  可視光パルス
１５２  ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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