(57)【要約】【課題】測定物の物性を正確に検出することが可能なセンサ装置を提供する。【解決手段】センサＩＣ（１）は、半導体基板（６）と、半導体基板（６）上に配置され、サンプル（９）の物性に応じて発振周波数を変化させる複数の発振器（３１〜３Ｎ）と、発振器（３１）に対して覆設され、発振器（３１）のサンプル（９）による発振周波数の変化を抑制する保護膜（８）とを備える。【選択図】図３
2016180613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板上に配置され、測定物の物性に応じて出力値を変化させる複数のセンサ部と、
上記複数のセンサ部のうちの一部のセンサ部に対して覆設され、該センサ部の上記測定物による上記出力値の変化を抑制する構造体と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
上記構造体は、上記基板に形成された被覆膜であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
上記構造体は、上記基板に形成されたボンディングパッドと、該ボンディングパッドを外部基板に接続するボンディングワイヤとを封止する封止材と同一材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
上記構造体は、上記封止材と一体的に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
上記複数のセンサ部を個別に駆動させる選択回路をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置に関し、より詳細には、測定物の物性を検出するセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各家庭や簡易診断所などで利用される診断ツールには、高速検査、低価格、小型化、および簡便性などが要求される。半導体集積回路により形成されたセンサＩＣは、このような要求性能を満たすことができる可能性がある。
【０００３】
このようなセンサＩＣに関し、特許文献１は、測定物であるサンプルに含まれる磁気粒子の量を測定するための測定システムを開示している。
【０００４】
図７は、特許文献１の一例であるセンサＩＣ１０１を示す平面図である。図７に示すように、センサＩＣ１０１は、半導体基板上に発振器１３１，１３２を備え、発振器１３１，１３２は差動回路（発振器コア）１１１，１１２と、メタル層で形成されるインダクタ１２１，１２２とを備える。
【０００５】
センサＩＣ１０１は、インダクタ１２１，１２２のインダクタンスの変化による発振器１３１，１３２の発振周波数差に基づいて、サンプル１０９に含まれる磁気粒子の量（サンプル１０９の物性）を検出する。
【０００６】
図８は、図７に示したセンサＩＣ１０１へサンプル１０９を供給した状態を示す平面図である。図８に示すように、センサＩＣ１０１では、検出センサである発振器１３１のインダクタ１２１にサンプル１０９が付着し、基準センサである発振器１３２のインダクタ１２２にサンプル１０９が付着しないように、サンプル１０９を選択的に供給する。サンプル１０９の付着により、発振器１３１のインダクタ１２１のインダクタンスが変化するため、発振器１３１の発振周波数と発振器１３２の発振周波数との間に差が生じ、この発振周波数差に基づいてサンプル１０９の物性を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第ＵＳ２００９／０２６７５９６号明細書（２００９年１０月２９日公開）（対応日本出願：特表２０１１−５１３７５５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているセンサＩＣ１０１では、サンプル１０９を供給する際、検出センサである発振器１３１のみならず、基準センサである発振器１３２にもサンプル１０９が付着し得る。発振器１３１と発振器１３２とにサンプル１０９が付着した場合、発振器１３１と発振器１３２との発振周波数差が変動するため、サンプル１０９の物性を正確に検出することができないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るセンサは、上記課題を解決するために、基板と、上記基板上に配置され、測定物の物性に応じて出力値を変化させる複数のセンサ部と、上記複数のセンサ部の一部のセンサ部に対して覆設され、該センサ部の上記測定物による上記出力値の変化を抑制する構造体と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、各センサ部の出力値に基づいて測定物の物性を正確に検出することが可能なセンサ装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係るセンサＩＣの概略構成を示す概略図である。
【図２】図１に示した発振器の概略構成を示す回路図である。
【図３】図２に示したセンサＩＣへサンプルを供給した状態を示す概略図である。
【図４】実施の形態２に係るセンサＩＣの概略構成を示す概略図である。
【図５】図４に示したセンサＩＣへのサンプルの付着を示す概略図である。
【図６】実施の形態３に係るセンサＩＣの概略構成を示す概略図である。
【図７】従来のセンサＩＣの概略構成を示す平面図である。
【図８】図７に示したセンサＩＣへサンプルを供給した状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図６に基づいて本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、実施の形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対配置などはあくまで一実施の形態に過ぎず、これらによって本発明の範囲が限定解釈されるべきではない。
【００１３】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の一実施の形態について、図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（センサＩＣ１の構成）
図１は、本実施の形態に係るセンサＩＣ（センサ装置）１の概略構成を示す概略図であり、図１の（ａ）は、センサＩＣ１の平面の概略構成を示す透視図であり、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡ−Ａ’矢断面図である。
【００１５】
このセンサＩＣ１は、測定物であるサンプル９（図３を参照）を接触させることにより、サンプル９の物性（物理量・物理定数）を検出するものである。
【００１６】
図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、センサＩＣ１は、半導体基板（基板）６、絶縁層７、保護膜（構造体，被覆膜）８、およびＮ個の発振器（センサ部）３１〜３Ｎ（Ｎ：２以上の自然数）を含む。
【００１７】
（半導体基板６）
半導体基板６は、汎用のシリコン基板、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、またはガリウム基板などの基板である。基板としては、半導体基板６に限らず、セラミックス基板、ガラス基板などの絶縁性基板を用いてもよい。
【００１８】
（発振器３１〜３Ｎ）
発振器３１〜３Ｎは、サンプル９の物性（誘電率、透磁率）に応じて、出力する信号の振動周波数（出力値）を変化させるセンサ部である。発振器３１〜３Ｎは、発振器３１〜３Ｎの順に並んで半導体基板６の表面に配置されている。
【００１９】
図２は、図１に示した発振器３１の概略構成を示す回路図である。発振器３１〜３Ｎは同一の構成であるため、以下では発振器３１を例にして説明する。
【００２０】
図２に示すように、発振器３１は、差動回路１１およびインダクタ２１を含む。
【００２１】
差動回路１１は、互いにクロスカップルされたトランジスタＭ１およびトランジスタＭ２を含む。具体的には、トランジスタＭ１のゲートは、トランジスタＭ２のドレインに接続されており、トランジスタＭ２のゲートは、トランジスタＭ１のドレインに接続されている。トランジスタＭ１，Ｍ２は、それぞれソース接地されている。なお、上述の差動回路１１に限らず、適宜別の差動回路を用いてよい。
【００２２】
インダクタ２１は、金属膜（メタル膜）により、差動回路１１の差動間に形成されている。具体的には、インダクタ２１の一端はトランジスタＭ１のドレインおよびトランジスタＭ２のゲートに接続されており、インダクタ２１の他端はトランジスタＭ１のソースおよびトランジスタＭ２のゲートに接続されている。また、インダクタ２１は、インダクタ２１の一端と他端との間で、電源電圧ＶＤＤと接続している。
【００２３】
インダクタ２１が差動回路１１に接続されているので、発振器３１の差動回路１１の発振周波数（出力値）はインダクタ２１のインダクタンスに依存する。故に、差動回路１１の発振周波数の変化を検出することにより、発振器３１をセンサ部として利用することができる。
【００２４】
このような構成の発振器３１〜３Ｎの発振周波数は、一般的に下記の式（１）で表される。
【００２５】
【数１】
2016180613.tif 000003
【００２６】
ｆ：差動回路１１〜１Ｎの発振周波数
Ｌ：インダクタ２１〜２Ｎのインダクタンス
Ｃ：差動回路１１〜１Ｎのキャパシタンス（静電容量）
なお、発振器３１〜３Ｎの動作の詳細については後述する。
【００２７】
（絶縁層７）
絶縁層７は、半導体基板６の表面に形成されるパッシベーション層である。絶縁層７は、発振器３１〜３Ｎを覆っている。これにより、絶縁層７は、半導体基板６の表面および発振器３１〜３Ｎを保護する。
【００２８】
具体的には、絶縁層７は、酸化シリコンＳｉＯ２または窒化シリコンＳｉ３Ｎ４等で形成され、インダクタ２１〜２Ｎを構成する金属膜の腐食を防止する。また、絶縁層７は、センサＩＣ１に付着させるサンプル９によりインダクタ２１〜２Ｎが電気的ショートすることを防止する。
【００２９】
絶縁層７薄いほど、発振器３１〜３Ｎの感受性が高くなる。したがって、絶縁層７は、保護膜８に比べて十分に薄いことが好ましい。
【００３０】
（保護膜８）
保護膜８は、発振器３１に対して覆設され、サンプル９による発振器３１の出力値の変化を抑制する。保護膜８は、絶縁層７を介して半導体基板６の表面に形成されており、発振器３２〜３Ｎのうち発振器３１のみを覆っている。
【００３１】
保護膜８は、絶縁層７に比べて十分に厚く形成されている。そのため、センサＩＣ１にサンプル９が供給された際、発振器３１のインダクタ２１とサンプル９とが、保護膜８の厚みの分だけ空間的に離されるため、後述するように、サンプル９による発振器３１の発振周波数の変化が抑制される。
【００３２】
保護膜８の材料は、サンプル９と化学反応を起こさないものであれば、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁性材料で好適に形成することができる。
【００３３】
（センサＩＣ１の動作）
図３は、図１に示したセンサＩＣ１へサンプル（測定物）９を供給した状態を示す概略図であり、図３の（ａ）は、平面図であり、図３の（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’矢断面図である。
【００３４】
図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、センサＩＣ１は、半導体基板６の表面側にサンプル９を接触させて、サンプル９の物性を検出する。
【００３５】
ここで、発振器３１に対して保護膜８が覆接されているため、発振器３１のインダクタ２１とサンプル９との距離は、発振器３２〜３Ｎのインダクタ２２〜２Ｎとサンプル９との距離に比べて、保護膜８の厚みの分だけ大きくなる。そのため、発振器３１のインダクタ２１は、発振器３２〜３Ｎのインダクタ２２〜２Ｎに比べて、サンプル９の物性による影響を受けにくい。
【００３６】
保護膜８は、サンプル９による発振器３１の発振周波数の変化を抑制可能な程度の厚みを有している。そのため、保護膜８の直下にある発振器３１の発振周波数は、サンプル９の物性による影響を受けないとみなすことができるので、発振器３１が出力する信号の発振周波数は、
【００３７】
【数２】
2016180613.tif 000004
【００３８】
ｆ：差動回路１１の発振周波数
Ｌ：インダクタ２１のインダクタンス
Ｃ：差動回路１１のキャパシタンス（静電容量）
で表すことができ、前述した数１のままである。このように、保護膜８が覆接された発振器３１は、サンプル９の物性の影響を受けない発振周波数の信号を出力する。そのため、センサＩＣ１において、発振器３１を基準センサ（第１センサ部）として機能させることができる。
【００３９】
一方、保護膜８が覆設されていない発振器３２〜３Ｎは、サンプル９の物性（誘電率）による影響を受けるため、インダクタ２２〜２Ｎのインダクタンスの値にΔＬの変化が生じる。そのため、発振器３２〜３Ｎの発振周波数は、下記の式（２）に変化する。
【００４０】
【数３】
2016180613.tif 000005
【００４１】
ｆ＋Δｆ：差動回路１２〜１Ｎの発振周波数
Ｌ＋ΔＬ：インダクタ２２〜２Ｎのインダクタンス
Ｃ：差動回路１２〜１Ｎのキャパシタンス
このように、保護膜８が覆設されていない発振器３２〜３Ｎは、サンプル９の物性に応じて発振周波数の信号を出力する。そのため、センサＩＣ１において、発振器３２〜３Ｎを検出センサ（第２センサ部）として機能させることができる。
【００４２】
発振器３１の出力信号および発振器３２〜３Ｎの出力信号は、図示しない測定回路（算出回路）に送られる。測定回路は、発振器３２〜３Ｎが出力する信号の発振周波数と、発振器３１が出力する信号の発振周波数との変化幅である差分Δｆを算出し、この差分Δｆに基づいてサンプル９の物性を測定する。
【００４３】
発振器３２〜３Ｎが出力する信号の発振周波数と、発振器３１が出力する信号の発振周波数との差分Δｆは、下記の式（３）で表される。
【００４４】
【数４】
2016180613.tif 000006
【００４５】
Δｆ：差動回路１２〜１Ｎの発振周波数と差動回路１１の発振周波数との差分
Ｌ：インダクタ２１のインダクタンス
Ｌ＋ΔＬ：インダクタ２２〜２Ｎのインダクタンス
Ｃ：差動回路１１〜１Ｎのキャパシタンス
前述のとおり、センサＩＣ１では、サンプル９による発振器３１の発振周波数の変化が保護膜８によって抑制されるため、発振器３１の発振周波数は、サンプル９の物性による影響を受けない。そのため、測定回路において、発振器３２〜３Ｎが出力する信号の発振周波数と、発振器３１が出力する信号の発振周波数との差分Δｆを正確に算出することができる。したがって、センサＩＣ１によれば、差分Δｆに基づいて、サンプル９の物性を高精度に測定することが可能となる。
【００４６】
なお、ＩＣ１は、検出センサとして機能する複数の発振器３２〜３Ｎを備えている。この場合、判定回路は、発振器３２〜３Ｎの発振周波数の平均値に基づいて差分Δｆを算出してもよい。これにより、発振器３１の発振周波数と、発振器３２〜３Ｎの発振周波数との差分Δｆをより正確に算出することができる。
【００４７】
また、発振器３２〜３Ｎが出力する信号の発振周波数と、発振器３１が出力する信号の発振周波数との変化幅である差分Δｆに基づいて、サンプル９の物性を測定する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
【００４８】
（センサＩＣ１の効果）
以上のように、本実施の形態に係るセンサＩＣ１は、半導体基板６と、半導体基板６上に配置され、サンプル９の物性に応じて発振周波数を変化させる複数の発振器３１〜３Ｎと、複数の発振器３１〜３Ｎのうちの発振器３１に対して覆設され、発振器３１のサンプル９による発振周波数の変化を抑制する保護膜８とを備える。
【００４９】
センサＩＣ１では、発振器３１に対して保護膜８が覆設されているため、サンプル９による発振器３１の発振周波数の変化が抑制される。そのため、保護膜８が覆設された発振器３１をサンプル９の物性の影響を受けない信号を出力する基準センサとして機能させ、保護膜８が覆設されない発振器３２〜３Ｎをサンプル９の物性に応じた信号を出力する検出センサとして機能させることができる。
【００５０】
したがって、本実施の形態によれば、サンプル９よるによる発振器３１の発振周波数の変化が抑制されるため、各発振器３１〜３Ｎの発振周波数に基づいてサンプル９の物性を正確に検出することが可能なセンサＩＣ１を実現することができる。
【００５１】
〔実施の形態２〕
以下、本発明の他の実施の形態について、図４〜図５に基づいて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００５２】
（センサＩＣ２の構成）
図４は、本実施の形態に係るセンサＩＣ２の概略構成を示す概略図であり、図４の（ａ）は、センサＩＣ２の平面の概略構成を示す透視図であり、図４の（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ’矢断面図である。
【００５３】
図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、センサＩＣ２は、半導体基板６、絶縁層７、封止材（構造体）８０、Ｎ個の発振器３１〜３Ｎ、Ｍ個のボンディングパッド４１〜４Ｍ（Ｍ：２以上の自然数）、およびＭ本のボンディングワイヤ５１〜５Ｍ（Ｍ：２以上の自然数）を含む。
【００５４】
本実施の形態に係るセンサＩＣ２と前述したセンサＩＣ１との主な違いは、センサＩＣ２は、保護膜８に代えて封止材８０を含む点、並びに、Ｍ個のボンディングパッド４１〜４Ｍ、およびＭ本のボンディングワイヤ５１〜５Ｍをさらに含む点である。
【００５５】
（ボンディングパッド４１〜４Ｍ）
ボンディングパッド４１〜４Ｍは、半導体基板６の表面に形成された電極である。ボンディングパッド４１〜４Ｍは、半導体基板６の表面の一辺に沿って並んで配置されている。センサＩＣ２は、ボンディングパッド４１〜４Ｍを介して、外部基板などの外部装置に電気的に接続される。
【００５６】
（ボンディングワイヤ５１〜５Ｍ）
ボンディングワイヤ５１〜５Ｍは、ボンディングパッド４１〜４Ｍを外部基板などの外部装置に接続するものである。各ボンディングワイヤ５１〜５Ｍは、ボンディングパッド４１〜４Ｍごとに接続されている。ボンディングパッド４１〜４Ｍとボンディングワイヤ５１〜５ＭとによってセンサＩＣ２が外部装置に接続されることにより、発振器３１〜３Ｎへの電源電圧の供給、および信号の送受信などが行われる。
【００５７】
（封止材８０）
封止材８０は、ボンディングパッド４１〜４Ｍおよびボンディングワイヤ５１〜５Ｍが外部環境に曝されないように、ボンディングパッド４１〜４Ｍおよびボンディングワイヤ５１〜５Ｍを封止するものである。センサＩＣ２では、封止材８０は、ボンディングパッド４１〜４Ｍ、ボンディングワイヤ５１〜５Ｍ、および発振器３１を一体的に覆うように形成されている。
【００５８】
封止材８０の材料は、サンプル９と化学反応を起こさないものであれば、ボンディングパッド４１〜４Ｍおよびボンディングワイヤ５１〜５Ｍの封止に一般的に用いられる絶縁性材料を使用することができる。
【００５９】
（センサＩＣ２の動作）
図５は、図４に示したセンサＩＣ２へサンプル９を供給した状態を示す概略図であり、図５の（ａ）は、平面図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）のＢ−Ｂ’矢断面図である。
【００６０】
封止材８０は、ボンディングパッド４１〜４Ｍおよびボンディングワイヤ５１〜５Ｍを封止可能であり、かつサンプル９による発振器３１の発振周波数の変化を抑制可能な程度の厚みを有している。故に、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、センサＩＣ２にサンプル９が供給された際、発振器３１のインダクタ２１とサンプル９とが、封止材８０の厚みの分だけ空間的に離されるため、サンプル９による発振器３１の発振周波数の変化を抑制することができる。
【００６１】
そのため、センサＩＣ２では、封止材８０が覆設された発振器３１をサンプル９の物性の影響を受けない信号を出力する基準センサとして機能させ、保護膜８が覆設されない発振器３２〜３Ｎをサンプル９の物性に応じた信号を出力する検出センサとして機能させることができる。
【００６２】
これにより、図示しない測定回路において、発振器３２〜３Ｎが出力する信号の発振周波数と、発振器３１が出力する信号の発振周波数との差分Δｆを正確に算出することができる。したがって、センサＩＣ２によれば、差分Δｆに基づいて、サンプル９の物性を高精度に測定することが可能となる。
【００６３】
（センサＩＣ２の効果）
以上のように、本実施の形態に係るセンサＩＣ２では、封止材８０は、ボンディングパッド４１〜４Ｍ、ボンディングワイヤ５１〜５Ｍ、および発振器３１を一体的に覆うように形成されている。
【００６４】
そのため、発振器３１のインダクタ２１とサンプル９とが、封止材８０の厚みの分だけ空間的に離されるため、サンプル９による発振器３１の発振周波数の変化を抑制することができる。
【００６５】
したがって、センサＩＣ２によれば、封止材８０によってサンプル９による発振器３１の発振周波数の変化が抑制されるため、各発振器３１〜３Ｎの発振周波数に基づいてサンプル９の物性を正確に検出することが可能となる。
【００６６】
また、センサＩＣ２では、封止材８０を本発明に係る構造体として機能させることができるため、構造体の材料および構造体を形成する工程を別途用意することがない。そのため、センサＩＣ２によれば、本発明に係る構造体を封止材の材料を用いて効率的に形成することができる。
【００６７】
〔実施の形態３〕
以下、本発明の他の実施の形態について、図６に基づいて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００６８】
（センサＩＣ３の構成）
図６は、本実施の形態に係るセンサＩＣ３の概略構成を示す平面図である。図６に示すように、センサＩＣ３は、半導体基板６、絶縁層７、保護膜８、Ｎ個の発振器３１〜３Ｎ（Ｎ：２以上の自然数）、およびＮ個の選択回路６１〜６Ｎ（Ｎ：２以上の自然数）を含む。
【００６９】
センサＩＣ３と前述したセンサＩＣ１との主な違いは、センサＩＣ３は、Ｎ個の選択回路６１〜６Ｎをさらに含む点である。
【００７０】
（選択回路６１〜６Ｎ）
選択回路６１〜６Ｎは、選択信号ＣＮＴに応じて、発振器３１〜３Ｎを個別に駆動する。各選択回路６１〜６Ｎは、発振器３１〜３Ｎごとに接続されている。選択信号ＣＮＴは、発振器３１〜３Ｎから駆動する発振器を１つ選択する信号であり、図示しない制御回路から選択回路６１〜６Ｎに供給される。なお、制御回路は、センサＩＣ３の上にあっても、センサＩＣ３の外にあってもよい。
【００７１】
（センサＩＣ３の動作）
センサＩＣ３では、例えば、発振器３１を時間ｘｔ、発振器３２を時間（ｘ＋１）ｔ、発振器３Ｎを時間（ｘ＋Ｎ−１）ｔ（ここでは０＜ｘ≦Ｎ、かつｘは整数）といったように、選択信号ＣＮＴによって選択回路６１〜６Ｎを順次駆動させることで発振器３１〜３Ｎを個別に駆動させる。
【００７２】
このように、発振器３１〜３Ｎを順次駆動させることで、一度に流れるセンサＩＣ３全体の消費電流値を削減することができる。また、発振器３１〜３Ｎが動作しているか否かを制御回路によって把握することによって、各時間においてどの発振器３１〜３Ｎが動作しているかを見分けることができる。
【００７３】
これにより、センサＩＣ３の動作に必要な瞬間電流量を抑制しつつ、各発振器３１〜３Ｎの発振周波数に基づいてサンプル９の物性を正確に検出することが可能となる。
【００７４】
（センサＩＣ３の効果）
以上のように、本実施の形態に係るセンサＩＣ３では、複数の発振器３１〜３Ｎを個別に駆動させる選択回路６１〜６Ｎをさらに備えている。
【００７５】
センサＩＣ３によれば、選択回路６１〜６Ｎが複数の発振器３１〜３Ｎを個別に駆動させるため、一度にすべての発振器３１〜３Ｎを駆動させる場合に比べて、センサＩＣ３の瞬時的な消費電流を削減することができる。
【００７６】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るセンサ装置は、基板と、上記基板上に配置され、測定物の物性に応じて出力値を変化させる複数のセンサ部と、上記複数のセンサ部のうちの一部のセンサ部に対して覆設され、該センサ部の上記測定物による上記出力値の変化を抑制する構造体と、を備えることを特徴としている。
【００７７】
上記構成では、一部のセンサ部に対して上記構造体が覆設されているため、測定物による該一部のセンサ部の出力値の変化が抑制される。そのため、構造体が覆設された一部のセンサ部を測定物の物性の影響を受けない信号を出力する基準センサとして機能させ、構造体が覆設されない他のセンサ部を測定物の物性に応じた信号を出力する検出センサとして機能させることができる。
【００７８】
したがって、上記の構成によれば、測定物による基準センサの出力値の変化が抑制されるため、各センサ部の出力値に基づいて測定物の物性を正確に検出することが可能なセンサ装置を実現することができる。
【００７９】
本発明の態様２に係るセンサ装置では、上記態様１において、上記構造体は、上記基板に形成された被覆膜であってもよい。
【００８０】
上記構成では、基板に形成された被覆膜によって、該被覆膜に覆われた一部のセンサ部と測定物とを空間的に分離されるため、測定物による該一部のセンサ部の出力値の変化が抑制される。
【００８１】
したがって、上記の構成によれば、基板に形成された被覆膜によって測定物によるセンサ部の出力値の変化を抑制することが可能となる。
【００８２】
本発明の態様３に係るセンサ装置では、上記態様１または２において、上記複数のセンサ部は、上記測定物の物性に応じて発振周波数を変化させてもよい。
【００８３】
上記構成によれば、測定物の物性に応じて発振周波数を変化させる発振器をセンサ部として用いて、各発振器から出力される発振周波数に基づいて測定物の物性を検出することが可能となる。
【００８４】
本発明の態様４に係るセンサ装置では、上記態様１〜３の何れかにおいて、上記構造体は、上記基板に形成されたボンディングパッドと、該ボンディングパッドを外部基板に接続するボンディングワイヤとを封止する封止材と同一材料からなっていてもよい。
【００８５】
上記の構成によれば、封止材と同一材料で構造体が形成されるため、構造体の材料を別途用意する必要がないため、測定物によるセンサ部の出力値の変化を抑制する構造体を封止材と同一材料で簡便に形成することができる。
【００８６】
本発明の態様５に係るセンサでは、上記態様４において、上記構造体は、上記封止材と一体的に形成されていてもよい。
【００８７】
上記の構成によれば、構造体を形成する工程を別途用意することなく、封止工程において封止材と構造体とを同時に形成することができるため、測定物によるセンサ部の出力値の変化を抑制する構造体を封止材の材料を用いて効率的に形成することができる。
【００８８】
本発明の態様６に係るセンサでは、上記態様１〜５の何れかにおいて、上記複数のセンサ部を個別に駆動させる選択回路をさらに備えていてもよい。
【００８９】
上記の構成によれば、選択回路は複数のセンサ部を個別に駆動させるため、一度にすべてのセンサ部を駆動させる場合に比べて、センサ装置の瞬時的な消費電流を削減することができる。
【００９０】
本発明の態様７に係るセンサ装置では、上記態様１〜６の何れかにおいて、上記構造体が覆設された上記センサ部である第１センサ部の出力値と、該構造体が覆設されていない上記センサ部である第２センサ部の出力値との差分を算出する算出回路をさらに備えていてもよい。
【００９１】
上記の構成によれば、測定物による第１センサ部の出力値の変化が構造体によって抑制されるため、基準センサとして機能する第１センサ部の出力値と、検出センサとして機能する第２センサ部の出力値との差分を正確に算出することができる。
【００９２】
本発明の態様８に係るセンサ装置では、上記態様７において、複数の上記第２センサ部を備え、上記算出回路は、複数の上記第２センサ部の出力値の平均値に基づいて上記差分を算出してもよい。
【００９３】
上記の構成では、測定部は、第１センサ部の出力値と、複数の第２センサ部の出力値の平均値との差分に基づいて、測定物の物性の検出することが可能となる。
【００９４】
したがって、上記の構成によれば、センサ装置による測定物の物性の検出精度を向上させることができる。
【００９５】
なお、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９６】
〔補足〕
なお、本発明は、以下のように表現することも可能である。すなわち、本発明に係るセンサ装置は、半導体基板上に、複数のセンサ部を有するセンサ回路を備えることで、測定物の物理定数を検知するセンサＩＣであって、上記センサ部のうち少なくとも一つは、上記測定物の影響を受けない構造を有することで基準部となることを特徴としている。
【００９７】
また、本発明に係るセンサ装置では、上記半導体基板表面上にサンプルを接触させても影響を受けない構造は、半導体基板上に形成される保護膜で構成されていてもよい。
【００９８】
また、本発明に係るセンサ装置では、上記半導体基板表面上にサンプルを接触させても影響を受けない構造は、センサＩＣと外部基板との接続に使用するボンディングワイヤを封止する封止材と同一の構成であってもよい。
【００９９】
また、本発明に係るセンサ装置では、上記封止材は、上記ボンディングワイヤを接続するボンディングパッドおよび上記基準部を一体化するように形成してもよい。
【０１００】
また、本発明に係るセンサ装置では、上記複数のセンサ部を選択する選択回路を備え、少なくとも一つの上記基準部と、半導体基板表面上にサンプルを接触させた影響を検知するセンサ部とを切り替えて選択的に駆動することで、それぞれの差分を検知する構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、測定物の物性を検出するセンサ装置、特にセンサＩＣなどの集積回路に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１，２，３  センサＩＣ（センサ装置）
６  半導体基板（基板）
７  絶縁層
８  保護膜（構造体，被覆膜）
９  サンプル（測定物）
１１〜１Ｎ  差動回路（Ｎ：２以上の自然数）
２１〜２Ｎ  インダクタ（Ｎ：２以上の自然数）
３１  発振器（センサ部，第１センサ部）
３２〜３Ｎ  発振器（センサ部，第２センサ部）（Ｎ：２以上の自然数）
４１〜４Ｍ  ボンディングパッド（Ｍ：２以上の自然数）
５２〜５Ｍ  ボンディングワイヤ（Ｍ：２以上の自然数）
６１〜６Ｎ  選択回路（Ｎ：２以上の自然数）
８０  封止材（構造体）
ＣＮＴ  選択信号
Ｍ１，Ｍ２  トランジスタ
ＶＤＤ  電源電圧
【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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