(57)【要約】【課題】微細孔を通過せずに留まる微粒子の数を減らすことができ、検出感度の向上をはかる。【解決手段】検体液中の微粒子を検出するための半導体分析チップであって、半導体基板１０と、半導体基板１０の表面部に、検体液が流入可能に設けられた第１の流路２１と、半導体基板１０の表面部に、検体液又は電解液が流入可能に設けられ、一部が第１の流路２１と隣接又は交差する第２の流路２２と、第１及び第２の流路２１，２２の隣接部又は交差部に設けられ、微粒子が通過可能な微細孔３０と、第１の流路２１内に設けられた第１の電極５１と、第２の流路２２内に設けられた第２の電極５２と、第１の流路２１内で第１の電極２１よりも下流側に設けられた第３の電極５３と、を具備した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体液中の微粒子を検出するための半導体分析チップであって、
半導体基板と、
前記半導体基板の表面部に、前記検体液が流入可能に設けられた第１の流路と、
前記半導体基板の表面部に、前記検体液又は電解液が流入可能に設けられ、一部が前記第１の流路と隣接又は交差する第２の流路と、
前記第１及び第２の流路の隣接部又は交差部に設けられ、前記微粒子が通過可能な微細孔と、
前記第１の流路内に設けられた第１の電極と、
前記第２の流路内に設けられた第２の電極と、
前記第１の流路内で前記第１の電極よりも下流側に設けられた第３の電極と、
を具備したことを特徴とする半導体分析チップ。
【請求項２】
前記第１の流路の前記微細孔よりも下流側に設けられ、所定の配列間隔で敷き詰められた柱状体を、更に有することを特徴とする、請求項１記載の半導体分析チップ。
【請求項３】
前記半導体基板はシリコンであり、前記第１の流路の内壁、前記第２の流路の内壁、及び前記柱状体の表面は酸化シリコンであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体分析チップ。
【請求項４】
前記第１の電極は前記微細孔よりも上流側に設けられ、前記第３の電極は前記微細孔よりも下流側に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の半導体分析チップ。
【請求項５】
前記第１の電極の電位Ｖ１、前記第２の電極の電位Ｖ２、前記第３の電極の電位Ｖ３の関係は、
Ｖ３＜Ｖ１＜Ｖ２
に設定されることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の半導体分析チップ。
【請求項６】
前記第３の電極の下流側に第４の電極を、更に有することを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の半導体分析チップ。
【請求項７】
前記第２の電極の上流側又は下流側に第５の電極を、更に有することを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の半導体分析チップ。
【請求項８】
前記第１及び第２の流路はそれぞれ、液体導入のための液導入用リザーバと液体排出のための液排出用リザーバを有し、
前記第１の電極は前記第１の流路の液導入用リザーバに設けられ、前記第２の電極は前記第２の流路の液導入用リザーバ又は液排出用リザーバに設けられ、前記第３の電極は前記第１の流路の液排出用リザーバ又は前記第１の流路の液排出用リザーバと前記微細孔との間に設けられていることを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載の半導体分析チップ。
【請求項９】
前記第１の流路は前記基板の表面部に設けられた溝型の流路であり、前記第２の流路は前記基板上に設けられた絶縁膜トンネル型の流路であり、前記第１及び第２の流路は一部が交差しており、該交差部に前記微細孔が設けられていることを特徴とする、請求項１〜８の何れかに記載の半導体分析チップ。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかに記載の半導体分析チップを用いた微粒子検査方法であって、
前記第１の流路に前記検体液を流入させ、前記第２の流路に前記検体液又は電解液を流入させ、
前記第１の電極と前記第３の電極との間に電気浸透流を発生させるための電圧を印加することにより、前記第１の流路内の前記検体液の流動を促進すると共に、前記微粒子を上流側から下流側に流し、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加し、前記微粒子が前記微細孔を通過する際の電流の変化を検出することにより、前記微粒子の有無を検査することを特徴とする微粒子検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検体液中の微粒子を検出するための半導体分析チップと、このチップを用いた微粒子検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオ技術やヘルスケアの分野において、マイクロ流路や検出機構などの微小な流体要素を集積化した、半導体分析チップが注目されている。この種のチップでは、流路内に検体液を流し、流路内に設けた微細孔に検体液中の微粒子が通過するときの電気信号の変位を取得することにより、検体液中に含まれる微粒子やバイオポリマを検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−３６６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明が解決しようとする課題は、微細孔を通過せずに留まる微粒子の数を減らすことができ、検出感度の向上をはかり得る半導体分析チップ及び微粒子検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態は、検体液中の微粒子を検出するための半導体分析チップであって、半導体基板と、前記半導体基板の表面部に、前記検体液が流入可能に設けられた第１の流路と、前記半導体基板の表面部に、前記検体液又は電解液が流入可能に設けられ、一部が前記第１の流路と隣接又は交差する第２の流路と、前記第１及び第２の流路の隣接部又は交差部に設けられ、前記微粒子が通過可能な微細孔と、前記第１の流路内に設けられた第１の電極と、前記第２の流路内に設けられた第２の電極と、前記第１の流路内で前記第１の電極よりも下流側に設けられた第３の電極と、を具備している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を示す平面図。
【図２】第１の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を示す斜視図。
【図３】第１の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を示す断面図。
【図４】電気浸透流を説明するための模式図。
【図５】第１の実施形態の変形例を示す断面図。
【図６】第２の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を示す斜視図。
【図７】第２の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を示す断面図。
【図８】第３の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を示す斜視図。
【図９】第３の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を示す断面図。
【図１０】変形例を示す平面図と斜視図。
【図１１】変形例を示す平面図と斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の半導体分析チップを、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１乃至図３は、第１の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を説明するためのもので、図１は平面図、図２は斜視図、図３は図２の矢視Ｉ−Ｉ’断面図である。
【０００９】
図中の１０は半導体基板であり、この基板１０としては、Ｓｉ，Ｇｅ，ＳｉＣ，ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＮなど各種の半導体を用いることができる。以下、半導体基板１０としてＳｉを例として説明を行っていく。
【００１０】
Ｓｉ基板１０の表面部に、検体液を通流させるための第１の流路２１と、電解液を通流させるための第２の流路２２が設けられている。これらの流路２１，２２は、互いに交差配置されている。
【００１１】
第１の流路２１は、Ｓｉ基板１０を例えば５０μｍ幅で２μｍ深さに掘り込んで形成され、上部がシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）やシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、アルミナ膜（Ａｌ2Ｏ3 ）などの絶縁薄膜（例えば厚さ２００ｎｍ）で覆われている。即ち、第１の流路２１の上部に流路キャップ層１２（流路をシールする蓋）が形成され、これにより第１の流路２１は溝型の流路となっている。さらに、第１の流路２１の底面及び側面は、Ｓｉ基板１０を酸化して形成されるシリコン酸化膜１１となっている。
【００１２】
第２の流路２２は、Ｓｉ基板１０の表面及びキャップ層１２を底部とし、上面及び側面を絶縁膜１３で覆うことにより形成された絶縁膜トンネル型の流路となっている。なお、第２の流路２２を作製するには、基板１０上に所望パターンに犠牲層を形成した後、犠牲層を覆うようにシリコン酸化膜等の絶縁膜１３を形成する。その後、犠牲層をアッシングやエッチング等により除去すればよい。
【００１３】
第１及び第２の流路２１，２２の交差部に、微粒子７０が通過可能な微細孔３０が設けられている。微細孔３０の大きさ（直径）は検出する粒子のサイズより僅かに大きいサイズとし、検出する微粒子のサイズが１μｍφの場合、微細孔３０の直径を例えば１．５μｍφとする。
【００１４】
第１の流路２１の液導入側には、検体液の注入を行うための第１の液導入用リザーバ４１ａが形成され、液排出側には、検体液の排出を行うための第１の液排出用リザーバ４２ａが形成されている。第２の流路２１の液導入側には、電解液の注入を行うための第２の液導入用リザーバ４１ｂが形成され、液排出側には、電解液の排出を行うための第２の液排出用リザーバ４２ｂが形成されている。これらの各リザーバー４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂは、Ｓｉ基板１０の表面部を選択エッチングにより、例えば１ｍｍ角の正方形のパターンに２μｍ掘り込むことで形成されている。
【００１５】
リザーバ４１ａ内には第１の電極５１が設けられ、リザーバ４１ｂ内には第２の電極５２が設けられている。これらの電極５１，５２は、微粒子７０を検出するための電極であり、それぞれリザーバ内に少なくとも一部が露出するように形成されている。これらの電極材料としては、検体液接触面がＡｇＣｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｗなどとなるように構成すれば良く、検体液や電解液の種類に応じて適宜選択すれば良い。また、電極は必ずしもリザーバ内に固定されていなくとも良く、それぞれの流路のリザーバーに外部電極を差し込んで、リザーバー内の検体液や電解液と接触させることでも微粒子の検出は可能である。
【００１６】
第１の流路２１の微細孔３０よりも下流側に、第３の電極５３が設けられている。より具体的には第３の電極５３は、後述するピラーアレイ６１よりも下流側で、シリコン酸化膜１１上に設けられている。この第３の電極５３は、第１の電極５１との間に電圧を印加することにより、第１の流路２１内の検体液に電気浸透流を発生させるためのものである。
【００１７】
図４は、ある流路の内面がＳｉＯ2の場合の、流路の流れ方向に沿った断面図である。流路内を検体液や電解液で満たすと、内壁のＳｉＯ2 は負に帯電するため、検体液や電解液内の静電荷が流路壁との界面に集められ、電気二重層が形成される。このとき、流路端の一方にプラス、他方にマイナスの電圧を印加すると、検体液や電解液と流路壁との界面の静電荷がマイナス電位の方向に動き、それに引きずられて検体液や電解液全体が動き出す。即ち、マイナスの電圧をかけた側に向けて、液体の流動が発生する。
【００１８】
第１の流路２１の微細孔３０の下流側に、第１の流路２１の底面からＳｉ基板１０の表面高さまで延在する柱状体（ピラー）を一定の間隔でアレイ形成したピラーアレイ６１が設けられている。ピラーアレイ６１は、検出する微粒子７０を収集、濃縮するコレクタである。このピラーアレイ６１は、微細孔３０の下流側に設けられ、検出する微粒子は通さず、電解液及び検出する粒子よりも小さな粒子は通過させる間隔で形成されている。
【００１９】
例えば、検出粒子サイズが１μｍφの場合、ピラーアレイ６１として１μｍφの円柱構造体又は１辺１μｍの四角柱構造体を、最大間隔が例えば０．９μｍとなるように第１の流路２１を横切る如く並べて形成する。ピラーアレイ６１を設ける段数（列数）は検出微粒子のトラップ効率を考慮して決めれば良く、第１の流路２１を横切るピラーアレイ６１の列を例えば１０段（１０列）設けておくことで、１．０μｍ以上の外径を持つ微粒子をほぼトラップ可能である。
【００２０】
また、第１の流路２１の微細孔３０の上流側に、ピラーアレイ６１よりも大きなピラー間隔のピラーアレイ６２が設けられている。このピラーアレイ６２は、例えば５μｍφ以上の粒子をフィルタリングするためのフィルタとして機能する。この場合、ピラーアレイ６１が巨大粒子で目詰まりすることを防止し易くなり、検体液の遠心分離や予備濾過などの前処理を省略して微粒子の検出作業を簡易化、短縮化することが可能である。
【００２１】
なお、ピラーアレイ６１，６２を形成するには、第１の流路２１を形成する際に、流路２１内に複数の柱状体が残るようにＳｉ基板１０をエッチングする。そして、基板表面の酸化（第１の流路２１の底面及び側面の酸化）と同時に、柱状体を酸化すればよい。
【００２２】
２つの流路２１，２２に検体液や電解液（電解質を溶融させてイオン電流が流れ得る溶液）を充填し、第１及び第２の電極５１，５２に電圧印加して流れる電流（微粒子非通過時の定常電流）、即ち微細孔３０を通るイオン電流は、微細孔３０の開口サイズによって変化する。また、検出する微粒子が微細孔３０を通過する際には、微粒子が微細孔３０の一部を塞いでイオンの通過を阻害するため、その度合いに応じた電流の減少が生じる。但し、微粒子が導電性又は表面準位伝導可能な場合、微粒子がイオン電荷の授受を行って微粒子自体の電気伝導で電流が増加する場合もある。このイオン電流変化は、微細孔３０と微粒子の形状、大きさ、長さなどの相対関係で決定するため、イオン電流の変化量や継時変化などを観測することで、微細孔を通過した微粒子内容を割出すことが可能になる。
【００２３】
第１及び第２の電極５１，５２間に印加する電圧の極性は、検出する微粒子（細菌、ウィルス、標識粒子など）の帯電状況によって異なる。例えば、負に帯電した微粒子の検出を行う場合には、第１の電極５１を負極、第２の電極５２を正極として電圧印加してイオン電流観測を行い、その時の液体内電界により微粒子が移動して微細孔を通過するようにすれば良い。
【００２４】
微細孔３０の開口サイズは、検出する微粒子の通過し易さとイオン電流の変化度合い（感度）を考慮して決めれば良く、例えば検出微粒子外径の１．５倍から５倍以内とする。また、検出する微粒子を分散させる電解液として、例えばＫＣｌ水溶液などの電解液、ＴＥ（Tris Ethylene diamine tetra acetic acid）緩衝溶液やＰＢＳ（Phosphate Buffered Saline）緩衝溶液などの各種緩衝溶液を用いることができる。
【００２５】
本実施形態の半導体分析チップにおいては、微粒子を含む検体液（電解液に検出する微粒子を分散させた懸濁液）を第１の流路２１の液導入用リザーバ４１ａに導入する。これにより、検体液は第１の流路２１内を流動する。一方、第２の流路２２は検出する微粒子の受容流路として用い、第２の流路の液導入用リザーバー４１ｂに微粒子を含まない電解液を導入し、第２の流路２２の内部を電解液で満たしておく。
【００２６】
第１の流路２１内の検体液の流動により微粒子は、第１の流路２１内のナノピラー６１によってせき止められ、やがて微細孔３０を通過する。その際、微細孔３０を介して第１の電極５１と第２の電極５２との間に流れるイオン電流の値が、微細孔３０のサイズと微粒子のサイズに応じて変化するため、微粒子が微細孔３０を通過したことを検出できると同時に微粒子のサイズを判定することができる。
【００２７】
しかしながら、第１の電極５１と第２の電極５２との間に電圧を印加すると、第１の流路２１内で検体液の流動方向とは逆方向の電気浸透流が発生し、微粒子の流動を妨げることがある。また、第１の流路２１と第１の流路２１の液排出リザーバ４２ａの境界において表面張力が働き、第１の流路２１を流動してきた検体液の流動が止まってしまうことがある。
【００２８】
そこで、本実施形態のように第１の流路２１の微細孔３０よりも下流側に第３の電極５３を配置し、第１の電極５１と第３の電極５３との間に適切な電圧を印加することで、第１の流路２１内に検体液の流動方向と同じ方向の電気浸透流を発生させ、微粒子の流動を促すことが可能となる。また、この電気浸透流によって第１の流路２１内の検体液を継続的に流動させることにより、第１の流路２１の液排出用リザーバ４２ａにおいて表面張力が働いても、検体液を液排出用リザーバ４２ａに排出することが可能となる。例えば、第１の流路２１の内壁の材質をＳｉＯ2 とし、微細孔３０における検体液や電解液の電気抵抗が高い場合、第１の電極５１の電位Ｖ１、第３の電極５３の電位Ｖ３の関係をＶ１＞Ｖ３とすることで、このような状況が実現可能である。
【００２９】
また、微粒子の帯電極性がマイナスの場合、微粒子が微細孔３０を通過するためには第１の電極の電位Ｖ１、第２の電極の電位Ｖ２の関係がＶ１＜Ｖ２であることが望ましい。この場合においても、Ｖ３＜Ｖ１＜Ｖ２としておけば、第１の流路２１内の検体液流動を確保しつつ微粒子の微細孔通過を実現することができる。Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の関係は、微粒子の帯電極性やトンネル状流路の材質によって自由に決めることができる。
【００３０】
微粒子検出のシーケンスとして、以下の方法が可能である。即ち、まず第１の流路２１の液導入リザーバ４１ａに検体液を滴下し、第１の流路２１内に検体液を導入し、第１の電極５１と第３の電極５３に電圧を印加して電気浸透流により十分検体液を流動させる。さらに、第２の流路２２内には電解液を充填しておく。これにより、第１の流路２１内のピラーアレイ６１において微粒子が収集される。
【００３１】
次いで、第１の電極５１と第３の電極５３との間の電圧印加を停止した後、第１の電極５１と第２の電極５２に電圧を印加することにより、微粒子が微細孔３０を通過する際のイオン電流変化を計測する。このとき、第１の電極５１と第３の電極５３の間の電圧を停止しておくことにより、第１の電極５１と第２の電極５２の間のイオン電流計測の際のノイズを低減することが可能である。なお、ノイズの影響が問題とならない場合は、第１の電極５１と第３の電極５３との間の電圧を印加したままでも良い。
【００３２】
また、ピラーアレイ６１において微粒子を収集した際、微粒子がピラーアレイ６１に付着して離れなくなり、微細孔３０を通過する微粒子の数が減少してしまうおそれがある。この場合、第１の電極５１と第３の電極５３との間に逆向きの電圧をかけることで、ピラーアレイ６１から微粒子を解離させることが可能であり、微細孔３０を通過する微粒子の数を減じることがなくなり、検出精度を向上させることが可能である。
【００３３】
なお、第１の流路２１と第２の流路２２の両方に検体液を満たして上記検出を行うことも可能である。これは特に、検出する微粒子の帯電状況が不明な場合や、正帯電粒子と負帯電粒子が混在する場合などに用いることができる。また、微粒子の帯電状況が明らかな場合でも、２つの流路に検体液を満たして検出を行うことでも構わない。この場合、検体液と電解液を２種類用意する必要がなくなり、微粒子の検出作業が簡略化できる。
【００３４】
このように、本実施形態の半導体分析チップにおいては、検体液の導入と電気的な観測だけで微粒子検出を行うことができる。このため、細菌やウィルスなどの高感度検出を手軽に実施できるようになり、伝染性病原体や食中毒原因菌の簡易検出などに応用することで、流行性疾病の拡大防止や食の安全確保といった分野に貢献することが可能となる。
【００３５】
これに加え本実施形態では、第３の電極５３と第１の電極５１と間の電圧により電気浸透流を発生させることができるため、第１の流路２１内における検体液の流動をより確実にすることができる。従って、微細孔３０を通過する微粒子の数を減じることがなくなり、検出精度を向上させることが可能となる。
【００３６】
なお、電気浸透流を発生されるための第３の電極５３は、必ずしも第１の流路２１の底面に限るものではなく、図５に示すように、第１の流路２１の天井側の壁面に設けるようにしても良い。さらに、第１の流路２１の液排出用リザーバ４２ａ内に設けるようにしても良い。
【００３７】
（第２の実施形態）
図６及び図７は、第２の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を説明するためのもので、図６は斜視図、図７は図６の矢視II−II’断面図である。なお、図１乃至図３と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３８】
本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異なる点は、第１の流路２１の液排出用リザーバ４２ａ内に第４の電極５４を設けたことにある。この電極５４と第３の電極５３との間に電圧を印加することにより、これらの電極５３，５４間で電気浸透流を発生させることができる。第１の流路２１の内壁が負に帯電する場合、例えば第１の流路２１の内壁の材質をＳｉＯ2 とした場合、第３の電極５３の電位をＶ３、第４の電極５４の電位をＶ４としたとき、Ｖ４＜Ｖ３とすることにより、第３の電極５３から第４の電極５４の方向に電気浸透流を発生させることができる。
【００３９】
また、第１の電極５１と第３の電極５３との間の電圧によっても電気浸透流を発生できるのは、第１の実施形態と同様である。従って、
Ｖ４＜Ｖ３＜Ｖ１＜Ｖ２
とすることにより、第１の流路２１内の検体液の流動をより確実にしながら、微細孔３０を通る微粒子を検出することが可能となる。
【００４０】
従って、第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、微粒子の検出効率の更なる向上をはかることができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
図８及び図９は、第２の実施形態に係わる半導体分析チップの概略構成を説明するためのもので、図８は斜視図、図９は断面図である。なお、図１乃至図３と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。また、図９では、説明を分かり易くするために、第２の流路２２側も流路方向に沿った断面を示している。
【００４２】
本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異なる点は、第２の流路２２の液排出用リザーバ４２ｂ内に第５の電極５５を設けたことにある。この第５の電極５５と第２の電極５２との間に電圧を印加することにより、第２の流路２２内にも電気浸透流を発生させることができる。第２の流路２２の内壁が負に帯電する場合、例えば第２の流路２２の内壁の材質をＳｉＯ2 とした場合、第２の電極５２の電位をＶ２、第５の電極５５の電位をＶ５としたとき、Ｖ２＞Ｖ５とすることにより、第２の電極５２から第５の電極５５の方向に流れる電気浸透流を発生させることができる。
【００４３】
このとき、
Ｖ３＜Ｖ１＜Ｖ５＜Ｖ２
とすることにより、第１の流路２１内の検体液の流動と共に、第２の流路２２内の電解液の流動をより確実にしながら、微細孔３０を通る微粒子を検出することが可能となる。
【００４４】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
第１及び第２の流路は、必ずしも交差する必要はなく、図１０（ａ）に平面図を、図１０（ｂ）に斜視図を示すように、一部が隣接するものであれば良い。この場合、溝型の第１の流路２１と絶縁膜トンネル型の第２の流路２２との隣接部（積層部）に微細孔３０が形成される。また、図１１（ａ）に平面図を、図１１（ｂ）に斜視図を示すように、第１及び第２の流路２１，２２を共に溝型の流路にしても良い。この場合、第１の流路２１と第２の流路２２との隣接部にスリット状の微細孔３０が形成される。
【００４６】
第１の流路２１内で電気浸透流を発生させるための第３の電極５３は、必ずしも微細孔３０の下流側に限るものではなく、第１の電極５１の下流側であればよい。同様に、第２の流路２２内で電気浸透流を発生させるための第５の電極５５は、必ずしも液排出用のリザーバ４２ｂ内に限るものではなく、第２の電極５２の下流側であればよい。
【００４７】
また、実施形態では、流路の内壁が負、微粒子が負に帯電している場合を示したが、これらの帯電状況が異なる場合は、各電極５１〜５５の電位Ｖ１〜Ｖ５を適宜変更すればよい。
【００４８】
例えば、流路の内壁が負で、微粒子が正の場合、
Ｖ４＜Ｖ３＜Ｖ１
Ｖ５＜Ｖ２＜Ｖ１
流路の内壁が正で、微粒子が負の場合、
Ｖ１＜Ｖ３＜Ｖ４
Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ５
流路の内壁が正で、微粒子が正の場合、
Ｖ１＜Ｖ３＜Ｖ４
Ｖ２＜Ｖ５＜Ｖ１
とすれば良い。
【００４９】
また、流路の内壁の材質は、必ずしもシリコン酸化膜に限るものではなく、シリコン窒化膜、その他の絶縁膜を用いることが可能である。流路の内壁の材質として、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの無機材料を用いると、緻密な膜とすることができる。
【００５０】
実施形態のようにシリコン基板を用い、シリコンの酸化によりピラーアレイを形成する場合は、同時に流路の内壁のシリコン酸化膜も容易に形成することができる。シリコン窒化膜を用いた場合は、組成やプロセスを制御することでヤング率の高い膜とすることができ、強度の高い流路を形成できる。さらに、防湿性の高い膜を容易に形成できる。また、流路の内壁として、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜を混合又は積層した構造を採用しても良い。
【００５１】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…Ｓｉ基板（半導体基板）
１１…シリコン酸化膜
１２…シリコン酸化膜（キャップ層）
１３…シリコン酸化膜
２１…第１の流路
２２…第２の流路
３０…微細孔
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ…リザーバ
５１…第１の電極
５２…第２の電極
５３…第３の電極
５４…第４の電極
５５…第５の電極
６１，６２…ピラーアレイ
７０…微粒子
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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