物质检测元件制造技术

在支承基板(2)设有贯通孔(3)。板状的梁(4(4A、4B))具有压电元件，该梁(4)从贯通孔(3)的边缘朝向相对的边缘延伸而堵塞贯通孔(3)的局部，对供检测对象的构成物质附着的物质吸附膜进行支承，该梁(4)的振动频率因构成物质附着于物质吸附膜而发生变化。驱动电极(16)用于对压电元件施加电压而使梁(4)产生振动变形。检测电极(17)用于检测与梁(4)的振动频率相关的信息。信息。信息。

【技术实现步骤摘要】
物质检测元件
[0001]本申请是申请日为2018年3月16日、申请号为201880020078.6(国际申请号为PCT/JP2018/010449)、专利技术名称为“物质检测元件”的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种物质检测元件。

技术介绍

[0003]在专利文献1中公开了用于基于在物质吸附或者脱附时产生的振子的共振频率的变化量来识别物质的化学传感器设备。该化学传感器设备具备表示不同物质的脱附吸附特性的多个振子，各个振子具有压电基板。多个振子在被施加交流电压时，因压电基板变形而被励振。通过对共振频率发生变化的振子进行确认，从而能够识别物质。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2009－204584号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]在上述专利文献1所公开的化学传感器设备中，仅是多个振子简单地二维排列在平板上，并不是以使各振子易于吸附空气中所含有的物质的方式进行的高效配置。在这样的结构中，也存在平板自身遮挡气流的流动而导致各振子的吸附物质的吸附效率下降的可能性。
[0009]本专利技术是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供一种能够更有效率地检测物质的物质检测元件。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]为了达到上述目的，本专利技术的物质检测元件包括：
[0012]支承基板，其设有贯通孔；
[0013]板状的梁，其具有压电元件，该梁从所述贯通孔的边缘朝向相对的边缘延伸而堵塞所述贯通孔的局部，对供检测对象的物质附着的物质吸附膜进行支承，该梁的振动频率因所述物质附着于所述物质吸附膜而发生变化；
[0014]驱动电极，其用于对所述压电元件施加电压而使所述梁产生振动变形；以及
[0015]检测电极，其用于检测与所述梁的振动频率相关的信息。
[0016]在该情况下，也可以是，所述梁在至少两个部位处固定于所述贯通孔的边缘。
[0017]也可以是，所述梁由在固定于所述贯通孔的边缘的至少一端设有所述驱动电极的板状的第1梁和在固定于所述贯通孔的边缘的至少一端设有所述检测电极且与所述第1梁交叉的板状的第2梁形成。
[0018]也可以是，在所述第1梁的、固定于贯通孔的边缘的两端设有所述驱动电极，
[0019]在所述第2梁的、固定于贯通孔的边缘的两端设有所述检测电极，
[0020]所述第1梁和所述第2梁在各自的中央处连结在一起。
[0021]也可以是，将所述第1梁与所述第2梁的连结部分的宽度设定为宽于所述第1梁和所述第2梁中的除所述连结部分之外的其他部分的宽度。
[0022]也可以是，将所述第1梁的宽度设定为宽于所述第2梁的宽度。
[0023]也可以是，所述第1梁和所述第2梁正交。
[0024]也可以是，在所述第2梁上形成有将形成于所述第2梁的两端的所述检测电极相互连接在一起的导线，将与一个所述检测电极导通的导线引出到所述第2梁的外部。
[0025]也可以是，将与形成于所述第1梁的两端的所述驱动电极分别导通的导线引出到所述第1梁的外部，并汇集为1根。
[0026]也可以是，在所述支承基板设有多个所述贯通孔，
[0027]针对每个所述贯通孔均设有所述梁，
[0028]所述梁各自支承的物质吸附膜的种类不同。
[0029]专利技术的效果
[0030]根据本专利技术，在含有物质的气体所经过的贯通孔设有物质吸附膜，含有检测对象的物质的气体易于经过物质吸附膜的周围，因此能够更有效率地检测物质。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的实施方式1的物质检测元件的立体图。
[0032]图2是从相反侧观察图1的物质检测元件而观察到的立体图。
[0033]图3是将贯通孔周边局部破坏而进行表示的立体图。
[0034]图4是贯通孔附近的放大立体图。
[0035]图5是贯通孔附近的俯视图。
[0036]图6A是沿长度方向剖切驱动梁而得到的剖视图。
[0037]图6B是沿长度方向剖切检测梁而得到的剖视图。
[0038]图7A是表示驱动梁变形的情形(之1)的图。
[0039]图7B是表示驱动梁变形的情形(之2)的图。
[0040]图8A是表示检测梁变形的情形(之1)的图。
[0041]图8B是表示检测梁变形的情形(之2)的图。
[0042]图9是表示物质检测元件的布线的立体图。
[0043]图10是表示插入于电子设备的物质检测元件的图。
[0044]图11A是表示构成化学物质的构成物质的参照图案(之1)的图。
[0045]图11B是表示构成化学物质的构成物质的参照图案(之2)的图。
[0046]图12是表示气体经过贯通孔的情形的图。
[0047]图13A是表示形成于梁的压电元件的变形例(之1)的图。
[0048]图13B是表示形成于梁的压电元件的变形例(之2)的图。
[0049]图13C是表示形成于梁的压电元件的变形例(之3)的图。
[0050]图14A是表示梁的变形例(之1)的图。
[0051]图14B是表示梁的变形例(之2)的图。
[0052]图14C是表示梁的变形例(之3)的图。
具体实施方式
[0053]以下，详细地说明本专利技术的实施方式。使用作为实现微细加工的半导体制造技术的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)来制造本实施方式的物质检测元件。
[0054]如图1所示，本实施方式的物质检测元件1具备大致矩形平板状的支承基板2。例如利用SOI(Silicon on Insulator)基板来制造支承基板2。SOI基板是具有包括作为埋入氧化膜的BOX层和作为BOX层上的半导体层的硅(SOI)层的层叠构造的半导体基板，是内包有氧化膜的晶圆。
[0055]如图1和图2所示，支承基板2是通过在由树脂形成的基部10层叠由基体晶圆和BOX层形成的Si支承层11而构成的，该BOX层由埋入氧化膜形成。在Si支承层11层叠有作为元件晶圆活性层的Si活性层12(参照图6A、图6B)。
[0056]在支承基板2的基部10的局部设有圆形的开口13，在开口13的部分处，Si支承层11暴露。在该开口13的部分处的Si支承层11和Si活性层12设有7个贯通孔3。贯通孔3为圆形，它们的直径彼此相同。
[0057]如图3和图4所示，在各贯通孔3分别设有板状的一对梁4。一对梁4包括直线板状的驱动梁(第1梁)4A和直线板状的检测梁(第2梁)4B。梁4(驱动梁4A和检测梁4B)分别具有从由Si活性层12形成的边缘朝向相对的边缘延伸的部分。
[0058]驱动梁4A和检测梁4B正交，并在中央处连结在一起。在本实施方式中，驱动梁4A的宽度和检测梁4B的宽度相同。该宽度表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物质检测元件，其中，该物质检测元件包括：支承基板，其设有贯通孔；以及板状的梁，其具有压电元件，该梁从所述贯通孔的边缘朝向相对的边缘延伸而堵塞所述贯通孔的局部，对供检测对象的物质附着的物质吸附膜进行支承，该梁的振动频率因所述物质附着于所述物质吸附膜而发生变化，所述梁具有两端固定于所述贯通孔的边缘且在至少一端设有电极的细长板状的第1梁和两端固定于所述贯通孔的边缘且在至少一端设有电极且与所述第1梁交叉的细长板状的第2梁，设于所述第1梁的电极用于对所述压电元件施加电压而使所述梁产生振动变形，设于所述第2梁的电极用于检测与所述梁的振动频率相关的信息。2.根据权利要求1所述的物质检测元件，其中，设于所述第1梁的电极和设于所述第2梁的电极中的至少一者设于固定于所述贯通孔的边缘的两端。3.根据权利要求1所述的物质检测元件，其中，将所述第1梁与所述第2梁的连结部分的宽度设定为宽于所述第1梁和所述第2梁中的除所述连结部分之外的其他部分的宽度。4.根据权利要求1所述的物质检测元件，其中，将所述第1梁的宽度设定为宽于所述第2梁的宽度。5.根据权利要求1所述的物质检测元件，其中，所述第1梁和所述第2梁正交。6.根据权利要求1所述的物质检测元件，其中，在所述第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：绪方健治，黑木省吾，
申请(专利权)人：第一精工株式会社，
类型：发明
国别省市：