制造传感器装置的方法和传感器装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年4月26日递交的日本专利申请No.2019-86563的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及制造传感器装置的方法以及传感器装置。

背景技术

已知的表面声波装置具有生成表面声波的电极被膜覆盖的配置(参见例如PTL1)。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本未审专利申请公开No.2017-28543。

发明内容

根据本公开的实施例的一种传感器装置，包括：基板，具有基板表面；第一IDT电极，设置在基板表面上；第二IDT电极，设置在基板表面上；波导；以及保护膜。波导设置在基板表面上并且在第一IDT电极与第二IDT电极之间。波导包括设置在基板表面上的第一固定层和设置在第一固定层上的第二固定层。当从平面图观察时，第二固定层设置在第一固定层的外边缘的内部。

根据本公开的实施例的一种制造传感器装置的方法，包括：在基板上形成金属层的步骤。该方法包括：去除金属层的一部分以形成第一IDT电极、第二IDT电极、以及设置在第一IDT电极与第二IDT电极之间的第一固定层的步骤。该方法包括：形成覆盖第一IDT电极、第二IDT电极和第一固定层的保护膜的步骤。该方法包括：去除保护膜的一部分以暴露第一固定层的至少一部分的步骤。该方法包括：在第一固定层的所暴露的表面的至少一部分上形成第二固定层的步骤。

附图说明

图1是根据实施例的传感器装置的示意图。

图2是根据实施例的传感器装置的平面图。

图3是沿图2的线A-A截取的截面图。

图4是由图3中的双点划线围绕的区域的放大图。

图5是已经执行了制造传感器装置的方法的第一步骤的基板的截面图。

图6是已经执行了制造传感器装置的方法的第二步骤的基板的平面图。

图7是沿图6中的线B-B截取的截面图。

图8是已经执行了制造传感器装置的方法的第三步骤的基板的截面图。

图9是已经执行了制造传感器装置的方法的第四步骤的基板的平面图。

图10是沿图9中的线C-C截取的截面图。

图11是示出了第二固定层也被定位在保护膜的上侧上的配置的示例的截面图。

图12是沿图11中的线D-D截取的截面图。

图13是示出了波导包括第三固定层的配置的示例的截面图。

图14是示出了第一IDT电极、第二IDT电极和波导彼此分开的配置的示例的截面图。

具体实施方式

表面声波装置通过检测表面声波的传播状态来检测关于波导的状态的改变。需要提高检测关于波导的状态的改变的精度。

根据本公开的实施例的传感器装置1(参见图1)和制造传感器装置1的方法可以提高检测波导的表面状态的精度。

如图1所示，根据实施例的传感器装置1包括基板10、第一IDT(叉指换能器)电极11、第二IDT电极12和波导20。传感器装置1用作SAW传感器，其可以检测表面声波(SAW)70的传播特性的改变。传感器装置1向第一IDT电极11输入交流电信号。第一IDT电极11基于输入电信号沿基板10的表面生成SAW 70。SAW 70从第一IDT电极11向第二IDT电极12传播。从第一IDT电极11向第二IDT电极12的传播路径包括基板10的表面和设置在基板10的表面上的波导20。也就是说，SAW 70经由基板10和波导20从第一IDT电极11向第二IDT电极12传播。第二IDT电极12基于从第一IDT电极11传播的SAW 70输出电信号。电信号可以包括电压信号或电流信号。可以说成第一IDT电极11朝向波导20和第二IDT电极12发送SAW70。可以说成第二IDT电极12从第一IDT电极11和波导20接收SAW70。

SAW 70以预定的传播特性传播。SAW 70的传播特性基于传播路径的状态来确定。传感器装置1可以通过检测SAW 70的传播特性的改变来检测传播路径的状态的改变。传播特性包括例如传播速度。传感器装置1可以根据输入到第一IDT电极11的电信号与从第二IDT电极12输出的电信号之间的相位差的改变，来检测传播速度的改变。输入到第一IDT电极11的电信号也被称为“输入信号”。从第二IDT电极12输出的电信号也被称为“输出信号”。也就是说，传感器装置1可以基于输入信号与输出信号之间的相位差的改变来检测传播路径的状态的改变。

在根据本实施例的传感器装置1中，SAW 70通过波导20从第一IDT电极11传播到第二IDT电极12。因此，基于波导20的状态来确定SAW 70的传播路径的状态。

波导20的状态可以例如由诸如以下参数指定：波导20的表面上或表面附近的质量；或表面上或表面附近存在的物质的密度、粘度等。质量、密度、粘度等可以对SAW 70的传播特性施加影响。

当传感器装置1检测到输入信号与输出信号之间的相位差的改变时，传感器装置1可以基于检测结果计算波导20的表面附近的状态的改变。例如，当波导20的表面附近的质量的改变导致SAW 70的传播特性的改变并导致输入信号与输出信号之间的相位差的改变时，传感器装置1可以计算波导20的表面附近的质量的改变。在这种情况下，可以预先准备指定相位差的改变量与波导20的表面附近的质量的改变量之间的关系的校准曲线。传感器装置1可以基于校准曲线将相位差的改变量转换成波导20的表面附近的质量的改变量等。

图1所示的传感器装置1包括第一通道，该第一通道包括成对的第一IDT电极11-1和第二IDT电极12-1以及波导20-1。图1所示的传感器装置1包括第二通道，该第二通道包括成对的第一IDT电极11-2和第二IDT电极12-2以及波导20-2。传感器装置1的通道的数量不限于两个，并且可以是一个或三个或更多个。

传感器装置1检测第一通道和第二通道中的每一个通道中的输入信号与输出信号之间的相位差。在第一通道和第二通道中检测到的相位差将被分别称为“第一相位差”和“第二相位差”。输入信号与输出信号之间的相位差基于SAW 70的传播速度和从第一IDT电极11到第二IDT电极12的距离。如果SAW 70在第一通道和第二通道中的传播速度相同，则第一相位差等于第二相位差。如果SAW 70在第一通道和第二通道中的传播速度不同，则第一相位差和第二相位差彼此不同，除非SAW 70的传播时间与SAW 70的周期的整数倍一致。

第二通道的波导20-2包括其表面上的抗体。抗体与要检测的特定抗原61反应。未与抗原61反应的抗体被称为“未反应抗体51”。已与抗原61反应的抗体被称为“已反应抗体52”。假设第二通道的波导20在其表面上包括未反应抗体51和已反应抗体52。第二通道的波导20的已反应抗体52可以由波导20的表面上最初存在的未反应抗体51与引入到波导20的样本60中所包括的抗原61之间的反应而生成。另一方面，假设第一通道的波导20-1在其表面上不包括抗原。

已反应抗体52已结合到抗原61。因为已反应抗体52已结合抗原61，所以波导20的表面附近的质量比未反应抗体51的质量多出了已与已反应抗体52反应的抗原61的量。因此，由于已反应抗体52与波导20-2中包括的抗体的比例增大，第二通道的波导20-2的表面附近的质量增大。也就是说，第二通道的传播路径的状态根据已反应抗体52的比例的改变而改变。

抗体可以被替换为适配体。适配体包括专门结合到要检测的特定分子的核酸分子、肽等。当波导20在其表面上包括适配体时，波导20的表面附近的质量随着适配体结合到特定分子而增大。抗体可以被替换为酶。因为酶与特定分子形成复合物，所以质量增大。代替这些示例，抗体可以不被替换为可以与要检测的物质反应或可以结合到要检测的物质的另一成分(element)。具有可以与检测目标物质反应或结合的成分(例如抗体)的波导20也被称为“反应单元”。

传感器装置1的第一通道允许SAW 70通过波导20传播并且检测第一相位差。第一相位差被用作由传感器装置1检测到的相位差的参考值。传感器装置1的第二通道允许SAW70通过包括未反应抗体51或已反应抗体52的波导20传播并且检测第二相位差。第二相位差由已反应抗体52与波导20中所包括的抗体的比例来确定。传感器装置1可以通过将第一相位差用作参考值来校正第二相位差的检测的结果。传感器装置1可以基于第二相位差的检测的结果来计算由第二通道的波导20-2的抗体结合的抗原61的量。可以预先准备指定第二相位差的改变量与抗原61的量之间的关系的校准曲线。传感器装置1可以基于校准曲线将第二相位差的改变量转换成抗原61的量、浓度、密度等。因此，传感器装置1可以检测样本60中包括的检测目标。

样本60可以包括例如人血、尿液、唾液等。样本60不限于此，并且可以包括任何适当的化学物质。在将样本60引入到传感器装置1的通道之前，可以对样本60进行预处理。

未反应抗体51结合到抗原61以成为已反应抗体52的反应以预定的反应速度进行。因此，根据在将样本60引入到通道之后所经过的时间，已反应抗体52与波导20中所包括的抗体的比例增大，并且可以逐渐接近抗原浓度的比例。因此，传感器装置1在通道中检测到的相位差根据经过的时间而改变，并且可以逐渐接近所预定的相位差。当抗原61与未反应抗体51之间的反应几乎结束时，波导20中包括的抗体中的已反应抗体52的量可以饱和。传感器装置1可以基于自从将样本60引入到通道在经过充分长的时间之后所检测到的相位差，来计算抗原61的量。

传感器装置1可以检测从向第一IDT电极11输入电信号到由第二IDT电极12检测电信号的时间段。传感器装置1可以通过基于从输入电信号到检测电信号的时间段和电极之间的距离计算传播速度而检测传播速度的改变，来检测波导20的表面附近的状态的改变。要注意，传感器装置1可以检测作为传播特性的SAW 70的幅度的改变或多个特性。

将参考图2、图3和图4更详细地描述传感器装置1的每个元件。如上所述，传感器装置1包括基板10、第一IDT电极11、第二IDT电极12和波导20。传感器装置1还包括保护膜30。

基板10具有基板表面10a。假设基板10是石英基板。然而，基板10不限于此，并且可以由导致压电现象的诸如压电陶瓷之类的另一种材料制成。

第一IDT电极11和第二IDT电极12设置在基板表面10a上。第一IDT电极11和第二IDT电极12可以由诸如金(Au)或铝(Al)等金属制成。代替金(Au)或铝(Al)，第一IDT电极11和第二IDT电极12可以由诸如铝(Al)和铜(Cu)的合金(AlCu)之类的任何其他适当的材料制成。

第一IDT电极11和第二IDT电极12可以具有第一IDT电极11和第二IDT电极12与基板表面10a之间的基板侧紧密接触层15。第一IDT电极11和第二IDT电极12可以具有保护膜30与第一IDT电极11和第二IDT电极12的同面对基板表面10a的一侧相对的一侧的表面之间的保护膜侧紧密接触层17。基板侧紧密接触层15和保护膜侧紧密接触层17可以由例如钛(Ti)、铬(Cr)等制成，并且可以由代替这些材料的任何其他适当的材料制成。基板侧紧密接触层15和保护膜侧紧密接触层17可以由不同的材料制成。

第一IDT电极11包括要对施加电压的第一参考电极11G和第一信号电极11A。传感器装置1通过在第一参考电极11G与第一信号电极11A之间施加电压信号，来在第一IDT电极11中生成SAW 70。第一参考电极11G可以连接到接地点。SAW 70在第一参考电极11G与第一信号电极11A之间生成。第一参考电极11G与第一信号电极11A之间的距离由W1表示。在由W1表示的长度的范围内，SAW 70具有比其他范围内的能量更高的能量。

第二IDT电极12包括要施加电压的第二参考电极12G和第二信号电极12A。传感器装置1通过使用第二参考电极12G和第二信号电极12A来检测由所传播的SAW 70产生的电信号。第二参考电极12G可以连接到接地点。SAW 70在第二参考电极12G和第二信号电极12A之间传播。第二参考电极12G与第二信号电极12A之间的距离由W2表示。传播到由W2表示的长度的范围的SAW 70在第二IDT电极12中生成的电信号大于由传播到其他范围的SAW 70生成的电信号。也就是说，第二IDT电极12可以高效地检测在由W2表示的范围内的SAW 70。

波导20设置在基板表面10a上并且在第一IDT电极11与第二IDT电极12之间。波导20包括第一固定层21和第二固定层22。

第一固定层21设置在基板表面10a上。认为第一固定层21、第一参考电极11G和第二参考电极12G一体地形成，但是为了便于描述在图2和图3中将它们分开。在以下其他附图中，认为第一固定层21、第一参考电极11G和第二参考电极12G一体地形成，即使它们在下文被描述为好像是分开的。为了便于描述，第一固定层21、第一参考电极11G和第二参考电极12G可以被视为独立的元件，但是在其描述中未将它们分开。当第一固定层21与第一参考电极11G和第二参考电极12G一体地形成时，第一固定层21由与第一参考电极11G和第二参考电极12G的材料相同的材料制成。第一固定层21可以由例如金(Au)制成。波导20与样本60进行接触。代替金(Au)，第一固定层21可以由对与样本60的接触具有抗氧化性和抗腐蚀性的另一种材料制成。当第一固定层21与第一参考电极11G和第二参考电极12G一体地形成时，波导20的电势与第一参考电极11G和第二参考电极12G的电势相同。

第一固定层21可以形成为与第一参考电极11G和第二参考电极12G分开预定距离的独立的构件。当第一固定层21形成为与第一参考电极11G和第二参考电极12G分开的独立的构件时，第一固定层21可以由与第一参考电极11G和第二参考电极12G的材料相同或不同的材料制成。第一固定层21可以由例如金(Au)或对与样本60的接触具有抗氧化性和抗腐蚀性的另一种材料制成。当第一固定层21与第一参考电极11G和第二参考电极12G一体地形成时，波导20的电势可以与第一参考电极11G和第二参考电极12G中的至少一个的电势相同。波导20的电势可以是浮置电势。

第一固定层21可以具有第一固定层21与基板表面10a之间的基板侧紧密接触层15。第一固定层21的基板侧紧密接触层15可以与第一IDT电极11和第二IDT电极12的基板侧紧密接触层15一体地形成或分开。

第一固定层21具有在与面向基板表面10a的一侧相对的一侧的上表面。第一固定层21的上表面可以包括锥化(tapering)表面21a、凹陷表面21b和覆盖表面21c。第一固定层21可以具有覆盖表面21c与保护膜30之间的保护膜侧紧密接触层17。从基板表面10a观察，凹陷表面21b的高度小于或等于覆盖表面21c的高度。锥化表面21a设置在凹陷表面21b与覆盖表面21c之间，并且相对于基板表面10a以预定的角度倾斜。

第二固定层22具有上表面22a，并且设置在第一固定层21的上表面上。在基板10的平面图中，第二固定层22可以设置在第一固定层21的上表面的外边缘的内部。第二固定层22可以具有在面向基板表面10a的一侧的接触表面22b。接触表面22b可以与第一固定层21的上表面的一部分直接接触。如下面所述，当第三固定层23设置在第一固定层21与第二固定层22之间时，接触表面22b可以经由第三固定层23与第一固定层21的上表面的一部分接触。换言之，接触表面22b可以经由第三固定层23面向第一固定层21的上表面的一部分，同时与第三固定层23接触。在基板10的平面图中，接触表面22b可以设置在第一固定层21的上表面的外边缘的内部。第二固定层22可以设置在凹陷表面21b的范围内。也就是说，第二固定层22可以设置为不与锥化表面21a重叠。第二固定层22的一部分可以设置在锥化表面21a上。第二固定层22可以设置为覆盖第一固定层21的上表面的一半或更多。如下面所述，波导20可以包括第一固定层21与第二固定层22之间的第三固定层23(参见图13)。当波导20不包括第三固定层23时，第一固定层21和第二固定层22可以通过使用任何适当的分析方法来彼此区分。作为分析方法，例如，可以使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等，或者可以使用另一种方法。

第二固定层22可以由例如金(Au)制成。代替金(Au)，第二固定层22可以由对与样本60的接触具有抗氧化性和抗腐蚀性的另一种材料制成。第二固定层22可以由与第一固定层21的材料相同的材料或与第一固定层21的材料不同的材料制成。第二固定层22的上表面22a的表面粗糙度可以与第一固定层21的上表面的表面粗糙度不同。第二固定层22的上表面22a的表面粗糙度可以小于第一固定层21的上表面的表面粗糙度。第二固定层22的厚度可以与第一固定层21的厚度的不同。第二固定层22的厚度可以小于第一固定层21的厚度。

保护膜30覆盖基板表面10a、第一IDT电极11、第二IDT电极12和第一固定层21的覆盖表面21c。保护膜30覆盖分别靠近第一IDT电极11和第二IDT电极12设置的覆盖表面21c。也就是说，保护膜30覆盖波导20的分别靠近第一IDT电极11和第二IDT电极12的端部。

保护膜30可以是TEOS氧化物膜。TEOS氧化物膜是通过使用将原硅酸四乙酯用作材料气体的等离子体化学气相沉积(CVD)方法形成的氧化硅膜。保护膜30不限于TEOS氧化物膜并且可以由另一种绝缘材料制成。保护膜30包括与基板表面10a相交的侧壁30a。侧壁30a限定保护膜30的开口。第一固定层21的锥化表面21a和凹陷表面21b以及第二固定层22设置在保护膜30的开口中。也就是说，保护膜30不覆盖第一固定层21的锥化表面21a和凹陷表面21b以及第二固定层22的上表面22a。

传感器装置1在第二固定层22的上表面22a上包括未反应抗体51，以检测抗原61。传感器装置1可以在第二固定层22的上表面22a上包括可以与检测目标物质反应或可以结合到检测目标物质的另一成分，例如适配体或酶。

需要传感器装置1以高精度检测第二固定层22的上表面22a附近的状态的改变。SAW 70在包括第二固定层22的上表面22a附近的区域中传播。由于在第二固定层22中传播的SAW 70的大量的能量分布在上表面22a附近，因此SAW 70的传播特性与第二固定层22的上表面22a附近的状态的改变之间的相关性变得更强。

如图4所示，波导20在其上表面中包括第一固定层21的由保护膜30覆盖的覆盖表面21c。包括第一固定层21的覆盖表面21c的至少一部分的区域也被称为“第一区域”并且由A1表示。波导20在其上表面中包括第二固定层22的未被保护膜30覆盖的上表面22a。包括第二固定层22的上表面22a的至少一部分的区域也被称为“第二区域”并且由A2表示。波导20在其上表面中包括第一固定层21的锥化表面21a和未设置第二固定层22的凹陷表面21b。包括第一固定层21的锥化表面21a的至少一部分和未设置第二固定层22的凹陷表面21b的至少一部分的区域也被称为“第三区域”并且由A3表示。

SAW 70在波导20的上表面附近传播。从基板表面10a观察，第三区域的高度小于第一区域的高度。

SAW 70在波导20中的传播特性基于第一固定层21的传播特性和第二固定层22的传播特性。由于第一固定层21和第二固定层22的厚度变得更大，因此第一固定层21和第二固定层22对SAW 70在波导20中的传播特性施加更大的影响。也就是说，可以通过控制上述厚度来控制传感器装置1的灵敏度。从基板表面10a观察，第三区域的高度小于第二区域的高度。

SAW 70的能量可以集中在第二固定层22的表面的附近。第二固定层22在与SAW 70的传播方向相交的方向上的尺寸由图2中的W3表示。W3的长度大于或等于W1和W2。如果W3比W1和W2短，则在从第一IDT电极11向第二IDT电极12传播的SAW 70的能量中，传播到第二固定层22的外部的SAW 70的能量的比例增大。由于传播到第二固定层22的外部的SAW 70的能量的比例增大，因此检测第二固定层22的表面附近的状态的改变的灵敏度下降。当W3的长度大于或等于W1和W2时，传播到第二固定层22的外部的SAW 70的能量的比例可以减小。在这种情况下，检测第二固定层22的表面附近的状态的改变的灵敏度可以提高。当W3的长度大于或等于W1和W2时，SAW 70可以高效地从第一IDT电极11向第二固定层22传播。

第一IDT电极11的第一参考电极11G和第一信号电极11A在平面图中均为梳状。在图2所示的传感器装置1中，第一参考电极11G和第一信号电极11A各自包括两个梳齿。然而，电极11G和电极11A各自可以包括一个梳齿或三个或更多个梳齿。第一参考电极11G和第一信号电极11A在从波导20向第一IDT电极11的方向上交替地布置。各自由一个第一参考电极11G和一个第一信号电极11A组成的对以第一间距布置。如上所述，第一IDT电极11基于输入到第一参考电极11G和第一信号电极11A的电信号，沿基板10的表面生成SAW 70。由第一IDT电极11生成的SAW 70的波长与第一间距相对应。

第二IDT电极12的第二参考电极12G和第二信号电极12A在平面图中各自为梳状。在图2所示的传感器装置1中，第二参考电极12G和第二信号电极12A各自包括两个梳齿。然而，电极12G和电极12A各自可以包括一个梳齿或三个或更多个梳齿。第二参考电极12G和第二信号电极12A在从波导20向第二IDT电极12的方向上交替地布置。各自由一个第二参考电极12G和一个第二信号电极12A组成的对以第二间距布置。如上所述，第二IDT电极12基于从第一IDT电极11通过波导20传播的SAW 70将电信号输出给第二参考电极12G和第二信号电极12A。随着SAW 70的波长变得更靠近第二间距，SAW 70通过第二IDT电极12转换成电信号的效率增大。换言之，随着第一间距与第二间距之间的差变得更小，SAW 70通过第二IDT电极12转换成电信号的效率增大。在本实施例中，传感器装置1以第一间距和第二间距一致的方式进行配置。

<制造SAW传感器的方法>

将参考图2至图10描述制造传感器装置1的方法。

在第一步骤中，在基板10的基板表面10a上形成基板侧紧密接触层15、金属层16和保护膜侧紧密接触层17。作为执行第一步骤的结果，基板10如图5所示地进行配置。假设基板侧紧密接触层15和保护膜侧紧密接触层17由钛(Ti)制成。假设金属层16由金(Au)制成。

在第二步骤中，形成第一参考电极11G和第一信号电极11A、第二参考电极12G和第二信号电极12A、以及构成波导20的第一固定层21。第一参考电极11G和第一信号电极11A构成第一IDT电极11。第二参考电极12G和第二信号电极12A构成第二IDT电极12。作为执行第二步骤的结果，基板10如图6和图7所示地进行配置。

第一参考电极11G、第一信号电极11A、第二参考电极12G、第二信号电极12A和第一固定层21可以通过使用任何适当的处理技术形成。例如，可以使用基于具有期望图案的掩模的蚀刻。掩模可以例如通过光刻来形成。可以使用抗蚀树脂等作为掩模。蚀刻可以包括湿蚀刻或干蚀刻。湿蚀刻可以包括在酸溶液、碱溶液等中溶解材料的步骤。干蚀刻可以包括通过使用等离子体(例如，反应离子蚀刻(RIE)或溅射蚀刻)去除材料的步骤。

第一步骤和第二步骤可以替换为在图案化状态下在基板表面10a上形成第一IDT电极11、第二IDT电极12和第一固定层21的步骤。在图案化状态下形成这些的步骤可以例如通过以下实现：在被由金属制成的硬掩模、抗蚀树脂掩模等覆盖的状态下形成基板侧紧密接触层15、金属层16和保护膜侧紧密接触层17。

在第一步骤和第二步骤中，同时形成第一IDT电极11、第二IDT电极12和第一固定层21。形成第一IDT电极11和第二IDT电极12的步骤和形成第一固定层21的步骤可以分为独立的步骤。当步骤被分开时，可以首先执行步骤中的任一步骤。当同时形成第一IDT电极11、第二IDT电极12和第一固定层21时，第一固定层21相对于第一IDT电极11和第二IDT电极12的位置可以以高精度进行控制。当使SAW70经由波导20从第一IDT电极11向第二IDT电极12传播时，从第一IDT电极11和第二IDT电极12到第一固定层21的距离很重要。通过本步骤，因为第一固定层21相对于第一IDT电极11和第二IDT电极12的位置以高精度进行控制，所以可以提高距离的精度并且提高测量精度。

在第三步骤中，形成用于覆盖在基板表面10a上形成的元件的保护膜30。作为执行第三步骤的结果，基板10如图8所示地进行配置。假设保护膜30是TEOS氧化物膜。

在第四步骤中，去除保护膜30的一部分。作为执行第四步骤的结果，基板10如图9和图10所示地进行配置。去除保护膜30以暴露第一固定层21的至少一部分，同时使第一IDT电极11和第二IDT电极12被覆盖。因为去除了保护膜30的一部分，所以在保护膜30中形成由侧壁30a围绕的开口。可以说成第一固定层21在开口中暴露。可以例如通过基于具有开口图案的掩模进行蚀刻，来去除保护膜30。可以通过使用任何适当的方法执行蚀刻。

假设通过诸如干蚀刻或湿蚀刻等的蚀刻来形成保护膜30中的开口。在本实施例中，假设通过例如包括溅射的干蚀刻(例如，RIE)来形成开口。溅射可以形成第一固定层21的锥化表面21a和凹陷表面21b，同时形成保护膜30的开口。第一固定层21的锥化表面21a和凹陷表面21b被称为第一固定层21的“暴露表面”。

在第五步骤中，形成第二固定层22。作为执行第五步骤的结果，基板10如图2和图3所示地进行配置。可以以通过例如在被硬掩模覆盖的状态下形成的期望图案形成第二固定层22。在第二固定层22在被掩模覆盖的状态下进行图案化的情况下，与通过蚀刻对固定层进行图案化的情况相比，使第二固定层22在被图案化之后的状态与紧接在被形成之后的状态保持相同变得更容易。也就是说，与通过蚀刻而执行图案化相比，通过在经掩模的状态下形成层而执行的图案化不太可能对第二固定层22施加影响。即，第二固定层22的表面比第一固定层21的表面更规整，并且在第二固定层22的表面上比在第一固定层21的表面上更容易固定抗体。

因为第二固定层22的厚度增大，所以包括第一固定层21和第二固定层22的波导20的厚度增大。波导20的厚度对传感器装置1的灵敏度施加影响。通过在与形成第一固定层21的步骤不同的步骤中形成第二固定层22，控制波导20的厚度变得更容易。因此，控制传感器装置1的灵敏度变得更容易。

在第六步骤中，与检测目标反应的诸如抗体、适配体或酶等物质被固定在第二固定层22的上表面22a上。在本实施例中，假设未反应抗体51(参见图1)被固定在第二固定层22的上表面22a上。即，未反应抗体51被固定在波导20的上表面上。当第二固定层22由金(Au)制成时，可以例如基于作为金(Au)和二价硫(S)之间的键的金硫醇键(gold thiolbond)在第二固定层22的表面上形成抗体。在这种情况下，在第二固定层22的表面上形成聚合物膜，并且可以通过在聚合物膜中使用适当的缩合剂(例如，EDC/NHS试剂)而胺偶联，来使抗体结合到聚合物。抗体可以通过结合到聚合物膜而固定在第二固定层22上。第二固定层22的上表面22a的状态可以对抗体的固定施加影响。例如，诸如上表面22a的组分和表面粗糙度等的表面状态可以对抗体是否可以容易地固定在上表面22a上施加影响。

第二固定层22的状态可以对抗体固定到上表面施加影响。为了以高精度控制传感器装置1的灵敏度，需要控制要固定未反应抗体51的第二固定层22的状态。

如果未形成第二固定层22，则未反应抗体51固定在第一固定层21的凹陷表面21b上。凹陷表面21b的状态由于保护膜30的蚀刻而改变。蚀刻包括许多不确定的因素。因此，难以控制由于蚀刻引起的表面的状态的改变。例如，凹陷表面21b的表面粗糙度由于蚀刻而改变。然而，难以控制表面粗糙度。

另一方面，在本实施例中，形成了第二固定层22。第二固定层22的上表面22a的状态可以比第一固定层21的凹陷表面21b的状态更容易控制。例如，可以通过控制第二固定层22的膜形成条件来控制上表面22a的表面粗糙度。通常，通过膜形成而控制表面粗糙度比通过蚀刻而控制表面粗糙度更容易。因此，将未反应抗体51固定在第二固定层22的上表面22a上变得更容易。因此，控制传感器装置1的灵敏度变得更容易。

可以通过执行上述步骤中的每个步骤来制造根据本实施例的传感器装置1。上述步骤均是示例。可以增加任何适当的步骤。一些步骤可以省略。

如图11和图12所示，第二固定层22可以设置在保护膜30的侧壁30a上。当从以侧壁30a形成的开口观察时，第二固定层22可以设置在更外边。也就是说，第二固定层22的分别靠近第一IDT电极11和第二IDT电极12的端部设置在保护膜30的上侧上。

保护膜30覆盖了覆盖表面21c，覆盖表面21c分别靠近第一IDT电极11和第二IDT电极12进行设置。也就是说，保护膜30覆盖第一固定层21的分别靠近第一IDT电极11和第二IDT电极12的端部。

如图13所示，波导20还可以包括第一固定层21的凹陷表面21b与第二固定层22之间的第三固定层23。第三固定层23可以提高第二固定层22与第一固定层21之间的接触的紧密度。第三固定层23可以由例如钛(Ti)、铬(Cr)等制成。第三固定层23的材料不限于这些，并且可以是使第一固定层21与第二固定层22之间的接触具有高紧密度的材料。当第一固定层21与第二固定层22之间的接触的紧密度增大时，传感器装置1的可靠性可以提高。

如图14所示，当第一IDT电极11和第二IDT电极12以及波导20作为独立的构件形成时，保护膜30不需要覆盖波导20，但是保护膜30覆盖第一IDT电极11和第二IDT电极12。也就是说，保护膜30的侧壁30a可以设置在第一IDT电极11和第二IDT电极12与波导20之间。波导20包括第一固定层21和第二固定层22。第一固定层21具有上表面21d。第二固定层22具有上表面22a并且设置在第一固定层21的上表面21d上。第二固定层22具有在面向基板表面10a的一侧的接触表面22b。接触表面22b与第一固定层21的上表面21d的一部分接触。第二固定层22可以设置为覆盖第一固定层21的上表面21d的一半或更多。波导20可以包括第一固定层21与第二固定层22之间的第三固定层23(参见图13)。在这些情况下，可以在与形成第一固定层21的步骤不同的步骤中形成第二固定层22。通过在与形成第一固定层21的步骤不同的步骤中形成第二固定层22，控制波导20的厚度变得更容易。因此，控制传感器装置1的灵敏度变得更容易。

示出了根据本公开的实施例的附图是示意性的。

至此，已经基于附图和示例描述了本公开的实施例。需注意，本领域技术人员可以基于本公开容易地执行各种修改和改正。因此，需注意这些修改和改正包括在本公开的范围内。例如，可以在不允许逻辑矛盾的情况下重新布置每个元素中包括的功能等，并且可以合并或拆分多个元素等。

在本实施例中，诸如“第一”和“第二”之类的序数是用于在元素之间进行区分的标识符。在本公开中，对于由诸如“第一”和“第二”之类的序数区分的元素，所述序数可以彼此替换。例如，第一荧光体和第二荧光体的标识符“第一”和“第二”可以彼此替换。标识符的替换同时执行。即使在替换标识符之后，元素也可区分。标识符可以省略。省略标识符的元素通过附图标记区分。在本公开中，标识符“第一”、“第二”等不应该用于基于存在具有更小数字的标识符而解释元素的顺序。

附图标记列表

1 传感器装置

10 基板

10a 基板表面

11 第一IDT电极

11A 第一信号电极

11G 第一参考电极

12 第二IDT电极

12A 第二信号电极

12G 第二参考电极

15 基板侧紧密接触层

16 金属层

17 保护膜侧紧密接触层

20 波导

21 第一固定层

21a 锥化表面

21b 凹陷表面

21c 覆盖表面

21d 上表面

22 第二固定层

22a 上表面

22b 接触表面

23 第三固定层

30 保护膜

30a 侧壁

51 未反应抗体

52 已反应抗体

60 样本

61 抗原

70 SAW。