CN113924483A - 传感器装置 - Google Patents

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福浦笃臣
胜田宏
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Abstract

传感器装置(1)包括具有基板表面的基板、第一IDT电极(11)、第二IDT电极(12)和波导(20)。第一IDT电极与第二IDT电极位于基板表面上。波导位于基板表面上，且位于第一IDT电极与第二IDT电极之间。第一IDT电极和第二IDT电极中的至少一个包括参考电极(11G、12G)和信号电极(11A、12A)，参考电极和信号电极各自包括多个电极指(11X、12X)，多个电极指沿一个方向并列布置。第一IDT电极和第二IDT电极中的所述至少一个与波导之间的距离短于在该一个方向上参考电极与信号电极之间的间隔。

Description

传感器装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年5月31日递交的日本专利申请No.2019-103238的优先权，其全部公开通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种传感器装置。
背景技术
已知一种弹性波传感器，其包括对表面声波传播路径上的测量对象物质具有吸附性的感应膜(例如，参见专利文献1)。
引用列表
专利文献
专利文献1：公开号为2008-122105的日本未审专利申请
发明内容
根据实施例的传感器装置包括具有基板表面的基板、第一IDT电极、第二IDT电极和波导。第一IDT电极和第二IDT电极位于基板表面上。波导位于基板表面上，且位于第一IDT电极与第二IDT电极之间。第一IDT电极和第二IDT电极中的至少一个包括参考电极和信号电极，参考电极和信号电极各自包括多个电极指，多个电极指沿一个方向并列布置。第一IDT电极和第二IDT电极中的所述至少一个与波导之间的距离短于在该一个方向上参考电极与信号电极之间的间隔。
附图说明
[图1]图1是根据实施例的传感器装置的示意图。
[图2]图2是根据实施例的传感器装置的平面图。
[图3]图3是沿图2的A-A截取的截面图。
[图4]图4是示出了SAW和体波的复合波的示例的示意图。
[图5A]图5A示出了在第一IDT电极和波导之间的距离长于SAW的波长的1/2的情况下指示SAW的传播状态的模拟结果。
[图5B]图5B示出了在第一IDT电极和波导之间的距离等于SAW的波长的1/2的情况下指示SAW的传播状态的模拟结果。
[图5C]图5C示出了在第一IDT电极和波导之间的距离短于SAW的波长的1/2的情况下指示SAW的传播状态的模拟结果。
[图6A]图6A示出了在第二IDT电极和波导之间的距离长于SAW的波长的1/2的情况下指示SAW的传播状态的模拟结果。
[图6B]图6B示出了在第二IDT电极和波导之间的距离等于SAW的波长的1/2的情况下指示SAW的传播状态的模拟结果。
[图6C]图6C示出了在第二IDT电极和波导之间的距离短于SAW的波长的1/2的情况下指示SAW的传播状态的模拟结果。
[图7]图7是示出了IDT电极和波导之间的距离与传感器装置的灵敏度的变化的系数之间的关系的测量数据的示例的曲线图。
具体实施方式
<SAW传感器的功能>
图1是示出了根据实施例的传感器装置1的结构的示意图。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用作能够基于表面声波(SAW)70的传播特性的变化来对检测对象进行检测的SAW传感器。
传感器装置1向第一IDT电极11输入电信号。第一IDT电极11可以基于输入的电信号发送沿基板10传播的表面声波70。第二IDT电极可以接收表面声波70并且可以将表面声波70转换为电信号。
在根据实施例的传感器装置1中，第一IDT电极11、第二IDT电极12和波导20位于基板10上。此外，波导20位于第一IDT电极11和第二IDT电极12之间。因此，表面声波70的传播路径包括基板10的表面和位于基板10的表面上的波导20。即，SAW70通过波导20从第一IDT电极11向第二IDT电极12传播。换言之，波导20位于SAW70的传播路径的一部分中。本文的电信号是用于使传感器装置1起作用的电信号。电信号可以包括例如电压信号、电流信号等。
注意，尽管从图示中省略，但是传感器装置1包括能够控制整个传感器装置1(例如，电信号的输入/输出和基于电信号的各种计算)的控制单元。控制单元可以通过相关技术的已知方法来构成。
SAW70以预定的传播特性传播。基于传播路径的状态确定SAW70的传播特性。传感器装置1可以通过测量SAW70的传播特性的变化来检测传播路径的状态的变化。传播特性包括例如表面声波70的传播速度、相位、振幅、周期、波长等。
根据实施例的传感器装置1可以基于SAW70的测量的相位来检测存在于传播路径中的检测对象。
发送的SAW70的相位例如根据传播路径的状态而变化。具体地，例如，如果物质存在于传播路径中，则SAW70的传播速度根据物质的质量、粘度、密度等的变化而变化。在这种情况下，在由第二IDT电极12接收的表面声波70中，根据来自从第一IDT电极11发送的SAW70的传播速度的差异，在相位中产生差异。因此，基于SAW70的相位差的大小，传感器装置1可以测量作为存在于传播路径中的检测对象的物质的质量、粘度、密度等。
在这种情况下，可以预先准备指定相位差与作为检测对象的物质的质量等之间的关系的校准曲线。具体而言，通过测量具有已知质量等的已知物质并通过测量在这种情况下的相位差，传感器装置1获取已知质量等与测量的相位差之间的关系作为校准曲线。基于校准曲线，传感器装置1可以将相位差转换为作为存在于传播路径中的检测对象的物质的质量等。
波导20是SAW70的传播路径中与样本60接触的区域。在波导20中，放置能够与样本60中的检测对象反应的物质(反应物质)。本文的检测对象是例如抗体51、抗原61和基质。在这种情况下，相应的反应物质是例如抗原61、抗体51和酶。另外，例如，如果检测对象是抗原61，则反应物质可以是与检测对象相同的抗原61，或者可以是具有与检测对象的表位相似的表位的类似物。在这种情况下，预先使检测对象和抗体51相互反应，然后使未反应的抗体51与作为反应物质的抗原61或类似物反应，从而可以间接对检测对象进行检测。注意，检测对象和反应物质的组合不限于这些示例，只要可以在波导20中改变SAW70的传播速度以产生相位差即可。例如，如果希望将特定分子作为检测对象，则可以使用被设计为与特定分子结合的适体作为反应物质。根据实施例的传感器装置1的检测对象是抗原61，而反应物质是抗体51。
反应物质可以固定在波导20上。在这种情况下，波导20可以由例如Au、Pt、Ti等形成。注意，波导20不限于这些示例，只要它是能够将反应物质固定在基板10上的金属即可。波导20也可以由具有抗氧化性和抗腐蚀性以防止与样本60接触的任何给定的材料形成。此外，反应物质可以直接固定在基板10的表面上。在根据实施例的传感器装置1中，波导20由Au形成。
根据实施例的传感器装置1包括第一通道，该第一通道包括一对第一IDT电极11-1和第二IDT电极12-1、以及波导20-1。传感器装置1包括第二通道，该第二通道包括一对第一IDT电极11-2和第二IDT电极12-2、以及波导20-2。注意，传感器装置1的通道数量不限于两个，并且可以是一个、三个或更多个。
传感器装置1在第一通道和第二通道的每一个中检测SAW70的相位差。在第一通道和第二通道中检测到的相位差将分别称为第一相位差和第二相位差。
第二通道中的波导20-2在其表面上具有抗体51。抗体51与作为检测对象的特定抗原61反应。通过与抗原61反应，抗体51可以与抗原61结合以形成复合物52。即，在供应样本60之后，在第二通道中的波导20-2的表面上，可以存在抗体51和复合物52两者。第二通道中的波导20-2上的复合物52可以是通过波导20的表面所具有的抗体51与被供应给波导20的样本60中包括的抗原61之间的反应而产生的复合物52。另一方面，第一通道中的波导20-1在其表面上没有抗体51。
复合物52包括抗原61。即，通过与抗原61结合的抗体51，抗原61的质量进一步被增加到基板10。此外，通过与抗原61结合的抗体51，波导20-2的表面附近的密度增加。因此，随着波导20-2中复合物52的比例的增加，第二通道中的传播路径的状态的变化增加。即，根据复合物52的比例的变化，通过波导20-2传播的SAW70的传播速度降低，因此，要检测的相位差也增大。
抗体51可以用适体代替。适体包括与作为检测对象的特定分子特异性结合的核酸分子、肽等。当波导20在其表面上具有适体时，通过与特定分子结合的适体，特定分子的质量进一步被增加到基板10。此外，波导20的表面附近的密度增加。抗体51也可以用酶代替。例如，当酶通过与检测对象的基质反应形成反应物时，通过沉积在波导20上的反应物，反应物的质量进一步被增加到基板10。此外，波导20的表面附近的密度增加。抗体51不限于这些示例，并且可以用能与检测对象的物质反应或能与检测对象的物质结合的另一种部件代替。
传感器装置1的第一通道可以允许SAW70通过波导20传播并且可以检测第一相位差。传感器装置1的第二通道可以允许SAW70通过包括抗体51或复合物52的波导20传播并且可以检测第二相位差。第二相位差是根据波导20中包括的复合物52的比例的相位差。
传感器装置1可以使用第一相位差作为参考值。即，传感器装置1可以通过从第二相位差中减去第一相位差来校正检测结果。因此，传感器装置1可以降低噪声(例如，基于基板10的温度特性的相位差的变化)的影响。基于第二相位差的校正后的检测结果，传感器装置1可以计算样本60中包括的抗原61的量、浓度、密度等。在这种情况下，可以预先准备指定第二相位差与抗原61的量、浓度、密度等之间的关系的校准曲线。基于校准曲线，传感器装置1可以将第二相位差转换为抗原61的量、浓度、密度等。样本60可以包括例如人体体液(例如，血液和尿液)。样本60不限于此，并且可以包括任何适当的化学物质。样本60可以在样本60被引入到传感器装置1的通道中之前被预处理。
抗体51与抗原61结合以成为复合体52的反应以预定的反应速度进行。因此，根据将试样60引入到通道中之后经过的时间，波导20中包括的复合物52的比例增加。作为结果，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增加。
当样本60中的所有抗原61与抗体51之间的反应结束时，相位差变得恒定。因此，例如，传感器装置1可以在从样本60引入通道起经过足够长的时间之后计算相位差，该时间是完成抗体51和抗原61之间的反应所需的时间。基于计算出的相位差，传感器装置1可以计算抗原61的量。另外，由于相位差以恒定速度增加，因此传感器装置1可以基于从开始检测起经过一定时间之后的相位差来计算抗原61的量。另外，当相位差的变化被认为是时间的函数时，传感器装置1可以基于从开始检测起经过一定时间之后的函数曲线的倾斜度来计算抗原61的量。
传感器装置1可以检测从将电信号输入到第一IDT电极11起到第二IDT电极12检测到电信号为止的时间段。传感器装置1可以通过基于从输入电信号到检测到电信号的时间段、以及电极之间的距离来计算传播速度，从而检测传播速度的变化，检测波导20的表面附近的状态的变化。注意，传感器装置1可以检测SAW70的振幅的变化或多个特性，以作为传播特性。
<SAW传感器的结构>
参照图2和图3，将详细描述传感器装置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。基板10是例如板状部件。基板10可以由例如石英、钽酸锂、铌酸锂等形成。注意，基板10不限于这些示例，并且可以由引起压电现象的材料形成。在实施例中，基板10由石英形成。
第一IDT电极11和第二IDT电极12位于基板表面10a上。第一IDT电极11和第二IDT电极12例如形成为层。第一IDT电极11和第二IDT电极12可以由诸如金(Au)或铝(A1)的金属单独形成。第一IDT电极11和第二IDT电极12也可以由两种或更多种材料形成，例如铝(Al)和铜(Cu)的合金(A1Cu)。注意，用于形成第一IDT电极11和第二IDT电极12的材料不限于这些示例，只要该材料用作电极即可。在实施例中，第一IDT电极11和第二IDT电极12由Au形成。
在第一IDT电极11的侧表面上，侧表面的上端可以与侧表面的下端相比位于第一IDT电极11的内部方向上。另外，第一IDT电极11的侧表面可以倾斜。在第二IDT电极12的侧表面上，侧表面的上端可以与侧表面的下端相比位于第二IDT电极12的内部方向上。另外，第二IDT电极12的侧表面可以倾斜。第一IDT电极11的上表面可以小于第一IDT电极11的下表面。第二IDT电极12的上表面可以小于第二IDT电极12的下表面。此外，当第一IDT电极11的侧表面倾斜时，在第一IDT电极11的俯视图中，侧表面区域可以小于上表面区域。此外，当第二IDT电极12的侧表面倾斜时，在第二IDT电极12的俯视图中，侧表面区域可以小于上表面区域。
第一IDT电极11可以在第一IDT电极11和基板表面10a之间具有基板侧紧密接触层15，并且第二IDT电极12可以在第二IDT电极12和基板表面10a之间具有基板侧紧密接触层15。第一IDT电极11和第二IDT电极12可以在其面对基板表面10a的一侧的相反侧的表面与保护膜30之间具有保护膜侧紧密接触层17。第一IDT电极11和第二IDT电极12中的每一个可以经由基板侧紧密接触层15和保护膜侧紧密接触层17，稳定地紧密接触基板10和保护膜30。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)等形成。基板侧紧密接触层15和保护膜侧紧密接触层17也可以由互不相同的材料形成。具体地，基板侧紧密接触层15可以是Ti，而保护膜侧紧密接触层17可以是Cr。注意，基板侧紧密接触层15和保护膜侧紧密接触层17不限于这些示例，只要第一IDT电极11和第二IDT电极12能够紧密接触基板10和保护膜30即可。在实施例中，基板侧紧密接触层15和保护膜侧紧密接触层17各自由Ti形成。
第一IDT电极11包括第一参考电极11G和被施加电压的第一信号电极11A。第一参考电极11G和第一信号电极11A被定位成在基板10a上彼此面对。传感器装置1在第一参考电极11G和第一信号电极11A之间施加电压信号以在第一IDT电极11中产生SAW70。第一参考电极11G可以接地。SAW70在第一参考电极11G和第一信号电极11A之间产生。第一参考电极11G和第一信号电极11A之间的间隔由W1表示。在由W1表示的长度范围内，SAW70的能量大于在其他范围内的能量。
第二IDT电极12包括第二参考电极12G和被施加电压的第二信号电极12A。第二参考电极12G和第二信号电极12A被定位成在基板表面10a上彼此面对。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来检测传播来的由SAW70产生的电信号。第二参考电极12G可以接地。SAW70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和第二信号电极12A之间的间隔由W2表示。在由W2表示的长度范围内传播的SAW70在第二IDT电极12中产生比在其他范围内传播的SAW70更大的电信号。即，第二IDT电极12可以在由W2表示的范围内有效地检测SAW70。
例如，波导20形成为膜。波导20的平面形状可以是例如正方形、矩形、平行四边形、菱形等。注意，波导20的平面形状不限于这些示例，只要可以固定足够量的反应物质即可。在实施例中，波导20的平面形状是正方形。
在波导20的面对第一IDT电极11的侧表面上，侧表面的上端可以与侧表面的下端相比位于波导20的内部方向上。此外，波导20的面对第一IDT电极11的侧表面可以倾斜。在波导20的面对第二IDT电极12的侧表面上，侧表面的上端可以与侧表面的下端相比位于波导20的内部方向上。此外，波导20的面对第二IDT电极12的侧表面可以倾斜。波导20的上表面可以小于波导20的下表面。在这种情况下，波导20的所有侧表面都可以倾斜。此外，当侧表面倾斜时，在波导20的俯视图中，侧表面区域可以小于上表面区域。
波导20位于基板表面10a上并且位于第一IDT电极11和第二IDT电极12之间。在实施例中，波导20的面对第一IDT电极11的边与第一IDT电极11的面对波导20的边之间的距离是恒定的。即，两边彼此平行。此外，在实施例中，波导20的面对第二IDT电极12的边与第二DT电极12的面对波导20的边之间的距离是恒定的。即，两边彼此平行。
注意，波导20的面对第一IDT电极11的边与第一IDT电极11的面对波导20的边之间的距离和波导20的面对第二IDT电极12的边与第二IDT电极12的面对波导20的边之间的距离可以彼此不同。
波导20与第一参考电极11G和第二参考电极12G中的至少一个可以形成为单个单元。即，波导20可以连接到第一参考电极11G和第二参考电极12G中的至少一个。波导20的电位可以等于第一参考电极11G和第二参考电极12G中的至少一个的电位。波导20的电位可以是浮动的。
如果波导20与第一参考电极11G和第二参考电极12G形成为单个单元，则波导20由与第一参考电极11G和第二参考电极12G的材料相同的材料形成。此外，如果波导20形成为与第一参考电极11G和第二参考电极12G不同的单元，则波导20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形成。
波导20在面对基板表面10a的一侧的相反侧上具有表面20a。例如，抗体51可以固定在表面20a上。波导20可以包括在波导20和基板表面10a之间的基板侧紧密接触层15。波导20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形成为单个单元或不同的单元。
保护膜30覆盖基板表面10a、第一IDT电极11和第二IDT电极12。保护膜30可以由TEOS氧化膜形成。TEOS氧化膜是通过使用四乙氧基硅烷作为原料气体利用等离子体CVD(化学气相沉积)沉积的氧化硅膜。注意，保护膜30不限于上述示例，只要材料具有绝缘特性即可。
在实施例中，保护膜30的侧壁30a可以与基板表面10a相交，并且可以限定保护膜30的开口。即，基板表面10a可以具有未被保护膜30覆盖的区域。在实施例中，波导20位于保护膜30的开口中。即，保护膜30不覆盖波导20的表面20a。
传感器装置1期望以高精度检测波导20的表面20a附近的状态的变化。SAW70通过包括波导20的表面20a附近在内的区域传播。通过波导20传播的SAW70的能量在表面20a附近分布的越多，SAW70受到波导20的表面20a附近的状态的影响越大。因此，SAW70的传播特性的变化与波导20的表面20a附近的状态的变化之间的相关性变强。
SAW70的能量可以集中到波导20的表面附近。波导20在与SAW70传播的方向相交的方向上的宽度由图2中的W3表示。W3可以长于或等于W1和W2。因此，表面声波70可以有效地从第一IDT电极11向波导20的表面附近传播。
如果W3短于W1和W2，则在从第一IDT电极11向第二IDT电极12传播的SAW70的能量中，通过波导20传播的SAW70的能量的比例减小。因此，传感器装置1的检测灵敏度降低。另一方面，通过使W3比W1和W2长，通过波导20传播的SAW70的能量的比例增加。因此，可以提高传感器装置1的检测灵敏度。
第一IDT电极11的第一参考电极11G和第一信号电极11A中的每一个包括第一公共电极11Y和多个第一电极指11X。在平面图中，第一公共电极11Y沿一个方向(在本公开中，SAW70传播的方向或第一IDT电极和第二IDT电极并列布置的方向)延伸，并且多个第一电极指11X从第一公共电极11Y沿与所述一个方向相交的方向延伸。第一公共电极11Y是一对彼此面对的电极。另外，第一电极指11X是从第一参考电极11G的第一公共电极11Y和第一信号电极11A的第一公共电极11Y分支并突出的电极部分。第一参考电极11G的第一电极指11X向第一信号电极11A的第一公共电极11Y突出，而第一信号电极11A的第一电极指11X向第一参考电极11G的第一公共电极11Y突出。另外，第一电极指11X中的每一个沿与SAW70传播的方向直穿的方向突出。此外，第一参考电极11G的第一电极指11X和第一信号电极11A的第一电极指11X沿一个方向并列布置。
第一参考电极11G的第一公共电极11Y和第一电极指11X以及第一信号电极11A的第一公共电极11Y和第一电极指11X的平面形状可以是例如正方形、矩形等。注意，第一公共电极11Y和第一电极指11X的形状不限于此，只要可以发送SAW70即可。在实施例中，第一参考电极11G的第一公共电极11Y和第一电极指11X以及第一信号电极11A的第一公共电极11Y和第一电极指11X的平面形状是矩形。
第一参考电极11G的第一公共电极11Y和第一电极指11X以及第一信号电极11A的第一公共电极11Y和第一电极指11X的截面形状可以是例如正方形、矩形、梯形等。注意，第一公共电极11Y和第一电极指11X的形状不限于此，只要可以发送SAW70即可。在实施例中，第一参考电极11G的第一公共电极11Y和第一电极指11X以及第一信号电极11A的第一公共电极11Y和第一电极指11X的截面形状是矩形。注意，一对第一公共电极11Y的彼此面对的侧表面可以向内侧方向倾斜使得一对第一公共电极11Y之间的距离增加。此外，多个第一电极指11X的彼此面对的侧表面可以向内侧方向倾斜使得多个第一电极指11X之间的距离增加。此外，面对波导20的第一电极指11X的面对波导20的侧表面可以向内侧方向倾斜使得第一电极指11X和波导20之间的距离增加。
在实施例中，第一参考电极11G的第一电极指11X和第一信号电极11A的第一电极指11X沿从波导20朝向第一IDT电极11的方向每次两个地交替布置。因此，由于减少了电极之间的多次反射，传感器装置1可以减少振幅纹波和群延迟纹波。即，传感器装置1能够提高检测精度。注意，备选地，第一参考电极11G的第一电极指11X和第一信号电极11A的第一电极指11X可以每次一个地交替布置。在这种情况下，可以简单地形成每个IDT电极。
第一参考电极11G的两个第一电极指11X和第一信号电极11A的两个第一电极指11X所形成的对(第一对)以第一间距P1沿一个方向并列布置。第一间距P1与第一参考电极11G的两个第一电极指11X和第一信号电极11A的两个第一电极指11X各自的重复周期相对应。第一对的数量不限于一个，并且可以是两个或更多个。
第一间距P1的一半间距被称为第一半间距HP1。第一半间距HP1与第一对中在一个方向上从第一参考电极11G的第一电极指11X中的第一个电极指的端部到第一信号电极11A的第一电极指11X中的第一个电极指的端部的间隔相对应。第一半间距HP1也被称为预定间隔。
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的电信号在基板10的表面上产生SAW70。在第一IDT电极11中产生的SAW70的波长对应于第一间距P1。
第二IDT电极12的第二参考电极12G和第二信号电极12A各自包括第二公共电极12Y和多个第二电极指12X。在平面图中，第二公共电极12Y沿一个方向(在本公开中，SAW70传播的方向或第一IDT电极和第二IDT电极并列布置的方向)延伸，并且多个第二电极指12X从第二公共电极12Y沿与所述一个方向交叉的方向延伸。第二公共电极12Y是一对彼此面对的电极。第二电极指12X是从第二参考电极12G的第二公共电极12Y和第二信号电极12A的第二公共电极12Y分支并突出的电极部分。第二参考电极12G的第二电极指12X向第二信号电极12A的第二公共电极12Y突出，而第二信号电极12A的第二电极指12X向第二参考电极12G的第二公共电极12Y突出。另外，第二电极指12X中的每一个沿与SAW70传播的方向直穿的方向突出。此外，第二参考电极12G的第二电极指12X和第二信号电极12A的第二电极指12X沿一个方向并列布置。
第二参考电极12G的第二公共电极12Y和第二电极指12X以及第二信号电极12A的第二公共电极12Y和第二电极指12X的平面形状可以是例如正方形、矩形等。注意，第二电极指12X的形状不限于此，只要可以接收SAW70即可。在实施例中，第二参考电极12G的第二电极指12X和第二信号电极12A的第二电极指12X的平面形状是矩形。
第二参考电极12G的第二公共电极12Y和第二电极指12X以及第二信号电极12A的第二公共电极12Y和第二电极指12X的截面形状可以是例如正方形、矩形、梯形等。注意，第二公共电极12Y和第二电极指12X的形状不限于此，只要可以发送SAW70即可。在实施例中，第二参考电极12G的第二公共电极12Y和第二电极指12X以及第二信号电极12A的第一公共电极11Y和第二电极指12X的截面形状是矩形。注意，一对第二公共电极12Y的彼此面对的侧表面可以向内侧方向倾斜使得一对第二公共电极12Y之间的距离增加。此外，多个第二电极指12X的彼此面对的侧表面可以向内侧方向倾斜使得多个第二电极指12X之间的距离增加。此外，面对波导20的第二电极指12X的面对波导20的侧表面可以向内侧方向倾斜使得第二电极指12X和波导20之间的距离增加。
在实施例中，第二参考电极12G的第二电极指12X和第二信号电极12A的第二电极指12X沿从波导20朝向第二IDT电极12的方向每次两个地交替设置。注意，备选地，第二参考电极12G的第二电极指12X和第二信号电极12A的第二电极指12X可以每次一个地交替布置。
第二参考电极12G的两个第二电极指12X和第二信号电极12A的两个第二电极指12X所形成的对(第二对)以第二间距P2沿一个方向并列布置。第二间距P2与第二参考电极12G的两个第二电极指12X和第二信号电极12A的两个第二电极指12X各自的重复周期相对应。第二对的数量不限于一个，并且可以是两个或更多个。
第二间距P2的一半间距被称为第二半间距HP2。第二半间距HP2与第二对中在一个方向上从第二参考电极12G的第二电极指12X中的第一个电极指的端部到第二信号电极12A的第二电极指12X中的第一个电极指的端部的间隔相对应。
如上所述，第二IDT电极12将基于通过波导20从第一IDT电极11传播来的SAW70的电信号向第二参考电极12G和第二信号电极12A输出。SAW70的波长越接近第二间距P2，第二IDT电极12将SAW70转换为电信号的效率就越高。换言之，第一间距P1与第二间距P2之间的差值越小，第二IDT电极12将SAW70转换为电信号的效率越高。在实施例中，传感器装置1被构成为使得第一间距P1和第二间距P2彼此对应。
在第一IDT电极11中产生的SAW70向波导20传播。第一IDT电极11的波导20侧的端部与波导20的第一IDT电极11侧的端部之间的距离由D1表示。在实施例中，第一IDT电极11被构成为使得第一参考电极11G的第一电极指11X位于波导20侧。即，面对或邻近波导20的第一电极指11X可以是第一参考电极11G的第一电极指11X。因此，可以减少作为噪声的直接波的产生。即，传感器装置1能够提高检测精度。在这种情况下，第一IDT电极11的波导20侧的端部与第一参考电极11G的第一电极指11X的波导20侧的端部对应。如果第一参考电极11G和波导20彼此连接，则D1为0。
第一IDT电极11也可以被构成为使得第一信号电极11A的第一电极指11X位于波导20侧。即，面对或邻近波导20的第一电极指1iX可以是第一信号电极11A的第一电极指11X。因此，与第一参考电极11G的第一电极指11X位于波导20侧的情况相比，由于SAW70从靠近波导20的位置产生，所以可以使SAW70的传播距离更短。即，由于能够降低SAW70的衰减，因此传感器装置1能够提高检测精度。在这种情况下，第一IDT电极11的波导20侧的端部与第一信号电极11A的第一电极指11X的波导20侧的端部对应。如果第一信号电极11A和波导20彼此连接，则D1为0。
SAW70从波导20向第二IDT电极12传播。第二IDT电极12的波导20侧的端部与波导20的第二IDT电极12侧的端部之间的距离用D2表示。在图2中，第二IDT电极12被构成为使得第二参考电极12G位于波导20侧。即，面对或邻近波导20的第二电极指12X可以是第二参考电极12G的第二电极指12X。在这种情况下，第二IDT电极12的波导20侧的端部与第二参考电极12G的波导20侧的端部对应。如果第二参考电极12G和波导20彼此连接，则D2为0。
第二IDT电极12也可以被构成为使得第二信号电极12A位于波导20侧。即，面对或邻近波导20的第二电极指12X可以是第二信号电极12A的第二电极指12X。在这种情况下，第二IDT电极12的波导20侧的端部与第二信号电极12A的波导20侧的端部对应。如果第二信号电极12A和波导20彼此连接，则D2为0。
根据实施例的传感器装置1包括具有基板表面10a的基板10、第一IDT电极、第二IDT电极和波导20。第一IDT电极和第二IDT电极位于基板表面10a上。波导20位于基板表面10a上并且位于第一IDT电极和第二IDT电极之间。第一IDT电极和第二IDT电极中的至少一个包括参考电极和信号电极，参考电极和信号电极各自包括多个电极指，多个电极指沿一个方向并列布置。第一IDT电极和第二IDT电极中的至少一个与波导20之间的距离短于在一个方向上参考电极和信号电极之间的间隔。
这里，在现有技术的弹性波传感器中，表面声波70的一部分在基板10内部扩散，并成为传播速度不基于检测对象而变化的不必要的弹性波。这种不必要的弹性波也被称为体波。
体波在基板10内部在受到各种影响的同时传播。例如，体波可以受到随机现象(例如，晶格的热振动和晶体内部的应力)的影响。即，体波的传播特性可以随机变化。另一方面，表面声波70不太可能受到发生在基板10内部的随机现象的影响。因此，在根据实施例的传感器装置1中，当SAW70通过波导20向第二IDT电极12传播时，SAW70的传播速度可以根据波导20的表面20a的状态改变，而不受基板10内部的状态的影响。
SAW70和体波各自可以由如图4所示的矢量指示。矢量Vs指示SAW70的相位和振幅。矢量Vn指示体波的相位和振幅。虚线所示的圆指示体波的相位可以是-π到+π的值。矢量Vs+Vn是Vs和Vn的合成矢量，并且指示SAW70和体波的合成波的相位和振幅。矢量Vn与矢量Vs+Vn之间的角度对应于SAW70与合成波之间的相位差，并由δ表示。随着矢量Vn变长，δ变化更大。矢量Vn的长度与体波的振幅的大小(即，体波能量的大小)对应。因此，随着体波能量的增加，指示合成波相对于SAW70的相位差的δ变化更大。在图4的示例中，当δ的可能最大值用δmax表示时，满足sin(δmax)＝|Vn|/|Vs|。
第二IDT电极12可以检测与在波导20的表面20a和基板表面10a上传播的SAW70一起在基板10内部传播的体波。即，第二IDT电极12可以输出与SAW70和体波的合成波对应的电信号。体波在基板10内部传播时受到随机影响，并且不反映波导20的表面20a的状态变化。因此，在由第二IDT电极12输出的电信号中，基于体波的分量成为噪声分量。即，基于由第二IDT电极12输出的电信号的相位的、波导20的表面20a的状态变化的检测结果可以包括基于体波的噪声分量。因此，随着SAW70的能量中要被转换为体波的能量变大，波导20的表面20a的状态变化的检测误差增加。换言之，随着SAW70的能量中要被转换为体波的能量变小，波导20的表面20a的状态变化的检测误差减少。
如上所述，传感器装置1可以通过降低要被转换为体波的能量的比例，来提高波导20的表面20a的状态变化的检测精度。随着SAW70在基板表面10a上传播的距离变短，SAW70的能量中要被转换为体波能量的能量的比例降低。SAW70在基板表面10a上传播的距离对应于D1和D2。即，随着D1和D2变短，SAW70的能量更不太可能被转换为体波。即，根据本公开的传感器装置1可以提高检测灵敏度。
例如，根据实施例的传感器装置1可以被构成为使得D1和D2中的至少一个为0。因此，SAW70的能量不太可能被转换为体波。作为结果，可以提高波导20的表面20a的状态变化的检测精度。
另外，在构成为D1是0的情况下，不需要第一IDT电极11与波导20之间的对准。在构成为D1是0的情况下，不需要第二IDT电极12与波导20之间的对准。在这些情况下，不会产生由于对准引起的灵敏度变化。作为结果，提高了传感器装置1的检测精度。
例如，传感器装置1可以被构成为使得D1短于HP1并且长于0。即，传感器装置1可以被构成为使得第一IDT电极11和波导20是不同的单元。在这种情况下，与第一IDT电极11和波导20被构成为单个单元的情况相比，传感器装置1可以减少直接波的产生。
另外，例如，传感器装置1可以被构成为使得D2短于HP2并且长于0。即，第二IDT电极12和波导20可以形成为不同的单元。在这种情况下，与第二IDT电极12和波导20被构成为单个单元的情况相比，第二IDT电极12容易被激励，因此，传感器装置1可以提高SAW70的接收灵敏度。
如上所述，SAW70的波长基于第一IDT电极11和第二IDT电极12的间距确定。SAW70作为在基板表面10a的面内方向或法线方向上具有振幅的横波传播。作为横波的SAW70具有交替前进的波峰和波谷。随着波峰和波谷的前进，SAW70的能量在行进方向上传播。SAW70的波峰和波谷将SAW70的能量存储为弹性能量。作为波峰储存的能量被转换为形成即将到来的波谷的能量。作为波谷储存的能量被转换为形成即将到来的波峰的能量。
沿着基板10传播的SAW70的传播状态可以通过模拟来计算。通过模拟，计算在第一IDT电极11中产生的SAW70朝向波导20行进的情况下的SAW70的振幅。通过使用D1和D2作为变量来执行模拟。在模拟的设置中，基板10为石英，而第一IDT电极11、第二IDT电极12和波导20为Au。其中放大了基板10的D1侧的图5A、图5B和图5C、以及其中放大了基板10的D2侧的图6A、图6B和图6C中示出了模拟结果。
图5A、图5B和图5C示出了关于SAW70在D1侧的传播的模拟结果。图5A是在满足D1＞λ/2的情况(情况1)下的模拟结果。图5B是在满足D1＝λ/2的情况(情况2)下的模拟结果。图5C是在满足D1＜λ/2的情况(情况3)下的模拟结果。
图5A、图5B和图5C示出了基板10在SAW70的传播方向上的截面。此外，SAW70和体波的振幅以灰度示出。在截面的每个部分中，在颜色更接近黑色(较深)的部分中，SAW70或体波的振幅较大，并且弹性能量较大。在颜色更接近白色或灰色(较浅)的部分中，SAW70或体波的振幅较小，弹性能量较小。第一IDT电极11和波导20定位成其间具有由D1表示的间隔。SAW70的行进方向是从第一IDT电极11朝向波导20的方向。在模拟中，SAW70的波长(λ)设置为11.52μm，D2长于λ/2。
在图5A中，满足D1＞λ/2。具体地，D1设置为18μm。从第一IDT电极11向波导20传播的SAW70的一部分在位于第一IDT电极11和波导20之间的基板表面10a上传播期间改变为在基板10的深度方向上传播的体波。在图5A中，至少在由虚线包围的部分的内部明显确认了SAW70的一部分变为体波的状态。在SAW70到达波导20之后，体波仍然在基板10内部传播。
在图5B中，满足D1＝λ/2。具体地，D1设置为5.76μm。从第一IDT电极11向波导20传播的SAW70的一部分在位于第一IDT电极11和波导20之间的基板表面10a上传播期间改变为在基板10的深度方向上传播的体波。在图5B中，至少在由虚线包围的部分的内部确认了SAW70的一部分变为体波的状态。然而，与满足D1＞λ/2的情况相比，从SAW70变化成的体波减少了。体波从位于第一IDT电极11和波导20之间的基板表面10a向基板10的内部放射状地传播。
在图5C中，满足D1＜λ/2。具体地，D1设置为2.2μm。从第一IDT电极11向波导20传播的SAW70几乎没有在基板10的深度方向上扩散。在图5C中，与满足D1＝λ/2的情况相比，确认了从SAW70变化成的体波进一步减少的状态。即，在满足D1＜λ/2的情况下，体波的产生进一步减少。
基于图5A、图5B和图5C所示的SAW70和体波的分布，从第一IDT电极11向波导20传播的SAW70的被转换为体波的能量的比例在情况1中最高，而在情况3中最低。即，模拟结果指示从第一IDT电极11向波导20传播的SAW70的被转换为体波的能量的比例随着D1变短而减小。因此，当满足D1＜λ/2时，根据实施例的传感器装置1可以减小灵敏度的变化。
图6A、图6B和图6C示出了关于SAW70在D2侧的传播的模拟结果。图6A是在满足D2＞λ/2的情况(情况4)下的模拟结果。图6B是在满足D2＝λ/2的情况(情况5)下的模拟结果。图6C是在满足D2＜λ/2的情况(情况6)下的模拟结果。
图6A、图6B和图6C示出了基板10在SAW70的传播方向上的截面。此外，SAW70和体波的振幅以灰度示出。关于显示的说明与图5A、图5B和图5C的说明基本相同。波导20和第二IDT电极12定位成其间具有由D2表示的间隔。SAW70的行进方向是从波导20朝向第二IDT电极12的方向。在模拟中，SAW70的波长(λ)设置为11.52μm，D1长于λ/2。
在图6A中，满足D2＞λ/2。具体地，D2设置为18μm。从波导20向第二IDT电极12传播的SAW70的一部分在位于波导20和第二IDT电极12之间的基板表面10a上传播期间改变为在基板10的深度方向上传播的体波。在图6A中，至少在由虚线包围的部分的内部明显确认了SAW70的一部分变为体波的状态。在SAW70到达第二IDT电极12之后，体波仍然在基板10内部传播。
在图6B中，满足D2＝λ/2。具体地，D2设置为5.76μm。从波导20向第二IDT电极12传播的SAW70的一部分在位于波导20和第二IDT电极12之间的基板表面10a上传播期间改变为在基板10的深度方向上传播的体波。在图6B中，至少在由虚线包围的部分的内部确认了SAW70的一部分变为体波的状态。然而，与满足D2＞λ/2的情况相比，从SAW70变化成的体波减少了。体波从位于第一IDT电极11和波导20之间的基板表面10a向基板10的内部放射性地传播。
在图6C中，满足D2＜λ/2。具体地，D2设置为2.2μm。从波导20向第二IDT电极12传播的SAW70几乎没有在基板10的深度方向上扩散。在图6C中，与满足D1＝λ/2的情况相比，确认了从SAW70变化成的体波进一步减少的状态。即，在满足D2＜λ/2的情况下，体波的产生进一步减少。
基于图6A、图6B和图6C所示的SAW70和体波的分布，从波导20向第二IDT电极12传播的SAW70的被转换为体波的能量的比例在情况4中最高，而在情况6中最低。即，模拟结果指示从波导20向第二IDT电极12传播的SAW70的被转换为体波的能量的比例随着D2变短而减小。因此，当满足D2＜λ/2时，根据实施例的传感器装置1可以减小灵敏度变化。
如上所述，已经描述了其中使第一IDT电极11与波导20之间的距离(D1)以及波导20与第二IDT电极12之间的距离(D2)变短的结构。据此，表明从第一IDT电极11向波导20传播的SAW70的被转换为体波的能量的比例随着D1变短而减小。此外，表明从波导20向第二IDT电极12传播的SAW70的被转换为体波的能量的比例随着D2变短而减小。因此，模拟结果表明，随着D1和D2变短，在传播路径中，SAW70的被转换为体波的能量的比例减小。具体地，当满足D1＜λ/2和D2＜λ/2时，从第一IDT电极11向波导20传播以及从波导20向第二IDT电极12传播的SAW的被转换为体波的能量的比例减小。因此，当满足D1＜λ/2和D2＜λ/2时，根据实施例的传感器装置1可以减小灵敏度变化。
注意，图5A、图5B和图5C以及图6A、图6B和图6C中所示的模拟结果示出了基板10的截面。即，当在波导20的至少一部分与第一IDT电极11的至少一部分或第二IDT电极12的至少一部分之间满足D1＜λ/2和D2＜λ/2时，根据实施例的传感器装置1可以减小灵敏度变化。
<计算灵敏度变化的示例>
将描述计算传感器装置1的灵敏度变化的示例。传感器装置1的灵敏度指示电信号的变化相对于SAW70的相位变化的灵敏度。当具有不同灵敏度的多个传感器装置1测量同一样本60时，获得不同的检测结果。因此，传感器装置1的小灵敏度变化意味着从测量同一样本60的多个传感器装置1获得的输出的小变化，并且意味着高检测精度和稳定的检测结果。
在测量示例中，通过使用水溶液的粘度差来测量灵敏度变化。
作为滴在波导20的表面20a上的液体，使用纯净水和20wt％的甘油水溶液。甘油水溶液的粘度基于甘油的浓度确定。20wt％的甘油水溶液的粘度高于纯净水的粘度。按照以下过程进行实验。下述实验的条件可以适当改变。
步骤1：测量者将波导20的表面20a上的液体替换为纯净水并测量SAW70的相位。从替换为纯净水起经过2分钟之后执行测定。在步骤1中测量的相位由θ1表示。
步骤2：测量者将波导20的表面20a上的液体替换为20wt％的甘油水溶液并测量SAW70的相位。从将纯净水替换为甘油水溶液起经过2分钟之后进行测量。在步骤2中测量的相位由θ2表示。
步骤3：θ2与θ1之间的差值被计算为灵敏度。灵敏度由Δθ表示。满足Δθ＝θ2-θ1。
步骤4：测量者对多个传感器装置1执行步骤1至步骤3并多次测量Δθ。
步骤5：测量者计算Δθ的多个测量值的平均值(Ave)和标准偏差(σ)，并计算标准偏差除以平均值的结果作为表示灵敏度变化的变化系数。变化系数也被称为CV(Coefficient of Variation)。满足CV＝σ/Ave。
作为被执行包括步骤1至步骤5的上述过程的传感器装置1，准备了用于确定部件的一些参数发生变化的传感器装置1。在用于确定传感器装置1的部件的参数中，SAW70的波长(λ)和波导20的厚度(h)是固定的。在用于确定传感器装置1的部件的参数中，第一IDT电极11与波导20之间的距离(D1)以及第二IDT电极12与波导20之间的距离(D2)是变化的。在该测量示例的实验中，传感器装置1被构成为使得D1和D2彼此对应。在本测量示例中，D1和D2被统称为D。D表示为针对SAW70的波长(λ)标准化的值。准备了将0至λ的范围内的不同值作为D的多个传感器装置1。通过对传感器装置1中的每一个执行上述步骤1至步骤5的过程，测量传感器装置1的灵敏度。
图7示出了传感器装置1的灵敏度的变化系数的测量数据的示例。在图7的曲线图中，横轴表示D/λ的值。纵轴表示变化系数(CV)。图7所示的测量数据是在以下参数设置下获得的。注意，h是波导20的膜厚。另外，在以下描述中，D指示D1和D2中的每一个，除非将它们彼此区分。
λ＝11.5μm(P1＝11.5μm)，h＝110nm，D/λ＝0到1(D＝0到λ)
D从λ/2到λ(D/λ从0.5到1)范围内的CV的值随着D从λ到λ/2减小而减小，从而关于D具有线性函数关系，如实线的近似线所示。另一方面，D小于λ/2(D/λ小于0.5)范围内的CV的值突然下降到由点划线的近似线指示的约1％的值，偏离了由虚线指示的相对于D的线性函数关系。该结果表明，随着D变得小于SAW70的波长的1/2的长度，导致灵敏度变化增加的原因减少。即，该结果证明，当D变得小于SAW70波长的1/2的长度时，SAW70的被转换为体波的能量的比例降低。
如上所述，根据本实施例的传感器装置1可以通过被构成为使得D1和D2中的至少一个变得小于λ/2来减小灵敏度变化。作为结果，提高了传感器装置1对波导20的表面20a的状态变化的检测精度。
此外，在第一IDT电极11或第二IDT电极12和波导20形成为不同单元的情况下，第一IDT电极11或第二IDT电极12和波导20可以在一个步骤中一起形成，或者可以在两个或更多个步骤中独立形成。通过将第一IDT电极11或第二IDT电极12和波导20形成为不同的单元，传感器装置1的部件的布局的自由度增加。例如，在面对波导20的位置处，可以设置参考电极和信号电极中的任一电极。
<制造SAW传感器的方法>
在下文中，将描述传感器装置1的制造方法。
在第一步骤中，基板侧紧密接触层15、金属层16(未示出)和保护膜侧紧密接触层17形成在基板10的基板表面10a上。在第二步骤中，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以及波导20由金属层16形成。
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和波导20可以通过使用任何合适的工艺技术形成。例如，可以使用基于具有期望图案的掩模的蚀刻。例如，掩模可以通过光刻形成。可以使用抗蚀剂树脂等作为掩模。蚀刻可以包括湿法蚀刻或干法蚀刻。湿法蚀刻可以包括将材料溶解在酸溶液、碱溶液等中的步骤。干法蚀刻可以包括诸如RIE(反应离子蚀刻)或溅射蚀刻之类的、通过使用等离子体去除材料的步骤。
可以用在基板表面10a上以图案化状态形成第一IDT电极11、第二IDT电极12和波导20的步骤代替第一步骤和第二步骤。以图案化状态形成这些的步骤可以例如通过以被金属硬掩模、抗蚀剂树脂掩模等覆盖的状态形成基板侧紧密接触层15、金属层16、保护膜侧紧密接触层17来实现。
形成波导20的步骤可以被配置为在波导20的表面20a上不形成保护膜侧紧密接触层17。形成波导20的步骤可以被配置为使得在波导20的表面20a上形成保护膜侧紧密接触层17，然后去除保护膜侧紧密接触层17。
在第一步骤和第二步骤中，第一IDT电极11、第二IDT电极12和波导20同时形成。形成第一IDT电极11和第二IDT电极12的步骤以及形成波导20的步骤可以分开为独立的步骤。当这些步骤被分开时，可以先执行这些步骤中的任何一个。当第一IDT电极11、第二IDT电极12和波导20同时形成时，波导20相对于第一IDT电极11和第二IDT电极12的位置可以被高精度地控制。作为结果，D1和D2的精度可以被提高，并且测量精度被提高。
在第三步骤中，形成用于覆盖形成在基板表面10a上的部件的保护膜30。在第四步骤中，去除保护膜30的一部分。作为去除保护膜30的一部分的结果，被侧壁30a围绕的开口形成在保护膜30中。例如，可以通过基于具有开口图案的掩模的蚀刻来去除保护膜30。蚀刻可以包括任何适当的方法，例如干法蚀刻或湿法蚀刻。可以去除保护膜30，使得第一IDT电极11和第二IDT电极12保持被覆盖。可以去除保护膜30以露出波导20的表面20a的至少一部分。可以说，波导20的表面20a在保护膜30的开口中露出。
在第五步骤中，将与检测对象反应的物质(例如，抗体51、适体或酶)固定在波导20的表面20a上。在实施例中，假设将抗体51(参见图1)固定在表面20a上。当波导20由金(Au)形成时，抗体51可以基于例如金硫醇键形成在表面20a上，金硫醇键是金(Au)和二价硫(S)之间的键。在这种情况下，将聚合物膜形成在表面20a上，并且可以通过在聚合物中使用合适的缩合剂(例如，EDC/NHS试剂)，从而将抗体51通过胺偶联与聚合物结合。抗体51可以通过与聚合物结合而固定在表面20a上。表面20a的状态可以对抗体51的固定产生影响。例如，表面20a的诸如组成和表面粗糙度之类的表面状态可以对抗体51是否可以容易地固定在表面20a上产生影响。注意，可以使用例如聚乙二醇、羧甲基葡聚糖、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚羟乙基甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚羧基甜菜碱甲基丙烯酸、聚甜菜碱磺酸、聚甲基丙烯酸乙基磷酰胆碱或聚羟丙基丙烯酰胺作为聚合物。
在保护膜侧紧密接触层17形成在波导20的表面20a上并被去除的情况下，保护膜侧紧密接触层17可以在第二步骤中被去除，或者可以在第四步骤中被去除。表面20a可以被除保护膜侧紧密接触层17之外的另一种保护材料所覆盖。表面20a可以被保护材料所覆盖，直到第五步骤之前。通过使表面20a被保护直到第五步骤之前，更易于控制表面20a的状态。在波导20包括两层或更多层的情况下，构成波导20的表面20a的层可以在保护膜30的开口形成之后形成。作为结果，更易于控制表面20a的状态。
可以通过执行上述步骤中的每一个来制造根据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。有些步骤可以省略。
示出了本公开的实施例的图是示意性的。例如，并非所有的图都是按比例绘制的。
至此，已经基于附图和示例描述了本公开的实施例。注意，本领域普通技术人员基于本公开可以容易地进行各种修改和修正。因此，注意，这些修改和修正被包括在本公开的范围内。
在上面的示例中已经描述了基于其传播速度因增加到基板10的重量而改变的SAW70来执行检测的情况。然而，例如，传感器装置1可以基于其传播速度因增加到基板10的重量的减少而改变的SAW70来执行检测。
例如，首先，将与抗原61类似的类似物预先固定在基板10上。在这种情况下，类似物可以具有与抗体51的结合亲和力，但是与作为检测对象的抗原61相比，类似物与抗体51的结合亲和力较低。随后，将已知量的抗体51供应给基板10，并且类似物和抗体51形成复合物52。随后，将包括作为检测对象的抗原61在内的样本60提供给基板10。在这种情况下，由于抗原61的与抗体51的结合亲和力比类似物高，因此抗体51从类似物上解离并与抗原61形成复合物52。因此，解离的抗体51减少了增加到基板10的重量。解离的抗体51的量对应于检测对象的量，因此，SAW70的传播速度根据检测对象的量而变化。传感器装置1在提供样本60之前和之后获取SAW70的相位并计算相位差。基于计算的相位差，可以对检测对象进行检测。
例如，可以在逻辑不矛盾的情况下重新布置每个部件中包括的功能等，并且可以将多个部件等合并或分割。
在以上示例中已经描述了波导20位于第一参考电极11G和第二参考电极12G之间的结构。然而，传感器装置1的结构不限于该示例。具体地，波导20可以位于以下组合中的任一组合的电极之间：(1)第一参考电极11G和第二信号电极12A，(2)第一信号电极11A和第二参考电极12G，以及(3)第一信号电极11A和第二信号电极12A。注意，在组合(1)至(3)中，波导20可以与任一电极形成单个单元，但是波导20可以不与两个电极两者形成单个单元。
另外，在上述示例中已经描述了波导20由单个Au膜形成的情况。然而，波导20可以由多个金属膜形成。例如，波导20可以由包括多种金属(例如，Au-Au、Au-Ti-Au)的两种或更多种金属膜形成。在这种情况下，与基板表面10a接触的金属膜的端部可以是D1和D2各自在波导20侧的端部。
在本公开中，诸如“第一”和“第二”的序数是用于区分部件的标识符。在本公开中，对于由诸如“第一”和“第二”的序数区分的部件，序数可以彼此替换。例如，第一IDT电极和第二IDT电极的标识符“第一”和“第二”可以彼此替换。标识符的替换同时进行。即使在替换标识符之后，部件也会被区分。标识符可以省略。省略标识符的部件由附图标记区分。在本公开中，不应仅使用“第一”、“第二”等标识符来解释部件的顺序，也不能将它们作为编号较小的标识符存在的依据。
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
20a 表面
30 保护膜
30a 侧壁
51 抗体
52 复合物
60 样本
61 抗原
70 SAW。

Claims (16)

1.一种传感器装置，包括：
基板，具有基板表面；
第一IDT电极和第二IDT电极，位于所述基板表面上；以及
波导，位于所述基板表面上，且位于所述第一IDT电极与所述第二IDT电极之间，
其中，所述第一IDT电极和所述第二IDT电极中的至少一个包括参考电极和信号电极，所述参考电极和所述信号电极各自包括多个电极指，所述多个电极指沿一个方向并列布置，以及
其中，所述第一IDT电极和所述第二IDT电极中的所述至少一个与所述波导之间的距离短于在所述一个方向上所述参考电极与所述信号电极之间的间隔。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，
其中，所述第一IDT电极包括第一参考电极和第一信号电极，所述第一参考电极和所述第一信号电极各自包括多个第一电极指，所述多个第一电极指沿所述一个方向并列布置，
其中，所述第一IDT电极与所述波导之间的距离短于在所述一个方向上所述第一参考电极与所述第一信号电极之间的间隔，
其中，所述第二IDT电极包括第二参考电极和第二信号电极，所述第二参考电极和所述第二信号电极各自包括多个第二电极指，所述多个第二电极指沿所述一个方向并列布置，以及
其中，所述第二IDT电极与所述波导之间的距离短于在所述一个方向上所述第二参考电极与所述第二信号电极之间的间隔。
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置，
其中，所述第一IDT电极和所述第二IDT电极中的至少一个位于与所述波导分离处。
4.根据权利要求1或2所述的传感器装置，
其中，所述第一IDT电极和所述第二IDT电极中的至少一个连接到所述波导。
5.根据权利要求4所述的传感器装置，
其中，所述波导连接到所述第一IDT电极和所述第二IDT电极中的所述至少一个的所述参考电极。
6.根据权利要求4所述的传感器装置，
其中，所述波导连接到所述第一IDT电极或所述第二IDT电极的所述信号电极。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的传感器装置，
其中，所述波导在与所述一个方向相交的方向上的宽度大于所述第一IDT电极在与所述一个方向相交的所述方向上的宽度。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的传感器装置，
其中，所述波导在与所述一个方向相交的方向上的宽度大于所述第二IDT电极在与所述一个方向相交的所述方向上的宽度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的传感器装置，
其中，面对所述波导的第一电极指是第一参考电极的第一电极指。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的传感器装置，
其中，面对所述波导的第一电极指是第一信号电极的第一电极指。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的传感器装置，
其中，面对所述波导的第二电极指是第二参考电极的第二电极指。
12.根据权利要求1至10中的任一项所述的传感器装置，
其中，面对所述波导的第二电极指是第二信号电极的第二电极指。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的传感器装置，
其中，所述波导是位于所述基板表面上的金属膜。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的传感器装置，
其中，所述波导包括与所述第一IDT电极和所述第二IDT电极的金属材料不同的金属材料。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的传感器装置，还包括：
设置在所述第一IDT电极和所述第二IDT电极上的保护膜。
16.根据权利要求15所述的传感器装置，
其中，所述保护膜包括露出所述基板表面的开口，并且
其中，所述波导位于所述开口中。
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